Tìm kiếm bài viết

Giáo án dạy học STEM môn vật lý THPT chuẩn nhất hiện nay

Dạy học STEM môn Vật lý THPT đang trở thành xu hướng giáo dục hiện đại, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn và phát triển toàn diện năng lực. Nhằm hỗ trợ giáo viên và phụ huynh, KiddiHub đã tổng hợp các thông tin hữu ích. Hãy cùng tìm hiểu về dạy học STEM môn Vật lý THPT qua bài viết sau!

Vai trò của dạy học STEM trong môn Vật lý

Việc dạy học STEM trong môn Vật lý không chỉ giúp truyền tải kiến thức khoa học một cách sinh động mà còn thúc đẩy học sinh phát triển tư duy phản biện, kỹ năng giải quyết vấn đề và khả năng làm việc nhóm. Thay vì tiếp thu lý thuyết một cách máy móc, học sinh được trải nghiệm trực tiếp các hiện tượng vật lý như chuyển động, lực, điện học, quang học thông qua các dự án, thí nghiệm và mô hình sáng tạo.

Những hoạt động STEM giúp học sinh hiểu sâu sắc về bản chất của các hiện tượng vật lý và biết cách ứng dụng kiến thức vào thực tiễn, ví dụ như thiết kế hệ thống chiếu sáng tiết kiệm năng lượng, chế tạo mô hình xe phản lực hay tìm hiểu nguyên lý vận hành của các thiết bị gia dụng. Điều này không chỉ nâng cao hứng thú học tập mà còn hỗ trợ định hướng nghề nghiệp trong các lĩnh vực kỹ thuật và công nghệ.

Vai trò của dạy học STEM trong môn Vật lý

Ngoài ra, việc áp dụng phương pháp dạy học STEM trong môn Vật lý còn tạo điều kiện cho giáo viên đổi mới cách giảng dạy, chuyển từ truyền đạt kiến thức sang vai trò hướng dẫn và đồng hành cùng học sinh khám phá, xây dựng tri thức qua trải nghiệm thực tế. Đây là bước tiến quan trọng để nâng cao chất lượng giáo dục và đáp ứng yêu cầu đổi mới trong thời đại hiện nay.

Mục tiêu xây dựng tài liệu giáo dục STEM môn Vật lý

Việc soạn thảo tài liệu giáo dục STEM môn Vật lý nhằm hỗ trợ giáo viên trong việc thiết kế các bài học sát với thực tế, giúp học sinh ứng dụng kiến thức Vật lý để giải quyết các tình huống trong cuộc sống hàng ngày. Tài liệu này còn định hướng cách tổ chức các hoạt động STEM một cách hiệu quả, bao gồm từ việc lựa chọn chủ đề, xác định mục tiêu học tập, đến việc thiết kế sản phẩm và đánh giá kết quả học tập.

Ngoài ra, tài liệu còn giúp giáo viên áp dụng phương pháp tích hợp liên môn giữa Vật lý với Toán học, Công nghệ và Kỹ thuật nhằm phát triển toàn diện năng lực của học sinh. Một trong những mục tiêu quan trọng khác là khuyến khích sự sáng tạo, nâng cao động lực học tập và định hướng nghề nghiệp cho học sinh trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ.

Giáo án Vật lý cần có những gì? Cách viết giáo án Vật lý STEM

Trong giáo dục STEM, người dạy cần chú trọng duy trì sự tương tác liên tục với học sinh trong suốt quá trình học. Đồng thời, cần xây dựng kế hoạch bài giảng dựa trên các chủ đề gắn liền với thực tiễn cuộc sống, kết hợp với việc bổ sung phân tích về phương pháp giảng dạy, các hoạt động học tập tích cực, cũng như các trò chơi mang tính giáo dục.

Trước hết, giáo viên nên xác định mục tiêu học tập một cách rõ ràng và cụ thể, theo nguyên tắc SMART (cụ thể, đo lường được, khả thi, phù hợp và có thời hạn). Những mục tiêu này sẽ là căn cứ để đánh giá mức độ hoàn thành của học sinh, đồng thời giúp giáo viên lựa chọn và tổ chức các hoạt động dạy học phù hợp.

Ngoài ra, nếu có thể, giáo viên nên xây dựng mục tiêu chương trình riêng biệt cho từng nhóm học sinh, nhằm đảm bảo việc giảng dạy được cá nhân hóa, phù hợp với năng lực từng em và dựa trên các tiêu chuẩn giáo dục khoa học.

Giáo án Vật lý cần có những gì? Cách viết giáo án Vật lý STEM

Thứ hai, việc duy trì thời gian giảng dạy hợp lý cho từng bài học trong giáo án Vật lý theo phương pháp STEM là vô cùng quan trọng. Điều này giúp đảm bảo học sinh tiếp thu kiến thức hiệu quả trong khung thời gian đã được lên kế hoạch. Đồng thời, giáo viên cũng nên dành một vài phút để cho học sinh thư giãn hoặc điều chỉnh nội dung bài giảng khi cần thiết nhằm tạo sự linh hoạt và thoải mái trong quá trình học tập.

