Khóa luận tốt nghiệp thiết kế một số kế hoạch bài dạy stem dành cho học sinh lớp 4

Riêng đối với học sinh tiểu học, Stem là một mô hình giáo dục mà các em sẽ được học các kiến thức, kỹ năng ở môn khoa học, kỹ thuật và toán học theo hướng tích hợp.. Đối với học sinh lớp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG

KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC VÀ MẦM NON

-

NGUYỄN THÚY HIỀN

THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG

KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC VÀ MẦM NON

-

NGUYỄN THÚY HIỀN

THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu trường Đại học Hùng Vương và Ban lãnh đạo khoa Giáo dục tiểu học và Mầm non đã tạo điều kiện, quan tâm và giúp đỡ cho em suốt quá trình học tập tại trường Đại học Hùng Vương Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới TS Phan Thị Tình, người đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn

và chỉ bảo em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này Em cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô giáo trường tiểu học Tân Dân đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho em hoàn thành tốt thực nghiệm khóa luận tốt nghiệp

Em xin trân trọng cảm ơn!

Việt Trì, ngày 12 tháng 5 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thúy Hiền

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan khóa luận này là kết quả nghiên cứu tìm hiểu của bản thân em với sự giúp đỡ của các nhà khoa học, các giảng viên, các bạn sinh viên Những tài liệu được sử dụng trích dẫn trong khóa luận là trung thực Kết quả nghiên cứu này không hề trùng với bất kỳ công trình nghiên cứu của tác giả nào đã được công bố trước đó Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính trung thực của luận văn

Em xin trân trọng cảm ơn!

Việt Trì, ngày 12 tháng 5 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thúy Hiền

MỤC LỤC

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 01

2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 02 a) Tình hình nghiên cứu trong nước 02 b) Tình hình nghiên cứu ngoài nước 03

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 05

10 Các phương pháp nghiên cứu 07

1.2 Chương trình các môn Toán học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học

thức tổ chức bài học Stem lớp 4 18 a) Yêu cầu về cấu trúc bài học Stem 18 b) Yêu cầu về nội dung bài học Stem 20 c) Yêu cầu về phương pháp bài học Stem 20 d) Yêu cầu về hình thức tổ chức bài học Stem 21 e) Yêu cầu về thiết bị dạy học 22 1.3.3 Tiềm năng của việc kết hợp kiến thức các môn học trong xây

dựng bài học Stem lớp 4 22 1.4 Đặc điểm tâm, sinh lí, nhận thức của học sinh cuối cấp tiểu học 23 a) Đặc điểm tâm lí của học sinh cuối cấp tiểu học 23 b) Đặc điểm sinh lí của học sinh cuối cấp tiểu học 24 c) Đặc điểm nhận thức của học sinh cuối cấp tiểu học 25 1.5 Thực trạng thiết kế kế hoạch bài dạy và dạy học Stem cho học

sinh lớp 4 ở các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh

Phú Thọ

27

1.5.1 Khái quát chung 27 a) Vài nét về thành phố Việt Trì 27

b) Thuận lợi 27

1.5.2 Nội dung khảo sát 28 1.5.3 Kết quả khảo sát 29 a) Thực trạng nhận thức về tầm quan trọng của giáo dục Stem và

hiểu biết về thiết kế kế hoạch bài dạy Stem 29 b) Thực trạng thiết kế kế hoạch bài dạy Stem cho học sinh lớp 4 30 c) Thuận lợi và khó khăn của giáo viên khi thiết kế kế hoạch bài dạy

Stem cho học sinh lớp 4 31 1.5.3 Nhận xét khảo sát 32

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM

DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 4 35 2.1 Nguyên tắc thiết kế kế hoạch bài dạy stem dành cho học sinh

2.1.1 Bám sát chương trình sách giáo khoa các môn học lớp 4 35 2.1.2 Đảm bảo lí luận về dạy học Stem 35 2.1.3 Tăng cường hoạt động trải nghiệm tích hợp liên môn 35 2.1.4 Tăng cường hoạt động của học sinh tạo ra sản phẩm 36 2.1.5 Tăng cường tính chủ động, tích cực và sáng tạo của học sinh 36 2.1.6 Đảm bảo tính khả thi trong điều kiện dạy học tại các trường

2.3.1 Làm sạch nguồn nước 45 2.3.2 Trồng cây thủy sinh 48 2.3.3 Sức nặng của không khí 51 2.3.4 Không khí cần cho sự cháy 54

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

1 Giáo viên GV

DANH MỤC BẢNG BIỂU

1 Bảng 3.1 Tổng kết kết quả thực nghiệm của học sinh lớp 4C 76

2 Bảng 3.2 Tổng kết kết quả thực nghiệm của học sinh lớp 4D 77

3 Biểu đồ 3.1 So sánh tỉ lệ kết quả thực nghiệm 77

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

Chỉ thị 16/CT-TTG ngày 4/5/2017 về Tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo Bộ Giáo dục và Đào tạo “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ,

kỹ 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 Nâng cao năng lực nghiên cứu, giảng dạy trong các cơ sở giáo dục đại học; tăng cường giáo dục những kỹ năng, kiến thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4” [8] Bên cạnh đó, Nghị quyết 29 -NQ/TW đã xác định mục tiêu đổi mới giáo dục phổ thông: “Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời”[1]

Stem là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [23] Giáo dục Stem được hiểu và triển khai theo nhiều cách khác nhau Riêng đối với học sinh tiểu học, Stem là một mô hình giáo dục mà các em sẽ được học các kiến thức, kỹ năng ở môn khoa học, kỹ thuật và toán học theo hướng tích hợp

Hiện nay, nhiều báo cáo cho thấy các ngành nghề về lĩnh vực khoa học

kỹ thuật có tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ hơn so với các ngành nghề khác Do

đó, lực lượng lao động với những kiến thức, kỹ năng cần thiết về điều khiển

và phát triển công nghệ sẽ đứng trước nguy cơ bị thiếu hụt nghiêm trọng nếu không có kế hoạch đào tạo và phát triển Đây là một thách thức lớn được đặt

ra đối với công tác giáo dục – đào tạo của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung

Stem là một trong những từ khóa được tìm kiếm nhiều nhất và là chủ

để giáo dục luôn được quan tâm trong những năm gần đây Đối với học sinh lớp 4, các em đã có nền tảng kiến thức cơ bản của các môn Toán, Khoa học,

Kĩ thuật, Tin học nên việc cho các em tiếp cận giáo dục Stem sẽ giúp hình

thành khả năng xây dựng kiến thức, kỹ năng trên cơ sở kết hợp kiến thức đa lĩnh vực và từ đó sáng tạo ra một sản phẩm vật chất cụ thể mang giá trị thực tiễn cao Đó là nền tảng tạo nên lối suy nghĩ, cách tư duy và kết hợp kiến thức,

kỹ năng cần thiết của con người trong thời đại công nghệ 4.0 Bên cạnh đó, học sinh sẽ có thêm vốn hiểu biết tích luỹ vào hành trang định hướng nghề nghiệp trong tương lai của mình

Khảo sát thực tiễn dạy học tại một số trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ chúng tôi thấy: Mặc dù đã du nhập vào Việt Nam

từ lâu nhưng Stem vẫn còn là một phạm trù giáo dục mới đối với một bộ phận giáo viên và học sinh Bởi vậy khi dạy học giáo dục Stem cho học sinh tiểu học nói chung và học sinh lớp 4 nói riêng, giáo viên vẫn còn gặp nhiều khó khăn Một trong những khó khăn của giáo viên là chưa khoa học hoá được việc thiết kế kế hoạch bài dạy Stem theo đúng quy trình, lí luận về giáo dục Stem Bởi vậy, hiệu quả và yêu cầu phát huy tối ưu kiến thức, kĩ năng cho học sinh chưa đạt như mong muốn

