BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ

Phạm Hồng My

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA
VẬT RẮN” – VẬT LÍ 10
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Phạm Hồng My

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA
VẬT RẮN” – VẬT LÍ 10
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí
KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

Sinh viên

Phạm Hồng My

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My


ii

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


i

MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC SƠ ĐỒ
DANH MỤC HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU
1

Lý do chọn đề tài ......................................................................................... 1

2


STEM .......................................................................................................................... 5
1.1

Dạy học theo định hướng giáo dục STEM ............................................ 5
Khái niệm STEM ............................................................................. 5
Giáo dục STEM ............................................................................... 5
Mục tiêu giáo dục STEM ................................................................. 7
Chủ đề STEM .................................................................................. 7
Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM........................13

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My


ii

1.2

Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ............................................... 19
Khái niệm năng lực ........................................................................ 19
Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo .......................... 19
Yêu cầu cần đạt về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ............. 20
TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CÂN BẰNG

VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN- VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC
STEM. ....................................................................................................................... 23
2.1
10”


3.2

Đối tượng thực nghiệm sư phạm ..........................................................79

3.3

Phương pháp thực nghiệm sư phạm .....................................................79

3.4

Thuận lợi và khó khăn trong q trình thực nghiệm sư phạm ...............79
Thuận lợi ........................................................................................79
Khó khăn ........................................................................................80

3.5

Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ...........................................................80

3.6

Diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính năng lực giải quyết vấn đề

và sáng tạo 81
3.7

Đánh giá định lượng năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. .............101

3.8

Đánh giá tổng quan ............................................................................103

GQVĐVST

Giải quyết vấn đề và sáng tạo

STEM

Science (Khoa học), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kĩ thuật),
Mathematics (Toán học)

KTKN

Kiến thức, kĩ năng

TCTH

Tự chủ tự học

TM

Thẩm mĩ

PC

Phẩm chất

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


Phạm Hồng My


vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Tiến trình khoa học trong giáo dục STEM .................................................. 14
Hình 1.2. Quy trình thiết kế kĩ thuật ........................................................................... 15
Hình 1.3. Tiến trình dạy học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật ........................... 16
Hình 2.1. Mơ hình cần cẩu tháp ................................................................................. 41
Hình 2.2 Thí nghiệm quy tắc momen lực ................................................................... 55
Hình 2.3: Thí nghiệm hợp lực song song cùng chiều .................................................. 62
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện sự hứng thú của HS với chủ đề ....................................... 106
Hình 3.2 Thí nghiệm quy tắc momen lực ..................................................................... 9

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


1

Mở đầu
1 Lý do chọn đề tài
Thế giới đang tiến tới cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, đây là cuộc cách
mạng có xu hướng kết hợp các cơng nghệ với nhau, xóa mờ ranh giới giữa kĩ thuật số,
vật lí và sinh học. Là một nước đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa và
hội nhập quốc tế, Việt Nam phải đối mặt với những thách thức rất lớn để có thể bắt kịp
được xu thế phát triển của thế giới. Muốn như vậy, đòi hỏi Việt Nam phải có những thay
đổi cách mạng trong mọi lĩnh vực. Trong đó giáo dục đóng vai trị hết sức quan trọng,

khá nhiều nên giáo viên gặp khó khăn trong việc tổ chức dạy kiến thức để đáp ứng các
yêu cầu của mục tiêu giáo dục, cũng như là tạo hứng thú và đảm bảo HS tiếp thu kiến
thức hiệu quả. Mặt khác, các kiến thức trong chương Cân bằng và chuyển động của vật
rắn dễ dàng quan sát trong thực tế, được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống sinh hoạt,
trong kĩ thuật, trong y học, trong nghệ thuật xiếc, trong xây dựng … Chính vì lí do đó,
tơi chọn nghiên cứu đề tài: “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và
chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM”.
2 Mục đích của đề tài
Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động
của vật rắn” – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL GQVĐVST
của HS.
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh
- Cơ sở lí thuyết về giáo dục STEM.
- Cách thức tổ chức các kiến thức liên môn thuộc chương “Cân bằng và chuyển
động của vật rắn” - Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM.
b. Phạm vi nghiên cứu
Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10.

