Tổ chức dạy học chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi” (Vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kĩ thuật cho học sinh

VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 150-154 ISSN: 2354-0753 150 TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “SỰ KÌ DIỆU CỦA LÁ PHỔI” (VẬT LÍ 10) THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY KĨ THUẬT CHO HỌC SINH Nguyễn Thanh Nga1,+, Lê Thị Hoàng Diễm2 1Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh; 2Học viên cao học Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng + Tác giả liên hệ ● Email: nganthanh@hcmue.edu.vn Article History Received: 15/3/2020 Accepted: 08/4/2020 Published: 08/5/2020 Keywords STEM education, technical thinking, Physics 10, students. ABSTRACT STEM education is essentially understood as equipping learners with the necessary knowledge and skills related to science, technology, engineering and math. The paper presents the results of designing a teaching situation on the theme “The Miracle of the Lung” (Physics 10) in the direction of STEM education to develop technical thinking for students. Besides, STEM education- oriented teaching also provides students with necessary skills in the 21st century such as problem-solving, critical thinking, collaboration skills, communication skills, 1. Mở đầu Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học; các kiến thức và kĩ năng này được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh (HS) không chỉ hiểu về nguyên lí mà còn có thể thực hành, tạo ra được những sản phẩm sử dụng trong cuộc sống hàng ngày (Bộ GD-ĐT, 2019). Ngoài ra, dạy học theo định hướng giáo dục STEM còn cung cấp cho HS những kĩ năng cần thiết trong thế kỉ XXI như: kĩ năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, kĩ năng cộng tác, kĩ năng giao tiếp, Để đáp ứng được sự phát triển xã hội ngày nay và bắt kịp xu hướng giáo dục của thế giới, cần đổi mới cả về chương trình giáo dục lẫn phương pháp dạy học. Chương trình giáo dục phổ thông mới đã không còn nặng về truyền thụ kiến thức mà tập trung phát triển phẩm chất, năng lực của người học, giúp HS phát triển hài hòa thể chất và tinh thần, tích cực học tập, tự tin vào bản thân. Do vậy, một trong những yêu cầu đặt ra là cần đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao tính tích cực, chủ động của người học trong học tập. Một trong những phương pháp giáo dục mới mà hiện nay được các nước phát triển trên thế giới đã áp dụng đó là giáo dục theo định hướng STEM, tuy nhiên đối với Việt Nam vẫn còn khá mới mẻ. STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM nhằm thu hẹp khoảng cách giữa lí thuyết và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc trong môi trường đòi hỏi tính sáng tạo cao. Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu về tổ chức dạy học chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi” (Vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kĩ thuật (TDKT) cho HS. 2. Kết quả nghiên cứu 2.1. Một số kiến thức cơ sở 2.1.1. Khái niệm tư duy kĩ thuật Theo chúng tôi, có thể hiểu TDKT là sự phản ánh khái quát các nguyên lí kĩ thuật, quá trình và hệ thống kĩ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ thực tiễn liên quan đến ngành nghề kĩ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kĩ thuật nhằm giải quyết bài toán có tính chất kĩ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kĩ thuật). Các bài toán kĩ thuật rất phong phú, đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kĩ thuật tương ứng, như bài toán thiết kế chế tạo, bài toán gia công, bài toán bảo quản, bài toán tìm lỗi,... Có hai đặc điểm cơ bản của bài toán kĩ thuật, đó là: - Không đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có thể có nhiều đáp số; - Có mối liên hệ chặt chẽ giữa hoạt động trí óc và hoạt động thực hành, kinh nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành càng chặt chẽ, khăng khít thì càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao. 2.1.2. Biểu hiện của tư duy kĩ thuật của học sinh trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM Căn cứ vào nội hàm của khái niệm TDKT, đặc trưng của TDKT và tiêu chí của chủ đề STEM, theo chúng tôi, một số biểu hiện của TDKT của HS gồm: 1) Sử dụng được các thuật ngữ kĩ thuật, hiểu bản chất của ngôn ngữ kĩ VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 150-154 ISSN: 2354-0753 151 thuật; 2) Hình thành khái niệm kĩ thuật kết hợp với những khái niệm đã được lĩnh hội từ trước; 3) Hành động thử - tìm tòi, thực hiện, kiểm tra, khảo sát, đo đạc,...; 4) Hành động thiết kế kĩ thuật, vẽ sơ đồ nguyên lí hoạt động; 5) Biết vận dụng các nguyên lí kĩ thuật, quá trình và hệ thống kĩ thuật. 