Từ các lí do nêu trên, chúng tôi chọn nghiên cứu vấn đề: “Thiết kế một

số kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4”

2 Tổng quan đề tài

a) Tình hình nghiên cứu trong nước

Từ năm 2010, phương pháp giáo dục chú trọng đẩy mạnh các hoạt động thực tế, hoạt động ngoại khóa ngày càng phổ biến trong các nhà trường tiểu học Từ đó, các trung tâm giáo dục ngoại khóa đã thử nghiệm áp dụng phương pháp giáo dục Stem cho học sinh Điển hình là hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục Stem, mà chủ yếu

là các hoạt động robot vào giảng dạy tại các trường tiểu học ở một số thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Thái Nguyên, Nha Trang, Nghệ An, bằng hình thức xã hội hoá Tuy nhiên, các cơ sở giáo dục ở khu vực nông thôn, miền núi hiện nay vẫn chưa thể tiếp cận nhiều với các hoạt động liên quan đến robot vì chi phí rất đắt đỏ Bởi vậy, nhiều địa phương đã thiết

kế và tổ nhiều hoạt động phong trào về giáo dục Stem cho học sinh như: ngày

hội Stem, câu lạc bộ Stem, Bên cạnh đó, một số hoạt động giáo dục Stem đang duy trì tại một số trường tiểu học như: cuộc thi Robotacon, cuộc thi Sáng tạo khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu học,

Có thể nói, các hoạt động giáo dục Stem trong nhà trường tiểu học hiện nay khá đa dạng, song chúng hầu hết là các hoạt động xã hội hoá với mức chi phí cao dành cho các học sinh có nhu cầu Trong khi đó, mô hình giáo dục Stem tại các trường tiểu học thuộc khu vực nông thôn, miền núi là các hoạt động câu lạc bộ do giáo viên nhà trường thiết kế và tổ chức dựa vào nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ của cộng đồng, với tiêu chí tiết kiệm, phù hợp với địa phương Hoạt động thiết kế kế hoạch bài dạy Stem chưa được phổ biến, các nội dung dạy học Stem vẫn còn hạn chế ở các trường tiểu học tại đây

Đặc biệt, tại các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ, mô hình giáo dục Stem chỉ được đan xen, kết hợp rất ít với chương trình học chính khóa tại một số trường học tư thục hay các trường công lập có quy mô lớn Trên địa bàn tỉnh, có duy nhất một trường tiểu học tư thục Tiểu học Ngọc Hoa nhập khẩu Stem robot hỗ trợ học sinh học Toán, tiếng Anh Tuy nhiên, những con robot chỉ được lập trình đi số bước, quay phải, quay trái đơn giản và chưa thực sự phát huy được mục tiêu, giá trị thực sự mà giáo dục Stem mang lại Ở các trường công lập khác, giáo dục Stem chỉ được đưa vào các cuộc thi và chưa được chú trọng đưa vào chương trình học Có thể nói, thiết kế kế hoạch bài dạy Stem vẫn còn là một hoạt động hết sức mới mẻ đối với các giáo viên tiểu học

b) Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Vào những năm 1990, quỹ nghiên cứu quốc gia Mỹ (NSF) có các chương trình hỗ trợ cho các nhóm ngành Khoa học (Science), Toán (Mathematics), Kỹ thuật (Engineering) và Công nghệ (Technology) Vì phải viết lặp lại nhiều lần, nên người soạn thảo văn bản phải viết tắt thành Smet Trong một buổi báo cáo giới thiệu về chương trình, nhân viên NSF đọc Smet nghe âm gần giống chữ smut (nghĩa là vết nhọ, bệnh than) nghe kỳ quá, nên

mọi người đề nghị nên sắp xếp lại trật tự các chữ, và viết Smet thành Stem Đến năm 2001, việc sử dụng thuật ngữ Stem được NSF chính thực giới thiệu bởi Judith Ramaley, người lúc đó là giám đốc NSF [18]

Nền tảng của giáo dục Stem chính là giáo dục khoa học (Science education) Chính giáo dục khoa học là lĩnh vực đề xuất ra các chương trình

giáo dục Stem hiện nay [17]

Có thể nói, giáo dục Stem có nguồn gốc từ Mỹ và dần được nghiên cứu ở khắp các quốc gia trên thế giới trong nhiều năm trở lại đây Hiệp hội khoa học Mỹ, một số các tổ chức và các cá nhân trên thế giới đã phát triển những khung lý thuyết giúp triển khai tổ chức dạy học giáo dục Stem phù hợp với từng đối tượng cụ thể Theo đó, mô hình giáo dục Stem được xây dựng và phát triển tương ứng với mức độ phức tạp của tri thức và kỹ năng tăng dần, có liên hệ mật thiết với sự phát triển thế giới quan của học sinh Hội đồng nghiên cứu khoa học giáo dục quốc gia của Mỹ đã cụ thể hóa việc tích hợp giữa khoa học và kỹ thuật bằng khung lý thuyết gồm 3 trụ cột mà học sinh sẽ được trải nghiệm, đó là: thực hành khoa học kỹ thuật; những khái niệm liên ngành (khoa học-kỹ thuật); những kiến thức khoa học cốt lõi Đối với thực hành khoa học kỹ thuật, học sinh được trải nghiệm, thực hành, khám phá như nhà khoa học và thiết kế cũng như thực thi kỹ thuật Đối với những khái niệm liên ngành, chúng được xuất hiện và khai thác trong cả khoa học, kỹ thuật Đối với những kiến thức khoa học cốt lõi, chúng là những kiến thức xuyên suốt quá trình học tập của học sinh ở tất cả các cấp học, cung cấp nền tảng để giúp học sinh hiểu biết và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

Phát triển giáo dục Stem trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 không chỉ là xu thế thời đại mà còn là chiến lược của nhiều quốc gia trên thế giới Giáo dục Stem sẽ tạo ra một lợi thế cạnh tranh khi thực hiện chính sách, đào tạo nguồn nhân lực và chuẩn bị sẵn các nguồn tài nguyên cho việc thực hiện chính sách đó Giáo dục Stem đã được triển khai và thực hiện phổ biến tại các nước có nền giáo dục tiên tiến như Mỹ, các nước châu Âu, Bên cạnh đó, việc xây dựng một mô hình giáo dục Stem phù hợp với

bối cảnh kinh tế xã hội, đặc điểm văn hóa, trình độ phát triển của các quốc gia, vùng lãnh thổ đang phát triển, kém phát triển vẫn là một vấn đề cấp thiết và gặp nhiều khó khăn

Nghiên cứu về giáo dục Stem đã, đang được rất nhiều nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu và xu hướng nghiên cứu về lĩnh vực này sẽ còn tiếp tục được phát triển Theo thống kê của Josh Brown – 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 [15] Với mục đích nghiên cứu về xu hướng giáo dục Stem, Yuan-Chung Yu và cộng sự đã tập hợp và phân tích các tài liệu về giáo dục Stem trong cơ sở dữ liệu ISI giai đoạn từ 1992 - 2013 cho thấy: kể từ năm 2008 xu hướng nghiên cứu về giáo dục Stem phát triển rất mạnh, cụ thể năm 2008 có khoảng 15 bài báo thì đến năm 2013 số lượng đã tăng lên gần 100 bài báo/1 năm Cũng trong giai đoạn này Mỹ là quốc gia có nhiều nghiên cứu về giáo dục Stem nhất với 200 công trình (52%), tiếp theo đó là Anh với 36 công trình (9,35%);

