SKKN Nâng cao hiệu quả hoạt động hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học thông qua trải nghiệm khoa học

Nội dung tóm tắt: SKKN Nâng cao hiệu quả hoạt động hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học thông qua trải nghiệm khoa học

1. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc MÔ TẢ GIẢI PHÁP Mã số: 1. Tên sáng kiến: NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THÔNG QUA TRẢI NGHIỆM KHOA HỌC. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Dạy học và giáo dục học sinh. 3. Điểm mới của giải pháp - Không thực hiện việc hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học theo quy trình lý luận mà tập trung rèn kỹ năng thích ứng, kỹ năng nghiên cứu cho học sinh, biết kết nối lý thuyết đã học vào thực tiễn, biết tìm ý tưởng và chuyển ý tưởng thành đề tài nghiên cứu khoa học. - Các hoạt động trải nghiệm cần sắp xếp, tổ chức theo một chuỗi mắc xích phù hợp với trình tự của hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật (phụ lục F). 4. Mô tả bản chất của sáng kiến: 4.1. Trình trạng giải pháp đã biết: Hàng năm, ngành Giáo dục và Đào tạo (GDĐT) tổ chức cuộc thi khoa học kỹ thuật (KHKT) dành cho học sinh trung học, nhằm khuyến khích các em vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết những vấn đề thực tiễn của cuộc sống. Chương trình giáo dục phổ thông hiện hành còn nặng về kiến thức hàn lâm, chưa chú trọng rèn luyện kỹ năng cho học sinh; dù nhà trường đã tạo điều kiện cho học sinh tham gia nghiên cứu khoa học (NCKH) nhưng kết quả vẫn còn nhiều hạn chế, cụ thể như sau: + Năm học 2011 – 2012 : Không có đề tài tham gia cuộc thi KHKT cấp tỉnh. + Năm học 2012 – 2013 : có một đề tài tham gia cuộc thi KHKT cấp tỉnh, chỉ đạt giải khuyến khích. + Năm học 2013 – 2014: có một đề tài tham gia cuộc thi KHKT cấp tỉnh, nhưng không đạt giải. Trước thực trạng nêu trên, thông qua các buổi họp tổ chuyên môn, tôi phân tích, đánh giá các nguyên nhân cản trở sự phát triển năng lực NCKH của học sinh, việc thiết kế, tổ chức 1
2. các hoạt động học kết nối lý thuyết với trải nghiệm thực tiễn là điều hết sức cần thiết.Thông qua việc NCKH sẽ rèn luyện kỹ năng sống cho học sinh, đồng thời nâng cao năng lực giải quyết vấn để cho các em. Vì vậy, tôi mạnh dạn “Tổ chức trải nghiệm khoa học nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học”, đáp ứng yêu cầu thực tiễn đặt ra ở trên. 4.2. Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến: a) Mục đích của giải pháp: Nhằm rèn luyện kỹ năng nghiên cứu khoa học cho học sinh; tổ chức chuỗi các hoạt động trải nghiệm nhằm phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh phổ thông. b) Nội dung giải pháp: Các bước thực hiện giải pháp: * Bước 1: Lập ngân hàng ý tưởng - Tiếp nhận các học sinh có niềm đam mê và có ý muốn NCKH. Cho các em nêu ý tưởng của mình. - Ghi nhận thông tin của từng học sinh, lập danh sách ý tưởng. - Giới thiệu hoạt động nghiên cứu khoa học và cuộc thi KHKT đến học sinh, giúp các em biết được ý nghĩa của cuộc thi và những quyền lợi của các em khi tham gia cuộc thi đạt ở những giải thứ hạng cao. - Giới thiệu đến các em những đoạn clip nói về sự sáng tạo trong cuộc sống, nhằm khơi dậy khả năng tư duy sáng tạo trong mỗi cá nhân. Hình 1. Sáng tạo trong xây dựng: tô tường Hình 2. Máy phụ hồ: sàn cát 2
