Thiết kế và tổ chức được một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6 hợp lí thì sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy học, giúp người học chủ động khám phá, tiếp nhận và hình thành kiến thức một cách hệ thống, đồng thời phát triển năng lực người học.
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Tổng quan các vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài
Giáo dục STEMkhởi đầu ở Mỹ được quan tâm và nghiên cứu trong nhiều năm qua, ở khắp các quốc gia trên thế giới
Giữa năm 2007 và 2010, Josh Brown từ Trường đại học Illinois đã thống kê rằng Mỹ đã xuất bản 60 bài báo khoa học liên quan đến giáo dục STEM từ 8 tạp chí uy tín trong lĩnh vực giáo dục.
Yuan-Chung Yu và các cộng sự đã phân tích tài liệu về giáo dục STEM trong cơ sở dữ liệu ISI từ 1992 đến 2013, cho thấy sự gia tăng đáng kể số lượng bài báo từ khoảng 15 bài năm 2008 lên gần 100 bài vào năm 2013 Mỹ dẫn đầu với 200 công trình nghiên cứu (52%), tiếp theo là Anh với 36 công trình (9,35%), và Hà Lan, Úc mỗi quốc gia có 16 nghiên cứu (4,16%) Các quốc gia như Tây Ban Nha, Israel, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài Loan tổng cộng có 67 công trình, trong khi các quốc gia khác trên thế giới có 50 công trình Điều này cho thấy từ năm 2008, nghiên cứu về giáo dục STEM đã phát triển mạnh mẽ (Yuan-Chung Yu, Shu-Hsuan Chang, Li-Chih Yu, 2016) Đến năm 2018, STEM đã phổ biến ở hơn 70 quốc gia.
Mô hình giáo dục STEM đã được áp dụng tại 40 quốc gia và được giới thiệu tại diễn đàn và triển lãm giáo dục STEM quốc tế lần thứ 6 vào năm 2017, với sự tham gia của 120 quốc gia Tại diễn đàn này, các nhà lãnh đạo, nhà nghiên cứu giáo dục và giáo viên đã thảo luận về những thách thức và triển vọng tương lai của giáo dục STEM trên toàn cầu (Nguyễn Hiếu, 2018).
Giáo dục STEM đã được giới thiệu tại Việt Nam từ năm 2010 thông qua sự hợp tác giữa Liên doanh DTT – EDUSPEC và Trường Icarnegie của Hoa Kỳ Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về giáo dục STEM cũng như các mô hình vận hành liên quan Tác giả Hồ Thị đã đóng góp vào lĩnh vực này.
Nghiên cứu của Thu Hương (2019) chỉ ra rằng mô hình giáo dục STEM ở các quốc gia rất đa dạng, mỗi hình thức tổ chức đều có những ưu điểm và hạn chế riêng Ngành Giáo dục Việt Nam có thể áp dụng các mô hình tiên tiến này, tuy nhiên, việc lựa chọn mô hình phù hợp với thực tiễn vẫn cần được nghiên cứu thêm Nhóm tác giả Nguyễn Sỹ Nam và cộng sự (2018) đã chỉ ra thực trạng triển khai giáo dục STEM trong các trường phổ thông tại Việt Nam Đồng thời, nhiều nghiên cứu khác cũng đang được thực hiện, như công trình của Lê Huy Hoàng về mô hình giáo dục STEM nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục theo nghị quyết số 29-NQ/TW Nghiên cứu này hướng đến việc đề xuất mô hình giáo dục STEM và định hướng đào tạo giáo viên trong lĩnh vực này Ngoài ra, nhóm tác giả Trần Thị Gái và cộng sự (2018) đã thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 11, góp phần vào việc ứng dụng thực tiễn trong giáo dục STEM tại Việt Nam.
Nghiên cứu của Tưởng Duy Hải và Nguyễn Văn Hòa (2018) tập trung vào việc xây dựng các loại động cơ nhiệt trong dạy học vật lý, nhằm phát triển hoạt động trải nghiệm sáng tạo và giáo dục STEM tại trường phổ thông Tác giả Phạm Thị Hồng Tú cũng góp phần vào chủ đề này.
