Tổ chức dạy học stem chủ đề “lực” – khoa học tự nhiên 6 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  NGÔ THỊ LÀNH TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “LỰC” – KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 Ngành Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí Mã số 8 14 01 11 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÀ NẴNG –[.]

Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Xuân Quý

Phản biện 1: TS Quách Nguyễn Bảo Nguyên

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học giáo dục họp tại Trường Đại học Sư phạm vào ngày 20 - 21 tháng 08 năm 2022

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Thư viện Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, không chỉ Việt Nam mà nhiều quốc gia trên thế giới đang phải đối mặt với thách thức lớn về thiếu hụt lao động trình độ cao, có chuyên môn, kỹ năng Bối cảnh đó đòi hỏi ngành GD cũng cần chuẩn bị cho HS những kiến thức và kĩ năng theo chuẩn toàn cầu GD STEM được công nhận rộng rãi trên thế giới là hướng đi đúng đắn cho VĐ này

Ở nước ta, GD STEM đã chính thức được đưa vào chương trình

GD phổ thông mới Đặc biệt, dự đoán trước nhu cầu nhân lực STEM cho sự phát triển của đất nước, Thủ tướng cùng Bộ GD và Đào tạo

đã ra văn bản chỉ đạo, hướng dẫn về GD STEM như: Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/05/2017 và Quyết định số 522/QĐ-TTg ngày 14/05/2018 về việc tăng cường NL tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, thúc đẩy triển khai GD STEM; Kế hoạch số 333/KH-BGDĐT ngày 23/05/2018 về việc thí điểm GD STEM trong

GD phổ thông; Thông tư số 32/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018, ban hành chương trình GD phổ thông mới với yêu cầu thực hiện GD STEM trong các môn khoa học, công nghệ, tin học, toán học và DH các chủ đề tích hợp GD STEM Đặc biệt, Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai thực hiện GD STEM trong

GD phổ thông

Trong thời gian vừa qua, GD STEM đã được đưa vào nhiệm vụ năm học của nhiều Sở GD và Đào tạo trên cả nước, nhiều chương trình của GD STEM đã được trường học lựa chọn triển khai giảng dạy cho HS và đã khích lệ được HS tham gia học tập, sáng tạo Tuy nhiên, GD STEM vẫn chưa được lên kế hoạch như một chương trình

GD quốc gia của Việt Nam, vẫn còn nhiều VĐ cần giải quyết như cơ

sở vật chất, thiết bị chưa đáp ứng được nhu cầu dạy và học, trình độ chuyên môn của GV cả kiến thức và phương pháp DH, NL quản lí nhà trường của đa số các trường học vẫn chưa đáp ứng yêu cầu của

GD STEM

Để triển khai hoạt động GD STEM vào nhà trường một cách thiết thực và hiệu quả, có thể tổ chức dưới dạng tích hợp trong các môn học được thực hiện trong hoạt động DH bộ môn và tích hợp trong các hoạt động GD mang tính tập thể, phong trào, cuộc thi, ngoại khóa nhưng vẫn luôn đảm bảo mục tiêu là phát triển NL HS theo định hướng thế kỉ XXI Chủ đề “Lực” môn KHTN 6 có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, nội dung của chủ đề tạo nhiều cơ hội để xây dựng các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM giúp

HS vận dụng kiến thức vào thực tế, phát triển NL GQVĐ

Với những lí do trên, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài: “TỔ

CHỨC DH STEM CHỦ ĐỀ “LỰC” – KHTN 6”

2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư Một trong các giải pháp mà Chỉ thị của Thủ

tướng đề ra nhằm thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam là: “Thay

đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo

về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông” Chỉ thị cũng giao

nhiệm vụ cho Bộ Giáo dục và Đào tạo “thúc đẩy triển khai giáo dục

về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 - 2018…” [21] Với việc ban hành Chỉ

thị trên, Việt Nam chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc

gia Theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018: “Giáo dục STEM

là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh

áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể” [2]

Thực hiện Chỉ thị số 16/CT-TTg, ngành giáo dục và đào tạo đã thực hiện nhiều giải pháp nhằm thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học ở tất cả các bậc học, ngành học Ngày 23/5/2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Kế hoạch số 333/KH-BGDĐT triển khai thí điểm giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông ở 15 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương với 60 trường THCS, trung học phổ thông; Bộ cũng đã tổ chức Hội nghị đánh giá kết quả thí điểm vào tháng 6/2019 Trên cơ sở kết quả thí điểm, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020 về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học [3]

