Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề stem phần cơ học vật lý 8 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Theo Bộ Giáo dục vƠ ĐƠo tạo, ch ng trình giáo dục trung h c ph thông THPT giúp h c sinh ti p tục phát triển những phẩm chất, năng lực cần thi t đối với ng i lao động, ý thức và nhân cách

Đ I H CăĐĨăN NG

TR NGăĐ I H CăS ăPH M

PH M M THU N

THI T K VÀ T CH C

M C L C

L IăCAMăĐOAN I

L I C Mă N II

DANH M C VI T T T III

M C L C IV DANH M C B NG VII DANH M C CÁC HÌNH VIII DANH M C CÁC BI UăĐ ,ăS ăĐ IX

M Đ U 1

1 Lý do ch n đề tài 1

2 T ng quan vấn đề nghiên cứu 2

3 Mục tiêu nghiên cứu 4

4 Giả thuy t khoa h c 4

5 Đối t ợng và phạm vi nghiên cứu 4

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

7 Ph ng pháp nghiên cứu 5

8 K t quả đạt đ ợc 6

9 Cấu trúc lu n văn 6

CH NGă1 C ăS LÍ LU N VÀ TH C TI N C A VI C D Y H C STEM THEOăH NG PHÁT TRI NăNĔNGăL C GI I QUY T V NăĐ C A H C SINH 7

1.1 L ch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM 7

1.1.1 Giáo dục STEM trên th giới 7

1.1.2 Giáo dục STEM Việt Nam 9

1.2 Giáo dục STEM 12

1.2.1 Khái niệm STEM và giáo dục STEM 12

1.2.2 Đặc điểm của giáo dục STEM 13

1.2.3 Mục tiêu của giáo dục STEM 14

1.2.4.Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM 15

1.2.5 Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy h c theo đ nh h ớng STEM 15

1.2.6 Phân loại chủ đề STEM 16

1.2.7 Quy trình thi t k chủ đề STEM 17

1.3 Năng lực giải quy t vấn đề của h c sinh 19

1.3.1 Khái niệm năng lực giải quy t vấn đề 19

1.3.2 Các biểu hiện của năng lực giải quy t vấn đề 20

1.3.3 Cấu trúc của năng lực giải quy t vấn đề 20

1.3.4 Đánh giá năng lực giải quy t vấn đề 23

1.4 Thực trạng dạy h c theo đ nh h ớng giáo dục STEM một số tr ng THCS 30

K T LU N CH NG 1 35

CH NGă2 THI T K N I DUNG VÀ TI N TRÌNH T CH C D Y H C M T S KI N TH C V PH NăắC ăH C”ăV T LÍ 8 THEOăĐ NHăH NG GIÁO D C STEM 36

2.1 Phân tích ch ng trình V t lí 8 36

2.1.1 Phân tích nội dung dạy h c phần C h c ậ V t lí 8 36

2.1.2 Mục tiêu phần C h c trong ch ng trình V t lí 8 37

2.2 Thi t k chủ đề dạy h c theo đ nh h ớng giáo dục STEM 41

2.2.1 Chủ đề 1: Xe bong bóng 41

2.2.2 Chủ đề 2: Máy nén thủy lực sáng tạo 47

2.3 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quy t vấn đề của h c sinh 58

K T LU N CH NG 2 62

C H NG 3 TH C NGHI MăS ăPH M 63

3.1 Mục đích thực nghiệm s phạm 63

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm s phạm 63

3.3 Nội dung thực nghiệm s phạm 63

3.3.1 Ch n đ a bàn thực nghiệm 63

3.3.2 Ch n đối t ợng thực nghiệm 64

3.3.3 K hoạch thực nghiệm s phạm 64

3.4 Ti n hành thực nghiệm s phạm 64

3.5 Mô tả ti n trình t chức hoạt động chủ đề “Máy nén thủy lực sáng tạo” 66

3.6 K t quả thực nghiệm s phạm 71

3.6.1 Đánh giá đ nh tính 71

3.6.2 Đánh giá đ nh l ợng 73

3.7 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 80

K T LU N CH NG 3 81

K T LU N VÀ KI N NGH 82 TÀI LI U THAM KH O 84

DANH M C B NG

S hi u

1.1 Cấu trúc NL GQVĐ (g m 4 NL thành tố và 16 chỉ số hành vi) 22

1.3 Bảng k t quả những hiểu bi t về STEM của giáo viên 33

2.2 Chuẩn ki n thức, kĩ năng ch ng C h c ậ V t lí 8 38 2.3 Các tiêu chí và mức độ đánh giá NL GQVĐ của GV 59 2.4 Các tiêu chí và mức độ đánh giá NL GQVĐ của HS 60

3.2 Bảng điểm đánh giá nhóm h c sinh của giáo viên 74 3.3 Bảng điểm t ng hợp đánh giá năng lực GQVĐ của h c sinh 74

liệu ch tạo máy nén thủy lực đ n giản

68

3.4 Các nhóm báo cáo sản phẩm 70

DANH M C CÁC BI UăĐ ,ăS ăĐ

S ăĐ

S hi uăs ă

1.1 Quy trình thi t k chủ đề STEM 18

BI UăĐ

S hi u

bi uăđ

1.1 Biểu đ thể hiện mức độ hiểu bi t của thầy/cô về giáo dục

M Đ U

1 Lý do ch năđ tài

Hòa nh p vào xu th phát triển chung của th giới, giáo dục ph thông n ớc ta đang ti n hƠnh đ i mới sâu rộng, nhằm từng b ớc chuyển từ ch ng trình giáo dục

ti p c n nội dung sang ti p c n năng lực của ng i h c Nhiều năm qua, Bộ Giáo dục

vƠ ĐƠo tạo đư triển khai các hoạt động giáo dục để h ớng tới đ i mới ch ng trình

giáo dục ph thông H c sinh (HS) đ ợc t chức v n dụng ki n thức của các môn h c

khác nhau để giải quy t các tình huống thực tiễn, tăng c ng khả năng v n dụng t ng

hợp, khả năng tự h c, tự nghiên cứu, thúc đẩy sự tham gia của gia đình, cộng đ ng vào

công tác giáo dục Giáo dục không chỉ theo ph ng pháp truyền thống, hàn lâm mà

phải luôn đ i mới, tìm ra các quan điểm dạy h c h ớng tới đ i mới căn bản toàn diện

Một trong những quan điểm dạy h c phát huy đ ợc vai trò chủ động, tích cực, sáng

tạo và v n dụng t ng hợp các ki n thức của các môn h c để giải quy t vấn đề thực tiễn

là dạy h c theo đ nh h ớng giáo dục STEM

STEM là vi t tắt của các từ Science (Khoa h c), Technology (Công nghệ),

Engineering (Kỹ thu t), Matheratics (Toán h c)

Giáo dục STEM lƠ quan điểm dạy h c theo ti p c n liên ngành nhằm trang b

cho HS những ki n thức và kỹ năng cần thi t liên quan đ n các lĩnh vực Khoa h c,

Công nghệ, Kỹ thu t, Toán h c Các ki n thức và kỹ năng nƠy phải đ ợc tích hợp,

l ng ghép và b trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu bi t về nguyên lý mà còn có thể

thực hành và tạo ra đ ợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày Giáo dục STEM

s thu hẹp khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con ng i có năng lực

có thể đáp ứng đ ợc nhu cầu công việc của th kỉ 21

Mặt khác, ngày 27/12/2018, Bộ Giáo dục vƠ ĐƠo tạo công bố ch ng trình giáo

dục ph thông t ng thể Theo Bộ Giáo dục vƠ ĐƠo tạo, ch ng trình giáo dục trung

h c ph thông (THPT) giúp h c sinh ti p tục phát triển những phẩm chất, năng lực cần

thi t đối với ng i lao động, ý thức và nhân cách công dân, khả năng tự h c và ý thức

h c t p suốt đ i, khả năng lựa ch n nghề nghiệp phù hợp với năng lực và s thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thơn để ti p tục h c lên, h c nghề hoặc tham gia vào

cuộc sống lao động, khả năng thích ứng với những đ i thay trong bối cảnh toàn cầu

hóa và cách mạng công nghiệp mới

Trong ch ng trình giáo dục mới, môn V t lí h ớng tới phát triển những vấn đề

cốt lõi thi t thực nhất, đ ng th i chú tr ng đ n những vấn đề mang tính ứng dụng cao

lƠ c s của nhiều ngành kỹ thu t, khoa h c và công nghệ Nội dung thí nghiệm, thực hƠnh đ ợc đặc biệt chú tr ng, để giúp h c sinh hình thƠnh năng lực tìm tòi khám phá

các thuộc tính của sự v t, hiện t ợng v t lí Ph ng pháp STEM với những u điểm

của nó s là một ph ng pháp hiệu quả để h c sinh hình thƠnh vƠ phát huy năng lực

bản thân, từng b ớc khám phá các hiện t ợng v t lí quanh ta

Đặc biệt trong phần “C H C” V t lí 8 có rất nhiều ứng dụng trong đ i sống

vƠ kĩ thu t Giáo viên (GV) có thể t chức cho các nhóm h c sinh nghiên cứu cấu tạo,

công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thi t k và làm thí ngiệm nhà tạo c hội rèn

luyện kĩ năng, thao tác thí nghiệm, bi t ứng dụng ki n thức vƠo trong đ i sống vƠ kĩ

thu t, điều này làm cho việc hiểu ki n thức của h c sinh tr nên sâu sắc và bền vững

Chính vì những lí do trên, với mong muốn góp phần vào việc đ i mới nâng cao

chất l ợng và hiệu quả dạy h c môn V t lí tr ng Trung h c c s (THCS), tôi đư

quy t đ nh lựa ch n vƠ đi sơu nghiên cứu đề tài : THI T K VÀ T CH C D Y

2 T ng quan v năđ nghiên c u

Vào những th p niên 50 và 60, Mỹ lƠ n ớc đầu tiên ph c p giáo dục ph thông

cho cả n ớc vƠ cũng lƠ n ớc đầu tiên tạo ra hệ thống các tr ng cao đẳng, đại h c

rộng rãi Hệ thống giáo dục của h vào th i điểm nƠy đ ợc đánh giá lƠ tốt nhất th

giới, cùng với đó lƠ những k t quả tuyệt v i mà nền khoa h c và kinh t Mỹ đạt đ ợc

Một trong những b ớc đi quan tr ng của Mỹ trong cải cách giáo dục để tìm lại v th

của mình là phát triển giáo dục STEM

Việt Nam, các nghiên cứu về đ i mới giáo dục thông qua việc sử dụng mô

hình STEM và phát triển năng lực cũng đư đ ợc nhiều nhà giáo dục, nhiều nghiên cứu

sinh, h c viên cao h c… quan tơm nghiên cứu trong những năm qua

Điều đó đ ợc thể hiện qua các công trình nghiên cứu của các chuyên gia nh

nhóm tác giả Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, HoƠng Ph ớc

Muội, Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung

học phổ thông” đư nghiên cứu cách phát triển một số năng lực của h c sinh thông qua

các chủ đề dạy h c STEM và xây dựng một số chủ đề STEM trong tr ng trung

h c.[11]

Nhóm tác giả Nguyễn Thanh Nga, HoƠng Ph ớc Muội, Phùng Việt Hải,

Nguyễn Quang Linh, Nguyễn Anh Dũng, Ngô Tr ng Tuệ, Dạy học chủ đề STEM cho

học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông đư nghiên cứu t chức hoạt động trải

nghiệm theo đ nh h ớng giáo dục STEM và giới thiệu một số giáo án dạy h c STEM trong tr ng trung h c.[12]

Nhóm tác giả Nguyễn Văn Biên, T ng Duy Hải, Trần Minh Đức, Nguyễn Văn

Hạnh, Chu Cẩm Th , Nguyễn Anh Thuấn, ĐoƠn Văn Th ợc, Trần Bá Trình, Giáo dục

STEM trong nhà trường phổ thông, đư cung cấp góc nhìn t ng thể h n về giáo dục

STEM dựa trên hệ thống c s lí lu n, c s khoa h c, c s thực tiễn trong nghiên

cứu, trong hiện thực và triển khai giáo dục STEM nhƠ tr ng ph thông Việt Nam

theo nhu cầu phát triển năng lực vƠ đ nh h ớng nghề nghiệp của h c sinh.[4]

Bài báo của nhóm tác giả Nguyễn Thanh Nga, Lê HoƠng Trúc, HoƠng Ph ớc

Muội, Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cơ sở của nhiệt động lực học” –

Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM, đư đ a ra ti n trình t chức dạy h c một số

ki n thức v t lí theo đ nh h ớng giáo dục STEM trên c s nghiên cứu các ki n thức

về nhiệt động lực h c và các hình thức thực hiện dạy h c v t lí theo đ nh h ớng giáo

dục STEM tr ng ph thông Từ đó ti n hành thi t k minh h a ti n trình dạy h c

chủ đề “Động c stirling d ới góc nhìn V t lí”.[13]

Lu n văn thạc sĩ của tác giả Đỗ Th Thanh Hải, Tổ chức hoạt động dạy học

STEM về “Dòng điện xoay chiều” – Vật lí 12 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn

đè cho học sinh, đư nghiên cứu và v n dụng dạy h c STEM vào dạy h c một số ki n

thức ch ng “Dòng điện xoay chiều” nhằm góp phần b i d ỡng năng lực giải quy t

vấn đề cho h c sinh.[8]

Lu n văn thạc sĩ của tác giả Tô Thu Trang, Thiết kế và tổ chức dạy học bài

“Tác dụng từ, tác dụng hóa học và tác dụng sinh lý của dòng điện” – Vật lí 7 theo định hướng giáo dục STEM, đư nghiên cứu, thi t k và t chức dạy h c bƠi “Tác dụng

từ, tác dụng hóa h c và tác dụng sinh lý của dòng điện” theo đ nh h ớng giáo dục

STEM nhằm phát triển năng lực giải quy t vấn đề cho h c sinh.[20]

Lu n văn thạc sĩ của tác giả Nguyễn Th Thu Thủy, Thiết kế và tổ chức hoạt

động trải nghiệm chủ đề “Nguồn điện” theo định hướng giáo dục STEM, đư xơy dựng

nội dung, thi t k và t chức hoạt động trải nghiệm cho h c sinh theo chủ đề “Ngu n điện” theo đ nh h ớng giáo dục STEM nhằm phát huy khả năng sáng tạo, năng lực

giải quy t vấn đề, tính tích cực và góp phần hình thành th giới quan, cái nhìn khoa

h c cho h c sinh.[18]

Ngoài ra một số lu n án ti n sĩ, lu n văn thạc sĩ về hóa h c, công nghệ, sinh

h c… những năm gần đơy cũng đư quan tơm đ n phát triển năng lực h c sinh thông

qua mô hình STEM

Khi nghiên cứu ch ng trình sách giáo khoa V t lí 8, tôi nh n thấy có thể t

chức dạy h c một số chủ đề STEM phần “C h c”, một vấn đề còn khá mới mẻ đối

với giáo viên, khả năng v n dụng vào thực tiễn còn nhiều điều phải bàn

 Nghiên cứu c s lí lu n có liên quan đ n đề tài về dạy h c STEM, về năng

lực giải quy t vấn đề, về xu h ớng đ i mới ph ng pháp giáo dục vƠ ch ng trình

giáo dục ph thông t ng thể

 Nghiên cứu thực trạng dạy h c V t lí nói chung, và dạy h c các ki n thức

phần “C h c” V t lí 8 nói riêng các tr ng THCS

 Nghiên cứu mục tiêu dạy h c về ki n thức, kỹ năng, thái độ, phát triển năng

lực mà h c sinh cần đạt đ ợc khi h c các ki n thức phần “C h c” - V t lí 8 Qua đó, xác đ nh những thí nghiệm, ứng dụng kĩ thu t có thể ch tạo trong dạy h c STEM

phần này

 V n dụng lí lu n của dạy h c STEM để thi t k ti n trình dạy h c một số

chủ đề STEM phần “C h c” - V t lí 8 theo h ớng phát triển năng lực giải quy t vấn