2.1.3. Một số biện pháp phát triển tư duy kĩ thuật cho học sinh trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM TDKT của người học được hình thành và phát triển trong quá trình giải các bài toán kĩ thuật. Một số biện pháp sau có thể hình thành và phát triển TDKT cho HS trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM: - Cung cấp phương tiện tư duy, đó là ngôn ngữ kĩ thuật, là các khái niệm kĩ thuật nhằm khắc sâu các biểu tượng về đối tượng mà khái niệm phản ánh; - Sử dụng các phương tiện trực quan về kĩ thuật để tạo ra hình ảnh, làm dữ liệu cho TDKT; - Đưa ra các bài toán dưới dạng tổ chức tình huống có vấn đề kĩ thuật nhằm kích thích HS tìm tòi giải quyết (các chủ đề STEM cũng được coi là các bài toán kĩ thuật); - Phối hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học với kinh nghiệm thực tiễn, giữa hoạt động trí óc với hoạt động thực hành kĩ thuật; - Tổ chức hoạt động học tập đa dạng để đảm bảo sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức lí thuyết và thực hành, chẳng hạn: đề xuất giả thuyết kết hợp với thực nghiệm, giảng giải kết hợp với trực quan, lí luận kết hợp với thực hành chế tạo,; - Rèn luyện các thao tác cơ bản của tư duy: phân tích, so sánh, quy nạp, khái quát hóa,; - Cấu trúc bài dạy phù hợp với logic nội dung kĩ thuật và logic nhận thức của HS. 2.2. Tiến trình tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kĩ thuật cho học sinh Tham khảo tài liệu của Bộ GD-ĐT (2019), chúng tôi xây dựng tiến trình tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kĩ thuật cho HS gồm các bước sau: Bước 1. Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ. Vấn đề STEM trong dạy học Vật lí thường là vấn đề ứng dụng mang tính kĩ thuật, gắn với hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm kĩ thuật. Hơn nữa, để tăng sự hứng thú của HS, vấn đề STEM cần gắn với thực tiễn, phục vụ cuộc sống hằng ngày và hoạt động vui chơi, giải trí của HS. Bước 2. Làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM. Sau khi tiếp nhận vấn đề, xác nhận nhiệm vụ thiết kế, chế tạo sản phẩm kĩ thuật, HS làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM. Thông qua tài liệu, HS tìm hiểu các thông tin cần thiết về: bản vẽ thiết kế, nguyên lí cấu tạo, nguyên lí hoạt động, vật liệu, quy trình chế tạo, Tài liệu hướng dẫn STEM rút ngắn thời gian làm việc, đảm bảo cho các em có thể hoàn thành sản phẩm, lĩnh hội được kiến thức trọng tâm của bài học. Bước 3. Gia công, lắp ráp sản phẩm. Nhóm trưởng huy động và điều phối các thành viên gia công các chi tiết, lắp ráp sản phẩm theo tài liệu hướng dẫn hoặc theo sự sáng tạo của HS. Lưu ý: Do các chi tiết gia công mất nhiều thời gian, phức tạp, đòi hỏi cao về mức độ an toàn, nên GV cần có sự chuẩn bị trước. Bước 4. Vận hành sản phẩm. HS quan sát kết quả vận hành sản phẩm. Thông thường, có hai trường hợp xảy ra. Trường hợp 1, sản phẩm hoạt động ổn định, đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, khi đó các nhóm hoàn thiện bài báo cáo, nghiên cứu cải tiến sản phẩm hay giải quyết các nhiệm vụ phụ khác. Trường hợp 2, sản phẩm không hoạt động, không ổn định, thiếu an toàn, khi đó nhóm cần quay lại kiểm tra từ bước 2, đọc lại tài liệu hướng dẫn. Bước 5. Thực hiện báo cáo kết quả. Có nhiều hình thức báo cáo kết quả như: viết báo cáo, thuyết trình, làm video, thiết kế poster, Thông thường, GV tổ chức cho các nhóm lần lượt thuyết trình về kết quả thực hiện nhiệm vụ thiết kế, chế tạo sản phẩm. Trong đó, các nhóm cần làm rõ nguyên lí cấu tạo, nguyên lí hoạt động, cách chế tạo, những khó khăn và cách giải quyết