Hà Lan, Úc mỗi quốc gia có 16 nghiên cứu (4,16%); các quốc gia Tây Ban Nha, Ixaren, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài Loan tổng cộng có 67 công trình; các quốc gia còn lại trên thế giới có 50 công trình Nghiên cứu cũng chỉ ra 5 lĩnh vực liên quan đến giáo dục Stem bao gồm: Giáo dục học, Tâm lí học, Kĩ thuật, Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe và Khoa học máy tính Một số nghiên cứu khác tìm hiểu về bản chất của Stem, vai trò của Stem trong lịch sử phát triển khoa học công nghệ của loài người, những nhận thức về giáo dục Stem, chính sách đối với giáo dục Stem…[21]

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

b) Ý nghĩa thực tiễn

Quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem và một số kế hoạch bài học Stem theo quy trình đã xác định là nguồn tư liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học, giáo viên Tiểu học khi thực hiện dạy học tích hợp, liên môn đáp ứng nhu cầu đổi mới giáo dục và nhu cầu hình thành phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh

4 Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về Stem, luận văn xác định quy trình thiết

kế kế hoạch bài dạy stem và thiết kế một số kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4 theo quy trình đã xây dựng

5 Khách thể nghiên cứu

Hiệu quả học tập mà một số kế hoạch bài dạy Stem trên mang lại cho học sinh lớp 4

6 Đối tượng nghiên cứu

Kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4

7 Phạm vi nghiên cứu

Học sinh lớp 4 ở một số trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ

8 Giả thuyết khoa học

Nếu giáo viên xác định được quy trình thiết kế và thiết kế kế hoạch bài dạy Stem cho học sinh lớp 4 theo đúng quy trình đó thì sẽ mang lại hiệu quả tối ưu cho việc học tập của học sinh, giúp các em nâng cao hứng thú, tích hợp kiến thức các môn học vào việc làm ra sản phẩm, củng cố và nắm chắc kiến thức, biết yêu quý các sản phẩm mình làm ra

Tìm hiểu đặc điểm tâm sinh lí của học sinh lớp 4 và điều kiện cơ sở vật chất của một số trường tiểu học trên địa bàn tỉnh Phú Thọ trong triển khai dạy học Stem

Tìm hiểu thực trạng triển khai dạy học Stem cho học sinh lớp 4 trong các trường tiểu học của thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ

Đề xuất quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4

Thiết kế một số kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4 Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của việc thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4

10 Các phương pháp nghiên cứu

a) Nghiên cứu lý luận

Nghiên cứu phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa các nguồn tài liệu, các văn kiện của Đảng, các chỉ thị của Nhà nước, Chính phủ, Bộ, Ngành có liên quan đến thành lập trung tâm giáo dục, đổi mới giáo dục và đào tạo, vấn đề tích hợp liên môn trong dạy học

Nghiên cứu, phân tích tổng hợp tài liệu về giáo dục Stem và kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4

Nghiên cứu Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018 được Bộ

Giáo dục và Đào tạo ban hành tại Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT về yêu

cầu cần đạt các môn Toán học, Khoa học, Tin học của học sinh lớp 4

Nghiên cứu Định hướng Giáo dục STEM ở trường phổ thông được Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành năm 2018

b) Điều tra- khảo sát

Thiết lập hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan tiến hành điều tra thực trạng tiếp cận chương trình giáo dục Stem của học sinh khối 4 và giáo viên giảng dạy lớp 4 của trường tiểu học Tân Dân, trường Tiểu học Đinh Tiên Hoàng trên phiếu hỏi

c) Quan sát

Thực hiện quan sát khi tiến hành dự một số giờ dạy Stem cho học sinh khối 4 của trường tiểu học Tân Dân, trường tiểu học Đinh Tiên Hoàng ở thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ Từ đó, bổ sung cho lí luận và điều chỉnh quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4

11 Nội dung nghiên cứu

Cơ sở lí luận về giáo dục Stem và cơ sở lí luận về thiết kế kế hoạch bài dạy Stem

Chương trình, nội dung và yêu cầu cần đạt của các môn học lớp 4: Toán học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học

Đặc điểm tâm sinh lí của học sinh lớp 4 và điều kiện cơ sở vật chất của một số trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ trong triển khai dạy học Stem

Thực trạng triển khai dạy học Stem cho học sinh lớp 4 tại một số trường tiểu học thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ

Quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4

Một số kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của việc thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4

NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số vấn đề lí luận chung về giáo dục Stem

1.1.1 Khái niệm giáo dục Stem

Theo Wikipedia tiếng Việt, Stem là chữ viết tắt dùng để chỉ các ngành học về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán Thuật ngữ này thường được

sử dụng khi giải quyết các chính sách giáo dục và lựa chọn chương trình giảng dạy trong các trường học để nâng cao khả năng cạnh tranh trong phát triển khoa học và công nghệ Nó có liên quan đến phát triển nguồn nhân lực, những vấn đề về an ninh quốc gia và chính sách di dân [23] Từ viết tắt này có nguồn gốc từ một cuộc họp liên ngành về giáo dục khoa học được tổ chức tại Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ vào năm 1990 Sau đó, Stem được xuất hiện tại các văn bản về chính sách cấp visa cho nhập cư tại Mỹ vào những năm

2000, Stem fields được hiểu là các lĩnh vực, ngành nghề về Stem Sau này, Stem được viết đi kèm với các từ khác như Stem education được hiểu là giáo dục Stem, Stem workforce được hiểu là nguồn nhân lực trong lĩnh vực Stem, Stem careers được hiểu là các ngành nghề trong lĩnh vực Stem, Stem curriculum được hiểu là khung chương trình dạy học Stem, Stem awreness được hiểu là nhận thức về các ngành nghề Stem, Stem integration được hiểu

là Stem tích hợp trong các hội nghị diễn đàn khoa học Các từ ngữ trên đi kèm với Stem giúp ý nghĩa của từ Stem thêm sáng tỏ và cụ thể hơn

Hiệp hội các giáo viên dạy Khoa học quốc gia Mỹ đã đề xuất ra khái niệm giáo dục Stem là "Giáo dục Stem là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực Stem và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới"[19]

Giáo dục Stem là một cách tiếp cận liên ngành, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học gắn với thực

tế, học sinh sẽ áp dụng kiến thức và kỹ năng thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể Bên cạnh đó, giáo dục Stem có vai trò kết nối học sinh với trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu Ngoài ra, giáo dục Stem còn chú trọng giúp học sinh phát triển những kỹ năng mềm cần thiết như kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản biện…

Bộ giáo dục Mỹ còn định nghĩa “Giáo dục Stem là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật

và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”

Ngoài ra, tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục 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 học sinh 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”.[19]

Theo quan niệm của tác giả Sanders “Giáo dục 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”.[18]

Bên cạnh đó, giáo dục Stem cũng được định nghĩa là chương trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy tích hợp bốn lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ,

Kĩ thuật và Toán học cho học sinh Thay vì giảng dạy bốn lĩnh vực trên theo những môn học truyền thống mang tính độc lập và rời rạc, giáo dục Stem tổng hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch, thống nhất dựa trên các ứng dụng vào thực tế cuộc sống

Ở ngữ cảnh giáo dục, giáo dục Stem được cụ thể hóa như sau:

- Môn học Khoa học giúp phát triển khả năng sử dụng và ứng dụng các kiến thức về lĩnh vực khoa học cho học sinh Học sinh được tìm hiểu, khám phá về thế giới tự nhiên xung quanh con người Từ đó, học sinh sẽ biết vận dụng các kiến thức đã học, đã biết để có thể giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống thực tiễn

- Môn học Công nghệ giúp học sinh phát triển khả năng sử dụng, quản

lí, hiểu và đánh giá công nghệ Môn học này tạo điều kiện cho học sinh tìm hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào Ngoài ra, môn Công nghệ giúp hình thành và phát triển cho học sinh những kĩ năng phân tích sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày

- Kĩ thuật giúp học sinh hình thành và phát triển sự hiểu biết về cách thức phát triển công nghệ thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật Kĩ thuật tạo điều kiện cho học sinh có thể tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm trừu tượng liên quan trở nên dễ hiểu, rõ ràng hơn Kĩ thuật còn giúp học sinh hình thành và phát triển những kĩ năng cần thiết để vận dụng sáng tạo cơ sở khoa học và toán học vào quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay các quy trình sản xuất

- Toán học giúp học sinh hình thành và phát triển 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

So sánh với chương trình giáo dục phổ thông 2018 ở cấp tiểu học của Việt Nam, môn Khoa học tương ứng với các môn Tự nhiên xã hội, Khoa học; môn Công nghệ tương ứng với môn Tin học; môn Kĩ thuật tương ứng với các môn Thủ công, Kĩ thuật; môn Toán học tương ứng với môn Toán học Có thể nói, ở cấp tiểu học của giáo dục Việt Nam, giáo dục Stem sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Tự nhiên xã hội, Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán Riêng đối với học sinh lớp 4, giáo dục Stem sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán

1.1.2 Mục đích của giáo dục Stem

Theo báo cáo tại diễn đàn giáo dục Stem tại Mỹ, giáo dục Stem có ba mục đích chính:

Mục đích thứ nhất, giáo dục Stem giúp con người hình thành và phát triển năng lực nhận thức Stem Mục đích của giáo dục Stem không phải để đào tạo ra các nhà khoa học, nhà toán học, kỹ sư mà là truyền cảm hứng trong học tập, giúp học sinh thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức về Khoa học

và Toán học Khi được tiếp cận với giáo dục Stem, học sinh sẽ nhận thức và hiểu biết về lĩnh vực Stem Từ đó, học sinh sẽ nhận thức được tầm quan trọng của các kiến thức Stem ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của xã hội trong tương lai Lý do giáo dục Stem đóng một vị trí đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hiện nay vì xu hướng phát triển của thế giới trong tương lai bắt buộc con người phải được tiếp cận thông tin, phải có hiểu biết cơ bản về các kiến thức liên ngành về lĩnh vực khoa học và công nghệ

Mục đích thứ hai, giáo dục Stem chú trọng mục đích trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới hiện nay Mục đích này được lồng ghép trong các chương trình giáo dục chính quy và không chính quy, từ bậc phổ thông cho đến các chương trình đại học Giáo dục Stem tạo ra những người lao động chất lượng cao, có thể đáp ứng được yêu cầu công việc của cách mạng công nghiệp 4.0, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thể thay đổi nền kinh tế tri thức tốt hơn trong bối cảnh toàn cầu hóa Môi trường lao động hiện nay đòi hỏi con người phải biết sử dụng các công cụ thông tin truyền thông một cách hiệu quả, phải biết làm việc cộng tác với nhiều người khác, phải biết giải quyết những vấn đề không quen thuộc, và có khả năng quản trị bản thân tốt Những năng lực trên được hình thành và phát triển thông qua những hoạt động học tập các chủ đề của giáo dục Stem

Mục đích thứ ba, giáo dục Stem chú trọng nghiên cứu, phát triển và đổi mới giáo dục ngành nghề nghiệp Mục đích này chủ yếu tập trung vào các ngành học ở bậc cao đẳng, đại học, thạc sĩ, tiến sĩ và liên quan tới các lĩnh

vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Các chương trình đổi mới giáo dục về phương pháp giảng dạy, khung chương trình học và hoạt động thực hành đều được tập trung nghiên cứu cải cách

1.1.3 Hiệu quả của giáo dục Stem

Giáo dục Stem giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề Trong mỗi bài học Stem, học sinh được đặt trước một tình huống thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra Các kiến thức và kỹ năng này sẽ được tích hợp, lồng ghép

và bổ trợ cho nhau trong quá trình học sinh học bài học Stem Học sinh vừa

có thể hiểu biết về nguyên lý vừa có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm thiết thực phục vụ cuộc sống hằng ngày Bên cạnh đó, học sinh sẽ chủ động, tích cực tư duy và tiếp nhận vấn đề nhanh nhạy, hiệu quả hơn

Giáo dục Stem giúp người học đổi mới phương pháp học tập Giáo dục Stem đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh Người học sẽ phải hiểu, nắm rõ các kiến thức khoa học, từ đó phải biết cách mở rộng kiến thức

và cuối cùng phải biết cách sửa chữa, chế biến lại những kiến thức đó sao cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà mình cần giải quyết Sự thẩm thấu kiến thức theo mô hình trên chính là mục tiêu của rất nhiều nền giáo dục trên thế giới theo đuổi, điển hình là đất nước Phần Lan

Giáo dục Stem là phương thức giáo dục tích hợp Thay vì giáo viên dạy bốn môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học như truyền thống, giáo dục Stem sẽ kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Học sinh vừa được học lý thuyết, vừa được học cách vận dụng lý thuyết đó vào cuộc sống hàng ngày Giáo dục Stem phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn

Trong nghiên cứu tổng quan năm 2016, Yildirim đã phân tích 34 nghiên cứu khác nhau để làm rõ tác động của giáo dục Stem đối học sinh

Giáo dục Stem giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực khoa học cũng như nâng cao kết quả học tập của mình Hiệu quả mà giáo dục Stem đem đến cho học sinh là tạo động lực học tập, tăng sự tích cực, cảm nhận được ý nghĩa và hăng say học tập Từ đó, học sinh có thể duy trì định hướng nghề nghiệp và sự kiên trì trong các lĩnh vực của Stem Ngoài ra, giáo dục Stem còn mang lại hiệu quả tích cực trong học tập và thái độ của học sinh trong trường lớp [20] Đặc biệt, theo công trình nghiên cứu của Becker và Park năm 2011 về hiệu quả của giáo dục Stem, giáo dục Stem tác động hiệu quả đến quá trình học tập của học sinh, với mức độ tác động lớn nhất ở bậc tiểu học và thấp nhất ở bậc đại học [16]

Ở bậc tiểu học, giáo dục Stem mang lại cho học sinh nhiều hiệu quả to lớn Theo phương pháp dạy học truyền thống, giáo viên là trung tâm, là người thuyết trình, diễn giải kho tàng tri thức còn học sinh sẽ là lắng nghe, ghi chép

và học thuộc Bởi vậy, học sinh bị thụ động, ghi nhớ kiến thức một cách máy móc và hạn chế năng lực tư duy sáng tạo Phương pháp học truyền thống gây hạn chế khả năng tư duy và sự sáng tạo của học sinh Chính vì vậy, việc áp dụng giáo dục Stem vào bài học cho học sinh tiểu học là cấp thiết và rất quan trọng

