Báo cáo Sáng kiến Nghiên cứu dạy học phần “Động cơ đốt trong” - Công nghệ 11 theo định hướng giáo dục STEM

tạo cho HS năng lực hợp tác trong làm việc. 
4. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 
a) Chuẩn bị của giáo viên 
- Tranh giáo khoa hoặc tranh vẽ trên giấy khổ lớn các hình của bài 20 và 21 và 32 trong sách giáo khoa Công nghệ 11; có thể sử dụng hoặc vẽ thêm một số hình mô tả cấu tạo chung của các cơ cấu và hệ thống (bài 20), cấu tạo một số động cơ được ứng dụng trên thực tế v.v. Nếu sử dụng máy vi tính và máy chiếu Projector thì cũng chuẩn bị các hình như trên, chuẩn bị băng hình mô tả cấu tạo, mô phỏng nguyên lí làm việc hoặc nhiều hình vẽ phong phú, đa dạng hơn. 
- Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học, nhất là xây dựng các hoạt hình mô tả chuyển động của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, phân phối khí, đường đi của hòa khí hoặc không khí, khí thải khi giảng về nguyên lí làm việc của động cơ xăng và điezen. 
- Một số vật thật các cơ cấu và hệ thống của động cơ xe máy 
- Đọc kĩ nội dung bài 20, 21 và 32 trong sách giáo khoa Công nghệ 11 và hướng dẫn trong sách giáo viên. Xem thêm nội dung có liên quan trong các tài liệu kĩ thuật về động cơ đốt trong, ô tô, xe máy. 
- Nghiên cứu một số hình vẽ của bài 20, 21; 32 
- Phân tích mục tiêu bài dạy: phân tích mục tiêu của bài thành các mục tiêu cụ thể. Trong ba loại mục tiêu, thường chỉ có các mục tiêu về kiến thức và kĩ năng được quan tâm hơn bởi nếu thực hiện được hai loại mục tiêu này thì về cơ bản cũng đã hoàn thành được mục tiêu về thái độ.
- Xác định nội dung trọng tâm và các nhiệm vụ dạy học cụ thể: Những nội dung đảm bảo thực hiện được các mục tiêu đã xác định ở trên chính là nội dung trọng tâm của chuyên đề. 
- Lựa chọn phương pháp dạy học: Khi lựa chọn PPDH và hình thức tổ chức dạy học, lưu ý sự đồng nhất giữa mục tiêu, PPDH và KTĐG; tăng cường vận dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực. GV cũng dự kiến các câu hỏi mà HS có thể đề xuất, các tình huống dạy học có thể xuất hiện trong giờ dạy và tìm các phương án giải quyết chúng. 
Nội dung bài học chủ yếu là giới thiệu kiến thức khái quát về động cơ đốt trong và nguyên lí làm việc. Đây là những động cơ được sử dụng trên ô tô, xe máy, các máy bơm nước, xay xát, máy nông nghiệp, là những phương tiện, thiết bị quen thuộc trong đời sống hằng ngày của HS. Những thiết bị này tuy không xa lạ với HS nhưng các em cũng hầu như chưa biết được những đặc điểm nói trên. 
- Biên soạn kế hoạch dạy học: Cấu trúc của kế hoạch dạy học về cơ bản vẫn như cấu trúc thường sử dụng, GV cần tăng cường các hoạt động tổ chức cho HS tích cực, tự lực tham gia trong quá trình học tập. 
b) Chuẩn bị của học sinh 
Ở cuối tiết trước, GV yêu cầu HS về nhà quan sát, tìm hiểu về ô tô, xe máy, máy nông nghiệp, máy bơm nước, trong gia đình, trong thực tiễn cuộc sống; tìm thông tin về các thiết bị này trong sách báo, trên internet v.v... 
GV có thể nêu một số nhiệm vụ và yêu cầu cụ thể sau: 
- Hãy kể tên những máy móc thiết bị sử dụng động cơ đốt trong làm nguồn động lực (gọi tắt là “thiết bị động lực”) mà em biết. 
- Hãy kể tên một số loại thiết bị động lực đang được sử dụng ở gia đình hoặc được sử dụng phổ biến tại địa phương mà em biết. 