khó khăn đó như thế nào. GV cần khuyến khích các nhóm có sự phối hợp khi trình bày, kết hợp thuyết trình với vận hành sản phẩm. Hơn nữa, GV cần tổ chức cho các nhóm góp ý cho nhóm trình bày. Tuy hoạt động báo cáo kết quả thường mất nhiều thời gian nhưng HS có cơ hội để rèn luyện và phát triển năng lực giao tiếp, tư duy phê phán, Bước 6. Nhận xét, đánh giá. GV tổ chức cho các nhóm đánh giá lẫn nhau, đồng thời đánh giá kết quả thông qua phần báo cáo của các nhóm. Bên cạnh đó, GV nhận xét hoạt động của các nhóm, chỉ ra những điều đã làm được, chưa làm được. GV có sự động viên đối với các nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ, có sự hỗ trợ cho các nhóm chưa hoàn thành nhiệm vụ. Bước 7. Kết luận. GV kết luận các kiến thức trọng tâm của bài học cho HS. Bước 8. Thực hiện bài kiểm tra STEM. Bài kiểm tra STEM nhằm đánh giá mức độ đạt được mục tiêu của bài học, cần đánh giá về kiến thức vật lí, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Bài kiểm tra cần được xây dựng theo hình thức trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, thời gian kiểm tra không quá 5 phút. Các hình thức kiểm tra gồm: trắc nghiệm trên giấy, trắc nghiệm nhờ sự hỗ trợ của công nghệ thông tin (như: công cụ kahoot.it, trò chơi với sự hỗ trợ của chuông điện,). VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 150-154 ISSN: 2354-0753 152 2.3. Tổ chức dạy học chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi” (Vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kĩ thuật cho học sinh Trong dạy học Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM, GV có thể tổ chức dạy học một số chủ đề theo định hướng giáo dục STEM trong chương “Chất khí” (Vật lí 10) nhằm bồi dưỡng TDKT cho HS như sau (xem bảng 1). Bảng 1. Chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong chương “Chất khí” (Vật lí 10) STT Tên chủ đề STEM Ứng dụng trong thực tiễn Phương pháp dạy học 1 Sự kì diệu của lá phổi Giúp HS hiểu, giải thích cơ chế hoạt động của hệ hô hấp ở giai đoạn hô hấp ngoài thông qua các kiến thức đã học về định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt. Dạy học giải quyết vấn đề. 2 Máy nén khí mini Có thể tự chế tạo đơn giản tại nhà, tận dụng được các nguyên vật liệu không còn sử dụng nhằm bảo vệ môi trường; giúp HS hiểu sâu kiến thức đã học về chất khí và sử dụng các máy nén khí một cách an toàn. Dạy học dự án. Dưới đây, chúng tôi sẽ trình bày việc tổ chức dạy học chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi” (Vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển TDKT cho HS theo 6 bước của tiến trình dạy học đã xây dựng ở tiểu mục 2.2 (bỏ qua bước 7 và 8) để tập trung phát triển TDKT cho HS. Cụ thể: Bước 1: Đặt vấn đề STEM và chuyển giao nhiệm vụ (15 phút). GV giới thiệu chủ đề thông qua các câu hỏi đặt ra cho HS, chẳng hạn: “Tại sao chúng ta phải thở?”, “Chúng ta thở như thế nào?”, “Bằng cách nào mà chúng ta thở được?”,... GV cho HS xem video về quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, trong video đề cập các nội dung sau: Các cơ quan tham gia vào hô hấp ngoài, cơ chế sinh học của hô hấp ngoài, cơ chế vật lí của hô hấp ngoài. Từ đó, HS phát hiện được vấn đề thực tiễn: Cơ chế tăng giảm áp suất và thể tích của khoang màng phổi trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người chính là quá trình đẳng nhiệt, tuân theo định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt. Sau khi HS phát hiện được vấn đề, GV giao cho các em nhiệm vụ thiết kế, chế tạo mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người và vận dụng kiến thức về định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt để giải thích cơ chế tăng giảm áp suất, thể tích khoang màng phổi trong quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người. Bước 2: Làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM (15 phút). Hoạt động 1: Phác thảo bản vẽ thiết kế. Để phác thảo được bản thiết kế này, trước tiên GV tổ chức cho HS tìm hiểu về hô hấp ngoài ở thể người, nắm vững kiến thức về cấu tạo, cơ chế sinh học và cơ chế vật lí của hô hấp ngoài. Sau khi hiểu rõ về hô hấp ngoài ở cơ thể người, các nhóm trưởng