Tổ chức dạy học một số kiến thức dòng điện xoay chiều theo định hướng giáo dục stem cho học sinh trường trung học phổ thông tại nước CHDCND lào

Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổimới giáo dục: Phương pháp giáo dục của các trường học toàn đất nước phải phát huynhững kỹ năng cần thiết cho HS đó l

Trang 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––––

PHONGSAVANH OULAYPHETH

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

TẠI NƯỚC CHDCND LÀO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên h tt p ://lr c t nu.edu v n

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––––

PHONGSAVANH OULAYPHETH

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

TẠI NƯỚC CHDCND LÀO

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

Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quang Linh

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên h t t p : / / l r c t nu.ed u v n

Trang 3

h t t p : / / l r c t nu.ed u v n

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu tìm tòi, tra cứu tài liệu của riêng tôi Các kết quả được nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình của tác giả nào.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những gì mình khẳng định trên đây.

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2019

Tác giả

Oulaypheth PHONGSAVANH

Trang 4

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Quang Linh, đã tận tìnhhướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thànhluận văn

này.”

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ Giáo dục Vật

lý, khoa Vật lý - Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, đã giúp đỡ, động viên tôitrong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn Mặc dù tôi đã có rất nhiều cốgắng, song khả năng có hạn nên bản luận văn không tránh khỏi những khiếm khuyết.Tôi rất mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và cácbạn đọc để luận văn được hoàn chỉnh hơn.”

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới ban giám hiệu, các thầy cô giáo và cáchọc sinh của trường THPT Mương Khai và trường THPT Pak Sường, tỉnh Luông PhạBăng, nước CHDCND Lào đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian dài họctập và nghiên cứu luận văn.”

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2019

Tác giả

Oulaypheth PHONGSAVANH

Trang 5

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn .ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt iv Danh mục các bảng v Danh mục các hình .vi MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Giả thuyết khoa học 3

7 Đóng góp của đề tài 3

8 Cấu trúc của đề tài 3

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .4

1.1 Nghiên cứu về GD STEM tại CHDCND Lào 4

1.2 Các nghiên cứu thế giới về giáo dục STEM 6

1.3 Nghiên cứu về tính sáng tạo 10

1.4 Giáo dục STEM 11

1.4.1 Khái niệm của giáo dục STEM 11

1.4.2 Vai trò, ý nghĩa của GD STEM 13

1.4.3 Mục tiêu của giáo dục STEM 13

1.4.4 Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM 14

1.4.5 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM 16

1.4.6 Quy trình thiết kế chủ đề GD STEM 20

Trang 6

1.4.7 Tiến trình tổ chức dạy học Vật lý theo định hướng GD STEM 21

Trang 7

1.5 Điều tra thực tiễn dạy học kiến thức “Máy phát điện xoay chiều” và “Động

cơ điện xoay chiều” - Vật lý 12 theo định hướng giáo dục STEM trong THPT 23

1.5.1 Mục đích điều tra 23

1.5.2 Phương pháp điều tra 24

1.5.3 Kết quả nghiên cứu 24

Kết luận chương 1 28

Chương 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU” 29

2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Máy phát điện và động cơ điện – Vật lý 12” 29

2.1.1 Tổng quan của chương “Dòng điện xoay chiều” 29

2.1.2 Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng 29

2.1.3 Phân tích nội dung kiến thức 30

2.2 Xây dựng tiến trình dạy học chủ đề “Mát phát điện xoay chiều”Vật lý 12theo định hướng GD STEM 33

2.2.1 Vấn đề thực tiễn 34

2.2.2 Hình thành ý tưởng 34

2.2.3 Kiến thức lĩnh vực STEM trong chủ đề 35

2.2.4 Mục tiêu chủ đề 36

2.2.5 Bộ câu hỏi định hướng 36

2.2.6 Kế hoạch dạy học 36

2.3 Xây dựng tiến trình dạy học chủ đề “Động cơ điện xoay chiều” Vật lý 12 theo định hướng GD STEM 45

2.3.1 Vấn đề thực tiễn 45

2.3.2 Hình thành ý tưởng 45

2.3.3 Kiến thức lĩnh vực STEM trong chủ đề 46

2.3.4 Mục tiêu chủ đề 47

2.3.5 Bộ câu hỏi định hướng 47

2.3.6 Kế hoạch dạy học 48

Trang 8

2.4 Đánh giá HS trong dạy học chủ đề “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 theo

định hướng STEM 56

2.4.1.Đánh giá năng lực sáng tạo của HS qua phiếu quan sát của giáo viên 56

2.4.2 Đánh giá năng lực sáng tạo của HS qua phiếu đánh giá đồng đẳng và tự đánh giá 58

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 60

3.1 Mục đích thực nghiệm sưphạm 60

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 60

3.3 Nội dung thực nghiệm sưphạm 60

3.3.1 Chọn địa bàn thựcnghiệm 60

3.3.2 Chọn đối tượng thực nghiệm 61

3.3.3 Kế hoạch thực nghiệm sưphạm 61

3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 61

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 62

3.5.1 Đánh giá định tính 62

3.5.2 Đánh giá định lượng 65

3.5.3 Đánh giá chung 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

1 Kết luận 76

2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC

Trang 9

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

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

GD&ĐT : Giáo dục và đào tạoGDPT : Giáo dục phổ thông

GV : Giáo viên

HS : Học sinhKHCN : Khoa học công nghệ SGK : Sách giáo khoa THPT : Trung học phổ thôngViện NKG : Viện Nghiên cứu Khoa học Giáo dục

Trang 10

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Nội dung bài học chương VI “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 29

Bảng 2.2 Kiến thức trong lĩnh vực STEM chủ đề máy phát điện xoay chiều 35

Bảng 2.3 Bảng kế hoạch dạy học chủ đề “Máy phát điện xoay chiều” theo định hướng GD STEM 36

Bảng 2.4 Kiến thức trong lĩnh vực STEM chủ đề máy động cơ điện xoay chiều 46

Bảng 2.5 Bảng kế hoạch dạy học chủ đề “Động cơ điện xoay chiều” theo định hướng GD STEM 48

Bảng 2.6 Bảng mô tả các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực sáng tạo 56

Bảng 2.7 Bảng kiểm quan sát năng lực sáng tạo của HS dành cho GV 57

Bảng 2.8 Bảng đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh 58

Bảng 2.9 Bảng tổng hợp kết quả đánh giá năng lực sáng tạo của HS 58

Bảng 3.1 Danh sách lớp thực nghiệm để tiến hành thực nghiệm sư phạm 61

Bảng 3.2 Điểm tổng hợp của HS lớp 12A ở trường THPT Mương Khai chủ đề máy phát điện xoay chiều (bài 1) 66

