LUẬN văn THẠC sĩ HAY tổ chức hoạt động dạy học chương áp suất môn khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND lào theo định hướng giáo dục stem​

Điều đó đòi hỏi người lao động mới không những phải có trình độ văn hoá, trình độ nghề nghiệp nhất định mà còn phải có tính độc lập, năng động và sáng tạo, có năng lực giải quyết các vấn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7

NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG

GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7

NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG

GIÁO DỤC STEM

Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THỊ THU HÀ

TS NGUYỄN THỊ MINH THỦY

THÁI NGUYÊN - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Tổ chức hoạt động dạy học chương

“Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của

TS Nguyễn Thị Thu Hà và TS Nguyễn Thị Minh Thủy Các số liệu và tài

liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ

Tác giả

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

Xin cảm ơn các bạn học viên cao học Vật lý khóa 26B (2018-2020) đã

hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Cuối cùng, tôi cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song luận văn nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của Hội đồng khoa

học và Quý thầy cô, anh chị em đồng nghiệp và bạn bè

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2020

Tác giả

Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đính nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học 3

4 Đối tượng nghiên cứu 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Đóng góp của đề tài 4

8 Cấu trúc luận văn 4

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 6

1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM 6

1.2 Giáo dục STEM 9

1.2.1 Khái niệm về giáo dục STEM 9

1.2.2 Mô hình Giáo dục STEM 11

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 20

1.3.1 Các khái niệm 20

1.3.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề 21 1.3.3 Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của

HS 22

1.5 Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào 24

1.5.1 Mục đích điều tra 24

1.5.2 Phương pháp điều tra 24

1.5.3 Đối tượng điều tra 25

1.5.4 Kết quả điều tra 25

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 28

Chương 2 THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO 29

2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7” 29

2.1.1 Tổng quan của chương “Áp suất” 29

2.1.2 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng 30

2.1.3 Phân tích nội dung kiến thức 31

2.2 Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM 32

2.2.1 Lý do chọn chủ đề 32

2.2.2 Mục tiêu của chủ đề 32

2.2.3 Kiến thức STEM trong chủ đề 33

2.3 Tiến trình dạy học chủ đề ”Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM 33

2.3.1 Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề 33

2.3.2 Bộ câu hỏi định hướng của chủ đề 34

2.3.3 Chuỗi hoạt động giảng dạy 37

2.4 Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong quá trình dạy học 47 2.4.1 Các tiêu chí và phiếu để giáo viên đánh giá nhóm học sinh 47

2.4.2 Các tiêu chí và phiếu để học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng 49

2.4.3 Đề kiểm tra kết quả học tập của học sinh 50

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 53

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 54

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 54

3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 55

3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 55

3.5 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 56

3.5.1 Chọn mẫu thực nghiệm 56

3.5.2 Phương pháp tổ chức kiểm tra 56

3.5.3 Diễn biến quá trình TNSP 56

3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 58

3.6.1 Đánh giá định tính 58

3.6.2 Đánh giá định lượng 59

3.5.3 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 63

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BGD&ĐT : Bộ giáo dục và đào tảo

Bộ GDTT : Bộ Giáo dục và Thể thao CHDCND Lào : Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

DA : Dự án DHDA : Dạy học dự án DHGQVĐ : Dạy học giải quyết vấn đề

THCS : Trung học cơ sở

VĐ : Vấn đề

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7 29Bảng 2.2 Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn

đề 47Bảng 2.3 Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn

đề 49Bảng 3.1 Bảng điểm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên 59Bảng 3.2 Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực GQVĐ của học

sinh 60

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Đặc điểm của dạy học dự án 14Hình 1.2 Các bước thực hiện dự án 15Hình 1.3 Sơ đồ quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM 17Hình 3.1 Các em học sinh 7A Trường THCS Cao đăng sư phạm

Savannakhet tự tin đưa ra các phương án giải quyết vấn

đề 57Hình 3.2 Các em HS Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet rất

hào hứng chế tạo mô hình 57Hình 3.3 Giáo viên đến từng nhóm để hướng dẫn, tư vấn cho các em

và giám sát quá trình làm việc của từng nhóm 58Hình 3.4 Cả 5 nhóm đã lắp ráp sản phẩm thành công, và trưng bày

sản phẩm của mình 58Hình 3.5 Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực GQVĐ 62Hình 3.6 Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của các

nhóm 63

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) cùng với các nước trên thế giới đang trong thời kỳ mà những tiến bộ của khoa học kỹ thuật

và sự bùng nổ của tri thức đã tác động sâu sắc đến sự phát triển của xã hội Điều

đó đòi hỏi người lao động mới không những phải có trình độ văn hoá, trình độ nghề nghiệp nhất định mà còn phải có tính độc lập, năng động và sáng tạo, có năng lực giải quyết các vấn đề thực tiễn, đủ kiến thức, trí tuệ, phẩm chất đạo đức để đáp ứng được yêu cầu nhân lực của đất nước.Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của quốc gia, Nhà nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân (CHDCND) Lào đã đề ra chiến lược phát triển nguồn nhân lực từ 2006 -

