Tổ chức dạy học stem chủ đề âm học” chương trình khoa học tự nhiên lớp 7

Chúng ta đang tích cực thực hiện đổi mới căn bản toàn diện giáo dục đào tạo theo tinh thần của Nghị quyết 29-BCHTW, đổi mới phương pháp dạy, hình thức tổ chức dạy học để chuyển từ chủ yế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN MINH HUYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "ÂM HỌC” CHƯƠNG TRÌNH

KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

Đà Nẵng – Năm 2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN MINH HUYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "ÂM HỌC” CHƯƠNG TRÌNH

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẤT Viết tắt Viết đầy đủ

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẤT III DANH MỤC CÁC BẢNG VII DANH MỤC CÁC HÌNH IX

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2

3 Mục tiêu nghiên cứu 5

4 Giả thuyết khoa học của đề tài 5

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 5

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 6

7 Phương pháp nghiên cứu 6

8 Dự kiến đóng góp của đề tài 7

9 Cấu trúc của luận văn 7

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC STEM 8

1.1 Dạy học phát triển năng lực GQVĐ 8

1.1.1 Khái niệm năng lực 8

1.1.2 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 9

1.1.3 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 9

1.1.4 Các thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề 10

1.1.5 Các biện pháp nhằm góp phần phát triển năng lực GQVĐ của học sinh 13

1.2 Dạy học STEM 14

1.2.1 Khái niệm về dạy học STEM 14

1.2.2 Các đặc điểm của dạy học STEM 15

1.2.3 Một số hình thức tổ chức dạy học STEM 16

1.3 Tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh 18

1.3.1 Quy trình thiết kế và xây dựng bài học dạy học STEM 18

1.3.2 Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề bài học STEM 20

1.3.3 Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề trải nghiệm 21

1.3.4 Cách thức và phương pháp tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 22

1.4 Thực trạng dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL

GQVĐ cho học sinh 26

1.4.1 Mục đích điều tra 26

1.4.2 Đối tượng điều tra 26

1.4.3 Phương pháp điều tra 26

1.4.4 Kết quả điều tra 26

1.4.5 Đánh giá kết quả điều tra 27

Kết luận chương 1 27

Chương 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM GẮN VỚI NL GQVĐ CHỦ ĐỀ “ÂM HỌC” CHƯƠNG TRÌNH KHTN LỚP 7 29

2.1 Phân tích chủ đề “Âm học” 29

2.1.1 Mục tiêu kiến thức của chủ đề 29

2.1.2 Cấu trúc nội dung kiến thức của chủ đề 29

2.2 Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề “Âm học” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 30

2.2.1 Chủ đề bài học STEM : Chế tạo mô hình nhà cách âm 30

2.2.2 Chủ đề trải nghiệm: Thiết kế và chế tạo nhạc cụ đơn giản 44

2.3 Xây dựng tiêu chí đánh giá 48

2.3.1 Tiêu chí đánh giá chủ đề bài học “ Âm học” 48

2.3.2 Đánh giá kết quả học tập 48

2.3.3 Xây dựng bảng Rubric đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 56

Kết luận chương 2 64

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 65

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 65

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 65

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 65

3.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm 66

3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư pham 66

3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 66

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 66

3.3.1 Phương pháp quan sát 66

3.3.2 Phương pháp thống kê toán học 66

3.4 Diễn biến và kết quả thực nghiệm sư phạm 66

3.4.1 Phân tích diễn biến giờ học 66

3.4.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 70

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 79

3.5.1 Đánh giá định tính 79

3.5.2 Đánh giá định lượng 82

3.5.3 Đánh giá chung 89

Kết luận chương 3 90

KẾT LUẬN 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC PL1

2.15

Xây dựng bảng Rubic đánh giá sự phát triển năng lực giải

quyết vấn đề của học sinh ở chủ đề bài học STEM : Chế tạo

mô hình nhà cách âm

56

2.16

Xây dựng bảng Rubic đánh giá sự phát triển năng lực giải

quyết vấn đề của học sinh ở chủ đề trải nghiệm: Thiết kế và

chế tạo nhạc cụ đơn giản

60

3.7 Kết quả phiếu đánh giá sản phẩm “Mô hình nhà cách âm” 73

3.10

Bảng Rubic kết quả đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết

vấn đề của 24 học sinh ở chủ đề bài học STEM : Chế tạo mô

hình nhà cách âm

76

3.14

Bảng Rubic kết quả đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết

vấn đề của học sinh ở chủ đề trải nghiệm: Thiết kế và chế tạo

nhạc cụ đơn giản

79

3.17

Bảng Rubic kết quả đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết

vấn đề của 24 học sinh ở chủ đề bài học STEM : Chế tạo mô

hình nhà cách âm

85

3.20

Bảng Rubic kết quả đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết

vấn đề của học sinh ở chủ đề trải nghiệm: Thiết kế và chế tạo

nhạc cụ đơn giản

88

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

hình

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thời đại của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, trong đó công nghệ đóng vai trò then chốt Điều này đòi hỏi nền giáo dục nước ta cần phải tìm ra những hướng đi mới, những cách tiếp cận mới để chuẩn bị cho nguồn nhân lực có chất lượng về nhiều mặt: khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, làm tiền đề cho việc đẩy mạnh hội nhập kinh tế quốc tế, nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia, khẳng định vị thế trong chuỗi sản xuất, thương mại toàn cầu

Hội nhập kinh tế quốc tế đã trở thành một trong những động lực quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội, làm tăng sức mạnh tổng hợp quốc gia; thúc đẩy hoàn thiện thể chế kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa; mở rộng thị trường, đẩy mạnh xuất khẩu, tranh thủ được khối lượng lớn vốn đầu tư, công nghệ, tri thức, kinh nghiệm quản lý và các nguồn lực quan trọng khác; tạo thêm nhiều việc làm; nâng cao dân trí

và cải thiện đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân Đó là lý do thúc đẩy Việt Nam ban hành các chính sách giáo dục STEM trong hệ thống giáo dục Trong chỉ thị số 16/CT-TTg, ngày 4/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ có đề cập: “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, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông; đẩy mạnh tự chủ đại học, dạy nghề; thí điểm quy định về đào tạo nghề, đào tạo đại học đối với một số ngành đặc thù Biến thách thức dân số cùng giá trị dân số vàng thành lợi thế trong hội nhập và phân công lao động quốc tế”

Chúng ta đang tích cực thực hiện đổi mới căn bản toàn diện giáo dục đào tạo theo tinh thần của Nghị quyết 29-BCHTW, đổi mới phương pháp dạy, hình thức tổ chức dạy học để chuyển từ chủ yếu quan tâm đến việc cung cấp kiến thức sang việc quan tâm hình thành, phát triển các năng lực, phẩm chất người học, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, tăng cường kĩ năng thực hành