Bảng 3.3 Điểm tổng hợp của HS lớp 12A ở trường THPT Mương Khai chủ đề động cơ điện xoay chiều (bài 2) 67

Bảng 3.4 Điểm tổng hợp lớp 12A ở trường THPT Mương Khai cả 2 bài 68

Bảng 3.5 So sánh điểm trung bình đánh giá năng lực sáng tạo của HS và điểm trung bình kết quả học tập môn vật lý của HS trong kì 1 ở trường THPT Mương Khai 69

Bảng 3.6 Điểm tổng hợp của HS lớp 12A ở trường THPT Pak Sường chủ đề máy phát điện xoay chiều (bài 1) 70

Bảng 3.7 Điểm tổng hợp của HS lớp 12A ở trường THPT Pak Sường chủ đề động cơ điện xoay chiều (bài 2) 71

Bảng 3.8 Điểm tổng hợp của HS lớp 12A ở trường THPT Pak Sường cả 2 bài 72 Bảng 3.9 So sánh điểm trung bình đánh giá năng lực sáng tạo của HS và điểm

trung bình kết quả học tập môn vật lý của HS trong kì 1 ở trường THPT

Trang 11

Pak Sường 73

Trang 12

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Chu trình trên đây bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học

và quy trình kĩ thuật 14

Hình 1.2 Vòng lặp thiết kế trong GD STEM 15

Hình 1.3 Quy trình thiết kế chủ đề STEM 20

Hình 1.4 Sơ đồ tiến trình tổ chức dạy học Vật lý theo định hướng GD STEM 21

Hình 1.5 Số GV đã tìm hiểu và tập huấn về GD STEM 24

Hình 1.6 Quan điểm của GV về sự cần thiết áp dụng GD STEM trong dạy học 25

Hình 1.7 Tần suất áp dụng GD STEM trong dạy học của GV 25

Hình 1.8 Quan điểm của GV về những khó khăn khi dạy học STEM 26

Hình 1.9 Tần suất áp dụng thí nghiệm quả GV trong dạy học Vật lí 27

Hình 1.10 Biểu đồ về hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS 27

Hình 1.11 Sự nguyện vọng của HS trong quá trình dạy học Vật lí 27

Hình 2.1 Sơ đồ xây dưng các chủ đề theo định hướng GD STEM 33

Hình 2.2 Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM máy phát điện xoay chiều 34

Hình 2.3 Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM động cơ điện xoay chiều 46

Hình 3.1 Phiếu ý kiến của GV và HS sau thực hành chủ đề 63

Hình 3.2 Một số hình ảnh hoạt động của HS ở trương THPT Mương Khai 64

Hình 3.3 Một số hình ảnh hoạt động của HS ở trương THPT Pak Sường 64

Hình 3.4 Bản hình vẽ thiết kế và hình ảnh máy phát điện xoay chiều mà HS thiết và chế tạo được 65

Hình 3.5 Bản hình vẽ thiết kế và hình ảnh động cơ điện xoay chiều mà HS thiết và chế tạo được 65

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn tổng điểm đánh giá năng lực sáng tạo và kết quả học tập của học sinh ở trường THPT Mương Khai 69

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn tổng điểm đánh giá năng lực sáng tạo và kết quả học tập của học sinh ở trường THPT Pak Sường 73

Trang 13

Trong dự thảo của Bộ Giáo dục và Thể thao (Bộ GDTT) về tầm nhìn giáo dụcđến năm 2030, chiến lược giáo dục đến 2025 đã định hướng chung rằng: Để tạo ranguồn nhân lực đạt được 3 đặc tính và 5 nguyên lý giáo dục cơ bản Đồng thời, cụ thểđảm bảo phát triển năng lực của học sinh, vận dụng kiến thức vào cuộc sống thực tiễn,

biết sử dụng kĩ thuật, công nghệ thông tin và giao tiếp ngoại ngữ được [36].

Hiện nay, ngành giáo dục của nước CHDCND Lào đang thực hiện triển khaiđổi mới chương trình giáo dục phổ thông cũng như phương pháp kiểm tra đánh giákết quả học tập của học sinh (HS), để tạo ra những nguồn nhân lực có kỹ năng cao mà

xã hội đang cần Đó là con người có khả năng đáp ứng được những đòi hỏi của sựnghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước [36]

Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổimới giáo dục: Phương pháp giáo dục của các trường học toàn đất nước phải phát huynhững kỹ năng cần thiết cho HS đó là kỹ năng giải quyết vấn đè, giao tiếp, làm việcnhóm, năng lực sáng tao, kỹ năng trình bày báo cáo…; Phù hợp với đặc điểm củatừng môn học, lớp học, học sinh, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

và tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho HS [34]

Thực trạng giáo dục tại nước CHDCND Lào cho thấy, việc giảng dạy kiếnthức nói chung và kiến thức vật lí nói riêng được tiến hành trong hoàn cảnh mà họcsinh ít có điều kiện để nghiên cứu, quan sát, thực nghiệm, sáng tạo và vận dụng kiếnthức trong giải quyết vấn đề thực tiễn, đặc biệt đối với HS trung học cơ sở (THCS)

và HS trung học phổ thông (THPT)

Vì vậy, trong luận văn này, tác giả đã tìm hiểm nghiên cứu và vận dụng phươngpháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM (GD STEM), hiện đang còn tương đối

Trang 14

h tt p :// l r c t nu e du v n

mới ở Lào GD STEM là một phương thức giáo dục tích hợp các môn khoa tự nhiênthông qua hoạt động thực hành và ứng dụng Trong quá trình học tập, học sinh sẽ vừahọc được kiến thức khoa học, vừa được vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn GDSTEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người cónăng lực làm việc tốt, có tính sáng tạo cao, với những công việc đòi hỏi trí óc của thế

kỷ 21 Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong chương trình GDPT ở Lào,

sự nghiệp đổi mới, tiếp cận với sự phát triển của giáo dục thế giới hướng tới sự pháttriển năng lực của học sinh, cũng được triển khai mạnh mẽ ở nước CHDCND Lào Vìvậy, tư tưởng này của GD STEM cần được khai thác và đưa vào mạnh mẽ trongchương trình GDPT nước CHDCND Lào

Chính vì những lí do trên, tác giả đã lựa chọn nghiên cứu “Tổ chức dạy học một số kiến thức theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh trường THPT tại nước CHDCND Lào”.