2020, một trong các hướng phát triển đó là tổ chức nghiên cứu khoa học giáo dục và có kế hoạch phát triển khoa học giáo dục, từ đó đổi mới giáo dục và đào tạo

Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục: ''phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng môn học, lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho HS”

Ở nước CHDCND Lào, kiến thức Vật lí cấp THCS nằm trong hệ thống các kiến thức thuộc môn Khoa học tự nhiên nên việc đổi mới phương pháp dạy

và học đối với môn KHTN là điều tất yếu Do đặc thù của kiến thức Vật lí đóng vai trò quan trọng trong các nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật nên một trong các yêu cầu của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí

là tăng cường hoạt động thực hành, nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lí của học sinh trong quá trình học tập Vì vậy, việc tổ chức dạy học theo hướng giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu cấu tạo, công dụng,

nguyên tắc hoạt động và chế tạo thí nghiệm về các ứng dụng kỹ thuật để học sinh tiếp cận với con đường nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn

Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể Từ đó, học sinh nắm được các ứng dụng kỹ thuật trong đời sống và có kiến thức để sử dụng các máy móc thiết bị cơ bản làm cơ sở cho việc sử dụng những công cụ

trong cuộc sống

Đã có nhiều mô hình dạy học tích cực được nghiên cứu và áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới, ở nước CHDCND Lào cũng đang từng bước triển khai áp dụng Tuy nhiên, trong đề tài này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu

và vận dụng mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Lào Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng Thay vì dạy bốn môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21 Điều này phù hợp với cách tiếp cận đổi mới phương pháp dạy học ở nước CHDCND Lào Vì vậy, tư tưởng tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào trong Chương trình GDPT nước CHDCND Lào

Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy môn học KHTN 7 tại nước CHDCND Lào, tôi thấy kiến thức chương “Áp suất” có nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật Giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí nghiệm ở

nhà tạo cơ hội rèn luyện kĩ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững

Xuất phát từ những lí do đó nên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tổ chức

hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”

2 Mục đính nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thứcchương “Áp suất”

môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

3 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức được hoạt động dạy học một số kiến thức chương

“Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

4 Đối tượng nghiên cứu

- Một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào

- Hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học

tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM

- Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập một số nội dung kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 CHDCND Lào

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, các kiến thức

và ứng dụng của chương “Áp suất” môn KHTN 7 nước CHDCND Lào trong đời sống và kĩ thuật

- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Hoạt động dạy và học môn KHTN cấp THCS, hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở nước CHDCND Lào

- Nghiên cứu mục tiêu dạy học KHTN 7nước CHDCND Lào

- Thiết kế được hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất”

theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

- Thử nghiệm sư phạm tại trường THCS nước CHDCND Lào để xem xét hiệu quả của việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học chương “Áp suất” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu tài liệu: Các tài liệu về giáo dục STEM, hoạt động dạy học

KHTN theo mô hình giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của HS

6.2 Điều tra khảo sát thực tế: Điều tra thực tiễn việc dạy và học môn

KHTN cấp THCS tại nước CHDCND Lào

6.3 Thực nghiệm sư phạm: Thực hiện thử nghiệm sư phạm nhằm đưa

ra nhận xét quá trình phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học môn KHTN 7 ở nước CHDCND Lào,từ đó rút ra kết luận đề tài

6.4 Thống kê toán học: Được sử dụng trong quá trình xử lý các số liệu

- Tổ chức một số hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất”

môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

8 Cấu trúc luận văn

Với mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu như trên tôi cấu trúc luận văn như sau:

Phần mở đầu

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Thiết kế hoạt động dạy học một sô kiến thức chương “Áp suất”môn KHTN 7 theo định hướng giáo dục STEM

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận

Tài liệu tham khảo Phụ lục

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM

Trước bối cảnh đổi mới giáo dục, trên thế giới, ở các nước phát triển như

Mỹ, Pháp, Anh,… đã có những bước thay đổi công tác giáo dục và đào tạo Họ bắt đầu quan tâm, nghiên cứu về giáo dục STEM, các nhà lãnh đạo hay các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò quan trọng của STEM trong thời đại nền giáo dục hiện đại

Theo thống kê của Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ

có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản

từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [14] Theo cơ sở dữ liệu ISI trong những năm 1992-2013 thì số lượng các bài báo nghiên cứu về vấn đề STEM phát triển mạnh tăng từ 15 bài báo trong năm 2008 đến năm 2013 đã có con số gần 100 bài báo có chất lượng về STEM Trong các bài báo trên thì Mỹ

là quốc gia có số nghiên cứu nhiều nhất( 52%), tiếp theo là Anh có 9,35%, Hà Lan, Úc cùng chiếm (14,6%) còn lại các quốc gia khác như Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đài Loan… Các nghiên cứu tập trung vào các lĩnh vực chủ yếu như: Giáo dục học, tâm lí học, kĩ thuật,…