Thực hiện chủ trương đổi mới đồng bộ hình thức dạy học, phương pháp dạy học

và kiểm tra, đánh giá kết quả giáo dục; để tăng cường việc gắn liền dạy học trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống và góp phần hình thành năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho học sinh trung học” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho giáo viên trung học” Đặc biệt, cuộc thi “Khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học” do Bộ Giáo

dục và Đào tạo tổ chức dành cho học sinh phổ thông đã trở thành điểm sáng tích cực trong giáo dục định hướng năng lực về cơ bản, đây là một hình thức của giáo dục STEM Các cuộc thi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho học sinh hình thành những kĩ năng học tập và lao động trong thế kỉ 21 của Bộ Giáo dục và Đào tạo và đó cũng là mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới Nhận thấy vai trò của giáo dục STEM như là một giải pháp quan trọng và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải quyết vấn đề, các phương pháp thực hành, dạy học theo dự án trong các môn học; tích cực ứng dụng công nghệ thông tin phù hợp với nội dung bài học Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp dạy học STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan

Đặc thù của môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, chính vì vậy chúng ta cần phải tăng cường hoạt động nghiên cứu và tìm hiểu, triển khai các ứng dụng của Vật lí trong quá trình học tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và chế tạo dụng cụ, thiết bị để học sinh thực hiện các hoạt động đa dạng, có ý nghĩa cả khi chiếm lĩnh và vận dụng kiến thức Và việc đổi mới giáo dục phổ thông chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực đòi hỏi giáo viên phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh Một trong những năng lực rất quan trọng của học sinh đó là năng lực giải quyết vấn đề

Chủ đề “Âm học” có các kiến thức về sự truyền sóng âm và các đặc trưng của

sóng âm, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn Các nội dung của chủ đề được đề cập ở chương trình khoa học tự nhiên lớp 7 Nội dung của chủ đề tạo nhiều cơ hội để xây dựng các bài học STEM ở nhiều mức độ khác nhau

Với những lý do trên chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu là: TỔ CHỨC DẠY

HỌC STEM CHỦ ĐỀ "ÂM HỌC” CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7

2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Khởi nguồn từ Mỹ, dạy học STEM được quan tâm và nghiên cứu trong nhiều năm qua, ở khắp các quốc gia trên thế giới (Tytler, 2007) Mục tiêu chung của dạy học STEM là tạo ra sự hiểu biết về STEM và năng lực phẩm chất của công dân ở thế kỷ

21, phát triển nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM (khoa học, công nghệ kỹ thuật và toán học), đồng thời tạo ra sự hứng thú và tham gia tích cực của người học vào lĩnh vực này (Honey, Pearson & Schweingruber, 2014) Bằng việc đặt người học trong những tình huống học tập có ý nghĩa, liên quan mật thiết tới môi trường sống của họ

và có tính ứng dụng, dạy học STEM tạo động lực và hứng thú cho người học (English

& King, 2015; Stohlmann, 2012) Trong giai đoạn mới bắt đầu của dạy học STEM, các chủ đề và hoạt động học tập được tạo ra thuộc từng lĩnh vực, và ít có kết nối liên hệ với nhau; song thời gian gần đây, có sự tích hợp hai hay nhiều lĩnh vực STEM để tạo thành những chủ đề phục vụ cho việc dạy học

Trong nghiên cứu tổng quan (Yildirim, 2016) đã phân tích 34 nghiên cứu khác nhau để chỉ ra tác động của dạy học STEM đối với việc nâng cao hứng thú và động cơ đối với các lĩnh vực STEM, phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực khoa học cũng như kết quả học tập của học sinh Những tác động tích cực của dạy học STEM đến học sinh biểu hiện cụ thể ở việc tạo động lực học tập, tăng sự tích cực, cảm nhận được ý nghĩa và hăng say trong học tập (Chittum và cộng sự, 2017; Tillman và cộng

sự, 2014; Shernoff, 2013) Đây là nhân tố quan trọng giúp người học duy trì định hướng nghề nghiệp và sự kiên trì trong các lĩnh vực STEM (Fortus và Vedder- Weiss, 2014) Dạy học STEM còn được xem có ảnh hưởng tích cực đến thành công trong học tập (Hurley, 2001) và thái độ của học sinh trong trường lớp Công trình nghiên cứu của Becker và Park (2011) về hiệu quả của STEM cũng cho thấy tác động tích cực của giáo dục STEM đến việc học của người học, với mức độ tác động lớn nhất ở bậc tiểu học, và thấp nhất ở bậc đại học

Mô hình dạy học tích hợp STEM được đưa vào Việt Nam từ năm 2010 thông qua Liên doanh DTT – EDUSPEC phối hợp với Trường Icarnegie – Hoa K trên nền tảng

là 2 môn học CNTT và Robotics cho khối phổ thông từ lớp 1 đến lớp 12 Mô hình đã được mở rộng triển khai thí điểm tại các trường phổ thông thuộc 3 thành phố Hà Nội,

Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh Các nội dung chương trình STEM được triển khai theo chuẩn quốc tế và phù hợp với mục tiêu của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Hiện nay một số tổ chức giáo dục cũng 14 triển khai các hoạt động dạy học STEM như công

ty Endeavor Learning Institute và Học viện sáng tạo S3 Tuy nhiên, các hoạt động dạy học STEM này chưa phải là hoạt động chính thức trong các trường phổ thông mà chỉ

là các hoạt động độc lập của các công ty giáo dục như là một mảng kinh doanh và hoạt động truyền thông cộng đồng Thực hiện chủ trương đổi mới đồng bộ hình thức dạy học, phương pháp dạy học (PPDH) và kiểm tra, đánh giá kết quả giáo dục; để tăng cường việc gắn liền dạy học trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống và góp phần hình thành năng lực giải quyết vấn đề của HS trung học Từ năm 2012, Bộ Giáo dục

và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung học” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học” Cuộc thi là cơ hội khuyến khích HS vận dụng kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết các tình huống thực tiễn; tăng cường khả năng vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu của HS; thúc đẩy việc gắn

kiến thức lí thuyết và thực hành trong nhà trường với thực tiễn đời sống; đẩy mạnh thực hiện dạy học theo phương trâm "học đi đôi với hành"; góp phần đổi mới hình thức, PPDH và đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả học tập; thúc đẩy sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào công tác giáo dục Đối với GV, đây cũng là cơ hội khuyến khích GV sáng tạo, thực hiện dạy học theo chủ đề, chủ điểm có nội dung liên quan đến nhiều môn học và gắn liền với thực tiễn; tăng cường hiệu quả sử dụng thiết bị dạy học; tạo cơ hội giao lưu, trao đổi kinh nghiệm giữa các GV trung học trên toàn quốc và thế giới Đặc biệt, cuộc thi “Sáng tạo Khoa học Kĩ thuật” do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức dành cho HS phổ thông đã trở thành điểm sáng tích cực trong giáo dục định hướng năng lực Cuộc thi thu hút được sự quan tâm rất lớn, tích cực cả về nhận thức

và hành động từ các cấp lãnh đạo quản lí, các GV, HS và cả các phụ huynh Các đề tài được triển khai thực hiện thuộc các lĩnh vực cơ 15 khí, môi trường, sản phẩm nhúng…

