Tài liệu Sáng kiến cách hướng dẫn học sinh nghiên cứu dự án khoa họctham gia cuộc thi khkt dành cho hoc sinh trung học đạt hiệu quả

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc MÔ TẢ SÁNG KIẾN Mã số : ……………………. 1. Tên sáng kiến: Cách hướng dẫn học sinh nghiên cứu dự án khoa học tham gia “Cuộc thi khoa học ,kỹ thuật dành cho học sinh trung học” đạt hiệu quả. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Chuyên môn 3. Mô tả bản chất của sáng kiến 3.1. Tình trạng giải pháp đã biết Từ năm học 2012-2013, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai “Cuộc thi khoa học, kỹ thuật dành học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông”. Nhận định qua 3 năm tham gia Cuộc thi, hoạt động hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật của đơn vị tôi và các trường THCS trên địa bàn huyện Mỏ Cày Nam còn gặp nhiều khó khăn, lúng túng. Số đề tài tham gia của các trường quá ít,những trường có đủ điều kiện cho việc hướng dẫn nghiên cứu của giáo viên cũng như điều kiện để nghiên cứu của học sinh, về cơ sở vật chất, về nguồn kinh phí, nhưng giáo viên vẫn không quan tâm hưởng ứng. Quy trình tham gia Cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật của nhà trường theo các bước : Ban giám hiệu phân công bắt buộc các tổ chuyên môn luân phiên mỗi năm mỗi tổ một sản phẩm nộp để gởi về Phòng Giáo dục để 1 tham gia dự thi, các sản phẩm chủ yếu là do giáo viên tự làm trong thời gian ngắn, do chưa hiểu hết về mục đích, ý nghĩa cuộc thi nên việc chọn đề tài, ý tưởng chưa mới, chưa có tính sáng tạo, phần lớn là chọn các ý tưởng đã có trên mạng hoặc đã được nghiên cứu sau đó sửa lại. Thời gian nghiên cứu ngắn, thiếu kinh phí. Một số dự án tại trường chỉ thể hiện bằng lý thuyết qua các báo cáo, chưa được thực nghiệm và kiểm chứng từ thực tiễn. - Công tác bồi dưỡng nghiệp vụ Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật chưa được tập huấn đại trà cho giáo viên và học sinh. - Trong quá trình giảng dạy, giáo viên chưa chú ý kích thích học sinh suy nghĩ theo hướng nghiên cứu các vấn đề, bằng câu hỏi tại sao, bằng cách nào.., giờ thực hành chưa rèn cho học sinh thiết kế các thí nghiệm để chứng minh kiến thức nào đó đã học mà chủ yếu làm theo yêu cầu giáo viên do đó kỹ năng nghiên cứu khoa học của các em còn nhiều hạn chế. - Còn rất nhiều giáo viên chưa biết cách viết báo cáo khoa học như thế nào, và còn nặng suy nghĩ hoạt động nghiên cứu khoa học là cái gì đó vô cùng to lớn và khó khăn. Từ thực trạng trên, kết quả của hoạt động nghiên cứu khoa học của nhà trường nói riêng của Phòng Giáo dục và Đào tạo nói chung chưa đạt hiệu quả cao, tôi chọn dề tài:Cách hướng dẫn học sinh nghiên cứu dự án khoa học tham gia “Cuộc thi khoa học ,kỹ thuật dành cho học sinh trung học” đạt hiệu quả. 3.2 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến 3.2.1. Mục đích của giải pháp: 2 Hướng dẫn học nghiên cứu dự án khoa học tham gia “Cuộc thi khoa học ,kỹ thuật dành cho học sinh trung học” đạt hiệu quả. + Giáo viên: - Cụ thể hóa việc dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh. - Giáo viên được nâng cao năng lực, tích lũy kinh nghiệm nghiên cứu khoa học kỹ thuật, nâng cao chất lượng các dự án nghiên cứu. + Học sinh: - Tạo hứng thú và sự đam mê nghiên cứu khoa học kỹ thuật, nhạy bén tìm ra các ý tưởng nghiên cứu xuất phát thực tiễn cuộc sống, biết vận dụng kiến thức đã học để giải quyết vấn đề. - Biết và vận dụng phương pháp nghiên cứu khoa học phù hợp với trình độ, lứa tuổi. - Biết thực hiện một dự án nghiên cứu khoa học đúng quy trình. 