Giáo dục Stem đề cao tính thực tiễn, học sinh được trải nghiệm thực hành liên quan tới bài học Học sinh sẽ được thiết kế, lắp ghép và tạo ra các sản phẩm phục vụ cuộc sống hàng ngày dựa trên các kiến thức được học Đồ dùng học tập chủ yếu là những con robot giáo dục, các mô hình, các vật liệu tái chế,

Bên cạnh đó, giáo dục Stem giúp học sinh rèn luyện kĩ năng giải quyết tình huống có vấn đề Trong mỗi bài học, giáo viên sẽ đưa ra một vấn đề thực

tế cần giải quyết thông qua những kiến thức khoa học Để giải quyết vấn đề

đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức các môn học có liên quan qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, đồ công nghệ, … và thiết kế, tạo ra các mô hình, sản phẩm hữu ích Các hoạt động giáo dục Stem giúp học sinh hình thành và phát triển khả năng tư duy logic, giải quyết vấn

đề qua việc nghiên cứu, tìm tòi, khám phá Đây là cơ sở để học sinh hoàn thiện và phát triển bản thân hơn trong tương lai

Giáo dục Stem còn giúp cho học sinh rèn luyện một số kỹ năng mềm như: kĩ năng tư duy phản biện, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng giao tiếp hiệu quả, kĩ năng tự chủ….thông qua các hoạt động tạo ra sản phẩm Sau khi mỗi một sản phẩm, một thí nghiệm hoàn thành, học sinh cùng suy nghĩ và thảo luận cách trình bày sản phẩm sao cho hấp dẫn, cuốn hút thầy cô cùng bạn bè Việc thảo luận này giúp học sinh đoàn kết và gắn kết với nhau hơn

Hơn hết, giáo dục Stem tích hợp các môn học Khoa học, Công nghệ, Tin học và Toán học, sau khi học xong chương trình cơ bản thì học sinh sẽ được thực hành thực tế Khi được học tập với robot, mô hình, nguyên liệu tái chế, học sinh sẽ hứng thú với giờ học Đặc biệt, sự kết hợp giữa hoạt động học và chơi này sẽ giúp học sinh tiểu học dễ dàng thích nghi và không cảm thấy bỡ ngỡ với môi trường học tập mới

Có thể nói, giáo dục Stem mang lại nhiều hiệu quả to lớn cho học sinh nói chung và học sinh tiểu học nói riêng Học sinh sẽ có nền tảng tốt về tư duy, khả năng sáng tạo, các kỹ năng mềm… Giáo dục Stem tạo tiền đề tốt để học sinh có thể phát triển toàn diện trong tương lai

1.2 Chương trình các môn Toán học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học lớp

4 Hoạt động thực hành và trải nghiệm

5 Con người và sức khỏe

6 Sinh vật và môi trường

4 Đạo đức, pháp luật và văn hoá trong môi trường số

5 Ứng dụng tin học

6 Giải quyết vấn đề với sự trợ giúp của máy tính

1.3 Xây dựng kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4

1.3.1 Khái quát về kế hoạch bài dạy

a) Khái niệm về kế hoạch bài dạy

Kế hoạch bài dạy do giáo viên thiết kế bao gồm các hoạt động của học sinh và giáo viên trong quá trình dạy học một tiết học/bài học/chủ đề nhằm giúp học sinh chiếm lĩnh được kiến thức và đạt được các năng lực, phẩm chất cần thiết Kế hoạch bài dạy được giáo viên thực hiện chủ động, linh hoạt phù hợp với đối tượng học sinh, điều kiện tổ chức dạy học, bảo đảm các yêu cầu cần đạt của chương trình đối với môn học, hoạt động giáo dục để đạt hiệu quả cao nhất; được điều chỉnh, bổ sung thường xuyên cho phù hợp với đối tượng

học sinh và điều kiện tổ chức dạy học [2]

b) Mục đích thiết kế kế hoạch bài dạy

Một kế hoạch bài dạy được thiết kế với nội dung đầy đủ, khoa học sẽ đem lại hiệu quả cao trong việc giảng dạy Giáo viên sẽ tự tin vào việc truyền đạt tri thức cho học sinh Nhờ có kế hoạch bài dạy mà giáo viên không mất thời gian trong việc tìm kiếm thông tin cũng như không mất thời gian trong việc sắp xếp bố cục giảng dạy Khi đó giáo viên sẽ có phương pháp dạy học đạt hiệu quả được sự đánh giá cao của nhà trường, phụ huynh Bên cạnh đó, thiết kế kế hoạch bài dạy sẽ tăng cường sự trao đổi tương tác giữa giáo viên với học sinh và phát huy được tính năng động, chủ động, tích cực của học sinh Kế hoạch bài dạy mạch lạc, rõ ràng, dễ hiểu còn giúp học sinh tiếp thu kiến thức tốt nhất, việc nhớ kiến thức bằng sự vận dụng trong bài giảng là cần thiết

c) Một số lưu ý khi thiết kế kế hoạch bài dạy

Chuyển giao nhiệm vụ học tập: nhiệm vụ học tập rõ ràng và phù hợp với khả năng của học sinh, thể hiện ở việc nêu vấn đề, hướng dẫn cách thực hiện và yêu cầu về sản phẩm mà học sinh phải hoàn thành khi thực hiện

nhiệm vụ; hình thức giao nhiệm vụ sinh động, hấp dẫn, kích thích được hứng thú học tập của học sinh; đảm bảo cho tất cả học sinh tiếp nhận và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ

Tổ chức cho học sinh thực hiện nhiệm vụ học tập: khuyến khích học sinh hợp tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập; phát hiện kịp thời những khó khăn của học sinh và có biện pháp hỗ trợ kịp thời, phù hợp, hiệu quả; không “bỏ quên” học sinh nào

Tổ chức cho học sinh trình bày kết quả và thảo luận: hình thức trình bày kết quả thực hiện nhiệm vụ phù hợp với nội dung học tập và kĩ thuật dạy học tích cực được sử dụng; khuyến khích cho học sinh trao đổi, thảo luận với nhau về nội dung học tập; xử lý những tình huống sư phạm nảy sinh một cách hợp lý

Nhận xét, đánh giá thực hiện nhiệm vụ học tập: nhận xét về quá trình thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh; phân tích, nhận xét, đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ và những ý kiến trao đổi, thảo luận của học sinh nhằm giúp học sinh có hứng thú, niềm tin trong học tập, cải thiện được kết quả học tập; chính xác hóa các kiến thức mà học sinh đã học được thông qua hoạt động

Trong quá trình thực hiện, giáo viên tham khảo khung kế hoạch bài để xây dựng kế hoạch bài dạy phù hợp với tình hình thực tế, đặc trưng môn học, hoạt động giáo dục, thuận lợi trong quá trình thực hiện, đảm bảo khoa học,

linh hoạt và hiệu quả [2]

1.3.2 Yêu cầu về cấu trúc bài học, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức trong kế hoạch bài dạy Stem lớp 4

a) Yêu cầu về cấu trúc bài học Stem

Để thiết kế kế hoạch bài dạy Stem, giáo viên phải hiểu được 3 hoạt động mà học sinh cần thực hiện trong một bài học:

Hoạt động thứ nhất, học tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề dưới sự hướng dẫn, gợi ý của giáo viên Học sinh sẽ được đặt trước các nhiệm vụ thực tiễn như giải quyết một tình huống hoặc tìm hiểu, cải tiến một ứng dụng kĩ

thuật nào đó Để thực hiện nhiệm vụ này, học sinh sẽ phải thu thập thông tin, phân tích được tình huống, giải thích được ứng dụng kĩ thuật và từ đó xác định được vấn đề cần giải quyết