Về cơ bản, đây là một hình thức của dạy học STEM Các cuộc thi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho HS hình thành những kĩ năng học tập

và lao động trong thế kỉ 21 của Bộ Giáo dục và Đào tạo và đó cũng là mục tiêu mà dạy học STEM hướng tới Nhận thấy vai trò của dạy học STEM như là một giải pháp quan trọng và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam sau năm 2015 Trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ Giáo dục Trung học năm học 2014 –

2015, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải quyết vấn đề, các phương pháp thực hành, dạy học theo dự án trong các môn học; tích cực ứng dụng CNTT phù hợp với nội dung bài học Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp dạy học STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan Hiện nay, Bộ Giáo dục và Đào tạo đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm về dạy học STEM cho 14 trường THCS và THPT tại các tỉnh thành như Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định Đây là những bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình dạy học STEM mang tầm quốc gia

Tiếp theo, ngày 23/05/2018, 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 trung học cơ sở, trung học phổ thông; Bộ cũng đã tổ chức Hội nghị đánh giá kết quả thí điểm vào tháng 06/2019 tại thành phố Đà Nẵng Trên cơ sở kết quả thí điểm thành công giáo dục STEM theo Kế hoạch 333/KH-BGDĐT, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/08/2020 về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học Công văn 3089 định hướng rõ 3 hình thức triển khai dạy học phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam là: Dạy học STEM theo bài học gắn với

môn học, thuộc các môn: Toán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học; tiếp theo đó, dựa trên các bài học STEM, có thể tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM dưới dạng sinh hoạt câu lạc bộ Hình thức và mức độ cao nhất là tổ chức nghiên cứu khoa học với các đề tài có ý nghĩa thực tiễn và có tính mới, tính ứng dụng

Cùng với việc triển khai giáo dục STEM của Bộ Giáo dục và đào tạo, trong những năm gần đây, ỏ các cơ sở đào tạo thạc sỹ có nhiều luận văn nghiên cứu về tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực HS như:

Luận văn thạc sĩ của Hà Minh Đạt (2019) với đề tài “Tổ chức dạy học một số kiến thức về nguồn điện xoay chiều theo định hướng giáo dục STEM cho HS THPT”tại ĐHSP- ĐH Thái Nguyên ; Luận văn thạc sĩ của Chung Quang Tùng (2020) với đề tài ”Dạy học chủ đề STEM “Chế tạo máy bơm nước tiện ích” trong dạy học vật

lí 10” tại ĐHSP- ĐH Đà Nẵng; Luận văn thạc sĩ của Nguyễn Thị Mỹ Trang (2020) với đề tài ”Tổ chức dạy học chương “Mắt Các dụng cụ quang”” tại trường ĐH sư phạm TP HCM; Luận văn thạc sỹ của Mẫn Thị Bích Ngọc (2021) với đề tài “Xây dựng bộ dụng cụ sử dụng trong dạy học STEM chủ đề “Dòng điện” -Vật lí 9 chương trình giáo dục phổ thông 2018 tại ĐHSP Hà Nội

Tuy nhiên, hiện chưa có đề tài nghiên cứu tổ chức dạy học chủ đề “Âm học”- KHTN 7- Chương trình 2018 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

Vì vậy, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu này để góp phần vận dụng các lí luận về dạy học phát triển năng lực thông qua giáo dục STEM cho chủ đề „Âm học” sao cho

có thể thực hiện được chủ đề trong điều kiện hiện nay ở đa số các trường THCS

3 Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề “Âm học” chương trình KHTN lớp 7

nhằm góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

4 Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếu thiết kế và tổ chức dạy học STEM trong chủ đề “Âm học” thông qua các

hoạt động chiếm lĩnh và vận dụng kiến thức đa dạng, gắn với thực tiễn, để sử dụng trong dạy học chương trình KHTN lớp 7 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: Việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

thông qua dạy học STEM chủ đề “Âm học”

- Phạm vi nghiên cứu: Hoạt động dạy - học tại trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An tỉnh Quảng Nam trong dạy học STEM chủ đề “Âm học” chương trình khoa học tự nhiên lớp 7 nhằm phát triển nắng lực giải quyết vấn đề

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên, chúng tôi nhận thấy cần thực hiện được một số nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học phát triển năng lực; về năng lực giải quyết vấn đề

- Nghiên cứu về dạy học STEM và việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học STEM

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

- Nghiên cứu mục tiêu dạy học môn khoa học tự nhiên; Chương trình và SGK hiện hành, chương trình KHTN - CTGD phổ thông mới và các tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung kiến thức “Âm học” chương trình 2018, để xây dựng các chủ

đề bài học STEM

- Xây dựng sơ đồ cấu trúc logic nội dung chủ đề “ Âm học”

- Xây dựng tiến trình dạy học bài học STEM trong chủ đề “Âm học”

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo,

sách, bài báo tạp chí chuyên ngành về dạy học và đổi mới phương pháp dạy học hiện

nay ở trường phổ thông

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học STEM và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

- Nghiên cứu nội dung chương trình, SGK, sách giáo viên và các tài liệu tham

khảo để xác định được các đặc điểm và mục tiêu dạy học chủ đề “Âm học” chương

trình KHTN lớp 7

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Tìm hiểu việc dạy thông qua phỏng vấn, trao đổi với giáo viên và việc học thông qua trao đổi với học sinh, đồng thời sử dụng phiếu khảo sát nhằm đánh giá tình hình

dạy học chủ đề “Âm học” chương trình KHTN lớp 7 , cụ thể là:

- Tìm hiểu những khó khăn của giáo viên khi dạy học chủ đề “Âm học ” chương

trình KHTN lớp 7

- Tìm hiểu những vướng mắc mà học sinh gặp phải khi học chủ đề “Âm học”

chương trình KHTN lớp 7

- Đánh giá thực trạng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của đề tài

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài

7.4 Phương pháp thống kê toán học

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

8 Dự kiến đóng góp của đề tài

- Xác định cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học chương trình KHTN lớp 7

- Thiết kế bài học STEM gắn với chủ đề “ Âm học”

- Đóng góp vào xu thế triển khai dạy học STEM vào thực tế

- Có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên các trường THCS và sinh viên các trường sư phạm

9 Cấu trúc của 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 phát triển năng lực giải quyết vấn

đề của học sinh trong dạy học STEM

Chương 2: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM gắn với NL GQVĐ chủ đề “Âm học” chương trình KHTN lớp 7

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC STEM 1.1 Dạy học phát triển năng lực GQVĐ

1.1.1 Khái niệm năng lực

Khái niệm năng lực có nguồn gốc Latinh: “competentia” nghĩa là “gặp gỡ” Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác nhau Theo tác giả Trần Trọng Thủy và Nguyễn Quang Uẩn (1998): “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy” [16]

Howard Gardner (1999): “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được’” [21] F.E.Weinert (2001) cho rằng: “Năng lực là những kĩ năng kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt ”[27] OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) (2002) đã xác định

“Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể”[23] Theo tác giả Nguyễn Thị Minh

Phương (2007): Năng lực của HS được thể hiện ở khả năng thực hiện hành động cá nhân trong việc giải quyết các nhiệm vụ học tập, hoặc năng lực tiến hành hoạt động học tập của cá nhân người học Năng lực nói chung luôn được xem xét trong mối quan

hệ với dạng hoạt động hoặc quan hệ nhất định nào đó Tác giả Nguyễn Thị Minh Phương đã đề xuất bốn nhóm năng lực thể hiện khung năng lực cần đạt cho học sinh

PT Việt Nam [12], đó là:

Năng lực nhận thức: đòi hỏi học sinh phải có các khả năng quan sát, ghi nhớ, tư

duy (độc lập, logic, trừu tượng ), tưởng tượng, suy luận, tổng hợp - khái quát hóa, phê phán - bình luận, từ đó có khả năng phát hiện vấn đề, khả năng tự học, tự trau dồi kiến thức trong suốt cuộc đời

Năng lực xã hội: đòi hỏi học sinh phải có những khả năng giao tiếp, thuyết trình,

giải quyết các tình huống có vấn đề, vận hành được các cảm xúc, có khả năng thích ứng, khả năng cạnh tranh cũng như khả năng hợp tác

Năng lực thực hành (hoạt động thực tiễn): đòi hỏi học sinh phải có các vận dụng

tri thức (từ bài học cũng như từ thực tiễn), thực hành một cách linh hoạt (tích cực-chủ động), tự tin; có khả năng sử dụng các công cụ cần thiết, khả năng giải quyết vấn đề, sáng tạo, có tính kiên trì

Năng lực cá nhân: được thể hiện qua khía cạnh thể chất, đòi hỏi trước hết học

sinh có khả năng vận động linh hoạt, phải biết chơi thể thao, biết bảo vệ sức khỏe, có khả năng thích ứng với môi trường; tiếp đó là khía cạnh hoạt động cá nhân đa dạng khác nhau như khả năng lập kế hoạch, khả năng tự đánh giá, tự chịu trách nhiệm…Tóm lại, năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân khác nhau như hứng thú, niềm tin, ý chí, để thực hiện thành công một loại công việc trong bối cảnh nhất định

Một cách cụ thể hơn, năng lực là sự huy động và kết hợp một cách linh hoạt và

có tổ chức các kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân để thực hiện thành công các yêu cầu phức hợp của hoạt động trong bối cảnh nhất định Muốn

mô tả năng lực cá nhân, người ta thường dùng các động từ chỉ hành động như: hiểu, biết, khám phá, xây dựng, vận dụng… Muốn đánh giá năng lực cá nhân hãy xem xét chúng trong hoạt động Ví dụ: năng lực giao tiếp có được khi cá nhân biết tổng hợp kiến thức về ngôn ngữ, kĩ năng sử dụng các công cụ ngôn ngữ (nói, viết, công nghệ thông tin) và thái độ đúng đắn với đối tượng giao tiếp

1.1.2 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Dựa vào phân tích tài liệu khái niệm năng lực ở trên, em xin đưa ra khái niệm năng lực giải quyết vấn đề như sau:

Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hiểu là sự vận dụng tổng hợp của bốn nhóm năng lực: năng lực nhận thức, năng lực xã hội, năng lực thực hành và năng lực

cá nhân để đưa ra các giải pháp nhằm giải quyết các vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ

thể mà ở đó chưa có bất kì giải pháp nào

1.1.3 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Mỗi năng lực gồm có ba thành phần chính: các hợp phần năng lực, các thành tố năng lực, tiêu chí thực hiện Nhưng số lượng cũng như tên các thành tố của năng lực GQVĐ có phần khác biệt giữa các chuyên gia, tổ chức giáo dục, tu thuộc vào cách tiếp cận năng lực Mặc dù vậy hầu như vẫn dựa theo quy trình GQVĐ của Polya Bảng

sau là các thành tố do Polya, PISA, Australia và ATC21S đề xuất

Bảng 1.1 Cấu trúc các thành tố năng lực GQVĐ của Polya, PISA, Úc, ATC21S

Tìm hiểu để xác định, khám phá, tổ chức thông tin và ý tưởng

Xã hội

Phân tích vấn đề và tham gia

Chấp nhận quan điểm Quản lý xã hội

Lập kế

hình thành chiến lược

Đưa ra những ý tưởng, phương án và các hành động

Nhận thức

Quản lý công việc: lập mục tiêu, quản lý nguồn lực, thu thập

và kết nối thông tin Thực hiện

Phân tích, tổng hợp, đánh giá lý luận và quy trình thực hiện

Tính hệ thống và việc phát triển các quy tắc

từ nguyên nhân và kết quả của hành động

Rà soát,

kiểm

tra

Giám sát, xem xét

Xem xét cách tư duy

và quy trình thực hiện

Xem xét và giám sát, kiểm nghiệm những giả thuyết khác

1.1.4 Các thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Ở bài giảng môn phát triến năng lực của học sinh trong dạy học vật lý dành cho lớp cao học của giáo sư tiến sĩ Đỗ Hương Trà (2016) [18] đã chỉ ra những đặc điểm của năng lực giải quyết vấn đề đã được mở rộng so với quan điểm truyền thống là:

- Từ tìm hiểu vấn đề cho trước sang tìm kiếm và thể hiện vấn đề tiềm ẩn;

- Từ vấn đề chỉ có một giải pháp đúng sang vấn đề có nhiều giải pháp và nhiều kết quả đầu ra;

- Từ chú trọng quá trình giải quyết vấn đề sang chú trọng cả quá trình và chiến lược giải quyết vấn đề; từ cá nhân chuyển sang hợp tác nhóm để cùng giải quyết Với quan niệm về năng lực GQVĐ ở trên là cơ sở để xác định các thành tố và tiêu chí đánh giá của năng lực GQVĐ:

Bảng 1.2 Các thành tố của năng lực GQVĐ

Tìm hiểu vấn đề - Người học nhận ra được vấn đề liên quan đến vật lý trong tình

huống phức hợp của đời sống, phân tích, giải thích đầy đủ thông tin chứa đựng trong tình huống với mục tiêu cần giải quyết với bạn bè, thầy cô

Thực hiện giải

pháp giải quyết

vấn đề

Lập kế hoạch: thiết lập tiến trình thực hiện (lựa chọn dụng cụ, thiết

bị, cách thức tiến hành, cách thức thu thập dữ liệu, thời điểm thực hiện sao cho phù hợp với nguồn lực cả về kinh phí và nhân lực Thực hiện giải pháp: trình bày giải pháp, điều chỉnh kế hoạch phù hợp với thực tiễn khi có sự biến đổi, duy trì thảo luận nhóm khi thực hiện giải pháp

Đánh giá việc

giải quyết vấn

đề, xây dựng

vấn đề mới

Đánh giá giải pháp đã thực hiện, phản ánh suy ngẫm về giải pháp

đã thực hiện; hợp thức hóa kiến thức và kinh nghiệm thu nhận được, đề xuất cách giải quyết cho các vấn đề tương tự