Ngoài ra, khi soạn thảo giáo án hoặc tài liệu giảng dạy STEM, cần trình bày nội dung một cách rõ ràng và chi tiết để bất kỳ ai đọc cũng có thể hiểu được mục đích và ý định của người soạn mà không cần giải thích thêm. Cách làm này không chỉ giúp giáo viên chuẩn bị bài giảng một cách tự tin, mà còn hỗ trợ việc xử lý các vấn đề kiến thức một cách logic và mạch lạc hơn trong suốt quá trình giảng dạy.

Một yếu tố quan trọng khác trong dự án STEM là áp dụng lý thuyết vào thực hành và cuộc sống thực tế. Sau khi hoàn thành một bài học hoặc chủ đề, giáo viên nên khuyến khích học sinh thay đổi hoặc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm tương ứng, hoặc thậm chí tạo ra các sản phẩm liên quan nhằm tăng tính trải nghiệm. Đồng thời, giáo viên cần chuẩn bị kỹ lưỡng về kỹ năng sử dụng dụng cụ và các bước tiến hành để buổi học trở nên sôi động, giúp học sinh dễ dàng chia sẻ và tạo cảm hứng học tập hiệu quả hơn.

Thảo luận nhóm và phản biện

Trong quá trình xây dựng môi trường học tập STEM, giáo viên cần thiết kế các hoạt động thảo luận nhóm và tranh luận nhằm kích thích tư duy phản biện của học sinh. Những hoạt động này giúp kết nối các em với nhau, đồng thời phát triển khả năng suy nghĩ logic và lập luận chặt chẽ.

Bên cạnh đó, giáo viên nên xây dựng giáo án một cách linh hoạt, không quá cứng nhắc, để dễ dàng điều chỉnh khi có tình huống phát sinh. Việc này tạo điều kiện cho các hoạt động tương tác diễn ra sôi nổi, làm cho tiết học trở nên hấp dẫn và sinh động hơn.

Gợi ý một số đề tài và mẫu giáo án dạy học STEM môn vật lý THPT tiêu biểu

Việc triển khai dạy học STEM môn Vật lý THPT đòi hỏi giáo viên lựa chọn đề tài phù hợp và xây dựng giáo án hiệu quả. Bài viết sau sẽ gợi ý một số đề tài cùng mẫu giáo án tiêu biểu, hỗ trợ quá trình giảng dạy đạt kết quả cao.

Tìm hiểu và xử lý vấn đề “Ô nhiễm do khói bụi”

Với sự sáng tạo của mình, các học sinh đã thiết kế các nguyên mẫu không chỉ có tính thẩm mỹ mà còn đảm bảo chức năng hoạt động hiệu quả, đồng thời tích hợp những tính năng hiện đại như kết nối với điện thoại và hệ thống chuông cảnh báo. Các nhóm học sinh có cơ hội trình bày và vận hành sản phẩm ngay tại lớp học.

Sau khi nhận biết được tình trạng ô nhiễm không khí, vấn đề đặt ra là cần tìm phương pháp lọc phù hợp để cải thiện chất lượng không khí. Dựa trên kiến thức đã học, các em đã đề xuất chế tạo thiết bị lọc bụi tĩnh điện, vận dụng các nội dung từ Chương 1: "Điện tích – Điện trường". Một số nhóm còn mạnh dạn bổ sung thêm bộ lọc than hoạt tính nhằm nâng cao hiệu quả lọc bụi.

Qua tiết học này, học sinh không chỉ được củng cố kiến thức về “Điện tích – Điện trường” mà còn thực hành áp dụng kiến thức lập trình mạch Arduino trong quá trình học tập.

Tổ chức hoạt động trải nghiệm về chủ đề “Điện tích - Điện trường”

Giáo viên giới thiệu vấn đề và phân công nhiệm vụ cho các nhóm học sinh.

Nhóm 1 đang thực hiện các thí nghiệm về hiện tượng nhiễm điện.

Nhóm 4 đang tiến hành chế tạo thiết bị điện nghiệm.

Sau khi các nhóm hoàn thành nghiên cứu, thiết kế và lắp ráp các thí nghiệm, mô hình, giáo viên sẽ tổ chức một buổi để các nhóm trình bày báo cáo, trưng bày sản phẩm và vận hành mô hình của mình.

Trong suốt quá trình tham gia hoạt động trải nghiệm, học sinh thể hiện sự tích cực, chủ động và sáng tạo, đồng thời tự tin khi làm việc nhóm hiệu quả trong việc tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thiết kế và chế tạo các thí nghiệm cũng như mô hình ứng dụng kỹ thuật. Qua đó, các em củng cố kiến thức, có thể giải thích các hiện tượng thực tế, vận dụng lý thuyết vào thực hành và hiểu rõ hơn về các ứng dụng kỹ thuật trong vật lý.