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


3

4 Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển
động của vật rắn”- Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát triển NL

- Nghiên cứu việc ứng dụng các kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của
vật rắn” vào trong thực tế.
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến việc tích hợp cơng nghệ, kĩ thuật hỗ trợ
nhằm phát huy hiệu quả tối đa của quá trình dạy học.
b. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường phổ thơng theo quy trình, phương pháp và
tổ chức tiến trình dạy học đã đề xuất.
- Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm từ đó rút ra kết
luận của đề tài.
- Phương tiện: Phiếu khảo sát, phiếu đánh giá, dụng cụ ghi chép, ghi hình.
c. Phương pháp thống kê tốn học
Sử dụng các phương pháp thống kê, mơ tả tốn học để trình bày kết quả thực
nghiệm sư phạm.
7 Cấu trúc khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo và phụ lục, đề tài
gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cân bằng và chuyển động
của vật rắn- Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


5

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC
STEM


Phạm Hoàng My


6

những kĩ năng STEM và tăng khả nặng cạnh tranh trong nền kinh tế mới”. Với cách hiểu
này, giáo dục STEM được hiểu là giáo dục tích hợp STEM.
- Giáo dục STEM là sự tích hợp từ ít nhất hai lĩnh vực/ môn học 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 mơ hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng
các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề
thực tiễn trong bối cảnh cụ thể”.
Trong khoá luận này, chúng tôi hiểu giáo dục STEM theo định nghĩa thứ ba, là sự
tích hợp từ hai lĩnh vực trở lên.
Cụ thể các lĩnh vực trong giáo dục STEM bao gồm: [3]
- Science (Khoa học): Là lĩnh vực nhằm phát triển khả năng vận dụng kiến thức, kĩ
năng khoa học (vật lí, sinh học, hóa học và khoa học trái đất) của HS, không chỉ giúp HS
hiểu về thế giới tự nhiên mà cịn có thể vận dụng kiến thức, kĩ năng đó để giải quyết các
vấn đề trong cuộc sống hàng ngày một cách khoa học.
- Technology (Công nghệ): Là lĩnh vực nhằm phát triển khả năng hiểu và đánh giá
công nghệ của HS. Nó cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu biết về công nghệ hiện
nay, phát triển ở HS kĩ năng phân tích và sử dụng các cơng nghệ từ đơn giản đến phức
tạp có ảnh hưởng đến cuộc sống của HS và cộng đồng.
- Engineering (Kĩ thuật): Là lĩnh vực nhằm phát triển hiểu biết của HS về cách công
nghệ đang phát triển thông qua quy trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật cung cấp cho HS
những cơ hội để tiếp cận kiến thức của nhiều lĩnh vực, 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 kiến thức khoa học và toán học trong quá trình thiết
kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

với các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM.
Chủ đề STEM
Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp
với chuẩn kiến thức, kĩ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thơng.
1.1.4.1 Các tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM
Để xây dựng chủ đề STEM, cần đảm bảo 6 tiêu chí, cụ thể: [4]
- Chủ đề STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn: Trong bài học STEM, học
sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các
giải pháp.

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


8

- Cấu trúc bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật:
Tiến trình bài học STEM cung cấp một cách thức linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định
một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy
trình này, học sinh thực hiện 8 hoạt động bao gồm: Xác định vấn đề, nghiên cứu kiến
thức nền, đề xuất các giải pháp/thiết kế, lựa chọn giải pháp/thiết kế, chế tạo mơ hình, thử
nghiệm và đánh giá, chia sẻ và thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Trong thực tiễn dạy học,
quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạt động: Xác định vấn đề; Nghiên cứu kiến
thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế; Trình bày và thảo luận phương án thiết kế; Chế
tạo mơ hình, thiết bị theo phương án thiết kế, thử nghiệm và đánh giá; Trình bày, thảo
luận về sản phẩm được chế tạo, điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kĩ thuật, các
nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều
cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập
trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học

các môn học độc lập mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề. Điều đó có
liên quan đến việc học tốn, cơng nghệ, tin học và khoa học của học sinh.
- Trong tiến trình bài học STEM một nhiệm vụ có thể có nhiều đáp án đúng và coi
sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập: Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có
thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; Một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều
phương án, và lựa chọn phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả
thuyết đúng. Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở
mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trị quan trọng của năng
lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM.
1.1.4.2 Phân loại chủ đề STEM [2]
Dựa trên các lĩnh vực STEM
- Chủ đề STEM đầy đủ: HS vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải
quyết vấn đề.
- Chủ đề STEM khuyết: HS vận dụng kiến thức ít nhất hai trong bốn lỉnh vực STEM
để giải quyết vấn đề.
Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM
- Chủ đề STEM cơ bản: được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn
học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học trong chương trình giáo dục phổ thông.
Các sản phẩm của chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung sách giáo khoa