Bảng 1.3 Các thành tố và tiêu chí đánh giá của năng lực GQVĐ

M1: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng trình bày được một số câu hỏi riêng rẽ

M2: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng trình bày được một số câu hỏi liên quan đến vấn

M1: Sử dụng được ít nhất một phương thức để diễn đạt lại vấn đề

M2: Sử dụng được ít nhất hai phương thức để diễn đạt lại vấn đề

M3: Diễn đạt được vấn đề bằng hai phương thức và phân tách thành các vấn đề bộ phận

M1: Diễn đạt lại được tình huống một cách đơn giản M2: Diễn đạt lại tình huống trong đó có sử dụng các hình vẽ, kí hiệu để làm r thông tin của tình huống M3: Diễn đạt lại tình huống bằng nhiều cách khác nhau một cách linh hoạt

2.2 Tìm kiếm thông tin liên quan đến vấn

đề

M1: Bước đầu thu thập thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề từ các nguồn khác nhau

M2: Lựa chọn được nguồn thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề và đánh giá nguồn thông tin đó

M3: Lựa chọn được toàn bộ nguồn thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề cần thiết và đánh giá được độ tin cậy nguồn thông tin

đó

2.3 Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề

M1: Thu thập, phân tích thông tin liên quan đến vấn đề, xác định thông tin cần thiết để giải quyết vấn đề đó M2: Đưa ra phương án giải quyết

M3: Lựa chọn phương án tối ưu, lập kế hoạch thực hiện

để thực hiện giải pháp

M1: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó thành văn bản M2: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó sơ đồ, hình vẽ M3: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, thuyết minh các kế hoạch cụ thể qua sơ đồ, hình vẽ

M2: Thực hiện được giải pháp trong đó huy động ít nhất hai kiến thức, hai phép đo …để giải quyết vấn đề

M3: Thực hiện giải pháp cho một chuỗi các vấn đề liên

tiếp, trong đó những vấn đề nảy sinh từ chính quá trình giải quyết vấn đề

3.3 Đánh giá

và điều chỉnh các bước giải quyết cụ thể

thực hiện

M1: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn

đề, phát hiện ra sai sót, khó khăn

M2: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn

đề, phát hiện ra sai sót, khó khăn và đưa ra các điều chỉnh

M3: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn

đề, phát hiện ra sai sót, khó khăn, đưa ra những điều chỉnh và thực hiện những điều chỉnh đó

M3: Đánh giá việc giải quyết vấn đề Đề ra giải pháp tối

ưu hơn để nâng ca hiệu quả giải quyết vấn đề

4.2 Phát hiện vấn đề mới

Việc đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh sẽ tùy vào từng bài cụ thể để xây dựng tiêu chí riêng dựa trên bảng cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề trên thông qua việc đánh giá hoạt động nhóm, hoạt động cá nhân, việc trả lời phiếu học tập

1.1.5 Các biện pháp nhằm góp phần phát triển năng lực GQVĐ của học sinh

Theo tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 6/2018 [13]:

- Nâng cao nhận thức về năng lực GQVĐ cho học sinh

- Hình thành thái độ tích cực, nâng cao tinh thần GQVĐ cho học sinh

- Đổi mới, lựa chọn phương pháp dạy học nhằm nâng cao năng lực GQVĐ trong học tập cho học sinh

- Vận dụng năng lực trong dạy học để nâng cao năng lực GQVĐ cho học sinh

- Đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh

1.2 Dạy học STEM

1.2.1 Khái niệm về dạy học STEM

Hiện nay, dạy học STEM được nhiều tổ chức, nhà dạy học quan tâm nghiên cứu

Do đó, khái niệm về dạy học STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiểu khác nhau Có ba cách hiểu chính về dạy học STEM hiện nay là:

nghệ, Kĩ thuật và Toán học Đây cũng là quan niệm về dạy học STEM của Bộ giáo dục

Mỹ “Dạy học STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, dạy học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học” [26] Đây là nghĩa rộng khi nói về dạy học STEM

Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, tác giả Tsupros định nghĩa “Dạy học STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” [25]

Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Dạy học STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường” [24]

đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy cho HS bốn lĩnh vực cụ thể - Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học - trong một liên ngành và phương pháp tiếp cận ứng dụng Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tổng hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế

Trong nghiên cứu này dạy học STEM được hiểu theo nghĩa thứ ba và được tác giả định nghĩa như sau: “Dạy học STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiên, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng hành động”[22]

Ở ngữ cảnh dạy học và trên bình diện thế giới, STEM được hiểu với nghĩa là dạy

học STEM trong đó:

Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất) của HS, không chỉ giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên mà còn có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày

Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS Nó cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể phân tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày của HS và của cộng đồng

Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật Kĩ thuật cung cấp cho

HS những cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên tường minh trong cuộc sống của họ Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất

Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra

Với nội hàm các môn học như trên, liên hệ với chương trình dạy học phổ thông Việt Nam hiện hành ta dễ dàng nhận thấy môn Khoa học tương ứng với các môn Khoa học tự nhiên ở Việt Nam như: Vật lí, Hóa học, Sinh học Ở Việt Nam môn Công nghệ

đã bao hàm cả yếu tố Công nghệ và Kĩ thuật, do vậy Môn Công nghệ và môn Kĩ thuật trên thế giới tương ứng với môn Công nghệ và môn Tin học ở Việt Nam Vì vậy, trong luận án này vận dụng vào bối cảnh dạy học Việt Nam nội dung dạy học STEM sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và Toán

1.2.2 Các đặc điểm của dạy học STEM

Nền tảng của dạy học STEM chính là dạy học khoa học (Science education) Chính dạy học khoa học là lĩnh vực đề xuất ra các chương trình dạy học STEM hiện nay Tại Mỹ, dạy học khoa học được xem là ngành khoa học nghiên cứu cơ bản và nền tảng giúp đẩy mạnh nền khoa học từ gốc rễ là con người thông qua đào tạo giáo viên dạy khoa học và xây dựng các chương trình dạy học từ chính quy (formal) và không chính quy (informal) bắt đầu các chương trình dạy học mầm non đến bậc đại học, từ gia đình đến các hoạt động dạy học khoa học ngoài xã hội Việt Nam chúng ta chưa có ngành nghiên cứu dạy học khoa học và cũng chưa có đơn vị nào tham các diễn đàn dạy

học khoa học quốc tế

Tổ chức uy tín nhất hiện nay trong lĩnh dạy học khoa học trên thế giới là Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA) được thành lập năm 1944, đã đề xuất ra khái niệm dạy học STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu như sau:

Cách tiếp cận liên ngành là sự thống nhất giữa các môn học, các ngành với nhau theo một thể thống nhất Vì thế trong trường học mà các môn học chưa được lồng ghép với nhau và với thực tế cũng như giáo viên không thể dạy liên môn thì chưa thể gọi là dạy học STEM