(2019) đã nghiên cứu thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “sinh trưởng của vi sinh vật
- nhân giống nấm men” trong môn Sinh học 10 theo định hướng giáo dục STEM cho
Nghiên cứu của Lê Hải Mỹ Ngân và Nguyễn Thị Minh Thảo (2020) đã thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM thông qua hệ thống cấp nước tự động đơn giản, áp dụng quy trình dạy học 6E trong chương trình giáo dục THCS.
Nhiều tài liệu hướng dẫn về giáo dục STEM đã được xuất bản, giúp giáo viên hiểu rõ hơn về quy trình thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học theo định hướng STEM Nhóm tác giả gồm Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh và Hoàng Phước Muội đã đóng góp vào việc này.
Năm 2018, sách “Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho HS THCS và THPT” đã được xuất bản, cung cấp hướng dẫn cho việc xây dựng và tổ chức các hoạt động dạy học STEM trong trung học (Nguyễn Thanh Nga et al., 2018) Đến năm 2019, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phát hành tài liệu “Tập huấn cán bộ quản lí và giáo viên về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong giáo dục trung học”, nhằm hỗ trợ cán bộ quản lí và giáo viên nắm vững nội dung, phương pháp và hình thức triển khai hoạt động giáo dục STEM một cách hiệu quả (Nguyễn Thị Phước Lai et al., 2019).
Mặc dù có nhiều nghiên cứu về giáo dục STEM, việc áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng STEM trong môn Khoa học tự nhiên, đặc biệt là ở lớp 6, vẫn còn mới mẻ Đề tài của chúng tôi nhằm thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học STEM trong môn Khoa học tự nhiên 6, hỗ trợ giáo viên THCS và những người quan tâm nhận thức rõ hơn về giáo dục STEM Qua đó, khuyến khích giáo viên mạnh dạn nghiên cứu và áp dụng phương pháp này, đáp ứng yêu cầu đổi mới và giúp học sinh phát triển năng lực.
Cơ sở lí luận
1.2.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực
Có nhiều định nghĩa về năng lực như:
Theo Howard Gardner (1999): “Năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo giáo đạc được” (Gardner, 1999)
Năng lực là khả năng kết hợp kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính tâm lý như hứng thú, niềm tin, và ý chí để thực hiện thành công một công việc trong bối cảnh nhất định Theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, năng lực được định nghĩa là thuộc tính cá nhân hình thành và phát triển từ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các yếu tố để đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
Các phẩm chất và năng lực cần hình thành, phát triển cho học sinh được quy định trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể gồm:
- 05 phẩm chất: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm
+ 03 năng lực chung: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo;
Bảy năng lực đặc thù bao gồm: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ và năng lực thể chất Việc dạy học cần được thực hiện theo định hướng phát triển các năng lực này để nâng cao khả năng của học sinh.
Giáo dục Việt Nam đang chuyển từ phương pháp tiếp cận nội dung sang phương pháp tập trung vào phẩm chất và năng lực Việc dạy học nhằm phát triển năng lực đóng vai trò quan trọng trong chương trình giáo dục phổ thông 2018, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo.
Dạy học theo tiếp cận năng lực không chỉ chú trọng vào việc hình thành kiến thức, kỹ năng và thái độ, mà còn tập trung vào việc phát triển khả năng vận dụng những gì đã học để thực hiện các hành động có ý nghĩa trong những hoàn cảnh cụ thể.
Những tổng quát chung về dạy học định hướng phát triển năng lực là:
Hình thành và phát triển năng lực tự học giúp học sinh trở nên tích cực, tự giác và chủ động Từ đó, các em có thể trau dồi những phẩm chất linh hoạt, độc lập và sáng tạo trong tư duy.
Lựa chọn linh hoạt các phương pháp dạy học là cần thiết, nhưng phải đảm bảo nguyên tắc rằng học sinh tự mình hoàn thành nhiệm vụ nhận thức dưới sự tổ chức và hướng dẫn của giáo viên.