3.2.2. Nội dung giải pháp 3.2.2.1. Sự khác biệt của giải pháp mới so với giải pháp cũ: + Tạo sự đam mê nghiên cứu ở giáo viên và học sinh: - Việc BGH bắt buộc các tổ chuyên môn phải có sản phẩm nộp về phòng giáo dục, mà giáo viên chưa nắm vững hoạt động này, chưa đam mê, nên chất lượng các sản phẩm không cao, đôi khi trùng lắp, sao chép.Do đó nhờ các giáo viên được tập huấn, có kinh nghiệm trong hoạt động nghiên cứu khoa học tới trường trao đổi với giáo viên về mục đích của hoạt động này, cách chọn đề tài, cách tiến hành nghiên cứu, cách viết báo cáo đề tài. + Chọn đề tài: 3 - Việc chọn đề tài, thường do giáo viên đề xuất sau đó hướng dẫn học sinh thực hiện, việc này dẫn đến hậu quả là đề tài không phong phú, bản thân học sinh tham gia nghiên cứu, cảm giác đam mê thích thú không ở đỉnh cao do bị áp đặt. Vì vậy, tôi trao đổi với học sinh lớp 9 về: các lĩnh vực nghiên cứu, phân tích các dự án đã đạt giải. Qua đó khuyến khích học sinh cần phải quan sát lắng nghe những khó khăn nảy sinh trong hoạt động sản xuất, hoạt động xã hội trong cuộc sống của người dân đòi hỏi phải có sự cải tiến,những nhược điểm của các dụng cụ, những mô hình... tìm cách khắc phục lắp đặt thêm,loại bỏ một vài chi tiết cũ hay tạo ra những cái mới để các vấn đề đó trở nên tốt đẹp hơn. Để có được đề tài học sinh phải luôn biết đặt ra các câu hỏi thắc mắc: Tại sao? Bằng cách nào? Cần kiến thức lĩnh vực nào để giải quyết? Các đề tài tôi gợi ý để các em phát hiện thường gắn với cải thiện môi trường, trồng trọt để tạo ra các sản phẩm có ích cho đời sống. + Chọn học sinh nghiên cứu: phải phù hợp với tiêu chuẩn quy định của Bộ Giáo dục(học sinh cấp trung học phổ thông có học lực khá trở lên). Điều tiên quyết là các em phải có đam mê, có các kỹ năng tốt về ngôn ngữ (viết và nói), sáng tạo, biết ứng xử và phản ứng nhanh . + Kinh phí: Nguồn kinh phí này được vận động từ các mạnh thường quân, các cá nhân quan tâm tới hoạt động này của nhà trường,và xin từ kinh phí hoạt động của nhà trường . Vì nghiên cứu phải qua nhiều công đoạn, phải phân tích mẫu , thực hiện nhiều lần, đi từ nhiều lần thất bại mới đến thành công vì vậy cần phải có sự hỗ trợ để học sinh và giáo viên có động lực nghiên cứu. 4 + Xây dựng kế hoạch: Cuộc thi khoa học kĩ thuật học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông đã trở thành nhiệm vụ hàng năm.Vì vậy tôi có kế hoạch lâu dài cho hoạt động hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật. Nếu như trước đây, việc nghiên cứu các dự án được thực hiện trong thời gian một ,hai tháng (chọn đề tài, chọn học sinh, nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, kiểm chứng …) thì hiện nay tôi phải có kế hoạch trước trong một năm.Khi nộp dự án dự thi, thì tôi đã nghĩ đến hướng nghiên cứu cho năm học sau. Như vậy, từ việc chọn hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học để tham gia Cuộc thi, tôi đã thực hiện giải pháp mới có định hướng, có kế hoạch. Các thành tố cơ bản không thể bỏ qua: bồi dưỡng, chọn đề tài, chọn học sinh, xây dựng kế hoạch, tìm kính phí … Làm tốt những điều đó đã giúp cho tôi dù khó khăn ( cơ sở vật chất) nhưng đã làm được những điều mà đa số giáo viên ngại và không làm được . 3.2.2.2. Cách thực hiện giải pháp mới: Trong khuôn khổ Cuộc thi khoa học kĩ thuật học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông có hai loại dự án nghiên cứu nhiều nhất là dự án khoa học và dự án kỹ thuật được thực hiện theo hai quy trình khác nhau. Trong thời gian vừa qua, thế mạnh của tôi là nghiên cứu dự án khoa học. Vì vậy để hướng dẫn học sinh nghiên cứu một dự án kỹ thuật thành công, cần phải thực hiện các công việc sau: 1. Hướng dẫn học sinh thực hiện nghiên cứu đúng quy trình của dự án bao gồm các công việc thực hiện theo một trình tự xác định: 5 - Xác định vấn đề nghiên cứu: bằng câu hỏi về điều mà học sinh quan sát được (Vấn đề đây là