Trong ngày hội khoa học toàn quốc tại Nhà Trắng ngày 23/05/2015 Tổng thống Mỹ đã dành cả ngày để trao đổi, trò chuyện với các nhà khoa học nhí, các sản phẩm sáng tạo của học sinh được trưng bày trong văn phòng Nhà Trắng Trong các chương trình giáo dục STEM tại Mỹ, bên cạnh việc tổ chức nhiều hoạt động học tập phong phú cho học sinh, nhà trường còn có nhiều hoạt động truyền thông và hướng dẫn phụ huynh tham gia tích cực quá trình giáo dục của trẻ [2]

Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học”, giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục

STEM: “Tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân Học STEM

cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý, khả năng

rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến thức sâu rộng Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM” [15]

Tờ TAME của Mỹ cho biết: “Từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên

quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm 1950 đến 2007 Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới, có tác

động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế đổi mới” [15]

Tại Việt Nam, từ năm học 2015 - 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam

2016 - 2017” được triển khai từ tháng 01 năm 2016 Tháng 02 vừa qua, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức giai đoạn 4 của dự án, rà soát và đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán) tại 15 trường trung học cơ sở và THPT thuộc địa bàn Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh [14]

Một số công trình nghiên cứu về giáo dục STEM:

Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Đỗ Hương Trà… trong các tài liệu [4], [6], đã trình bày khá đầy đủ các vấn đề về STEM như so sánh, phân biệt giữa giáo dục STEM với các phương pháp giáo dục khác nêu được ưu điểm và hạn chế của từng loại đồng thời đưa ra được các đề xuất

để phát triển năng lực của học sinh thong qua hoạt động giáo dục STEM

Trong luận án nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017) về “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng GD STEM” Kết quả nghiên cứu cho thấy: Phần lớn học sinh cảm thấy thoải mái, tự giác trong học tập, phát triển năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong quá trình tham gia xây dựng nội dung bài học, phù hợp với định hướng của BGD&ĐT trong công văn số 5555/BGDĐT - GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiện nay [8]

Trong luận văn tốt nghiệp của Lê Thanh Trúc (2017) về “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10 theo định hướng GD STEM” Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Học sinh đã phát huy được tính tích cực và năng lực sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề

và rèn luyện một số kỹ năng cần thiết trong cuộc sống như kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông tin, thuyết trình, phản biện… góp phần tạo được hứng thú học Vật lý của HS nhờ vận dụng các kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học - Vật

lý 10” theo định hướng GD STEM trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông [9]

Trong Luận văn tốt nghiệp của CHANTHASINH OUNKEO (2017) về

“Tổ chức hoạt động dạy học STEM về Dòng điện một chiều nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh Trung học cơ sở (CHDCND Lào)”, kết quả nghiên cứu cho thấy việc tổ chức hoạt động dạy học theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề có khả năng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh

Hiện tại nước (CHDCND Lào) chưa có một công trình nghiên cứu chính thức nào về GD STEM Tuy nhiên, tại nước (CHDCND Lào) đã có những triển khai nhất định về GD STEM

Trong tài liệu Luật khoa học và công nghệ của Bộ KHCN Lào đã chỉ ra rằng: “Việc nâng cao trình độ của cán bộ và nhân viên là việc làm rất quan

trọng để thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ như: công nghiệp điện tử, Công nghiệp du lịch, công nghiệp chế tạo và sản xuất thực phẩm ”

Để đáp ứng yêu cầu trên, Bộ KHCN và Bộ GDTT của nước (CHDCND Lào) cần trao đổi, hợp tác với nhau để xây dựng đội ngũ lao động có trình độ, tay nghề để đáp ứng nhu cầu lao động trong và ngoài nước

Trong bài báo cáo của dự án nghiên cứu và phát triển chương trình dạy học

về công nghệ, sáng chế đã chỉ ra rằng: Hiện nay, Chính phủ của nước (CHDCND Lào) đang đầu tư cho việc xây dựng chương trình GD STEM cho các trường học, các cấp học Thực sự, để triển khai GD STEM ở nước (CHDCND Lào) cần có 2 yếu tố quan trọng đó là: Thúc đẩy xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao và khuyến khích nghiên cứu chế tạo sản phẩm mới có chất lượng cao Bên cạnh đó,

Sở Giáo dục phải xem lại một số chiến lược và thay đổi phương pháp giảng dạy

từ bậc mầm non đến bậc đại học nhằm cho HS chủ động, tích cực học tập, phát triển được các kỹ năng cần thiết Đồng thời trong quá trình dạy học phải tích hợp kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Các trường học cao đẳng, trường đại học cần phải hợp tác với các cơ quan, các công ty sản xuất, các đơn vị kinh doanh, doanh nghiệp…để xây dựng học tập từ nhà trường đến nhà máy (Work-intergrated Learning: Wil), trao đổi và hợp tác nhau để rèn luyện sinh viên học tập qua hoạt động thực tiễn

1.2 Giáo dục STEM

1.2.1 Khái niệm về giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Maths (Toán học) [13]

Science (Khoa học): Là nội dung phần kiến thức thuộc lĩnh vực trong

khoa học tự nhiên của các môn Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS tìm hiểu nội dung kiến thức về thế giới xung quanh chúng ta và

có thể vận dụng kiến thức đó vào giải thích các hiện tượng diễn ra trong cuộc sống hàng ngày

Technology (Công nghệ): Là nội dung phần kiến thức về Công nghệ

nhằm giúp HS phát triểnkhả năng sử dụng, quan lý và đánh giá Công nghệ đồng thời áp dụng các Công nghệ tiên tiến vào quá trình học tập, các quy trình sản xuất để phục vụ cho cuộc sống có chất lượng tốt hơn

Engineering (Kỹ thuật): Là môn học thông qua các hoạt động học tích hợp

các kiến thức khoa học, toán học… vào xây dựng kỹ thật giúp học sinh hiểu biết

sự phát triển của khoa học đồng thời giúp học sinh vận dụng các kiến thức vào trong xây dựng quy trình sản xuất nhằm phục vụ cuộc sống

Maths (Toán học): Là nội dung kiến thức về tính toán thông qua hoạt động

tính toán, trình bày ý tưởng và nêu ra các giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt ra giúp HS phát triển khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng

STEM là một cách dạy học trang bị cho người học những kiến thức môn học trong lĩnh vực STEM và những kỹ năng cần thiết theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể áp dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong cuộc sống thực tiễn Thay vì giảng dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế [7]

GDSTEM là giải pháp góp phần tăng hiệu quả dạy học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệt trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn của các kiến thức Vật lý được học

GD STEM gồm có 3 cách hiểu chính như sau:

Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Là một chương trình dạy học từ bậc tiểu học đến bậc sau đại học để cung cấp hỗ trợ, tăng cường năng lực của người học [1]

Tích hợp của bốn lĩnh vực STEM: “Là phương pháp tiếp cận liên môn

những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào bối cảnh thực tế nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp” [1]

Tích hợp từ hai lĩnh vực STEM trở lên: “GD STEM là một cách dạy

học tiếp cận, nghiên cứu khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai môn học STEM trở lên, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường”[1]

Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành

và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua dự án - chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM

Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào GQVĐ thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [4]

Các môn học trong giáo dục STEM

- Science (Khoa học) là kiến thức vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên từ đó vận dụng KT, KN để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống một cách khoa học

- Technology (Công nghệ) phát triển khả năng hiểu và đánh giá công nghệ của HS HS hiểu được công nghệ phát triển như thế nào và mức độ ảnh hưởng của công nghệ đến đời sống

- Engineering (Kĩ thuật) tạo cơ hội cho HS tích hợp kiến thức nhiều lĩnh vực và kĩ năng vân dụng sáng tạo kiến thức để thiết kế, chế tạo hay xây dựng, quy trình tạo thành sản phẩm

- Mathematic (Toán học) phát triển khả năng phân tích, biện luận, truyền đạt ý tưởng hiệu quả thông qua tính toán để giải thích các giải pháp của vấn đề được đưa ra

1.2.2 Mô hình Giáo dục STEM

1.2.2.1 Mục tiêu giáo dục STEM

Mục tiêu đầu tiên của giáo dục STEM là đưa hoạt động trải nghiệm vào trong quá trình học tập Học sinh được học trên cơ sở dự án, được giao nhiệm

vụ theo từng dự án, từ đó phát huy tối đa khả năng tư duy sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và ứng dụng các kiến thức khoa học vào cuộc sống

Bên cạnh kiến thức khoa học, học sinh cũng được thấm dần các thói quen tư duy, nhìn nhận và đánh giá hiện tượng, sự kiện một cách logic.[15]

Mục tiêu thứ hai của giáo dục STEM là đem lại sự hứng thú trong học tập Nhiệm vụ giao cho học sinh phải đủ hấp dẫn để kích thích trí sáng tạo và

tò mò Để đạt được điều này, ngoài thiết kế bài giảng thì người giáo viên STEM cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng, giúp duy trì sự hứng thú học tập của học sinh trong quá trình học tập Vì vậy, cách thức truyền tải kiến thức và hướng dẫn học sinh trên lớp của giáo viên phải được đào tạo thật bài bản

Tóm lại, giáo dục STEM trang bị cho học sinh những kỹ năng phù hợp

để phát triển trong thời đại bùng nổ cách mạng cộng nghiệp 4.0 gồm: Tư duy phản biện và kỹ năng GQVĐ, kỹ năng trao đổi và cộng tác, tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến, văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông, kỹ năng làm việc theo dự án và kỹ năng thuyết trình [12]

1.2.2.2 Quy trình xây dựng chủ đề STEM

Quy trình xây dựng chủ đề/ bài học STEM gồm các bước sau: [10]

Bước 1: Lựa chọn chủ đề/ bài học

GV rà soát khung chương trình để tìm ra các chủ đề/bài học gắn với thực

tế, có tính phổ biến, gắn liền với kinh nghiệm sống của HS, phù hợp với trình độ nhận thức của HS Trong chương trình HH THPT chúng ta có thể xây dựng một

số chủ đề STEM như quy trình sản xuất một sản phẩm HH: giấm ăn, rượu, sữa chua, tinh dầu, xà phòng hand made, nước rửa tay khô sát khuẩn…

Bước 2: Xác định các vấn đề cần giải quyết

Sau khi lựa chọn chủ đề STEM, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho HS GV có thể xây dựnvg hệ thống câu hỏi để giúp HS thông qua câu trả lời nắm được vấn đề của chủ đề Khi giải quyết vấn đề đó HS phải học được những KTKN cần dạy trong chương trình môn học (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những KTKN đã biết (đố với STEM vận dung) để xây dựng bài học

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/ giải pháp giải quyết vấn đề

Xây dựng tiêu chí là một bước quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học, giải pháp giải quyết vấn đề, thiết kế mẫu sản phẩm Căn cứ vào các tiêu chí đã xây dựng, HS có định hướng trong quá trình thực hiện chủ đề STEM

Bước 4: Lập kế hoạch dạy học của chủ đề

Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề:

- Để xác định mục tiêu của chủ đề dạy học STEM cần rà soát xem kiến thức cần dạy, kĩ năng cần rèn luyện, xác định các năng lực được hình thành và phát triển thông qua chủ đề

- Khi dạy học chủ đề STEM cần chú ý đến các loại kiến thức: kiến thức

đã học (kiến thức nền) đó là những kiến thức học sinh đã học; kiến thức sẽ học

là những kiến thức HS sẽ chiếm lĩnh được trong quá trình học chủ đề; kiến thức

cơ sở khoa học là kiến thức mở rộng cho HS

- Đưa những kĩ năng cần rèn luyện chính vào mục tiêu của chủ đề

- Lựa chọn tích hợp KTKN vào trong chủ đề

Xây dựng nội dung các hoạt động dạy học

- Cần thể hiện rõ trong mỗi hoạt động dạy học: kiến thức, tư liệu học tập (phiếu học tập, tài liệu hỗ trợ…), phương tiện, thiết bị dạy học, dự kiến thời gian cho mỗi hoạt động, cách thức tiến hành hoạt động theo cá nhân hay nhóm hay theo trạm hay theo dự án…

- Việc phối hợp với GV bộ môn (nếu có) cũng cần được chỉ ra Chủ đề này được thực hiện vào thời điểm nào của kì học, năm học

Bước 5: Tổ chức dạy học và đánh giá chủ đề

Trên cơ sở chuẩn bị của GV, việc tổ chức dạy học chủ đề STEM sẽ được

tổ chức linh hoạt phù hợp với cơ sở vật chất, trình độ HS và thời gian cho phép

Sau khi dạy học xong chủ đề GV cần đánh giá những khía cạnh:

- Sự phù hợp thực tế dạy học với thời lượng

- Mức độ đạt được mục tiêu của HS

- Sự hứng thú của HS

- Mức độ khả thi của chủ đề

1.2.2.3 Phương pháp dạy học tích cực trong giáo dục STEM

* Phương pháp dạy học dự án

DHDA là một PPDH, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn, kết hợp lí thuyết với thực hành tạo ra các sản phẩm có thể giới thiệu được Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao từ việc xác định mục tiêu, lập kế hoạch đến việc thực hiện dự án và ĐG kết quả thực hiện

Đặc điểm của DHDA:

Hình 1.1 Đặc điểm của dạy học dự án

DHDA có ba đặc điểm cốt lõi là: định hướng HS, định hướng thực tiễn

và định hướng sản phẩm Trong quá trình thực hiện dự án HS phải tìm tòi nghiên cứu và phương pháp GQVĐ trong cuộc sống

Các bước tổ chức DHDA được nhiều tác giả mô tả, cơ bản gồm những bước sau:

Hình 1.2 Các bước thực hiện dự án

(Nguồn: Vụ Giáo dục trung học)

Trong giáo dục STEM DHDA thể hiện mục tiêu đặt ra là quá trình tìm tòi, nghiên cứu, định hướng sản phẩm dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật Căn

cứ vào thời điểm triển khai DA có thể phân loại DHDA như sau:

- DA này hình thành ngay từ khi bắt đầu chủ đề, khóa học gọi là pre-project

Trong quá trình thực hiện DA HS phải tích cực thu thập kiến thức để thực hiện DA, hoàn thành DA để chiếm lĩnh kiến thức dựa trên quy trình Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ

- DA vận dụng kiến thức hay gọi là post - project được thực hiện sau kết thúc chủ đề, khóa học Tri thức HS thu được trong quá trình học tập sẽ được dùng để GQVĐ hoặc tạo ra sản phẩm

Trong các DA STEM cần chú ý sự vừa sức đối với người học, các kiến thức

mà HS đã được học, kinh nghiệm vốn có của HS, tiến trình DA phải có bảng phân công nhiệm vụ và thời gian kết thúc GV cũng phải lường trước được các tình huống GV thường xuyên phải theo dõi DA, điều chỉnh, hỗ trợ HS để đảm bảo tiến độ DA

Khi bắt đầu tham gia các DA thì GV và HS phải xây dựng các tiêu chí đánh giá sản phẩm Còn đánh giá HS chú ý các hình thức như: tự đánh giá, đánh giá chéo, đánh giá của GV…

* Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

Dạy học GQVĐ là con đường quan trọng để phát huy tính tích cực của

HS Dạy học GQVĐ trên cơ sở lý thuyết nhận thức: Tư duy chỉ bắt đầu khi xuất hiện tình huống có VĐ” (Rubinstein) Vì vậy DHGQVĐ quá trình dạy học được

tổ chức thông qua việc GQVĐ

Giáo dục STEM quan tâm đến việc hình thành và phát triển NL giải quyết VĐ và sáng tạo cho HS Trong mỗi chủ đề STEM HS được đặt vào tình huống có vấn đề liên quan đến thực tiễn Để giải quyết VĐ đó HS phải tìm hiểu kiến thức Khoa học thông qua SGK, tài liệu tham khảo, mạng internet, thiết bị thí nghiệm…HS sử dụng các kiến thức tìm hiểu được để GQVĐ thực tiễn đặt ra trong chủ đề bài học STEM Các KT, KN tích hợp với nhau giúp HS hiểu bản chất của VĐ và cao hơn có thể tạo ra sản phẩm phục vụ cuộc sống

1.2.2.4 Quy trình tổ chức hoạt động dạy học chủ đề/ bài học STEM

Theo tài liệu tập huấn “Xây dựng và thực hiện các chủ đề Giáo dục

STEM trong trường trung học” của BGD&ĐT Việt Nam năm 2019, quy trình

dạy học chủ đề/bài học STEM được thực hiện theo các giai đoạn như sơ đồ sau [5]

Quy trình dạy học bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình

kĩ thuật, trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu

bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp

giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM

Quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM là sự kết hợp giữa tiến trình khoa học và chu trình thiết kế kĩ thuật Mặc dù vậy, các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà

có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau Cụ thể là việc

"Nghiên cứu kiến thức nền có thể được" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" cũng có thể được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia

(6) Thử nghiệm, đánh giá

(8) Điều chỉnh thiết kế (7) Chia sẻ và thảo luận (5) Thiết kế mô hình

(3) Đề xuất các giải pháp

(4) Lựa chọn giải pháp (2) Nghiên cứu kiến thức nền (1) Xác định vấn đề

Hoạt động 1 Xác định vấn đề: Thường là tình huống có vấn đề mang

tính kỹ thuật được sử dụng trong cuộc sống hằng ngày đồng gắn chặt với hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm kỹ thuật và thu hút HS vào quá trình học tập

- Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu

- Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ, đánh giá về

hiện tượng, sản phẩm, công nghệ

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành

nội dung

- Kỹ thuật tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung,

phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ

Hoạt động 2 Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp: Các kiến

thức như Toán, Lí, Hóa, Công nghệ, có liên quan đến vấn đề

- Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp

- Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để

tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành

nội dung

- Cách thức tổ chức hoạt động:

+ Giáo viên giao nhiệm vụ: Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác

định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới Điều hành “chốt”

kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm trong khi

HS báo cáo

+ Học sinh: Nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân,

nhóm) Báo cáo, thảo luận

Hoạt động 3 Lựa chọn giải pháp: HS dưới sự chỉ đạo của tổ trưởng phân

công lắp ráp sảm phẩm theo tài liệu hướng dẫn hoặc thiết kế sản phẩm của tổ

đã sáng tạo ra Nếu một số chi tiết phức tạp mất nhiều thời gian thì GV có thể chuển bị trước ở nhà hoặc giao nhiệm vụ về nhà trước cho HS

- Mục đích: Lựa chọn giải pháp/ bản thiết kế

- Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/ thiết kế để lựa chọn

và hoàn thiện

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/ bản thiết kế

được lựa chọn/ hoàn thiện

- Cách thức tổ chức hoạt động:

+ Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải

thích, bảo vệ giải pháp/ thiết kế) Điều hành, nhận xét, đánh giá, hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/ thiết kế mẫu vthử nghiệm

+ Học sinh báo cáo, thảo luận;

Hoạt động 4 Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá: Trong hoạt động này,

học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi

- Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế

- Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết

kế; thử nghiệm và điều chỉnh

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/

đồ vật đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá

- Cách thức tổ chức hoạt động:

+ Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế

tạp, lắp ráp ) Hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện

Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm Hoạt động 5 Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh: Trong hoạt động này, học

sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo

luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện

- Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu

- Nội dung: Trình bày và thảo luận

- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/ thiết bị/ mô hình/

đồ vật

- Cách thức tổ chức hoạt động:

+ Giáo viên Giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu vàsản phẩm trình bày)

Đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tụchoàn thiện

+ Học sinh: Báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/

thiết bị/ mô hình/ đồ vật đã chế tạo ) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa)

1.3 Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.1 Các khái niệm

1.3.1.1 Khái niệm vấn đề

Theo từ điển Petit Robert, vấn đề là câu hỏi cần giải quyết Câu trả lời cho câu hỏi này đưa đến hoặc tìm thấy một kết quả xuất phát từ một số dữ liệu hoặc là xác đinh một phương pháp cần tho đuổi để nhận được một kết quả cho

là đã biết Đến thế kỉ XVIII, từ vấn dề dần dần tay cho từ câu hỏi

Có nhiều loại vấn đề và phân chia theo nhiều loại dấu hiểu khác nhau

Theo chúng tôi, trong dạy học có thể chia vấn đề thành 2 loại:

