SKKN Thiết kế chủ đề giáo dục stem nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức và kỹ năng tự học cho học sinh khi dạy học bài “Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm” – Đại số và giải tích 11CB

t thời gian tự học, GV cần giao nhiệm vụ cụ thể cho HS như đề xuất ý tưởng, giải pháp, làm clip về các dự án...
Bên cạnh đó cần kết hợp nhiều loại hình kiểm tra, đánh giá trong dạy học.
Xây dựng thang điểm thi đua giữa các nhóm.
Nhận xét: Phát triển năng lực tự học cho HS THPT là hình thành cho các em lòng say mê học hỏi, năng lực độc lập suy nghĩ, tư duy sáng tạo. GV dạy không chỉ thực hiện việc cung cấp kiến thức cho HS trong giờ học, mà người GV luôn cố gắng tạo cho HS một ý thức tự giác học tập, một phương pháp tự học, tự củng cố, phát triển kiến thức trước và sau giờ học. Bằng cách này, qua bài học, GV có thể hình thành cho HS một số kỹ năng tự học như kỹ năng thu thập tư liệu, hình ảnh minh họa, kỹ năng ứng dụng kiến thức đã học vào thực tiễn Có như vậy thế hệ trẻ mới có đủ bản lĩnh để vững tin bước vào đời đối mặt với sự thay đổi của cuộc sống.
THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG TỰ HỌC CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC BÀI ‘‘ĐỊNH NGHĨA VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐẠO HÀM ’’ – ĐẠI SỐ VÀ GIẢI TÍCH 11
Khái niệm đạo hàm được sử dụng với nghĩa tường minh là đặc trưng cho tốc độ biến thiên và là công cụ để giải thích các xấp xỉ. Vì thế việc ứng dụng công cụ đạo hàm trong Vật lý chỉ thực sự hợp lí và ăn khớp nếu như quá trình dạy học nó trong chương trình Toán phổ thông có thể làm xuất hiện được các đặc trưng cơ bản này. Như vậy việc dạy học khái niệm đạo hàm phải thật sự cần thiết đặt trong mối quan hệ liên môn .
Trước khi khái niệm đạo hàm được đưa vào dạy chính thức ở chương trình Toán cuối năm học lớp 11, khái niệm này đã xuất hiện ngầm ẩn ở khá nhiều tình huống khác nhau trong SGK Vật lý lớp 10 và 11. Ở các tình huống này nó đặc
trưng cho tốc độ biến đổi tức thời của một đại lượng
v(t)
theo thời gian và được
xác định bằng tỉ số Ds
Dt
khi
Dt tiến dần về 0.
Ví dụ: Vật lí 10: Độ lớn của vận tốc tức thời: v = Ds
Dt
được rất ngắn trong khoảng thời gian Δt rất nhỏ
với Δs là quãng đường đi
Vật lí 11: Định luật Faraday về cảm ứng điện từ: eC = -
DF	độ	lớn	𝑒	=
|− ∆Φ|
Δ𝑡
Dt	𝐶
với ΔФ: là độ biến thiên từ thông qua mạch điện (C) trong thời gian Δt eC là suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch (C)
Suất điện động tức thời là đạo hàm bậc nhất của từ thông theo thời gian
Kế hoạch dạy học định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm theo định hướng giáo dục STEM.
Kế hoạch chi tiết
Tên chủ đề
Xác định sự thay đổi vận tốc của vật chuyển động; sự thay đổi suất điện động dẫn đến sự thay đổi cường độ dòng điện
Thời lượng
3 tiết
Mô tả chủ đề
Dự án “Xác định sự thay đổi vận tốc của vật chuyển động; sự thay đổi suất điện động dẫn đến sự thay đổi cường độ dòng điện” là một ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM
cho đối tượng HS lớp 11. Bằng việc thay đổi


suất điện động sẽ làm cho thay đổi cường độ dòng điện trong mạch điện để học sinh biết được ý tưởng đó liên quan đến đạo hàm . Từ đó dẫn đến việc nghiên cứu tìm hiểu kiến thức, thiết kế và chế tạo.
Mục tiêu chủ đề liên kết với các môn học
1. Môn Toán
* Kiến thức:
Trình bày được định nghĩa, ý nghĩa của đạo hàm
Vận dụng được kiến thức đạo hàm để giải bài toán thực tế.
*Kĩ năng:
Tính toán được đạo hàm theo định nghĩa
Sử dụng công nghệ thông tin để tra cứu thông tin.
*Thái độ:
Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm.
Nhận thấy sự vận dụng của kiến thức môn học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.
Yêu thích môn học, thích khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống
*Phát triển năng lực:
- Năng lực tự học: Học sinh xác định đúng đắn động cơ thái độ học tập; tự đánh giá và điều chỉnh được kế hoạch học tập; tự nhận ra được sai sót và cách khắc phục sai sót. Biết tự đặt ra các câu phát vấn về các vấn đề xoay quanh bài học để từ đó khắc sâu lượng kiến thức cần tìm hiểu
Năng lực thực nghiệm, nghiên cứu khoa học về đạo hàm.
Năng lực giải quyết vấn đề, cụ thể làm được các thí nghiệm


- Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất và phân công từng nhiệm vụ cụ thể tạo ra sản phẩm.
Môn công nghệ, kỹ thuật
+ Biết vẽ kỹ thuật chi tiết
+ Biết hoàn thành bản vẽ
+Biết lắp ráp thiết bị
Môn vật lí
+ Sử dụng các kiến thức về đạo hàm vào xác định suất điện động cảm ứng, xác định cường độ dòng điện tức thời tại một thời điểm
+ Vận dụng các kiến thức về vật liệu để chế tạo các vật dụng cần thiết
Môn Tin học
+ Tra cứu được các thông tin cần thiết cho dự án trên Internet như tài liệu, các thí nghiệm ảo của Vật lý liên quan đến kiến thức đạo hàm.
+ Sử dụng được các phần mềm cơ bản để liên lạc (email,facebook,..), báo cáo trên (word, powerpoint,..), xử lý số liệu (exel, máy tính bỏ túi CASIO) khi thực hiện dự án.
+ Có ý thức về sử dụng phần mềm bản quyền, văn hóa mạng...
Phương pháp và kỹ thuật dạy học
+ Dạy học theo dự án.
+ Dạy học hợp tác theo nhóm nhỏ.
+ Kỹ năng hợp tác và làm việc nhóm để hoàn thành sản phẩm của dự án.
Phương pháp kiểm tra đánh giá
Công cụ bảng kiểm
Sử dụng các mẫu phiếu đánh giá
Phân tích sản phẩm của học sinh
Quan sát các tình huống hoạt động
Sử dụng Azota, Quizizz
Sử dụng messenger

Thiết bị dạy học
Bảng nhóm, bút dạ, bút màu. Giấy A4, A0, giấy màu, keo dán, dây đồng , dây curoa, máy vi tính, máy tính, máy chiếu,..
Sách giáo khoa, sách bài tập đại số và giải tích
Dự kiến sản phẩm
+ Dự án 1: Các hình ảnh, các thí nghiệm ảo liên quan đến xác định độ biến thiên tức thời (Suất điện động cảm ứng, Vận tốc tức thời..).
+ Dự án 2: Sơ đồ tư duy kiến thức đạo hàm
+ Dự án 3 : Các sản phẩm mô hình máy phát điện
Tiến trình dạy học
Bảng 1. Tiến trình dạy học chủ đề
Hoạt động 1: Trải nghiệm, tìm hiểu kiến thức về vận tốc tức thời, suất điện động cảm ứng trong sách giáo khoa Vật lý 11, trên mạng theo phiếu hướng dẫn tự học
Hoạt động 3: Báo cáo kết quả từ phiếu – Xây dựng kiến thức nền (30 phút)
Hoạt động 4: Thiết kế, chế tạo sản phẩm (3-7 ngày)
Hoạt động 2: Tìm các hình ảnh, các thí nghiệm ảo liên quan đến vận tốc tức
thời, suất điện động cảm ứng, cường độ dòng điện tức thời (trình bày báo cáo)
Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm và đánh giá (45 phút)
Những công việc chuẩn bị cho phương án tổ chức dạy học
Giáo viên
- Lập nhóm Messenger, nhóm Zalo cho lớp, phòng zoom mời các em tham gia vào nhóm để thực hiện các nhiệm vụ theo yêu cầu của giáo viên
Để chuẩn bị cho tiết đầu tiên, GV cần dành thời gian (tiết học liền trước khi bài học diễn ra) dặn dò các em tham gia nhóm lớp ở Messenger và Zalo để nhận nhiệm vụ
Chia lớp học 4 nhóm nhỏ, mỗi nhóm 8-10 em, phổ biến cách hoạt động nhóm. Các cá nhân trong nhóm trước hết sẽ tự nghiên cứu, sau đó mới trao đổi với nhau qua messenger, zalo sau đó nhóm trưởng tổng hợp ý kiến, để trình bày trước lớp. Các nhóm có thể liên lạc nhau để cùng tập trung trao đổi trực tiếp khi chưa thống nhất quan điểm
Chuẩn bị phiếu hướng dẫn tự học ở nhà
Chia nhóm HS tìm hiểu về tác dụng của Tốc kế, Vôn kế, Ampe kế
Học sinh
Tham gia đầy đủ vào nhóm Messenger và nhóm Zalo của GV đã lập
Nhận các tài liệu học tập, phiếu học tập mà GV đã đăng tải lên nhóm
Đọc và làm theo hướng dẫn trong phiếu hướng dẫn tự học.
Tự học với SGK, trên các trang mạng ở nhà trước khi đến lớp.
Các nhóm HS trao đổi với nhau qua messenger, sau đó nhóm trưởng tổng hợp ý kiến, đánh máy để hoàn thành phiếu hướng dẫn tự học ở nhà và nộp cho GV vào đầu tiết học hoặc qua hộp thư GV. Sau khi tổng hợp, nhóm trưởng thông qua messenger đăng phần hoàn thành phiếu tự học của nhóm mình để cả nhóm biết. Mục đích của GV là để cho các hành viên trong nhóm đều nâng cao tinh thần tự học, không ỷ lại cho nhóm trưởng, phần trình bày sản phẩm của nhóm mình là 1 thành viên bất kì do GV chỉ định.
Phân công các thành viện trong nhóm, chuẩn bị dụng cụ học tập của nhóm
Lập kế hoạch thực hiện
Căn cứ vào kế hoạch giảng dạy môn Toán 11 chúng tôi lập kế hoạch thực hiện như sau: Do phần kiến thức về Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm gồm 2 tiết lí thuyết và 01 tiết bài tập đối với lớp CB; Tương ứng với 3 tiết ppct 106, 108, 109, đối với lớp CB . Vì vậy, chúng tôi lập kế hoạch dạy học như sau:
TT