gì? Có cách nào giải quyết tốt hơn không? Cải tiến nó như thế nào?...). Từ đó đề xuất tìm ra một giải pháp thích hợp, hiệu quả. Thí dụ: - Trên lý thuyết hệ thống bioga sẽ hạn chế ô nhiễm trong chăn nuôi heo nhưng thực tế các hộ nuôi heo có hệ thống bioga, vẫn gây ô nhiễm nước kênh rạch. Từ đó các em đặt ra câu hỏi tại sao khi áp dụng vào thực tế thì kết quả không đúng lý thuyết? Khắc phục bằng cách nào? Sử dụng kiến thức của môn học nào để khắc phục nhược điểm của hệ thống? Từ đó có dự án khoa học “ sử dụng phế phẩm của địa phương tạo ra nông sản sạch” ( Đạt giải khuyến khích cấp quốc gia năm 2014) - Hay: Khi đọc báo thấy phản ảnh tình trạng ô nhiễm không khí của làng nghề than thiêu kết ở Phong Nẫm.Từ đó các em đặt ra câu hỏi các khí thải ra của lò đốt là khí gì? Các lò đốt sử dụng chất gì để rửa khí? Khả năng hấp thụ khí của chất ấy có nhược điểm gì? Dùng chất khác thay thế được không? Ưu điểm chất thay thế ra sao, hiệu quả như thế nào? Từ đó có dự án “ Nâng cao hiệu quả xử lý khí thải ở làng nghề than thiêu kết của xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre” (đạt giải ba cấp quốc gia năm 2015). - Đặt tên đề tài: Là nơi thể hiện cô đọng nhất nội dung nghiên cứu của đề tài. Tên đề tài phải thể hiện rõ mục tiêu nghiên cứu, thể hiện rõ phương tiện thực hiện mục tiêu, thể hiện môi trường chứa đựng mục tiêu và phương tiện thực hiện. 6 Ví dụ “Nâng cao hiệu quả xử lý khí thải ở làng nghề than thiêu kết của xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre”tên đề tài này chỉ rõ mục tiêu nghiên cứu là là xử lý khí thải, tại làng nghề than thiêu kết ở xã Phong Nẫm. - Nghiên cứu tổng quan: - Là tìm hiểu lịch sử nghiên cứu của đề tài( có ai đã nghiên cứu chưa, nếu có thì đã nghiên cứ gì? Còn để lại điều gì chưa nghiên cứu?), nghiên cứu tài liệu về những vấn đề quan tâm của đề tài, thực địa, thực nghiệm tìm phương pháp giải quyết đề tài. Thí dụ: Với dự án “Nâng cao hiệu quả xử lý khí thải ở làng nghề than thiêu kết của xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre” học sinh phải nghiên cứu: Trước đây ai đã nghiên cứu đề tài này, nghiên cứu những vấn đề nào. những nghiên cứu ấy còn những hạn chế nào, cách khắc phục những hạn chế ấy là gì, tìm ra giải pháp tốt hơn là gì, cơ chế ra sao? - Xác định mục tiêu nghiên cứu: là xác định bản chất sự vật cần được làm rõ, trả lời được câu hỏi” Nghiên cứu cái gì” Thí dụ: : Với dự án án “Nâng cao hiệu quả xử lý khí thải ở làng nghề than thiêu kết của xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre” Học sinh phải xác định được khí thải ra là những loại khí nào? Vận dụng kiến thứchóa học tìm chất hấp thụ có giá thành rẽ hiệu quả cao hơn chất mà người dân đang sử dụng. - Giới hạn phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu luôn đặt ra đối với mọi đề tài nghiên cứu. Phạm vi nhiên cứu là nghiên cứu đến đâu, tập trung nghiên cứu vấn đề gì 7 Thí dụ: : Với dự án “Nâng cao hiệu quả xử lý khí thải ở làng nghề than thiêu kết của xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre” chỉ tập nghiên cứu tìm nồng độ dung dịch Na2CO3 thích hợp để hấp thụ khí CO, hơi hắc ín, NOx, SO2, CO2 và bụi, còn kích thước lò, chiều cao ống khói, số lượng miễng gáo cho một lần đốt lò thì không nghiên cứu. - Vấn đề nghiên cứu: Là câu hỏi nghiên cứu,định giải quyết vấn đề gì trong khi nghiêncứu mục tiêu. Ví dụ: Với dự án “Nâng cao hiệu quả xử lý khí thải ở làng nghề than thiêu kết của xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre” các câu hỏi nghiên cứu là: + Bằng cách nào để tiếp tục xử lý triệt để lượng khí thải và bụi từ lò than thiêu kết. + Sử dụng phương pháp, nguyên liệu nào? + Khi sử dụng hóa chất xử lí có làm ảnh hưởng tới công suất hoạt động của lò than không? Chất lượng sản phẩm có bị ảnh hưởng không? + Cộng đồng có quan tâm đến vấn đề nghiên cứu không? + Ai là người sử dụng kết quả của nghiên cứu này? Và sử dụng như thế nào? + Ai được hưởng lợi từ nghiên cứu ? mức độ và phạm vi hưởng lợi như thế nào? + Sản phẩm nghiên cứu có được sử dụng rộng rãi không.? + Phương pháp nghiên cứu được áp dụng rộng rãi không? 8 + Vấn đề nghiên cứu có ảnh hưởng không tốt đến cộng đồng không? - Phương pháp nghiên cứu: + Nghiên cứu tài liệu. + Thực nghiệm. Các kết quả của thực nhiệm đều phải có phân tích xác định của các trung tâm chuyên nghành. - Kết quả nghiên cứu: cần đánh giá được những mặt đạt được của dự án( lợi ích về mặt xã hội, kinh tế, sức khỏe con người,ý thức xã hội...), những vấn đề mà dự án chưa làm được.Từ nghiên cứu đưa ra những khuyến nghị nào. 2. Trong quá trình thực hiện dự án khoa học giáo viên cần chú ý hướng dẫn cho học sinh nhận biết được các biến trong quá trình thực nghiệm (biến kiểm soát, biến độc lập, biến phụ thuộc), phải đo đạc cẩn thận sử thay đổi của các biến và ghi chú đầy đủ để phân tích đi đến kết luận. Các kết quả sau đó cần sơ đồ hóa, để thuận lợi trong việc so sánh, đánh giá. 3. Báo cáo kết quả nghiên cứu: cần trình bày đầy đủ theo đúng mẫu và gợi ý hướng dẫn của Bộ giáo dục và đào tạo. Kinh nghiệm cho thấy trình bày báo cáo cần rõ ràng, khoa học. Đặc biệt học sinh phải nêu được ý nghĩa, chỉ ra được điểm mới của dự án, thể hiện được phương pháp nghiên cứu mang tính khoa học, cách phân tích xử lý số liệu một cách khoa học khẳng định được kết luận rút ra được là khách quan chính xác và đáng tin cậy. 9 4. Gởi mẫu phân tích: Đối với các dự án khoa học khi tạo ra một sản phẩm để xác nhận được độ đáng tin cậy của kết luận, cần gửi mẫu đến các Trung tâm kiểm định chất lượng. Ví dụ: trung tâm tư vấn công nghệ môi trường và an toàn vệ sinh lao động, trung tâm kỹ thuật đo lường chất lượng.... 3.3. Khả năng áp dụng: Việc tổ chức, hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học kỹ thuật để tham gia Cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học được thực hiện trên 17 lĩnh vực quy định của Bộ giáo dục và Đào tạo, vì vậy giải pháp Cách hướng dẫn học sinh nghiên cứu loại dự án khoa học tham gia “Cuộc thi khoa học ,kỹ thuật dành cho học sinh trung học” đạt hiệu quả, áp dụng được cho tất cả các bộ môn giảng dạy trong nhà trường (bao gồm các môn Khoa học Tự nhiên, Khoa học xã hội và hành vi) đối với các trường Trung học cơ sở, ở mọi địa bàn trong tỉnh. Giải pháp trên phù hợp cho các trường có đủ điều kiện nghiên cứu kể cả các trường ở vùng nông thôn (bản thân tôi là trường ở địa bàn nông thôn còn nhiều khó khăn, thiếu thốn). 3.4. Hiệu quả: Với việc hướng dẫn cho học sinh tham gia Cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học đã mang lại kết quả như sau: + Từ năm học 2012-2013 đến nay, với Cuộc thi khoa học kỹ thuật học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông kết quả như sau: 10 - Năm học 2013-2014: Đạt giải nhì cấp tỉnh, giải khuyến khích cấp quốc gia. (Dự án “ sản xuất phân hữu cơ từ phế phẩm của địa phương và tạo ra nồng sản sạch” - Năm học 2014-2015: Đạt giải Nhất cấp Tỉnh và giải giải 3 cấp quốc gia (dự án “Nâng cao hiệu quả quy trình xử lý chất thải ở làng nghề sản xuất than thiêu kết tại xã Phong Nẫm huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre”). + Năm học 2015-2016: Đạt giải nhất cấp huyện, giải 3 cấp tỉnh cấp Tỉnh (dự án “Nghiên cứ bã cà phê trong ứng dụng làm phân bón cho cây đu đủ” Đối với giáo viên hướng dẫn, trong năm học 2013-2014 và năm học 2014- 2015 đã được Sở Giáo dục và Đào tạo trao Giải Ý tưởng xanh. 3.5 Tài liệu kèm theo: không Mỏ Cày Nam , ngày 4 tháng 4năm 2016 11