2 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức về “Dòng điện xoaychiều” thuộc chương trình Vật lý THPT của nước CHDCND Lào nhằm nâng cao nănglực sáng tạo của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Chương trình, nội dung kiến thức môn vật lí THPT

- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thứcchương “Dòng điện xoay chiều” thuộc chương trình Vật lý của nước CHDCND Lào.Phạm vi khảo sát tại trường THPT Mương Khai và trường THPT Luangprabang nướcCHDCND Lào

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu dự thảo của Bộ Giáo dục và Thể thao về tầm nhìn giáo dục đếnnăm 2030, chiến lược giáo dục đến 2025 và kế hoạch phát triển giáo dục và thể thao 5năm (Giai đoạn từ 2016 - 2020) của nước CHDCND Lào

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính sáng tạo và nghiên cứu cơ sở lí luận về giáodục STEM

- Hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học chương “Dòng điện xoay chiều– Vật Lý 12” theo định hướng GD STEM

Trang 15

- Phân tích nội dung kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều – Vật lý 12” ởcác bộ môn có liên quan

- Xây dựng tiến trình dạy học kiến thức “Dòng điện xoay chiều – Vật lý 12”theo định hướng GD STEM

- Thực nghiệm sư phạm (TNSP)

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận: Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, giáo dục học,

lí luận dạy học môn vật lí, các tài liệu về tính sáng tạo và giáo dục STEM

- Nghiên cứu về thực tế việc tổ chức hoạt động STEM cho HS ở trường THPTcủa nước CHDCND Lào hiện nay

6 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế được tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM trongtrường THPT của nước CHDCND Lào, đáp ứng các yêu cầu của quá trình dạy học sẽgóp phần phát triển năng lực sáng tạo của HS

8 Cấu trúc của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn có 03 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn.

Chương 2: Thiết kế chủ đề STEM “Máy phát điện xoay chiều và động cơ điện

xoay chiều”

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

Trang 16

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Nghiên cứu về GD STEM tại CHDCND Lào

Hiện tại chưa có một công trình nghiên cứu chính thức nào tại Lào về GDSTEM Tuy nhiên, tại Lào đã có những triển khai nhất định về GD STEM, như:

Keovivon UTTHACHAC (2016) - phó vụ trưởng Khoa học đã nói đến ý tưởng

về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học là những điều mà Bộ Khoa học vàCông nghệ (Bộ KHCN) mong muốn tiến hành và xây dựng pham vị hợp tác với BộGiáo dục và Thể thao (Bộ GDTT) để giao lưu và thực hiện cùng một đối tượng có thểmang tính khả thi [38]

Trong tài liệu Luật khoa học và công nghệ của Bộ KHCN Lào đã chỉ ra rằng:

“Việc nâng cao trình độ của cán bộ và nhân viên là việc làm rất quan trọng để thúcđẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ như: Công nghiệp du lịch,công nghiệp điện tử, công nghiệp chế tạo và sản xuất thực phẩm ” [40]

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

Trong bài báo cáo của dự án nghiên cứu và phát triển chương trình dạy học vềcông nghệ, sáng chế đã chỉ ra rằng: Hiện nay, Chính phủ của nước CHDCND Làođang đầu tư cho việc xây dựng chương trình GD STEM cho các trường học, các cấphọc Thực sự, để triển khai GD STEM ở nước CHDCND Lào cần có 2 yếu tố quantrọng đó là: Thúc đẩy xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao và khuyến khíchnghiên cứu chế tạo sản phẩm mới có chất lượng cao Bên cạnh đó, Sở Giáo dục phảixem lại một số chiến lược và thay đổi phương pháp giảng dạy từ bậc mầm non đếnbậc đại học nhằm cho HS chủ động, tích cực học tập, phát triển được các kỹ năng cầnthiết Đồng thời trong quá trình dạy học phải tích hợp kiến thức Khoa học, Công nghệ,

Kỹ thuật và Toán học Các trường học cao đẳng, trường đại học cần phải hợp tác vớicác cơ quan, các công ty sản xuất, các đơn vị kinh doanh, doanh nghiệp… để xâydựng học tập từ nhà trường đến nhà máy (Work-intergrated Learning: Wil), trao đổi

Trang 17

và hợp tác nhau để rèn luyện sinh viên học tập qua hoạt động thực tiễn [34] [40] [39][41]

Trang 18

Viện Nghiên cứu Khoa học Giáo dục (Viện NKG) của Lào là đơn vị chính đểnâng cấp nền Giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học của đất nước.Nhiệm vụ của Viện NKG bây giờ vẫn còn thúc đẩy việc giảng dạy phù hợp vớiphương pháp giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực, tư duy, phân tích, giải quyếtvấn đề, sáng tạo và nhận thấy sự quan trọng của việc học khoa học, công nghệ, kỹthuật và toán học [35] [37] [41]

Để thực hiện triển khai chương trình GD STEM thì Viện NKG đã hợp tác với

Vụ Công nghệ và Sáng chế của Bộ KHCN để tìm hiểu, nghiên cứu giáo dục STEM,thúc đẩy GV sử dụng phương pháp dạy học theo định hướng GD STEM Trong đó,trường học đầu tiên được thực nghiệm tổ chức dạy học theo định hướng GD STEM làtrường chuyên sư phạm của Trường Đại học Quốc gia Lào (Trường ĐQL), giao nhiệm

vụ cho các GV ở Khoa Giáo dục của Trường ĐQL hỗ trợ [41]

Năm 2015, Bộ KHCN đã công nhận chính thức và khuyến khích dự án nghiêncứu và phát triển chương trình giáo dục về công nghệ và sáng chế để phát triển nănglực cho giáo viên, nâng cao chất lượng giáo dục Dự án này nghiên cứu về sự thựchiện chương trình giáo dục từ bậc tiểu học đến bậc đại học Dự án đã chọn trườngchuyên sư phạm của trường đại học, trường THPT năng khiếu, Vụ giáo dục cao đẳng,

Vụ trung học, Viện nghiên cứu khoa học giáo dục của Bộ GDTT; Phòng nghiên cứukhoa học và dịch vụ từng khoa học của Trường ĐQL Kết quả nghiên cứu thấy rằng:Chương trình giáo dục bậc tiểu học chưa thực sự dạy học khoa học, chỉ dạy học môn

tự nhiên - xã hội Đồng thời trong chương trình giáo dục THCS và THPT cũng có rấtnhiều vấn đề như: Nội dung bài học và hoạt động dạy học của các môn khoa học chưađạt được yêu cầu, học sinh không thể vận dụng kiến thức vào thực tế, chưa tích hợpvới các môn khác, giáo viên không thể giảng dạy theo sách giáo khoa Vì vậy, việcphát triện năng lực học sinh theo con đường khoa học chưa đạt được yêu cầu Nếu sosánh giáo dục với các nước Đông Nam Á, cho thấy giáo dục của nước Lào vẫn thấp,

có rất nhiều điều hạn chế và thiếu khả năng cạnh tranh chẳng hạn: Nghiên cứu và pháttriển khoa học, công nghệ và sáng chế [41]