đề của h c sinh

 Thi t k bộ công cụ đánh giá năng lực giải quy t vấn đề của h c sinh

 Thực nghiệm s phạm (TNSP) để đánh giá chất l ợng các chủ đề đư xơy

dựng, đánh giá tính khả thi của chủ đề đư đề xuất trong dạy h c thực t một số

tr ng THCS

7 Ph ngăphápănghiênăc u

 Phương pháp nghiên cứu lí luận:

- Sử dụng các ph ng pháp phơn tích, hệ thống hóa, khái quát hóa trong

t ng quan c s lí lu n của đề tài

- T ng quan các chủ tr ng, đ ng lối phát triển giáo dục của Đảng, Nhà

n ớc trong giai đoạn hiện nay

- Hệ thống hóa c s khoa h c của dạy h c STEM trong n ớc và trên th

giới

 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

- Quan sát, điều tra, trao đ i kinh nghiệm với giáo viên về thực trạng dạy

h c STEM của giáo viên theo h ớng phát triển năng lực giải quy t vấn đề của

h c sinh trong dạy h c V t lí các tr ng THCS

 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Ti n hành thực nghiệm s phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của

quy trình t chức dạy h c STEM đư thi t k đối với việc phát triển năng lực giải

quy t vấn đề của h c sinh bao g m nội dung, hình thức t chức dạy h c một số

chủ đề STEM phần “C h c” - V t lí 8

 Phương pháp xử lý thống kê toán học

8 Đóngăgópăc aăđ tài

 Nghiên cứu đ ợc lý lu n về STEM và góp phần b i d ỡng năng lực giải

quy t vấn đề của h c sinh thông qua sử dụng mô hình STEM trong các tr ng THCS

 Thi t k và t chức dạy h c một số chủ đề STEM phần “C h c” V t lí 8

nhằm góp phần b i d ỡng năng lực giải quy t vấn đề của h c sinh

 Áp dụng thử nghiệm chủ đề đư xơy dựng trên đối t ợng h c sinh lớp 8

9 C u trúc lu năvĕn

Lu n văn g m có các phần chính sau

- Phần M đầu;

- Phần Nội dung, g m 3 ch ng:

 Chương 1: C s lí lu n và thực tiễn của việc dạy h c STEM theo

h ớng phát triển năng lực giải quy t vấn đề của h c sinh

 Chương 2: Thi t k nội dung và ti n trình t chức dạy h c một số chủ

đề STEM phần C h c V t lí 8 nhằm phát triển năng lực giải quy t vấn

CH NGă1 C ăS LÍ LU N VÀ TH C TI N C A VI C D Y H C

Đ C A H C SINH

1.1 L ch s ử v năđ nghiên c u v giáo d c STEM

1.1.1.ăGiáoăd căSTEMătrênăth ăgi iă

Kh i ngu n từ Mỹ, giáo dục STEM đ ợc quan tâm và nghiên cứu trong nhiều năm qua, khắp các quốc gia trên th giới

Trong bài diễn văn về đ i mới giáo dục của ông Obama vƠo năm 2009 tại nhà

trắng, ông nói: “Hưy tái khẳng đ nh và làm mạnh m h n nữa vai trò của n ớc Mỹ đối

với phát minh khoa h c và công nghệ trên th giới Hãy xem giáo dục STEM lƠ u tiên hƠng đầu của n ớc Mỹ trong th p niên tới.” [24]

Giáo dục STEM Hoa kì đ ợc phát triển nh một ch ng trình giáo dục quốc

gia Chính phủ đư đầu t để phát triển, tuyển dụng giáo viên STEM, tăng số h c sinh

với các chuyên ngành STEM, hỗ trợ các tr ng trung h c theo đ nh h ớng STEM

bằng mạng l ới STEM đ i mới, đầu t vƠo nghiên cứu các dự án giáo dục, và áp dụng

ch ng trình giáo dục STEM trong tất cả các nhóm h c sinh bao g m cả h c sinh nữ,

ng i khuy t t t…[4]

Trong Tuyên bố Melbourne về Mục tiêu giáo dục cho thanh thi u niên Úc trong năm 2008, Bộ tr ng Bộ Giáo dục Úc nh n đ nh rằng, sự đ c thông vi t thạo, khả năng tính toán vƠ ki n thức về các môn h c chính là nền tảng của việc h c t p cho thanh niên Úc NgoƠi ra, các tr ng h c Úc nên hỗ trợ phát triển các kĩ năng trong các lĩnh vực liên ngành, t duy phản biện vƠ t duy sáng tạo, giải quy t vấn đề vƠ kĩ

thu t số, đơy lƠ những y u tố rất quan tr ng cho m i nghề nghiệp trong th kỉ XXI Điều này tr thành mục tiêu chính của “Chi n l ợc quốc gia về giáo dục nhƠ tr ng STEM” 2016 ậ 2026 của Úc Chi n l ợc giáo dục STEM của Úc t p trung vào việc đảm bảo rằng tất cả thanh niên đều đ ợc trang b những kĩ năng vƠ ki n thức STEM

cần thi t để thành công mà Bộ tr ng Bộ Giáo dục Úc đư thông qua vào cuối năm

2015 (Hội đ ng Giáo dục Úc, 2015).[4]

Singapore, theo Lý Hiển Long: “Để phát triển kinh t và tr thành xã hội

công nghệ tối tân hiện đại, Singapore cần phải phát triển tƠi năng vƠ nhơn tƠi trong các

mảng Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thu t vƠ Toán”

Một ch ng trình giáo dục liên quan đ n STEM quan tr ng Anh là giáo trình

Khoa h c Th kỉ XXI (GCSE) Trong GCSE một ch ng trình khoa h c bắt buộc

đ ợc thi t k để nâng cao sự hiểu bi t khoa h c của các công dơn trong t ng lai

Ch ng trình cũng khuy n ngh rằng một khóa h c riêng biệt nh ng song song lƠ cần

thi t để chuẩn b cho h c sinh muốn ti n tới sự nghiệp khoa h c.[4]

Ch ng trình giảng dạy Ontario, Canada d ng nh có sự liên k t với công

nghệ, khoa h c và cả với toán h c Mục tiêu của ch ng trình lƠ để đƠo tạo nhân lực

có trình độ khoa h c và công nghệ Th m chí tại Canada ng i lao động nh p c có các kĩ năng STEM s đ ợc h ng phúc lợi xã hội tốt h n so với ng i lao động bản

xứ Chính phủ Canada đánh giá cao những ng i nh p c có các kĩ năng STEM, h

cho rằng đơy lƠ ngu n lao động chính cho h và rằng ng i nh p c có kĩ năng STEM

s thúc đẩy các ngành nghề kinh t của đất n ớc này phát triển, đặc biệt lƠm tăng khả năng giao th ng quốc t

Tháng 9/2013, Thủ t ớng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu:

“Malaysia dự ki n 60% trẻ em và thanh thi u niên tham gia ch ng trình giáo dục về

khoa h c, công nghệ, kĩ thu t và toán h c (STEM) vì sự nghiệp cho một t ng lai tốt đẹp h n của đất n ớc” Najib cho bi t: “Trẻ em và thanh thi u niên có thể b cuốn hút

b i khoa h c thông qua một ph ng pháp giảng dạy và h c t p thú v h n Đó lƠ hưy

cho h tham gia vào các dự án thực t và cung cấp cho h một số dự án đầy thách

thức, để tìm giải pháp so với cách ti p c n từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm chán”.[22]