3. Hình 3. Sử dụng chai nhựa trang trí, làm giá * Bước 2: Viết sổ tay nghiên cứu - Giới thiệu đến học sinh cách thức viết sổ tay nghiên cứu khoa học. - Từ ý tưởng đề xuất của từng cá nhân tiến hành lập kế hoạch nghiên cứu. * Bước 3: Lập câu lạc bộ, nhóm học sinh có niềm đam mê, yêu thích nghiên cứu Khoa học kỹ thuật - Tiến hành sinh hoạt câu lạc bộ, nhóm yêu thích 2 tuần một lần. - Cho các thành viên trong nhóm nghiên cứu tiến hành phản biện ý tưởng lẫn nhau: xem ý tưởng hoàn toàn mới? Ai đã làm chưa? Ý tưởng đã được thực hiện thì hạn chế ở điểm nào? giải pháp có đem lại lợi ích gì so với giải pháp ban đầu? - Tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo trình tự để học sinh có nhiều kỹ năng phục vụ cho hoạt động NCKH. Yêu cầu học sinh nộp các bài thu hoạch sau mỗi buổi tham quan ( có thể là những hình ảnh, clip, bài viết và cũng có thể chỉ là một nhận xét của học sinh). Thông qua hoạt động thực tế: xác định độ pH của đất phèn vùng đất huyện Thạnh Phú, Ba tri Tìm hiểu nguyên nhân đất nhiễm phèn? Tác động của quá trình xâm nhập mặn vào mùa khô? Tìm hiểu giải pháp ứng phó biến đổi khí hậu? Hình 4. Tham quan thực tế ở huyện Giồng Trôm 3
4. - Lồng ghép các hoạt động này trong các tiết sinh hoạt ngoài giờ lên lớp, các tiết dạy nghề, tiết thí nghiệm, thực hành, hướng dẫn học sinh hoạt động theo hướng đặt tình huống có vấn đề. Thể hiện bài “Phản xạ toàn phần” - vật lí 11: Đối với sách giáo khoa, chỉ xét một trường hợp sự truyền ánh sáng từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém thì sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới lớn hơn hoặc bằng góc tới giới hạn. Thông thường, các em chỉ biết tiếp nhận, không biết tại sau lại xét một trường hợp như vậy. Giáo viên có thể tạo tình huống có vấn đề đối với các em: nếu xét ngược lại ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần hay không? Kết hợp định luật khúc xạ, chiết suất tỉ đối và góc tới cực đại chứng minh được ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn không xảy ra được hiện tượng phản xạ toàn phần, chỉ xảy ra hiện tượng phản xạ một phần. Trên cơ sở đó, giáo viên có thể đưa ra được một điều kiện của phản xạ toàn phần là: chỉ xảy ra khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém. * Bước 4: Giáo viên nhận định ý tưởng - Sắp xếp ý tưởng khả thi từ cao xuống thấp. - Chọn ý tưởng khả thi nhất, có tính cấp thiết, mang lại lợi ích cho cộng đồng, nâng cao ý thức cho người dân, có tính giáo dục bảo vệ môi trường, tài nguyên thiên nhiên, thích ứng biến đổi khí hậu, tiết kiệm năng lượng Chọn và hướng dẫn học sinh nâng cấp ý tưởng, tiến hành hoàn thiện đề tài, chuẩn bị tham gia các kì thi vòng cụm, vòng tỉnh. - Đề xuất Đoàn thanh niên, Ban lãnh đạo trường: khích lệ những ý tưởng theo thứ tự từ 2 đến 5, định hướng các ý tưởng còn lại tìm giải pháp tối ưu để hoàn thiện thành đề tài có tính khả thi cao, tiến hành hướng dẫn và tham gia các cuộc thi năm tiếp theo. 4.3. Khả năng áp dụng của giải pháp: - Đối tượng áp dụng của giải pháp: + Giáo viên các trường trung học ( THCS và THPT) áp dụng trong hoạt động hướng dẫn học sinh NCKH. + Học sinh có niềm đam mê NCKH ở trường trung học. - Giải pháp nên áp dụng sau khi triển khai hoạt động NCKH tại các cơ sở giáo dục và trước khi học sinh tiến hành NCKH. 4