Tháng 2 năm 2017, để tiếp tục thực hiện triển khai dự án nghiên cứu và pháttriển chương trình giáo dục về công nghệ và sáng chế, Vụ Công nghệ và sáng chế của

Trang 19

Bộ KHCN đã tổ chức tập huấn kiến thức về giáo dục STEM cho các GV tại trườngĐQL Sau khi rèn luyện kiến thức lý thuyết và kỹ năng giảng dạy theo giáo dụcSTEM trong buổi tập huấn, GV tham gia đã tổ chức dạy học theo định hướng GDSTEM, ở trường chuyên sư phạm của trường đại học và trường THPT năng khiếu từcấp 1 đến cấp 3 Kết quả dự án cho thấy rằng: Lớp học STEM rất hào hứng, tích cực,

tự giác tham gia vào hoạt động, HS dễ hiểu bài hơn, có phát hiện ra phương án giảiquyết tình huống có vấn đề Ngoài ra, học sinh vẫn có khả năng sử dụng công nghệ và

kỹ thuật, phát huy được sự kết hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [42][43]

1.2 Các nghiên cứu thế giới về giáo dục STEM

Trên toàn thế giới, từ STEM được triển khai và phát triển toàn cầu, các nhànghiên cứu và các nhà khoa học đều đưa ra khái niệm và nhấn mạnh vai trò của GDSTEM như sau:

Morrison (2006) đã nói rằng: “Giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật vàToán học (STEM) thường được gọi là kỷ luật tổng hợp, tạo ra một kỷ luật dựa trên sựtích hợp các kiến thức kỷ luật khác vào một tổng thể mới Sự kết nối liên ngành giữacác chuyên ngành rời rạc hiện nay được coi là một thực thể, được gọi là STEM GDSTEM cung cấp cho học sinh một trong những cơ hội tốt nhất để làm cho họ hiểu biết

sự tổng thể và hiểu sâu sắc hơn GD STEM loại bỏ các rào cản truyền thống được xâydựng giữa bốn ngành, bằng cách kết hợp chúng thành một mô hình giảng dạy và họctập gắn kết Morrison và những người khác đã gọi STEM như là một cách tiếp cậnliên ngành” [28]

Tsupros (2009) cũng đã đưa ra khái niệm về giáo dục STEM khá tương đươngnhư Morriso Ông đã nói rằng: GD STEM là một cách tiếp cận liên ngành để học cáckhái niệm học tập nghiêm ngặt kết hợp với các bài học thực tế khi học sinh áp dụngKhoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trong các bối cảnh tạo kết nối giữatrường học, cộng đồng, công việc và các tổ chức doanh nghiệp cho phép phát triểnnhững hiểu biết STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới [32]

Trang 20

Hai khái niệm trên của Morriso và Tsupros là những khái niệm về GD STEMrất tổng thể hơn bất kỳ mô hình liên ngành nào Khái niệm này được tiếp tục củng cốthêm bởi Kaufmann Kaufmann (2009) đã cho rằng: Bởi thực tế là các sáng kiến và

Trang 21

phát minh mới ngày nay có xu hướng được thực hiện nằm trong bốn lĩnh vực này,chúng luôn tự nhiên chồng chéo lẫn nhau Hóa sinh, cơ chế sinh học, sinh lý học, côngnghệ sinh học và kỹ thuật sinh học là đại diện cho sự chồng chéo của kỷ luật màchúng ta biết là sinh học” [24]

Gonzalez và Kuenzi (2012) đã viết bài báo cáo về cơ bản GD STEM (Science,Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education: A Primer) Trong bàibáo nêu định nghĩa của GD STEM là sự học tập hoặc giảng dạy trong Khoa học,Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học bao gồm các hoạt động học tập chính thức, chẳnghạn như trong lớp học và không chính thức như một chương trình ngoài khóa [22]

Montri Chulwatthana (2013) đã nêu lên ý nghĩa của giáo dục STEM trong sách

“GD STEM Thái Lan và Đại sứ STEM” rằng: “STEM là phương pháp giảng dạy các

môn Khoa học, Công nghệ, Ky thuật và toán học các cấp từ mẫu giáo, tiểu học, trunghọc, dạy nghề và giáo dục đại học Giáo dục STEM không chỉ xây dựng bộ nhớ côngthức mà còn làm cho học sinh suy nghĩ, biết đặt câu hỏi, có kĩ năng giải quyết vấn đề,

có khả năng tìm hiểu, khám phá thông tin, phân tích dữ liệu tất cả điều đó khiến chongười học có khả năng phân biệt tính liệt kết của các môn Khoa học, Toán học và cóthể vận dụng kiến thức đó trong cuộc sống hàng ngày” [47]

Trong sách “Chiến lược giáo dục quốc gia về STEM, 2016 - 2026” (2015) của

nước Úc đã dưa ra định nghĩa của giáo STEM là một thuật ngữ dùng chung để dạy cácmôn trong phạm vi Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học STEM cũng là mộtphương pháp giảng dạy tích hợp tiếp cận kỷ luật để làm thu hút sự quan tâm của họcsinh trong các lĩnh vực liên quan đến STEM, cải thiện kĩ năng giải quyết vấn đề vàcác kỹ năng phân tích cần thiết [29]

Năm 2016, trong phát biểu của Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật

lý, cho rằng: “GD STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự họcnhằm phát triển cá nhân HS GD STEM trang bị cho con người những khả năng suynghĩ hợp lý, khả năng rà soát, tìm kiếm thông tin như học toán học và có kiến thức sâurộng GD STEM mang đến cho HS tự tin để bước vào lĩnh vực mà chúng ta đang làm,thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trướcđây

Trang 22

Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểmquan trọng nhất của GD STEM” [6]

Năm 2016, nhà nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu giáo sư DanShechtman đã phát biết để thúc đẩy nghiên cứu khoa học, đảm bảo giữ được côngnghệ của mình, chính phủ nhà nước phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹthuật ở độ tuổi trẻ, tất cả HS đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải nângcao trình độ của một số giáo viên [6] [17]

Tác giả, Nguyễn Thanh Nga (2017) đã đưa ra rằng: “STEM được dùng trong 2ngữ cảnh đó là: Ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp Ngữ cảnh giáo dục làquan điểm nhấn mạnh đến việc nâng cao năng lực cho HS, quan tâm nền giáo dục củacác môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học và tích hợp các môn học trêngắn với thực tiễn Còn ngữ cảnh nghề nghiệp là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoahọc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học” [11]

Tác giả Nguyễn Thanh Nga (2018) đã nêu lên quan điểm của GD STEM trongtrường trung học là quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh thuộccác lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học và các kiến thức đó được tổchức dạy học tích hợp theo chủ đề, nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để giảiquyết vấn đề thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị [12]