Các đề tài khác

Đề tài 1: Thiết kế bếp năng lượng mặt trời thuộc lĩnh vực Nhiệt học.
Đề tài 2: Chế tạo hệ thống cảnh báo lũ liên quan đến cảm biến và điện học.
Đề tài 3: Mô hình xe sử dụng lực đẩy của không khí, thuộc chủ đề Động lực học.
Đề tài 4: Máy phát điện mini tự làm trong lĩnh vực Điện từ học.
Đề tài 5: Tính toán và mô phỏng mô hình cầu dây treo dựa trên nguyên lý cân bằng lực.

Việc tham khảo các đề tài và mẫu giáo án tiêu biểu giúp giáo viên triển khai hiệu quả hoạt động dạy học STEM môn Vật lý THPT, từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy và khơi dậy niềm đam mê khoa học cho học sinh.

Mẫu giáo án dạy học STEM môn Vật lý THPT

Mẫu giáo án là công cụ không thể thiếu để tổ chức hiệu quả hoạt động dạy học STEM môn Vật lý THPT. Việc tìm hiểu và xây dựng giáo án phù hợp sẽ giúp giáo viên phát huy tối đa tính sáng tạo, tư duy và ứng dụng thực tiễn cho học sinh.

Giáo án STEM môn Vật Lý lớp 12:

Chế tạo mạch điều khiển báo động sử dụng cảm biến

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Hiểu rõ hiện tượng quang điện nội và các ứng dụng của nó, đồng thời nhận biết tác dụng của tia hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy trong các cảm biến quang học.
Vận dụng kiến thức về mạch điện đã học trong chương trình Vật lý lớp 11 và Công nghệ lớp 12 để thiết kế và lắp ráp mạch điện.
Biết áp dụng kiến thức lập trình C++ vào việc lập trình cho vi điều khiển Arduino.

2. Năng lực phát triển

a. Năng lực chung

Khả năng tự học và nghiên cứu tài liệu.
Kỹ năng trình bày và trao đổi thông tin.
Năng lực xác định và giải quyết vấn đề.
Kỹ năng làm việc nhóm hiệu quả.

b. Năng lực chuyên biệt của môn học

Khả năng thực hành thí nghiệm và nghiên cứu kiến thức liên quan đến lập trình Arduino.
Kỹ năng giải quyết vấn đề để chế tạo các thiết bị báo động sử dụng cảm biến.
Kỹ năng giao tiếp và làm việc nhóm nhằm thống nhất thiết kế chung và phân chia nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên.

3. Phẩm chất

Thể hiện sự hứng thú trong quá trình học tập.
Có ý thức tìm hiểu và liên hệ với các hiện tượng thực tế liên quan.
Phát triển phong cách làm việc chuyên nghiệp như một nhà khoa học.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ TÀI LIỆU HỌC TẬP

1. Giáo viên

Một số nguyên vật liệu sử dụng gồm:

Dây nối nhiều màu sắc, bảng mạch thử (board test), đèn LED, điện trở, pin tiểu, board Arduino R3, đế đựng pin, công tắc kép...
Các loại cảm biến như cảm biến siêu âm, cảm biến gia tốc, cảm biến hồng ngoại.
Máy tính, máy chiếu,...

2. Học sinh

Ôn tập lại các kiến thức liên quan đến bài học.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1: Xác định yêu cầu thiết kế

a. Mục đích:

Học sinh phối hợp tham gia các hoạt động trải nghiệm để nhận biết các hệ thống cảm biến thực tế như cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại, cảm biến khoảng cách, cảm biến nhiệt... Đồng thời, tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế và chế tạo mạch điều khiển báo động sử dụng cảm biến, cũng như nắm rõ các tiêu chí đánh giá sản phẩm.

b. Nội dung:

Giáo viên trình chiếu một số video minh họa về các loại mạch báo động trong thực tế, từ đó giới thiệu dự án “Chế tạo mạch điều khiển báo động bằng cảm biến”.
Tổ chức cho học sinh thực hành lắp ráp mạch điện sử dụng các linh kiện cơ bản.
Dựa trên hoạt động thực hành, giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm học sinh thực hiện dự án chế tạo mạch điều khiển báo động bằng cảm biến.
Giáo viên cùng học sinh thống nhất kế hoạch triển khai dự án và các tiêu chí để đánh giá sản phẩm.

c. Sản phẩm

Kết thúc quá trình, học sinh cần hoàn thành:

Bản ghi chép chi tiết các tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án.
Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án, phân công công việc cho từng thành viên và kế hoạch thời gian thực hiện dự án.

d. Phương thức tổ chức hoạt động:
Bước 1: Đặt vấn đề và giao nhiệm vụ

Học sinh quan sát và nhận xét về các loại mạch báo động thực tế, đưa ra đánh giá và các giải pháp cơ bản mà những mạch báo động này áp dụng. Từ đó, giáo viên yêu cầu thiết kế các mạch báo động sử dụng cảm biến như cảm biến hồng ngoại, quang trở, cảm biến tiệm cận, báo cháy...
Bước 2: Thực hành kết nối linh kiện điện

Giáo viên chia lớp thành 4 đến 6 nhóm, giới thiệu mục tiêu thí nghiệm là tìm hiểu về Arduino, cách lập trình Arduino, nghiên cứu các loại cảm biến và nguyên lý hoạt động của chúng, cũng như cách kết nối các bộ phận trên board mạch.
Giáo viên phát thiết bị cùng phiếu hướng dẫn để các nhóm tự tiến hành thực hành theo kế hoạch.