huy động, điều phối các thành viên trong nhóm thảo luận, thống nhất ý kiến để phác thảo bản thiết kế mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người. Hoạt động 2: Thuyết trình về bản vẽ thiết kế. Mỗi nhóm lần lượt cử đại diện thuyết trình về bản vẽ thiết kế mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Trong đó, cần làm rõ: cơ chế hô hấp ngoài của cơ thể người, quá trình đẳng nhiệt làm thay đổi áp suất và thể tích của khoang màng phổi, cấu tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, dự kiến vật liệu sử dụng, Các nhóm còn lại góp ý, bổ sung. Hoạt động 3: Thống nhất bản vẽ thiết kế. Các nhóm trao đổi và thảo luận để thống nhất bản vẽ kĩ thuật chung nhất. GV định hướng cho HS thống nhất bản vẽ thiết kế có sử dụng các nguyên vật liệu đơn giản, dễ tìm. Bước 3: Gia công, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người theo bản vẽ thiết kế (30 phút). Hoạt động 1: Cung cấp dụng cụ, vật liệu. GV cung cấp cho HS nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau. HS có nhiệm vụ lựa chọn nguyên vật liệu phù hợp cho mô hình. Đại diện các nhóm lần lượt nhận bộ dụng cụ, vật liệu để chế tạo mô hình hô hấp ngoài của cơ thể người. Hoạt động 2: Gia công, chế tạo các chi tiết. Nhóm trưởng chia nhóm thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm chịu trách nhiệm gia công: cắt chai nhựa, khoan lỗ trên nắp, cắt bong bóng, ống hút, dây rút nhựa, như bản thiết kế mô hình đã đề ra. GV lưu ý HS cần đảm bảo các quy tắc an toàn khi thực hiện. Hoạt động 3: Chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người (10 phút). Nhóm trưởng chia nhóm thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm nhỏ thực hiện các nhiệm vụ học tập: - Đọc tài liệu hướng dẫn; - Chế tạo mô hình theo bản vẽ thiết kế đã thống nhất; - Kiểm tra, vận hành mô hình; - Hoàn thành phiếu học tập; - Vẽ poster; - Thuyết trình báo cáo sản phẩm. Trong quá trình các nhóm chế tạo, GV quan sát và có sự hỗ trợ HS khi cần. Bước 4: Vận hành sản phẩm (10 phút). Hoạt động 1: Kéo và đẩy lớp bong bóng phía dưới mô phỏng cho cơ hoành để kiểm tra mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người có hoạt động hay không? Hai quả bong bóng ở phía trên mô phỏng cho khoang màng VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 150-154 ISSN: 2354-0753 153 phổi có co dãn không? Hệ khí trong khoang màng phổi có kín không? Nếu không đạt các tiêu chí này, cần xem lại bản vẽ thiết kế và kiểm tra lại. Nếu đạt, tiếp tục thử nghiệm. Hoạt động 2: Kéo căng lớp bong bóng ở phía dưới theo hướng từ trên xuống, tượng trưng cho cơ hoành đi xuống, làm hai quả bong bóng mô phỏng khoang màng phổi ở phía trên nở ra: thể tích tăng, áp suất giảm. Nâng lớp bong bóng ở phía dưới lên theo hướng từ dưới lên tượng trưng cho sự nâng lên của cơ hoành, làm hai quả bong bóng mô phỏng khoang màng phổi ở phía trên thu nhỏ lại: thể tích giảm, áp suất tăng. Bước 5: Thực hiện báo cáo kết quả (10 phút). Hoạt động 1. Lựa chọn nhóm thuyết trình: - GV tiến hành thu sản phẩm của các nhóm, trưng bày sản phẩm trước khi tổ chức báo cáo; - GV tổ chức một cuộc thi nhỏ giữa các nhóm. Tiêu chí đánh giá là làm sao cho hai quả bóng mô phỏng khoang màng phổi nở to nhất và thu lại bé nhất, với điều kiện kéo căng nhưng không được làm thủng lớp bong bóng mô phỏng cơ hoành ở phía dưới. Nhóm về nhất và về cuối sẽ được chọn để thuyết trình mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Hoạt động 2. Thuyết trình về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Đại diện của mỗi nhóm lần lượt thuyết trình mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Trong đó, mỗi nhóm cần chỉ ra: Cơ chế hoạt động của mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, vận dụng kiến thức về định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt để giải thích quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người, cách chế tạo mô hình, các khó khăn và biện pháp giải quyết của mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, Hoạt động 3: Phản biện, góp ý. Các nhóm lắng nghe, tìm ra những điều chưa hợp lí trong phần thuyết trình về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người. Các