Theo xu thế nghiên cứu về dạy học STEM, Các trường Đại học

Sư phạm trong cả nước đã và đang có nhiều luận án, luận văn thạc sĩ

tổ chức DH chủ đề STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS như

+ “Tổ chức DH chủ đề “Trái đất và bầu trời” trong DH môn KHTN lớp 6 theo định hướng GD STEM” – Vũ Tuân (2020)

+ “Tổ chức DH chủ đề “Các đặc trưng của âm” – Vật lí 12 theo định hướng STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS” – Nguyễn Thu Hà (2020)

+ “Tổ chức DH chủ đề tích hợp STEM “Các định luật bảo toàn” nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS ở trường trung học phổ thông” – Nguyễn Đức Huỳnh (2019)

Trong phần Cơ học, có chủ đề “Tổ chức DH phần Cơ học (KHTN 6 – VNEN) theo hướng phát triển NL GQVĐ của HS” – Nông Thị Tuyết Nương (2016)

Các luận văn khẳng định rằng việc tổ chức DH theo định hướng

GD STEM giúp HS có nhiều cơ hội phát triển NL GQVĐ, khuyến khích HS vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn đặc biệt đối với chương trình GD phổ thông mới

Tuy nhiên, chưa có nhiều công trình khai thác sâu việc tổ chức

DH chủ đề STEM trong môn KHTN, đặc biệt là chủ đề “Lực” Vì vậy, trong phạm vi luận văn này chúng tôi tập trung nghiên cứu một

số bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM trong chủ đề

“Lực” môn KHTN 6 và tổ chức DH ở lớp 6 trường THCS nhằm phát

triển NL GQVĐ của HS

3 Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức DH STEM một số nội dung kiến thức chủ đề

“Lực” – KHTN 6 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

4 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức DH STEM một số nội dung kiến thức chủ đề “Lực” – KHTN 6 thì sẽ phát triển NL GQVĐ của HS

5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

a Đối tƣợng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM một số nội dung trong chủ đề “Lực” – KHTN 6 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

b Phạm vi nghiên cứu

- Không gian nghiên cứu: lớp 6 tại trường THCS trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 07/2021 đến tháng 07/2022

- Nội dung nghiên cứu: Một số kiến thức chủ đề “Lực” – KHTN

6, những ứng dụng thực tiễn liên quan đến kiến thức và những tin tức, VĐ nổi cộm, mang tính thời sự

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, chúng tôi đề ra các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về STEM và DH chủ đề STEM trong trường trung học

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hiện hành, chương trình GD phổ thông mới, sách GV và các tài liệu tham khảo có liên quan đến chủ đề “Lực”

- Nghiên cứu cơ sở DH phát triển NL GQVĐ trong DH STEM

- Nghiên cứu văn bản chỉ đạo của Bộ GD và Đào tạo và Sở GD

và Đào tạo TP Đà Nẵng về việc hướng dẫn triển khai thực hiện GD STEM trong GD trung học

- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Điều tra thực trạng việc tổ chức

DH STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

- Xây dựng tiến trình DH bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM một số nội dung trong chủ đề “Lực” môn KHTN 6 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm

7 Phương pháp nghiên cứu

a Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa môn KHTN

6, sách GV và các tài liệu có liên quan để xác định kiến thức, kĩ năng, thái độ mà HS cần nắm vững

- Nghiên cứu và nắm vững mục tiêu chung trong GD phổ thông mới, mục tiêu GD của môn KHTN ở trường phổ thông hiện nay

- Nghiên cứu văn bản chỉ đạo của Bộ GD và Đào tạo và Sở GD

và Đào tạo TP Đà Nẵng về việc hướng dẫn triển khai thực hiện GD STEM trong GD phổ thông

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về GD STEM và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển NL GQVĐ của HS

b Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Dùng phiếu điều tra để khảo sát tính khả thi của chủ đề và là cơ

sở để sửa chữa, bổ sung ưu - khuyết điểm của đề tài nghiên cứu

c Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa

học của đề tài

d Phương pháp thống kê toán học

- Xử lí các số liệu thu được từ thực nghiệm sư phạm

8 Đóng góp của đề tài

- Tổ chức DH STEM một số nội dung trong chủ đề “Lực” – KHTN 6 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS và chứng minh tính khả thi của nó qua thực nghiệm sư phạm

- Kết quả nghiên cứu của luận văn làm tài liệu tham khảo, nghiên cứu về GD STEM cho sinh viên sư phạm, GV trường phổ thông

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận chung và tài liệu tham khảo, luận văn có cấu trúc 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc DH STEM phát triển NL GQVĐ của HS