- Việc sử dụng PPDH gắn chặt với các hình thức tổ chức dạy học
- Sử dụng đủ và hiệu quả đồ dùng, thiết bị dạy học, tích cực ứng dụng công nghệ thông tin vào các hoạt động dạy học
1.2.1.4 Nguyên tắc dạy học theo định hướng phát triển năng lực
Để đạt được các phẩm chất và năng lực chung theo yêu cầu của Chương trình GDPT tổng thể, cần bám sát vào các tiêu chí cụ thể được quy định trong Chương trình môn học, như đã nêu bởi Phạm Đình Văn và cộng sự (2019).
Nội dung học tập cần phải phù hợp với thực tiễn và gắn liền với đời sống, giúp học sinh nhận thấy rằng những kiến thức họ tiếp thu là có ý nghĩa và hữu ích trong việc giải quyết các vấn đề thực tiễn.
- Tổ chức các hoạt động dạy học phong phú, đa dạng bằng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực
Dạy học phát triển năng lực không chỉ diễn ra trong lớp học mà còn có thể mở rộng ra các khu vực khác trong trường như sân trường và vườn trường.
- Chú trọng đánh giá quá trình học tập
Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực chú trọng vào việc kích thích hoạt động trí tuệ của học sinh và rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề trong các tình huống thực tế Việc kết hợp giữa hoạt động trí tuệ và thực hành, cùng với việc tăng cường học tập nhóm và đổi mới mối quan hệ giữa giáo viên và học sinh theo hướng hợp tác, là rất quan trọng để phát triển năng lực xã hội Ngoài việc học các kiến thức và kỹ năng riêng lẻ của từng môn học, cần bổ sung các chủ đề học tập phức hợp để nâng cao khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp.
Theo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018, dạy học tích hợp được định nghĩa là phương pháp giúp học sinh phát triển khả năng kết hợp kiến thức và kỹ năng từ nhiều lĩnh vực khác nhau Mục tiêu là giải quyết hiệu quả các vấn đề trong học tập và cuộc sống, thực hiện ngay trong quá trình tiếp thu tri thức và rèn luyện kỹ năng.
Môn Khoa học tự nhiên được thiết kế dựa trên phương pháp dạy học tích hợp, nhằm tạo ra sự liên kết giữa các đối tượng, phương pháp nhận thức, và các khái niệm cũng như nguyên lý chung Việc giảng dạy trong lĩnh vực này cần phải tạo điều kiện cho học sinh hiểu sâu sắc và áp dụng kiến thức một cách hiệu quả.
HS nhận thức được sự thống nhất đó (Bộ GD&ĐT, 2018) 4
Tích hợp nội dung trong giảng dạy cần được thực hiện một cách khéo léo, đảm bảo không làm thay đổi đặc trưng của môn học Điều này có nghĩa là bài học không nên bị biến thành một bài học có nội dung chính là nội dung tích hợp, mà vẫn giữ nguyên bản chất và mục tiêu của từng bộ môn.
- Khai thác nội dung cần tích hợp một cách có chọn lọc, có tính tập trung vào chương/bài/mục nhất định, không tràn lan, tuỳ tiện
Phát huy tối đa vốn hiểu biết và kinh nghiệm của học sinh, đồng thời khuyến khích tính tích cực trong nhận thức, giúp các em tiếp cận hiệu quả với các vấn đề liên quan đến nội dung tích hợp.
Trong dạy học tích hợp, các tình huống thường liên quan đến thực tiễn cuộc sống, tạo sự gần gũi và hấp dẫn cho học sinh Học sinh cần thực hiện các hoạt động như giải thích, phân tích, lập luận, tiến hành thí nghiệm và xây dựng mô hình để giải quyết vấn đề.
Dạy học tích hợp giúp phát huy được năng lực của học sinh trong việc lĩnh hội kiến thức và vận dụng kiến thức vào cuộc sống hàng ngày
1.2.3 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Cơ sở thực tiễn của đề tài
1.3.1 Mục đích điều tra Để có cơ sở rõ ràng hơn cho việc thực hiện đề tài
Nghiên cứu thực trạng giảng dạy giáo dục STEM của giáo viên tại trường THCS, đặc biệt là việc áp dụng giáo dục STEM để phát triển năng lực cho học sinh Phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp phù hợp với tình hình hiện tại Đồng thời, khảo sát nhu cầu và hứng thú của học sinh đối với giáo dục STEM trong quá trình học các môn khoa học tự nhiên.