Từ kiến thức áp dụng vào thực tiễn là thể hiện tính ứng dụng cao vào thực tế Ở đây, phá bỏ khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng Do đó chương trình trong dạy học STEM phải hướng đến hoạt động thực tế cụ thể, tạo ra được sản phẩm giải quyết được vấn đề trong cuộc sống

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 nơi tự động hóa và điều khiển từ xa qua các thiết bị điện tử đang phát triển Giúp kết nối từ trường học thành trường học mở liên kết với cộng đồng và toàn xã hội Chính vì thế, dạy học STEM hướng đến không chỉ từng địa phương mà còn hướng đến bối cảnh trên cả nước và liên hệ với bối cảnh kinh

tế cùng xu thế trên toàn thế giới

Vậy khi nói đến STEM là nói đến sự tiếp cận liên ngành, liên môn trong chương trình đào tạo cụ thể bốn lĩnh vực; Khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Dạy học STEM giúp HS thấy được sự quan trọng trong khoa học của các lĩnh vực liên ngành Mục đích trong chương trình dạy học STEM không phải để tạo ra các kĩ sư, các nhà khoa học, nhà toán học mà là đế truyền cảm hứng học tập, học đi đôi với hành giúp HS hiểu sâu hơn về kiến thức đã học trong thực tế để giải quyết vấn đề

đề đặt ra; thông qua đó góp phần hình thành phẩm chất năng lực cho học sinh

Tùy thuộc vào đặc thù từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, các trường có thể áp dụng linh hoạt các hình thức tổ chức giáo dục STEM (Công văn 3089 về triển khai

giáo dục STEM trong giáo dục trung học) [4] như sau:

a) Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM

- Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung học Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học các môn học thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn

- Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các môn học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định của các môn học trong chương trình

- Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia

sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế dưới sự hướng dẫn của giáo viên

b) Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM

- Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của học sinh một cách tự nguyện Nhà trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM trong nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống

- Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường; nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành bài học cụ thể, mô

tả r mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả Ưu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch dạy học của nhà trường

- Tăng cường sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, cơ

sở nghiên cứu, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phần kinh tế - xã hội khác và gia đình để tổ chức có hiệu quả các hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với các quy định hiện hành

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

- Hoạt động này 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; thông qua quá trình tổ chức dạy học các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM phát hiện các học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

- Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật được thực hiện dưới dạng một đề tài/dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm hai thành viên, dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp

- Dựa trên tình hình thực tiễn, có thể định k tổ chức ngày hội STEM hoặc cuộc thi khoa học, kỹ thuật tại đơn vị để đánh giá, biểu dương nỗ lực của giáo viên và học sinh trong việc tổ chức dạy và học, đồng thời lựa chọn các đề tài/dự án nghiên cứu gửi tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp trên

1.3 Tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

1.3.1 Quy trình thiết kế và xây dựng bài học dạy học STEM

1.3.1.1 Quy trình thiết kế dạy học STEM

- Dựa vào mục tiêu dạy học STEM, quy trình thiết kế chủ đề như sau:

Hình 1.1 Quy trình thiết kế chủ đề STEM

1.3.1.2 Xây dựng bài học STEM

Xây dựng bài học STEM theo công văn 3089 về triển khai giáo dục STEM trong giáo dục trung học [4] như sau:

a) Nội dung bài học STEM nằm trong chương trình giáo dục phổ thông, gắn kết các vấn đề của thực tiễn xã hội

khoa học, công nghệ và học sinh được yêu cầu tìm các giải pháp đế giải quyết vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt của bài học

trong chương trình; bảo đảm giải được quyết vấn đề đặt ra một cách tương đối trọn vẹn

b) Bài học STEM dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật

bao gồm 8 bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất các giải pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mô hình (nguyên mẫu); thử nghiệm và đánh giá; chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế

Y tưởng chủ đề STEM (2)

Vấn đề

thực tiên

(1)

Xác định kiến thức STEM cần giải quyết (3)

Xác định mục tiêu chủ đề

(4)

Xây dựng

bộ câu hỏi định hướng

(5)

bước của quy trình thiết kế kĩ thuật như sau:

+ Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu càu chế tạo một sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thế

+ Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (bao gồm kiến thức trong bài học cần

sử dụng để giải quyết vấn đề hoặc chế tạo sản phẩm theo yêu cầu) và đề xuất các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu

+ Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền

để giải thích, chứng minh và lựa chọn, hoàn thiện phương án tốt nhất (trong trường hợp có nhiều phương án)

+ Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đã được lựa chọn; thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo

+ Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu

c) Phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động

hiện, nhưng cụ thể về tiêu chí của sản phẩm cần đạt

định về giải pháp giải quyết vấn đề là của học sinh

kế lại nguyên mẫu của mình nếu cần

khám phá của bản thân

d) Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức

để giải quyết vấn đề

và ngoài lớp học nhưng cần đảm bảo mục tiêu dạy học của phần nội dung kiến thức trong chương trình

hợp tác cho học sinh nhưng phải chỉ r nhiệm vụ và sản phẩm cụ thế của mỗi học sinh trong nhóm

cận với chi phí tối thiếu

quy định

- Tăng cường sử dụng các vật liệu, công cụ gia dụng, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận, chi phí rẻ và an toàn

phỏng, phần mềm, có thể dễ dàng truy cập sử dụng trong và ngoài lớp học để học sinh chủ động học tập

1.3.2 Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề bài học STEM

- Quy trình tổ chức hoạt động bài học dạy học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật, nhưng các bước trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà thực hiện song song, tương hỗ lẫn nhau Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể được tổ chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có thế được thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá Trong đó, bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia

- Mỗi bài học STEM có thể được tổ chức theo 5 hoạt động đã nêu ở trên Trong

đó, hoạt động 4 và 5 được tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và ngoài lớp học theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng bài học

- Mỗi hoạt động phải được mô tả r mục đích, nội dung, dự kiến sản phàm hoạt động của học sinh và cách thức tố chức hoạt động

- Nội dung hoạt động có thể được biên soạn thành các mục chứa đựng các thông tin như là nguyên liệu, kèm theo các lệnh hoặc yêu cầu hoạt động đế học sinh tìm hiểu, gia công trí tuệ để giải quyết vấn đề đặt ra trong hoạt động; cách thức tổ chức hoạt động thể hiện phương pháp dạy học, mô tả cách thức tố chức từng mục của nội dung hoạt động để học sinh đạt được mục đích tương ứng

Hoạt động 1: Xác định vấn đề [4]

Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề Trong đó, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học đế đề xuất, xây dựng giải pháp Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp [4]

Tổ chức cho học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tăng cường mức độ tự lực tu thuộc từng đối tượng học sinh dưới sự hướng dẫn một cách linh hoạt của giáo viên Khuyến khích học sinh hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phấm

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp [4]

Tổ chức cho học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); giáo viên tố chức góp ý, chú

trọng việc chỉnh sửa và xác thực các thuyết minh của học sinh để học sinh nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá [4]

Tổ chức cho học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế, kết hợp tiến hành thử nghiệm trong quá trình chế tạo Hướng dẫn học sinh đánh giá mẫu và điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh [4]