- Với những thiết bị động lực mà em biết, em có thể cho biết trên động cơ có những bộ phận nào, thuộc cơ cấu và hệ thống nào. Hãy giải thích lí do vì sao mà em lại nhận định chúng thuộc cơ cấu và hệ thống đó. 
- Quan sát những thiết bị động lực theo em làm thế nào nó hoạt động được, và hoạt động như thế nào? 
VI. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI HỌC 
1. Thiết kế tiến trình dạy học 
Bài học được thiết kế thành 5 hoạt động chính theo tiến trình của các phương pháp dạy học tích cực, đó là: 
* Hoạt động 1: Đặt vấn đề. 
Mục đích của hoạt động này là tạo tâm thế học tập cho HS, giúp HS ý thức được nhiệm vụ học tập, hứng thú học bài mới. GV sẽ tạo tình huống học tập dựa trên việc huy động kiến thức, kinh nghiệm của bản thân HS có liên quan đến vấn đề xuất hiện trong bài học; làm bộc lộ "cái" HS đã biết, bổ khuyết những gì cá nhân HS còn thiếu, giúp HS nhận ra "cái" chưa biết và muốn biết. 
- Câu hỏi hoặc yêu cầu đưa ra phải dựa trên những kiến thức, kĩ năng hoặc kinh nghiệm mà HS đã có, đã được học để HS thấy có thể trả lời được. 
- Với kiến thức, kĩ năng hoặc kinh nghiệm đã có, HS có thể trả lời được câu hỏi, thực hiện được yêu cầu nhưng không thể đầy đủ, trọn vẹn. 
- Tạo cho HS ham muốn giải quyết triệt để vấn đề bằng cách tích cực, tập trung nghiên cứu, tìm hiểu nội dung bài học. 
* Hoạt động 2: Hình thành kiến thức, kĩ năng mới. 
Mục đích của hoạt động này là giúp HS tìm hiểu nội dung kiến thức của bài học, rèn luyện cho HS năng lực cảm nhận về khái niệm khoa học; cung cấp cho HS cơ sở khoa học của những kiến thức được đề cập đến trong bài. 
GV tổ chức, hướng dẫn, gợi ý, giám sát quá trình HS tự học, nghiên cứu cá nhân, trao đổi cặp đôi, thảo luận nhóm nhỏ,... để tự hình thành kiến thức, kĩ năng cho bản thân. Trong hoạt động này GV cần lưu ý một số điểm sau: 
- Những kiến thức mới nào, kĩ năng mới nào của bài học mà HS phải lĩnh hội, hình thành được. 
- HS sẽ lĩnh hội kiến thức, hình thành kĩ năng đó bằng cách nào. 
- Những kiến thức, kĩ năng này giúp HS giải quyết được trọn vẹn vấn đề nêu ra ở hoạt động 1 hay không. 
- Mức độ lĩnh hội kiến thức mới và hình thành kĩ năng mới của HS đến đâu. 
* Hoạt động 3: Luyện tập, thực hành. 
Mục đích của hoạt động này là giúp HS vận dụng những kiến thức, kĩ năng vừa học được để giải quyết những nhiệm vụ cụ thể. Thông qua đó, GV xem HS đã nắm được kiến thức, có được kĩ năng hay chưa và ở mức độ nào. 
GV phải xác định được nhiệm vụ cụ thể của HS như trả lời câu hỏi gì, làm bài tập gì,... thuộc lí thuyết hay vấn đề thực tiễn 
* Hoạt động 4: Vận dụng. 
Mục đích của hoạt động này là khuyến khích HS nghiên cứu, sáng tạo, tìm ra cái mới theo sự hiểu biết của mình; tìm phương pháp giải quyết vấn đề và đưa ra những cách giải quyết vấn đề khác nhau; góp phần hình thành năng lực học tập với gia đình và cộng đồng. 
* Hoạt động 5: mở rộng.
Mục đích của hoạt động này là khuyến khích HS tiếp tục tìm hiểu và mở rộng kiến thức, để không bao giờ được hài lòng và hiểu rằng, ngoài những kiến thức được học trong nhà trường còn rất nhiều điều cần phải tiếp tục học. 
GV giao cho HS những nhiệm vụ bổ sung và hướng dẫn HS tìm các nguồn tài liệu khác để mở rộng kiến thức đã học, cung cấp cho HS các nguồn sách tham khảo và nguồn tài liệu trên mạng. Hướng dẫn HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm, đồng thời yêu cầu HS làm các bài tập đánh giá năng lực. 
2. Tiến trình dạy học 
HOẠT ĐỘNG 1. 
- Lớp chia thành các nhóm nhỏ. Mỗi HS trong nhóm liệt kê ra giấy tên gọi của thiết bị động lực mà bản thân đã biết. Mô tả những bộ phận, cơ cấu và hệ thống của động cơ và ứng dụng của chúng. Sau đó nhóm thảo luận thống nhất kết quả. Lần lượt đại diện mỗi nhóm lên bảng viết kết quả của nhóm mình. 
- GV tổ chức lớp nhận xét, đánh giá kết quả các nhóm và rút ra kết luận. 
→ Vậy ở bài này chúng ta cần đi tìm hiểu về ba nội dung chính: 
+ Khái quát về động cơ đốt trong. 
+ Nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong. 
+ Khái quát về ứng dụng động cơ đốt trong. 
GV chia lớp ra làm ba nhóm. Mỗi nhóm sẽ nghiên cứu về 1 nội dung chính 
Lần lượt các nhóm nghiên cứu và cử đại diện lên trình bày phần nghiên cứu nội dung của nhóm mình. Các nhóm còn lại nghe phần trình bày của nhóm trước và thảo luận đặt câu hỏi cho nhóm trình bày (ít nhất hai câu hỏi). 
GV là người hướng dẫn hoạt động của các nhóm, ngoài ra đặt câu hỏi thêm cho các nhóm cùng thảo luận. 
HOẠT ĐỘNG 2. 
2.1. Hình thành kiến thức về khái quát động cơ đốt trong 
Nhóm 1 cử đại diện lên trình bày phần nội dung nghiên cứu của nhóm mình: 
a) Kẻ bảng sơ lược lịch sử phát triển động cơ đốt trong
Năm
Nhà chế tạo
Loại động cơ
1860
Giăng echien lơnoa
Động cơ 2 kì, công suất 2 mã lực, chạy bằng khí thiên nhiên
Năm
Năm

b) Khái niệm ĐCĐT 
c) Phân loại 
d) Cấu tạo chung của động cơ đốt trong 
Các nhóm còn lại sau khi nghe phần trình bày của nhóm 1.
Thảo luận ba phút, nhận xét phần trình bày sau đó đặt câu hỏi cho nhóm 1. 
Nhóm 1 hoạt động cá nhân và nhóm để trả lời một số câu hỏi của các nhóm. 
Gợi ý các câu hỏi có nội dung sau: 
(1) Động cơ đốt trong trên ô tô, xe máy sử dụng nhiên liệu là gì ? 
(2) Quá trình biến đổi nhiệt năng được thực hiện như thế nào? ở đâu? 
(3) Động cơ đốt trong có 2 cơ cấu và 5 hệ thống đối với động cơ nào? 
(4) Kể tên các chi tiết thuộc cơ cấu phân phối khí trong hình 20.1 (SGK trang 96) 
2.2. Hình thành kiến thức về nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong 
Nhóm 2 cử đại diện lên trình bày phần nội dung nghiên cứu của nhóm mình: 
a) Một số khái niệm cơ bản: 
- Điểm chết của pittong 
- Thế tích toàn phần; Thể tích buồng cháy 
- Thể tích công tác; Tỉ số nén 
- Chu trình làm việc của động cơ; Kì. 
b) Nguyên lí làm việc động cơ điezen 4 kì 
Vẽ sơ đồ cấu tạo. Trình bày nguyên lí làm việc trên hình vẽ? 
c) Nguyên lí làm việc động cơ xăng 2 kì 
Vẽ sơ đồ cấu tạo. Trình bày nguyên lí làm việc trên hình vẽ? 