Xuất phát từ các quan điểm trên, có thể tổng hợp lại khái niệm của GD STEMnhư sau: GD STEM là phương pháp giảng dạy tích hợp các kiến thức về Khoa học,Công nghệ và Toán học qua quá trình Kỹ thuật, nhằm giúp học sinh áp dụng các kiếnthức lí thuyết vào bối cảnh cụ thể, có khả năng giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàngngày, làm cho học sinh nhận biết và hiểu được tầm quan trọng của các kiến thức Khoahọc và Công nghệ vì đó là kiến thức và kỹ năng cần thiết trong cuộc sống thực tế, gópphần xậy dựng quê hương và đất nước

Từ những khái niệm của giáo dục STEM và sự đòi hỏi để phát triển đất nước,các nhà nghiên cứu giáo dục phối hợp với các viện nghiên cứu khoa học, các công ty

tư nhân, các học viên đang học bậc cao học quan tâm nghiên cứu về giáo dục STEM

và sau đây là một số kết quả nghiên cứu về giáo dục STEM trong thời gian qua

Trong luận án nghiên cứu của James Allen Boe (2010) bằng phương pháp tổnghợp tài liệu và thực nghiệm Delphi đã phát hiện ra những vấn đề, cách giải pháp chiến

Trang 23

lược mới để đáp ứng nhu cầu của việc phát triển môn Công nghệ trong tương lai, làm

thế nào để giáo dục công nghệ thể hiện được vai trò mang tính “dẫn dắt” trong GD

STEM Kết quả nghiên cứu này kết hợp với bài báo cáo của Ronald Rockland (2010),DiFrancesca (2014) Trong bài báo cáo cho thấy rằng: Chương trình giáo dục thế kỷvừa qua rất ít quan tâm tới Kỹ thuật và Công nghệ, chỉ chủ yếu tập trung vào Khoahọc và Toán học Thực tế hiện nay nếu HS thiếu kiến thức về công nghệ và kĩ thuậtthì HS chỉ được kiến thức lí thuyết, khái niệm, nguyên lí, công thức, định luật màkhông được trang bị kiến thức để áp dụng vào thực tiễn Vì vậy, vai trò và việc kếthợp công nghệ và kĩ thuật trong STEM hiện nay như thế nào cũng là một hướngnghiên cứu được nhiều tác giả quan tâm [20] [30],

Trong bài báo cáo kết quả nghiên cứu của Honey M [2014] về tích hợp giáodục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông hệ 12 năm của Mỹ cho rằng: “Tíchhợp GD STEM là một hướng nghiên cứu khá cơ bản về GD STEM, được rất nhiềunhà khoa học, tổ chức giáo dục quan tâm Tiêu biểu là công trình của Honey Nghiêncứu này là một kinh nghiệm rất ý nghĩa về tích hợp GD STEM trong chương trìnhgiáo dục phổ thông hệ 12 năm của Hoa kỳ Nghiên cứu đã trình bày về tông quannhững kinh nghiệm, trải nghiệm, triển khai và thiết kế tích hợp GD STEM” [23]

Trong luận án nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017) về “Công nghệ phổ

thông theo định hướng giáo dục STEM” Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Nhiều HS

hiểu bài sâu sắc hơn, cảm thấy thoải mái hơn trong các giờ học bình thường, góp phầnphát triển năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo của HS,phù hợp với định hướng của BGD&ĐT trong công văn số 5555/BGDĐT – GDTrHngày

8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiệnnay

[14]

Trong luận văn tốt nghiệp của Lê Thanh Trúc (2017) về “Tổ chức dạy học một

số kiến thức chương cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10 theo định hướng GD STEM” Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Học sinh đã phát huy được tính tích cực

và năng lực sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và rèn luyện một số kỹnăng cần thiết trong cuộc sống như kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông

Trang 24

tin, thuyết trình, phản biện… góp phần tạo được hứng thú học Vật lý của HS nhờ vậndụng các

Trang 25

kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn Các phân tích thực nghiệm

trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy học chương “Cơ sở của nhiệt

động lực học - Vật lý 10” theo định hướng GD STEM trong việc đổi mới phương

pháp dạy học ở trường phổ thông [16]

Nguyễn Quang Linh đã nghiên cứu về GD STEM trong nhiều chủ đề khácnhau như: Chương trình dạy học chủ đề STEM cho giáo viên, thiết kế và tổ chức hoạtđộng trải nghiệm ở trường phổ thông, phát triển tư duy phê phán của sinh viên thôngqua chương trình định hướng GD STEM tại Việt Nam, phát triển tư duy sáng tạo của

sinh viên thông qua hoạt động định hướng STEM “Tôi là kỹ sư” trong lớp học và tổ

chức dạy học về môn khoa học theo định hướng GD STEM tại trường THPT; Trongcác bài báo đã trình bày đề xuất quy trình thiết kế bài học STEM, quy trình tổ chứcgiờ học STEM, đánh giá HS trong quá trình học tập và các kết quả thu được từ thựcnghiệm [9] [21] [25] [26] [27]

Từ kết quả nghiên cứu về GD STEM cho thấy rằng: GD STEM được triển khairất mạnh mẽ trên thế giới trong thế kỷ này, các nhà khoa học, các nghiên cứu sinh đềuquan tâm đến việc vận dùng phương phướng dạy học theo định hướng GD STEM vàocác trường học từ bậc mầm non đến trường chuyền nghiệp nhằm phát triển năng lựchọc tập và kỹ năng cần thiết cho HS để đáp ứng yêu cầu ngành nghề nghiệp trong lĩnhvực STEM

1.3 Nghiên cứu về tính sáng tạo

Trong thế kỉ XXI, thực tế đòi hỏi nền giáo dục phải trang bị cho HS năng lựcsáng tạo như một phẩm chất quan trọng của con người hiện đại, đặc biệt từ khi thếgiới bắt đầu chuyển sang nền kinh tế tri thức và xã hội tri thức Hoạt động trải nghiệmsáng tạo không chỉ là hoạt động tinh thần riêng mà sản phẩm của nó là những pháthiện độc đáo của tư duy và trí tưởng tượng Tính mới, tính độc đáo là những tính chấtcốt yếu của kết quả sáng tạo; khả năng tư duy và trí tưởng tượng là những năng lựccần thiết cho sáng tạo

Arnoid (1964), Guiford (1967), Ghiselin (1975), Piaget (1992) là các nhà tâm

lý học nổi tiếng trong thế kỉ XX đã nghiên cứu về sự sáng tạo dưới nhiều góc độ khácnhau Kết quả nghiên cứu thu được: Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị

Trang 26

mới về vật chất và tinh thần, tìm ra kiến thức mới, giải pháp mới, công cụ mới và vận dụng thành công kiến thức đã biết vào hoàn cảnh mới [7]

Trong luận án của Trần Văn Tính (2017) về chủ đề “Tính sáng tạo trong trò

chơi học tập của trẻ mẫu giáo 5 - 6 tuổi” Kết quả nghiên cứu của luận án là những

kết luận mới về tính sáng tạo trong trò chơi học tập Đó là luận án hệ thống hóa đượcnhững vấn đề cơ bản về sáng tạo và tính sáng tạo của trẻ em mẫu giáo 5 - 6 tuổi Xâydựng được biện pháp phát triển tính sáng tạo; tiến hành nghiên cứu thực trạng tínhsáng tạo và góp phần làm sáng tỏ tính sáng tạo của trẻ mẫu giáo Thực nghiệm có đốichiếu so sánh, khẳng định được hiệu quả của các biện pháp thực nghiệm và tính khảthi trong việc phát triển tính sáng tạo Tìm hiểm được các biểu hiện đặc trưng tínhsáng tạo Tìm hiểu các yếu tố liên quan đến tính sáng tạo như: Trí thông minh và cáchsáng dục của cha mẹ và tìm hiểu những đặc điểm đặc trưng của nhân cách trẻ đạtđiểm sáng tạo cao trong trò chơi học tập [59]

Trong sách “Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh THCS và

THPT” của Nguyễn Thanh Nga (2018) đã trình bày về sự phát triển năng lực sáng tạo

của học sinh thông qua phương pháp dạy học chủ đề STEM [11] Trong sách đã giảithích các biểu hiện năng lực sáng tạo, biện pháp phát triển năng lực sáng tạo, tiêu chíđánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM và cụ thể trong sách

đã trình bày về cách xây dựng chủ đề STEM theo định hướng phát triển năng lực sángtạo của hoc sinh ở nhiều chương trình

Thông qua các nghiên cứu về năng lực sáng tạo đã trình bày ở phía trên , tácgiả có thể tóm tắt kết quả nghiên cứu như sau: Năng lực sáng tạo là một năng lực rấtcần thiết đối với con người Đối với học sinh, năng lực sáng tạo là khả năng phát hiện

ra vấn đề mới, tình huống mới, tạo ra giá trị mới có tính độc đáo, vật chất mới… vàhiện nay năng lực sáng tạo được triển khai vào các phương pháp dạy học mới, chẳnghạn: Phương pháp dạy học theo định hướng GD STEM

1.4 Giáo dục STEM

1.4.1 Khái niệm của giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Côngnghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Maths (Toán học) [31]

Trang 27

Science (Khoa học): Là kiến thức nằm trong môn khoa học tự nhiên bao gồm

môn Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS hiểu biết về thếgiới xuang quanh chúng ta và có thể vận dụng kiến đó vào cuộc sống thực tiễn

Technology (Công nghệ): Là kiến thức về Công nghệ nhằm giúp HS phát triển

khả năng sử dụng, quan lý và đánh giá Công nghệ vào quá trình học tập và cuộc sống

Engineering (Kỹ thuật): Là kiến thức về cách công nghệ đang phát triển qua

quá trình thiết kế kỹ thuật nhằm phát triển sự hiểu biết, tích hợp kiến thức từ nhiềumôn học bằng cách dễ hiểu, vận dụng kiến thức khoa học, toán học và tư duy sáng tạovào quá trình thiết kế các đối tượng nào đó

Maths (Toán học): là kiến thức về tính toán nhằm phát triển khả năng phân tích,

biện luận, giải quyết các vấn đề toán học

STEM là một cách dạy học trang bị cho người học những kiến thức môn họctrong lĩnh vực STEM và những kỹ năng cần thiết theo cách tiếp cận liên môn vàngười học có thể áp dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong cuộc sống thực tiễn.Thay vì giảng dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kếthợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế [12]

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

GD STEM gồm có 3 cách hiểu chính như sau [11]:

- Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Là mộtchương trình dạy học từ bậc tiểu học đến bậc sau đại học để cung cấp hỗ trợ, tăngcường năng lực của người học

- Tích hợp của bốn lĩnh vực STEM: Là phương pháp tiếp cận liên môn nhữngkiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào bối cảnh thực tế nhằm tạonên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp

- Tích hợp từ hai lĩnh vực STEM trở lên: GD STEM là một cách dạy họctiếp cận, nghiên cứu khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai môn học STEMtrở lên, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhàtrường [10]

Trang 28

1.4.2 Vai trò, ý nghĩa của GD STEM

Một vài trò quan trọng nhất của GD STEM là làm thế nào để đưa GD STEMvào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp và vận dụng được với địnhhướng đổi mới giáo dục phổ thông Cụ thể là [2]:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai GD STEM ở nhà trường nên quantâm đến việc đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình,

cơ sở vật chất

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong GDSTEM nên hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thựctiễn nhằm học sinh được hoạt động, trải nghiệm, tự tay làm và thấy được ý nghĩa củatri thức với cuộc sống

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Trong quá trìnhdạy học nên tạo điều kiện cho học sinh được hỗ trợ, hợp tác với nhau, chủ động và tựlực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứukhoa học nhằm góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lựccho học

sinh

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả GDSTEM, cơ sở giáo dục phổ thông nên thường kết nối với cộng đồng, làng nghề, cơ sởgiao dục nghề nghiệp, trường đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về conngười, cơ sở vật chất triển khai hoạt động GD STEM

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt GD STEM ở trường phổ thông nênđịnh hướng có thể lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai đúng năng khiếu và sở thíchcủa học sinh Vì vậy hoạt động học tập nên cho HS được trải nghiệm trong các lĩnhvực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghềnghiệp thuộc lĩnh vực STEM

1.4.3 Mục tiêu của giáo dục STEM

Hiện nay GD STEM đã được triển khai ở nhiều nước trên thế giới Vì bối cảnhcủa các nước đó khác nhau nên mục tiêu cho GD STEM ở các quốc gia cũng khácnha Tuy các mục tiêu GD STEM của các nước khác nhau mà điểm chung là tác động

Trang 29

đến người học GD STEM như là một giải pháp trong cải cách giáo dục của các quốcgia,

Trang 30

hướng tới phát triển con người để đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, phát triển của quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh [15]

Trong luận văn này trình bày mục tiêu GD STEM theo nghĩa chung nhất Mụctiêu GD STEM bao gồm 3 phần chính như sau [11]:

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Đó lànhững kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học trong lĩnh vực STEM Hơn nữa,phải biết vận dụng phối hợp các kiến thức, kỹ năng đó để giải quyết các vấn đề thựctiễn