GV dạy các môn Vật lí, Hoá học, Sinh học ở một số trường phổ thông trong địa bàn TP HCM
HS của một số trường phổ thông trong địa bàn TP HCM
Tiến hành phát phiếu điều tra ý kiến cho giáo viên và học sinh tại các trường THCS trên địa bàn TP HCM, sau đó sử dụng phần mềm Excel hoặc SPSS để xử lý kết quả.
1.3.4 Kết quả khảo sát thực trạng
THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6
Phân tích cấu trúc chương trình môn khoa học tự nhiên 6
2.1.1 Phân tích cấu trúc chương trình môn khoa học tự nhiên
2.1.2 Phân tích mục tiêu, yêu cầu cần đạt, mạch nội dung của chương trình môn khoa học tự nhiên 6
2.1.3 Xác định nội dung có thể dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Dựa trên nghiên cứu và phân tích cấu trúc, mục tiêu, yêu cầu của chương trình KHTN lớp 6, bài viết đề xuất một số nội dung có thể được giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM.
STT Mạch nội dung trong môn KHTN 6 Tên chủ đề
2.2 Thiết kế một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6
2.2.1 Quy trình thiết kế một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6
2.2.2 Thiết kế một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6
Các biện pháp tổ chức dạy học một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
Mục tiêu thực nghiệm
Để đánh giá tính chính xác, khả năng thực hiện và hiệu quả của các phương pháp tổ chức các chủ đề STEM trong môn Khoa học tự nhiên lớp 6.
Nội dung thực nghiệm
Dựa trên cơ sở lý luận và nghiên cứu, bài viết này trình bày cách thiết kế và tổ chức dạy học các chủ đề theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên.
Tiến hành thực nghiệm 2 chủ đề trong các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6 đã thiết kế.
Phương pháp thực nghiệm
3.3.1 Thời gian, địa điểm, đối tượng
- Địa điểm: 2 - 3 trường trong khu vực TP.HCM, mỗi trường chọn 2 lớp 6 để tiến hành thực nghiệm
- Tiến hành thiết kế 3 - 5 chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên 6
- Xây dựng các bài đánh giá HS trước và sau khi thực nghiệm (sử dụng cùng bộ tiêu chí), bảng kiểm quan sát, bảng đánh giá
- Chọn trường 2 - 3 trường THCS trên địa bàn TP Hồ Chí Minh, mỗi trường chọn 2 lớp để tiến hành thực nghiệm để tiến hành thực nghiệm
Gặp gỡ và trao đổi với giáo viên thực nghiệm nhằm thống nhất bài kiểm tra đánh giá trong quá trình thực nghiệm Lựa chọn lớp thực nghiệm, xác định mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học (PPDH) và tiến trình tổ chức chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
Trao đổi với giáo viên về cơ sở vật chất, đồ dùng và thiết bị dạy học cần chuẩn bị là rất quan trọng Đồng thời, việc thảo luận với giáo viên về những nhiệm vụ mà học sinh cần chuẩn bị trước ở nhà cũng góp phần nâng cao hiệu quả học tập.
+ Hướng dẫn GV sử dụng bảng kiểm quan sát, bảng đánh giá;
+ Tổ chức dạy thực nghiệm, đánh giá tiết dạy và đánh giá năng lực HS thông qua bảng quan sát và bảng đánh giá;
+ Tiến hành khảo sát chất lượng đầu vào và đầu ra thông qua bài kiểm tra
- Đánh giá đầu vào, khảo sát HS bằng 1 bài kiểm tra
- Tiến hành tổ chức hoạt động dạy học 2 chủ đề STEM
- Đánh giá quá trình và kết quả, khảo sát đầu ra sau khi tổ chức dạy học
- Tiến hành xử lí, phân tích kết quả của trước và sau khi tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM để rút ra kết luận.
