Issuu

LUẬN VĂN SIÊU CẤP CHANNEL

vectorstock.com/10554621

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN DISSERTATION PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MÔN TOÁN LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM (2019) WORD VERSION | 2019 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ------------------------

ĐOÀN ÁNH DƯƠNG

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MÔN TOÁN LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. BÙI THỊ HẠNH LÂM

THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu: “Dạy học một số chủ đề môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM” dưới sự hướng dẫn của TS. Bùi Thị Hạnh Lâm là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực chưa được công bố. Thái Nguyên, ngày ..... tháng ..... năm 2019 Tác giả luận văn

ĐOÀN ÁNH DƯƠNG

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân là sự giúp đỡ của khoa, trường, các thầy cô bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người hướng dẫn khoa học - TS. Bùi Thị Hạnh Lâm đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và sự giúp đỡ của các thầy cô giáo khoa Toán. Lời cảm ơn cuối cùng, tôi xin gửi tới bạn bè ở lớp Lí luận và phương pháp dạy học môn Toán K25, đồng nghiệp, các em HS nơi tôi công tác và gia đình đã cổ vũ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài. Xin được trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 4 năm 2019 Tác giả

ĐOÀN ÁNH DƯƠNG

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

MỤC LỤC Lời cam đoan ................................................................................................................. i Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii Mục lục ........................................................................................................................ iii Danh mục các từ, cụm từ viết tắt ................................................................................. iv Danh mục các bảng, hình và biểu đồ ............................................................................ v MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài .......................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................2 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ...........................................................................2 5. Giả thuyết khoa học của đề tài ...................................................................................2 6. Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................................2 7. Cấu trúc của luận văn.................................................................................................3 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN.......................................................4 1.1. Dạy học tích hợp là gì? ...........................................................................................4 1.2. STEM và giáo dục STEM .......................................................................................4 1.2.1. Khái niệm STEM .................................................................................................4 1.2.2. Giáo dục STEM ...................................................................................................7 1.2.3. Dạy học theo định hướng STEM .........................................................................9 1.2.4. Vai trò của dạy học theo định hướng giáo dục STEM đối với việc phát triển năng lực cho HS THPT ................................................................................................17 1.2.5. Vai trò của môn Toán trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM ...........18 1.3. Thực trạng dạy học tích hợp STEM .....................................................................19 1.3.1. Thực trạng thiết kế và tổ chức dạy học môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM ............................................................................................................19 1.3.2. Thực trạng việc học tập môn của HS lớp 12 trong dạy học Toán theo định hướng Giáo dục STEM ................................................................................................21 1.4. Kết luận chương 1. ................................................................................................22 Chương 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MÔN TOÁN LỚP 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM .................................24 2.1. Cấu trúc chủ đề dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM ................24 2.1.1. Mục tiêu .............................................................................................................24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

2.1.2. Xác định nội dung trọng tâm .............................................................................24 2.1.3. Giới thiệu cấu trúc chủ đề ..................................................................................24 2.1.4. Bảng tổng hợp các hoạt động được xây dựng trong chủ đề ..............................25 2.1.5. Một số chủ đề môn Toán lớp 12 có thể dạy học theo định hướng giáoduục STEM ..........................................................................................................................26 2.1.5.1. Tổng quan về chương trình môn Toán 12 của HS THPT ...............................26 2.3. Một số chủ đề dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM ...................28 2.3.1. Chủ đề 1 (Trên lớp) ...........................................................................................28 2.4.2. Chủ đề 2 (Trải nghiệm)......................................................................................40 2.4.3. Chủ đề 3 (Trên lớp) ..........................................................................................57 2.3.4. Chủ đề 4 (Trải nghiệm).....................................................................................66 2.4. Tổ chức thực hiện dạy học các chủ đề môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM ....................................................................................................................75 Sau đây là một dự án dạy học mà chúng em đã tiến hành dạy tại trường THPT Bắc Sơn ( Phụ lục 5) ...........................................................................................................75 Kết luận chương 2 ........................................................................................................76 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................77 3.1. Mục đích thực nghiệm ..........................................................................................77 3.2. Nội dung thực nghiệm ..........................................................................................77 3.3. Đối tượng thực nghiệm .........................................................................................77 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .....................................................................77 3.5. Thời gian nghiệm sư phạm ...................................................................................77 3.6. Các bước tiến hành ...............................................................................................78 3.7. Đánh giá về kết quả thực nghiệm .........................................................................79 3.7.1. Đánh giá định tính..............................................................................................79 3.7.2. Đánh giá định lượng ..........................................................................................80 Kết luận chương 3 ........................................................................................................81 KẾT LUẬN .................................................................................................................83 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................84 PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ

Viết tắt DH

: Dạy học

: Giáo viên phổ thông

: Học sinh

: Phương pháp

HĐ

: Hoạt động

PPDH

: Phương pháp dạy học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC BẢNG, HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm của bài kiểm tra ...............................................80 Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất điểm của bài kiểm tra ............................................80

Hình 1.1.

Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM .....................................................11

Hình 1.2.

Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học - Quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật...............................................12

Hình 1.3.

Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM ...................................................13

Hình 1.4.

Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ..............14

Hình 1.5.

Quy trình dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM ................17

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất điểm ...............................................................81

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Thế kỉ XXI, với sự bùng nổ của công nghệ và khoa học, xã hội đứng trước những thách thức lớn về nhiều mặt như biến đổi khí hậu, cạn kiệt tài nguyên…và đặc biệt là giáo dục. Mục tiêu của giáo dục không đơn thuần chỉ là truyền thụ kiến thức trong nền tảng tri thức loài người đã gây dựng qua bao đời mà cao hơn cả là mục tiêu bồi dưỡng phát triển năng lực đặt vấn đề, giải quyết vấn đề, tìm kiếm thông tin, thu thập, xử lí số liệu, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo,…để khám phá những tri thức mới, phương pháp mới, vấn đề mới, cách giải quyết mới. Trước tình hình đó, Nghị quyết 29 về đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT xác định mục tiêu cụ thể đối với giáo dục phổ thông là: “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo là đổi mới những vấn đề lớn, cốt lõi, cấp thiết, từ quan điểm, tư tưởng chỉ đạo đến mục tiêu, nội dung, phương pháp, cơ chế, chính sách, điều kiện bảo đảm thực hiện; đổi mới từ sự lãnh đạo của Đảng, sự quản lý của Nhà nước đến hoạt động quản lý dạy và học trong các nhà trường, việc tham gia của gia đình, cộng đồng, xã hội và bản thân người học; đổi mới ở tất cả các bậc học, ngành học” [4]. Để đạt được mục tiêu đó, giáo dục cần có những điều chỉnh cả về nội dung chương trình cũng như phương pháp tổ chức dạy học theo hướng tăng cường gắn kết giữa lý thuyết với thực hành, lý luận với thực tiễn, nhà trường gắn với gia đình và xã hội điều này được thể hiện ngay trong “Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể” (ban hành tháng 12.2018). Trong chương trình này, định hướng dạy học tích hợp đã được xác định rõ và một trong những định hướng tích hợp mới được đề cập là tích hợp theo định hướng giáo dục STEM. Định hướng này đã được thể hiện trong chương trình tổng thể, chương trình môn học ở các cấp, bậc, lớp học. Giáo dục STEM là một trong những định hướng giáo dục tích hợp đã được phát triển mạnh ở Mỹ (2012), Thái Lan (2014), Canada (2015), Úc (2009)...và đã đem lại những thành tựu tốt cho giáo dục của các quốc gia này. “Bản chất của giáo dục STEM là thông qua việc tích hợp các môn học để trang bị cho người học khả năng vận dụng tổng hợp những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết các tình huống và yêu cầu của thực tiễn”. Định hướng giáo dục STEM là phù hợp với việc đổi mới chương trình GDPT theo định hướng phát triển năng lực. Đối với Việt Nam, định hướng giáo dục STEM cũng đã được triển khai ở một số trường và bước đầu cũng đã có được những kết quả Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

tốt, tuy nhiên nhìn chung vấn đề này còn khá mới, khó thực hiện đối với cả GV và HS cũng như các cấp quản lí GD. Từ những lí do trên, đề tài được lựa chọn là: “Dạy học một số chủ đề môn Toán lớp 12 trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM”. 2. Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM, thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề môn Toán tích hợp theo hướng giáo dục STEM cho HS lớp 12 ở trường trung học phổ thông. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS, về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM. Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho HS lớp 12 THPT. Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học Toán cho HS lớp 12 THPT. Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của một số chủ đề đã thiết kế. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học môn Toán ở trường THPT. Đối tượng nghiên cứu: thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM cho HS lớp 12 THPT. 5. Giả thuyết khoa học của đề tài Nếu thiết kế được một số chủ đề dạy học tích hợp theo định hướng STEM trong dạy học môn Toán cho HS lớp 12 và tổ chức thực hiện dạy học hợp lí thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn cho HS lớp 12 THPT. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận Nghiên cứu các sách, báo, các công trình về về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, dạy học tích hợp, dạy học theo hướng STEM. - Phương pháp điều tra, quan sát thực tiễn Quan sát, điều tra - khảo sát bằng phiếu hỏi để tìm hiểu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học môn Toán ở trường THPT. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường THPT nhằm kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của một số chủ đề đã thiết kế. 7. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm có 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề môn toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Dạy học tích hợp là gì? Theo [9], dạy học tích hợp là hành động liên kết một cách hữu cơ, có hệ thống các đối tượng nghiên cứu, học tập của một vài lĩnh vực môn học khác nhau thành nội dung thống nhất, dựa trên cơ sở các mối liên hệ về lí luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó nhằm hình thành ở HS các năng lực cần thiết. Trong dạy học tích hợp, HS dưới sự chỉ đạo của GV thực hiện việc chuyển đổi liên tiếp các thông tin từ ngôn ngữ của môn học này sang môn học khác; HS học cách sử dụng phối hợp những kiến thức, những kĩ năng và những thao tác để giải quyết một tình huống phức hợp - thường là gắn với thực tiễn. Chính nhờ qua trình đó, HS nắm vững kiến thức, hình thành khái niệm, phát triển năng lực và các phẩm chất cá nhân[9]. Theo chương trình giáo dục phổ thông mới Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố ngày 27/12/2018, dạy học tích hợp là “định hướng dạy học giúp HS phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng,... thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải có hiệu quả các vấn đề trong học tập và trong cuộc sống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện kĩ năng”. Như vậy, có thể hiểu “Dạy học tích hợp là một quan điểm dạy học nhằm hình thành và phát triển ở HS những năng lực cần thiết trong đó có năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết có hiệu quả các tình huống thực tiễn”. 1.2. STEM và giáo dục STEM 1.2.1. Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [6]. STEM là thuật ngữ rút gọn được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của Mỹ. Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ (NSF) vào năm 2001. Trước đó, năm 1990, NSF dùng thuật ngữ SMET tuy nhiên thuật ngữ này có cách phát âm giống từ “SMUT” (một từ có ý nghĩa không tích cực), vì vậy SMET sau nay được đổi thành STEM. Hiện nay thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

người học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM hay hoạt động STEM. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, ví dụ: Nhóm ngành nghề về CNTT; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử và Truyền thông… .[6]. Tùy từng ngữ cảnh khác nhau mà STEM được hiểu như là các môn học hay các lĩnh vực. Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiểu khác nhau. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là: - Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học” [6]. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. - Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) của 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [6], tác giả Tsupros [6] định nghĩa “Giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” [6]. - Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường” [6]. Bên cạnh đó, giáo dục STEM cũng được quan niệm STEM như là chương trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy cho HS bốn lĩnh vực cụ thể - Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học - trong một liên ngành và phương pháp tiếp cận ứng dụng. Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tổng hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế [6].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Trong nghiên cứu này giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa thứ ba và được tác giả định nghĩa như sau:“Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động” [6]. Ở ngữ cảnh giáo dục và trên bình diện thế giới, STEM được hiểu với nghĩa là giáo dục STEM trong đó: Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất) của HS, không chỉ giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên mà còn có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày. Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Nó cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể phân tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày của HS và của cộng đồng… Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật cung cấp cho HS những cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên tường minh trong cuộc sống của họ. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra [6]. Với nội hàm các môn học như trên, liên hệ với chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam hiện hành ta dễ dàng nhận thấy môn Khoa học tương ứng với các môn Khoa học tự nhiên ở Việt Nam như Vật lí, Hóa học, Sinh học. Ở Việt Nam môn Công nghệ đã bao hàm cả yếu tố Công nghệ và Kĩ thuật, do vậy môn Công nghệ và môn Kĩ thuật trên thế giới tương ứng với môn Công nghệ và môn Tin học ở Việt Nam. Vì vậy, trong luận văn này vận dụng vào bối cảnh giáo dục Việt Nam nội dung giáo dục STEM sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và Toán. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

1.2.2. Giáo dục STEM 1.2.2.1. Khái niệm giáo dục STEM Phạm trù năng lực thường được hiểu theo những cách khác nhau và mỗi cách hiểu có những thuật ngữ tương ứng. Theo [9], năng lực được hiểu theo các cách khác nhau như: - “Năng lực” hiểu theo nghĩa chung nhất là khả năng mà cá nhân thể hiện khi tham gia một hoạt động nào đó ở một thời điểm nhất định. Ví dụ khả năng giải toán, khả năng nói tiếng Anh,… thường được đánh giá bằng trắc nghiệm trí tuệ; - Năng lực là khả năng thực hiện hiệu quả một nhiệm vụ/một hành động cụ thể, liên quan đến một lĩnh vực nhất định dựa trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và sự sẵn sàng hành động. - Năng lực của người học (HS) là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ,… phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống. - Giáo dục STEM là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lí mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Do vậy, dạy học theo định hướng phát triển năng lực là một trong các cơ sở khoa học của giáo dục STEM được thể hiện ở các nội dung cơ bản sau: Hệ thống mục tiêu được mô tả tường minh rõ ràng về hệ thống các năng lực. Khác với dạy học định hướng nội dung, dạy học định hướng năng lực tập trung vào kết quả học tập của HS tức là quan tâm tới “đầu ra”. Đây là cơ sở cho việc lựa chọn nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức và kiểm tra đánh giá nhằm đảm bảo kết quả đầu ra như mong muốn. Do vậy, trong dạy học định hướng năng lực kết quả học tập hay là mục tiêu thường được mô tả thông qua hệ thống các năng lực một cách chi tiết, rõ ràng có thể quan sát và đánh giá được. Đặc điểm này của dạy học định hướng năng lực là cơ sở khoa học quan trọng trong việc xây dựng mục tiêu giáo dục STEM và bảng kiểm đánh giá các năng lực của HS thông qua bài học STEM. Dạy học dựa trên định hướng hành động. Tư tưởng của dạy học dựa trên định hướng hành động là: người học sẽ học tốt nhất khi được trực tiếp tham gia vào hoạt động học tập trải nghiệm; kiến thức phải được khám phá bởi chính các cá nhân nếu nó có ý nghĩa quan trọng với họ hoặc tạo ra sự khác biệt trong hành vi của họ và người học sẽ có quyết tâm cao khi họ được tự do Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

thiết lập các mục tiêu học tập của mình và có thể chủ động theo đuổi nó trong một khuôn khổ nhất định [1]. Dạy học theo dự án là một hình thức điển hình của dạy học định hướng hành động, trong đó HS tự lực thực hiện trong nhóm một nhiệm vụ học tập phức hợp, gắn với các vấn đề thực tiễn, kết hợp lí thuyết và thực hành, có tạo ra các sản phẩm có thể công bố. Trong dạy học theo dự án, có thể vận dụng nhiều lí thuyết và quan điểm dạy học hiện đại như lí thuyết kiến tạo, dạy học định hướng HS, dạy học hợp tác, dạy học tích hợp, dạy học khám phá, sáng tạo, dạy học theo tình huống và dạy học định hướng hành động. Do vậy, vận dụng dạy học định hướng hành động có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng nguyên lí giáo dục kết hợp lí thuyết với thực tiễn, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội của giáo dục STEM. Đây là cơ sở trong việc lựa chọn PPDH trong giáo dục STEM. Tư tưởng dạy học tích hợp liên môn và định hướng vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Dạy học tích hợp liên môn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều môn học. "Tích hợp" là nói đến phương pháp và mục tiêu của hoạt động dạy học còn "liên môn" là đề cập tới nội dung dạy học. Các chủ đề liên môn, tích hợp có tính thực tiễn nên sinh động, hấp dẫn, có ưu thế trong việc tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho HS [9]. Dạy học tích hợp liên môn không chỉ chú ý tích cực hoá HS về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn. Tăng cường việc học tập trong nhóm, đổi mới quan hệ GV - HS theo hướng cộng tác. Đặc điểm này của dạy học định hướng năng lực là cơ sở để xây dựng các chủ đề giáo dục STEM gắn với thực tiễn cuộc sống. Đánh giá trong dạy học định hướng năng lực là đánh giá quá trình Về bản chất, đánh giá năng lực là đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng thực hiện nhiệm vụ của HS và việc đánh giá này là đánh giá cả quá trình vì sự tiến bộ của HS [2]. Đánh giá quá trình là những phản hồi cần thiết cho cả GV và HS về những hiểu biết hiện tại và phát triển kĩ năng nhằm xác định những bước tiếp theo [2]. Đánh giá quá trình được xem là một phương thức tạo động lực học tập cho người học hiệu quả và có tác động ngay tức thì đến quá trình học. Đánh giá trong dạy học định hướng năng lực sẽ là cơ sở để xây dựng nội dung đánh giá trong quy trình giáo dục STEM. 1.2.2.2. Đặc trưng giáo dục STEM

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Giáo dục STEM là dạy học tích hợp, là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học. Về khái niệm “liên ngành” khác với “đa ngành”. Mặc dù cũng là có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhưng “liên ngành” thể hiện sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau trong các ngành còn “đa ngành” cũng là có nhiều ngành nhưng không thể hiện được sợi dây kết nối bổ trợ lẫn nhau trong các ngành. Do vậy, nếu một chương trình học, một trường học chỉ có nhiều môn, nhiều GV dạy các ngành khác nhau mà không có sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau thì chưa được gọi là giáo dục STEM. - HS phải kết hợp trí óc và chân tay. Lồng ghép với các bài học trong thế giới thực. Thể hiện tính thực tiễn và tính ứng dụng kiến thức trong việc giải quyết các vấn đề thực tế. Ở đây, không còn rào cản của việc học kiến thức lý thuyết với ứng dụng. Do vậy, các chương trình STEM nhất thiết phải hướng đến các hoạt động thực hành và vận dụng kiến thức để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề của thực tế cuộc sống. - Giải quyết vấn đề thực tiễn. - Phát triển mạnh năng lực và phẩm chất HS - Định hướng thực hành và sản phẩm - Kết nối từ trường học, cộng đồng đến các tổ chức toàn cầu. Đó là kỷ nguyên của thế giới phẳng, cách mạng công nghiệp 4.0 (nơi mà tự động hóa và điều khiển từ xa thông qua các thiết bị điện tử di động lên ngôi, thông qua đường truyền Internet). Do vậy, quá trình giáo dục STEM không chỉ hướng đến vấn đề cụ thể của địa phương mà phải đặt trong mối liên hệ với bối cảnh kinh tế toàn cầu và các xu hướng chung của thế giới. Ví dụ: biến đổi khí hậu, năng lượng tái tạo… 1.2.3. Dạy học theo định hướng STEM 1.2.3.1. Đặc trưng của bài học STEM - Một chủ đề STEM đầy đủ sẽ hội tụ cả bốn thành tố của STEM như: + Khoa học: Các quy luật tự nhiên, xã hội + Công nghệ: Quy trình sản xuất ra sản phẩm học tập. + Kĩ thuật: Thiết kế, chế tạo đẽo gọt,... + Toán học: Ý nghĩa các con số, hình dạng, phép tính, số lượng liên quan đến sản phẩm chế tạo. - Một bài học STEM có các đặc trưng sau: + Bài học STEM tập trung vào các tình huống và các vấn đề mang tính thực tiễn liên quan đến vấn đề xã hội, kinh tế, môi trường cần được giải quyết. + Bài học STEM thường được hướng dẫn bằng các quá trình thiết kế kĩ thuật. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

+ Bài học STEM đặt HS vào hàng loạt những câu hỏi - đáp về thực hành và những khám phá có kết thúc mở. Trong các bài học STEM, con đường học tập STEM có kết thúc mở trong một quá trình không quá ràng buộc. Điều ràng buộc, nếu có chỉ là các vật liệu được cung cấp sẵn. Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc ít lặp lại. Giáo dục STEM có đặc trưng không phải là để HS trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho HS các kỹ năng có thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Vâng, đó chính là kỹ năng STEM. Kỹ năng STEM được hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kỹ năng là: Kỹ năng Khoa học, kỹ năng Công nghệ, kỹ năng Kỹ thuật và kỹ năng Toán học. Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phương pháp “Học qua hành” - “Learning by doing”. Phương pháp “Học qua hành” giúp HS có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ được hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. HS sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học này, GV không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình. 1.2.3.2. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học STEM - Quy trình 5E Quy trình 5E được Rodger W Bybee và cs xây dựng dựa trên mô hình SCIS của J. Myron Atkin và Robert Karplus (1962) - một mô hình dùng để cải tiến chương trình dạy học môn Khoa học ở HS bậc tiểu học. Kể từ năm 1980, Quy trình 5E đã được dùng để thiết kế các tài liệu giảng dạy. Quy trình hướng dẫn 5E đóng một vai trò quan trọng quá trình phát triển chương trình và xây dựng tài liệu giáo trình cho các lớp học khoa học. Ngày nay, một số tác giả đã rất quan tâm đến quy trình 5E và coi nó là một quy trình phù hợp để giáo dục STEM.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Quy trình 5E nhằm mô tả tiến trình dạy học và có thể được sử dụng trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay một bài học cụ thể [4]. Quy trình 5E gồm có 5 giai đoạn trong một chuỗi quá trình dạy học là: Engagement (Thâm nhập vấn đề), Exploration (khám phá), Explanation (giải thích), Elaboration/Extension (mở rộng) và Evaluation (đánh giá) (Hình 1.1).

Hình 1.1. Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM Thâm nhập vấn đề: Mục tiêu của giai đoạn này là để tạo sự chú ý và quan tâm của HS. HS được đặt vào những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quan đến nội dung học tập mang tính thách thức và gợi nhu cầu HS cần phải giải quyết. Về bản chất, ở đây là tạo các tình huống có vấn đề khiến HS có những suy nghĩ như: tại sao điều đó lại có thể xảy ra, em cũng đã từng suy nghĩ nhưng không biết lí giải thế nào, em muốn tìm hiểu thêm về vấn đề này… và khi đó HS cảm thấy cần thiết phải giải quyết hay học thêm một vấn đề gì đó. Khám phá: Đây là giai đoạn HS trải nghiệm thông qua các hoạt động như thu thập thông tin dữ liệu, quan sát mô hình, thí nghiệm, điều tra… để giải thích các hiện tượng và phát triển khả năng nhận thức của bản thân. Vai trò của GV trong giai đoạn khám phá là người chỉ dẫn và khởi đầu cho hoạt động. Cung cấp cho HS những kiến thức nền cần thiết; những dụng cụ, nguyên vật liệu phục vụ hoạt động trải nghiệm của HS và điều chỉnh những nhận thức sai lầm mà HS có thể gặp phải trong quá trình khám phá. Đây là giai đoạn HS suy nghĩ, lập kế hoạch và tổ chức những thông tin dữ liệu thu thập được. Giai đoạn này HS có thể thực hiện các thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu, thiết kế các quy trình, thiết kế mẫu… Lựa chọn và áp dụng các phương pháp tiếp cận có hệ thống thích hợp để trả lời câu hỏi mang tính phức hợp, để điều tra các vấn đề mang tính thời sự và phát triển các giải pháp cho những thách thức và các vấn đề trong thế giới thực. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Giải thích: HS phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích và thông tin liên lạc. Mở rộng: Giai đoạn này HS có cơ hội được mở rộng và củng cố những hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức. HS điều chỉnh các giải pháp, các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm. Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Đánh giá: Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải trình bày giải pháp của họ nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu. HS được tham gia đánh giá đồng đẳng. HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa trên kết quả các nhiệm vụ thực hiện. GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của HS, xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS. Quy trình trên được xây dựng dựa trên lí thuyết kiến tạo, giúp HS có thể tự xây dựng những hiểu biết của mình thông qua những trải nghiệm và những ý tưởng mới. - Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học Cùng với quy trình 5E, hiện nay trên thế giới, giáo dục STEM được giảng dạy theo phương pháp nghiên cứu khoa học. Đây là một phương pháp nghiên cứu trong đó những vấn đề khoa học, những số liệu liên quan được thu thập nhằm xây dựng những giả thuyết và những giả thuyết này được TN kiểm chứng. Theo cách tiếp cận này HS sẽ được học theo cách của các nhà khoa học khám phá hay trả lời các câu hỏi khoa học. Quy trình này phù hợp cho các hình thức giáo dục STEM thông qua nghiên cứu khoa học hay mô hình sinh hoạt câu lạc bộ khoa học. Trên cơ sở quy trình nghiên cứu khoa học, tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học được cải tiến như sau (Hình 1.2) [8].

Hình 1.2. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học - Quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Đặc điểm nổi bật của giáo dục STEM là nhấn mạnh yếu tố kĩ thuật và cụ thể là tính thiết kế. Do vậy, nhiều nhà sư phạm đã vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật để giảng dạy STEM cho HS. Vòng lặp thiết kế là một ví dụ trong việc vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật trong giáo dục STEM. Vòng lặp thiết kế là một hướng dẫn giúp HS giải quyết các vấn đề nói chung và giải quyết vấn đề trong thiết kế nói riêng khi học STEM một cách hiệu quả (Hình 1.3). Khác với quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học là dựa trên các câu hỏi, dựa trên các giả thuyết khoa học để làm xuất phát điểm cho quá trình nhận thức của HS, và ở đó quan tâm nhiều đến việc tìm ra các minh chứng để trả lời cho các câu hỏi khoa học đó thì quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật sẽ dựa trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần phải giải quyết. Hay nói cách khác về bản chất ở đây là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn đề.

Hình 1.3. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM [8] - Thiết lập mối quan hệ giữa các kiến thức, kĩ năng và phương pháp của các môn học. Hiện nay trong giáo dục truyền thống bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được xây dựng và giảng dạy một cách độc lập. Tuy việc dạy theo cách này vẫn giữ một vai trò quan trọng trong việc cung cấp những kiến thức cơ bản thuộc các lĩnh vực trên. Nhưng sự tách rời này cũng sẽ đem đến một khoảng cách lớn giữa học và thực hành, giữa nhà trường và doanh nghiệp bởi nhà trường dạy theo các môn học nhưng cuộc sống thực tiễn thì lại không tồn tại theo các môn độc lập như trong nhà trường mà là những vấn đề mang tính phức hợp. HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ cần thời gian để thích nghi, để hiểu được làm thế nào để từ cơ sở lí thuyết, nguyên lí, những kiến thức được học trong trường chuyển thành các ứng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

dụng thực tế. Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với các ứng dụng và kĩ thuật cũng rất hạn chế bởi trong chính quá trình giảng dạy định hướng nội dung, HS không có điều kiện để thấy được những biểu hiện thực tiễn của kiến thức trong cuộc sống… Hình 1.1 được tác giả điều chỉnh từ sơ đồ của David D. Thornburg [8]. thể hiện mối quan hệ tự nhiên giữa các thành tố trong STEM, đó là các mối quan hệ “sử dụng”, “thúc đẩy”, “dẫn đến”, “áp dụng”... Khoa học có được những lợi ích từ sự phát triển của Công nghệ, Kĩ thuật và Công nghệ, Kĩ thuật là áp dụng những thành quả của Khoa học vào đời sống. Toán học rất cần thiết cho cả Khoa học và Công nghệ, Kĩ thuật, tương tự vậy những tiến bộ của Khoa học, Công nghệ sẽ kích thích những tiến bộ mới trong Toán học… Có thể thấy các lĩnh vực đều thúc đẩy nhau phát triển và hưởng lợi từ sự phát triển của nhau. Trong thực tế những mối liên kết thuộc các lĩnh vực STEM ở trên là những liên kết động và phát triển theo thời gian. Các mối liên kết đó phản ảnh những vấn đề cơ bản của cuộc sống là khám phá thế giới và cải tạo thế giới.

Hình 1.4. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [8] Trong giáo dục, dạy học Khoa học là bao gồm cả việc dạy về phương pháp khoa học là một quá trình xây dựng giả thuyết và xác minh. Dạy học Công nghệ và Kĩ thuật là dạy về sự linh hoạt, sáng tạo và đổi mới. Tuy nhiên những thuộc tính này rất khó để lượng hóa trong dạy học, nhưng những điều này lại rất cần thiết trong dạy học Công nghệ, Kĩ thuật. Quá trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong HS nhưng phải cần thời gian và HS cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để kích thích sự sáng tạo. Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành để Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học nhằm mang đến cho HS những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa. Ví dụ trong bài học STEM về chủ đề xây cầu, HS đóng vai là những kĩ sư tư vấn cho một công ty phải sửa hoặc thay thế một cây cầu qua một kênh đào đã bị hư hỏng nặng. HS được học về bản chất của lực, trọng lực và cách làm việc với lực cân bằng. Ở đây, kiến thức về Toán học sẽ được sử dụng trong các tính toán về trọng lực, cân bằng lực. Những kiến thức này sẽ là cơ sở để đưa ra các giải pháp kĩ thuật nhằm tạo ra những cấu trúc ổn định. Hay khi học một chủ đề về hệ mặt trời, HS không chỉ đơn thuần học về khoa học để nghiên cứu xem hệ mặt trời gồm những thành phần nào hay đặc điểm của chúng ra sao mà còn được học những ý tưởng phát hiện ra kính thiên văn (Công nghệ), học về giá đỡ cho kính thiên văn (Kĩ thuật), hay học cách tính tỷ lệ khoảng cách giữa các ngôi sao hay bán kính của các ngôi sao (Toán học). - Các bước soạn nội dung bài học STEM Để từng bước đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông làm tiền đề, cơ sở để thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới, theo chúng tôi cần phải xây dựng theo các chủ đề từng môn hoặc tích hợp liên môn ở các môn học STEM. Các chủ đề STEM cần theo hướng rất linh hoạt và có thể triển khai dưới nhiều hình thức. Để xây dựng một chủ đề STEM theo định hướng phát triển năng lực cho HS, nên thực hiện theo các bước sau: Bước 1. Xác định đối tượng, thời gian, hình thức tổ chức chủ đề STEM - Đối tượng: cần xác định đối tượng phù hợp với chủ đề trên cơ sở nội dung bám sát với chương trình phổ thông của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Đối tượng HS nên theo lớp từ lớp 1 đến lớp 12. - Thời gian: cần xác định thời gian phù hợp gồm cả thời gian chuẩn bị, thời gian thực hiện. Mỗi chủ đề nên xây dựng thời gian thực hiện trên lớp từ 60 đến 90 phút. - Hình thức tổ chức: có thể tổ chức trong giờ học chính khóa tại các phòng STEM của nhà trường hoặc tại các cơ sở sản xuất, phòng STEM các doanh nghiệp, các trường đào tạo nghề ... Bước 2. Nêu vấn đề thực tiễn GV nêu vấn đề thực tiễn bằng nhiều hình thức như: một câu chuyện, một tình huống thực tiễn, bài tập thực tiễn, dự án học tập giải quyết các vấn đề thực tiễn, hoạt động trải nghiệm sáng tạo, hoạt động nghiên cứu khoa học… làm cho HS xuất hiện nhu cầu giải quyết vấn đề thực tiễn. Bước 3. Đặt câu hỏi định hướng, hình thành ý tưởng của chủ đề, hệ thống kiến thức STEM trong chủ đề Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Các câu hỏi tập trung vào các nội dung: Chủ đề nhằm mục đích gì? Nhiệm vụ chính trong chủ đề là gì? Chủ đề có ý nghĩa gì trong thực tiễn? Kiến thức môn học STEM nào liên quan? … Ý tưởng chủ đề hướng tới các vấn đề thực tiễn gì liên quan để giải quyết được vấn đề thực tiễn. Xây dựng hệ thống kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề. Các kiến thức các môn STEM liên quan cần xác định trọng tâm, liên quan trực tiếp chủ đề, do đó khi xây dựng chủ đề STEM cần thiết phải hợp tác giữa GV các bộ môn. Bước 4. Xác định mục tiêu của chủ đề Cần xác mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và thái độ cần đạt được sau khi thực hiện chủ đề STEM cho HS. Mục tiêu cần rõ ràng, có tính khả thi phù hợp với năng lực HS và điều kiện địa phương. Bước 5. Chuẩn bị các mẫu vật, hóa chất, dụng cụ, vị trí để thực hiện chủ đề STEM. Trên cơ sở nội dung, mục tiêu chủ đề, GV chuẩn bị hoặc hướng dẫn HS chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất, dụng cụ … cần thiết để tổ chức thực hiện chủ đề. Bước 6. Xác định được quy trình (các hoạt động hoặc chuỗi hoạt động) kĩ thuật giải quyết vấn đề thực tiễn bằng ứng dụng STEM và thực hiện được các hoạt động giải quyết vấn đề thực tiễn. GV xây dựng quy trình tổ chức, thực hiện chủ đề STEM theo các hoạt động một cách rành mạch, rõ ràng, dễ thực hiện. Tuy nhiên, ở mức độ cao hơn, GV chỉ nêu mục tiêu chủ đề, yêu cầu đạt được, cung cấp cơ sở vật chất cần thiết yêu cầu HS tự xây dựng các bước và thực hiện chủ đề. Một trong những giá trị cốt lõi chương trình thực hiện chủ đề STEM là truyền cảm hứng về khả năng sáng tạo của cá nhân, giúp phát triển các đặc điểm của cá nhân sáng tạo: tính trôi chảy, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính tỉ mỉ. Bước 7. Báo cáo kết quả, nêu các kiến nghị, đề xuất mới Sau khi thực hiện chủ đề, HS báo cáo kết quả quá trình ứng dụng STEM giải quyết vấn đề thực tiễn, có thể đề xuất một số vấn đề mới phát sinh, ý tưởng mới liên quan đến chủ đề. GV kết luận vấn đề, tổng kết. - Tổ chức dạy học tích hợp STEM từ cách tiếp cận giáo dục STEM (Quy trình 5E, quy trình tiếp cận theo phương pháp nghiên cứu khoa học, quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật) và từ thực tế nội dung chương trình và sách giáo khoa môn Toán trong chương trình giáo dục phổ thông tại Việt Nam, nghiên cứu đề xuất quy trình Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

chung dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM gồm 5 bước cụ thể như sau (Hình 1.8):

Hình 1.5. Quy trình dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM 1.2.4. Vai trò của dạy học theo định hướng giáo dục STEM đối với việc phát triển năng lực cho HS THPT Dạy học theo định hướng STEM có vai trò đối với việc phát triển năng lực cho HS THPT. Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán học, Khoa học, các lĩnh vực công nghệ, kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ GV, chuơng trình, cơ sở vật chất. - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, HS được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của HS. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất. Bên cạnh độ, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ỏ trường phổ thông, HS sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá đuợc sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM trường phổ thông cũng là cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiêp lần thứ tư. - Góp phần củng cố, đào sâu, hệ thống hóa kiến thức khoa học đã học trong chương trình, phát hiện và khắc phục những sai lầm của HS mắc phải trong chương trình. Hơn nữa, mở rộng kiến thức và năng lực thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. - Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và định hướng nghề nghiệp cho HS, đặc biệt là các ngành nghề thuộc các lĩnh vực STEM. - Phát hiện các HS có năng lực vượt trội về Khoa học và Kĩ thuật, bồi dưỡng các HS này trở thành lực lượng nòng cốt, để tham gia các cuộc thi lớn như: liên hoan tuổi trẻ sáng tạo, cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp Quốc gia cho HS trung học. 1.2.5. Vai trò của môn Toán trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM Giáo dục theo định hướng STEM dựa trên giáo dục là một liên ngành lĩnh vực Toán học kết nối bốn ngành là Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán do đó môn Toán là một bộ phận cấu thành của dạy học STEM. Toán với phương pháp STEM nhấn mạnh các nguyên tắc thực hành học tập của mỗi HS luôn được tạo điều kiện để thực hành để HS ghi nhớ kiến thức lâu dài, STEM nên nhấn mạnh cho HS kinh nghiệm, học tập tích hợp, kết nối giữa các môn học, khả năng giải quyết vấn đề, phương pháp tư duy chuyên sâu, khả năng quản lý các loại nhiệm vụ của dự án, hiểu biết và kỹ năng về thiết kế kỹ thuật, cũng như việc sử dụng các thông tin khác nhau và công nghệ. Ngược lại, một số nghiên cứu cho thấy phương pháp học tập theo định hướng STEM dựa trên khám phá hoặc điều tra có tiềm năng lớn để cải thiện và thay đổi việc dạy và học. Giáo dục dựa trên STEM được công nhận là cách thúc đẩy trẻ em yêu thích toán học hiệu quả. Tăng cường giáo dục dựa trên STEM là một cách thúc đẩy những người trẻ tuổi quan tâm nhiều hơn đến Khoa học và Toán học vì kiến thức toán học có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

ảnh hưởng đến nền kinh tế của một nước. Giáo dục STEM là một cách cải thiện khả năng giải quyết vấn đề toán học ở trẻ em học đường. Toán học là một trong bốn thành tố quan trọng của giáo dục STEM, là lĩnh vực công cụ của các lĩnh vực khoa học còn lại trong giáo dục STEM. Sự hạn chế về năng lực Toán học là rào cản lớn đối với việc thực hiện giáo dục STEM. Do đó, để thực hiện giáo dục STEM hiệu quả thì cần thiết phải phát triển năng lực Toán học cho HS phổ thông. 1.3. Thực trạng dạy học tích hợp STEM Để tìm hiểu thực trạng học tích hợp STEM ở trường THPT, chúng tôi đã sử dụng phiếu thăm dò ý kiến, kết hợp với việc trao đổi ý kiến với các đồng nghiệp và các chuyên gia có kinh nghiệm nhiều năm, tiến hành thăm lớp dự giờ dạy một số tiết. 1.3.1. Thực trạng thiết kế và tổ chức dạy học môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM Chúng tôi đã tiến hành khảo sát đối với 30 GV dạy Toán ở trường THPT (12 GV THPT Bắc Sơn, 18 GV THPT Chuyên Chu Văn An) Lạng Sơn (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) kết quả thu được như sau: 66,7% các GV được hỏi đều nhất trí với khái niệm về giáo dục STEM ở phương án 1, chỉ có 10% GV chọn phương án 4. Như vậy đa số GV đã có được sự hiểu biết ban đầu về giáo dục STEM nhưng hiểu đúng và chính xác về khái niệm này còn ít. Với câu hỏi 2, Theo thầy, cô ý nghĩa của dạy học giáo dục STEM là gì? (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) Về vấn đề này đa số các thầy cô cho rằng ý nghĩa của việc dạy học giáo dục STEM là “Đảm bảo giáo dục toàn diện” (60%), có 40% thầy cô chọn các đáp án khác. Đa số các thầy cô đã nhận thức được tâm quan trọng của dạy học giáo dục STEM. (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) Về vấn đề này đa số các thầy, cô cho rằng việc dạy học giáo dục STEM là rất cần thiết (60%), có 30% thầy cô cho rằng nó là cần thiết. Đại đa số các thầy cô đã nhận thức được tâm quan trọng của dạy học giáo dục STEM. Với câu hỏi này 50% các thầy cô cho rằng môn Toán có vai trò hình thành và phát triển những năng lực chung cốt lõi cho người học (NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo) và NL toán học (NL tư duy và lập luận toán học; NL mô hình hoá toán học; NL giải quyết vấn đề toán học; NL giao tiếp toán học; NL sử dụng công cụ, phương tiện học Toán) trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, 50% thầy cô đồng ý môn Toán có vai trò giúp HS có những kiến thức, kỹ năng toán học phổ thông, cơ bản, thiết yếu; phát triển khả năng giải quyết vấn đề có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

tính tích hợp liên môn giữa môn Toán và các môn học khác như Vật lý, Hoá học, Sinh học, Địa lý, Tin học, Công nghệ,...; tạo cơ hội để HS được trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tế. Như vậy, các thầy cô đều đã nhận thức môn Toán có vai trò như thế nào trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, tuy nhiên hiểu chưa đầy đủ và toàn diện. Với câu hỏi 5, Theo thầy, cô để có điều kiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần có năng lực nào? (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) Có 100% GV chọn cả 8 năng lực trên chứng tỏ các thầy cô đã có tìm hiểu về giáo dục STEM. Với câu hỏi 6, Theo thầy, cô những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc giáo dục STEM? Có 15% GV thực hiện cả ba cách, có 35% GV thực hiện hai cách, 20% GV thực hiện một cách. Với câu hỏi 7 theo thầy, cô các chủ đề nào trong chương trình môn Toán có thể thiết kế dạy học theo định hướng giáo dục STEM?. (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) Với câu hỏi này đa số các GV cho rằng trong 24 chủ đề trên đều có thể thiết kế dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Đa số các thầy cô đã hình dung được được điều kiện để thiết kế được dạy học theo định hướng giáo dục STEM các tình huống trong bối cảnh thực tế ứng với mỗi chủ đề môn Toán trong trường THPT. Với câu hỏi 8 Theo thầy, cô khi thiết kế chủ đề giáo dục STEM cần thực hiện các bước như thế nào? (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) Với câu hỏi này có 50% GV chọn phương án A ta thấy còn có nhiều GV chọn các phương án khác nhau chứng tỏ các thầy cô chưa thực sự tìm hiểu về cách thiết kế chủ đề dạy học theo hướng giáo dục STEM. Với câu hỏi 9 Theo thầy cô bước nào là khó nhất trong các bước thiết kế chủ đề dạy học STEM? (5)

(4)

(3)

(2)

(1)

Với câu hỏi này đa số các GV chọn 60% (3) và có ít GV chọn (1) ta thấy đa số GV đã hình dung ra mức độ khó khăn trong các bước xây dựng thiết kế chủ đề giáo dục STEM. Với câu hỏi 10 Theo thầy cô khi tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM có những khó khăn gì? (mẫu phiếu xem phụ lục số 1)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Với câu hỏi này đa số các GV cho rằng khó khăn lớn nhất là áp lực về thời gian trên lớp ít, nội dung kiến thức rất nặng nên không có điều kiện khắc sâu nhiều về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Với câu hỏi 11 “Theo thầy cô người học có hứng thú với giáo dục STEM? (mẫu phiếu xem phụ lục số 1) Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

Kết quả của hỏi này 100% câu trả lời “Rất hứng thú”. Nội dung giáo dục môn Toán theo định hướng STEM khá khó đối với các em THPT, các em thấy đây là nội dung rất trừu tượng, hàn lâm. Vì vậy, việc thiết kế và thực hiện các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM giúp HS khám phá được các kiến thức, hình thành kĩ năng là rất khó khăn và hiệu quả chưa cao. Và đây là nội dung còn mới chỉ có một số ít trường THPT trên cả nước mới đưa vào dạy học thí điểm. Nhiều GV mới chỉ bước đầu nghiên cứu đến giáo dục môn Toán theo định hướng Giáo dục STEM. - Đối với HS: Chất lượng đại trà của HS còn yếu. Số HS tự mình tiếp thu và giải được các bài toán không nhiều. Hầu hết chưa lựa chọn đúng phương pháp sử dụng kiến thức để ứng dụng vào giải bài tập trong bối cảnh thực tế. Vì vậy dẫn đến việc kiến tạo nên hệ thống các bài toán có phần bị hạn chế. Chẳng hạn: +) Yếu về định hướng biến đổi giải các bài toán; +) Yếu về năng lực nhận dạng và xác định phương pháp giải toán; +) Yếu về năng lực chuyển đổi bài toán; +) Ngoài ra trong quá trình giải bài tập Toán, HS thường yếu trong việc chuyển đổi ngôn ngữ, yếu về khả năng quy lạ về quen. Dẫn đến, việc khai thác các bài toán và hệ thống các bài toán liên quan gặp khó khăn; đồng thời dẫn đến những sai lầm. 1.3.2. Thực trạng việc học tập môn của HS lớp 12 trong dạy học Toán theo định hướng Giáo dục STEM Để tìm hiểu thực trạng dạy học môn Toán lớp 12 theo định hướng Giáo dục STEM chúng tôi đã xin ý kiến đối với 300 HS lớp 12 trường THPT Bắc Sơn (mẫu phiếu xem phụ lục số 2). Với câu hỏi 1 “Thầy (Cô) của em đã dạy học theo định hướng giáo dục STEM chưa? Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

Chưa bao giờ

http://lrc.tnu.edu.vn

Như vậy HS cho rằng có 100% GV chưa bao giờ dạy học bộ môn Toán theo định hướng giáo dục STEM, đây là nội dung hoàn toàn mới lạ đối với các em. Với câu hỏi 2 “Nếu em chưa được học theo định hướng giáo dục STEM, em có muốn được học không ? Vì sao? (mẫu phiếu xem phụ lục số 2) Mặc dù nội dung dạy học theo định hướng giáo dục STEM là nội dung đa số các em muốn và rất muốn học theo, rất thuận lợi và cần thiết để truyền thụ kiến thức kĩ năng nhưng chưa có GV nào thực hiện. Với câu hỏi 3 “Nếu thầy cô em đã thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì em thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa như thế nào? (mẫu phiếu xem phụ lục số 2) Kết quả khảo sát cho thấy 90% HS chọn cả 5 phương án trên chỉ có 10% các em chọn một phương án nào. Thực tế này đòi hỏi các thầy cô phải nghiên cứu cách dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho HS. Với câu hỏi 4 Nếu em đã được học chủ đề (bài dạy) theo định hướng giáo dục STEM, em có hứng thú như thế nào? Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

Đa số các HS được hỏi (60%) đều cho rằng việc thầy cô dạy cho em các nội dung môn Toán theo định hướng STEM giúp cho các em dễ dàng giải quyết các vấn đề gặp phải. Như vậy, nhìn chung HS đều nhận thức rất đúng đắn về vai trò của dạy học môn Toán theo định hướng STEM đối với các em, tuy nhiên tùy thuộc vào năng lực của từng em nên các em có cảm nhận khác nhau. Do đó, GV cũng nên tùy mức độ năng lực của HS mà có thể giao các nhiệm vụ để các em có thể phát huy được dạy và học môn Toán theo định hướng STEM. Thông qua khảo sát, chúng tôi nhận thấy nhìn chung các GV đều nhận thấy tầm quan trọng của việc dạy học môn Toán theo định hướng STEM, một số các GV đã thường xuyên thực hiện nhưng còn lúng túng, hạn chế. Khi dạy học môn Toán GV thường xuyên tập trung truyền thụ theo mà chưa chú trọng tìm ra và chủ động trang bị cho HS dạy học môn Toán theo định hướng STEM. GV chưa chủ động làm tốt việc trang bị hệ thống kiến thức dạy học môn Toán theo định hướng STEM cho HS. 1.4. Kết luận chương 1.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Qua việc nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM, dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM cho thấy giáo dục STEM có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển năng lực của HS, đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề. Môn Toán có vai trò quan trọng trong việc thực hiện giáo dục theo định hướng STEM. Quá trình dạy học môn Toán ở trường phổ thông có thể thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Tuy nhiên, thực trạng dạy học môn Toán cho HS lớp 12 THPT còn nhiều hạn chế, GV còn lúng túng trong việc xác định chủ đề, thiết kế các hoạt động dạy học trong các chủ đề, năng lực vận dụng Toán học của HS còn hạn chế. Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn đó chúng tôi nhận thấy cần thiết và có thể thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề Toán cho HS lớp 12 THPT theo định hướng STEM.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MÔN TOÁN LỚP 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 2.1. Cấu trúc chủ đề dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM 2.1.1. Mục tiêu 2.1.1.1. Kiến thức Cần mô tả kiến thức của những môn học nào, bài học nào sẽ đạt được sau khi dạy xong chủ đề. 2.1.1.2. Kĩ năng Cần mô tả kĩ năng nào sẽ đạt được sau khi dạy xong chủ đề. 2.1.1.3. Tư duy, thái độ Cần mô tả tư duy, thái độ nào sẽ được hình thành sau khi dạy xong chủ đề. 2.1.1.4. Năng lực Cần mô tả các năng lực có thể hình thành và phát triển cho HS thông qua dạy học chủ đề. 2.1.2. Xác định nội dung trọng tâm 2.1.2.1. Kiến thức nền tảng của chủ đề HS cần có các kiến thức nền tảng nào để có thể thực hiện các nội dung học tập của chủ đề. 2.1.2.2. Kiến thức trọng tâm Xác định kiến thức, năng lực STEM cần giải quyết, đó là kiến thức trong chủ đề có liên quan đến khoa học (Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học…) 2.1.3. Giới thiệu cấu trúc chủ đề Theo [9] chủ đề STEM có cấu trúc như sau a. Vấn đề thực tiễn Là bài toán trong thực tiễn nhưng có nhiều lời giải, thường các bài toán có nhiều yếu tố kỹ thuật. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

b. Hình thành ý tưởng chủ đề Xây dựng được “Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM” c. Kiến thức STT

Tên sản phẩm Tủ sấy

Khoa học

Công nghệ

Kỹ thuật

Toán học

(S)

(T)

(E)

(M)

- Kiến thức các Các dụng vật Bản vẽ và quy Đo đạc tính môn Vật lý, hóa, dụng như kìm trình lắp ráp sinh…

toán…

bấm, dao rọc, keo,…

d. Mục tiêu của chủ đề - Kiến thức - Kỹ năng - Thái độ e. Bộ câu hỏi định hướng - Câu hỏi khái quát - Câu hỏi bài học 2.1.4. Bảng tổng hợp các hoạt động được xây dựng trong chủ đề Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung chủ đề

Hoạt động 1: - Giới thiệu chủ đề

Thời gian (10’)

Các nhóm phân công I. .. nhiệm vụ, nhận dụng cụ, tiến hành các thí nghiệm.. báo cáo kết quả.

Hoạt động 2: … Tổng hợp bài học và - Dặn dò Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

2.1.5. Một số chủ đề môn Toán lớp 12 có thể dạy học theo định hướng giáoduục STEM 2.1.5.1. Tổng quan về chương trình môn Toán 12 của HS THPT Nội dung chương trình Toán lớp 12 chương trình chuẩn bao gồm 02 phân môn Giải tích và Hình học học trong 37 tuần tổng số 123 tiết bao gồm các nội dung sau: 2.1.5.2. Một số chủ đề Chủ đề 1: Ứng dụng đạo hàm để khảo sát hàm số, đồ thị hàm số - Các ứng dụng trong cuộc sống. Chương trình sách giáo khoa hiện hành được thực hiện từ năm học 2008 - 2009 (kèm theo SGK môn Toán 12 mới) nội dung “Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số” gồm có 20 tiết cụ thể như sau: §1. Sự đồng biến và nghịch biến của hàm số §2. Cực trị của hàm số §3. Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số §4. Đường tiệm cận §5. Khảo sát sự biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số §6. Ôn tập Nội dung chủ yếu của chương này là khảo sát sự biến thiên của hàm số dựa vào công cụ đạo hàm. Chương trình sách giáo khoa hiện hành được thực hiện từ năm

học 2008 – 2009 đã tạo điều kiện thuận lợi cho HS khi vận dụng các định lý, các tính chất, cung cấp kịp thời những kiến thức Toán học cần thiết phục vụ một số môn học khác như Vậy lý, Sinh học, Toán học tránh được căng thẳng cho HS khi phải học liên tục học dồn dập, nhiều giờ một vấn đề chẳng hạn như nhớ quá nhiều công thức. Chủ đề 2: Khối đa diện, thể tích khối đa diện - Các ứng dụng khối đa diện, thể tích khối đa diện trong cuộc sống. Chương “Khối đa diện, thể tích khối đa diện” gồm 11 tiết, cụ thể như sau: §1. Khái niệm về khối đa diện §2. Khối đa diện lồi và khối đa diện đều §3. Khái niệm về thể tích của khối đa diện §4. Ôn tập chương Chủ đề 3: Hàm số mũ, logarit và các ứng dụng trong các bài toán trong cuộc sống. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương “HÀM SỐ LUỸ THỪA, HÀM SỐ MŨ VÀ HÀM SỐ LÔGARIT” được xây dựng 23 tiết gồm các nội dung sau: §1. Luỹ thừa §2. Hàm số luỹ thừa §3. Lôgarit §4. Hàm số mũ. Hàm số lôgarit §5. Phương trình mũ và phương trình lôgarit §6. Bất phương trình mũ và bất phương trình lôgarit §7. Ôn tập chương Chủ đề 4: Mặt tròn xoay, khối tròn xoay các bài toán. Mặt tròn xoay, khối tròn xoay trong cuộc sống Chương “ Mặt tròn xoay, khối tròn xoay” xây dựng 10 tiết gồm các nội dung sau: §1. Khái niệm về mặt tròn xoay §2. Mặt cầu §3. Câu hỏi và bài tập ôn tập chương II 2.2. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM Hoạt động giáo dục STEM trong nhà trường thường được tổ chức dưới hai dạng là: Tích hợp trong các môn học được thực hiện trong hoạt động dạy học bộ môn và tích hợp trong các hoạt động giáo dục mang tính tập thể, phong trào, cuộc thi, ngoại khóa nhưng vẫn luôn đảm bảo mục tiêu là phát triển năng lực học sinh theo định hướng thế kỉ XXI, đặc biệt là năng lực sáng tạo. - Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM (dạy trên lớp). Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo hướng tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này thường không làm phát sinh thời gian học tập. - Hoạt động trải nghiệm STEM. Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường phổ thông với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp. Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kì, trong cả năm học. Tổ chức tốt câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề để triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học phổ thông. Bên cạnh đó tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. - Hoạt động nghiên cứu khoa học- kĩ thuật. Ngoài hai hoạt động trên Giáo dục STEM còn có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao... Hoạt động này không mang tính đại trà mà chỉ cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tổ chức tốt các hoạt động sáng tạo khoa học kĩ thuật là tiền đề để triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học được tổ chức hằng năm. 2.3. Một số chủ đề dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM 2.3.1. Chủ đề 1 (Trên lớp) Tổ chức dạy học “Ứng dụng đạo hàm để tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất” theo hướng giáo dục STEM. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

CHỦ ĐỀ 1: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ GIÁ TRỊ LỚN NHẤT, GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT CỦA HÀM SỐ THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM (THANG CỨU HỎA) I. MỤC TIÊU DẠY HỌC 1. Kiến thức - Định nghĩa được giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số, các tính chất của các hàm số và các kiến thức liên quan. - Phân biệt được ba dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiến định. Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật. 2. Kĩ năng - Lắp ráp cắt dán được mô hình thang cứu hỏa theo yêu cầu. - Vẽ được dạng hình học không gian của mô thang cứu hỏa vận dụng các kiến thức Toán để tính toán, đánh giá được các đại lượng theo yêu cầu. - Thuyết trình được về mô hình thang cứu hỏa, đặc biệt là các trường hợp có yêu cầu của bài toán. - Cùng làm việc nhóm, hoàn thành được các nhiệm vụ học tập. 3. Tư duy, thái độ - Tuân thủ các quy định về an toàn trong lắp ráp, cắt dán mô hình cân đòn. - Tích cực tham gia các hoạt động học tập. 4. Năng lực: Góp phần phát triển ở người học năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực mô hình hóa toán học. 5. Sản phẩm đạt được: - Khoa học (S): Vận dụng các kiến thức mặt chân đế, điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế để xác định mặt chân đế, xác định mô hình thang cứu hỏa vững vàng nhất. - Công nghệ (T): có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập được các phần mềm hỗ trợ cho việc vẽ, thiết kế các mô hình, tính toán trên mô hình. - Kỹ thuật (E): Đọc được các tài liệu hướng dẫn lắp ráp mô hình thang cứu hỏa, lắp ráp được các mô hình thang cứu hỏa từ các vật liệu sẵn có, vẽ được hình học không gian của mô hình thang cứu hỏa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Toán học (M): Vận dụng kiến thức về hình học không gian để xác định các thông số của mô hình thang cứu hỏa, tính chiều dài các cạnh tam giác chiều dài thang, góc trong nhiều trường hợp khác nhau. Vận dụng các kiến thức toán như bất đẳng thức, hàm số để đánh giá các giá trị các thông số. II. Xác định nội dung trọng tâm Lớp 12, lứa tuổi 17-18 tuổi Khá - Giỏi Một chiếc xe cứu hỏa chiều cao AC  a.m cách tòa nhà một đoạn AB  b.m . Khi chữa cháy chiếc xe cứu hỏa tự động bật ra một chiếc thang bắc từ mặt đất (điểm M ) lên tới tòa nhà (điểm N ) và đi qua nóc xe cứu hỏa (điểm C ) để người chạy xuống sơ tán (từ N chạy xuống M ). a) Hỏi chiều dài tối thiểu của Tòa nhà D thang MN bằng bao nhiêu mét để có thể thực hiện được 6m N như vậy ? C b) Biết chiều cao tòa nhà 2m Vấn đề cần tập BD  h.m . Người ta chạy từ M A 2m B trung x M đến N và từ N đi thẳng lên D để cứu người. Tính tổng khoảng cách MN  ND ngắn nhất. Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc xác lập các mối quan hệ giữa kiến thức về các hình khối khối hình học với một số nội dung thuộc phân môn đại số giải tích như phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, bất đẳng thức, giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế. Một mô hình thang cứu hỏa được thiết kế bằng bìa cacton ống Lứa tuổi HS Mức độ tiếp thu

Tòa nhà

D A

Bối cảnh thực tế

2m 2m

mút, hay gỗ (như hình vẽ). Thiết kế mô hình thang cứu hỏa từ đó giúp các em hình dung ra thang cứu hỏa thật người ta phải thiết kế thế nào. x

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

 Vật lí Liên kết với các môn học

 Vẽ kỹ thuật  Vẽ mỹ thuật  Thiết kế kiến trúc  Lý thuyết tối ưu 1. Hình học phẳng 2. Hệ thức lượng trong tam giác (chương 2, chương trình toán lớp 10)

Các nội dung kiến 3. Quan hệ song song (chương 2, chương trình toán lớp 11), thức liên quan đến Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình Toán lớp 11) bài toán trong 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). chương trình 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình THPT

Toán lớp 10). 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm(chương 1, chương trình Toán lớp 12). 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán 10).

III. Xây dựng các hoạt động 1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - HS phát hiện ra vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: Mô hình thang cứu hộ được dùng trong các trường hợp khẩn cấp để đưa người từ trên các tòa nhà xuống. Phải thiết kế một mô hình thang cứu hộ tối ưu thỏa mãn một số điều kiện thực tiễn. - HS có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề trên. b. Nội dung hoạt động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Cho HS suy nghĩ bài toán thực tiễn sau: Một chiếc xe cứu hỏa chiều cao AC  2m cách tòa nhà một đoạn AB  2m . Khi chữa cháy chiếc xe cứu hỏa tự động bật ra một chiếc thang bắc từ mặt đất (điểm M ) lên tới tòa nhà (điểm N ) và đi qua nóc xe cứu hỏa (điểm C ) để người chạy xuống sơ tán (từ N chạy xuống M ). a) Hỏi chiều dài tối thiểu của thang MN bằng bao nhiêu mét để có thể thực hiện được như vậy ? 3 m  MA  2m . Người ta chạy từ 2 M đến N và từ N đi thẳng lên D để cứu người. Tính tổng khoảng cách

b) Biết chiều cao tòa nhà BD  6m và

MN  ND ngắn nhất. Đặt vấn đề ta phải tính toán để thiết kế được thang cứu hộ MN ngắn nhất là bao nhiêu, tính tổng MN  ND ngắn nhất để cứu hộ một cách nhanh nhất có thể. HS nhận ra có thể giải quyết một tình huống thực tế dựa vào bài toán đã học và giải quyết các bài toán tương tự khác. c. Dự kiến sản phẩm - HS chuyển bài toán thực tiễn trên thành một bài tập toán học (mô hình hóa thành bài tập toán học): - Bài toán đặt ra mục tiêu đi tìm kích thước của cạnh MN để tạo ra mô hình thang cứu hộ có chiều dài nhỏ nhất. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn trên. Chuyển yêu cầu thực tiễn thành yêu cầu của một bài tập toán học. HĐ 2: GV sẽ chính xác hóa bài tập toán học và yêu cầu cần thực hiện trong bài toán. 2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết nền (học kiến thức mới) a. Mục đích của hoạt động - HS ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan đến việc thiết kế hình trụ. - HS xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học trong việc giải quyết vấn đề đặt ra. b. Nội dung hoạt động - Để tạo ra được hình trụ, HS cần phải có kiến thức về các nội dung: 1. Hình học phẳng 2. Hệ thức lượng trong tam giác (chương 2, chương trình Toán lớp 10) 3. Quan hệ song song (chương 2, chương trình Toán lớp 11), Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình toán lớp 11) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12). 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình toán 10). Bài 1: Một chiếc xe cứu hỏa chiều cao AC  2m cách tòa nhà một đoạn AB  2m . Khi chữa cháy

Tòa nhà D

chiếc xe cứu hỏa tự động bật ra một chiếc thang bắc từ mặt đất (điểm M ) lên tới tòa nhà (điểm N ) và đi

6m N C

qua nóc xe cứu hỏa (điểm C ) để người chạy xuống sơ tán (từ N chạy xuống M ).

2m M x

a) Hỏi chiều dài tối thiểu của thang MN bằng bao nhiêu mét để có thể thực hiện được như vậy ? 3 m  MA  2m Người ta chạy từ M đến 2 N và từ N đi thẳng lên D để cứu người. Tính tổng MN  ND ngắn nhất.

b) Biết chiều cao tòa nhà BD  6m và

Hướng dẫn giải Đặt AM  x  x  0  . Ta có

MA x MC x2 x2    MN  MC.  x 2  4. MB x  2 MN x x

Áp dụng bất đẳng thức Cô-si ta được

x2  4  x  2 4 x .2 2 x   4 2 . Do đó, độ x x

dài tối thiểu của chiếc thang là 4 2m khi x  2m b) Ta có

MA x AC 2x  4 4 4    BN   2  suy ra ND  4  nên theo MB x  2 BN x x x

x2  4  x  2 4 3  4  với  x  2 . x x x Bài 2: Một cái hồ rộng có hình chữ nhật. Tại một góc nhỏ của hồ người ta đóng một cái cọc ở vị trí K cách bờ AB là 1 m và cách bờ AC là 8 m , rồi dùng một cây sào ngăn một góc nhỏ của hồ để thả bèo (như hình vẽ). Tính chiều dài ngắn nhất của cây sào để cây sào có thể chạm vào 2 bờ AB , AC và cây cọc K (bỏ qua đường kính của sào). ý a) ta được MN  ND  f  x  

5 65 . 4

C. 9 2 .

B. 5 5 . P

5 71 . 4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Lời giải Chọn B. Đặt AP  a ; AQ  b ( a, b  0 ). Gọi E và F lần lượt là hình chiếu vuông góc của K xuống AB và AC . Suy ra KE  1 , KF  8 . Ta có:

8 1 KE PK KF QK KF KE      1 hay là   1 . ; AQ PQ AP PQ AP AQ a b

(Hoặc ta dùng tọa độ hóa: Gán A   0;0  , P   0; a  , Q   b;0  . Khi đó K  1;8  . Phương trình đường thẳng PQ :

x y 1 8   1 . Vì PQ đi qua K nên   1 .) b a b a

Cách 1: Ta có: PQ2  a 2  b2 . Vì

8 1 8k k   1    k k  0 . a b a b

8k   k  a 2  b2  k   a 2     b2   a   b   3 3 16k 2  3 3

4k 4k   2 k k     a2     b    2b 2b  a a   

k2 . 4

 2 4k a  a  k  250    2 2k 2 2   a  10 . Suy ra PQ nhỏ nhất  a  b nhỏ nhất  b  b b  5   8 1   1 a b 

a 2  b 2  125  5 5 . Vậy chiều dài ngắn nhất của

Vậy giá trị nhỏ nhất của PQ là

cây sào để cây sào có thể chạm vào 2 bờ AB, AC và cây cọc K là 5 5 . Cách 2: 2

8 1 a  a  Vì   1  b  với a  8 . Khi đó PQ2  a 2  b2  a 2    với a  8 . a 8 a b  a 8 2

 a  Xét hàm số f  a   a    với a  8 .  a 8 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3 2 a  a  8   8  8 2a   ; f  a  0  a  10 . . Ta có f   a   2a    2  3 a  8  a  8  a  8

BBT của f  a  :

Vậy GTNN của f  a  là 125 khi a  10 . Từ đó suy ra chiều dài ngắn nhất của cây sào để cây sào có thể chạm vào 2 bờ AB ,

AC và cây cọc K là 125  5 5 . Bài 3: Một người đàn ông muốn chèo thuyền ở vị trí A tới điểm B về phía hạ lưu bờ đối diện, càng nhanh càng tốt, trên một bờ sông thẳng rộng 3 km (như hình vẽ). Anh có thể chèo thuyền của mình trực tiếp qua sông để đến C và sau đó chạy đến B , hay có thể chèo trực tiếp đến B , hoặc anh ta có thể chèo thuyền đến một điểm D giữa C và B và sau đó chạy đến B . Biết anh ấy có thể chèo thuyền 6 km/ h , chạy 8 km/ h và quãng đường BC  8 km . Biết tốc độ của dòng nước là không đáng kể so với tốc độ chèo thuyền của người đàn ông. Tính khoảng thời gian ngắn nhất (đơn vị: giờ) để người đàn ông đến B . A. C.