- Phát triển năng lực cốt lõi cho HS: GD STEM trang bị cho HS những kỹ năngphù hợp để đáp ứng yêu cầu thách thức trong thế kỉ 21 Bên cạnh những hiểu biết vềcác lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, học sinh sẽ được phát triển tưduy phê phán, khả năng hợp tác để thành công

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: GD STEM sẽ tạo cho HS những kiếnthức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũngnhư cho nghề nghiệp trong tương lai của HS, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lựcchất lượng cho xã hội, đặc biệt là đối với các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM

1.4.4 Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM

1.4.4.1 Chu trình STEM

GD STEM là sự tích hợp của các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toánhọc Mối quan hệ của 4 kiến thức trong sự phát triển của khoa học - kĩ thuật được thểhiện khái quát trong chu trình STEM như sau [1] [52]:

Khoahọc

Trang 31

Côngnghệ Toánhọc Kiếnthức

Kỹthuật

Hình 1.1 Chu trình trên đây bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học

và quy trình kĩ thuật

Trang 32

Quy trình khoa học: Xuất phát từ các ý tưởng khoa học, với sự hỗ trợ của cáccông nghệ hiện đại và công cụ toán học, các nhà khoa học khám phá ra tri thức mới.

Để thực hiện công việc đó, các nhà khoa học thực hiện quy trình: Câu hỏi - giả thuyết

- kiểm chứng - kết luận Để phát minh ra kiến thức mới cho nhân loại và đáp ứng yêu cầu sự đòi hỏi của xã hội và sự phát triển đất nước

Quy trình kĩ thuật: Xuất phát từ vấn đề hay đòi hỏi của thực tiễn, tạo sự thuậnlợi trong cuộc sống và đáp ứng sự phát triển kinh tế - xã hội Các nhà công nghệ thựchiện quy trình kỹ thuật theo từng bước (vấn đề - giải pháp - thử nghiệm và kết luận)bởi ứng dụng các kiến thức khoa học để sáng chế các sản phẩm và công nghệ

Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học

- kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn

1.4.4.2 Quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật

Vì GD STEM liên quan rất mạnh với tính thiết kế hay yếu tố kỹ thuật Do vây,các nhà Sư phạm xây dựng và vận dụng quy trình thiết kế kỹ thuật dưới nhiều hìnhthức khác nhau để giảng dạy STEM Trong đó vòng lặp thiết kế là một ví dụ trongviệc vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật trong GD STEM Vòng lặp thiết kế là mộthướng dẫn

giúp HS giải quyết các vấn đề khi học STEM một cách hiệu quả [33]

Trang 33

chia sẻ

xác định vấn đề

xác định các giải pháp

đánh

giá

thực hiện

lựa chọn giải pháp

Hình 1.2 Vòng lặp thiết kế trong GD STEM

Trang 34

Như ta đã biết, quy trình tiếp cận nghiên cứu Khoa học là dựa trên các câu hỏi

và giả thuyết Khoa học mà quan tâm đến việc tìm ra minh chứng để trả lời câu hỏi.Còn quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật dựa trên các vấn đề và tìm giảipháp cho các vấn đề đó, hay chính là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyếtvấn đề

1.4.5 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM

1.4.5.1 Khái niệm về năng lực sáng tạo

Theo Phan Dũng (1992) cho biết: “Sáng tạo gồm hai ý chính là có tính mới(khác với cái cũ, cái đã biết) và có lợi ích (tốt, có giá trị hơn cái cũ, cái đã biết) Sángtạo là khả năng tạo ra được cái mới, tuy nhiên vẫn không phủ nhân việc sáng tạo trên

cơ sở cái cũ, cái đã biết để tạo ra những cái tốt, có giá trị hơn cái đã biết Trong phạm

vi luận văn, năng lực sáng tạo của HS được hiểu là: HS phát hiện được vấn đề từ thựctiễn, đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp mang lại hiệu quả” [3] [4]

Theo Đức Uy (1999) cho quan điểm của tính sáng tạo rằng: “Sáng tạo là quátrình trở nên nhạy cảm đối với những khó khăn, khiếm khuyết, những lỗ hổng kiếnthức, yếu tố còn thiếu, những bất ổn,… là quá trình xác định khó khăn, tìm kiếm giảipháp, đưa ra phỏng đoán, nêu lên những giả thuyết về sự khiếm khuyết, kiểm tra và táikiểm tra những giả thuyết đó, có thể bao gồm cả điều chỉnh và kiểm tra lại những điềuchỉnh đó và cuối cùng là truyền đạt kết quả” [18]

Theo Trần Thị Tuyết Oanh (2007) cho biết rằng: “Sáng tạo là khả năng tạo ranhững giá trị mới (kiến thức mới, giải pháp mới,…) mà sản phẩm của sự sáng tạokhông thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận logic hay bắt chước” [13] Nhưvậy, quan điểm của tác giả nhấn mạnh tính mới đối với sản phẩm của sự sáng tạo

Theo Trần Việt Dũng (2015) cho rằng: “Năng lực sáng tạo là khả năng tạo racái mới có giá trị của cá nhân dựa trên tổ hợp các phẩm chất độc đáo của cá nhân đó.Nhìn chung, năng lực sáng tạo có 3 yếu tố cơ bản là: Tư duy sáng tạo, động cơ sángtạo và ý chí” [5]

Theo Nguyễn Thanh Nga (2017) đã nêu ra khái niệm của sáng tạo rằng: “Sángtạo là một quá trình hoạt động của con người trong việc phát hiện ra vấn đề và tìm racách thức để giải quyết được vấn đề đó đạt hiệu quả Kết quả của nó là một sản phẩmtinh thần hay vật chất có tính mới, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” [11]

Trang 35

1.4.2.2 Vai trò của năng lực sáng tạo trong dạy học Vật lý

Phạm Xuân Quế (2007) đã cho biết rằng: “Khơi dậy tiềm năng sáng tạo củangười học không phải là một PPDH mà là một quan điểm chỉ đạo trong dạy học Nóthể hiện tinh thần dạy học “lấy HS làm trung tâm”, nó chỉ ra đúng cái mục đích pháthuy nội lực của mỗi HS Nó cần được vận dụng trong việc đổi mới PPDH Khơi dậyniềm sáng tạo đó đòi hỏi người thầy phải tổ chức cho HS hoạt động tích cực nhiềuhơn”

[15]

Phát triển tư duy và năng lực sáng tạo có tác dụng thiết thực để HS tích cực,chủ động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào thực hànhnhằm giúp HS phát hiện vấn đề mới trong tình huống và bổi dưỡng đội ngũ người laođộng có trình độ cao và đào tạo nhân tài cho đất nước