Nội dung

Thời gian

Người thực hiện

Ghi chú

1
Thực hiện ở nhà: Trải nghiệm thực tế và tìm hiểu kiến thức

1-2 ngày

HS lớp 11D; GV
theo dõi, hướng dẫn
GV yêu cầu học sinh tìm hiểu SGK Vật lý về vận tốc tức thời, suất điện động cảm ứng tức thời
GV cung cấp câu hỏi tìm hiểu qua phiếu học tập .





Gv yêu cầu học sinh tìm hiểu tác dụng của máy đo Tốc kế, Ampe kế, Vôn kế. Vì sao?
HS trao đổi với giáo viên ở trường và trên mesenger, nhóm Zalo

3
Báo cáo trải nghiệm – Xây dựng kiến thức nền- Triển khai dự án

1 tiết

HS lớp11D - GV theo dõi, đánh giá, hợp thức hóa kiến thức

Tại phòng máy chiếu số 1 - ở trường THPT Anh Sơn 2

4
Thực hiện dự án học tập

1 tuần
HS lớp 11D; GV
theo dõi, hướng dẫn
HS trao đổi với giáo viên ở trường và trên messenger, trên lớp học zoom, nhóm Zalo

5

Trình bày sản phẩm và thảo luận

1 tiết
HS lớp11D; GV
theo dõi, đánh giá, rút kinh nghiệm
Tại phòng lớp học - ở trường THPT Anh Sơn 2

6
Luyện tập và mở rông kiến thức

1 tiết
HS lớp 11D; GV
theo dõi, hướng dẫn
Tại phòng lớp học - ở trường THPT Anh Sơn 2
Dự kiến tổ chức các hoạt động
Quá trình dạy học

Hoạt động

Nội dung hoạt động
Thời lượng
dự kiến

Tình huống xuất phát

Hoạt động 1 Trải nghiệm thực tế và tìm hiểu kiến thức
- Chia nhóm, mỗi nhóm từ 6 đến 8 HS. Phổ biến kế hoạch tham quan trải nghiệm (từ 1 giờ đến 2 giờ)
+ Tham quan tìm hiểu về nghề sửa chữa điện dân dụng ở một số hộ gia đình ở gần trường học. Ghi lại những thông tin quan sát được và nghe được vào phiếu trải nghiệm (Phụ lục 1)
+ Tham quan, lắng nghe thợ chuyên sữa chữa xe máy, xe đạp điện, tìm hiểu về
nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo vận
Tham quan từ 1h đến 2h.



tốc ở xe máy, xe đạp điện, động cơ điện quạt điện, máy phát điện. Ghi lại những thông tin quan sát được và nghe được vào phiếu trải nghiệm (Phụ lục 1)
- Tự đặt ra các câu hỏi về kiến thức liên quan đến máy đo vận tốc, máy phát điện và động cơ điện.


Hoạt động 2
Nghiên cứu ở nhà về máy đo vận tốc, máy phát điện, động cơ điệ