3 . 2

73 . 6

9 . 7

B. D. 1 

7 . 8

Lời giải Chọn D.  Cách 1: Anh chèo thuyền đến C và sau đó chạy đến B Thời gian chèo thuyền trên quãng đường AC : Thời gian chạy trên quãng đường CB :

3  0,5 (giờ) 6

8  1 (giờ) 8

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tổng thời gian di chuyển từ A đến B là 1,5 (giờ).  Cách 2: chèo trực tiếp trên quãng đường AB  32  82  73 mất

73 h  1 26 . 6

 Cách 3: Gọi x  km  là độ dài quãng đường BD ; 8  x  km  là độ dài CD . Thời gian chèo thuyền trên quãng đường AD  x  9 là: 2

Thời gian chạy trên quãng đường DB là:

8 x (giờ) 8

Tổng thời gian di chuyển từ A đến B là f  x   Xét hàm số f  x   Ta có f   x  

x2  9 (giờ) 6

x2  9 8  x  6 8

x2  9 8  x  trên khoảng  0; 8 6 8

1 9  ; f   x   0  3 x2  9  4x  x  7 6 x2  9 8

Bảng biến thiên

Dựa vào bản biến thiên ta thấy thời gian ngắn nhất để di chuyển từ A đến B là

1

7  1h 20 . 8

Vậy khoảng thời gian ngắn nhất để người đàn ông đến B là 1 

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

7  1h 20 . 8

http://lrc.tnu.edu.vn

3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp khả thi a) Mục đích của hoạt động HS đưa ra được ít nhất một giải pháp giải quyết bài toán thiết kế thang cứu hỏa theo yêu cầu thực tế. b) Nội dung hoạt động Giải

pháp

Vì

từ

hai

tam

giác

đồng

dạng

có

MA x MC x2 x2    MN  MC.  x2  4. từ đó ta đánh giá được MN MB x  2 MN x x theo x bằng cách sử dụng bất đẳng thức hoặc bài toán tìm max, min của hàm số. Giải pháp 2: Cũng từ MN  ND  f  x  

x2  4  x  2 4  4  từ đó ta đánh x x

giá được MN  ND theo x bằng cách bài toán tìm max, min của hàm số. Giải pháp 3: Không phải chỉ xây dựng khối trụ mà xây dựng thiết kế các mô hình thực tế có ứng dụng trong đời sống. Từ đó HS thấy được ứng dụng của Toán học vào cuộc sống. c) Dự kiến sản phẩm của HS - Trình bày được cơ sở của việc thiết kế các giải pháp trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực STEM. - HS đề xuất được các giải pháp cho việc thiết kế mô hình thang cứu hỏa. d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: HS thảo luận nhóm về lời giải của bài toán ban đầu - HĐ 2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế mô hình thang cứu hỏa trên cơ sở lời giải bài toán - HĐ 3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán - HĐ 4: GV xác nhận cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của HS 4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a) Mục đích của hoạt động HS lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị, hoặc bản thân người học tự đề nghị) về mẫu thiết kế hình trụ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

b) Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c) Dự kiến sản phẩm - HS có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất. - HS đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu. d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất. - HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án tối ưu nhất do nhóm lựa chọn. - HĐ 3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp. 5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a) Mục đích của hoạt động HS trải nghiệm hoạt động thiết kế mô hình thang cứu hỏa theo giải pháp đã lựa chọn. b) Nội dung hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn. c) Dự kiến sản phẩm Các sản phẩm là các mô hình thang cứu hỏa bằng ống mút, bìa caston các em tính toán được các số đo cần thiết thỏa mãn yêu cầu thực tế đặt ra. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các nguyên vật liệu để thiết kế mô hình thang cứu hỏa, và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên HĐ 2: HS thực hiện các nhiệm vụ được giao HĐ 3: Các nhóm HS HS thiết kế hoàn chỉnh mô hình về về thang cứu hỏa. HĐ 4: GV quan sát hỗ trợ và tư vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm 6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a) Mục đích của hoạt động HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế b) Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

c) Dự kiến sản phẩm - Xác định mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm mô hình thang cứu hỏa. - Đưa ra được các ưu điểm, nhược điểm của sản phẩm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt được tiêu chí của sản phẩm của nhóm HĐ 2: Các nhóm thảo luận các ưu điểm và nhược điểm của sản phẩm HĐ 3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm 7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a) Mục đích của hoạt động - HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân HS - Tạo ra được sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b) Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm c) Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt được tiêu chí của các nhóm, về ưu điểm, nhược điểm của các sản phẩm HĐ 3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhược điểm của các sản phẩm HĐ 4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS 8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a) Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm b) Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm c) Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và thầy cô giáo để đưa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

HĐ 3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm 2.4.2. Chủ đề 2 (Trải nghiệm) Khối đa diện, thể tích khối đa diện - Các ứng dụng khối đa diện, thể tích khối đa diện trong cuộc sống. Ứng dụng để xây dựng một số bài toán tối ưu về nguyên vật liệu đo thể tích và mối quan hệ giữa khối lượng, diện tích bề mặt .... của đối tượng. CHỦ ĐỀ 2.1: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ HÌNH HỌC KHÔNG GIAN THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM ( Kim tự tháp) I. MỤC TIÊU DẠY HỌC 1. Kiến thức - Định nghĩa được hình chóp, hình chóp đều (kim tự tháp), tính được diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, thể tích của khối chóp các kiến thức liên quan. - Phân biệt được ba dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiến định. Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật. 2. Kĩ năng - Lắp ráp cắt dán được mô hình kim tự tháp theo yêu cầu. - Vẽ được dạng hình học không gian của mô hình kim tự tháp vận dụng các kiến thức Toán để tính toán, đánh giá được các đại lượng theo yêu cầu. - Thuyết trình được về mô hình kim tự tháp, đặc biệt là các trường hợp có mặt chân đế đặc biệt. - Cùng làm việc nhóm, hoàn thành được các nhiệm vụ học tập. 3. Tư duy, thái độ - Tuân thủ các quy định về an toàn trong lắp ráp, cắt dán mô hình cân đòn. - Tích cực tham gia các hoạt động học tập. 4. Năng lực Góp phần phát triển ở người học năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực mô hình hóa. 5. Sản phẩm đạt được - Khoa học (S): Vận dụng các kiến thức mặt chân đế, điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế để xác định mặt chân đế, xác định mô hình kim tự tháp vững vàng nhất. - Công nghệ (T): có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập các dữ liệu, phần mềm hỗ trợ cho việc thiết kế, đo đạc, tính toán trên mô hình. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Kỹ thuật (E): Đọc được các tài liệu hướng dẫn lắp ráp mô hình kim tự tháp, lắp ráp được các mô hình kim tự tháp từ các vật liệu sẵn có, vẽ được hình học không gian của mô hình kim tự tháp. - Toán học (M): Vận dụng kiến thức về hình học không gian để xác định các thông số của mô hình kim tự tháp, tính diện tích xung quanh, toàn phần, thể tích của khối chóp trong nhiều trường hợp khác nhau. Vận dụng các kiến thức toán như bất đẳng thức, hàm số để đánh giá các giá trị các thông số. II. Xác định nội dung trọng tâm Lứa tuổi HS

Lớp 12, lứa tuổi 17-18 tuổi

Mức độ tiếp thu

Khá - Giỏi Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc xác lập các mối

Vấn đề cần tập trung

quan hệ giữa kiến thức về các hình khối hình học với một số nội dung thuộc phân môn đại số giải tích như phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, bất đẳng thức, giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế. Một kim tự tháp có dạng hình chóp tứ giác đều (như hình vẽ). Chúng ta thiết kế mô hình kim tự tháp bằng bìa carton hình vuông ABCD có cạnh acm cắt mảnh bìa theo các tam giác cân AEB, BFC, CGD và DHA sau đó gấp các bìa sao cho các đỉnh A, E, C, D trùng nhau tạo thành khối chóp đều. Tìm độ dài cạnh của tam giác cân AEB để thể tích của khối chóp tứ giác đều tạo thành là lớn nhất D

Bối cảnh thực tế H

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Liên kết với các môn học

Các nội dung kiến thức liên quan đến bài toán trong chương trình THPT

 Vẽ kỹ thuật  Vật lý  Thiết kế kiến trúc  Lý thuyết tối ưu 1. Khối đa diện hình đa diện (Bài 3, chương 1, chương trình Toán lớp 12). 2. Quan hệ song song (chương 2, chương trình Toán lớp 11) 3. Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình Toán lớp 11) 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12). 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán 10).

III. Xây dựng các hoạt động 1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - HS phát hiện ra vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: Mô hình kim tự tháp có dạng là khối chóp tứ giác đều. Phải thiết kế một hình chóp tứ giác đều sao cho có thể tích lớn nhất. - HS có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề trên b. Nội dung hoạt động - Cho HS quan sát hình ảnh hình chóp và đặt ra tình huống cần cắt tấm bìa để thiết kế hình chóp có thể tích lớn nhất. - HS nhận ra hình dạng của khối chóp tứ giác đều có cạnh bên là cạnh của AH của tam giác AHE gọi cạnh này là x và đặt ra mục tiêu phải thiết kế một khối chóp có thể tích lớn nhất, tính giá trị lớn nhất đó theo a . c. Dự kiến sản phẩm - HS chuyển bài toán thực tiễn trên thành một bài tập Toán học (mô hình hóa thành bài tập Toán học): Thể tích của khối chóp đều lớn nhất khi tích của diện tích đáy và chiều cao lớn nhất. - Đặt ra mục tiêu đi tìm kích thước của cạnh của tam giác cân bị cắt đi để sao cho thể tích khối chóp đều có thể tích lớn nhất. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn trên. Chuyển yêu cầu thực tiễn thành yêu cầu của một bài tập toán học.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

HĐ 2: GV sẽ chính xác hóa bài tập toán học và yêu cầu cần thực hiện trong bài toán. 2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết nền (học kiến thức mới) a. Mục đích của hoạt động - HS ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan đến việc thiết kế hình chóp tứ giác đều - HS xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học trong việc giải quyết vấn đề đặt ra. b. Nội dung hoạt động Để tạo ra được bể cá cảnh, HS cần phải có kiến thức về các nội dung: 1. Khối đa diện hình đa diện (Bài 3, chương 1, chương trình Toán lớp 12) 2. Quan hệ song song (chương 2, chương trình Toán lớp 11) 3. Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình Toán lớp 11) 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10) 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10) 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12) 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán 10). HS có thể thực hiện việc tìm hiểu kiến thức bằng cách giải các bài tập định hướng của GV như sau: Bài 1: Kim tự tháp Cheops (có dạng hình chóp) là kim tự tháp cao nhất ở Ai Cập. Chiều cao của kim tự tháp này là 144m, đáy của kim tự tháp là hình vuông có cạnh dài 230m. Các lối đi và phòng bên trong chiếm 30% thể tích của kim tự tháp. Biết một lần vận chuyển gồm 10 xe, mỗi xe chở 6 tấn đá, và khối lượng riêng của đá bằng 2,5.103 kg / m3 . Số lần vận chuyển đá để xây đủ dựng kim tự tháp là:

A. 740600

B. 76040

C. 7406

D. 74060

Hướng dẫn giải Chọn D. Gọi cạnh của hình chóp là a  230, chiều cao h  144

1 3

2 3 Thể tích kim tự tháp: V  ha  2539 200m

Thể tích khối đá cần vận chuyển 0.7V  1777 440m3 . Gọi x là số lần vận chuyển. Để đủ đá xây dựng kim tự tháp thì ... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Bài 2: Để tạo một mô hình kim tự tháp Ai Cập, từ một tấm bìa hình vuông cạnh 5 dm, người ta cắt bỏ bốn tam giác cân bằng nhau có đáy là cạnh của hình vuông rồi gấp lên sau đó ghép lại để thành một hình chóp tứ giác đều. Hỏi cạnh đáy của mô hình bằng bao nhiêu thì mô hình có thể tích lớn nhất.

3 2 5 2 5 dm. dm. B. dm. C. D. 2 2dm. 2 2 2 Hướng dẫn: Gọi độ dài cạnh đáy của mô hình là x, chiều cao của mô hình là h. A.

Ta có: x  2 BC  5 2  BC  Suy ra: h  BC  AB  2

5 2x . 2

x 2  10 2 x  50 x 2 50  10 2 x   4 4 2

1 50  10 2 x . Thể tích của mô hình là: V ( x)  .x 2 . 3 2 Ta có: V 2 ( x) 

1 4 .x .(25  5 2 x). V(x) lớn nhất khi V 2 ( x) lớn nhất hay 18

f ( x)  5 2 x5  25 x 4 lớn nhất

 x0 Mà f '( x)  0  25 2 x 4  100 x3  0   Suy ra x  2 2 thỏa mãn đề bài. x  2 2  Bài 3: Cắt một miếng giấy hình vuông ở hình 1 và xếp thành một hình chóp tứ giác đều như hình 2 . Biết cạnh hình vuông bằng 20cm , OM  x  cm  . Tìm x để hình chóp đều ấy có thể tích lớn nhất? A. x  9cm

B. x  8cm

C. x  6cm

D. x  7cm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Hướng dẫn:

1 1 20 V  SO.Sđáy  20 10  x .2 x 2  40  4 x .x 2 3 3 3 20 V  3

x H

20  40  4 x  x  x  x  x  D 20 152 40  4 x . x . x . x .   .2     3  5 3  5

Dấu "  " xảy ra khi 40  4x  x  x  8 Chọn B Bài 4: Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình vuông cạnh a, SA vuông góc với mặt phẳng đáy và góc giữa SC với mặt phẳng  SAB  bằng 300. Gọi M là điểm di động trên cạnh CD và H là hình chiếu vuông góc của S trên đường thẳng BM . Khi điểm M di động trên cạnh CD thì thể tích của khối chóp S.ABH đạt giá trị lớn nhất bằng:

a3 2 A. 6

a3 2 B. 3

a3 2 C. 2

a3 2 D. 12

Hướng dẫn giải Góc giữa SC và  SBC  là CSB  CSB  300 Ta

có

tan CSB 

BC  SB  a 3; SA  SB 2  AB 2  a 2 SB

A D

Đặt CM  x,  0  x  a   DM  a  x,  BM  SH  BM   SAH   BM  AH Ta có   BM  SA

H B

M C

Ta có

1 1 1 1 BC.CM  ax, S ADM  AD.DM  a.  a  x  ; 2 2 2 2 2 a  S ABCD  S AMC  S ADM  2

S BMC  S ABM

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Ta có S ABM

ax 1 a2  AH .BM  AH  BH  AB 2  AH 2  ; 2 a2  x2 a2  x2

Thể tích của khối chóp S.ABH là

1 1 1 1 a2 ax 2 4 x  V  SA.S ABH  SA. BH . AH  a 2. . a . 2 (*) 2 2 2 2 3 3 2 6 6 a  x2 a x a x Xét hàm số f  x   Ta có f   x  

x , x  0; a  a  x2 2

a2  x2

a

x



2 2

; f  x  0  x  a

Trên đoạn  0;a  ta có f   x   0, x   0; a  Vậy giá trị lớn nhất của V tại x  a  Vmzx 

2 3 a 12

2 4 2 4 1 2a 3 x a. 2  a.  Cách 2: Từ (*) V  . Dấu  khi : x  a . 6 6 2a 12 a  x2 Cách 3: Dễ thấy H nhìn AB dưới góc vuông nên VS . ABH lớn nhất khi S ABH lớn nhất khi và chỉ khi H  O (tâm của hình vuông )  x  a . Từ đó có kết quả. Chọn D. 3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp khả dĩ a) Mục đích của hoạt động HS đưa ra được ít nhất một giải pháp giải quyết bài toán thiết kế hình chóp tứ giác đều có thể tích lớn nhất. b) Nội dung hoạt động 1 Giải pháp 1: Vì thể tích khối chóp tứ giác V  Bh B là diện tích đáy hình 3

vuông EFGH, h là chiều cao của hình chóp. Từ việc tính toán được B và h của hình chóp ta sẽ có một phương án để thiết kế khối chóp. Giải pháp 2: Không phải chỉ xây dựng khối chóp tứ giác đều mà xây dựng thiết kế các vật dụng dạng hình chóp tứ giác đều sao cho tiết kiệm được nguyên liệu nhất. c) Dự kiến sản phẩm của HS - Trình bày được cơ sở của việc thiết kế các giải pháp trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực STEM

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- HS đề xuất được các giải pháp cho việc thiết kế mô hình kim tự tháp có dạng hình chóp tứ giác đều. d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: HS thảo luận nhóm về lời giải của bài toán ban đầu - HĐ 2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế hình chóp trên cơ sở lời giải bài toán - HĐ 3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán - HĐ 4: GV xác nhận cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của HS 4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a) Mục đích của hoạt động HS lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị hoặc bản thân người học tự đề nghị) về mẫu thiết kế hình chóp. b) Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c) Dự kiến sản phẩm - HS có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất - HS đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất - HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án tối ưu nhất do nhóm lựa chọn - HĐ 3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp 5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a) Mục đích của hoạt động HS trải nghiệm hoạt động thiết kế giá đựng đồ theo giải pháp đã lựa chọn b) Nội dung hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

c) Dự kiến sản phẩm Các sản phẩm khối chóp tứ giác đều. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các nguyên vật liệu để thiết kế mô hình Kim tự tháp, và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên HĐ 2: HS thực hiện các nhiệm vụ được giao HĐ 3: Các nhóm HS HS thiết kế hoàn chỉnh mô hình về hình chóp tứ giác đều. HĐ 4: GV quan sát hỗ trợ và tư vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm 6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a) Mục đích của hoạt động HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế. b) Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế. c) Dự kiến sản phẩm - Xác định mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm mô hình kim tự tháp. - Đưa ra được các ưu điểm, nhược điểm của sản phẩm. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt được tiêu chí của sản phẩm của nhóm HĐ 2: Các nhóm thảo luận các ưu điểm và nhược điểm của sản phẩm HĐ 3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm 7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a) Mục đích của hoạt động - HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân HS - Tạo ra được sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b) Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm c) Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

HĐ 2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt được tiêu chí của các nhóm, về ưu điểm, nhược điểm của các sản phẩm HĐ 3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhược điểm của các sản phẩm HĐ 4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS 8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a) Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm b) Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm c) Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và cô giáo để đưa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm HĐ 3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm CHỦ ĐỀ 2.2: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ HÌNH HỌC KHÔNG GIAN THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM (Bể cá) I. MỤC TIÊU DẠY HỌC 1. Kiến thức - Định nghĩa được hình lăng trụ, hình hình lăng trụ đứng, đều hình hộp chữ nhật (kim tự tháp), tính được diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, thể tích của khối lăng trụ và các kiến thức liên quan. - Phân biệt được ba dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiến định. Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật. 2. Kĩ năng - Lắp ráp cắt dán được mô hình bể cá theo yêu cầu. - Vẽ được dạng hình học không gian của mô hình bể cá vận dụng các kiến thức Toán để tính toán, đánh giá được các đại lượng theo yêu cầu. - Thuyết trình được về mô hình bể cá, đặc biệt là các trường hợp có mặt chân đế đặc biệt. - Cùng làm việc nhóm, hoàn thành được các nhiệm vụ học tập. 3. Tư duy, thái độ - Tuân thủ các quy định về an toàn trong lắp ráp, cắt dán mô hình cân đòn. - Tích cực tham gia các hoạt động học tập. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

4. Năng lực Góp phần phát triển cho người học năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác và năng lực mô hình hóa. 5. Sản phẩm đạt được - Khoa học (S):Vận dụng các kiến thức mặt chân đế, điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế để xác định mặt chân đế, xác định mô hình bể cá vững vàng nhất. - Công nghệ (T): Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập các nguồn dữ liệu, phần mềm hỗ trợ việc thiết kế các mô hình, đo đạc, tính toán trên mô hình. - Kỹ thuật (E): Đọc được các tài liệu hướng dẫn lắp ráp mô hình bể cá, lắp ráp được các mô hình bể cá từ các vật liệu sẵn có, vẽ được hình học không gian của mô hình bể cá. - Toán học (M): Vận dụng kiến thức về hình học không gian để xác định các thông số của mô hình kim tự tháp, tính diện tích xung quanh, toàn phần, thể tích của khối lăng trụ trong nhiều trường hợp khác nhau. Vận dụng các kiến thức toán như bất đẳng thức, hàm số để đánh giá các giá trị các thông số. II. Xác định các nội dựng trọng tâm Lứa tuổi HS

Lớp 12, lứa tuổi 17-18 tuổi

Mức độ tiếp thu

Khá - Giỏi Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc xác lập

Vấn đề cần tập trung

các mối quan hệ giữa kiến thức về các hình khối khối hình học với một số nội dung thuộc phân môn đại số giải tích như phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, bất đẳng thức, giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Lớp 12, lứa tuổi 17-18 tuổi

Lứa tuổi HS

Một bể cá có dạng hình hộp chữ nhật không nắp (như hình vẽ), chiều dài, chiều rộng và chiều cao x, y, h . Hãy dựng một bể cá hình hộp chữ nhật (có dạng như hình vẽ) sao cho thể tích của hình hộp chữ nhật này đạt giá trị lớn nhất với diện tích tấm kính

S cho trước, tính giá trị lớn nhất đó theo S . Bối cảnh thực tế

 Vẽ kỹ thuật Liên kết với các môn học

 Vẽ mỹ thuật  Thiết kế kiến trúc  Lý thuyết tối ưu  Vật lý 1. Khối đa diện hình đa diện (Bài 3, chương 1, chương trình Toán lớp 12)

Các nội dung kiến thức liên quan đến bài

toán

chương THPT

trong trình

2. Quan hệ song song (chương 2, chương trình Toán lớp 11) 3. Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình Toán lớp 11) 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10) 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10) 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12) 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán 10)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

III. Xây dựng các hoạt động 1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - HS phát hiện ra vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: Bể cá có dạng hình hộp chữ nhật có tổng diện tích xung quanh và đáy không có nắp trên là S với chiều dài, chiều rộng và chiều cao lần lượt là x, y, z (m) phải thiết kế một bể cá dạng hình hộp chữ nhật sao cho bể này có thể tích lớn nhất. - HS có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề trên. b. Nội dung hoạt động

y x

x chiều rộng y chiều dài z chiều cao

- Cho HS quan sát hình ảnh bể cá và đặt ra tình huống cần dùng các tấm kính để thiết kế bể cá. - HS nhận ra hình dạng của bể cá có dạng hình hộp chữ nhật có tổng diện tích xung quanh và đáy không có nắp trên là S cho trước với chiều dài, chiều rộng và chiều cao lần lượt là x, y, z (m) và đặt ra mục tiêu phải thiết kế một bể cá dạng hình hộp chữ nhật sao cho bể này có thể tích lớn nhất, tính giá trị lớn nhất đó theo S . c. Dự kiến sản phẩm - HS chuyển bài toán thực tiễn trên thành một bài tập toán học (mô hình hóa thành bài tập toán học): Thể tích của hình hộp chữ nhật sẽ lớn nhất khi diện tích của hình chữ nhật mặt cắt lớn nhất. - Đặt ra mục tiêu đi tìm kích thước của hình hộp chữ nhật để sao cho có thể tích lớn nhất d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn trên. Chuyển yêu cầu thực tiễn thành yêu cầu của một bài tập toán học. HĐ 2: GV sẽ chính xác hóa bài tập toán học và yêu cầu cần thực hiện trong bài toán. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết nền (học kiến thức mới) a. Mục đích của hoạt động - HS ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan đến việc thiết kế bể cá. - HS xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học trong việc giải quyết vấn đề đặt ra. b. Nội dung hoạt động Để tạo ra được bể cá cảnh, HS cần phải có kiến thức về các nội dung: 1. Khối đa diện hình đa diện (Bài 3, chương 1, chương trình Toán lớp 12) 2. Quan hệ song song (chương 2, chương trình Toán lớp 11) 3. Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình Toán lớp 11) 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10) 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10) 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12) 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán lớp 10). Và HS có thể thực hiện việc tìm hiểu kiến thức bằng cách giải các bài tập định hướng của GV như sau: Bài 1: Với một tấm bìa hình vuông, người ta cắt bỏ ở mỗi góc tấm bìa một hình vuông cạnh 12 cm rồi gấp lại thành một hình hộp chữ nhật không có nắp. Nếu dung tích của cái hộp đó là 4800 cm3 thì cạnh tấm bìa có độ dài là. A. 42 cm .

B. 38 cm .

D. 44 cm

C. 36 cm .

Hướng dẫn giải Chọn D Gọi x là độ dài cạnh hình vuông  x  0  ( cm ). Vậy thể tích là:  x  24 .12  4800  x  24  20  x  44 . 2

Bài 2: Người thợ cần làm một cái bể cá hai ngăn, không có nắp ở phía trên với thể tích 1,296 cm3. Người thợ nay cắt các tấm kính ghép lại một bể cá dạng hình hộp chữ nhật với 3 kích thước a, b, c như hình vẽ. Hỏi người thợ phải thiết kế các kích thước a, b, c bằng bao nhiêu để đỡ tốn kính, giả sử độ dày của kính không đáng kể. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

A. a  3,6m; b  0,6m; c  0,6m B. a  2,4m; b  0,9m; c  0,6m C. a  1,8m; b  1,2m; c  0,6m D. a  1,2m; b  1,2m; c  0,9m Bài 3: Cho một tấm nhôm hình vuông cạnh 12 cm. Người ta cắt ở bốn góc của tấm nhôm đó bốn hình vuông bằng nhau, mỗi hình vuông có cạnh bằng x (cm), rồi gập tấm nhôm lại như hình vẽ dưới đây để được một cái hộp không nắp. Tìm x để hộp nhận được có thể tích lớn nhất. A. x = 6.

B. x = 3.

C. x = 2.

D. x = 4

Lời giải Thể tích của hộp là: V ( x)  x(12  2 x) 2 . Ta cần tìm x để V(x) đạt giá trị lớn nhất với 0 < x < 6. Cách 1: Ta có: V(6) = 0; V(3) = 108; V(2) = 128; V(4) = 64. Suy ra C là đáp án. Cách 2: Ta có: V ( x)  4 x( x 2  12 x  36)  4 x3  48x 2  144 x.

x  6 Suy ra: V '( x)  0  12 x 2  96 x  144  0   x  2 Mà V(6) = 0; V(2) = 128 nên x = 2 thỏa mãn đề bài. Đáp án C. Cách 3: Theo bất đẳng thức AM-GM ta có:

 2 x  (6  x)  (6  x)   2.    2.64  128. 3  3

V ( x)  2.2 x(6  x)(6  x)

AM GM

Đẳng thức xảy ra khi : 2x = 6 - x => x = 2. Đáp án C. Cách 4: Sử dụng chức năng TABLE của MTCT (fx-570ES PLUS) Đáp số C. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp khả thi a) Mục đích của hoạt động HS đưa ra được ít nhất một giải pháp giải quyết bài toán thiết kế bể cá hình hộp chữ nhật có thể tích lớn nhất. b) Nội dung hoạt động Giải pháp 1: Vì diện tích toàn phần không đổi, nên bài toán quy về tìm chiều dài của hộp chữ nhật đó để diện tích hình chữ nhật mặt cắt là lớn nhất. Từ việc tính toán được chiều dài của hình hộp chữ nhật ta sẽ có một phương án để thiết kế bể cá. Giải pháp 2: Không phải xây dựng bể cá hình hộp chữ nhật mà xây dựng thiết kế các vật dụng dạng hình hộp chữ nhật. c) Dự kiến sản phẩm - Trình bày được cơ sở của việc thiết kế các giải pháp trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực STEM - HS đề xuất được các giải pháp cho việc thiết kế bể cá. d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: HS thảo luận nhóm về lời giải của bài toán ban đầu - HĐ 2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế bể cá trên cơ sở lời giải bài toán - HĐ 3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán - HĐ 4: GV xác nhận cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của HS 4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a) Mục đích của hoạt động HS lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị, hoặc bản thân người học tự đề nghị) về mẫu thiết kế bể cá. b) Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c) Dự kiến sản phẩm - HS có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất - HS đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án tối ưu nhất do nhóm lựa chọn HĐ 3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp 5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a) Mục đích của hoạt động HS trải nghiệm hoạt động thiết kế giá đựng đồ theo giải pháp đã lựa chọn. b) Nội dung hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn. c) Dự kiến sản phẩm Các sản phẩm bể cá. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các nguyên vật liệu để thiết kế bể cá và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên HĐ 2: HS thực hiện các nhiệm vụ được giao HĐ 3: Các nhóm HS HS thiết kế hoàn chỉnh mô hình về bể cá HĐ 4: GV quan sát hỗ trợ và tư vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm 6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a) Mục đích của hoạt động HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế b) Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế. c) Dự kiến sản phẩm - Các định mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm bể cá. - Đưa ra được các ưu điểm, nhược điểm của sản phẩm. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt được tiêu chí của sản phẩm của nhóm HĐ 2: Các nhóm thảo luận các ưu điểm và nhược điểm của sản phẩm HĐ 3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm 7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a) Mục đích của hoạt động - HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân HS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Tạo ra được sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b) Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm c) Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt được tiêu chí của các nhóm, về ưu điểm, nhược điểm của các sản phẩm HĐ 3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhược điểm của các sản phẩm HĐ 4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS 8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a) Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm b) Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm c) Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và cô giáo để đưa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm HĐ 3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm 2.4.3. Chủ đề 3 (Trên lớp) Hàm số mũ, logarit và các ứng dụng trong các bài toán trong cuộc sống. Các ứng dụng Hàm số mũ, logarit trong cuộc sống. Ứng dụng để xây dựng một số bài toán tối ưu về tài chính (lãi xuất), bài toán gia tăng dân số, khảo cổ học, đo nồng độ PH, sinh trưởng của sinh vật.... CHỦ ĐỀ 3: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ HÀM SỐ MŨ, HÀM SỐ LOGARIT THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM ( PHẦN MỀM TIN HỌC) I. MỤC TIÊU DẠY HỌC 1. Kiến thức - Định nghĩa được hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit các tính chất của các hàm số đó các kiến thức liên quan. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Định nghĩa, phân biệt được các câu lệnh trong excel, hoặc các phần mềm pascal, fox, C. 2. Kĩ năng -Vận dụng các kiến thức về hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit để xây dụng các bài toán thực tiễn. - Vẽ được các sơ đồ tư duy, bảng tổng hợp kiến thức vận dụng các kiến thức Toán để tính toán, đánh giá được các đại lượng theo yêu cầu. - Thuyết trình được kết quả bài toán đặt ra, đặc biệt xây dựng được các hàm excel chính xác để giải các bài toán có dữ kiện khác nhau. - Cùng làm việc nhóm, hoàn thành được các nhiệm vụ học tập. 3. Tư duy, thái độ - Tuân thủ các quy định về an toàn trong phòng học có trang bị công nghệ. - Tích cực tham gia các hoạt động học tập. - Đảm bảo tính tự học, hợp tác trong quá trình giải quyết vấn đề của người học. 4. Năng lực Góp phần phát triển ở HS năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực mô hình hóa toán học. 5. Sản phẩm đạt được - Khoa học (S): Vận dụng các kiến thức Tin học, Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học... để giải quyết một số tình huống thực tiễn. - Công nghệ (T): Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập các nguồn dữ liệu, phần mềm hỗ trợ việc thiết kế, tính toán trên mô hình. - Kỹ thuật (E): Đọc được các tài liệu hướng dẫn về máy vi tính, máy tính cầm tay, các kiến thức tin học văn phòng vẽ được mô hình bản đồ tư duy, hệ thống kiến thức liên quan đến bài toán. - Toán học (M): Vận dụng kiến thức về hàm số lũy thừa, hàm số mũ, hàm số logarit để xây dụng các bài toán thực tiễn. Vận dụng các kiến thức toán như bất đẳng thức, hàm số để đánh giá các giá trị các thông số mà bài toán yêu cầu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

II. Xác định các nội dung trọng tâm Lứa tuổi HS

Lớp 12, lứa tuổi 17-18 tuổi

Mức độ tiếp thu

TB - Khá - Giỏi Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài

toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc xác lập các Vấn đề cần tập mối quan hệ giữa kiến thức về hàm số mũ, hàm số logarit với một trung số nội dung thực tế. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế. Bối cảnh thực tế

Một số bài toán thực tế có kiến thức liên quan đến hàm số mũ, logarit,  Tin học  Vật lí

Liên kết với các

 Vẽ kỹ thuật

môn học

 Vẽ mỹ thuật  Thiết kế kiến trúc  Lý thuyết tối ưu 1. Hàm số mũ, hàm số logarit

Các nội dung kiến 2. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). thức liên quan đến 3. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình bài

toán

chương THPT

trong Toán lớp 10). trình 4. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12). 5. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán 10).

III. Xây dựng các hoạt động 1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - HS phát hiện ra vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: Các bài toán thực tế liên quan đến hàm số mũ, logarit. - HS có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề trên b. Nội dung hoạt động Kiến thức: Hiểu sâu sắc cách giải một số bài toán thực tiễn, bài toán của các môn khoa học khác như: Vật lí, Hóa học, Sinh học, Địa lí,…có vận dụng kiến thức về hàm số mũ, hàm số lôgarit viết thành các câu lệnh trong phần mềm tin học excel. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Kĩ năng: - Vận dụng thành thạo các tính chất của hàm số mũ, hàm số lôgarít để giải quyết một số bài toán thực tế và bài toán của một số môn khoa học khác. - Rèn kĩ năng chuyển đổi một số vấn đề thực tế về mô hình toán và giải quyết bài toán đó. - Rèn kỹ năng sử dụng kiến thức sử dụng kiến thức liên môn trong các môn học. c. Dự kiến sản phẩm - HS chuyển bài toán thực tiễn trên thành một bài tập toán học (mô hình hóa thành bài tập toán học): - Đặt ra mục tiêu đi tìm các công thức toán học cho mỗi bài toán thực tế có liên quan đến hàm số mũ, hàm số logarit để để viết được câu lệnh excel để khi nhập dữ liệu vào ta xử lí được kết quả cần giải quyết. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn trên. Chuyển yêu cầu thực tiễn thành yêu cầu của một bài tập toán học. HĐ 2: GV sẽ chính xác hóa bài tập toán học và yêu cầu cần thực hiện trong bài toán. 2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết nền (học kiến thức mới) a. Mục đích của hoạt động - HS ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan hàm số mũ, hàm số logarit. - HS xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học trong việc giải quyết vấn đề đặt ra. b. Nội dung hoạt động - Để tạo ra được hình trụ, HS cần phải có kiến thức về các nội dung: 1. Hàm số mũ, hàm số logarit 2. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 3. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 4. Hàm số, ứng dụng đạo hàm(chương 1, chương trình Toán lớp 12). 5. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình Toán 10). Bài tập áp dụng vào lĩnh vực kinh tế: Bài 1. Một người gửi A triệu đồng vào ngân hàng theo cách nếu đến kì hạn người gửi không rút lãi thì tiền lãi được tính vào vốn của kì kế tiếp (được gọi là thể Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

thức lãi kép), với lãi suất m% một tháng. Hỏi sau bao lâu người đó được ít nhất B triệu đồng cả vốn lẫn lãi, giả sử lãi suất không thay đổi. Hướng dẫn giải +, Sau một tháng người đó nhận được số tiền cả gốc và lãi là: A1  A  A.m%  A.1  m%

Số

tiền

cả

vốn

lẫn

lãi

người

gửi

sẽ

có

tháng

là:

A2  A.1  m%  A.1  m% .m%  A.1  m% 1

+, Số tiền cả vốn lẫn lãi người gửi sẽ có sau n tháng là: S  A1  m%

+, Theo bài ta có S = B +, Do đó: log B  log A.(1  m%)n  n 

log B  log A (tháng) nên sau n tháng người log(1  m%)

đó sẽ nhận được ít nhất B triệu đồng. Từ đó viết được câu lệnh excel và chỉ cần nhập số liệu A, B, m ta giải quyết được bài toán. Bằng cách tương tự ta giải quyết được các bài toán sau: Bài 2. Ông A vay ngắn hạn ngân hàng A triệu đồng với lãi suất m% tháng. Ông muốn hoàn nợ cho ngân hàng theo cách: sau đúng một tháng kể từ ngày vay ông bắt đầu hoàn nợ, hai lần hoàn nợ liên tiếp cách nhau đúng một tháng, số tiền hoàn nợ ở mỗi lần là như nhau và trả hết tiền nợ sau đúng n tháng kể từ ngày vay. Hỏi theo cách đó số tiền m mà ông A phải trả cho ngân hàng trong mỗi lần hoàn nợ là bao nhiêu. Biết rằng lãi suất ngân hàng không thay đổi trong thời gian ông hoàn nợ. Bài toán vận dụng trong lĩnh vực xã hội Bài 3. Biết rằng năm 2016 dân số Việt Nam là A 91,7 triệu người và tỉ lệ tăng dân số hàng năm luôn là m% thì ước tính dân số Việt Nam sau x năm sẽ là: A.e0,01. x (người). Hỏi cứ tăng dân số với tỉ lệ như vậy thì sau bao nhiêu năm nữa dân số nước ta ở mức trên B triệu người? Áp dụng với A  91,7; B  120; m  1% Cách giải: + Theo bài ta có: B  A.e0,01. x





+ Lấy logarit tự nhiên hai vế ta được: ln B  ln A.e0,01. x  x 

ln B  ln A m%

Từ đó viết được câu lệnh excel để giải quyết bài toán. Bài 4. Các loài cây xanh trong quá trình quang hợp sẽ nhận được một lượng nhỏ cacbon 14(một đồng vị của cacbon). Khi một bộ phận của một cái cây nào đó bị chết thì hiện tượng quang hợp cũng ngưng và nó sẽ không nhận thêm cacbon14 nữa. Lượng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

cacbon 14 của bộ phận đó sẽ phân hủy một cách chậm chạp, chuyển hóa thành nito 14. Biết rằng nếu gọi P(t) là số phần trăm cacbon 14 còn lại trong một bộ phận của một cái cây sinh trưởng từ t năm trước đây thì P(t) được tính theo công thức: t

P(t )  100.  0,5  5750  %  Phân tích mẩu gỗ từ công trình kiến trúc cổ, người ta thấy lượng cacbon còn lại trong mẩu gỗ đó là 65%. Hãy xác định niên đại của công trình kiến trúc đó. A. khoảng 3574 năm C. khoảng 3580 năm

B. khoảng 3585 năm D. khoảng 3590 năm

Bài toán áp dụng trong lĩnh vực khoa học - tự nhiên Bài 5. (Độ chấn động trong địa vật lí) Cường độ một trận động đất M(richter) được cho bởi công thức: M  log A  log A0 với A là biên độ rung chấn tối đa và A0 là một biên độ chuẩn( hằng số). Đầu thế kỉ 20, một trận động đất ở San Francisco có cường độ 8,3 độ Richter. Trong cùng năm đó, một trận động đất khác ở Nam Mỹ có biên độ mạnh gấp 4 lần. Cường độ trận động đất ở Nam Mỹ là? A. 2,075 B. 8,9 C. 11,2 D. 33,3 Gợi ý(nếu cần) +, Từ công thức M  log A  log A0  log

A A  108,3 , theo bài M=8,3  A0 A0

+, Gọi A’ là biên độ rung chấn tối đa của trận động đất ở Nam Mỹ , ta có do đó

A' A 4 , A0 A0

A'  4.108,3 A0

Nên cường độ của trận động đất ở Nam Mỹ là log 4.108,3  8,9 (chọn đáp án B). Bài 6. Trong mỗi dung dịch, nồng độ ion hidro [H3O+] đặc trưng cho tính axit, nồng độ hydroxyn [OH-] đặc trưng cho tính bazơ (kiềm). Để đặc trưng cho tính axit, bazơ của một dung dịch người ta chỉ xét độ pH với pH = - log[H3O+]. Do đó ta có: pH < 7: dung dịch có tính axit, pH > 7: dung dịch kiềm, pH = 7: dung dịch trung tính. Hãy tính độ pH của bia, rượu nếu biết bia có  H3O   8.105 và rượu có

 H3O   4.104 A. 4  log 2 và 4  log 3 C. 5  log 8 và 4  log 4

B. 4  log 8 và 3  log 4 D. 5  log 2 và 4  log 2

Gợi ý: Ta có bia: [H3O+] = 0,00008 suy ra pH= -log[0,00008] = 5-log8. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tương tự, rượu: có pH = 4-log4 KL: bia và rượu đều có pH < 7 nên đó là dung dịch có tính axit Bài toán áp dụng trong lĩnh vực Y tế Bài 7. Sự tăng trưởng của một loài vi khuẩn tuân theo công thức N  A.ert trong đó A là số lượng vi khuẩn ban đầu, r là tỉ lệ tăng trưởng (r > 0), t là thời gian tăng trưởng. Biết rằng số lượng vi khuẩn ban đầu là 100 con và sau 5 giờ có 300 con. Hỏi sau bao lâu số lượng vi khuẩn ban đầu sẽ tăng gấp đôi. Gợi ý +, Trước tiên ta tính tỉ lệ tăng trưởng mỗi giờ của loại vi khuẩn này: (tức là tỉ lệ tăng trưởng là 21,97% mỗi giờ) +, Từ 100 con ban đầu để có 200 con thì t cần thiết là: Bài toán theo hướng trắc nghiệm: Sự tăng trưởng của một loài vi khuẩn tuân theo công thức N  A.ert trong đó A là số lượng vi khuẩn ban đầu, r là tỉ lệ tăng trưởng (r > 0), t là thời gian tăng trưởng. Biết rằng số lượng vi khuẩn ban đầu là 100 con và sau 5 giờ có 300 con. Hỏi sau bao lâu số lượng vi khuẩn ban đầu sẽ tăng gấp đôi. A. 2 giờ 30 phút

B. 3 giờ 9 phút

C. 4 giờ 9 phút

C. 5 giờ 30 phút

Gợi ý (nếu cần) t

+, Theo bài ta có PT: 65  100. 0,5 5750 +, Từ đó ta tìm được t  5750.

ln 0,65 ln 0,5

 3574 (năm) Nên chọn đáp án A. 3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp khả dĩ a) Mục đích của hoạt động -HS đưa ra được ít nhất một giải pháp giải quyết bài toán thực tế liên quan đến hàm số mũ, logarit. b) Nội dung hoạt động Giải pháp 1: Từ công thức của lãi kép: S  A1  m% nếu biết 3 trong 04 n

S , A, m, n đại lượng ta sẽ tìm được đại lượng còn lại. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Giải pháp 2: Từ công thức B  A.e0,01. x nếu biết 2 trong 03 đại lượng A, B, x ta sẽ tìm được đại lượng còn lại. Giải pháp 3: Từ công thức M  log A  log A0 nếu biết 2 trong 03 đại lượng A, A0 , M ta sẽ tìm được đại lượng còn lại.

c) Dự kiến sản phẩm HS -Trình bày được cơ sở của việc thiết kế các giải pháp trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực STEM. -HS đề xuất được các giải pháp cho việc thiết kế câu lệnh excel hay chương trình lập trình khác. d) Cách thức tổ chức hoạt động -HĐ 1: HS thảo luận nhóm về lời giải của bài toán ban đầu -HĐ 2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế hình trụ trên cơ sở lời giải bài toán -HĐ 3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán -HĐ 4: GV xác nhận cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của HS 4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a) Mục đích của hoạt động - HS lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị, hoặc bản thân người học tự đề nghị) về mẫu thiết kế các câu lệnh excel từ đó HS hệ thống được các nội dung trong chương Hàm số mũ, hàm số logarit. b) Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c) Dự kiến sản phẩm - HS có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất - HS đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất - HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án tối ưu nhất do nhóm lựa chọn - HĐ 3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp 5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

a) Mục đích của hoạt động - HS trải nghiệm hoạt động thiết kế giá đựng đồ theo giải pháp đã lựa chọn b) Nội dung hoạt động Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn. c) Dự kiến sản phẩm - Các sản phẩm là các câu lệnh excel để giải quyết các bài toán thực tế liên quan đến hàm số mũ, hàm số logarit. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các kiến thức liên quan và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên. HĐ 2: HS thực hiện các nhiệm vụ được giao HĐ 3: Các nhóm HS HS thiết kế hoàn chỉnh bảng hệ thống các phương pháp giải các bài toán thực tế liên quan đến mũ, logarit. HĐ 4: GV quan sát hỗ trợ và tư vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm 6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a) Mục đích của hoạt động - HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế b) Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế c) Dự kiến sản phẩm - Xác định mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm mô hình tủ sấy. - Đưa ra được các ưu điểm, nhược điểm của sản phẩm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt được tiêu chí của sản phẩm của nhóm HĐ 2: Các nhóm thảo luận các ưu điểm và nhược điểm của sản phẩm HĐ 3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm 7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a) Mục đích của hoạt động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân HS - Tạo ra được sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b) Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm c) Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt được tiêu chí của các nhóm, về ưu điểm, nhược điểm của các sản phẩm HĐ 3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhược điểm của các sản phẩm HĐ 4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS 8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a) Mục đích của hoạt động - Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm b) Nội dung hoạt động - Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm c) Dự kiến sản phẩm - Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và thầy cô giáo để đưa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm HĐ 3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm 2.3.4. Chủ đề 4 (Trải nghiệm) Mặt tròn xoay, khối tròn xoay các bài toán mặt tròn xoay, khối tròn xoay trong cuộc sống. Ứng dụng để xây dựng một số bài toán tối ưu về nguyên vật liệu đo thể tích và mối quan hệ giữa khối lượng, diện tích bề mặt .... của đối tượng trong cuộc sống. CHỦ ĐỀ 4: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ HÌNH TRÒN XOAY THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM (Lò sấy) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

I. PHẦN 1: MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Định nghĩa được mặt tròn xoay, hình tròn xoay, khối tròn xoay. Hình trụ, hình nón, hình cầu, tính được diện tích xung quanh, diện tích toàn phần, thể tích của khối trụ và các kiến thức liên quan. - Phân biệt được ba dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiến định. Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật. 2. Kĩ năng - Lắp ráp cắt gián được mô hình tủ sấy theo yêu cầu. - Vẽ được dạng hình học không gian của mô hình tủ sấy vận dụng các kiến thức Toán để tính toán, đánh giá được các đại lượng theo yêu cầu. - Thuyết trình được về mô hình tủ sấy, đặc biệt là các trường hợp có mặt chân đế đặc biệt. - Cùng làm việc nhóm, hoàn thành được các nhiệm vụ học tập. 3. Tư duy, thái độ - Tuân thủ các quy định về an toàn trong lắp ráp, cắt gián mô hình cân đòn. - Tích cực tham gia các hoạt động học tập. 4. Năng lực Góp phần phát triển cho HS năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực mô hình hóa toán học. 5. Sản phẩm đạt được - Khoa học (S): Vận dụng các kiến thức mặt chân đế, điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế để xác định mặt chân đế, xác định mô hình tủ sấy vững vàng nhất. Sự bão hòa của không khí. - Công nghệ (T): Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập được các nguồn dữ liệu, phần mềm hỗ trợ việc tính toán, đo đạc, thiết kế mô hình. - Kỹ thuật (E): Đọc được các tài liệu hướng dẫn lắp ráp mô hình tủ sấy, lắp ráp được các mô hình tủ sấy từ các vật liệu sãn có, vẽ được hình học không gian của mô hình tủ sấy. - Toán học (M): Vận dụng kiến thức về hình học không gian để xác định các thông số của mô hình tủ sấy, tính diên tích xung quanh, toàn phần, thể tích của khối trụ trong nhiều trường hợp khác nhau. Vận dụng các kiến thức toán như bất đẳng thức, hàm số để đánh giá các giá trị các thông số. II. Nội dung trọng tâm Lứa tuổi HS Lớp 12 A, lứa tuổi 17-18 tuổi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Mức độ tiếp thu

Khá - Giỏi Theo các chuyên gia khí tượng, trời nồm là hiện tượng đặc trưng của miền Bắc, diễn ra vào mùa Xuân hàng năm (phổ biến rải rác từ tháng Hai đến tháng Tư dương lịch), các đợt nồm ẩm kéo dài từ vài ngày đến hàng tuần. Do đó, người dân các tỉnh miền Bắc phải trải qua những ngày thời tiết khó chịu nhất trong năm. Biểu hiện dễ nhận thấy và khó chịu nhất của trời nồm là sàn/tường/trần của những ngôi nhà thấp thường ẩm ướt như "đổ mồ hôi"; quần áo giặt lâu khô; sờ vào khăn, chăn, ga, gối, đệm luôn có cảm giác ẩm ẩm, hôi hám; các vật dụng như đồ điện tử dễ hỏng hóc, các loại nông lâm sản và thực phẩm dễ nấm mốc. ... Đối với con người, hiện tượng thời tiết khó chịu này khiến cho lỗ chân lông bị bí, quá trình bài tiết qua da bị hạn chế, từ đó, sinh ra hàng loạt các bệnh như đau đầu, mệt mỏi, hen suyễn, tim mạch, các bệnh về khớp, tiêu hóa...

Vấn đề cần tập trung

Trong chủ đề này, HS vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc xác lập các mối quan hệ giữa kiến thức về các hình khối khối hình học với một số nội dung thuộc phân môn đại số giải tích như phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, bất đẳng thức, giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số. Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế. Bối cảnh thực tế

Một tủ sấy có dạng hình trụ hay hộp chữ nhật được thiết kế bằng tôn, bìa cacton, hay gỗ (như hình vẽ). Chúng ta thiết kế tủ sấy sao

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

cho có thể tích cho trước với diện tích toàn phần ít nhất ( số lượng vật liệu nhỏ nhất). Cũng để trả lời cho câu hỏi tại sao hầu hết các vật dụng đựng chất lỏng đều có hình trụ và có chiều cao lớn hơn hoặc bằng bán kính hình trụ.  Vật lí Liên kết với các môn học

 Vẽ kỹ thuật  Vẽ mỹ thuật  Thiết kế kiến trúc  Lý thuyết tối ưu 1. Mặt tròn xoay, hình tròn xoay, khối tròn xoay (Bài 13, chương 21, chương trình toán lớp 12). 2. Khối đa diện hình đa diện (Bài 3, chương 1, chương trình toán

Các nội dung kiến lớp 12). thức liên quan đến 3. Quan hệ song song (chương 2, chương trình toán lớp 11), bài

toán

chương THPT

trong Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình toán lớp 11) trình 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình toán lớp 10). 5. Phương trình, hệ phương trình(Bài 1, chương 4, chương trình toán lớp 10). 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm(chương 1, chương trình toán lớp 12). 7. Làm tròn số (Bài 5, Chương I, chương trình toán 10).

III. Xây dựng các hoạt động 1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn a. Mục đích của hoạt động - HS phát hiện ra vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn là: Mô hình tủ sấy quần áo, hay tủ sấy nông lâm sản. Phải thiết kế một hình trụ có thể tích cho trước sao diện tích toàn phần nhỏ nhất. - HS có hứng thú tìm cách giải quyết vấn đề trên b. Nội dung hoạt động Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Hình H1

Hình H2

Hình H3

- Cho HS quan sát hình ảnh H1 hình lăng trụ tam giác đều, H2 hình lăng trụ tứ giác đều, H3 hình trụ và đặt ra tình huống cần cắt tấm bìa, hoặc tấm tôn để thiết kế hình có thể tích lớn nhất sao cho có cùng chiều cao và diện tích đáy. - HS nhận ra hình dạng của khối trụ có đường cao là cạnh của AB của hình chữ nhật ABCD gọi cạnh này là x và chu vi đáy là cạnh BC là y đặt ra mục tiêu phải thiết kế một khối trụ có thể tích cho trước, sao cho diện tích toàn phần nhỏ nhất tính giá trị nhỏ nhất đó theo x , y . c. Dự kiến sản phẩm - HS chuyển bài toán thực tiễn trên thành một bài tập toán học (mô hình hóa thành bài tập toán học): - Đặt ra mục tiêu đi tìm kích thước của cạnh của hình chữ nhật để tạo ra hình trụ có thể tích cho trước nhưng diện tích toàn phần nhỏ nhất. d. Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS thảo luận để vẽ mô hình cho tình huống thực tiễn trên. Chuyển yêu cầu thực tiễn thành yêu cầu của một bài tập toán học. HĐ 2: GV sẽ chính xác hóa bài tập toán học và yêu cầu cần thực hiện trong bài toán. 2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lí thuyết nền (học kiến thức mới) a. Mục đích của hoạt động - HS ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học liên quan đến việc thiết kế hình trụ. - HS xác định được sự liên kết của các kiến thức đã học trong việc giải quyết vấn đề đặt ra. b. Nội dung hoạt động - Để tạo ra được hình trụ, HS cần phải có kiến thức về các nội dung: 1. Mặt trụ, hình trụ, khối trụ tròn xoay (Bài 13, chương 2, chương trình toán lớp 12). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

2. Khối đa diện hình đa diện (Bài 3, chương 1, chương trình toán lớp 12). 3. Quan hệ song song (chương 2, chương trình toán lớp 11), Quan hệ vuông góc (chương 3, chương trình toán lớp 11) 4. Bất đẳng thức (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 5. Phương trình, hệ phương trình (Bài 1, chương 4, chương trình Toán lớp 10). 6. Hàm số, ứng dụng đạo hàm (chương 1, chương trình Toán lớp 12). 7. Làm tròn số (Bài 5, chương I, chương trình toán 10). Và HS có thể thực hiện việc tìm hiểu kiến thức bằng cách giải các bài tập định hướng của GV như sau: Bài 1: Chúng ta cần thiết kế một tủ sấy hình trụ với thể tích V cho trước. Tìm chiều cao và đường kính đáy để có diện tích toàn phần nhỏ nhất. Hướng dẫn giải Gọi bán kính đáy của hình trụ là r , chiều cao của hình trụ là h Khi đó diện tích toàn phần của hình trụ S  2 rh  2 r 2 . Vì

V   r 2h  h 

khi

V 2V S   2 r 2  3 3 2V 2 đẳng thức xảy ra 2 r r

V V  2 r 2  r  3 . r 2

Mặt khác h 

V lên S nhỏ nhất thì h   r2

V V  23  2r hay hình dạng của tủ 2 2 V 3 4 2

sấy là hình trụ có chiều cao bằng đường kính đáy và bằng h  2r 



với V là thể

tích của tủ sấy. Bài 2: Khi ta cắt mặt đáy là các hình tròn từ các hình vuông do đó phải bỏ đi một lượng bìa, hay tôn đáng kể. Hỏi ta phải tính toán

h để chi phí sản xuất là nhỏ nhất. r

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Hướng dẫn giải Gọi bán kính đáy của hình trụ là r , chiều cao của hình trụ là h Khi đó cạnh của hình vuông là 2r . Vì vậy tổng diện tích vật liệu

S  2 rh  2.4r 2

là

V   r 2h  h 

xảy ra khi

V V V  S    8r 2  6 3 V 2 2 r r r

Vì đẳng thức

3 V V .  8r 2  r  2 r

h 8   2,5 r  Để tiết kiệm chi phí hơn nữa ta có thể cắt các nắp tròn này từ các miếng hình lục giác

Do đó S đạt giá trị nhỏ nhất khi

h 4 3 h  2, 2  ? Đáp số  r  r Bài 3: Một hộp sữa hình trụ có thể tích V (không đổi) được làm từ một tấm tôn

đều ( xem con ông chăm chỉ) khi đó các em tính

có diện tích đủ lớn. Nếu hộp sữa chỉ kín một đáy thì để tốn ít vật liệu nhất, hệ thức giữa bán kính đáy R và đường cao h bằng A. h  R .

B. h  2R .

D. h  2R .

C. h  3R .

Lời giải Thể tích hộp sữa là V   R2h  h 

S

V , diện tích của tấm tôn để làm hộp  R2

V V V2 2V    R 2  3 3 2 . R 2  3 3  V 2  S  S xq  S đáy  2 Rh   R 2    R2 . R R R R Vậy Smin  3 3 V 2 khi

V V   R2  h   R . Chọn A.  R2 R

3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp khả dĩ a) Mục đích của hoạt động HS đưa ra được ít nhất một giải pháp giải quyết bài toán thiết kế hình trụ có thể tích cho trước với diện tích toàn phần nhỏ nhất. b) Nội dung hoạt động Giải pháp 1: Vì thể tích khối trụ V  Bh   r 2h B là diện tích đáy hình tròn, h là chiều cao của hình trụ. Từ việc tính toán được B và h của hình chóp ta sẽ có một phương án để thiết kế khối trụ. Giải pháp 2: Không phải chỉ xây dựng khối trụ mà xây dựng thiết kế các vật dụng dạng hình trụ sao cho tiết kiệm được nguyên liệu nhất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

c) Dự kiến sản phẩm HS - Trình bày được cơ sở của việc thiết kế các giải pháp trên cơ sở vận dụng kiến thức liên môn thuộc lĩnh vực STEM - HS đề xuất được các giải pháp cho việc thiết kế mô hình tủ sấy có dạng hình trụ. d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: HS thảo luận nhóm về lời giải của bài toán ban đầu - HĐ 2: Các nhóm HS đề xuất giải pháp thiết kế hình trụ trên cơ sở lời giải bài toán - HĐ 3: Các nhóm HS đề xuất các giải pháp khác cho tình huống thực tiễn ban đầu của bài toán - HĐ 4: GV xác nhận cách thức giải quyết bài toán và các đề xuất giải pháp của HS 4. Hoạt động 4: Chọn giải pháp tốt nhất a) Mục đích của hoạt động HS lựa chọn được giải pháp tốt nhất theo các tiêu chí (do GV đề nghị, hoặc bản thân người học tự đề nghị) về mẫu thiết kế hình trụ. b) Nội dung hoạt động HS sẽ thảo luận và thống nhất các tiêu chí đánh giá giải pháp sau đó mỗi nhóm sẽ lựa chọn giải pháp phù hợp cho nhóm mình. c) Dự kiến sản phẩm - HS có bản phân tích về ưu nhược điểm của các giải pháp đã đề xuất - HS đưa ra mẫu thiết kế tốt nhất cho tình huống thực tiễn ban đầu d) Cách thức tổ chức hoạt động - HĐ 1: Các nhóm thảo luận về ưu nhược điểm của các giải pháp đã được đề xuất theo tiêu chí của GV hoặc do nhóm tự đề xuất - HĐ 2: Các nhóm cử đại diện thuyết minh về một phương án tối ưu nhất do nhóm lựa chọn - HĐ 3: GV xác nhận các phần thảo luận của HS và động viên các em triển khai các giải pháp. 5. Hoạt động 5: Chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm a) Mục đích của hoạt động HS trải nghiệm hoạt động thiết kế giá đựng đồ theo giải pháp đã lựa chọn b) Nội dung hoạt động Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Các nhóm thực hiện kế hoạch thiết kế sản phẩm của nhóm theo giải pháp đã lựa chọn. c) Dự kiến sản phẩm Các sản phẩm là các khối trụ. d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: HS thảo luận nhóm để dự kiến các nguyên vật liệu để thiết kế mô hình tủ sấy, và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên HĐ 2: HS thực hiện các nhiệm vụ được giao HĐ 3: Các nhóm HS HS thiết kế hoàn chỉnh mô hình về hình trụ. HĐ 4: GV quan sát hỗ trợ và tư vấn cho HS cách thức thiết kế thành công sản phẩm 6. Hoạt động 6: Thử nghiệm và đánh giá a) Mục đích của hoạt động HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế b) Nội dung hoạt động Kiểm tra tính thực tiễn của sản phẩm thiết kế c) Dự kiến sản phẩm - Xác định mức độ đạt được các tiêu chí đã đặt ra từ ban đầu đối với sản phẩm mô hình tủ sấy. - Đưa ra được các ưu điểm, nhược điểm của sản phẩm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm tự kiểm tra mức độ đạt được tiêu chí của sản phẩm của nhóm HĐ 2: Các nhóm thảo luận các ưu điểm và nhược điểm của sản phẩm HĐ 3: GV hỗ trợ việc đánh giá sản phẩm của các nhóm 7. Hoạt động 7: Chia sẻ và thảo luận a) Mục đích của hoạt động - HS bổ trợ kiến thức và kinh nghiệm cho nhau để cùng nhau hoàn thiện sản phẩm, góp phần hoàn thiện vốn kiến thức của mỗi cá nhân HS - Tạo ra được sự gắn kết giữa các thành viên trong lớp, cùng nhau học tập và cùng nhau tiến bộ. b) Nội dung hoạt động HS chia sẻ các kiến thức và kinh nghiệm để các nhóm hoàn thiện sản phẩm c) Dự kiến sản phẩm Các góp ý để hoàn thiện sản phẩm của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

HĐ 1: Các nhóm thuyết minh sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Cả lớp thảo luận về mức độ đạt được tiêu chí của các nhóm, về ưu điểm, nhược điểm của các sản phẩm HĐ 3: Cả lớp thảo luận về cách khắc phục các nhược điểm của các sản phẩm HĐ 4: GV xác nhận các góp ý thảo luận của HS 8. Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a) Mục đích của hoạt động Các nhóm khắc phục các nhược điểm của nhóm để hoàn thiện sản phẩm b) Nội dung hoạt động Các nhóm hoàn thiện sản phẩm của nhóm c) Dự kiến sản phẩm Sản phẩm hoàn chỉnh của các nhóm d) Cách thức tổ chức hoạt động HĐ 1: Các nhóm HS dựa trên các góp ý của các bạn và thầy cô giáo để đưa ra kế hoạch hoàn thiện sản phẩm của nhóm mình HĐ 2: Các nhóm thực hiện kế hoạch hoàn thiện sản phẩm HĐ 3: GV động viên và hỗ trợ các nhóm hoàn thiện sản phẩm 2.4. Tổ chức thực hiện dạy học các chủ đề môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM Sau đây là một dự án dạy học mà chúng em đã tiến hành dạy tại trường THPT Bắc Sơn ( Phụ lục 5)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Kết luận chương 2 Phân tích mục tiêu, nội dung môn Toán 12 cho thấy, mục tiêu và nội dung môn Toán 12 hoàn toàn phù hợp với bản chất và mục tiêu của giáo dục STEM. Bản thân nội dung của môn Toán nói chung và Toán 12 nói riêng là môn khoa học cơ bản có nhiều nội dung tích hợp. Vì vậy, đây là cơ sở rất tự nhiên cho đề xuất dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM. Tuy nhiên, để vận dụng thành công tư tưởng này trong dạy học thì cần dựa trên những nguyên tắc nhất định. Trong chương này các nhiệm vụ cơ bản sau đã được giải quyết gồm: Tiếp tục hoàn thiện cơ sở thực tiễn của dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM. Vận dụng lí luận ở chương 1 để xác định chủ đề và xây dựng các ví dụ minh họa học tập môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM. Xây dựng các bảng kiểm quan sát các năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác ở HS. Để kiểm nghiệm giá trị khoa học của các kết quả nghiên cứu, chương tiếp theo, nghiên cứu sẽ trình bày phương pháp kiểm nghiệm, đánh giá những kết quả thực tiễn khi sử dụng chủ đề giáo dục STEM để dạy học môn Toán 12 ở trường phổ thông.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các chủ đề dạy môn Toán 12 theo định hướng giáo dục STEM đã thiết kế, nhằm kiểm nghiệm giả thuyết khoa học đã đặt ra trong luận văn. 3.2. Nội dung thực nghiệm - TN đánh giá tính hiệu quả và khả thi của 5 chủ đề STEM trong dạy học môn Toán 12 đã thiết kế. 3.3. Đối tượng thực nghiệm Đợt thực nghiệm sư phạm này đã được tiến hành tại trường THPT Bắc Sơn, huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn. Lớp thực nghiệm:12A, gồm 55 HS. Lớp đối chứng:12D1, gồm 56 HS. Các lớp đối chứng và thực nghiệm được chọn có kết quả học kì 1 là tương đương nhau thuận lợi cho việc đánh giá kết quả thực nghiệm. 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Chúng tôi vận dụng một số phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của HS. Theo hướng này thì GV đóng vai trò là người tổ chức và điều khiển HS thực hiện nội dung thực nghiệm. Theo dõi hoạt động cụ thể của từng nhóm và một số cá nhân trong quá trình học tập thông qua việc ghi chép, ghi hình lại diễn biến buổi học, thu thập các phiếu học tập của HS, sản phẩm dự án để làm căn cứ đánh giá. Trên cơ sở đó, phân tích, rút kinh nghiệm và đánh giá sơ bộ tính khả thi của tiến trình soạn thảo. Đánh giá hiệu quả phát triển năng lực GQVĐTT của HS thông qua công cụ đánh giá (tiêu chí chất lượng các chỉ số hành vi, thông tin phản hồi sau mỗi chủ đề)

- Thiết kế giáo án (chính là các chủ đề đã thiết kế trong chương 2 của luận văn), thiết kế đề kiểm tra (Theo phụ lục 3).

- Tổ chức dạy thực nghiệm theo hướng STEM theo 5 chủ đề STEM tiến trình đã soạn ở chương 2.

- Thu thập số liệu để xử lý và rút ra các nhận xét. 3.5. Thời gian nghiệm sư phạm Thời gian tiến hành thực nghiệm: từ 2 tháng 3 đến 27 tháng 3 năm 2019. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3.6. Các bước tiến hành Được sự đồng ý của ban lãnh đạo nhà trường, tổ Toán và các GV dạy Toán ở các lớp trên chúng tôi tiến hành dạy thực nghiệm và đối chứng song song theo lịch công tác của nhà trường. GV dạy lớp thực nghiệm: Hoàng Thế Mạnh. Tại lớp thực nghiệm: 12A - GV thực hiện theo tiến trình dạy học của mỗi chủ đề cho HS theo định hướng STEM mỗi chủ đề 1 buổi 2 tiết đã thiết kế ở chương 2. - Quan sát hoạt động học tập của HS, đánh giá trên hai mặt định tính và định lượng để nhận định kết quả về việc tiếp thu tri thức phương pháp của HS. GV dạy lớp đối chứng: Nguyễn Tiến Nghĩa Tại lớp đối chứng: 12D1 - GV vẫn dạy bình thường, không tiến hành như đối với lớp thực nghiệm và quan sát điều tra kết quả học tập của HS ở lớp đối chứng. Chúng tôi chú trọng các vấn đề sau trong thực nghiệm: - Tổ chức cho HS hoạt động chiếm lĩnh các kiến thức cơ bản. - Định hướng cho HS tự rút ra các thuật giải, các phương pháp cho những dạng toán cơ bản. - Rèn luyện cho HS các thao tác tư duy trong việc hình thành khái niệm, chứng minh định lý, giải bài tập toán. Để theo dõi tiến trình thực nghiệm, chúng tôi sử dụng các công cụ sau: - Kiểm tra tự luận: Nhằm đánh giá mức độ lĩnh hội bài học của HS qua các tiết học. Kiểm tra kiến thức của từng cá nhân của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng thông qua bài kiểm tra tự luận. Nội dung kiểm tra bám sát yêu cầu về chương trình Toán lớp12. Tất cả các bài kiểm tra được một người chấm thống nhất theo thang điểm từ 1 đến 10. - Phiếu khảo sát dành cho HS: Để đánh giá mức độ nhận thức, nắm bắt và thể hiện việc sử dụng các biện pháp dạy học tri thức phương pháp cho HS, chúng tôi sử dụng phiếu hỏi. Sử dụng phiếu khảo sát dành cho HS với các câu hỏi kiểm tra sự hiểu biết của HS về nội dung bài học, về các tri thức phương pháp mà HS thu nhận được sau mỗi bài học, chủ đề. - Quan sát trong lớp học: Được sử dụng nhằm mục đích tiếp nhận thông tin phản hồi của HS về việc tiếp thu các tri thức phương pháp trong học tập. Chúng tôi kiểm tra vở ghi, vở bài tập, …để có cái nhìn bao quát về cách HS học tập cũng như hiệu quả của các biện pháp sư phạm đưa ra. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Phỏng vấn: Để có những thông tin về tác động của việc sử dụng các biện pháp dạy học tri thức phương pháp cho HS, chúng tôi sử dụng phương pháp phỏng vấn nhằm làm sáng tỏ những thông tin về những vấn đề khó xác định được qua quan sát và phiếu hỏi như khả năng áp dụng vào thực tế của các biện pháp, những khó khăn khi sử dụng các biện pháp sư phạm vào dạy học tri thức phương pháp,…Những phỏng vấn này được tiến hành theo cách trò chuyện hoặc hỏi qua phiếu với những câu hỏi định hướng, kết hợp quan sát những biểu hiện bên ngoài của đối tượng. Kết quả phỏng vấn được xử lí và được phân tích định tính. - Thống kê Toán học: Sau khi chấm bài kiểm tra của HS, chúng ta có thể tính được các thông số thống kê sau: Sử dụng phương pháp thống kê Toán học để có cơ sở khoa học nhằm khẳng định chất lượng của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng. Sau khi hoàn thành dạy thực nghiệm và dạy đối chứng chúng tôi cho cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng cùng làm một bài kiểm tra tổng hợp trong thời gian 45 phút. Nội dung của bài kiểm tra như sau: 3.7. Đánh giá về kết quả thực nghiệm 3.7.1. Đánh giá định tính Tiến hành quan sát tất cả các tiết học thực nghiệm sư phạm của lớp thực nghiệm, lớp đối chứng và nghiên cứu sản phẩm của HS tôi nhận thấy: ở lớp thực nghiệm HS học tập hào hứng hơn lớp đối chứng bởi vì các em được trải nghiệm những kiến thức, kĩ năng được học vào thực tiễn, được tự tay làm nên các mô hình, được trình bày, phân tích, đánh giá các sản phẩm, được tranh luận, lập luận để bảo vệ quan điểm. Qua từng tiết dạy thực nghiệm tôi cũng nhận thấy năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực mô hình hóa toán học, kĩ năng thực hành của HS được nâng lên một cách rõ rệt ở lớp thực nghiệm. Những tiết đầu các em còn rất lúng túng trong việc xác định phương hướng giải quyết, thực hiện giải quyết vấn đề, thiết kế các mô hình nhưng đến các tiết sau các em đã tiến hành các thao tác đó khá nhanh và hiệu quả. Bài kiểm tra tác giả tập trung vào các câu hỏi đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong môn Toán, trong thực tiễn, năng lực mô hình hóa. Thông qua bài kiểm tra, tác giả nhận thấy HS ở lớp thực nghiệm giải quyết các vấn đề thực tiễn tốt hơn lớp đối chứng, xác định và sử dụng các mô hình toán học trong các tình huống thực tiễn chính Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

xác hơn. Ngoài ra, chúng tôi thấy lớp thực nghiệm có những dấu hiệu tích cực hơn so với lớp đối chứng, thể hiện ở một số nét chính sau đây: - Khả năng thực hiện các thuật toán chính xác và thành thạo hơn. - Khả năng phân tích một hoạt động thành các hoạt động thành phần linh hoạt và chính xác. - Khả năng phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, đặc biệt hóa, tương tự hóa được cải thiện đáng kể. - Khả năng trình bày lời giải chặt chẽ, logic, ít sai lầm do HS thường xuyên được nhắc nhở và sửa chữa sai lầm. - Năng lực tự học được cải thiện, HS hứng thú hơn trong giờ học. - Các em lớp thực nghiệm ít nhầm các phép toán, quy tắc toán học hơn lớp đối chứng. - Trong các bài kiểm tra, các em HS của lớp thực nghiệm định hướng giải khá tốt. Như vậy, mặc dù số tiết thực nghiệm chưa được nhiều nhưng chúng tôi nhận thấy ở lớp thực nghiệm HS đã có được những kĩ năng STEM như kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng toán học. 3.7.2. Đánh giá định lượng Sau khi kiểm tra, chúng tôi đã thống kê kết quả bài làm của HS, thu được các số liệu như sau: Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm của bài kiểm tra Lớp

Số bài kiểm tra đạt điểm tương ứng

số HS

12A

12D1

Điểm

6,7

6,1

Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất điểm của bài kiểm tra Lớp

Số % bài kiểm tra đạt điểm tương ứng

số HS

12A

12D1

1,8

3,5

27,3

18,2

16,4

7,3

8,9

23,2

21,4

10,7

3,6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

30 25 20 15 10 5 0 1

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất điểm Vì số tiết thực nghiệm chưa nhiều nên chủ yếu chúng tôi đánh giá về mặt định tính, những đánh giá về mặt định lượng chỉ mang tính chất tham khảo. Tuy nhiên, kết quả đánh giá định tính cũng phản ánh được sự tiến bộ của HS (mặc dù chưa đáng kể). Kết luận rút ra từ thực nghiệm. Mặc dù số tiết thực nghiệm chưa nhiều và thực nghiệm mới chỉ tiến hành trên một lớp, tuy nhiên bước đầu cũng đã thấy được hiệu quả và khả thi của các biện pháp sư phạm đã đề xuất. Kết luận chương 3 Qua quá trình thực nghiệm sư phạm, quan sát học sinh, phân tích các chỉ số hành vi, tôi nhận thấy một vài điều như sau: Quá trình học tập các chủ đề theo định hướng giáo dục STEM giúp các em có cơ hội học tập nhóm nhiều hơn đồng thời phát huy được năng lực bản thân. Với những nhiệm vụ được giao, HS được đặt vấn đề, trình bày, đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp và đánh giá cũng như có những điều chỉnh, do đó HS có thể được hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn. Từ những hạn chế còn tồn tại, tôi cũng rút ta được những kinh nghiệm sau: Cần quan sát kĩ lưỡng, tỉ mỉ hơn với HS, chú ý hơn khi dạy các đối tượng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

HS mà chưa có thời gian hiểu rõ, cần có nhứng điều chỉnh, bố trí như thế nào để công việc được hiệu quả. Đôn đốc và chú ý tới các thành viên để sản phẩm của nhóm phải là sản phẩm của tất cả thành viên. Bồi dưỡng về kiến thức song hành với bồi dưỡng ý chí để các em có tính thần, quyết tâm với nhiệm vụ của mình. Tôi nhận thấy việc xây dựng và dạy học các chủ đề theo định hướng STEM là khả thi đối với sự phát triển năng lực của HSlớp 12. Kết quả thu được qua đợt thực nghiệm sư phạm bước đầu cho phép kết luận rằng: Các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã thiết kế ở chương 2 là hiệu quả và tính khả thi. Qua thực nghiệm chúng tôi cũng nhận thấy GV và HS rất hào hứng với các tiết dạy Toán theo định hướng giáo dục STEM. Năng lực tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM của GV cũng được nâng lên qua các tiết dạy. GV đã hiểu rõ hơn cách thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng này. Năng lực giải quyết vấn đề, hợp tác, ứng dụng Toán học của HS đã được cải thiện qua các giờ học. Như vậy, dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM là hoàn toàn có thể thực hiện và có ý nghĩa lớn trong việc phát triển năng lực cho học sinh.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

KẾT LUẬN Qua nghiên cứu cho phép chúng tôi đưa ra một số kết luận sau: Giáo dục STEM là cần thiết và phù hợp với bối cảnh giáo dục Việt Nam nói chung và việc dạy học môn Toán ở trường phổ thông. Việc dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM là cần thiết, có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề, hợp tác, tư suy cho HS. Môn Toán có vai trò quan trọng trong việc thực hiện giáo dục theo định hướng STEM và có nhiều tiềm năng để thực hiện dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM. Thực trạng dạy học môn Toán lớp 12 THPT cho thấy nhiều GV còn khó khăn trong việc thiết kế và tổ chức dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM. Trên cơ sở lí luận và thực tiễn chúng tôi đã thiết kế được 5 chủ đề dạy học môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM. Tác giả đã tổ chức thực nghiệm sư phạm trong thời gian gần một tháng đối với 5 chủ đề đã thiết kế để kiểm nghiệm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các chủ đề đó. Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy tính hiệu quả và khả thi của các chủ đề đã thiết kế. Như vậy có thể khẳng định rằng mục đích nghiên cứu đã được thực hiện, nhiệm vụ nghiên cứu đã hoàn thành và giả thuyết khoa học là chấp nhận được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Biên (2005), “Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về khoa học tự nhiên”, Tạp chí khoa học trường ĐHSP Hà Nội, số 2, 2015. 2. Nguyễn Văn Biên (2015), Giáo trình Kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực. 3. Bộ GD - ĐT (2015), Dự thảo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. 4. Đảng Cộng sản Việt Nam (2013), Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 4 tháng 11 năm 2013 của Ban Chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết hội nghị trung ương 8 khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa - hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế; 5. Gil Taran -Đại học Carnegie Mellon - Hoa Kì, Hội thảo giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông của một số nước và vận dụng vào điều kiện của Việt Nam, 22/06/2014, trang 6. 6. Nguyễn Thanh Nga - Phùng Việt Hải - Nguyễn Quang Linh - Hoàng Phước Muội (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho HS trung học cơ sở và trung học phổ thông. 7. Sanders M. (2009), "STEM, STEM Education, TEMmania", Technology Teacher, 68(4), pp. 20-26. 8. Chu Cẩm Thơ (2016), “Bài học từ thay đổi đào tạo/bồi dưỡng GV từ ngày hội STEM và ngày toán học mở ở Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, 61(10), tr. 195- 201. 9. Đỗ Ngọc Thống - Phó Vụ trưởng Vụ Trung học - Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014), Chương trình phổ thông Việt Nam - Nhìn từ góc độ STEM. 10. Đỗ Hương Trà (2015), Dạy học tích hợp phát triển năng lực cho HS, NXB ĐHSP

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GV Kính thưa quý thầy/cô, hiện nay chúng tôi đang thực hiện đề tài nghiên cứu “ Dạy học một số chủ đề trong môn Toán lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM”. Nhằm khảo sát và tham khảo ý kiến có nội dung liên quan đến đề tài, mọi ý kiến, nhận xét của quý Thầy /Cô sẽ là nguồn tư liệu vô cùng quan trọng giúp chúng tôi thiết kế và dạy học một số chủ đề theo định hướng giáo dục STEM có hiệu quả, từ đó nâng cao được chất lượng giảng dạy và góp phần vào sự thành công của đề tài. Rất mong quý thầy/cô giúp đỡ. I.THÔNG TIN CÁ NHÂN Họ và tên: (Có thể ghi hoặc không) ………………………………………………….. Giới tính: Trình độ đào tạo:

Nam

Nữ

Cao đẳng

Đại học

Thạc sỹ

Tiến sỹ

Nơi công tác:……………………………… Số năm giảng dạy:………… Địa điểm: Loại hình trường:

Thành phố Chuyên

Nông thôn Công lập

Vùng sâu Dân lập

II.CÁC VẤN ĐỀ THAM KHẢO Ý KIẾN Quý thầy cô đánh dấu chéo (x) vào ô tương ứng với lựa chọn của mình 1. Thầy cô hiểu gì về khái niệm giáo dục STEM? 1. Giáo dục STEM là dạy học tích hợp liên môn các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán. 2. Giáo dục STEM là định hướng giáo dục: bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện là thúc đẩy giáo dục bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăngcủa các ngành nghề liên quan, nhờ đó nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế. 3. Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận liên môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán trong dạy học với mục tiêu nâng cao hứng thú học tập, vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn, kết nối trường học với cộng đồng, hình thành và phát triển năng lực , phẩm chất người học. 4. Cả ý 2 và ý 3.

2. Theo thầy cô ý nghĩa của dạy học giáo dục STEM là gì? - Đảm bảo giáo dục toàn diện -

Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS

Kết nối trường học với cộng đồng

Hướng nghiệp, phân luồng

3. Theo thầy cô có cần thiết dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM? Rất cần thiết

Cần thiết

Không cần thiết lắm

Hoàn toàn không

4. Theo thầy cô môn Toán có vai trò như thế nào trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM? - Hình thành và phát triển những năng lực chung cốt lõi cho người học (NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo) và NL toán học (NL tư duy và lập luận toán học; NL mô hình hoá toán học; NL

giải quyết vấn đề toán học; NL giao tiếp toán học; NL sử dụng công cụ, phương tiện học Toán). Giúp HS có những kiến thức, kỹ năng toán học phổ thông, cơ bản, thiết yếu; phát triển khả năng giải quyết vấn đề có tính tích hợp liên môn giữa môn Toán và các môn học khác như Vật lý, Hoá học, Sinh học, Địa lý, Tin học, Công nghệ,...; tạo cơ hội để HS được trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tế.

Hình thành và phát triển những phẩm chất chung cho HS (yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm) và những phẩm chất mà giáo dục toán học đem lại (tính kỷ luật, kiên trì, độc lập, sáng tạo, hợp tác; thói quen tự học, hứng thú và niềm tin trong học Toán).

5. Theo thầy cô để có điều kiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần có năng lực nào? -

Năng lực tự chủ và tự học

Năng lực giao tiếp và hợp tác

Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Năng lực ngôn ngữ

Năng lực tính toán

Năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội

Năng lực công nghệ, tin học

Năng lực thẩm mỹ

6. Theo thầy cô những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc giáo dục STEM? -

Sự quan tâm đầy đủ và toàn diện của nhà trường tới các lĩnh vực:

khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học, tin học. Cần có sự hiểu biết đầy đủ, toàn diện và thống nhất về nhận thức

về giáo dục STEM. Quan tâm bồi dưỡng đội ngũ GV.

Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục STEM. Kết nối với cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp,các

trung tâm nghiên cứu, các cơ sở sản xuất. 7. Theo thầy cô các chủ đề nào trong chương trình môn Toán có thể thiết kế dạy học theo định hướng giáo dục STEM? Môn Toán Lớp 10 1. Mệnh đề, tập hợp 2. Hàm số bậc nhất, hàm số bậc hai 3. Phương trình, hệ phương trình 4. Bất đẳng thức, bất phương trình 5. Thống kê 6. Góc lượng giác, công thức lượng giác 7. Véc tơ 8. Tích vô hướng của hai véc tơ 9. Phương pháp tọa độ trong mặt phẳng Môn Toán lớp 11 10. Hàm số lượng giác, phương trình lượng giác 11. Tổ hợp, xác suất

12. Dãy số, cấp số cộng, cấp số nhân 13. Giới hạn 14. Đạo hàm 15. Phép dời hình, phép đồng dạng trong mặt phẳng 16. Đường thẳng và mặt phẳng trong không gian. Quan hệ song song 17. Véc tơ trong không gian. Quan hệ vuông góc Môn Toán lớp 12 18. Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số 19. Hàm số lũy thừa. Hàm số mũ. Hàm số lôgarit 20. Nguyên hàm, tích phân và ứng dụng 21. Số phức 22. Khối đa diện 23. Mặt nón. Mặt trụ. Mặt cầu 24. Phương pháp tọa độ trong không gian 8. Theo thầy cô khi thiết kế chủ đề giáo dục STEM cần thực hiện các bước như thế nào? (2) Lựa chọn chủ đề bài học (3) Xác định vấn đề cần giải quyết (4) Xây dựng tiêu chí của giải pháp giải quyết vấn đề hoặc của sản phẩm (5) Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM (6) Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học A. Thực hiện các bước theo thứ tự: (1),(2),(3),(4),(5). B. Thực hiện các bước theo thứ tự: (1),(2),(3),(5). C. Thực hiện các bước theo thứ tự: (1),(2),(3),(4). D. Thực hiện các bước theo thứ tự: (2),(1),(3),(5). 9. Theo thầy cô bước nào là khó nhất trong các bước thiết kế chủ đề dạy học STEM?

(5)

(4)

(3)

(2)

(1)

10. Theo thầy cô khi tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM có những khó khăn gì? -

Không có thời gian đầu tư thiết kế chủ đề

Khó chọn lọc chủ đề phù hợp với nội dung bài dạy

Không có nhiều nguồn tư liệu tham khảo

Nội dung kiến thức quá khó với HS

Dạy học theo định hướng giáo dục STEM không đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát hiện nay Trình độ GV còn hạn chế

Trình độ HS không đồng đều

Thiếu thốn về cơ sở vật chất, không đảm bảo điều kiện để dạy học theo định hướng giáo dục STEM HS không hứng thú với việc học theo định hướng STEM

11. Theo thầy cô người học có hứng thú với giáo dục STEM? Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

Trân trọng cảm ơn quý Thầy /Cô!

PHỤ LỤC 2 PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN HS Các em HS thân mến! - STEM là cách viết tắt lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science (Khoa học), Technology(Công nghệ), Engineering(Kỹ thuật), Maths(Toán học). - Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM kết nối giữa kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú cho HS, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS. - Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, tốc độ phát triển của khoa học - công nghệ ngày một tăng, lượng tri thức khoa học được sản sinh với tốc độ ngày càng cao, cơ cấu nghề nghiệp trong xã hội thay đổi nhanh chóng… đòi hỏi con người có đủ năng lực để thích ứng. Vì vậy việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Phiếu điều tra này thực hiện nhằm đánh giá mức độ cần thiết của việc dạy học một số chủ đề môn Toán theo định hướng giáo dục STEM. Sự đóng góp ý kiến nghiêm túc của các em là căn cứ thiết thực giúp nội dung đề tài nghiên cứu của tác giả mang tính khách quan và có ý nghĩa thực tế. Mong các em HS vui lòng cho biết ý kiến, quan điểm của mình về một số vấn đề dưới đây bằng cách điền dấu (X) vào ô lựa chọn (Câu lựa chọn của các em chỉ sử dụng vào mục đích nghiên cứu). I. THÔNG TIN CÁ NHÂN 1. Trường: ……………………………………… Lớp:……………………….. 2. Giới tính: 3. Học lực: Giỏi

Nam Khá

Nữ Trung bình

Yếu

Kém

II. CÁC VẤN ĐỀ THAM KHẢO Ý KIẾN 1. Thầy (Cô) em đã dạy học theo định hướng giáo dục STEM chưa? Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Chưa bao giờ

2. Nếu em chưa được học theo định hướng giáo dục STEM, em có muốn được học không ? Vì sao?

Rất muốn

Muốn

Không muốn

Vì:……………………………………………………………………………… Nếu thầy cô em đã thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì em thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa như thế nào? - Đảm bảo giáo dục toàn diện -

Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS

Kết nối trường học với cộng đồng

Hướng nghiệp, phân luồng

3. Nếu em đã được học chủ đề (bài dạy) theo định hướng giáo dục STEM, em có hứng thú như thế nào? Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

4. Em đã được học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM chưa? Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Mới một lần

Chưa bao giờ

5. Nếu em đã được học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM, em thấy có khó khăn gì? - Không có thời gian để hoạt động trải nghiệm -

Không có nhiều nguồn tư liệu tham khảo

Vận dụng kiến thức đề giải quyết vấn đề quá khó

Trình độ nhận thức của bản thân hạn chế

Ảnh hưởng đến kết quả học tập, thi cử Chân thành cảm ơn các em!