Phiếu hướng dẫn

Thiết bị	Chức năng	Hình ảnh
Đế pin nối tiếp	Cung cấp nguồn điện cho hệ thống
Board test	Mạch thử nghiệm, mở rộng chân cắm cho mạch
Board Arduino R3	Thiết bị lập trình và điều khiển chính
Mạch nhận chương trình	Nạp mã lệnh (code) vào đèn LED phi 2
Đèn phát quang	Hiển thị tín hiệu bằng ánh sáng
Trở vạch ¼ W	Giới hạn cường độ dòng điện trong mạch
Jump đực/cái	Kết nối các linh kiện trong mạch
Cảm biến cháy	Phát hiện và nhận tín hiệu báo cháy
Cảm biến hồng ngoại	Phát và nhận tia hồng ngoại
Cảm biến ánh sáng	Nhận tín hiệu ánh sáng và truyền dữ liệu tới Arduino
Quang trở	Phản hồi tín hiệu ánh sáng và thay đổi giá trị
Còi	Phát âm thanh cảnh báo
Một số linh kiện hỗ trợ khác

Hướng dẫn thực hiện:

Sử dụng nguồn điện 6V để cấp cho hệ thống thông qua bo mạch Arduino R3: chân 0 nối với GND, chân 1 nối với 5V.
Dùng dây jump đực-cái để dẫn GND và 5V từ Arduino xuống board test (lưu ý: trên board test, nguồn điện được phân bố theo chiều ngang của mạch).
Trên board test, gắn đèn LED: chân ngắn (bản to) kết nối với đường mạch GND, chân dài (bản nhỏ) nối với đường mạch 5V.

Lưu ý: Đèn LED hoạt động với điện áp 3V, trong khi nguồn cấp là 5V, do đó cần sử dụng điện trở để hạn chế dòng điện. Điện trở được cắm trên đường GND trước khi nối vào LED.

Học sinh tiến hành thí nghiệm và ghi nhớ các lưu ý để đảm bảo kết quả chính xác. Giáo viên nhấn mạnh việc phải tuân thủ đúng sơ đồ nối mạch theo tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Học sinh được hướng dẫn cách lập trình và nạp mã lệnh cho bo mạch Arduino R3.

Bước 3: Thống nhất dự án và xác định tiêu chí sản phẩm
Các nhóm tiến hành thống nhất nội dung thực hiện dự án "Chế tạo mạch điều khiển báo động sử dụng cảm biến" và xây dựng bộ tiêu chí đánh giá sản phẩm.

Sản phẩm học tập cần đạt được các tiêu chí đánh giá cụ thể như sau:
Các tiêu chí cụ thể cho sản phẩm học tập bao gồm:

Đối với mạch cảm biến:
- Hệ thống đèn tự động bật khi trời tối (ứng dụng cảm biến ánh sáng).
- Còi phát tín hiệu khi phát hiện cháy (ứng dụng cảm biến cháy).
- Đèn LED bật sáng khi có vật cản (sử dụng cảm biến hồng ngoại hoặc quang trở).
Mỗi tiêu chí sẽ được đánh giá và cho điểm cụ thể.Tổng điểm
Giáo viên giới thiệu về lập trình Arduino, phát tài liệu hướng dẫn và yêu cầu học sinh tự tìm hiểu thêm ở nhà. Đồng thời, giáo viên nhấn mạnh vai trò của ngôn ngữ lập trình bậc cao và khuyến khích sử dụng phần mềm KidCode để mô tả thuật toán lập trình một cách trực quan.

Bước 4: Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai dự án

Các hoạt động chính và thời lượng thực hiện:

Hoạt động 1: Giới thiệu vấn đề và giao nhiệm vụ thực hiện dự án – Thời lượng: 1 tiết.

Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức nền và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm – Thực hiện trong 2 tuần (học sinh làm việc theo nhóm tại nhà, có 2 tiết trên lớp để tổng hợp và chữa bài).

Hoạt động 3: Trình bày phương án thiết kế – Thời lượng: 1 tiết.

Hoạt động 4: Chế tạo và thử nghiệm sản phẩm – Thực hiện trong 1 tuần (học sinh tự triển khai tại nhà theo nhóm).

Hoạt động 5: Tổ chức triển lãm và giới thiệu sản phẩm – Thời lượng: 1 tiết.