5. 4.4. Hiệu quả của giải pháp. - Học sinh dần hoàn thiện các kĩ năng, phát triền dần năng lực và phẩm chất. + Kỹ năng phát hiện vấn đề. + Kỹ năng xây dựng kế hoạch, làm việc theo kế hoạch. + Kỹ năng thí nghiệm, thực hành. + Kỹ năng phân tích, so sánh, ghi chép và thu thập số liệu. + Kỹ năng phân tích thông tin. + Kỹ năng thuyết trình, vấn đáp + Năng lực tham gia hoạt động và tổ chức hoạt động. + Năng lực tích cực hóa bản thân. + Năng lực khám phá, phát hiện cái mới và năng lực sáng tạo. + Năng lực tự nhận thức. + Năng lực tuân thủ kỹ luật và đạo đức của người lao động - Kết quả hoạt động NCKH của học sinh được nâng lên, kết quả cuộc thi KHKT các cấp đạt kết quả cao: - Trường THPT Lê Anh Xuân + Năm học 2014-2015: * 01 đề tài đạt giải nhì cuộc thi KHKT cấp tỉnh, 01 giải nhà tài trợ do ĐH sư phạm TP Hồ Chí Minh trao. * 01 đề tài dự thi và đạt giải ba cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên - nhi đồng tỉnh Bến Tre. + Năm học 2015-2016: * 02 đề tài đạt cuộc thi KHKT cấp tỉnh (01 giải ba và 01 giải nhì), 01 giải nhì lĩnh vực cấp quốc gia và một giải nhà tài trợ. * 05 đề tài dự thi cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên – nhi đồng tỉnh Bến Tre, kết quả: 01 đề tài đạt giải nhất và 02 đề tài đạt giải ba. Tài liệu kèm theo gồm : 01 Giấy chứng nhận Giáo viên hướng dẫn học sinh đạt giải trong Cuộc thi KHKT dành cho học sinh trung học cấp quốc gia. - Trường THPT Ngô Văn Cấn Năm học 2015-2016: * 02 đề tài đạt cuộc thi KHKT cấp tỉnh, kết quả: 01 giải ba và 01 giải khuyến khích. 5
6. * 02 đề tài dự thi cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên – nhi đồng tỉnh Bến Tre, kết quả: 02 đề tài đạt giải ba. - Trường THPT Trương Vĩnh Kí + Năm học 2013-2014: 01 đề tài đạt giải nhất cấp tỉnh, giải 3 lĩnh vực cấp quốc gia. + Năm học 2014-2015: 01 đề tài đạt giải nhất cấp tỉnh, giải 3 lĩnh vực cấp quốc gia. + Năm học 2015-2016: 01 đề tài đạt giải nhất cấp tỉnh, giải 3 lĩnh vực cấp quốc gia. Bến Tre, ngày 20 tháng 03 năm 2017 6
7. PHỤ LỤC A Cuộc thi: “TÌM Ý TƯỞNG SÁNG TẠO KHỞI NGHIỆP” Hình 5. Các giải pháp tham gia cuộc thi Đồng khởi - Khởi nghiệp 7
8. PHỤ LỤC B THAM QUAN THỰC TẾ, VỀ NGUỒN THAM QUAN DIỆN BẢO TÀNG BẾN TRE – DI TÍCH NGÃ BA CÂY DA ĐÔI Hình 6. Cây Da đôi 8
9. PHỤ LỤC C THAM QUAN MÔ HÌNH TRỒNG RAU SẠCH KHỞI NGHIỆP – XÃ PHÚ NGÃI 9
10. PHỤ LỤC D HOẠT ĐỘNG NHÓM YÊU THÍCH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Hình 8. Hoạt động trình bày và phản biện ý tưởng của các em yêu thích nghiên cứu khó học 10
11. PHỤ LỤC E Năm học 2015-2016 đã chọn được ba ý tưởng xuất sắc: Tên ý tưởng Thiết bị cảnh báo xâm nhập Sử dụng dung dịch chứa Đại bác hơi mặn tanin chiết từ mụn dừa để cồn khử kim loại nặng: Cu2+, Pb2+ và Fe3+ Mức độ ý 1 2 3 tưởng Ý kiến phản Hoàn toàn mới Đã được thực hiện với ion Đã được thực biện kom loại Cu2+ hiện với súng cồn. Hoàn cảnh Mặn xâm nhập bất ngờ hàng Nước sinh hoạt bị nhiễm kim Giờ học bài hình thành ý năm loại nặng “Động tưởng lượng” thiếu dụng cụ trực quan Lợi ích có Mang lại lợi ích cho tất cả các Sử dụng cho các khu vực Áp dụng tính cộng tỉnh ven biển chịu tác động của nước bị nhiễm ion kim loại trong trường đồng quá trình xâm nhập mặn do biến nặng. học, chỉ sử đổi khí hậu. dụng cho bài “Động lượng” Nguyên - Thông tin tình hình xâm nhập Các ion kim loại nặng tồn tại Thiếu dụng nhân gây ra mặn chưa kịp thời đến với trong đất, do chất thải công cụ trực quan. người dân (tuy có thông báo nghiệp. trên tivi, đài truyền thanh). - Xâm nhập mặn do: biến đổi khí hậu, do lượng mưa, do thuỷ triều, gió. Kế hoạch - Nguyên nhân gây ra quá trình - Tìm hiểu tác dụng của - Hiểu rõ nghiên cứu xâm nhập mặn. tanin. nguyên tắc 11