Chương 2: Thiết kế DH STEM chủ đề “Lực” – KHTN 6

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT

VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1.1 Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề

1.1.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

NL GQVĐ của HS được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức,

kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của HS đó để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức [19]

1.1.2 Cấu trúc và các biểu hiện hành vi của năng lực giải

quyết vấn đề

1.2.1 Khái niệm giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1.1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các VĐ; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia

sẻ kết quả đó với những người khác [1]

Hình 1-1 Chu trình STEM

Trong tài liệu này, GD STEM được sử dụng theo mô tả trong Chương trình GD phổ thông năm 2018 như sau: GD STEM là mô hình GD dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số

VĐ thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [2]

1.2.2 Các hình thức tổ chức giáo dục STEM

1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục

STEM

1.3.1 Biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong

giáo dục STEM

quyết vấn đề trong giáo dục STEM

giáo dục STEM cho học sinh

năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.3.1.4 Đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá năng lực

giải quyết vấn đề trong giáo dục STEM của học sinh

1.3.2 Tiêu chí xây dựng bài học STEM phát triển năng lực

1.1 Phân tích được tình huống trong học tập/ thực tiễn

1.2 Phát hiện VĐ 1.3 Phát biểu VĐ 1.4 Chia sẻ thông tin VĐ

(trong trường hợp làm việc theo nhóm)

2.1 Thu thập thông tin, xử lí (kết nối, lựa chọn, …) các thông tin liên quan đến VĐ 2.2 Phân tích thông tin 2.3 Xác định, tìm ra kiến thức và/ hay phương pháp

vật lí/liên môn cần sử dụng cho việc GQVĐ

2.4 Đề xuất giải pháp GQVĐ

3.1 Lập kế hoạch thực hiện 3.2 Phân công nhiệm vụ

(trong trường hợp làm việc theo nhóm)

3.3 Thực hiện kế hoạch 3.4 Điều chỉnh hành động trong quá trình thực hiện giải pháp

Hoạt động 5: Chia

sẻ, thảo luận, điều

chỉnh

4 Đánh giá, hoàn thiện quá trình GQVĐ và đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu

tương tự

4.1 Đánh giá quá trình GQVĐ (từ đầu đến kết thúc) 4.2 Hoàn thiện quá trình GQVĐ (từ đầu đến kết thúc) 4.3 Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự

1.4 Thực trạng dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải

quyết vấn đề của học sinh

1.4.1 Mục đích điều tra

1.4.2 Đối tượng điều tra

1.4.3 Phương pháp điều tra

1.4.4 Kết quả điều tra

Trong phần tiếp theo, chúng tôi trình bày cơ sở lí luận về GD STEM thông qua khái niệm GD STEM và các hình thức tổ chức GD STEM

Sau đó, chúng tôi trình bày về phát triển NL GQVĐ trong giáo dục STEM thông qua biện pháp phát triển NL GQVĐ trong giáo dục STEM, tiêu chí xây dựng bài học STEM phát triển NL GQVĐ, quy trình xây dựng bài học STEM phát triển NL GQVĐ và tiến trình DH bài học STEM phát triển NL GQVĐ

Cuối cùng, chúng tôi trình bày thực trạng DH STEM nhằm phát triển NL QGVĐ của HS

Trên cơ sở đó, trong chương 2 của luận văn, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết hơn việc tổ chức DH STEM một số nội dung trong chủ đề “Lực” – KHTN 6 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “LỰC” –

KHTN 6 2.1 Phân tích cấu trúc nội dung chủ đề “Lực”

2.1.1 Nội dung kiến thức và yêu cầu cần đạt của chủ đề “Lực” 2.1.2 Phân tích nội dung kiến thức

2.2 Xây dựng một số bài học STEM và hoạt động trải

nghiệm STEM trong chủ đề “Lực” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

2.2.1 Hoạt động trải nghiệm STEM “Lực ma sát”

2.2.2 Bài học STEM “Lực cản môi trường”

2.3 Xây dựng công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

của học sinh

2.3.1 Rubic đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của hoạt động

trải nghiệm STEM “Lực ma sát”

2.3.2 Rubic đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của bài học

STEM “Lực cản môi trường”

Để kiểm chứng giả thuyết khoa học và cơ sở thực tiễn cho đề tài, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THCS Lương Thế Vinh với 2 nội dung là Bài học STEM “Lực cản môi trường” và

Hoạt động trải nghiệm STEM “Lực ma sát”, với hình thức DH chính khóa kèm ngoại khóa, mỗi nội dung trong 3 tiết học

Nội dung thực nghiệm được thể hiện ở chương 3