- Vấn đề đóng: Mục tiêu thường rõ ràng và thường có một giải pháp hoặc

kết quả đúng; việc giải quyết vấn đề đóng được xm như một hoạt động hội tụ

Vấn đè đóng thường nằm trong bài học

- Vấn đề mở: Mục tiêu giải quyết vấn đề thường chưa rõ ràng, không

tường minh và thường có nhiều hơn một giải pháp hoặc kết quả đúng; việc giải quyết vấn đề mở được xem như một hoạt động phân kì Người học phải phân tích tình huống và diễn đạt tình huống bằng ngôn ngữ Khoa học Các vấn đề

mở thu hút học sinh tm kiếm mục tiêu đang tiểm ẩn trong vấn đề đạt ra Vấn đề

mở nằm trong thực tiễn có liên quan đến bài học

Có thể nói rằng, vấn đề là trạng thái mà ở đó có mâu thuẫn hoặc khoảng cách giữa thực tế và mong muốn Vấn đề là tfnh huống mà cá nhân phải đối mặt với nó tìm cách thực để giải quyết nó có hiệu quả

1.3.1.2 Khái niệm giải quyết vấn đề

Có nhiều ngiên cứu của giáo dục quốc tế đưa ra khái niêm: giải quyết vấn đề

là khả năng suy nghĩ và hành động trong tình huống không có quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường có sẵn Người giải quyết vấn đề có thể ít nhiều xác định được mục tiêu hành động, nhưng không phải ngay lập tức biết cách làm thế nào đề đạt được nó Sự am hiểu tình huống vấn đề và lí giải việc đạt mục tiêu đó trên cơ sở việc lập kế hoạch và suy luận tạo thành quá trình giải quyết vấn đề

Hoạt động giải quyết vấn đề trong tình huống chứa vấn dề mở, không hoặc nhiều dữ kiện cho phép pháp triển năng lực ở học sinh bởi người học phải chính xác tình huống, diễn đạt vấn đề, đề xuất giả thuyết,

Tiến trình giải quyết tình huống có chứa VĐ mở là dịp phát triển ở học sinh các hoạt động trí tuệ, hoạt động nghiên cứu sẽ được trở đi trở lại nhiều lần trong giờ học: xác định vấn đề nghiên cứu, đề xuất các dự đoán, tiền hành nghiên cứu, đánh giá kết quả và rút ra kết luận

1.3.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn là khả năng một cá nhân sử dụng hiệu quả quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề Mà ở đó học sinh chưa tìm hiểu ngay ra giải pháp một cách rõ ràng Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng

và tự phản ánh.Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực chủ yếu của con người, được cấu trúc thành 3 thành phần-thành tố như sau:[1]

- Đánh giá giải pháp

- Nhận thức và vận dụng phương pháp hành động vào bối cảnh mới

1.3.3 Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới) Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM

cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học [1]

Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn

đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế - xã hội Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau [1]:

a) Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM

Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập

b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó,

nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM

Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp

Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp

Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh

c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật Hoạt động này không mang tínhđại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM

1.4 Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào

1.4.1 Mục đích điều tra

Để chuẩn bị cho soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 theo định theo định hướng GD STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tại trường Trung học cơ sởtrườngcao đăng sư phạm Savannakhet và trường Trung học cơ sở Thasano nước CHDCND Lào, tôi tiến hành điều tra điều tra thực tế dạy và học của giáo viên và học sinh về dạy học theo mô hình giáo dục STEM nhằm:

- Tìm hiểu thực trạng dạy và học môn Khoa học tự nhiên ở THCS của giáo viên và học sinh;

- Tìm hiểu sự hiểu biết và vận dụng vào giảng dạy của GV về giáo dục STEM;

- Sự cần thiết của giáo dục STEM trong dạy học môn Khoa học tự nhiên

ở trường THCS nước CHDCND Lào

- Những khó khăn của giáo viên và học sinh khi áp dụng mô hình GD STEM trong dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS nước CHDCND Lào

- Tìm hiểu hứng thú của học sinh khi giáo viên áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM

1.4.2 Phương pháp điều tra

Việc điều tra được thực hành ở một số trường THCS Thành phố Cay Xỏn Phom Vi Hản, CHDCND Lào:

- Gặp gỡ và trao đổi trực tiếp với lãnh đạo nhà trường, tổ trưởng chuyên môn, trao đổi với các giáo viên dạy môn Khoa học tự nhiên

- Điều tra GV: Trao đổi trực tiếp, tham khoả giáo án, cách giảng dạy trong thời gian qua kiến thức về STEM và sử dùng phiếu điều tra

- Điều tra HS: Trao đổi trực tiếp thông qua các bài kiểm tra

- Dự giờ của một số GV

1.4.3 Đối tượng điều tra

Chúng tôi sử dụng phiếu điều tra về tình hình dạy và học theo định hướng giáo dục STEM của GV trường Trung học cơ sởtrường cao đăng sư phạm Savannakhet và GV trường Trung học cơ sở Thasano với 9 GV dạy môn Khoa học tự nhiên và HS trường Trung học cơ sở trường cao đăng sư phạm Savannakhet và HS trường Trung học cơ sở Thasano với 50 HS khối lớp7 có lực học đồng đều như nhau

1.4.4 Kết quả điều tra

Qua việc điều tra GV và HS trên thông qua phiếu điều tra tình hình dạy

và học được kết quả sau:

tỏ giáo dục STEM ở THCS chưa được chú trọng và chưa được quan tâm

- Với câu hỏi “Thầy (cô) có tự làm đồ dùng, thiết bị dạy học không?”

Số GV Không cần Bình thường Cần Rất cần

Kết quả này cho thấy sau khi giáo viên hiểu về giáo dục STEM thì họ thấy sự cần thiết của việc áp dụng STEM vào dạy học ở trường phổ thông để phát huy năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

- Với câu hỏi “Thầy (cô) đã vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chưa?”

Số GV Chưa bao

giờ sử dụng Thỉnh thoảng Thường xuyên

Rất thường xuyên

Kết quả thu được cho thấy có rất ít GV dạy học sinh theo định hướng giáo dục STEM Kết quả này cũng phản ánh các giáo viên được phỏng vấn chưa được tiếp cận nhiều với giáo dục STEM

- Với câu hỏi “Theo thầy (cô) việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học gặp khó khăn gì?”

Kết quả thu được như sau:

* Đối với HS

- Với câu hỏi “Các thầy (cô) chế tạo và sử dụng thí nghiệm/ứng dụng

kĩ thuật trong dạy học ở mức độ nào?

Số HS Không bao giờ Thỉnh

thoảng Thường xuyên Rất thường

xuyên

- Với câu hỏi số 2: “Em có thích các giờ học có sử dụng thí nghiệm/

- Với câu hỏi số 4: “Em có muốn áp dụng lý thuyết đã học để chế tạo

ra sản phẩm gắn với thực tiễn không?”

Số HS Không muốn Bình thường Muốn Rất muốn

“Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh”

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương 1 của luận văn này, chúng tôi đã trình bày:

- Các nghiên cứu về giáo dục STEM;

- Những cơ sở lí luận về giáo dục STEM;

- Quy trình thiết kế một chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM;

- Các hoạt động của tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM;

- Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chúng tôi đã điều tra, phỏng vấn GV và HS ở trường Trung học cơ sở trường cao đăng sư phạm Savannakhet và trường Trung học cơ sở Thasano về giáo dục STEM và việc vận dụng STEM vào giảng dạy của GV Qua đó, thấy được hiểu biết của các GV, HS về giáo dục STEM và sự cần thiết của mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho các môn học nói chung và môn Khoa học tự nhiên nói riêng

Kết quả nghiên cứu ở chương này sẽ làm cơ sở để chúng tôi thiết kế các hoạt động dạy học và thiết kế phiếu đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ở chương 2

Chương 2 THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7”

2.1.1 Tổng quan của chương “Áp suất”

Trong sách giáo khoa KHTN 7 của chương trình giáo dục phổ thông của nước CHDCND Lào gồm có 3 môn (vật lý, hóa học và sinh học), trong đó môn vật lý có 4 chương, nhưng có kiến thức về “Áp suất” nằm ở chương V Chương này được chia ra thành 5 bài như sau:

Bảng 2.1 Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7

4 Công thức tínháp suất chất lỏng

5 Bình thông nhau

6 Ứng dụng Bài 23 Sự truyền áp

Acsimet

1 Sự tác động lực của chất lỏng lên vật

2 tiết

2 Định luật Acsimet

2.1.2 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng

Trong sách hướng dẫn dạy học KHTN 7 của chương trình giáo dục phổ thông nước CHDCND Lào đã trình bày mục tiêu chung của sách giáo khoa KHTN 7, trong đó từng bài cũng có mục tiêu riêng biệt Cụ thể trong chương V

“Áp suất” bài 22 “Áp suất chất lỏng-bình thông nhau”, mục tiêu dạy học của đơn

vị này được triển khai theo chuẩn kiến thức - kĩ năng của Bộ Giáo dục và Thể Thao nước CNDCND Lào Sau khi học xong bài này, HS cần đạt được:

Kiến thức:

- Biết được chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên thành bình, đáy bình

và cácvật ở trong lòng chất lỏng

- Xây dựng được công thức tính áp suất chất lỏng qua công thức tính áp suất

- Viết được công thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên, đơn vị các đại lượng trong công thức

- Nêu được nguyên tắc bình thông nhau và dùng nó để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong cuộc sống

- Vận dụng được công thức tính áp suất để giải được bài tập, viết được phương trình phản ứng xảy ra giữa vôi sống với nước để xử lí ô nhiễm môi trường

Kĩ năng:

- Xây dựng được công thức tính áp suất chất lỏng

- Quan sát hiện tượng thí nghiệm, rút ra nhận xét

- Kĩ năng xử lí và phân tích thông tin

- Phát triển kỉ năng giao tiếp, khả năng làm việc theo nhóm

Thái độ:

- Tích cực trung thực, có ý thức học hỏi, vận dụng trong thực tế

- Trách nhiệm với công việc, tự chịu trách nhiệm trước cá nhân và tập thể

- Hòa nhã và say mê học tập