Giáo dục STEM của Thái Lan đ ợc thực hiện thông qua mạng l ới giáo dục

STEM bao g m Trung tâm Giáo dục STEM Quốc gia (Network of STEM Eduacation

Centers ậ NSEC), Trung tâm Giáo dục STEM khu vực (Regional STEM Eduacation

Center ậ RSEC) vƠ các tr ng thuộc mạng l ới giáo dục STEM, các đ n v điều hành

chính của giáo dục STEM Ngoài ra, giáo dục STEM của Thái Lan xem xét vai trò

quan tr ng của các tr ng đại h c, những ng i giám sát mạng l ới, mạng l ới h c

thu t của các giáo viên, mạng l ới đại sứ STEM, mạng l ới iSTEM, và tôn vinh

STEM trong việc hỗ trợ và thực hiện giáo dục STEM trong cả n ớc.[4]

Hiện tại, giáo dục STEM đư vƠ đang đ ợc triển khai tại hầu h t các n ớc có nền

giáo dục tiên ti n trên th giới, đặc biệt lƠ các n ớc công nghiệp phát triển nh Mỹ,

Úc, Phần Lan, Canada, Nh t Bản, Hàn Quốc… Nh v y, có thể thấy rằng giáo dục

STEM trên th giới đư tr thƠnh trƠo l u vƠ đang phát triển mạnh m tại nhiều n ớc trong đó có cả Việt Nam

1.1.2.ăGiáoăd căSTEMă ăVi tăNamă

Việt Nam trong những năm gần đơy, đ nh h ớng dạy h c STEM ngƠy cƠng sôi n i vƠ đ ợc sự quan tơm từ nhƠ tr ng, các t chức giáo dục, phụ huynh vƠ h c sinh Nhiều tr ng đư bắt đầu có cơu lạc bộ STEM vƠ hoạt động khá tích cực, thu hút

đ ợc sự quan tơm của đông đảo h c sinh nh tr ng HƠ Nội ậ Amsterdam, Tạ Quang Bửu, Bùi Th Xuơn, Nguyễn Gia Thiều…[27]

Các trung tơm giáo dục ngoại khoá đư sớm áp dụng các ch ng trình đƠo tạo STEM cho h c sinh NgƠy 1/12/2015, Công ty DTT Educspec chính thức ra mắt chuỗi trung tơm H c viện STEM đáp ứng nhu cầu của các bạn h c sinh đam mê STEM tại các c s trên toƠn quốc với đ a chỉ website lƠ hocvienstem.com Một đ a chỉ cũng khá

n i ti ng nữa lƠ H c viện Khám phá.[25]

Trong khi đó tr ng Tiểu h c FPT cũng đư có k hoạch triển khai giáo dục STEM vƠo ch ng trình chính khóa bắt buộc từ năm h c 2017-2018, với sự k t hợp cùng Trung tâm American STEM.[21]

Trên môi tr ng mạng, mạng xư hội chuyên về giáo dục STEM - stem.vn đư chính thức đ ợc "hòa mạng" cùng Hệ tri thức Việt số hóa (itrithuc.vn) ngƠy 1/1/2018 vừa qua Mạng xư hội stem.vn đ ợc xơy dựng nhằm hỗ trợ các thƠnh viên của cộng

đ ng STEM Việt Nam, những ng i quan tơm tới giáo dục STEM tại Việt Nam trao

đ i, chia sẻ tƠi h c liệu, khóa h c, tăng c ng các trải nghiệm, thông tin hoạt động về giáo dục STEM - một chủ đề mới phục vụ Cách mạng công nghiệp 4.0.[21]

Theo Chỉ th 16/CT-TTg ngƠy 4/5/2017 về Tăng c ng năng lực ti p c n cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ t (còn g i lƠ cách mạng công nghiệp 4.0), để chủ động nắm bắt c hội, đ a ra các giải pháp thi t thực t n dụng tối đa các lợi th , đ ng

th i giảm thiểu những tác động tiêu cực của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đối với Việt Nam, Thủ t ớng Chính phủ đư chỉ đạo các bộ, ngƠnh, đ a ph ng triển khai đ ng

bộ nhiều giải pháp.[26]

Trong đó, Thủ t ớng Chính phủ có yêu cầu phải thay đ i mạnh m các chính sách, nội dung, ph ng pháp giáo dục vƠ dạy nghề nhằm tạo ra ngu n nhơn lực có khả

năng ti p nh n các xu th công nghệ sản xuất mới, trong đó cần t p trung vƠo thúc đẩy đƠo tạo về STEM bên cạnh ngoại ngữ, tin h c trong ch ng trình giáo dục ph thông.

Thủ t ớng Chính phủ cũng đư giao trách nhiệm cho Bộ GD&ĐT thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong ch ng trình giáo dục ph thông; t chức thí điểm tại một số tr ng ph thông ngay từ năm h c 2017-2018.[1]

Tất nhiên việc đ a STEM vƠo ch ng trình giáo dục ph thông cũng s gặp một số khó khăn nh đ ợc nêu ra trong các hội thảo giáo dục, ví dụ nh quy đ nh thi

cử, đánh giá chất l ợng cũng cần thay đ i phù hợp, hay điều kiện c s v t chất s sƠi các tr ng vùng nông thôn, vùng sơu vùng xa vƠ trình độ giáo viên về giáo dục STEM.[23]

Một số nghiên cứu về giáo dục theo đ nh h ớng STEM trong n ớc:

- TS Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), TS Phùng Việt Hải, TS Nguyễn Quang

Linh, TS HoƠng Ph ớc Muội, Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh

trung học cơ sở và trung học phổ thông (2018) đư trình bƠy một số c s lý lu n về

giáo dục STEM và ti n trình t chức các chủ đề giáo dục STEM theo đ nh h ớng phát

triển năng lực sáng tạo vƠ đ nh h ớng nghề nghiệp cho HS Bên cạnh đó, sách cung

cấp 15 chủ đề STEM đ nh h ớng phát triển năng lực sáng tạo và 05 ngành nghề STEM

đ nh h ớng nghề nghiệp - đ ợc xây dựng theo các dự án h c t p Phần lớn các chủ đề trong sách đư đ ợc thực hiện các tr ng trung h c vƠ đư đ ợc đánh giá về tính khả

thi Phần lớn một số chủ đề đ ợc thực hiện d ới hình thức ngoại khóa, bên cạnh đó lƠ

một số chủ đề đ ợc l ng ghép trong gi h c chính khóa của môn v t lí[11]

- Nguyễn Văn Biên, T ng Duy Hải trong cuốn Giáo dục STEM trong nhà

trường phổ thông đư đ a ra c s khoa h c của giáo dục STEM; quy trình xây dựng và

t chức thực hiện giáo dục STEM tr ng ph thông; giáo dục STEM trong môn h c

và hoạt động giáo dục và một số chủ đề STEM cho các cấp h c; một số quan điểm về

giáo dục STEM; phân loại giáo dục STEM; các đặc tr ng của bài h c STEM; dạy h c

phân hóa và giáo dục STEM; Đề xuất ti n trình dạy h c STEM; Ti n trình thi t k bài

h c STEM; đánh giá HS trong gi h c STEM,… Tuy nhiên, nhiên cứu v n t p chung

vào chủ đề dạy h c STEM mƠ ch a quan tơm tới dạy h c theo hình thức bài-lớp nh

trong thực t đang diễn ra.[4]

- TS Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), Ths HoƠng Ph ớc Muội, TS Phùng Việt

Hải, TS Nguyễn Quang Linh, Ths Nguyễn Anh Dũng, Ths Ngô Tr ng Tuệ (2018),

Dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại

h c S phạm TP H Chí Minh đư trình bƠy các nội dung chính nh :

+ H ớng d n xây dựng và v n hành phòng dạy h c STEM trong tr ng ph

thông

+ T chức hoạt động trải nghiệm cho h c sinh theo đ nh h ớng giáo dục

STEM

+ Xây dựng các giáo án minh h a để t chức dạy h c theo đ nh h ớng giáo

dục STEM trong gi h c chính khóa và ngoại khóa Đặc biệt, minh h a xây dựng k

hoạch dạy h c theo đ nh h ớng giáo dục STEM đối với một bài h c trong ch ng

trình SGK hiện hành với th i l ợng 45 phút[13]