Hoạt động thứ hai, học sinh nghiên cứu kiến thức nền mà mình đã được học và đã biết qua các phương tiện đại chúng để vận dụng giải quyết vấn đề Học sinh được giáo viên hướng dẫn tìm tòi, nghiên cứu để tiếp nhận những kiến thức, kĩ năng cần thiết cho việc giải quyết vấn đề mà các em đã xác định

ở hoạt động thứ nhất Học sinh có thể tìm tòi các kiến thức, kĩ năng liên quan thông qua những hoạt động như nghiên cứu tài liệu, quan sát, thực hành các thí nghiệm, giải các bài tập

Hoạt động thứ ba, học sinh vận dụng các kiến thức, kĩ năng mà mình đã nghiên cứu ở hoạt động thứ hai đề giải quyết vấn đề Về bản chất, hoạt động giải quyết vấn đề là hoạt động sáng tạo khoa học, kĩ thuật Thông qua hoạt động thứ ba, học sinh được hình thành và phát triển các phẩm chất, năng lực cần thiết từ việc đề xuất, kiểm chứng các giả thuyết khoa học hoặc đề xuất, thử nghiệm các giải pháp kĩ thuật Đối với hoạt động sáng tạo khoa học, kết quả nghiên cứu là những đề xuất mang tính lí thuyết được rút ra từ các số liệu thu được trong thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học, ví dụ như: tìm ra chất mới, yếu tố mới, quy trình mới tác động đến sự vật, hiện tượng, quá trình trong tự nhiên Đối với hoạt động sáng tạo kĩ thuật, kết quả nghiên cứu là sản phẩm mang tính ứng dụng thể hiện giải pháp công nghệ mới được thử nghiệm thành công, ví dụ như: dụng cụ, thiết bị mới; giải pháp kĩ thuật mới

Trong thực tiễn dạy học, quy trình 3 hoạt động trên được học sinh thực hiện qua 5 bước chính dưới sự hướng dẫn, gợi ý của giáo viên:

Bước 1: Học sinh xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo)

Bước 2: Học sinh nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế

Bước 3: Học sinh thảo luận theo nhóm và trình bày phương án thiết kế

Bước 4: Học sinh chế tạo mô hình, thiết bị theo phương án thiết kế đã được cải tiến theo góp ý của giáo viên Sau khi chế tạo xong, học sinh thử nghiệm và đánh giá hiệu quả mà mô hình, thiết bị mang lại

Bước 5: Đại diện nhóm học sinh trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo, điều chỉnh thiết kế ban đầu Trong quy trình kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn

đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục

b) Yêu cầu về nội dung bài học Stem

Nội dung bài học Stem đuợc gắn kết với các vấn đề thực tiễn đời sống

xã hội, khoa học, công nghệ và học sinh đuợc yêu cầu tìm các giải pháp đế giải quyết vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt của bài học [7]

Bên cạnh đó, trong các bài học Stem, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình môn Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán học Giáo viên cần có kế hoạch hợp tác cụ thể với các giáo viên bộ môn Toán học, Kĩ thuật, Tin học và Khoa học, để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học Stem Từ đó, học sinh sẽ nhận thấy Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán học không phải là những môn học độc lập, tách rời mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống hàng ngày Điều này có vai trò thúc đẩy khả năng hứng thú việc học Toán học, Kĩ thuật, Tin học và Khoa học của học sinh

c) Yêu cầu về phương pháp bài học Stem

Hoạt động học của học sinh được thiết kế theo hướng mở về điều kiện thực hiện, nhưng cụ thể về tiêu chí của sản phẩm cần đạt Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của học sinh Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi

thông tin để chia sẻ ý tưởng và thiết kế lại nguyên mẫu của mình nếu cần Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và xây dựng hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân [7]

Khi giảng dạy bài học Stem, giáo viên phải đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm

Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của bài học Stem Đặc biệt giáo viên cần khai thác triệt để bước 2: học sinh nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất các giải pháp thiết kế và bước 4: học sinh chế tạo mô hình, thiết bị theo phương án thiết kế đã được cải tiến theo góp ý của giáo viên; sau khi chế tạo xong, học sinh thử nghiệm và đánh giá hiệu quả

mà mô hình, thiết bị mang lại Trong bước 2, học sinh sẽ thực hiện các quan sát, tìm tòi, khám phá để xây dựng, kiểm chứng các quy luật, qua đó học được kiến thức nền và đồng thời rèn luyện các kĩ năng cần thiết như: quan sát, đưa

ra dự đoán, tiến hành thí nghiệm, đo đạc, thu thập số liệu, phân tích số liệu… Trong bước 4, quá trình tìm tòi khám phá sẽ giúp học sinh kiểm chứng các giải pháp khác nhau để tối ưu hoá chế tạo sản phẩm

Trong bài học Stem, hoạt động học tập của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà các em được sử dụng Hoạt động học tập của học sinh là hoạt động được chuyển giao, hợp tác và các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính bản thân các em Học sinh được trao đổi, thảo luận thông tin để chia sẻ ý tưởng thiết kế của mình cho các bạn trong nhóm Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình

và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân

d) Yêu cầu về hình thức tổ chức bài học Stem

Hình thức tổ chức bài học Stem có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong và ngoài lớp học nhưng cần đảm bảo mục tiêu dạy học của phần nội dung kiến thức trong chương trình [7]

Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh nhưng phải chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi học sinh trong nhóm [7] Hình thức tổ chức bài học Stem phải lôi

cuốn, gây hứng thú cho học sinh tham gia vào hoạt động nhóm kiến tạo Để học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo, giáo viên phải áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học Stem là cơ sở hình thành và phát triển năng lực giao tiếp, hợp tác cho học sinh

e) Yêu cầu về thiết bị dạy học

Thiết bị dạy học cần lưu ý đến việc sử dụng thiết bị, công nghệ sẵn có,

dễ tiếp cận với chi phí tối thiểu Sử dụng tối đa các thiết bị sẵn có thuộc danh mục thiết bị dạy học tối thiểu theo 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 Khuyến khích sử dụng các nguồn tài nguyên số bổ trợ, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm, có thể dễ dàng truy cập sử dụng trong và ngoài lớp học để học sinh chủ động học tập [7] Giáo viên cần tăng cường cho học sinh sử

dụng các vật liệu tái chế: bìa cát-tông, vỏ chai nhựa, ống hút,…

1.3.3 Tiềm năng của việc kết hợp kiến thức các môn học trong xây dựng bài học Stem lớp 4

Môn Toán học ở trường phổ thông góp phần hình thành và phát triển các phẩm chất chủ yếu, năng lực chung và năng lực toán học cho học sinh; phát triển kiến thức, kĩ năng then chốt và tạo cơ hội để học sinh được trải nghiệm, vận dụng toán học vào thực tiễn [5]

Môn Khoa học học chú trọng khơi dậy trí tò mò khoa học, bước đầu tạo cho học sinh cơ hội tìm hiểu, khám phá thế giới tự nhiên; vận dụng kiến thức,

kĩ năng đã học vào thực tiễn, học cách giữ gìn sức khoẻ và ứng xử phù hợp với môi trường sống xung quanh [4]

Với việc coi trọng phát triển tư duy thiết kế, Kĩ thuật có ưu thế trong hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo [3]