PHỤ LỤC 3 BÀI KIỂM TRA THỰC NGHIỆM KIỂM TRA 1 TIẾT GIÁ TRỊ LỚN NHẤT & GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT CỦA HÀM SỐ Thời gian: 45 phút Đề bài Câu 1: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất m của hàm số: a) y  x4  x2  13 trên đoạn  2;3 b) y 

x 1 trên đoạn  0;3 x 1

Câu 2: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất m của hàm số: y  1  4x  x 2 Câu 3: Trong bài thi thực hành huấn luyện quân sự có một tình huống chiến sĩ phải bơi qua một con sông để tấn công mục tiêu ở ngay phía bờ bên kia sông. Biết rằng lòng sông rộng 100 m và vận tốc bơi của chiến sĩ bằng một phần ba vận tốc chạy trên bộ. Hãy cho biết chiến sĩ phải bơi bao nhiêu mét để đến được mục tiêu nhanh nhất? Biết dòng sông là thẳng, mục tiêu cách chiến sĩ 1km theo đường chim bay và chiến sĩ cách bờ bên 100 m. Hết

PHỤ LỤC 4 CÁC HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

PHỤ LỤC 5 GIÁO ÁN DẠY HỌC STEM ( TRẢI NGHIỆM ) DỰ ÁN: QUÝT VÀNG BẮC SƠN GẮN VỚI PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI I. Mô tả dự án Tên dự án: Quýt vàng Bắc Sơn gắn với phát triển kinh tế xã hội GV: Nguyễn Văn Thành Đối tượng dạy học: HS lớp 12A Mức độ tiếp thu: Mọi đối tượng HS. II. Thiết kế chuẩn kiến thức: - Tìm hiểu về đặc điểm sinh học của cây quýt vàng Bắc Sơn - Trải nghiệm tìm hiểu các điều kiện sinh thái ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của quýt Bắc Sơn và quy trình nhân giống bằng phương pháp truyền thống - Xác đinh pH đất, tìm ra mẫu đất phù hợp với sinh trưởng phát triển của quýt Bắc Sơn - Thực hiện kỹ thuật cải tiến chất lượng cây giống bằng phương pháp ghép - Đưa ra các ý tưởng để quảng bá và giới thiệu sản phẩm quýt vàng Bắc Sơn - Tự chế tạo các mô hình trồng quýt gắn với phát triển kinh tế bền vững, hiệu quả. III. Thiết kế các vấn đế, ý tưởng của dự án: Vận dụng kiến thức các môn Sinh học, Toán, Lý, Hóa, Công Nghệ, Ngữ văn, Tin học,… cụ thể: + Sinh học: Kiến thức về sinh trưởng, phát triển ở thực vật. Các hình thức sinh sản ở thực vật và các biện pháp nhân giống vô tính. Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh tới sự sinh trưởng, phát triển của thực vật. + Hóa: Đo pH, xác đinh độ pH trong mẫu đất thích hợp với cây quýt Bắc Sơn + Vật lý: Đo nhiệt độ, xác định nhiệt độ thích hợp cho trồng quýt. + Ngữ văn: Biết cách hành văn, câu từ. +Toán học: Tính lợi nhuận, tính kích thước dụng cụ để tạo các mô hình chủ yếu các công thức mặt tròn xoay, hình tròn xoay, khối tròn xoay. + Công nghệ: Biết hạch toán kinh doanh, các ý tưởng tiếp thị giới thiệu sản phẩm + Tin học: Tìm tư liệu thông tin, thu thập số liệu trên các trang web, làm PowePoin trình chiếu HS vận dụng các kiến thức và kỹ năng liên môn được tích hợp và lồng ghép để thực hiện dự án nhỏ của mỗi nhóm:

+ Nhóm 1. Nhà nghiên cứu: nghiên cứu các đặc điểm sinh học đặc trương của quýt vàng Bắc Sơn, xác định pH của mẫu đất phù hợp, thực hiện cải tiến chất lượng cây giống bằng phương pháp ghép + Nhóm 2. Makerting: quảng bá, gới thiệu và xây dựng thương hiệu quýt vàng Bắc Sơn + Nhóm 3. Mô hình sản xuất 01: Trồng quýt gắn với phát triển du lịch sinh thái + Nhóm 4. Mô hình sản xuất 02: Trồng quýt gắn với xây dựng các cơ sở bảo quản và chế biến. IV. Thiết kế mục tiêu dự án: Sau khi hoàn thành dự án, HS sẽ đạt được các mục tiêu sau: 1. Kiến thức - Giúp HS được trải nghiệm thực tế, biết cách vận dụng các kiến thức và vào thực tế sản xuất, đề ra các giải pháp góp phần nâng cao năng xuất, chất lượng và gia trị hàng hóa của quýt vàng Bắc Sơn. 2. Kỹ năng: - Kỹ năng khoa học: Khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức để thực hiện các dự án nhỏ của dự án dạy học. - Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng như xốp, mầu, ống nhựa, que tre, máy đo PH, nhiệt kế, ống nghiệm, cốc thí nghiệm, cân, ống nước..mạng internet. - Kỹ năng kỹ thuật: Thiết kế các các mô hình trồng quýt gắn với phát triển kinh tế bền vững, hiệu quả - Kỹ năng toán học: Khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong thiết kế, chọn vật liệu thiết kế, tính thể tích quả quýt, thể tích cây quýt để biết được mức sinh trưởng, kích thước thể tích hố trồng cây, thể tích và khối lượng phân bón, khối lượngtính được lợi nhuận khi trồng. - Kỹ năng giải quyết vấn đề - Kỹ năng tư duy phản biện - Kỹ năng cộng tác. - Kỹ năng giao tiếp. 3. Thái độ: - Hứng thú trong quá trình thực hiện dự án. - Độc lập, tự giác tự chịu trách nhiệm trước nhóm, lớp. - Yêu thích thực nghiệm.

V. Thiết kế bộ câu hỏi định hướng: 1. Câu hỏi khái quát: Làm thế nào để trồng quýt mang lại hiệu quả kinh tế cao và bền vững? 2. Câu hỏi bài học: - Quýt vàng Bắc Sơn có những đặc điểm sinh học gì đặc trưng? - Quýt vàng Bắc Sơn hợp với những điều kiện sinh thái như thế nào? - Việc kinh doanh quýt tại địa phương được tiến hành như thế nào? - Để quýt sinh trưởng phát triển tốt cần có những biện pháp tác động như thế nào? - Làm thế nào để có thể nâng cao giá trị hàng hóa của quýt vàng Bắc sơn? VI. Thiết kế tài liệu hỗ trợ HS: Các nguồn tài liệu, các website để tham khảo. + “Thực trạng và một số giải pháp phát triển cây quýt vàng trên địa bàn huyện Bắc Sơn - tỉnh Lạng Sơn’’ (Theo Hà Mạnh Hùng (2011)) Địa chỉ mail để trao đổi chia sẻ thông tin giữa GV và HS, giữa các HS với nhau: nguyenvanthanhbsls@gmail.com và hòm thư của các nhóm trưởng VII. Thiết kế kế hoạch thực hiện dự án cho HS: 1. Tổ chức học tập: - GV chia lớp thành 4 nhóm (mỗi nhóm cử 01 nhóm trưởng và thư ký). - Hướng dẫn thực hiện dự án. - GV phân công các tổ thực hiện dự án. - Nhóm trưởng nghiên cứu, trao đổi, phân công công việc cho các thành viên. - Thư ký có nhiệm vụ cập nhật và tổng hợp kết quả thực hiện theo kế hoạch. - Địa điểm thực hiện: phòng thí nghiệm, vườn ươm xã Quỳnh Sơn, vườn quýt Vĩnh Thuận, ở nhà. 2. Nội dung dự án: Mỗi nhóm thực hiện 01 dự án nhỏ dưới sự hướng dẫn của GV: Nhóm 1. Nhà nghiên cứu: + Tìm hiểu các đặc điểm sinh học của giống quýt vàng Bắc Sơn + Tìm hiểu các điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của quýt Bắc Sơn. + Tìm hiểu các biện pháp nhân giống và quy trình nhân giống bằng phương pháp ghép. + Tìm hiểu cách xác định pH đất. Nhóm 2. Makerting + Tìm hiểu và giới thiệu các sản phẩm từ quýt vàng Bắc Sơn

+ Đưa ra các ý tưởng quảng bá và tiếp thị sản phẩm quýt vàng Bắc Sơn Nhóm 3. Mô hình trồng quýt gắn với phát triển du lịch sinh thái trải nghiệm + Tìm hiểu mô hình trồng quýt găn với phát triển du lịch sinh thái ở địa phương + Xây dựng mô hình cải tiến nâng cao hiệu quả kinh doanh Nhóm 4. Mô hình trồng quýt gắn với xây dựng các cơ sở bảo quả và chế biến + Tìm hiểu các quy trình bảo quản và chế biến các sản phẩm từ cây ăn quả có múi + Xây dựng mô hình gắn trồng quýt với xây dựng các cơ sở bảo quản và chế biến XIII. Thiết kế các tiêu chí đánh giá: Phiếu 1- Phiếu đánh giá các nhóm (Giữa các nhóm đánh giá nhau và giáo viên đánh giá các nhóm) Nội dung đánh giá

Điểm đánh giá 0,5

1,0

1,5

2,0

1. Hoàn thành đúng thời gian 2. Nội dung đúng, rõ ràng 3. Trình bày nội dung khoa học, sáng tạo 4. Báo cáo to, rõ ràng … 5. Thảo luận nhóm sôi nổi, tích cực.. Tổng điểm Phiếu 2 - Phiếu đánh giá các thành viên trong nhóm (nhóm trưởng đánh giá) Họ tên người đánh giá: ………………………………………………………… Nhóm: ………………………………………………………………………… Thành nhóm

viên

trong 1. Hoàn 2. Đóng 3. Hỗ trợ thành góp ý đồng đội nhiệm vụ tưởng của mình đúng thời gian

4. Nhiệt tình, nghiêm túc

5. Tính hiệu quả

Tổng điểm

1…………………… …………………… Ghi chú: 2 – Rất tốt;

1,5 – tốt;

1- bình thường;

0,5- chưa đạt

IX. Tổ chức hoạt động dạy và học: 1. Tiến độ thực hiện: Thời gian 11/3/2019

14/3/2019

15/3/2019 16/3 19/3/2019

20/3/2019 21/3/2019

Địa điểm

Nội dung - Xây dựng kế hoạch dựa trên chuẩn kiến thức, Phòng họp tổ tham khảo ý kiến các GV trong tổ. Báo cáo ý tưởng Chuyên môn thực hiện dự án. - Chọn lớp tham gia thực hiện dự án 12A - GV phổ biến dự án cho lớp 12A + Chia nhóm, giao dự án và định hướng cho từng Phòng học nhóm lên kế hoạch thực hiện dự án. + HS họp nhóm, phân công công việc, tìm tư liệu, đưa ra ý tưởng lên kế hoạch thực hiện dự án. Vườn quýt Thăm quan trải nghiệm Vĩnh Thuận - Các nhóm thực hiện theo kế hoạch dự án. - GV hướng dẫn HS thu thập hình ảnh, quay phim, Phòng thực lấy tư liệu. hành Hóa - - Thư ký nhóm viết nhật ký quá trình thực hiện dự án. Sinh - GV hướng dẫn cách viết báo cáo dự án nhỏ của nhóm. - Các nhóm tiến hành viết báo cáo dự án. Phòng thực GV tổng dợt dự án của mỗi nhóm. Duyệt nhật ký hành của dự án của các nhóm Phòng học - Báo cáo dự án.- Nhận xét, đánh giá, tổng kết

2. Nội dung thực hiện Buổi 1: Giới thiệu dự án và chuyển giao nhiệm vụ Nội dung Hoạt

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

"Quýt Bắc Sơn có màu sắc rất hấp dẫn, mã quả vàng - Dự án dạy học:

sáng, múi quả căng mọng màu vàng sẫm, ít hạt, ăn động 1. Nêu tên có vị ngọt đậm hơi chua, hương vị rất đặc trưng mà dự án quýt ở nơi khác không có được…". Giống quýt vàng đã thực sự trở thành loại cây có thể xoá đói giảm nghèo cho phần lớn đồng bào các dân tộc. Thực tế là hiện nay cây quýt ngày càng bị giảm cả về diện tích năng suất và phẩm chất hàng hoá. Là một HS Bắc Sơn em hãy tìm hiểu và đưa ra các giải pháp của mình để

‘’

Quýt vàng Băc Sơn gắn với phát triển kinh tế xã hội’’ - Nhận biết được mục tiêu của dự án - Xác định được

góp phần làm nâng cao năng suất và giá trị kinh tế của sản phẩm của dự quýt vàng Bắc Sơn. án.

Hoạt động của GV

Nội dung

Hoạt động của HS

Hoạt

GV yêu cầu các nhóm lên báo cáo về nội dung dự án - Các nhóm lên

động 2

của các nhóm:

Báo cáo, thảo luận

báo cáo tham luận về dự án

Nhóm Nhà nghiên cứu: Các đặc điểm sinh học, cảnh ảnh .....

của

Nhóm Makerting

mình, trả lời

nhóm

Giới thiệu các sản phẩm từ quýt vàng các cơ sở thu câu hỏi. mua,hình thức quảng bá sản phẩm hiện nay..

Các

nhóm

Nhóm mô hình sản xuất 01

khác lắng nghe

- Thuyết trình về mô hình trồng quýt gắn với phát ghi nhận, phản triển du lịch

biện.

Nhóm mô hình sản xuất 02 - Thuyết trình về mô hình trồng quýt gắn với xây dựng các cơ sở bảo quả và chế biến H. động 3 GV đánh giá báo cáo của các nhóm, cho điểm. Đánh giá H. động 4 GV tổng kết dự án dạy học và giao bài tập về nhà. Tổng kết Nhóm 1: NHÀ NGHIÊN CỨU STT

Họ tên

Nhiệm vụ

Hoàng Kim Ngân

Nhóm trưởng

Lương thị hoa

Thư ký

Nguyễn Mỹ Hoa

Vy Thùy Trang

Dương Hồng Vân

Dương Minh Thông

Đỗ Trọng Hiếu

Hoàng Anh Tú

Ghi chú

Nhóm 2: MAKETING STT

Họ tên

Nhiệm vụ

Trần Phương Chi

Nhóm trưởng

Dương Thi Hoa

Thư ký

Dương Công Hiệu

Dương Đình Thông

Hoàng Kim Chi

Lê Vũ Thu Trang

Nguyễn Tuấn Hoàng

Nguyễn Huyền Chi

Ghi chú

NHÓM 3 MÔ HÌNH TRỒNG QUÝT GẮN VỚI PHÁT TRIỂN DU LỊCH SINH THÁI STT

Họ tên

Nhiệm vụ

Hoàng Khánh Diệp

Nhóm trưởng

Hoàng Minh Hùng

Thư ký

Dương Thị Thu Trà

Phương Dạ Thảo

Lê Thị Thu Hải

Nguyễn Trọng Toản

Dương Công Thăng

Dương Hồng Duyên

Ghi chú

NHÓM 4 MÔ HÌNH TRỒNG QUÝT GẮN VỚI XÂY DỰNG CÁC CƠ SỞ BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN STT 1 2 3 4 5 6 7 8

Họ tên Phạm Thảo Quỳnh Anh Phương Huyền Thủy Thái Mạnh Quân Minh Quân

Nhiệm vụ Nhóm trưởng Thư ký

Ghi chú

Buổi 2: Trải nghiệm thực tế Hoạt động của giao viên

Nội dung

Hoạt động của HS

Hoạt động 1: - Giới thiệu khải quát về địa điểm thăm quan Tập trung và trải nghiệm: vườn quýt thôn Vĩnh Thuận - thị - Tiếp nhận các giao nhiệm vụ trấn Bắc Sơn nhiệm vụ cần tìm - Giao nhiệm vụ tìm hiểu hiểu thông tin: hiêu và phương I. Địa điểm thăm quan trải nghiệm pháp tiếp cận các II. Tìm hiểu một số đặc điểm sinh học của thông tin cần tìm cây quýt Bắc Sơn 1. Đặc điểm hình thái

hiểu

Yêu cầu ngoại cảnh 3. Kỹ thuật nhân giống: 4. Kỹ thuật trồng và chăm sóc 5. Thu hoạch và bảo quản III. Tìm hiểu về giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế1. Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế 2. Hạch toán kinh tế Hoạt động 2 - Hướng dẫn HS thăm quan và tìm hiể các - Thăng quan, tìm Thăm quan thông tin hiểu thông tin, viết trải nghiệm báo cáo

PHIẾU HỌC TẬP TÌM HIỂU THỰC TRẠNG SẢN XUẤT QUÝT VÀNG BẮC SƠN Họ tên HS:…………………………………….. Lớp 12A Trường THPT Bắc Sơn I. Địa điểm thăm quan trải nghiệm 1. Tên chủ vườn:........................................................................................................ 2. Địa chỉ:......................................................................................................................... 3. Diện tích :................................................................................................................... 4. Số lượng cây quýt:.....................................................................................................

II. Tìm hiểu một số đặc điểm sinh học của cây quýt Bắc Sơn * Yêu cầu: - Mô tả các đặc điểm sinh học của cây quýt Bắc Son - Các yêu cầu ngoại cảnh ảnh hưởng tới sự sinh trưởng phát triển cảu cây - Các biện pháp nhân giống được áp dụng - Kỹ thuật trồng, chăm sóc, thu hoạch và bảo quả * Phương pháp:nghiên cứu tài liệu, quan sát, mô tả, phỏng vấn chủ vườn 1. Đặc điểm hình thái Cơ quan

STT 1

Thân, cành

Lá

Hoa

Quả

Đặc điểm

2. Yêu cầu ngoại cảnh - Nhiệt độ:.......................................................................................................... - Ánh sáng:.............................................................................................................. - Lượng mưa:.......................................................................................................... - Đất đai:................................................................................................................. 6. Kỹ thuật nhân giống: ............................................................................................................................ 7. Kỹ thuật trồng và chăm sóc - Thời vụ trồng........................................................................................................ - Mật độ............................................................................................................... - Trồng cây chắn gió và cây che mát........................................................................ - Tụ gốc giữ ẩm....................................................................................................... - Bón phân............................................................................................................... 8. Thu hoạch và bảo quản - Thời điểm phu hoạch...... - Phương pháp bảo quản.....

III. Tìm hiểu về giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế * Yêu cầu - Tìm hiểu về các giá trị dinh dưỡng của quả quýt - Các hướng sử dụng - Hạch toán kinh tế * Phương pháp: nghiên cứu tài liệu, phỏng vấn chủ vườn 1. Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế 2. Hạch toán kin tế Nội dung Yêu cầu

Thông tin thu nhận được

Ghi chú

1. Sản phẩm 2. Số lượng sản phẩm 3. Giá tiền/sản phẩm 4. Tổng doanh thu 5. Tổng Chi phí 6. Lợi nhuận IV. Đánh giá thực trạng sản xuất * Yêu cầu: Trên cở sở thực tế quan sát và các tài liệu nghiên cứu đưa ra các đánh giá về thực trạng sản xuất của cơ sở trải nghiệm * Thực trạng 1. Giống cây... 2. Các yếu tố ngoại cảnh.... 3. Kỹ thuật trồng và chăm sóc... 4. Việc thu hoạch và bảo quản.... V. Các biện pháp phát triển chủ yếu * Yêu cầu: tập trung nghiên cứu, thảo luận và xây dượng các giải pháp chủ yếu theo sự phân công của tổ. Buổi 3. Báo cáo dự án Nội dung Hoạt động 1 Giới

Hoạt động của thầy GV giới thiệu dự án

thệu, GV tóm tắt lại quá trình thực hiện dự án.

tóm tắt dự án

Hoạt động của trò HS tiếp thu

Hoạt động của thầy

Nội dung Hoạt động 2

Hoạt động của trò

GV yêu cầu các nhóm lên báo cáo về nội dung dự án - Các nhóm

Báo cáo, thảo của các nhóm:

lên báo cáo

luận

tham luận

Nhóm nghiên cứu: - Các đặc điểm sinh học của quýt vàng Bắc Sơn

về dự án

- Các điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng tới sự sinh của nhóm trưởng

mình,

- Các biện pháp quy trình nhân giống bằng hạt, ghép

lời câu hỏi.

- Thực hiện đo pH xác định mẫu đất phù hợp

- Các nhóm

Nhóm Makerting

khác

lắng

- Giới thiệu các sản phẩm từ quýt vàng Bắc Sơn:

nghe

ghi

trả

Giá trị dinh dưỡng, giá trị dược liệu, giá trị kinh tế, các nhận, phản cơ sở thu mua, các hình thức quảng bá sản phẩm - Đưa ra các ý tưởng quả bá và tiếp thị sản phẩm Nhóm mô hình sản xuất 01 - Thuyết trình mô hình trồng quýt với phát triển du lịch Nhóm mô hình sản xuất 02 - Thuyết trình về mô hình trồng quýt gắn với xây dựng các cơ sở bảo quả và chế biến Hoạt động 3

GV đánh giá báo cáo của các nhóm, cho điểm.

Đánh giá Hoạt động 4 Tổng kết

GV tổng kết dự án dạy học và giao bài tập về nhà.

biện.

ẢNH CÁC HOẠT ĐỘNG THỰC HIỆN DỰ ÁN

Ảnh 1: Giới thiệu dự án và chuyển giao nhiệm vụ

Ảnh 2: Trải nghiệm tại lân quýt Vĩnh Thận

Ảnh 3: Các nhóm thực hiện dự án học tập

Ảnh 4: Báo cáo sản phẩm của các dự án