- Cao Th Thúy Hải, Tổ chức hoạt động trải nghiệm của học sinh Trung học

phổ thông chủ đề tích hợp STEM sản xuất chè Tân Cương, Lu n văn Thạc sĩ, 2018 đư

trình bƠy c s lý lu n và thực tiễn về việc xây dựng chủ đề hoạt động trải nghiệm của

h c sinh trong dạy h c V t lí Dựa trên c s lí lu n đư thi t k hoạt động trải nghiệm

chủ đề tích hợp STEM “Sản xuất chè Tơn C ng” [9]

- Đỗ Th Thanh Hải, Tổ chức hoạt động dạy học STEM về dòng điện xoay

chiều (vật lí 12) nhằm phát triển năng lực GQVĐ cho HS (luận văn thạc sĩ), đư trình

bƠy c s lí lu n và thực tiễn về việc t chức dạy h c STEM và dựa trên c s lí lu n

đư xơy dựng và t chức dạy h c STEM một số nột dung phần “Dòng diện xoay chiều”

ậ V t lí 12[8]

Nhìn chung, giáo dục STEM Việt Nam đang phát triển mạnh m Một số đề

tài cấp Bộ cũng đư đ ợc triển khai tại Tr ng Đại h c s phạm hay Viện Khoa h c

giáo dục Tuy nhiên, các đề tƠi nƠy đều trong giai đoạn mới bắt đầu vƠ ch a có k t quả

đ ợc công bố tầm quốc t Chính vì những lí do đó, việc m rộng các hoạt động giáo

dục STEM trong nhƠ tr ng còn rất nhiều khó khăn b i ch a ai có thể trả l i câu hỏi

“Giáo dục STEM lƠ gì?” một cách đầy đủ nhất theo nghĩa áp dụng tại Việt Nam

1.2 Giáo d c STEM

STEM là cách vi t lấy chữ cái đầu tiên trong Ti ng Anh của các từ Science,

Technology, Engineering và Maths

Science (Khoa h c): g m các ki n thức về V t lý, Hóa h c, Sinh h c và Khoa

h c trái đất nhằm giúp HS hiểu về th giới tự nhiên và v n dụng ki n thức đó để giải

quy t các vấn đề khoa h c trong cuộc sống hàng ngày

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu vƠ đánh

giá công nghệ của HS, tạo c hội để HS hiểu về công nghệ đ ợc phát triển nh th

nào, ảnh h ng của công nghệ mới tới cuộc sống

Engineering (Kỹ thu t): phát triển sự hiểu bi t HS về cách công nghệ đang

phát triển thông qua quá trình thi t k kỹ thu t, tạo c hội để tích hợp ki n thức nhiều

môn h c, giúp cho khái niệm liên quan tr nên dễ hiểu Kỹ thu t cũng cung cấp cho

HS những kỹ năng để có thể v n dụng sáng tạo c s Khoa h c và Toán h c trong quá

trình thi t k các đối t ợng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất

Maths (Toán h c): Là môn h c nhằm phát triển HS khả năng phơn tích, biện

lu n và truyền đạt ý t ng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các

giải pháp giải quy t các vấn đề toán h c trong các tình huống đặt ra

Thu t ngữ STEM đ ợc dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau: ngữ cảnh giáo dục

và ngữ cảnh nghề nghiệp[14]

Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đ n sự quan tâm của nền giáo

dục đối với các môn Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thu t và Toán h c nhằm nơng cao năng

lực cho ng i h c

Giáo dục STEM: lƠ mô hình giáo dục dựa trên cách ti p c n liên môn, giúp h c sinh áp dụng các ki n thức khoa h c, công nghệ, kĩ thu t vƠ toán h c vƠo giải quy t một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể[1]

Những HS h c theo cách ti p c n giáo dục STEM đều có những u th n i b t

nh : ki n thức khoa h c, kỹ thu t, công nghệ vƠ toán h c chắc chắn; khả năng sáng tạo, t duy logic; hiệu suất h c t p vƠ lƠm việc v ợt trội; vƠ có c hội phát triển các kỹ năng mềm toƠn diện h n trong khi không hề gơy cảm giác nặng nề, quá tải đối với HS

Với HS ph thông, việc theo h c các môn h c STEM còn có ảnh h ng tích cực tới khả năng lựa ch n nghề nghiệp t ng lai Khi đ ợc h c nhiều dạng ki n thức trong một thể tích hợp, HS s chủ động thích thú với việc h c t p thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nƠo đó, từ đó s khuy n khích các em có đ nh h ớng tốt

h n khi ch n chuyên ngƠnh cho các b c h c cao h n vƠ sự chắc chắn cho cả sự nghiệp

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[21]

1.2 2.ăĐặcăđi m c a giáo d c STEM

Có rất nhiều nghiên cứu về các đặc điểm của giáo dục STEM, trong khóa lu n

này em xin đ ợc đ a ra ba đặc điểm quan tr ng nhất của giáo dục STEM:

a. Quan tâm đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học

Đơy cũng lƠ quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục

STEM là một ch ng trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng c ng, giáo dục Khoa h c,

Công nghệ, Kỹ thu t và Toán h c tiểu h c và trung h c cho đ n b c sau đại h c Đơy lƠ nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM

b. Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học

Ki n thức hƠn lơm đ ợc k t hợp chặt ch với các bài h c thực t thông qua việc

HS đ ợc áp dụng những ki n thức Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thu t và Toán h c vào

những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một k t nối giữa nhƠ tr ng, cộng đ ng và các

doanh nghiệp

c. Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên

Giáo dục STEM lƠ ph ng pháp ti p c n, khám phá trong giảng dạy và h c t p

giữa hai hay nhiều h n các môn h c STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc

nhiều môn h c khác trong nhƠ tr ng

1.2 3.ăM cătiêuăc aăgiáoăd căSTEMă

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS

Đó lƠ những ki n thức, kỹ năng liên quan đ n các môn h c Khoa h c, Công

nghệ, Kỹ thu t và Toán h c Trong đó HS bi t liên k t các ki n thức Khoa h c, Toán

h c để giải quy t các vấn đề thực tiễn Bi t sử dụng, quản lý và truy c p Công nghệ

HS bi t về quy trình thi t k và ch tạo ra các sản phẩm

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS

Giáo dục STEM nhằm chuẩn b cho HS những c hội cũng nh thách thức

trong nền kinh t cạnh tranh toàn cầu của th kỉ 21 Bên cạnh những hiểu bi t về các lĩnh vực Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thu t, Toán h c, HS s đ ợc phát triển t duy phê

phán, khả năng hợp tác để thành công

- Định hướng nghề nghiệp cho HS

Giáo dục STEM s tạo cho HS có những ki n thức, kỹ năng mang tính nền

tảng cho việc h c t p các b c h c cao h n cũng nh cho nghề nghiệp trong t ng lai

của HS Từ đó, góp phần xây dựng lực l ợng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc

biệt lƠ lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất n ớc.[11]

Tăng c ng trang b cho HS ph thông những kỹ năng về STEM, tăng c ng

số l ợng HS s theo đu i và nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực STEM

Có thể hiểu nh sau, giáo dục STEM trang b cho HS những kỹ năng phù hợp

để phát triển trong th kỷ 21 g m: T duy phản biện và kỹ năng GQVĐ, kỹ năng trao

đ i và cộng tác, kỹ năng lƠm việc theo dự án và kỹ năng thuy t trình

Những HS h c theo cách ti p c n giáo dục STEM đều có những u th n i b t

nh : ki n thức khoa h c, kỹ thu t, công nghệ và toán h c chắc chắn, khả năng sáng

tạo, t duy logic, hiệu suất h c t p và làm việc v ợt trội vƠ có c hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện h n trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với HS

1.2.4 Vaiătrò,ăỦănghƿaăc aăgiáoăd căSTEM

Việc đ a giáo dục STEM vƠo tr ng ph thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù

hợp với đ nh h ớng đ i mới giáo dục ph thông Cụ thể là:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM nhƠ tr ng, bên

cạnh các môn h c đang đ ợc quan tơm nh Toán h c, Khoa h c, các lĩnh vực Công

nghệ, Kỹ thu t cũng s đ ợc quan tơm, đầu t trên tất cả các ph ng diện về đội ngũ giáo viên, ch ng trình, c s v t chất

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án h c t p trong giáo

dục STEM h ớng tới việc v n dụng ki n thức liên môn để giải quy t các vấn đề thực

tiễn, HS đ ợc hoạt động, trải nghiệm và thấy đ ợc ý nghĩa của tri thức với cuộc sống,

nh đó s nâng cao hứng thú h c t p của HS

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS: Khi triển khai các dự

án h c t p STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ

h c; đ ợc làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa h c Các hoạt động nêu

trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho HS

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục

STEM, c s giáo dục ph thông th ng k t nối với các c s giáo dục nghề nghiệp, đại h c tại đ a ph ng nhằm khai thác ngu n lực về con ng i, c s v t chất triển

khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM ph thông cũng h ớng

tới giải quy t các vấn đề có tính đặc thù của đ a ph ng

- Hướng nghiệp, phân luồng: T chức tốt giáo dục STEM tr ng ph thông,

HS s đ ợc trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá đ ợc sự phù hợp, năng

khi u, s thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực hiện tốt giáo

dục STEM tr ng ph thông cũng lƠ cách thức thu hút HS theo h c, lựa ch n các

ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về ngu n nhân lực

trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ t [6]

1.2.5 Tiêuăchíăxơyăd ngăch ăđ ăd yăh cătheoăđ nhăh ngăSTEM

Chủ đề dạy h c theo đ nh h ớng STEM (g i tắt lƠ chủ đề STEM) lƠ chủ đề dạy

h c đ ợc thi t k dựa trên vấn đề thực tiễn k t hợp với chuẩn ki n thức, kỹ năng của

các môn khoa h c trong ch ng trình ph thông Trong quá trình dạy h c, giáo viên t chức cho h c sinh lƠm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống vƠ hiện đại, công

cụ toán h c để tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực t , phát triển kỹ năng vƠ t duy của h c sinh

Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí sau:

- Chủ đề STEM h ớng tới giải quy t vấn đề trong thực tiễn

V n dụng ki n thức STEM để giải quy t các vấn đề thực tiễn chính lƠ mục tiêu của dạy h c theo quan điểm giáo dục STEM Do v y, chủ đề STEM không phải lƠ để giải quy t các vấn đề mang tính t ng t ợng vƠ xa r i thực t mƠ nó luôn h ớng đ n giải quy t các vấn đề, các tình huống trong xư hội, kinh t , môi tr ng trong cộng

đ ng đ a ph ng của h cũng nh toƠn cầu

- Các ki n thức trong lĩnh vực STEM để giải quy t vấn đề

Tiêu chí nƠy nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát triển đ ợc những năng lực chuyên môn lien quan Khoa h c, Kỹ thu t, Công nghệ, Toán h c

- Chủ đề STEM đ nh h ớng hoạt động ậ thực hƠnh

Đ nh h ớng hoạt động ậ thực hƠnh lƠ một tiêu chí của quan điểm giáo dục STEM nhằm hình thƠnh vƠ phát triển năng lực k t hợp lý thuy t vƠ thực hƠnh cho h c sinh Điều nƠy s giúp h c sinh có đ ợc ki n thức từ kinh nghiệm thực hƠnh chứ không phải chỉ từ lý thuy t Bằng cách xơy dựng các bƠi giảng theo chủ đề vƠ dựa trên thực hƠnh, h c sinh s hiểu sơu về lý thuy t thông qua các hoạt động thực t

- H c sinh lƠm việc nhóm để thực hiện chủ đề STEM

Trên thực t có những chủ đề STEM v n có thể triển khai cá nhơn Tuy nhiên, lƠm việc theo nhóm lƠ hình thức lƠm việc phù hợp trong việc giải quy t các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn LƠm việc theo nhóm lƠ một kỹ năng quan tr ng trong th

kỉ 21, bên cạnh đó khi lƠm việc theo nhóm h c sinh s đ ợc đặt vƠo môi tr ng thúc đẩy các nhu cầu giao ti p chia sẻ ý t ng vƠ cùng nhau phát triển giải pháp.[10]

1.2.6 Phơnălo iăch ăđ ăSTEM

(1) Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quy t vấn đề

- Chủ đề STEM đầy đủ: HS v n dụng ki n thức của cả 4 lĩnh vực STEM để giải quy t vấn đề

- Chủ đề STEM khuy t: HS v n dụng ki n thức ít nhất hai trong bốn lĩnh vực STEM để giải quy t vấn đề

(2) Dựa trên phạm vi ki n thức để giải quy t vấn đề STEM

- Chủ đề STEM c bản đ ợc xơy dựng trên c s ki n thức thuộc phạm vi các môn Khoa h c, Công nghệ, Kỹ thu t vƠ Toán h c trong ch ng trình ph thông Các sản phẩm của chủ đề STEM nƠy th ng đ n giản, bám sát nội dung sách giáo khoa vƠ th ng đ ợc xơy dựng trên c s nội dung thực hƠnh, thí nghiệm trong ch ng trình giáo dục ph thông

- Chủ đề STEM m rộng có những ki n thức nằm ngoƠi ch ng trình giáo dục

ph thông vƠ sách giáo khoa Những ki n thức đó h c sinh phải tự tìm hiểu vƠ nghiên cứu từ tƠi liệu chuyên ngƠnh Sản phẩm STEM của loại hình nƠy có độ phức tạp cao h n

(3) Dựa vƠo mục đích dạy h c

- Chủ đề STEM dạy h c ki n thức mới đ ợc xơy dựng trên c s k t nối ki n thức của nhiều môn h c khác nhau mƠ h c sinh ch a đ ợc h c (hoặc đ ợc h c một phần) H c sinh s vừa giải quy t vấn đề vừa lĩnh hội tri thức mới

- Chủ đề STEM dạy h c v n dụng đ ợc xơy dựng trên c s những ki n thức h c sinh đư đ ợc h c Chủ đề STEM dạng nƠy s b i d ỡng cho h c sinh năng lực

v n dụng lý thuy t vƠo thực tiễn Ki n thức lý thuy t đ ợc củng cố vƠ khắc sơu

1 2.7.ăQuyătrìnhăthi tăk ăch ăđ ăSTEM

Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM và các tiêu chí của một chủ đề STEM, quy

trình thi t k của một chủ đề dạy h c STEM cho h c sinh đ ợc thực hiện nh sau:

S ăđ ă1.1:ăQuyătrìnhăthi tăk ăch ăđ ăSTEM

- Vấn đề thực tiễn: đ ợc hiểu là các tình huống xảy ra có vấn đề đối với h c

sinh, có tính chất kỹ thu t Nó có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày, con

ng i cần phải giải quy t một công việc nào đó, thôi thúc h c sinh tìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu Nó cũng có thể là yêu cầu của đ nh h ớng nghề nghiệp, đòi hỏi h c sinh giải quy t nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó

trong thực t

- Ý t ng chủ đề STEM: là bài toán m đ ợc hình thành có tính chất kỹ thu t nhằm giải quy t vấn đề thực tiễn mà h c sinh gặp phải

- Xác đ nh ki n thức STEM cần giải quy t: là các ki n thức trong chủ đề có liên

quan đ n V t lý, Hóa h c, Sinh h c, Công nghệ, Kỹ thu t, Toán h c…

- Xác đ nh mục tiêu chủ đề STEM: là ki n thức, kỹ năng, thái độ h c sinh s đạt

đ ợc sau khi thực hiện chủ đề

- Xây dựng bộ câu hỏi đ nh h ớng chủ đề STEM: là các câu hỏi đ ợc đặt ra cho

h c sinh nhằm gợi ý để giúp h c sinh đề xuất các giải pháp, nhiệm vụ nhằm đạt đ ợc

mục tiêu của chủ đề Bộ câu hỏi này rất cần thi t đối với chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo, trong th i gian ngắn thì giáo viên cần đ nh h ớng th ng xuyên cho h c

sinh qua câu hỏi đ nh h ớng hoạt động

1.3 ăNĕngăl c gi i quy t v năđ c a h c sinh

+ “NL GQVĐ một cách sáng tạo, được khảo sát ở PISA 2012, là NL của

một cá nhân trong quá trình nhận thức nhằm hiểu và giải quyết các tình huống CVĐ không có sẵn lời giải đáp NL này bao gồm sự tự nguyện tham gia vào các

tình huống như trên để phát huy tiềm năng của các nhân đó như một công dân

biết đóng góp cho xã hội và biết phản ánh nhận thức của chính mình” ;