Các nhóm còn lại sau khi nghe phần trình bày của nhóm 2. Thảo luận 3 phút, nhận xét phần trình bày sau đó đặt câu hỏi cho nhóm 2. 
Nhóm 2 hoạt động cá nhân và nhóm để trả lời một số câu hỏi của các nhóm. 
Gợi ý các câu hỏi có nội dung sau: 
(1) Pittong chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới thì trục khuỷu quay được bao nhiêu độ? 
(2) Tại sao kì cháy giãn nở còn được gọi là kì sinh công? 
(3) Nguyên lí làm việc động cơ xăng khác động cơ điezen như thế nào? 
(4) Ở động cơ 2 kì có xupap nạp và xupap thải không? 
2.3. Hình thành kiến thức về khái quát ứng dụng động cơ đốt trong 
Nhóm 3 cử đại diện lên trình bày phần nội dung nghiên cứu của nhóm mình: 
a) Vai trò và vị trí của động cơ đốt trong trong sản xuất và đời sống 
b) Nguyên tắc chung ứng dụng động cơ đốt trong 
- Sơ đồ ứng dụng: ĐCĐT → Hệ thống truyền lực → Máy công tác 
- Nguyên tắc ứng dụng: 
+ Về tốc độ quay, về công suất. 
Các nhóm còn lại sau khi nghe phần trình bày của nhóm 3. Thảo luận 3 phút, nhận xét phần trình bày sau đó đặt câu hỏi cho nhóm 3. 
Nhóm 3 hoạt động cá nhân và nhóm để trả lời một số câu hỏi của các nhóm. 
Gợi ý các câu hỏi có nội dung sau:
(1) Động cơ đốt trong được ứng dụng nhiều nhất ở ngành nào? 
(2) Động cơ đốt trong khi làm việc sản sinh ra một năng lượng trên trục khuỷu là momen quay. Để sử dụng năng lượng này ta phải làm thế nào? 
(3) Để động cơ làm việc thì động cơ đốt trong và yếu tố nào phải tạo thành 1 tổ hợp thống nhất? 
(4) Khi nào thì động cơ đốt trong không cần hệ thống truyền lực? 
HOẠT ĐỘNG 3. LUYỆN TẬP 
GV có thể đưa ra một số câu hỏi định hướng để qua đó HS nắm vững kiến thức trọng tâm của bài 
HOẠT ĐỘNG 4. VẬN DỤNG 
GV tổ chức hoạt động thảo luận nhóm hoặc cả lớp cùng thảo luận nhằm vận dụng kiến thức đã học, hiểu biết thực tiễn để giải thích việc sử dụng động cơ đốt trong vào các lĩnh vực khác nhau; những hiện tượng kĩ thuật hoặc những lưu ý khi vận hành, bảo dưỡng động cơ. 
HOẠT ĐỘNG 5. MỞ RỘNG 
GV yêu cầu HS ôn bài cũ, đọc trước bài mới, sưu tầm, tìm hiểu các thông tin liên quan đến bài học trong các phương tiện, tài liệu và trong thực tiễn cuộc sống. Nếu có điều kiện có thể hỏi người thân, thợ sửa xe, về ô tô, xe máy; có thể quan sát các bộ phận, chi tiết cụ thể. 
3.3. Thực nghiệm sư phạm 
Tôi chọn hai lớp 11B (lớp thực nghiệm) và lớp 11C (lớp đối chứng) của trường PT Thực hành Sư phạm do tôi trực tiếp giảng dạy làm đối tượng nghiên cứu cho SKKN của tôi. 
Hai lớp được chọn tham gia nghiên cứu có nhiều điểm tương đồng nhau về tỷ lệ giới tính, ý thức học tập.
Đồ thị biểu diễn xếp loại hai lớp trước khi thực nghiệm
3.3.1 Đo lường và thu thập dữ liệu: 
- Lấy kết quả bài kiểm tra học kì 1 làm bài kiểm tra trước tác động. 
- Lấy kết quả bài kiểm tra giữa học kì 2 làm bài kiểm tra sau tác động. 