nhóm góp ý, thảo luận để phần thuyết trình về mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người được hoàn thiện hơn. Hoạt động 4: Đánh giá báo cáo sản phẩm. Các nhóm và GV cùng đánh giá sản phẩm. Hình thức đánh giá: Đánh giá của GV và đánh giá chéo giữa các nhóm. Bước 6: Nhận xét, đánh giá chung về hoạt động thiết kế, chế tạo mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người (10 phút). Hoạt động 1. Thu hồi dụng cụ, vật liệu. Hoạt động 2. Đánh giá, nhận xét. GV khen thưởng, khích lệ các nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ và động viên, hỗ trợ các nhóm chưa hoàn thành nhiệm vụ. Tiêu chí đánh giá sản phẩm của HS trong dạy học chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi” theo bảng 2. Bảng 2. Tiêu chí đánh giá sản phẩm chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi”. STT Hoạt động Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đánh giá 1 Mô hình mô phỏng quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người Vận hành thành công 20 2 Gọn, mang tính thẩm mĩ 10 3 Poster Đầy đủ các nội dung yêu cầu (mô hình và cơ chế của mô hình, các khó khăn và biện pháp giải quyết,) 15 4 Có tính thẩm mĩ, sáng tạo 10 5 Phiếu học tập Hoàn thành đầy đủ nội dung, yêu cầu của phiếu học tập 10 6 Thuyết trình Chỉ rõ được cơ chế hoạt động của mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người 10 7 Vận dụng được kiến thức về định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt để giải thích quá trình hô hấp ngoài của cơ thể người 10 8 Tự tin trong học tập 05 9 Phản biện Trả lời chính xác các câu hỏi 10 Tổng 100 VJE Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì 1 tháng 5/2020, tr 150-154 ISSN: 2354-0753 154 2.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề “Sự kì diệu của lá phổi” theo định hướng giáo dục STEM được chúng tôi triển khai thực nghiệm sư phạm tại Trường Trung học cơ sở - Trung học phổ thông Hoa Sen vào ngày 10/04/2019 ở lớp 10C7 và ngày 11/04/2019 ở lớp 10C3 trong 2 giờ học STEM chính khóa. Đối tượng thực nghiệm gồm 50 HS khối lớp 10; mỗi lớp gồm 25 HS, được chia làm 6 nhóm. Kết quả thực nghiệm sư phạm đã cho thấy, tiến trình đã tạo điều kiện phát triển TDKT cho HS. Căn cứ vào các biểu hiện của TDKT ở tiểu mục 2.1.2, sản phẩm của HS, chúng tôi thu được một số biểu hiện về sự phát triển TDKT của HS (xem bảng 3). Bảng 3. Biểu hiện sự phát triển TDKT của HS sau thực nghiệm Tiêu chí Biểu hiệu cụ thể của HS Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lí cấu tạo và hoạt động, vận hành của hệ thống kĩ thuật và chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả của nó so với những yếu tố đã biết. HS vẽ được cấu tạo của mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người. HS có thể trình bày lại được nội dung bài học và kết quả hoạt động theo nhóm (thể hiện qua hình thức báo cáo, thuyết trình,). Tìm ra các giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả nhưng dễ thực hiện, tính chính xác. Với nhiệm vụ cần chế tạo ra một mô hình mô phỏng hô hấp ngoài ở cơ thể người, HS đã tiến hành nghiên cứu tài liệu hướng dẫn, lựa chọn vật liệu và thiết bị phù hợp để hoàn thành nhiệm vụ. Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kĩ thuật đã có, thay đổi một số chi tiết nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kĩ thuật. Trong mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người, HS có thể tạo ra hệ kín bằng súng bắn keo, tuy nhiên không hiệu quả vì không thể tái sử dụng chai nhựa cho các lần học khác. HS đã giải quyết vấn đề này bằng cách đề xuất sử dụng đất sét để bịt kín khí, tạo ra hệ kín. Ngoài ra, thông qua việc tổ chức dạy học theo đinh hướng giáo dục STEM, HS còn được bồi dưỡng một số kĩ năng cần thiết như: - Kĩ năng làm việc với tài liệu: Đọc và tìm kiếm các thông tin cần thiết trong tài liệu hướng dẫn như: hô hấp ngoài ở cơ thể người, định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, quy trình chế tạo mô hình,; - Kĩ năng thực hành: Các nhóm chế tạo được mô hình mô phỏng hô hấp ngoài của cơ thể người; - Kĩ năng giao tiếp: Đa số HS đều tự tin thuyết trình và tự tin nêu lên ý kiến của