Nghuyễn Văn Khải (2007) cho biết: “Kiến thức Vật lý được hình thành, pháttriển và ứng dụng vào thực tiễn rất nhiều, nó luôn luôn gắn liền với hoạt động tư duy

và sáng tạo của con người trong hoàn cảnh xác định Vì vậy, phát triển năng lực và tưduy sáng tạo của HS vừa là mục đích vừa là phương tiện trong nghiên cứu và dạy họcVật lý trường THPT” [8]

1.4.5.3 Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học theo định hướng GD STEM

Dựa vào định nghĩa năng lực sáng tạo, kết hợp với các đặc trưng của hoạt độngsáng tạo, có thể nêu ra một số biểu hiện của năng lực sáng tạo trong hoạt động nhậnthức của HS khi học theo định hướng GD STEM như sau [12]:

- Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống đã được làmquen liên quan đến các ngành nghề kỹ thuật

- Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận,lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các HS khác, với giáo viên, với chuyên gia,

… Từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải pháp

kỹ thuật đã có

- Tự đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà khôngtham khảo các giải pháp đã có

Trang 36

- Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực đã quen sang tình huống mới,vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, hoàn cảnh mới

Trang 37

- Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật Thựcchất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc các bộ phận kỹ thuật, các yếu tố bảnchất củ đối tượng kỹ thuật trong mối tương quan giữa chúng

- Đề xuất mô hình giả thuyết, đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra giảthuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất đạt được trong nhữngđiều kiện đã cho

- Tự thiết kế sơ đồ nguyên lí, bản vẽ kỉ thuật thề hiện cấu tạo, chức năng của đốitượng kỹ thuật đang nghiên cứu

1.4.5.4 Biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học theo định hướng GD STEM

Căn cứ vào các biểu hiện của năng lực sáng tạo, có thể chỉ ra một số biện pháp

để phát huy năng lực sáng tạo của HS trong dạy học theo định hướng GD STEM nhưsau [12]:

Biện pháp 1: Tổ chức cho học sinh vận dụng kiến thức lĩnh vực STEM để giải

quyết các vấn đề thực tiễn Chẳng hạn, khi học sinh học đến kiến thức nào đó, HShiểu được bản chất của bài học hay nguyên tắc hoạt động gắn kết chặt chẽ với hoạtđộng trong buổi học này thì GV cho HS thực hành hoạt động chế tạo cái mới haysáng chế một sản phẩn mới có tính khả thi liên quan đến kiến thức đã có, vừa họcxong và được vận dụng các kỹ năng cần thiết cho cuộc sống thực tiễn

Biện pháp 2: Tổ chức cho học sinh luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng

giả thuyết trong quá trình thực hiện chủ đề STEM Dự đoán có vai trò rất quan trọngtrên con đường sáng tạo khoa học Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp vớikinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc về mỗi lĩnh vực Việc xây dựng giảthuyết phải dựa trên sự khái quát hoá những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệmcảm tính nhưng không phải là một phép qui nạp đơn giản, hình thức mà chứa đựngmột yếu tố mới, không có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở

Biện pháp 3: Tổ chức cho học sinh luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm

kiểm tra dự đoán trong quá trình thực hiện chủ đề STEM Chúng ta đã biết giả thuyết

Trang 38

của nghiên cứu khoa học thường là sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó cótính chất trừu tượng, tính chất chung, không thể kiểm tra trực tiếp được, muốn biết giảthuyết có hay không thì ta phải xem dự đoán đó biểu hiện trong thực tiễn như thế nào,

có những dấu hiệu nào có thể quan sát được Sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm tra

hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí nghiệm không Hệ quả suy

ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở cho dự đoán thì mới có

ý nghĩa Số hệ quả phù hợp với thực tiễn càng nhiều thì dự đoán càng trở nên chắcchắn, phù hợp với chân lí hơn

1.4.5.5 Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM

Dựa vào tiêu chí của chủ đề STEM và một số biểu hiện tính sáng tạo trong hoạtđộng nhận thức của học sinh, chúng tôi cụ thể hóa tính sáng tạo của học sinh thôngqua các tiêu chí Đây là công cụ đánh giá của giáo viên, đánh giá đồng đẳng, tự đánhgiá của học sinh và tương ứng với biểu hiện sáng tạo [12]

1) Tự tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn và đề xuất phương ángiải quyết đúng, mang lại hiệu quả

2) Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo và hoạt động, vận

hành của hệ thống kỹ thuật và chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả của nó so với nhữngcái đã biết

3) Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả nhưng dễ thựchiện, đảm bảo tính chính xác

4) Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫnđảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm

5) Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay đổi một sốchi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật

6) Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công, chế tạo, hệ thống kỹ thuật nhằmmang lại lợi ích và có ý nghĩa xã hội

7) Vận dụng kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mới, tình huống mớitrong thực tiễn liên quan đến nghề nghiệp liên quan đến ngành kỹ thuật

Trang 39

8) Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh giá) và các phươngpháp phỏng đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra kết luận chínhxác cho vấn đề

9) Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn và mang lạikết quả tối ưu

1.4.6 Quy trình thiết kế chủ đề GD STEM

Theo các tác giả Nguyễn Thanh Nga, đã trình bày quy trình thiết kế chủ đề GDSTEM cho HS trung học dựa trên mục tiêu GD STEM và các tiêu chí của một chủ đềSTEM được thực hiện như hình 1.3[12]

Trang 40

Xác địnhkiến thứcSTEMcần giảiquyết

Xác địnhmục tiêuchủ đềSTEM

Xây dựng bộcâu hỏi địnhhướng chủ đềSTEM

Hình 1.3 Quy trình thiết kế chủ đề STEM

Vấn đề thực tiễn: Là các tình huống có vấn đề cần giải quyết, nó có tính kỹthuật và được sử dụng trong cuộc sống thực tiễn Các tình huống đó phải thôi thúc HStìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu Hoạt động đó cũng là yêu cầu của địnhhướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụcủa nghề nghiệp nào đó trong thực tế

Ý tưởng chủ đề STEM: Là bài toán mở được hình thành có tính chất kỹ thuậtnhằm giải quyết vấn đề thực tiễn mà học sinh gặp phải

Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: “Là các kiến thức liên quan đếnKhoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học… mà HS sẽ được học trong chủ đề này”

Xác định mục tiêu chủ đề STEM: Là các kiến thức, kỹ năng, thái độ học sinh

sẽ đạt được sau khi thực hiện chủ đề

Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM: Là các câu hỏi định hướng cho

HS đề xuất các giải pháp nhằm đạt được mục tiêu của chủ đề Bộ câu hỏi này rất cần

Định dạng
Số trang	161
Dung lượng	6,08 MB