Tổ chức cho học sinh trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện

1.3.3 Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề trải nghiệm

Quy trình tổ chức hoạt động chủ đề trải nghiệm bao gồm 8 bước sau đây:

a) Bước 1: Xác định nhu cầu tổ chức HĐTN

- Căn cứ nhiệm vụ, mục tiêu và chương trình giáo dục

- Xác định r đối tượng thực hiện

b) Bước 2: Đặt tên cho hoạt động

- Việc đặt tên cho hoạt động cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: rõ ràng, chính xác, ngắn gọn; phản ánh được chủ đề và nội dung của hoạt động; tạo được ấn tượng ban đầu cho HS

c) Bước 3: Xác định mục tiêu của hoạt động:

- Các mục tiêu hoạt động cần phải được xác định r ràng, cụ thể và phù hợp; phản ánh được các mức độ cao, thấp của yêu cầu cần đạt về kiến thức, kĩ năng, thái độ

f) Bước 6: Thiết kế chi tiết hoạt động trên bản giấy

- Trong bước này, cần phải xác định: Có bao nhiêu việc cần phải thực hiện? Nội

dung của mỗi việc đó ra sao? Tiến trình và thời gian thực hiện các việc đó như thế nào

và yêu cầu cần đạt được của mỗi việc ra sao? Các công việc cụ thể cho các tổ, nhóm

và các cá nhân

g) Bước 7: Kiểm tra, điều chỉnh và hoàn thiện chương trình hoạt động

từng việc, xem xét tính hợp lí, khả năng thực hiện và kết quả cần đạt được

hay việc nào thì kịp thời điều chỉnh

- Cuối cùng, hoàn thiện bản thiết kế chương trình hoạt động và cụ thể hóa chương trình đó bằng văn bản Đó là giáo án tổ chức hoạt động

h) Bước 8: Lưu trữ kết quả hoạt động vào hồ sơ của HS

- Hồ sơ HS bao gồm: phiếu đánh giá, sản phẩm của HS: bài báo cáo, thí nghiệm (TN),

1.3.4 Cách thức và phương pháp tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.4.1 Cách thức tổ chức dạy học

Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới không có môn học mang tên STEM

cụ thể trong chương trình dạy học phổ thông, dạy học STEM không phải là một môn học, không phải là một phương pháp dạy học mà là một cách tiếp cận trong dạy học các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán Dạy học STEM thường được lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạt câu lạc bộ khoa học, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay được giảng dạy thông qua các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ

a) Dạy học STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp [14]

Trên thế giới, các hoạt động dạy học nhằm phát triển năng lực, sự sáng tạo, phẩm chất và kĩ năng, dạy học sự nhân văn được rất nhiều quốc gia quan tâm đặc biệt là các quốc gia tiếp cận chương trình dạy học phổ thông theo hướng phát triển năng lực Một số quốc gia gọi đó là hoạt động dạy học ngoài trời, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay hoạt động trải nghiệm Các hoạt động này thường được xây dựng dựa trên các chủ đề rất đa dạng, một trong số đó liên quan đến khám phá thế giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, Kĩ thuật Tuy tên gọi, nội dung khác nhau nhưng nhìn chung các hoạt động trên đều hướng tới việc cung cấp cho học sinh các tình huống, bối cảnh đa dạng và phong phú đòi hỏi sự phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép học sinh tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt được kết quả tốt hơn; cung cấp cho học sinh cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm Bên cạnh đó tại nhiều quốc gia, dạy học không chỉ phó mặc cho nhà trường mà còn có sự tham gia của các cá nhân, tổ chức nhằm thúc đẩy sự chung tay góp sức của

toàn xã hội trong việc chia sẻ sứ mệnh dạy học Đây là những điều kiện thuận lợi để dạy học STEM cho học sinh

Ở Việt Nam dạy học STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp được triển

khai qua hai hoạt động chính là trải nghiệm và nghiên cứu khoa học

- Hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kĩ 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 dạy học 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 phổ thông, cơ sở dạy học nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp

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

Các trường phổ thông có thể triển khai dạy học 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, diễn ra định k , trong cả năm học

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn 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 các lĩnh vực STEM

- Hoạt động nghiên cứu khoa học

dạy học STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học

và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao

Hoạt động này không mang tính đại 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, kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn

Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kĩ thuật là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học

được tổ chức thường niên

b) Dạy học STEM thông qua dạy học các môn thuộc lĩnh vực STEM [14]

- Mô hình dạy học STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên khá phổ biến

trên thế giới, đặc biệt là ở nước Anh trong đó nội dung học tập của môn học được thiết

kế thành các chủ đề STEM và được giảng dạy theo các cách khác nhau

+ Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất

Đây là mô hình ở dạng đơn giản nhất, tu theo quy mô của chủ đề mà có thể được thiết kế để dạy trong một tiết hoặc nhiều tiết trong đó giáo viên sẽ phân chia thời gian để học sinh tham gia các hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các giải pháp hay cách thức để giải quyết vấn đề; thu thập thông tin, bằng chứng và cuối cùng là tổng kết, rút ra các kiến thức

+Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học

Chủ đề STEM dạng này bao trùm nhiều hơn một môn học về bản chất, các môn học sử dụng chung một vấn đề, một bối cảnh Các giáo viên dạy mỗi môn học khác nhau sẽ dạy chủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trong một môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình Ví dụ như về chủ đề “Chất lượng nguồn nước”, giáo viên môn Hoá Học sẽ cho học sinh tìm hiểu dưới góc độ nghiên cứu về độ

pH trong nước trong khi đó giáo viên môn Sinh học dạy học sinh theo định hướng STEM tập trung vào nghiên cứu loài sinh vật trong nguồn nước đó và ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước như thế nào hay giáo viên môn Địa lí có thể hướng dẫn học sinh tìm hiểu ở góc độ là nguồn nước bắt đầu từ đâu, cấu tạo địa chất có ảnh hưởng như thế nào tới nguồn nước

+ Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp

Chủ đề STEM dạng này khá phức tạp, nó có sự liên kết kiến thức giữa các môn rất chặt chẽ Các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên môn riêng của mình Nhưng những nội dung được giải quyết trong môn học trước sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau Các môn học phải được phối hợp với nhau để dạy những nội dung có tính chất gối nhau Như trên đã đề cập, mô hình này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các môn học đảm bảo cho những gì học sinh được học ở môn này sẽ

là tiền đề, điều kiện về kiến thức, kĩ năng để các em có thể học được ở môn tiếp theo Thứ hai nó đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa các giáo viên phụ trách các môn học, bất kì một sự thay đổi nào về kiến thức, về thời gian…cũng làm hưởng đến mô hình

1.3.4.2 Phương pháp tổ chức dạy học STEM phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

a) Bản chất

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là PPDH trong đó GV đưa ra những tình

huống có vấn đề, gợi ý giúp HS tìm ra vấn đề, HS chủ động hoạt động tích cực, sáng tạo để tìm ra giải pháp nhằm chiếm lĩnh kiến thức, rèn luyện kĩ năng và đạt được những mục đích học tập khác

b) Quy trình thực hiện

Bước 1: Phát hiện vấn đề

Bước 2: Tìm giải pháp

Tìm cách giải quyết vấn đề, thường được thực hiện theo sơ đô sau:

