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:
TS. PHÙNG VIỆT HẢI

làm cơ sở để hồn thành tốt khố luận tốt nghiệp.
- Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã ln sát

cánh, giúp đỡ, động viên tơi trong suốt q trình học tập và hồn thành khố luận tốt
nghiệp này.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 07 năm 2020
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 ĐƠ
DANH MỤC HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU


7

Cấu trúc khóa luận.........................................................................................4
CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC

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 Hồng My
ii


1.2Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ............

Khái niệm năng lực ................................................
Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Yêu cầu cần đạt về năng lực giải quyết vấn đề và s

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CH

Tiến trình dạy học chi tiết.......................................

Tiêu chí đánh giá trong dạy học chủ đề Mơ hình cầ

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................

3.1Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My


iii

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

NL
GQVĐVST
STEM

KTKN
TCTH
TM
PC

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tiến trình dạy học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật ______________ 16
Bảng 1.2. : Yêu cần cần đạt về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo đối với cấp trung
học phổ thông ________________________________________________________ 20

Bảng 2.1: Cấu trúc chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn- ______________ 23
Bảng 2.2: Các kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề Mơ hình cần cẩu tháp __ 28
Bảng 2.3. Dụng cụ, học liệu GV cần chuẩn bị _______________________________ 30

Bảng 2.4: Bảng vật liệu giáo viên chuẩn bị và phát cho các nhóm _______________ 31
Bảng 2.5 Bảng dụng cụ giáo viên chuẩn bị và phát cho các nhóm _______________ 34
Bảng 2.6. Các bước gia cơng các chi tiết của mơ hình cần cẩu tháp ______________ 36
Bảng 2.7. Các bước lắp ráp mơ hình cần cẩu tháp ____________________________ 41


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, nhiệm vụ của nền giáo dục là đào tạo ra những công dân đủ NL để đáp ứng các
nhu cầu của nền khoa học, công nghệ thời 4.0.
Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường NL tiếp cận cuộc cách mạng công
nghiệp lần thứ tư, giáo dục Việt Nam hiện nay cần phải: “Thay đổi mạnh mẽ các chính
sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có
khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc
đẩy đào tạo về khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học
trong chương trình giáo dục phổ thơng”[1].Thơng qua việc ban hành chỉ thị trên, giáo
dục STEM chính thức trở thành phương pháp được chú trọng trong đổi mới giáo dục
và đào tạo hiện nay.
Giáo dục STEM (Science: Khoa học, Technology: Cơng nghệ, Engineering: Kĩ thuật
và Math: Tốn học) là quan điểm dạy học định hướng phát triển NL HS thuộc các lĩnh vực
khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học. Các kiến thức ở bốn lĩnh vực trên được tích hợp,

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 Hoàng 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
GQVĐVST của HS.
5

Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
- Phân tích nội dung kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” –

Phạm Hoàng My


4

- 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.

- Giáo dục STEM là sự quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và

Toán học. Đây là cách hiểu theo nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. Ở cách hiểu
này, cứ tổ chức dạy học các môn thuộc lĩnh vực STEM nghĩa là giáo dục STEM.
- Giáo dục STEM là định hướng tích hợp liên mơn của bốn lĩnh vực/ mơn Khoa học,

Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Tác giả Tsupros 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 sự

kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển

Khoá luận tốt nghiệp

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


Như vậy, giáo dục STEM được hiểu là cung cấp cho người học khả năng vận
dụng kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ
thuật và tốn học. Giáo dục STEM giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhà trường và cuộc
sống, tạo ra những con người có NL làm việc “tức thì” trong mơi trường có tính sáng
tạo và khơng ngừng thay đổi như hiện nay.
Mục tiêu giáo dục STEM
Mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: Phát triển NL đặc thù về STEM; Phát triển NL

cốt lõi; Định hướng nghề nghiệp: [2]
- Phát triển các NL đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Là cung cấp cho

học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật,
Tốn học. Phát triển ở HS NL vận dụng phối hợp các kiến thức, kĩ năng ở các lĩnh vực
để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
- Phát triển NL cốt lõi cho HS: Sự phát triển của công nghệ 4.0 trong thế kỉ XXI
đem đến những cơ hội cũng như đặt ra những thách thức cho thế hệ trẻ. Bên cạnh
những hiểu biết về lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn học, giáo dục STEM
trang bị cho HS những NL phù hợp để đáp ứng những yêu cầu của thế kỉ XXI.
- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo điều kiện cho HS có những

kiến thức nền tảng cũng như phát triển ở HS những NL phù hợp cho nghề nghiệp tương

lai của các em, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho xã hội, đặc biệt là
đối 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]

thể hiện trong tất cả các hoạt động của giáo dục STEM. Trong các bài học STEM, hoạt
động của học sinh được thực hiện theo hướng mở có “khn khổ” về các điều kiện mà
học sinh được sử dụng. Hoạt động của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp
tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực
hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của
mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm
tịi, khám phá của bản thân.
- Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo:

Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, địi hỏi tất cả giáo
viên STEM của trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm,
sử dụng cùng một ngơn ngữ, tiến trình và u cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải

Khoá luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My


9

hồn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở
phát triền năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh.
- Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học
sinh đã và đang học: Trong bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách
có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, cơng nghệ, tin học và toán. Lập kế
hoạch để hợp tác với giáo viên toán, công nghệ, tin học và khoa học khác để hiểu rõ
nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài
học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, cơng nghệ, tin học và tốn khơng
phải là 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.

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

phổ thơng và sách giáo khoa. Những kiến thức đó HS phải tự tìm hiểu và nghiên cứu từ
tài liệu chuyên ngành. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao
hơn. Dựa vào mục đích dạy học
- Chủ đề STEM dạy học kiến thức mới: được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức

của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một phần). HS sẽ

vừa giải quyết được vấn đề, vừa lĩnh hội được kiến thức mới.
- Chủ đề STEM dạy học vận dụng được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS
đã được học. Chủ đề STEM ở dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS NL vận dụng lí thuyết
vào thực tiễn. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu.
Ở đây, chúng tôi thiết kế chủ đề STEM nhằm dạy kiến thức mới cho học sinh.
1.1.4.3 Quy trình xây dựng chủ đề STEM [3] Bước 1: Lựa chọn chủ đề
Các chủ đề STEM thường được gợi ý trong chương trình hoặc có thể được giáo
viên tự xác định sao cho phù hợp với hồn cảnh địa phương, trình độ của HS. Để xác
định chủ đề, giáo viên rà sốt các mơn thơng qua khung chương trình hiện có để tìm ra
các chủ đề gắn với thực tế, có tính phổ biến, gắn liền với cuộc sống của HS, phù hợp
với trình độ nhận thức của HS
Bước 2: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề.
Đây là bước định hướng các nội dung cần được đưa vào trong chủ đề. Các vấn đề
này là câu hỏi mà thông qua q trình học tập chủ đề HS có thể trả lời được.
Bước 3: Xác định các kiến thức cần thiết để giải quyết các vấn đề
Dựa trên vấn đề cần giải quyết, ta có thể xác định được các kiến thức cần đưa vào
trong chủ đề. Các kiến thức này có thể thuộc một mơn học hay nhiều mơn học khác nhau.
Các nội dung của chủ đề cần gắn với mục tiêu đề ra và có tính liên kết với nhau. Để đảm
bảo tính chính xác của kiến thức có thể kết hợp các giáo viên bộ mơn có liên quan tới

- 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.

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hồng My


12

Bước này thể hiện rõ dự kiến việc tổ chức dạy học chủ đề STEM. Để thực hiện
việc này, cần làm rõ: Chủ đề có những hoạt động nào, từng hoạt động đó đóng vai trị
gì trong việc thực hiện mục tiêu tồn bài.
Có thể chia hoạt động theo vấn đề cần giải quyết, hoặc theo cấu trúc nội dung của
chủ đề. Mỗi nội dung nhỏ, hoặc một vấn đề cần giải quyết của chủ đề có thể xây dựng
thành một hoặc vài hoạt động dạy học khác nhau. Ứng với mỗi hoạt động, giáo viên
cần thực hiện các công việc sau:
- Xác định mục tiêu hoạt động.
- Xây dựng nội dung học dưới dạng các tư liệu học tập: phiếu học tập, thông tin.
- Chuẩn bị phương tiện, thiết bị dạy học cho hoạt động.
- Dự kiến nguồn nhân, vật lực để tổ chức hoạt động.
- Lập kế hoạch tổ chức hoạt động dạy học: Có thể áp dụng nhiều cách thức tổ

chức hoạt động học tập như hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm, hoạt động theo trạm,
thực hiện dự án, …
- Xây dựng công cụ đánh giá mục tiêu hoạt động: Mỗi hoạt động giáo viên cần có



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]:

Khố luận tốt nghiệp

Phạm Hoàng My