- Tiến hành kiểm tra hai lớp cùng một thời điểm và cùng một đề. 
- Sau đó tiến hành chấm điểm theo đáp án đã xây dựng. 
3.3.2 Kết quả thực nghiệm 
Kết quả điểm sau tác động của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng được biểu diễn bằng biểu đồ sau:
Đồ thị biểu diễn xếp loại hai lớp sau khi thực nghiệm
Kết quả kiểm định cho thấy: Trên cùng đối tượng học sinh, cùng địa bàn sinh hoạt và học tập, nếu chúng ta dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì chất lượng học tập được nâng cao rõ rệt. 
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy phần nguyên lí làm việc của một số cơ cấu và hệ thống trong động cơ đốt trong đã nâng cao năng lực nhận thức và hiểu biết trong chương cấu tạo của động cơ đốt trong cho học sinh. 
V- HIỆU QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 
Kết quả học tập của HS ở các lớp thực nghiệm có dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã đạt được tốt hơn so với lớp đối chứng. 
Giúp các em tự học và giải quyết vấn đề, phát huy tính tích cực của học sinh. 
Lớp học sôi động do có sự trao đổi, thảo luận về các vấn đề đặt ra.
Học sinh quan sát rõ hơn, hiệu quả hơn các hoạt động của máy móc, cơ cấu trong thực tế sẽ giúp học sinh có cơ sở vững chắc để tìm tòi nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong nói riêng và các máy móc thiết bị nói chung 
VI- MỨC ĐỘ ẢNH HƯỞNG 
Dạy học theo định hướng giáo dục STEM có thể áp dụng cho các chương khác của Công nghệ 11 nhằm tạo sự hứng thú cho các em học tập bộ môn nhằm thay đổi về nhận thức của các em học sinh. 
VII- KẾT LUẬN 
Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM có các vấn đề xuất phát từ thực tiễn làm kích thích trí tò mò và tưởng tượng của HS, tăng mức độ quan tâm của HS. Kết quả đánh giá định tính và định lượng đã chứng tỏ tiến trình tổ chức dạy học này không những kích thích hứng thú học tập, phát triển năng lực giải quyết vấn đề, rèn luyện các kỹ năng sống, làm việc của người học. Thông qua thảo luận, học sinh biết được chỗ sai của mình để từ đó tìm hướng khắc phục, giúp học sinh có cái nhìn đúng đắn về kiến thức mà mình nhận được. Cũng thông qua đó, giáo viên có thể kiểm soát được hoạt động nhận thức học sinh để kịp thời định hướng giúp người học khắc phục khó khăn, sai lầm trong quá trình tìm tòi, xây dựng kiến thức mới một cách bền vững. Qua đó, rèn luyện năng lực tự học, tự tìm tòi, khả năng tư duy trong khi lĩnh hội tri thức, đồng thời hình thành ở học sinh kĩ năng giải quyết một vấn đề gặp phải trong học tập và trong cuộc sống. 
Trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, coi người học là trung tâm của hoạt động dạy học và sự tham gia tích cực của học sinh vào quá trình dạy học, tự đề xuất vấn đề, lập kế hoạch, giải quyết vấn đề kiến thức và phát triển một số kĩ năng cần thiết cho cuộc sống như kĩ năng làm việc theo nhóm, khả năng tích hợp, sử dụng các phương tiện dạy học vào giải quyết nhiệm vụ,  
Đồng thời, kết quả cũng khẳng định: Việc tổ chức được những hoạt động của học sinh bằng hình thức tổ chức theo định hướng giáo dục STEM thông qua phần “Động cơ đốt trong” Công nghệ 11 thì có thể nâng cao tính tự lực học tập và rèn luyện kỹ năng sống cho học sinh. Từ đó, học sinh sẽ nắm vững nội dung bài học sâu sắc hơn, hiểu về thực tiễn cuộc sống xung quanh và học được nhiều kĩ năng sống.
Tôi cam đoan những nội dung báo cáo là đúng sự thật. 
Xác nhận của đơn vị áp dụng sáng kiến 
Người viết sáng kiến
Hồ Đặng Vân Phương