Giáo viên hướng dẫn cụ thể nhiệm vụ học sinh cần hoàn thành tại nhà trong Hoạt động 2 như sau:

Tìm hiểu các kiến thức liên quan như bài toán, thuật toán và cách giải trên máy tính.
Tiến hành các thí nghiệm để xác định vị trí lắp đặt thiết bị phù hợp với tiêu chí của sản phẩm.
Xây dựng thuật toán điều khiển, nghiên cứu các câu lệnh lập trình (sử dụng ngôn ngữ như KidCode) để viết chương trình điều khiển thiết bị.
Hoàn thành bản thiết kế sản phẩm để trình bày trong buổi học tuần sau.

Các tiêu chí đánh giá bản thiết kế và phần trình bày của học sinh sẽ được sử dụng theo hệ thống đánh giá đã quy định.

Phiếu đánh giá số 2 – Dùng để chấm điểm phần báo cáo và bản thiết kế sản phẩm.
Các tiêu chí đánh giá gồm:

Bản vẽ sơ đồ kết nối thiết bị thể hiện rõ ràng, đúng nguyên lý: 2 điểm
Thiết kế sản phẩm có bố cục hợp lý, trình bày đẹp mắt, sáng tạo và khả thi: 2 điểm
Trình bày thuật toán điều khiển mạch một cách rõ ràng, chính xác: 4 điểm
Bài báo cáo được trình bày mạch lạc, logic và hấp dẫn: 2 điểm

Tổng điểm tối đa: 10 điểm

Lưu ý của giáo viên: Khi trình bày phương án thiết kế, học sinh cần vận dụng kiến thức nền để giải thích thuật toán điều khiển hoạt động của sản phẩm. Do tính quan trọng của nội dung này, tiêu chí liên quan đến thuật toán được phân bổ điểm số cao nhất trong phiếu đánh giá.

Hoạt động 2: TÌM HIỂU CẢM BIẾN QUANG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MẠCH BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG CẢM BIẾN QUANG
(Học sinh thực hiện tại lớp kết hợp với làm việc tại nhà trong thời gian 2 tuần)

a. Mục tiêu:

Để hoàn thiện sơ đồ kết nối linh kiện và thiết kế sản phẩm, học sinh cần nghiên cứu và nắm vững kiến thức liên quan đến bài toán, thuật toán cũng như ngôn ngữ lập trình Arduino. Đồng thời, học sinh phải vận dụng kiến thức đã học từ các môn như Vật lý và Công nghệ để xây dựng sơ đồ nguyên lý và thiết kế sản phẩm bảo đảm tính khả thi và phù hợp với nguyên lý hoạt động.
b. Nội dung:
Học sinh chủ động học tập và làm việc nhóm để thảo luận, thống nhất các nội dung liên quan trong các bài học Tin học, Vật lý và các kiến thức có liên quan. Từ đó, vận dụng làm bài tập, tham gia thí nghiệm, và hoàn thành bản thiết kế mạch báo động và điều khiển có sử dụng cảm biến quang.
Giáo viên có vai trò theo dõi tiến độ, cung cấp tài liệu tham khảo và giải đáp thắc mắc khi cần thiết.
c. Sản phẩm
Kết thúc hoạt động, học sinh cần hoàn thành các sản phẩm cụ thể theo yêu cầu của nhiệm vụ học tập.

Ghi chép cá nhân về các kiến thức có liên quan đến nội dung học tập.
Bản thiết kế sản phẩm “Mạch báo động và điều khiển ứng dụng cảm biến quang”, kèm sơ đồ kết nối thiết bị, được thể hiện dưới dạng bản vẽ trên khổ giấy A0 hoặc trình bày bằng slide PowerPoint.
Bài thuyết trình trình bày chi tiết bản thiết kế và sơ đồ kết nối thiết bị.

D. Hình thức tổ chức hoạt động:

Các thành viên trong nhóm tìm hiểu cách lập trình Arduino thông qua các trang web uy tín hoặc tài liệu chuyên môn.
Học sinh làm việc theo hình thức nhóm để trao đổi, phân công nhiệm vụ và hoàn thiện sản phẩm.
- Thực hiện báo cáo quá trình học tập kiến thức và trình bày cách giải bài tập trên lớp trong hai tiết học.
- Trao đổi và chia sẻ những kiến thức đã tìm hiểu với các thành viên trong nhóm, đồng thời ghi lại nội dung chính vào vở cá nhân.
- Tiến hành thí nghiệm nhằm xác định phương án kết nối các thiết bị sao cho đáp ứng đúng các tiêu chí sản phẩm. Có thể lặp lại thí nghiệm của hoạt động 1 với các vật liệu được phân phát để hiểu rõ hơn vấn đề và từ đó đưa ra giải pháp phù hợp cho bản thiết kế.
- Vẽ sơ đồ mô tả cách kết nối các thiết bị, phác thảo thiết kế và mô hình sản phẩm. Trình bày bản thiết kế trên khổ giấy A0 hoặc bằng bài thuyết trình PowerPoint.
- Chuẩn bị phần trình bày bao gồm hai bản thiết kế kèm theo phần giải thích thuật toán điều khiển hoạt động của sản phẩm.
Giáo viên theo dõi tiến độ thực hiện của các nhóm và sẵn sàng hỗ trợ khi cần thiết.

Hoạt động 3: TRÌNH BÀY VÀ BẢO VỆ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MẠCH BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG CẢM BIẾN QUANG

(1 tiết – 45 phút)

a. Mục tiêu:

Học sinh trình bày phương án thiết kế hệ thống mạch báo động và điều khiển tích hợp cảm biến quang, bao gồm bản vẽ sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị và thiết kế tổng thể của sản phẩm. Đồng thời, học sinh sử dụng kiến thức nền tảng để giải thích cơ chế hoạt động cũng như lý do lựa chọn thiết kế của nhóm.
b. Nội dung triển khai:

Giáo viên tổ chức cho từng nhóm học sinh trình bày phương án thiết kế, nhấn mạnh phần kiến thức đã được học và áp dụng vào quá trình thực hiện.
Các nhóm khác tham gia thảo luận, ghi nhận ý kiến trên phiếu đánh giá được phát trước đó. Giáo viên đưa ra các câu hỏi nhằm làm rõ nội dung trình bày, gợi ý phản biện và đóng góp ý kiến cải tiến bản thiết kế. Nhóm trình bày có nhiệm vụ giải thích, bảo vệ ý tưởng hoặc tiếp thu các góp ý phù hợp để hoàn thiện sản phẩm.
Giáo viên hệ thống lại kiến thức trọng tâm liên quan, yêu cầu học sinh ghi chép và cập nhật các điều chỉnh cần thiết vào bản thiết kế nếu có.

c. Sản phẩm

Sau khi hoàn thành hoạt động, học sinh cần tạo ra một bản thiết kế hoàn chỉnh, làm cơ sở để tiến hành chế tạo sản phẩm.
d. Hình thức tổ chức hoạt động:

Bước 1: Đại diện từng nhóm trình bày phương án thiết kế trong thời gian 5 phút; các nhóm khác lắng nghe và theo dõi.
Bước 2: Giáo viên điều phối phần thảo luận, khuyến khích các nhóm còn lại đặt câu hỏi, góp ý và nhận xét về thiết kế của nhóm bạn. Nhóm trình bày phản hồi, bảo vệ ý tưởng và ghi nhận ý kiến để điều chỉnh.
Bước 3: Giáo viên đưa ra nhận xét tổng quát, củng cố kiến thức liên quan, đồng thời nhấn mạnh các điểm cần lưu ý và điều chỉnh cho từng nhóm.
Bước 4: Giao nhiệm vụ cho các nhóm tiến hành chế tạo sản phẩm dựa trên bản thiết kế đã được hoàn thiện.

Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG CẢM BIẾN QUANG

(Học sinh thực hiện tại nhà trong vòng một tuần)

a. Mục tiêu:

Các nhóm học sinh tiến hành lắp ráp và hoàn thiện hệ thống báo động và điều khiển ứng dụng cảm biến quang, dựa trên bản thiết kế đã được điều chỉnh trước đó.
b. Nội dung:
Học sinh phối hợp làm việc nhóm trong thời gian một tuần để chế tạo sản phẩm. Trong quá trình thực hiện, nếu có vướng mắc, các nhóm có thể trao đổi trực tiếp với giáo viên để được hướng dẫn.
c. Sản phẩm

Sau khi hoàn thành, mỗi nhóm cần trình bày sản phẩm là một hệ thống báo động và điều khiển có tích hợp cảm biến quang, đảm bảo đáp ứng đầy đủ các tiêu chí theo Phiếu đánh giá số 1.

d. Cách thức tổ chức hoạt động:
Bước 1: Học sinh tự tìm và chuẩn bị các vật liệu cần thiết, đồng thời tiến hành lập trình và cài đặt bo mạch Arduino R3.
Bước 2: Học sinh tiến hành lắp ráp các bộ phận của sản phẩm dựa trên bản thiết kế đã xây dựng.

Bước 3: Học sinh thử nghiệm phần mềm tự phát triển theo thuật toán mà nhóm đã thống nhất, đối chiếu kết quả với các tiêu chí đánh giá sản phẩm (theo Phiếu đánh giá số 1). Nếu cần, học sinh sẽ điều chỉnh thiết kế và thuật toán, đồng thời ghi chép lại các thay đổi và lý do điều chỉnh.

Bước 4: Học sinh hoàn thiện bảng danh mục vật liệu và tính toán chi phí sản xuất sản phẩm.

Bước 5: Học sinh hoàn thành sản phẩm và chuẩn bị bài thuyết trình giới thiệu. Giáo viên theo dõi, hỗ trợ các nhóm trong quá trình hoàn thiện.

Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM “MẠCH BÁO ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ỨNG DỤNG CẢM BIẾN QUANG’’ VÀ THẢO LUẬN
(1 tiết – 45 phút)

a. Mục tiêu:

Học sinh có khả năng giới thiệu sản phẩm Mạch báo động và điều khiển ứng dụng cảm biến quang, đồng thời chứng minh sản phẩm đáp ứng các tiêu chí đánh giá đã đặt ra. Các em biết cách thuyết trình, trình bày sản phẩm, đưa ra nhận xét, phản biện và giải thích dựa trên kiến thức liên quan. Bên cạnh đó, học sinh hình thành ý thức cải tiến và phát triển sản phẩm.
b. Nội dung:

Các nhóm tổ chức trưng bày sản phẩm trước toàn lớp.
Mỗi nhóm trình bày báo cáo về sản phẩm của mình và trả lời câu hỏi từ giáo viên cũng như các nhóm khác.
Các nhóm đưa ra đề xuất để cải tiến sản phẩm.

c. Sản phẩm
Kết thúc hoạt động, học sinh cần hoàn thành một mô hình Mạch báo động và điều khiển sử dụng cảm biến quang, hoạt động theo đúng tiêu chí đã đề ra, kèm theo bài thuyết trình giới thiệu sản phẩm.
d. Hình thức tổ chức:

Tổ chức cho học sinh chuẩn bị và cùng trưng bày sản phẩm đồng thời.
Giáo viên yêu cầu từng nhóm học sinh trình bày, phân tích về cách hoạt động (có minh họa), chi phí và thiết kế của sản phẩm.
Giáo viên cùng hội đồng giáo viên tham gia sẽ bình chọn sản phẩm mạch báo động được đánh giá là hữu ích và tiện lợi nhất.
Giáo viên nhận xét và công bố kết quả đánh giá sản phẩm dựa trên tiêu chí của Phiếu đánh giá số 1.
Giáo viên đặt câu hỏi làm rõ cơ chế vận hành của sản phẩm, giúp củng cố kiến thức mới liên quan đến chủ đề và các kiến thức bổ trợ.
Khuyến khích các nhóm đặt câu hỏi cho nhóm khác nhằm tăng cường tương tác và hiểu biết.
Giáo viên tổng kết chung về các hoạt động của các nhóm; hướng dẫn học sinh cập nhật điểm nhóm. Giáo viên có thể đưa ra một số câu hỏi để lấy phản hồi như:
- Các em đã học được những kiến thức và kỹ năng gì trong quá trình thực hiện dự án này?
- Điều gì khiến em ấn tượng hoặc nhớ nhất khi tham gia thực hiện dự án?

IV- ĐIỀU CHỈNH

……………………………………………………………

Việc tham khảo mẫu giáo án giúp giáo viên triển khai hiệu quả dạy học STEM môn Vật lý THPT, tạo hứng thú và phát triển năng lực cho học sinh. Hy vọng bài viết đã hỗ trợ bạn hiểu rõ hơn về dạy học STEM môn Vật lý THPT.

Một số sách và nghiên cứu dạy học STEM môn vật lý THPT có thể tham khảo

Dạy học STEM môn Vật lý THPT đang trở thành xu hướng giáo dục hiện đại, giúp học sinh phát triển toàn diện. Việc tìm hiểu một số sách dạy học STEM môn Vật lý THPT có thể tham khảo sẽ hỗ trợ giáo viên xây dựng bài giảng hiệu quả hơn.

Đóng một con máy phục vụ cho nghiên cứu khoa học

Việc chế tạo một mô hình tàu phục vụ nghiên cứu khoa học là một hoạt động STEM Vật lý, trong đó học sinh sẽ thiết kế mô hình tàu theo quy trình tương tự như quy trình thiết kế các tàu nghiên cứu khoa học thực tế.

Chuyên đề STEM bao gồm các lĩnh vực: Vật lý và Kỹ thuật.

Đối tượng áp dụng: Học sinh Tiểu học (lớp 4-5), Trung học cơ sở (lớp 6-8) và Trung học phổ thông (lớp 9-12).

Cánh tay điều khiển hỗ trợ thám hiểm /nghiên cứu đáy biển

Thiết kế cánh tay điều khiển hỗ trợ thám hiểm hoặc nghiên cứu đáy biển là một dự án STEM kết hợp các lĩnh vực Vật lý, Kỹ thuật và Hàng hải. Trong đó, học sinh sẽ sáng tạo một cánh tay kéo dài nhằm gắp hoặc nhặt các vật thể nhỏ và đặt chúng vào thùng chứa. Mô hình này mô phỏng thiết bị dùng trong thám hiểm và khảo sát đáy biển.

Chuyên đề STEM liên quan: Kỹ thuật, Vật lý, Hàng hải

Đối tượng học sinh: Tiểu học (lớp 4-5), Trung học cơ sở (lớp 6-8), Trung học phổ thông (lớp 9-12)

Khăn giấy và hiện tượng dẫn mao

Trong bài học này, học sinh sẽ tìm hiểu về các khái niệm như thẩm thấu, hiện tượng mao dẫn, cùng với các loại liên kết và kết nối.

Chuyên đề STEM liên quan bao gồm các lĩnh vực Sinh học, Hóa học và Vật lý.

Đối tượng áp dụng là học sinh từ bậc tiểu học (lớp 4-5), trung học cơ sở (lớp 6-8) đến trung học phổ thông (lớp 9-12).

Tìm hiểu về Pin và Tụ điện

Trong bài học này, học sinh sẽ tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của pin và tụ điện thông qua việc thực hành với các linh kiện trong mạch điện, bao gồm pin dùng một lần, pin sạc lại và tụ điện.

Chuyên đề STEM liên quan bao gồm: Năng lượng, Kỹ thuật và Vật lý.

Đối tượng áp dụng: Học sinh Tiểu học (lớp 4-5), Trung học cơ sở (lớp 6-8) và Trung học phổ thông (lớp 9-12).

Tua bin gió

Trong bài học này, học sinh sẽ thực hiện thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các mô hình tuabin gió sử dụng đa dạng vật liệu nhằm tạo ra năng lượng cơ học.

Chuyên đề STEM liên quan bao gồm các lĩnh vực: Năng lượng, Kỹ thuật và Vật lý.

Phù hợp với các cấp học: Tiểu học (lớp 4-5), Trung học cơ sở (lớp 6-8) và Trung học phổ thông (lớp 9-12).

Một số lưu ý khi xây dựng và sử dụng tài liệu dạy học STEM môn Vật lý

Để tài liệu dạy học STEM môn Vật lý được áp dụng hiệu quả trong quá trình giảng dạy, giáo viên cần chú ý những điểm sau:

Chọn lựa chủ đề phù hợp với trình độ của học sinh và liên quan chặt chẽ đến kiến thức Vật lý trong chương trình học.
Thực hiện tích hợp liên môn một cách tự nhiên, tránh sự gượng ép, đảm bảo các yếu tố STEM được thể hiện một cách đầy đủ.
Xây dựng các hoạt động học tập mang tính mở, khuyến khích học sinh phát huy sự sáng tạo, thử nghiệm và hợp tác nhóm.
Chuẩn bị kỹ lưỡng các thiết bị, vật liệu cần thiết phục vụ cho việc chế tạo sản phẩm STEM.
Đánh giá toàn diện quá trình học tập và sản phẩm cuối cùng của học sinh, tập trung vào khả năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm.

Một số lưu ý khi xây dựng và sử dụng tài liệu dạy học STEM môn Vật lý

Việc lựa chọn tài liệu phù hợp góp phần nâng cao hiệu quả dạy học STEM môn Vật lý THPT. Hy vọng những gợi ý về sách tham khảo trên sẽ giúp giáo viên có thêm nguồn tư liệu chất lượng để đổi mới phương pháp giảng dạy.

Những khó khăn và giải pháp khi triển khai dạy học STEM môn Vật lý THPT

Trong quá trình áp dụng dạy học STEM môn Vật lý THPT, nhiều khó khăn đã được ghi nhận. Bài viết này sẽ phân tích các trở ngại và đề xuất giải pháp hiệu quả nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy môn Vật lý theo hướng STEM.

Khó khăn:

Giáo viên còn hạn chế kinh nghiệm với phương pháp dạy học tích hợp.
Thiếu hụt thiết bị và tài liệu hỗ trợ giảng dạy.
Học sinh gặp trở ngại trong kỹ năng làm việc nhóm và tư duy kỹ thuật.

Giải pháp:

Tổ chức các buổi tập huấn, chia sẻ kinh nghiệm cho giáo viên để nâng cao năng lực.
Sử dụng nguyên liệu rẻ tiền, dễ tìm trong các thí nghiệm để giảm thiểu chi phí.
Hướng dẫn học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm, quản lý thời gian và tư duy giải quyết vấn đề hiệu quả hơn.

Việc triển khai dạy học STEM môn Vật lý THPT còn gặp nhiều khó khăn, nhưng với các giải pháp phù hợp, giáo viên hoàn toàn có thể vượt qua. Hiểu rõ thách thức là bước đầu để nâng cao hiệu quả dạy học STEM môn Vật lý THPT.

Dạy học STEM môn Vật lý THPT không chỉ khơi dậy hứng thú học tập mà còn trang bị cho học sinh kỹ năng giải quyết vấn đề thực tiễn. Qua bài viết này, KiddiHub hy vọng đã cung cấp những thông tin hữu ích để bạn hiểu rõ hơn về dạy học STEM môn Vật lý THPT và áp dụng hiệu quả trong giáo dục.

Đăng bởi:

Nhóm công khai

102K thành viên

20+ bài viết mỗi ngày

Từ trong bụng đến giảng đường