Tin học đóng vai trò chủ đạo trong việc chuẩn bị cho học sinh khả năng tìm kiếm, tiếp nhận, mở rộng tri thức và sáng tạo trong thời đại cách mạng công nghiệp lần thứ tư và toàn cầu hoá Tin học có ảnh hưởng lớn đến cách

sống, cách suy nghĩ và hành động của con người, là công cụ hiệu quả hỗ trợ biến việc học thành tự học suốt đời Môn Tin học giúp học sinh thích ứng và hoà nhập được với xã hội hiện đại, hình thành và phát triển cho học sinh năng lực tin học để học tập, làm việc và nâng cao chất lượng cuộc sống, đóng góp vào sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc [6]

Khi kết hợp kiến thức của 4 môn học Toán học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học trong một bài học Stem, các môn học đều có vai trò hết sức quan trọng Môn Toán giúp học sinh phát triển các kĩ năng đo, vẽ hình học, tính toán thời gian, cân khối lượng, thống kê số liệu Môn Khoa học giúp học sinh vận dụng, mở rộng các kiến thức về tự nhiên, con người, chất, năng lượng, và định hướng thực hiện các thí nghiệm thú vị Môn Kĩ thuật giúp học sinh vận dụng kĩ năng trồng cây, thiết kế mô hình Môn Tin học giúp học sinh vận dụng kĩ năng soạn thảo văn bản, tạo lập bài trình chiếu, tra cứu thông tin trên internet,

Mặt khác, trong tương lai nhu cầu nguồn nhân lực thuộc lĩnh vực Stem, ảnh hưởng của công nghệ đến đời sống con người khiến việc dạy học phải thay đổi Không thể đặt kiến thức Toán học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học nằm ngoài mối quan hệ với nhau Bên cạnh đó, học sinh lớp 4 đã có vốn kiến thức và kinh nghiệm nhất định về các lĩnh lực Toán học, Khoa học, Kĩ thuật

và Tin học Các em có hứng thú muốn thể hiện năng lực bản thân và muốn

thực hành làm ra các sản phẩm có tính ứng dụng cao vào thực tế Học sinh lớp

4 đã có thể chủ động kết hợp kiến thức các môn học: Toán học, Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và hợp tác làm việc với nhau dựa trên sự chỉ dẫn của giáo viên

trong quá trình học tập Đây là giai đoạn “vàng” để học sinh lớp 4 tiếp cận với

giáo dục Stem

1.4 Đặc điểm tâm, sinh lí, nhận thức của học sinh cuối cấp tiểu học

a) Đặc điểm tâm lí của học sinh cuối cấp tiểu học

Học sinh cuối cấp tiểu học phát triển rõ rệt nhu cầu tự đánh giá Tuy nhiên nhu cầu tự đánh giá của học sinh cuối cấp tiểu học còn bị lệ thuộc vào nhận xét của cha mẹ, thầy cô, bạn bè và mọi người xung quanh về mình Học

sinh đã biết mình thích gì, muốn gì Ngoài ra, học sinh bước đầu nhận thức được thế mạnh và hạn chế của bản thân mình Bên cạnh đó, học sinh còn biết suy nghĩ về các bước để thực hiện được những mong ước của mình

Tính cách của học sinh cuối cấp tiểu học chân thật, trong sáng, hồn nhiên nhưng đã sâu sắc hơn so với học sinh lớp 1,2,3 Nhiều tính cách tốt đẹp tiếp tục được hình thành và phát triển bền vững như tính trách nhiệm, kỉ luật, đoàn kết, tương hỗ, cảm thông, chia sẻ, biết tôn trọng tập thể…

Nhân cách của học sinh cuối cấp tiểu học mang tính tiềm ẩn Học sinh còn chưa bộc lộ rõ rệt một số năng lực và tố chất tiềm Khi có tác động kích thích, những năng lực và tố chất ấy sẽ hình thành và phát triển Có thể nói, nhân cách của học sinh đang được dần hoàn thiện cùng với sự phát triển của mình

Tình cảm của học sinh cuối cấp tiểu học đa dạng về nội dung và sâu sắc,

ổn định hơn về mức độ so với học sinh lớp 1,2,3 Học sinh vẫn hồn nhiên biểu hiện các cảm xúc ra bên ngoài nhưng đã dần trở nên kín đáo và tinh tế hơn Mặc dù học sinh chưa có kĩ năng kiểm soát cảm xúc tốt nhưng các em đã biết rằng xúc cảm nào nên hay không nên thể hiện ra, nên hay không nên thể hiện với ai và thể hiện hay không thể hiện trong hoàn cảnh nào

Học sinh cuối cấp tiểu học đã có khả năng tiếp nhận và chuyển hóa yêu cầu của người lớn thành mục đích hành động của mình Tuy vậy, năng lực ý chí của các em vẫn còn thiếu bền vững, chưa thể trở thành nét tính cách ổn định Việc thực hiện hành vi vẫn chủ yếu phụ thuộc vào hứng thú nhất thời Nhìn chung, sự phát triển thể chất và tâm lí của học sinh cuối cấp tiểu học tương đối êm ả, giúp các em thực hiện tốt các yêu cầu của môi trường và hoạt động học tập ở trường tiểu học

b) Đặc điểm sinh lí của học sinh cuối cấp tiểu học

Hệ xương của học sinh cuối cấp tiểu học còn nhiều mô sụn Ngoài ra, xương sống, xương hông, xương chân, xương tay của học sinh cuối cấp tiểu học đang trong thời kỳ phát triển nên dễ bị cong vẹo, gẫy dập, Bởi vậy, các

thầy cô giáo và phụ huynh cần chú trọng, quan tâm, hướng học sinh tới các hoạt động, trò chơi lành mạnh, an toàn

Hệ cơ của học sinh cuối cấp tiểu học đang trong thời kỳ phát triển mạnh nên các em rất thích những trò chơi vận động Các thầy cô giáo và phụ huynh cần hướng học sinh tới những trò chơi vận động ở mức độ từ đơn giản đến phức tạp và đảm bảo sự an toàn cho các em

Hệ thần kinh cấp cao của học sinh cuối cấp tiểu học đang hoàn thiện về mặt chức năng Do đó, tư duy của học sinh cuối cấp tiểu học chuyển dần từ trực quan hành động sang tư duy hình tượng và tư duy trừu tượng Học sinh

sẽ bị thu hút bởi các trò chơi trí tuệ Từ đó, các thầy cô, phụ huynh nên tạo ra các câu hỏi, trò chơi trí tuệ nhằm hình thành và phát triển tư duy của học sinh

Mỗi năm, học sinh cuối cấp tiểu học sẽ cao thêm khoảng 4cm và nặng hơn khoảng 2kg Theo Sohu, trung bình một học sinh nam cuối cấp tiểu học cao khoảng 132,6cm và nặng khoảng 28,1kg Trung bình một học sinh nữ cuối cấp tiểu học cao khoảng 132,5 cm và nặng khoảng 28,2kg Trên đây chỉ

là con số tham khảo, chiều cao thực tế của học sinh có thể xê dịch khoảng 4cm-5cm, cân nặng có thể xê dịch từ 1-2kg

Tim của học sinh cuối cấp tiểu học đập nhanh khoảng 85 - 90 lần/ phút, mạch máu tương đối mở rộng, áp huyết động mạch thấp và hệ tuần hoàn chưa hoàn chỉnh

c) Đặc điểm nhận thức của học sinh cuối cấp tiểu học

Về nhận thức cảm tính, cảm giác và tri giác ở học sinh cuối cấp tiểu học đã nhạy bén và sâu sắc hơn so với học sinh lớp 1,2,3 khá nhiều Học sinh không những có cảm nhận cụ thể về các thuộc tính bề ngoài của sự vật, hiện tượng mà còn có hiểu biết nhất định về chúng Tri giác của học sinh cuối cấp tiểu học vẫn mang tính xúc cảm, bị ảnh hưởng bởi đặc điểm bề ngoài của đối tượng như: màu sắc sặc sỡ, hấp dẫn, nhưng đã mang tính mục đích, có phương hướng rõ ràng và cụ thể hơn Đặc biệt, học sinh cuối cấp tiểu học đã hình thành năng lực quan sát các sự vật và hiện tượng xung quanh