Hình 1.2 Sơ đồ giải quyêt vân đề

Phân tích vấn đề, nêu rõ mối quan hệ giữa cái đã biết và cái cần biêt

Hướng dẫn HS tìm biện pháp giải quyết vấn đề thông qua các câu hỏi định hướng

và thực hiện giải quyết vấn đề Thu thập và xử lý sô liệu; sử dụng các phương pháp, kĩ thuật, tư duy logic đưa ra giải pháp cụ thê

nếu giải pháp chưa chính xác thì lập lại các bước để tìm ra giải pháp hợp lý Sau đó so sánh và đưa ra giải pháp tối ưu

Bước 3: Trình bày giải pháp

Bước 4: Nghiên cứu sâu giải pháp

Đưa ra một số vấn đề khác liên quan đến vấn đề này với sự tương tự và đưa ra định hướng giải quyết vấn đề

1.4 Thực trạng dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ cho học sinh

1.4.1 Mục đích điều tra

Tìm hiểu thực trạng dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL

GQVĐ cho học sinh để phát hiện ra điểm hạn chế, những khó khăn về kiến thức

chuyên môn, từ đó xây dựng nội dung và tổ chức dạy học cho học sinh, cùng với việc

sử dụng các phương pháp, phương tiện dạy học mới hiện nay chỗ nào chưa phù hợp Hạn chế của giáo viên và học sinh khi tiếp cận dạy và học STEM Từ nguyên nhân đó làm tiền đề cho việc xây dựng chủ đề dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ cho học sinh

1.4.2 Đối tượng điều tra

- Điều tra 7 GV trong các tổ Vật Lí của trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An tỉnh Quảng Nam

- Điều tra 30 HS khối 7 trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An tỉnh Quảng Nam

1.4.3 Phương pháp điều tra

- Khảo sát GV thông qua phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp

- Khảo sát HS thông qua phiếu điều tra, phỏng vấn trực tiếp

1.4.4 Kết quả điều tra

Bảng 1.4 Kết quả thực trạng dạy và học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát

triển NL GQVĐ cho học sinh

Tiếp cận và thực hiện đôi mới giảng

Hứng thú với phương pháp dạy và

học STEM nhằm phát triển năng lực

giải quyết vấn đề ở môn Vật lí

- Đối với giáo viên:

+ Ở trường thầy cô đa số đã thực hiện đổi mới giảng dạy nhưng còn rất hạn chế:

sử dụng công nghệ thông tin

+ Phân phối chương trình trong hệ phổ thông hiện nay nặng nhiều về kiến thức với đa số là tính toán, ít có tính ứng dụng thực tiễn Dẫn đến mục tiêu dạy học trong các môn Toán, Lý, Hóa, Sinh chủ yếu là mục tiêu kiên thức, mục tiêu dạy học STEM nhằm phát triển NL GQVĐ ở môn Vật lí cho học sinh rất hạn chế

+ Tính liên môn trong các môn học chưa cao, các tiết thực hành và áp dụng kiến thức trong thực tiễn ít

- Từ kết quả khảo sát cho thấy, GV đang trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu

về dạy học STEM, cần thêm thời gian để được đào tạo, tự nghiên cứu sâu hơn về cách xây dựng và triển khai dạy học STEM trong nhà trường Đặc biệt cần trang bị thêm kiến thức để gắn liền dạy học STEM với mục tiêu phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

- Hầu hết GV và HS đều yêu thích dạy học STEM nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ của HS

b) Về việc phát triển triển NL GQVĐ:

- Hầu hết GV đều quan tâm đến việc phát triển năng lực GQVĐ của HS trong dạy học ở môn Vật lí

- Như vậy, thực tế nhiều giờ dạy học Vật lí ở trường trung học cơ sở đã đáp ứng được tương đối yêu cầu đổi mới phương pháp giảng dạy

Kết luận chương 1

Trong chương này nghiên cứu đã trình bày tổng quan cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học STEM ở môn Vật lí nhằm góp phần phát triển NL GQVĐ cho học sinh

Những nội dung chính của chương này có thể tóm tắt như sau:

Dạy học STEM hiện nay đang trở thành một xu hướng giáo dục mang tính tất yếu trên thế giới trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế, cạnh tranh nguồn nhân lực chất lượng cao giữa các quốc gia Dạy học STEM đã được đưa vào Việt Nam thông qua các công ty Công nghệ và giáo dục, tuy nhiên đến nay việc nghiên cứu về cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học STEM nói chung và dạy học STEM trong dạy học Vật lí chưa được quan tâm đúng mức

Nội dung của chương cũng trình bày các cơ sở trong viêc tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển NL GQVĐ cho học sinh

Nội dung của chương cũng chỉ ra các thuận lợi và khó khăn trong thực tiễn khi triển khai dạy học STEM nhằm phát triển NL GQVĐ thông qua khảo sát thực tiễn ở trường THCS Phan Bội Châu thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

Các cơ sở này sẽ được vận dụng và triển khai trong chương 2 để tổ chức dạy học

STEM chủ đề "âm học” chương trình khoa học tự nhiên lớp 7

Chương 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM GẮN VỚI NL GQVĐ CHỦ ĐỀ

“ÂM HỌC” CHƯƠNG TRÌNH KHTN LỚP 7

2.1 Phân tích chủ đề “Âm học”

2.1.1 Mục tiêu kiến thức của chủ đề

- Nhận biết được một số nguồn âm thường gặp trong cuộc sống

- Phân tích được đặc điểm chung của các nguồn âm, chỉ ra được vật dao động

trong các nguồn âm

- Tìm hiểu và đánh giá được mối liên hệ giữa độ cao và tần số của âm; mối liên

hệ giữa độ to và biên độ dao động của âm; âm truyền trong các môi trường chất rắn, lỏng, khí và không truyền trong chân không; trong các môi trường khác nhau thì tốc độ truyền âm khác nhau; tiếng vang là một biểu hiện của âm phản xạ; những vật phản xạ

âm tốt và phản xạ âm kém

- Nêu được một số ví dụ về ô nhiễm do tiếng ồn

- Kể tên được một số vật liệu cách âm thường dùng để chống ô nhiễm do tiếng ồn

- Đề ra được một số biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn trong những trường hợp

cụ thể

2.1.2 Cấu trúc nội dung kiến thức của chủ đề

Chủ đề “Âm học” theo chương trình KHTN 7 cụ thể theo phân phối chương trình

bộ SGK Chân trời sáng tạo - KHTN (chủ đề 4: Âm thanh) gồm 10 tiết, trong đó các tiết bài học lý thuyết được giảng dạy tương ứng trong 9 tiết và 1 tiết là ôn tập chủ đề

Hình 2.1 Cấu trúc nội dung chương “Âm học”