+ “NL hợp tác GQVĐ, được khảo sát ở PISA 2015, là NL của một cá

nhân khi tham gia hiệu quả vào một quá trình GQVĐ cùng với hai thành viên trở

lên bằng cách chia sẽ hiểu biết và những nỗ lực cần thiết để tìm ra giải pháp, đồng thời đóng góp vồn kiến thức, NL và nỗ lực của mình để hiện thức hóa giải

pháp đó”

ậ Tài liệu hội thảo Xây dựng ch ng trình GDPT theo đ nh h ớng phát

triển NL HS (2014) đ a ra đ nh nghĩa: “NL GQVĐ là khả năng cá nhân sử dụng

hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để

giải quyết những tình huống VĐ mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải

pháp thông thường” [3]

ậ Theo các tác giả Phan Đ ng Châu Thủy, Nguyễn Th Ngân (2017): “NL

GQVĐ của HS THPT là khả năng của một HS phối hợp vận dụng những kinh

nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chương trình THPT

để giải quyết thành công các tình huống CVĐ trong học tập và trong cuộc sống

của các em với thái độ tích cực” [17]

Trên c s phân tích các ý ki n trên, chúng tôi hiểu: NL GQVĐ là khả

năng của một cá nhân sử dụng hiệu quả các kiến thức, kĩ năng, thái độ, … để giải

quyết những tình huống CVĐ mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường

1.3.2.ăCácăbi uăhi năc aănĕngăl căgi iăquy tăv năđ

Để phát triển NL GQVĐ của HS trong dạy h c nói chung, dạy h c V t lí

nói riêng cần phải chỉ ra đ ợc các biểu hiện của NL GQVĐ Trên c s phân tích các giai đoạn của quá trình GQVĐ, chúng tôi cho rằng NL GQVĐ có những biểu

hiện sau đơy:

ậ Phơn tích đ ợc tình huống trong h c t p, trong cuộc sống; Phát hiện và nêu đ ợc tình huống CVĐ trong h c t p, trong cuộc sống;

ậ Thu th p vƠ lƠm rõ các thông tin có liên quan đ n VĐ; Đề xuất đ ợc một

số giải pháp GQVĐ; Phơn tích vƠ lựa ch n đ ợc giải pháp phù hợp nhất;

ậ L p đ ợc k hoạch thực hiện giải pháp; Thực hiện đ ợc k hoạch, điều

chỉnh đ ợc hƠnh động trong quá trình thực hiện để phù hợp với thực tiễn và không gian VĐ khi có sự thay đ i;

ậ Đánh giá đ ợc giải pháp GQVĐ; Suy ng m về cách thức và ti n trình GQVĐ để điều chỉnh và v n dụng trong bối cảnh mới

1.3.3.ăC uătrúcăc aănĕngăl căgi iăquy tăv năđ

Khi nói về cấu trúc NL, có hai quan niệm song song t n tại [16]:

ậ Quan niệm thứ nhất, ti p c n cấu trúc NL theo nguồn lực hợp thành, bao

g m: tri thức, kĩ năng, thái độ với sự thể hiện của chúng trong hoạt động là NL

hiểu, NL làm và NL ứng xử Đó là mối quan hệ giữa ngu n lực (đầu vào ậ cấu

trúc bề mặt) với k t quả (đầu ra ậ cấu trúc bề sơu) Theo đó, cấu trúc của NL theo

quan niệm thứ nhất đ ợc biểu diễn nh s đ 1.2 bên d ới:

S ăđ 1.2 C u trúc c a NL theo ngu n l c h p thành [8]

ậ Quan niệm thứ hai, ti p c n cấu trúc NL theo NL bộ phận, g m 3 phần chính:

+ Hợp phần của NL: lƠ các lĩnh vực chuyên môn tạo nên NL

+ Thành tố của NL: là các NL hoặc kĩ năng bộ ph n tạo nên mỗi hợp phần

+ Các chỉ số hành vi: là những bộ ph n nhỏ đ ợc tách ra từ các thành tố

và là k t quả đầu ra đ ợc mong đợi Các chỉ số hƠnh vi th ng là những hành động thể hiện đ ợc nh : vi t ra (để đ c đ ợc), nói ra (để nghe đ ợc), lƠm (để quan sát đ ợc), tạo ra (sản phẩm v t chất để đánh giá đ ợc)

Trong những năm gần đơy đư có nhiều tác giả nghiên cứu đ a ra cấu trúc

NL GQVĐ vƠ v n dụng trong DH nh : Phan Anh TƠi (2014) [15]; Nguyễn Th

Thủy, Đỗ H ng Trà (2015) [19]; Nguyễn Lơm Đức (2016) [7]; Phan Đ ng Châu

Thủy, Nguyễn Th Ngân (2017) [17]; … Nhìn chung, số l ợng cũng nh tên các

thành tố của NL GQVĐ có phần khác biệt giữa các tác giả, tùy thuộc vào mục đích ti p c n NL

Từ thực tiễn nhƠ tr ng ph thông n ớc ta và chuẩn b cho đ nh h ớng

GDPT sắp tới, trong tài liệu Xây dựng ch ng trình GDPT theo đ nh h ớng phát

triển NL HS (2014) [4], Bộ Giáo dục vƠ ĐƠo tạo đư chỉ ra giáo dục Việt Nam cần

ti p c n NL GQVĐ theo h ớng vừa đo l ng đ ợc khả năng cá nhân tự GQVĐ,

Đầu vào (cấu trúc bề mặt)

Đầu ra (cấu trúc bề sâu)

vừa đo l ng đ ợc khả năng cá nhơn tham gia cùng một nhóm để GQVĐ Trên

c s phân tích các biểu hiện của NL GQVĐ, k t hợp với việc tham khảo một số

tài liệu của các tác giả nghiên cứu về NL GQVĐ, để phù hợp với h ớng đi của đề

tài, chúng tôi mạnh dạng đề xuất cấu trúc của NL GQVĐ g m 4 thành tố và 16

chỉ số hành vi, và phần sau của lu n văn chúng tôi s sử dụng cấu trúc NL GQVĐ nh bảng 1.1 d ới đơy:

B ng 1.1 C uătrúcăNLăGQVĐă(g m 4 NL thành t và 16 ch s hành vi) NLăthƠnhăt Ch ăs ăhành

vi

1 Phân tích tình

hu ng,ă phátă hi nă

VĐă vƠă phátă bi uă

VĐăc năgi i quy t

1.1 Phơn tích tình huống trong h c t p/thực tiễn

Mô tả đúng và đủ các thông tin về quá trình, hiện tượng từ đó làm cơ sở phân tích phát hiện trong quá trình, hiện tượng tồn tại VĐ cần giải quyết

Nêu/Phát biểu VĐ cần giải quyết dưới dạng câu hỏi khoa học

1.4 Chia s thông tin VĐ (trong trường hợp làm việc theo

nhóm)