12. - Khắc phục hạn chế thông tin - Phản ứng hoá học của tanin chuyển động quá trình xâm nhập mặn đến với ion kim loại. phản lực. người dân. - Lập mẫu, gởi mẫu đến - Nguyên tắc - Tìm hiểu lập trình C. phòng thí nghiệm chuyên sâu vận hành của - Tìm hiểu về Arduino. phân tích. “Đại bác” - Liên kết đài khí tượng mua số liệu tình hình xâm nhập mặn ở các trạm trên địa bàn tỉnh Bến Tre. - Thiết kế web cung cấp và dự đoán tình hình xâm nhập mặn. - Hoàn thiện và tiến hành chạy thử nghiệm thiết bị. Thời gian dự 4 tháng 2 tháng 1 tuần kiến Vật liệu - Tạo hộp đèn cảnh báo. - Mụn dừa. - Cồn 900. - Arduino giao tiếp với Sim900 - Lá ổi. - Ống nhựa. nhận - trả được tin nhắn. - Ruột trái cau - Bánh xe đồ chơi. - Tạo ra các ion kim loại cần thiết. Ưu - nhược - Cung cấp thông tin kịp thời - Chỉ tạo kết tủa được với 3 - Tạo được điểm đến người dân về tình hình xâm ion kim loại nói trên. thiết bị trực nhập mặn, giúp người dân chủ - Sử dụng dung dịch chứa quan. động ứng phó. tanin chiết từ mụn dừa để - Sử dụng cồn - Nâng cao nhận thức của người kiểm tra định tính sự hiện dễ gây cháy dân ứng phó với biến đổi khí diện của ba ion kim loại Fe3+, nổ. hậu, đặc biệt là tình hình xâm Cu2+ và Pb2+. nhập mặn. - Khuyến nghị người dân cần - Số liệu còn phụ thuộc vào chú trọng sử dụng nước sạch trung tâm khí tượng, chưa trang trong sinh hoạt, nhằm góp bị thiết bị đo tự động. phần nâng cao sức khoẻ 12
13. người dân. - Chưa có hướng xử lí khi lấy được sản phẩm kết tủa. Hoàn thiện - Thiết kế được hộp đèn cảnh - Chỉ có dịch chiết từ mụn Sản phẩm sản phẩm báo độ mặn. dừa mới có hiệu quả cao hoàn thiện - Thiết bị nhận - trả được tin trong việc tạo kết tủa với ion mô tả được nhắn: cung cấp thông tin độ kim loại Cu2+, Fe3+ và Pb2+. định luật bảo mặn với bất kì lúc nào. - Khuyến nghị người dân sử toàn động - Hoàn thiện trang web cung dụng dịch chiết từ mụn dừa lượng. cấp thông tin xâm nhập mặn ở kiểm tra định tính ba loại ion Bến Tre. nói trên xemcos hay không có trong nước. Kết quả - giải nhì cấp tỉnh cuộc thi - giải ba cấp tỉnh cuộc thi - giải ba cuộc tham gia các KHKT. KHKT. thi sáng tạo cuộc thi - giải nhì lĩnh vực cấp quốc gia - giải ba cuộc thi sáng tạo thanh thiếu cuộc thi KHKT. thanh thiếu niên – nhi đồng. niên – nhi - giải nhất cuộc thi sáng tạo đồng. thanh thiếu niên – nhi đồng. 13
14. PHỤ LỤC F Các hoạt động trải nghiệm cần sắp xếp, tổ chức theo một chuỗi mắc xích phù hợp với trình tự của hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật. STT Tên hoạt Các kỹ năng cần rèn Các bước trong Hoạt động động trải luyện cho HS nghiên cứu nghiệm KHKT 1 Vì một môi Quan sát, phát hiện Phân tích, lựa chọn Tìm hiểu hoạt động sản trường xanh vấn đề nảy sinh trong ý tưởng nghiên cứu xuất làm ô nhiễm môi cuộc sống, lọc thông trường, các giải pháp bảo tin vệ môi trường Tìm ý tưởng Lập kế hoạch, bố trí Lập kế hoạch Trồng cây xanh trong 2 sáng tạo khởi nhân sự, đánh giá rủi NCKH khuôn viên nhà trường, ý nghiệp ro. tưởng kinh doanh: nuôi dê, gà thả vườn, chuồn hương, bán hàng online, rau-củ-quả sạch Ý tưởng Thuyết trình, thực Tiến hành nghiên Ghép cây, chăm sóc vườn 3 xanh nghiệm, giải quyết cứu: bố trí thí ươm, chăm sóc các bãi vấn đề, hợp tác nhóm nghiệm, thu thập số nuôi thủy sản liệu, xử lí, phân tích số liệu, thảo luận, báo cáo kết quả nghiên cứu. 4 Tham quan Quan sát, chụp hình, Viết báo cáo, sắp Vận dụng kiến thức đã thực tế, về quay clip, phỏng vấn xếp dữ liệu logic, học liên hệ - giải quyết nguồn. rút ra nhận định các vấn đề trong thực tế. 14