Về nhận thức lí tính, học sinh cuối cấp tiểu học đã bắt đầu biết khái quát hóa lí luận ở mức độ đơn giản Tư duy của học sinh lớp 4 chuyển dần từ tính cụ thể sang tư duy trừu tượng khái quát Khả năng khái quát hóa phát triển dần theo lứa tuổi

Tưởng tượng tái tạo dần được hoàn thiện ở học sinh cuối cấp tiểu học Trên cơ sở những hình ảnh, biểu tượng đã thấy, học sinh biết tái tạo ra những hình ảnh mới Học sinh bắt đầu phát triển khả năng làm thơ, làm văn, vẽ tranh… Tuy nhiên, tưởng tượng của các em vẫn bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi cảm xúc, những hình ảnh, sự việc, hiện tượng đều gắn liền với các rung động tình cảm của bản thân các em

Về khả năng chú ý, học sinh cuối cấp tiểu học dần hình thành và phát triển kĩ năng tổ chức, điều chỉnh chú ý của mình Chú ý có chủ định phát triển dần và chiếm ưu thế Học sinh đã có sự nỗ lực về ý chí trong hoạt động học tập, ví dụ như học thuộc một bài thơ, một công thức toán hay một bài hát dài Trong sự chú ý của học sinh cuối cấp tiểu học đã bắt đầu xuất hiện giới hạn của yếu tố thời gian, các em đã định lượng được khoảng thời gian cho phép

để làm một việc nào đó và cố gắng hoàn thành công việc trong khoảng thời gian quy định

Về trí nhớ, ghi nhớ có chủ định đã phát triển ở học sinh cuối cấp tiểu học và hiệu quả còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mức độ tích cực tập trung trí tuệ, sức hấp dẫn của nội dung, yếu tố tâm lí tình cảm hay hứng thú của các em

Về ngôn ngữ, học sinh cuối cấp tiểu học có ngôn ngữ nói tương đối thành thạo, dần hoàn thiện về chất lượng sử dụng ngôn ngữ Nhờ ngôn ngữ phát triển mà học sinh có khả năng tự đọc, tự học, tự nhận thức thế giới xung quanh và tự khám phá bản thân thông qua sách báo, mạng internet, Bên cạnh đó, ngôn ngữ viết của học sinh cuối cấp tiểu học cũng bước đầu hoàn thiện về mặt ngữ pháp, chính tả và ngữ âm Bởi vậy, cảm giác, tri giác, tư duy, tưởng tượng của các em có thể phát triển dễ dàng và được biểu hiện cụ thể

thông qua ngôn ngữ nói và viết Mặt khác, thông qua khả năng ngôn ngữ của học sinh, giáo viên có thể đánh giá được sự phát triển trí tuệ của các em

Về ý chí, học sinh cuối cấp tiểu học có khả năng biến yêu cầu của người lớn thành mục đích hành động của mình Tuy nhiên năng lực ý chí của học sinh còn thiếu bền vững và còn phụ thuộc vào hứng thú nhất thời

1.5 Thực trạng thiết kế kế hoạch bài dạy và dạy học Stem cho học sinh lớp 4 ở các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ 1.5.1 Khái quát chung

a) Vài nét về thành phố Việt Trì

Theo Wikipedia tiếng Việt, Việt Trì là thành phố tỉnh lỵ thuộc tỉnh Phú Thọ, Việt Nam Đây là đô thị trung tâm của các tỉnh Trung du và miền núi Bắc Bộ và là một trong 22 đô thị loại I của Việt Nam Việt Trì là trung tâm kinh tế chính trị, văn hóa, khoa học kĩ thuật của tỉnh Phú Thọ, có vị trí quan trọng về quốc phòng, an ninh và là đô thị động lực trong phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Phú Thọ và cả vùng Trung du và miền núi Bắc Bộ [23] Thành phố Việt Trì có 27 trường tiểu học và 2 trường liên cấp Đến nay, 100% trường học tiểu học kiên cố hóa, đủ phòng học, phòng chức năng theo quy định, số trường đạt chuẩn quốc gia 98,7% Ngoài ra, chất lượng giáo dục toàn diện được giữ vững, các chỉ tiêu đều đạt và vượt kế hoạch đề ra Tỷ lệ học sinh tiểu học được đánh giá về năng lực, phẩm chất đạt trở lên là 99.37% Đặc biệt, việc đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học được đẩy mạnh ở tất cả các cấp học Các trường tiểu học đã đa dạng hóa các hình thức dạy học, giáo dục, tăng cường các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, thực hiện tích hợp vào môn học các nội dung về giáo dục kỹ năng sống, bảo vệ môi trường, bảo tồn thiên nhiên, đa dạng sinh học, an toàn giao thông, phòng chống ma túy và tệ nạn xã hội, chú trọng rèn luyện cho học sinh phương pháp tự học, tự nghiên cứu sách giáo khoa, nhân rộng mô hình trường học gắn với thực tiễn, sản xuất, kinh doanh, di sản văn hóa ở địa phương

b) Thuận lợi

Các trường tiểu học trên địa bàn thành phố luôn được sự quan tâm chỉ đạo sát sao của Phòng Giáo dục & Đào tạo Việt Trì; Đảng uỷ - Hội đồng nhân dân – Uỷ ban nhân dân tỉnh Phú Thọ; sự ủng hộ của các bậc cha mẹ học sinh tới sự nghiệp giáo dục của nhà trường Cơ sở vật chất, các điều kiện trang thiết bị phục vụ dạy và học tương đối đầy đủ và hiện đại đáp ứng tốt nhu cầu dạy và học Cán bộ quản lý, có phẩm chất đạo đức tốt, trình độ chuyên môn

và năng lực quản lý vững vàng, luôn nắm chắc các văn bản chỉ đạo về thực hiện nhiệm vụ năm học của Bộ Giáo dục & Đào tạo, Sở Giáo dục & Đào tạo Phú Thọ và Phòng Giáo dục & đào tạo Việt Trì Đội ngũ giáo viên nhiệt tình, phẩm chất đạo đức tốt, trình độ và năng lực chuyên môn vững vàng, có trình

độ, có sức khỏe Trường có nhiều giáo viên dạy giỏi, học sinh giỏi, học sinh năng khiếu các cấp

Các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ đang tạo điều kiện cho học sinh lớp 4 được tiếp cận dần với giáo dục Stem thông qua các hoạt động trải nghiệm hoặc câu lạc bộ với kinh phí giá rẻ, phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương Hầu hết giáo viên có ý thức tìm hiểu quy trình thiết kế kế hoạch bài học và quy trình tổ chức bài dạy Stem cho học sinh lớp 4 Qua đó, đội ngũ giáo viên đã tích lũy được ít nhiều kinh nghiệm về dạy học theo định hướng Stem Song song với đó, các giáo viên cũng rất tích cực chia sẻ kinh nghiệm và tập huấn lẫn nhau để nâng cao năng lực và nhân rộng các hoạt động này Sự tham gia của học sinh trong các giờ học được tổ chức theo định hướng Stem cũng cho thấy sự hứng thú, tích cực và chủ động hơn