2.ă Đ ă xu tă vƠă l aă

ch nă gi iă phápă

GQVĐ

2.1 Thu th p thông tin, xử lí (k t nối, lựa ch n, sắp x p, …)

các

thông tin liên quan đ n VĐ

2.2 Phân tích thông tin

2.3 Xác đ nh, tìm ra ki n thức vƠ/hay ph ng pháp v t lí/liên

môn

1.3.4.ăĐánhăgiáănĕngăl căgi iăquy tăv năđ

Đánh giá NL lƠ việc đánh giá của GV về mặt ki n thức, kĩ năng vƠ thái độ

của HS trong bối cảnh gắn liền với thực tiễn Đánh giá NL có bản chất là thu th p

vƠ đối chi u các biểu hiện của ng i h c với các chỉ số hƠnh vi vƠ xác đ nh mức

độ đáp ứng đó t ng ứng với tiêu chí chất l ợng nào Mỗi chỉ số hành vi ứng với

một NL cụ thể có thể đ ợc yêu cầu để HS thực hiện trong những hoạt động các

th i điểm khác nhau Dựa trên mức độ biểu hiện của các chỉ số hƠnh vi đó mƠ

GV có thể đánh giá đ ợc mức độ đạt đ ợc NL của HS, từ đó có những điều chỉnh

phù hợp để giúp HS phát triển NL các mức độ cao h n.[5]

1.3.4.1 Tiêu chí phân chia các m căđ bi u hi n hành vi c a NL GQVĐ

Để phân chia các mức độ biểu hiện của hành vi thuộc các NL thành phần

của NL GQVĐ, có thể dựa vào các tiêu chí sau:

ậ Theo chất lượng: Căn cứ vào chất l ợng (mức độ hoàn thiện) của hành vi

cần sử dụng cho việc GQVĐ 2.4 Đề xuất giải pháp GQVĐ 2.5 Đánh giá, lựa ch n giải pháp tối u

3.ăL păk ăho chăvƠă

th căhi năgi iă

4.ă Đánhă giá,ă hoàn

thi nă quáă trình

GQVĐă vƠă đ aă raă

liên quan đ n hoạt động GQVĐ mƠ HS thực hiện

ậ Theo tính tự lực: Căn cứ vào mức độ tự lực của HS khi tham gia vào quá

trình thực hiện các nội dung công việc Trong quá trình đó có thể HS dựa hoàn toƠn vƠo h ớng d n của GV, hoặc HS trao đ i với bạn bè để tìm ra giải pháp,

hoặc từng cá nhân bi t cách đ a ra giải pháp của riêng mình Độ tự lực, độc l p

của HS cƠng cao thì HS đạt đ ợc mức NL cƠng cao vƠ ng ợc lại

Cácăm căđ ăbi uăhi năc aăhƠnhăvi

M că1 M că2 M că3 M că4

huống

trong học tập/thực tiễn

Không phân tích

đ ợc tình huống

Phân tích đ ợc

tình huống

nh ng còn nhiều sai sót, dựa vào sự

h ớng d n của GV

sự h ớng d n của

GV

Phát hiện đ ợc

VĐ, nh ng còn

ít sai sót, có trao đ i với bạn

bè

Tự phát hiện đúng

VĐ

Tự phát biểu đúng

VĐ, diễn đạt VĐ

hoàn toàn

bằng ngôn ngữ khoa

Không chia

sẻ thông tin

VĐ với các

thành viên khác trong nhóm

Chia sẻ thông tin về VĐ với

các thành viên trong nhóm khi

có thành viên trong nhóm yêu

cầu

Chia sẻ thông tin, nêu VĐ khi vừa phát hiện

Chia sẻ

thông tin,

nêu VĐ khi vừa phát hiện vƠ giải

thích thông

tin vừa tìm

đ ợc với

các thành viên khác

…) các

thông tin liên quan

đến VĐ

Không xác

đ nh đ ợc

và không

bi t tìm hiểu các

thông tin liên quan

Xác đ nh đ ợc

vƠ bi t cách

tìm hiểu các

thông tin có liên quan đ n

đ n VĐ bằng SGK,

internet, tài

liệu tham khảo, trao

đ i với bạn

bè hoặc

liên lạc với những

ng i có

chuyên môn 2.2.Phân

tích thông tin

Không phân tích

các thông tin liên quan đ n

VĐ

2.3 Xác

định, tìm

ra kiến thức

và / hay

phương pháp vật lí

/ liên môn

cần sử dụng cho việc GQVĐ

liên môn

cần sử dụng

cho việc GQVĐ

Xác đ nh, tìm

ra ki n thức

và/hay ph ng

pháp v t lí / liên môn cần

sử dụng cho việc GQVĐ

nh ng còn thi u sót nhiều, dựa vƠo h ớng

d n của GV

Xác đ nh, tìm

ra ki n thức

và/hay ph ng pháp v t lí/liên

môn cần sử dụng cho việc GQVĐ nh ng còn thi u, có trao đ i với bạn

2.4.Đề xuất giải

pháp

GQVĐ

Không đề xuất đ ợc giải pháp GQVĐ

Đề xuất đ ợc một số giải

pháp nh ng thi u hợp lí, dựa vào h ớng

d n của

GV

Đề xuất đ ợc một số giải

và có tính

khả thi

cao 2.5 Đánh

giá, lựa chọn giải pháp tối ưu

Không lựa

ch n đ ợc giải pháp

Lựa ch n đ ợc giải pháp

nh ng theo cảm tính, dựa

vào số đông,

ch a phù hợp, dựa vào h ớng

d n của

GV

Lựa ch n đ ợc giải pháp sau khi trao đ i với bạn bè, v n còn dựa vƠo số đông, ch a có tính khả thi cao

Tự so sánh

đ ợc u,

nh ợc điểm của từng giải pháp, lựa ch n

đ ợc giải pháp tối u

Không l p

đ ợc k hoạch GQVĐ

L p k hoạch GQVĐ một cách thụ động, lƠm theo số đông hoặc

h ớng d n của

GV

Thảo lu n nhóm, đ a ra

k hoạch thực hiện giải pháp một cách hợp lí

Tự l p ra

k hoạch thực hiện giải pháp một

cách hợp lí

pháp 3.2 Phân

công

nhiệm vụ (trường hợp làm việc theo

nhóm

Nh n nhiệm vụ

theo phân công

của nhóm dù không phù hợp với khả năng

Nh n nhiệm vụ

theo phân công

của nhóm và phù hợp với khả năng

Trao đ i để

phân chia

nhiệm vụ phù hợp với từng cá

nhân trong nhóm,

nh n nhiệm

vụ khi phù hợp với khả năng

3.3.Thực hiện kế hoạch

Không thực hiện đ ợc

k hoạch

Ch a hoàn thƠnh k hoạch, hoặc hoƠn

thành nh ng dựa vào sự

còn ít sai sót

Thực hiện

và hoàn thành k hoạch một

cách thành công

3.4 Điều chỉnh hành động trong

quá trình

thực hiện giải pháp

Không điều chỉnh hành động trong

quá trình

thực hiện giải pháp khi gặp khó khăn

Điều chỉnh

đ ợc hành động trong quá

trình thực hiện giải pháp

nh ng lại ti p tục gặp khó khăn mới, hoàn

Điều chỉnh

đ ợc hành động trong quá

trình thực hiện giải pháp

nh ng lại ti p tục gặp khó khăn mới, hoàn

Tự điều chỉnh đ ợc

hành động hợp lí để giải quy t

đ ợc khó khăn đang gặp phải

GQVĐ (từ đầu đến kết thúc)

4.2.Hoàn

thiện quá

trình

GQVĐ (từ đầu đến kết thúc)

h ớng d n của

GV

HoƠn thiện quá

trình GQVĐ theo nh n xét chung của

nhóm

Tự hoàn thiện quá

trình

GQVĐ

4.3 Đưa

ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc

GQVĐ tương tự

Không đ a

ra đ ợc khả năng áp dụng k t quả thu

đ ợc trong việc GQVĐ

t ng tự

Đ a ra đ ợc khả năng áp dụng k t quả

thu đ ợc trong việc GQVĐ

t ng tự khi có

sự h ớng d n của GV

Đ a ra đ ợc khả năng áp dụng k t quả

thu đ ợc trong việc GQVĐ

t ng tự theo

nh n xét chung của nhóm

Tự đ a ra

đ ợc khả năng áp dụng k t quả thu

đ ợc trong việc

GQVĐ

t ng tự