Khoá luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My


10

và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương
trình giáo dục phổ thơng.
- Chủ đề STEM mở rộng: có những kiến thức nằm ngồi chương trình giáo dục


11

chủ đề. Đối với nhiều chủ đề STEM, việc xây dựng nội dung và mục tiêu chủ đề đôi khi
diễn ra đồng thời.
Kiến thức trong chủ đề STEM cần có sự tích hợp giữa kiến thức, kĩ năng của các
lĩnh vực có chun mơn riêng. Để tường minh, ta cần chỉ ra rõ trong chủ đề STEM có
những kiến thức nào thuộc lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.
Bước 4: Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề.
Để xác định mục tiêu chủ đề STEM, cần ra soát xem kiến thức cần dạy, kĩ năng
cần rèn luyện thông qua từng môn trong chủ đề là kiến thức, kĩ năng nào. Đồng thời giáo
viên cũng căn cứ vào cấu trúc của các NL chung và NL chuyên biệt của các môn trong
chủ đề để xác định được những NL nào thơng qua chủ đề.
Có ba loại kiến thức cần quan tâm khi tổ chức dạy học chủ đề STEM:
- Kiến thức đã học (hay còn gọi là kiến thức nền): Những kiến thức này HS đã biết
và được sử dụng làm nền tảng cho việc xây dựng kiến thức mới, những kiến thức này
không phải là mục tiêu dạy học của chủ đề. Thông thường các kiến thức nền sẽ là kiến
thức về khoa học và toán.
- Kiến thức sẽ học: Đây là những kiến thức dự kiến được HS chiếm lĩnh thông qua
dạy học chủ đề STEM, những kiến thức này được ghi ra trong mục tiêu dạy học. Những
kiến thức này được lấy từ nội dung các mơn học có liên quan đến chủ đề. Khơng phải
chủ đề STEM nào cũng có phần kiến thức mới, hầu hết chủ đề STEM sẽ tập trung vào
việc vận dụng kiến thức, kĩ năng đã có để tạo ra sản phẩm nhằm giải quyết vấn đề trong
cuộc sống.
- Kiến thức cơ sở khoa học: Một số kiến thức mở rộng, cung cấp dưới dạng thông
tin, để qua đó tạo điều kiện cho HS rèn luyện các kĩ năng, phát triển NL. Những nội dung
này được cung cấp dưới dạng kiến thức tham khảo, bài đọc thêm và cũng không là mục
tiêu dạy học của chủ đề.
Bước 5: Xây dựng nội dung các hoạt động dạy học của chủ đề.


án dạy học chủ đề đã xây dựng. Việc phối hợp giữa các giáo viên bộ môn cũng cần được
đề ra một cách chi tiết. Ở bước này ta có thể làm rõ: Chủ đề được tiến hành vào thời
điểm nào, trong giờ ngoại khóa hay tiết chính khóa.
Bước 7: Tổ chức dạy học và đánh giá chủ đề

Khoá luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My


13

Việc tổ chức dạy học chủ đề STEM được thực hiện linh hoạt tùy theo điều kiện
trang thiết bị, cơ sở vật chất, trình độ HS và thời gian cho phép.
Sau khi tổ chức chủ đề STEM, giáo viên cần đánh giá các khía cạnh sau:
- Tính phù hợp thực tế dạy học với thời lượng dự kiến.
- Mức độ đạt được mục tiêu của HS, thông qua kết quả đánh giáo các hoạt động
học tập.
- Sự hứng thú của HS với chủ đề, thông qua quan sát và phỏng vấn HS.
- Mức độ khả thi với điều kiện cơ sở vật chất.
Việc đánh giá tổng thể chủ đề có ý nghĩa đối với giáo viên, giúp giáo viên điều
chỉnh, bổ sung chủ đề cho phù hợp hơn.
Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM
1.1.5.1 Tiến trình khoa học trong giáo dục STEM.
Tiến trình khoa học là cách mà các nhà khoa học thực hiện các nghiên cứu khoa
học để tìm hiểu thế giới tự nhiên và đưa ra các giải thích dựa trên những bằng chứng thu
được [4]. Trong giáo dục STEM, thơng qua tiến trình khoa học, HS sẽ tiến hành tìm hiểu
thế giới tự nhiên. Tiến trình khoa học giúp cho HS có thể thực hiện các hoạt động được
nêu trong hình 1.1 [4]: