Sử dụng các thiết bị điện tử thông minh trong dạy học đã trở nên phổ biến trên thế giới, đặc biệt là trong và sau đại dịch COVID. Trong đó, trên điện thoại thông minh hiện nay đã có nhiều cảm ứng (ánh sáng, âm thanh), đo vận tốc, gia tốc, khoảng cách…, cho phép cập nhật dữ liệu liên tục và thực hiện thí nghiệm ảo.
Chương trình giải thưởng Toả sáng sức mạnh tri thức do cô giáo Đào Thị Hồng Quyên chủ trì đang tập huấn cho giáo viên ở 33 huyện/thị xã thuộc 15 tỉnh/thành phố về bốn chuyên đề giáo dục STEM, gồm: Quy trình Khoa học trong dạy học STEM; Quy trình thiết kế kỹ thuật trong dạy học STEM; Robotics và AI; Dự án nghiên cứu khoa học kỹ thuật.
Bài viết dưới đây tập trung nói về việc tập huấn giáo viên theo chuyên đề số 1 với mục tiêu giúp cho giáo viên nhận thấy có thể triển khai giảng dạy môn Khoa học tự nhiên một cách hứng thú mà không cần trang bị cơ sở vật chất tốn kém.
Để cho các giáo viên tham gia tập huấn không “bị đau đầu” về các định nghĩa và khái niệm của giáo dục STEM, bài giảng của cô Quyên bắt đầu bằng việc chia lớp học thành bốn nhóm, mỗi nhóm chỉ làm một trong số hai thí nghiệm khám phá khoa học dưới đây:
1- Sử dụng ứng dụng của điện thoại thông minh để đo cường độ âm thanh ở các vị trí trong phòng học.
2- Sử dụng điện thoại thông minh để đo cường độ ánh sáng ở các vị trí khác nhau trong phòng học.
Với thí nghiệm đầu, các thầy cô tự tìm trên Internet và tải xuống điện thoại ứng dụng cảm biến đo cường độ âm thanh; sau đó tự lên kế hoạch đo và tiến hành đo cường độ âm thanh ở các vị trí khác nhau được ghi trong kế hoạch. Bước tiếp theo, thống kê các kết quả đo và tiến hành phân tích các kết quả đo cường độ âm thanh. Cuối cùng là ghi lại các kết luận và kiến nghị trên giấy rồi chia sẻ lên nhóm Zalo của ban tổ chức tập huấn và dán kết quả lên bảng.
Các nhóm đo cường độ ánh sáng cũng làm tương tự.
Sau khi tiến hành thí nghiệm trong khoảng 15 phút, đại diện của các nhóm cùng đề tài được mời lên trình bày và trao đổi, hỏi đáp với nhau để làm rõ các vấn đề. Giảng viên sẽ nhận xét và chia sẻ kinh nghiệm cũng như mở rộng bài học.
Với cách làm như vậy, chỉ trong một giờ học, cả bốn nhóm được trực tiếp làm thí nghiệm về những thứ rất thiết thực trong đời sống như âm thanh và ánh sáng theo cách vô cùng đơn giản và không tốn kém kinh phí.
Sau khi tự mình làm thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, các thầy cô đã thấy rõ có thể khảo sát mức độ ô nhiễm tiếng ồn trong trường học, đường phố, hội nghị - những nơi đông người hoặc xe cộ. Các thầy cô dạy sinh vật cũng có thể khảo sát xem gà vịt ngan ngỗng tạo cường độ âm thanh khác nhau như thế nào. Tương tự, vấn đề thiếu ánh sáng ở nhiều vị trí của lớp học có thể được làm rõ bằng số liệu cụ thể. Mọi việc thật đơn giản nếu như muốn đo và biết cách ứng dụng công nghệ miễn phí trên điện thoại thông minh.
Hai thí nghiệm trên là những gợi ý rất thú vị và thiết thực để các thầy cô tham gia tập huấn có thể tổ chức việc dạy học theo cách tiếp cận của giáo dục STEM, hơn nữa, thông qua đó huấn luyện các kỹ năng mềm như thuyết trình, trao đổi, đối thoại cho học sinh.
Bài đo cường độ âm thanh và cường độ ánh sáng còn có thể được mở rộng để dạy trong các câu lạc bộ hoặc nhóm nghiên cứu khoa học. Cô Đào Thị Hồng Quyên chia sẻ kinh nghiệm sử dụng hai chiếc điện thoại để dựng thí nghiệm đo khả năng cách âm của vật liệu gạch nấm so với vật liệu hộp xốp trong một dự án nghiên cứu khoa học do cô hướng dẫn cho học sinh Trường THPT Lý Tự Trọng huyện Nam Trực (tỉnh Nam Định) và đã giành giải thưởng tại cuộc thi nghiên cứu khoa học quốc tế ASEAN. Thí nghiệm khá đơn giản, dùng một chiếc điện thoại tạo ra nguồn âm thanh, còn chiếc điện thoại kia thì đo cường độ âm thanh khi không có vật liệu hoặc có các vật liệu kể trên và từ đó có được các số liệu, rồi phân tích các kết quả để đi đến kết luận.
Cũng với chiếc điện thoại, các thầy cô còn được hướng dẫn thêm nhiều thí nghiệm thú vị nữa, chẳng hạn quan sát mây trên bầu trời ngoài sân trường theo các hướng Đông Tây Nam Bắc và đỉnh đầu. Sau đó đánh giá xem tỷ lệ mây theo các hướng là bao nhiêu phần trăm.
Trong bài tập này, các học viên được hướng dẫn dùng phần mềm la bàn trên điện thoại di động để xác định hướng và vị trí. Cô Quyên chia sẻ, trên thế giới, người ta có các cơ sở dữ liệu mở, cung cấp cho chúng ta ảnh của bầu trời theo thời gian thực. Với các dữ liệu tự đo được và dữ liệu ảnh mây vệ tinh có sẵn miễn phí trên Internet, học sinh có thể đánh giá quan sát của mình có chuẩn hay không và có thể so sánh sự khác nhau giữa việc quan sát mây từ vũ trụ và từ mặt đất.
Nếu đưa thực hành này vào lớp học, học sinh được rèn kĩ năng quan sát mây trời và xác định phương hướng - một trong những bài học cơ bản để tìm hiểu về khí quyển. Bên cạnh đó, học sinh còn học được cách thu thập dữ liệu, đưa ra dự đoán.
Cô Quyên nhấn mạnh, sử dụng các thiết bị điện tử thông minh trong dạy học đã trở nên phổ biến trên thế giới, đặc biệt là trong và sau đại dịch COVID. Trong đó, trên điện thoại thông minh hiện nay đã có nhiều cảm ứng (ánh sáng, âm thanh), đo vận tốc, gia tốc, khoảng cách…, cho phép cập nhật dữ liệu liên tục và thực hiện thí nghiệm ảo.
Trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, môn Khoa học tự nhiên đặt mục tiêu hình thành và phát triển cho học sinh năng lực khoa học tự nhiên, gồm các thành phần: nhận thức khoa học tự nhiên; tìm hiểu tự nhiên; vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Trong đó, biểu hiện của thành phần tìm hiểu tự nhiên bao gồm: đề xuất và đặt câu hỏi cho vấn đề, đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch (thu thập, lưu giữ dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá được kết quả dựa trên phân tích, xử lí các dự liệu bằng tham số thống kê đơn giản; so sánh kết quả với giả thuyết, rút ra kết luận và điều chỉnh khi cần thiết); viết, trình bày báo cáo và thảo luận. Phát triển bài học Khoa học tự nhiên theo quy trình này không chỉ giúp học sinh có kiến thức khoa học mà có cả tư duy khoa học và năng lực tìm hiểu tự nhiên.
Việc tập huấn quy trình Khoa học trong việc dạy học STEM ở quy mô cấp huyện của Chương trình giải thưởng Tỏa sáng sức mạnh tri thức đã giúp các phòng Giáo dục và Đào tạo huyện và các trường phổ thông tháo gỡ những khó khăn về nhận thức và chuyên môn để có thể tự tin triển khai giáo dục STEM trong năm học mới 2023-2024.
Như đã trình bày trong bài viết kỳ trước, ở nông thôn và vùng cao luôn có sẵn
năm “người thầy” tuyệt vời giúp học sinh học thông qua trải nghiệm theo cách tiếp cận của giáo dục STEM là Thiên nhiên, Khó khăn, Lao động, Văn hóa cộng đồng, Chuyển đổi số. Tuy nhiên, để phát huy lợi thế này thì các thầy cô cần có khả năng hướng dẫn học sinh cách khám phá khoa học sao cho quá trình đó không chỉ là việc học theo kinh nghiệm dân gian hoặc truyền khẩu. Bởi vậy, có thể nói rằng chính cộng đồng giáo viên STEM của từng huyện chính là người thầy thứ sáu bởi nó tạo nên nền tảng “học tập suốt đời” cho mỗi giáo viên.
Ở đây cần phải nhấn mạnh vai trò của phòng Giáo dục và Đào tạo huyện trong việc tổ chức việc học và chia sẻ kinh nghiệm ở cộng đồng giáo viên STEM và cán bộ quản lý của từng huyện.
Đọc thêm: