Luận văn Thạc sĩ 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

Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế được tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong trường THPT của nước CHDCND Lào, đáp ứng các yêu cầu của quá trình dạy học sẽ góp phần phát

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

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

PHONGSAVANH OULAYPHETH

T Ổ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC

LU ẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

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

PHONGSAVANH OULAYPHETH

T Ổ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC

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

Mã s ố: 8.14.01.11

LU ẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quang Linh

THÁI NGUYÊN - 2019

Trang 3

L ỜI 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 ch ịu trách nhiệm với những gì mình khẳng định trên đây

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2019

Tác gi ả

Oulaypheth PHONGSAVANH

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình và người thân Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới những người đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.”

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Quang Linh, đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận 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 tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn Mặc dù tôi đã có rất nhiều cố gắng, 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 các bạn 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 các học sinh của trường THPT Mương Khai và trường THPT Pak Sường, tỉnh Luông Phạ Băng, nước CHDCND Lào đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian dài học tập 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

M Ở 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

Ch ương 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

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

Trang 6

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: THI ẾT 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 7

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: TH ỰC 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

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

1 Kết luận 76

2 Kiến nghị 77

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC

Trang 8

DANH M ỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

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

Trang 9

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 1ở 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 1ở trường THPT Pak Sường 73

Trang 10

DANH M ỤC 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 11

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) đang trong thời kỳ đổi mới, theo hướng văn kiện Đại hội Đảng Nhân dân Cách mạng Lào lần thứ IX và X đã chỉ rõ Ngành Giáo dục phải có những bước đi đổi mới về mọi mặt, nhằm đào tạo con người lao động có đủ kiến thức, năng lực sáng tạo, trí tuệ và phẩm chất đạo đức tốt, đáp ứng được yêu cầu nhân lực của đất nước

Trong dự thảo của Bộ Giáo dục và Thể thao (Bộ GDTT) về tầm nhìn giáo dục đến năm 2030, chiến lược giáo dục đến 2025 đã định hướng chung rằng: Để tạo ra nguồn nhân lực đạt được 3 đặc tính và 5 nguyên lý giáo dục cơ bản Đồng thời, cụ thể đảm 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 khai đổi mới chương trình giáo dục phổ thông cũng như phương pháp kiểm tra đánh giá kết 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 sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước [36]

Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục: Phương pháp giáo dục của các trường học toàn đất nước phải phát huy

những kỹ năng cần thiết cho HS đó là kỹ năng giải quyết vấn đè, giao tiếp, làm việc nhóm, năng lực sáng tao, kỹ năng trình bày báo cáo…; Phù hợp với đặc điểm của từng 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 kiến thức nói chung và kiến thức vật lí nói riêng được tiến hành trong hoàn cảnh mà học sinh ít

có điều kiện để nghiên cứu, quan sát, thực nghiệm, sáng tạo và vận dụng kiến thức 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 phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM (GD STEM), hiện đang còn tương đối

Trang 12

mới ở Lào GD STEM là một phương thức giáo dục tích hợp các môn khoa tự nhiên thông qua hoạt động thực hành và ứng dụng Trong quá trình học tập, học sinh sẽ vừa học được kiến thức khoa học, vừa được vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn GD STEM

sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng 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 phát triển năng lực của học sinh, cũng được triển khai mạnh mẽ ở nước CHDCND Lào Vì vậy, tư tưởng này của GD STEM cần được khai thác và đưa vào mạnh mẽ trong chương trình GDPT nước CHDCND Lào

Chính vì những lí do trên, tác giả đã lựa chọn nghiên cứu “T ổ chức dạy học

m ột 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 xoay chiều” thuộc chương trình Vật lý THPT của nước CHDCND Lào nhằm nâng cao năng lực 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 thức chương “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 nước CHDCND Lào

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu dự thảo của Bộ Giáo dục và Thể thao về tầm nhìn giáo dục đến năm 2030, chiến lược giáo dục đến 2025 và kế hoạch phát triển giáo dục và thể thao 5 năm (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 giáo dục 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 13

- Phân tích nội dung kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều – Vật lý 12” ở các 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 THPT của nước CHDCND Lào hiện nay

6 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế được tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong trường THPT của nước CHDCND Lào, đáp ứng các yêu cầu của quá trình dạy học sẽ góp 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 14

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 và Công nghệ (Bộ KHCN) mong muốn tiến hành và xây dựng pham vị hợp tác với Bộ Giáo dục và Thể thao (Bộ GDTT) để giao lưu và thực hiện cùng một đối tượng có thể mang 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 thúc đẩy

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 cần trao đổi, hợp tác với nhau để xây dựng đội ngũ lao động có trình độ, tay nghề để đáp ứng nhu cầu lao động trong và ngoài nước

Trong bài báo cáo của dự án nghiên cứu và phát triển chương trình dạy học về công nghệ, sáng chế đã chỉ ra rằng: Hiện nay, Chính phủ của nước CHDCND Lào đang đầu tư cho việc xây dựng chương trình GD STEM cho các trường học, các cấp học Thực sự, để triển khai GD STEM ở nước CHDCND Lào cần có 2 yếu tố quan trọng đó là: Thúc đẩy xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao và khuyến khích nghiên cứu chế tạo sản phẩm mới có chất lượng cao Bên cạnh đó, Sở Giáo dục phải xem lại một số chiến lược và thay đổi phương pháp giảng dạy từ bậc mầm non đến bậc đại học nhằm cho HS chủ động, tích cực học tập, phát triển được các kỹ năng cần thiết 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 với các cơ quan, các công ty sản xuất, các đơn vị kinh doanh, doanh nghiệp… để xây dựng học tập từ nhà trường đến nhà máy (Work-intergrated Learning: Wil), trao đổi và hợp tác nhau để rèn luyện sinh viên học tập qua hoạt động thực tiễn [34] [40] [39] [41]

Trang 15

Viện Nghiên cứu Khoa học Giáo dục (Viện NKG) của Lào là đơn vị chính để nâng 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 với phương pháp giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực, tư duy, phân tích, giải quyết vấn đề, sáng tạo và nhận thấy sự quan trọng của việc học khoa học, công nghệ, kỹ thuật 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 là trường 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 nghiên cứu và phát triển chương trình giáo dục về công nghệ và sáng chế để phát triển năng lực cho giáo viên, nâng cao chất lượng giáo dục Dự án này nghiên cứu về sự thực hiện chương trình giáo dục từ bậc tiểu học đến bậc đại học Dự án đã chọn trường chuyên

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 cứu khoa 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 rất nhiều vấn

đề như: Nội dung bài học và hoạt động dạy học của các môn khoa học chưa đạt được yêu cầu, học sinh không thể vận dụng kiến thức vào thực tế, chưa tích hợp với các môn khác, giáo viên không thể giảng dạy theo sách giáo khoa Vì vậy, việc phát triện năng lực học sinh theo con đường khoa học chưa đạt được yêu cầu Nếu so sánh 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 phát triển khoa học, công nghệ và sáng chế [41]

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

Trang 16

Bộ KHCN đã tổ chức tập huấn kiến thức về giáo dục STEM cho các GV tại trường ĐQL Sau khi rèn luyện kiến thức lý thuyết và kỹ năng giảng dạy theo giáo dục STEM trong buổi tập huấn, GV tham gia đã tổ chức dạy học theo định hướng GD STEM, ở trường chuyên sư phạm của trường đại học và trường THPT năng khiếu từ cấp 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 giải quyết 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 C ác nghiên cứu thế giới về giáo dục STEM

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

Morrison (2006) đã nói rằng: “Giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM) thường được gọi là kỷ luật tổng hợp, tạo ra một kỷ luật dựa trên sự tích hợp các kiến thức kỷ luật khác vào một tổng thể mới Sự kết nối liên ngành giữa các chuyên ngành rời rạc hiện nay được coi là một thực thể, được gọi là STEM GD STEM 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 xây dựng giữa bốn ngành, bằng cách kết hợp chúng thành một mô hình giảng dạy và học tập gắn kết Morrison và những người khác đã gọi STEM như là một cách tiếp cận liên ngành” [28]

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

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

Trang 17

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, công nghệ sinh học và kỹ thuật sinh học là đại diện cho sự chồng chéo của kỷ luật mà chúng

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 bài báo 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, chẳng hạn 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, trung học, dạy nghề và giáo dục đại học Giáo dục STEM không chỉ xây dựng bộ nhớ công thức 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 cho người học có khả năng phân biệt tính liệt kết của các môn Khoa học, Toán học và có thể 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 các môn trong phạm vi Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học STEM cũng là một phương pháp giảng dạy tích hợp tiếp cận kỷ luật để làm thu hút sự quan tâm của học sinh trong các lĩnh vực liên quan đến STEM, cải thiện kĩ năng giải quyết vấn đề và các

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 học nhằm phát triển cá nhân HS GD STEM trang bị cho con người những khả năng suy nghĩ hợp lý, khả năng rà soát, tìm kiếm thông tin như học toán học và có kiến thức sâu

rộng 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 trước đây

Trang 18

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

Năm 2016, nhà nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu giáo sư Dan Shechtman

đã phát biết để thúc đẩy nghiên cứu khoa học, đảm bảo giữ được công nghệ của mình, chính phủ nhà nước phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi

trẻ, tất cả HS đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải nâng cao trình độ của một số giáo viên [6] [17]

Tác giả, Nguyễn Thanh Nga (2017) đã đưa ra rằng: “STEM được dùng trong 2 ngữ cảnh đó là: Ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp Ngữ cảnh giáo dục là quan điểm nhấn mạnh đến việc nâng cao năng lực cho HS, quan tâm nền giáo dục của các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học và tích hợp các môn học trên gắn

với thực tiễn Còn ngữ cảnh nghề nghiệp là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học” [11]

Tác giả Nguyễn Thanh Nga (2018) đã nêu lên quan điểm của GD STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học và các kiến thức đó được tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề, nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết 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 STEM như 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 kiến thức lí thuyết vào bối cảnh cụ thể, có khả năng giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày, làm cho học sinh nhận biết và hiểu được tầm quan trọng của các kiến thức Khoa

học và Công nghệ vì đó là kiến thức và kỹ năng cần thiết trong cuộc sống thực tế, góp phần 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 tổng hợp tài liệu và thực nghiệm Delphi đã phát hiện ra những vấn đề, cách giải pháp chiến

Trang 19

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 kỷ vừa qua rất ít quan tâm tới Kỹ thuật và Công nghệ, chỉ chủ yếu tập trung vào Khoa học

và Toán học Thực tế hiện nay nếu HS thiếu kiến thức về công nghệ và kĩ thuật thì HS

chỉ được kiến thức lí thuyết, khái niệm, nguyên lí, công thức, định luật mà không được trang bị kiến thức để áp dụng vào thực tiễn Vì vậy, vai trò và việc kết hợp công nghệ

và kĩ thuật trong STEM hiện nay như thế nào cũng là một hướng nghiên cứu được nhiều tác giả quan tâm [20] [30],

Trong bài báo cáo kết quả nghiên cứu của Honey M [2014] về tích hợp giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông hệ 12 năm của Mỹ cho rằng: “Tích hợp GD STEM là một hướng nghiên cứu khá cơ bản về GD STEM, được rất nhiều nhà khoa học, tổ chức giáo dục quan tâm Tiêu biểu là công trình của Honey Nghiên cứu này là một kinh nghiệm rất ý nghĩa về tích hợp GD STEM trong chương trình giáo dục phổ thông hệ 12 năm của Hoa kỳ Nghiên cứu đã trình bày về tông quan những 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 phần phát 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 – GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiện nay [14]

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

s ố 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 kỹ năng

cần thiết trong cuộc sống như kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông tin, thuyết trình, phản biện… góp phần tạo được hứng thú học Vật lý của HS nhờ vận dụng các

Trang 20

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

l ực học - Vật lý 10” theo định hướng GD STEM trong việc đổi mới phương pháp dạy

Từ kết quả nghiên cứu về GD STEM cho thấy rằng: GD STEM được triển khai rất mạnh mẽ trên thế giới trong thế kỷ này, các nhà khoa học, các nghiên cứu sinh đều quan tâm đến việc vận dùng phương phướng dạy học theo định hướng GD STEM vào các trường học từ bậc mầm non đến trường chuyền nghiệp nhằm phát triển năng lực

học tập và kỹ năng cần thiết cho HS để đáp ứng yêu cầu ngành nghề nghiệp trong lĩnh

vực 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 lực sáng tạo như một phẩm chất quan trọng của con người hiện đại, đặc biệt từ khi thế giới bắt đầu chuyển sang nền kinh tế tri thức và xã hội tri thức Hoạt động trải nghiệm sáng

tạo không chỉ là hoạt động tinh thần riêng mà sản phẩm của nó là những phát hiện độc đáo của tư duy và trí tưởng tượng Tính mới, tính độc đáo là những tính chất cốt yếu của kết quả sáng tạo; khả năng tư duy và trí tưởng tượng là những năng lực cần 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 khác nhau Kết quả nghiên cứu thu được: Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị

Trang 21

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 được

những vấn đề cơ bản về sáng tạo và tính sáng tạo của trẻ em mẫu giáo 5 - 6 tuổi Xây

dựng được biện pháp phát triển tính sáng tạo; tiến hành nghiên cứu thực trạng tính sáng tạo và góp phần làm sáng tỏ tính sáng tạo của trẻ mẫu giáo Thực nghiệm có đối chiếu

so sánh, khẳng định được hiệu quả của các biện pháp thực nghiệm và tính khả thi trong việc phát triển tính sáng tạo Tìm hiểm được các biểu hiện đặc trưng tính sáng tạo Tìm hiểu các yếu tố liên quan đến tính sáng tạo như: Trí thông minh và cách sáng dục của cha mẹ và tìm hiểu những đặc điểm đặc trưng của nhân cách trẻ đạt điểm 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 giải thích các biểu hiện năng lực sáng tạo, biện pháp phát triển năng lực sáng tạo, tiêu chí đánh 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 sáng tạo của hoc sinh ở nhiều chương trình

Thông qua các nghiên cứu về năng lực sáng tạo đã trình bày ở phía trên , tác giả

có thể tóm tắt kết quả nghiên cứu như sau: Năng lực sáng tạo là một năng lực rất cần 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… và hiện nay năng lực sáng tạo được triển khai vào các phương pháp dạy học mới, chẳng hạn: Phương pháp dạy học theo định hướng GD STEM

1.4 Gi áo dục STEM

1.4.1 Khái niệm của giáo dục STEM

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

Trang 22

Science (Khoa h ọc): 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 thế giới xuang quanh chúng ta và có thể vận dụng kiến đó vào cuộc sống thực tiễn

Technology (Công ngh ệ): 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 (K ỹ 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 nhiều môn học bằng cách dễ hiểu, vận dụng kiến thức khoa học, toán học và tư duy sáng tạo vào quá trình thiết kế các đối tượng nào đó

Maths (Toán h ọc): 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 học trong lĩnh vực STEM và những kỹ năng cần thiết theo cách tiếp cận liên môn và người 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 kết hợp 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 lực giải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệt trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn của các 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 một chương trình dạy học từ bậc tiểu học đến bậc sau đại học để cung cấp hỗ trợ, tăng cường năng lực của người học

- Tích hợp của bốn lĩnh vực STEM: Là phương pháp tiếp cận liên môn những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào bối cảnh thực tế nhằm tạo nên 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 học tiếp cận, nghiên cứu khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai môn học STEM trở lên, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường [10]

Trang 23

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 STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp và vận dụng được với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông Cụ thể là [2]:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai GD STEM ở nhà trường nên quan tâm 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 GD STEM nên hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm học sinh được hoạt động, trải nghiệm, tự tay làm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống

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

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả GD STEM,

cơ sở giáo dục phổ thông nên thường kết nối với cộng đồng, làng nghề, cơ sở giao dục nghề nghiệp, trường đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người,

cơ sở vật chất triển khai hoạt động GD STEM

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt GD STEM ở trường phổ thông nên định hướng có thể lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai đúng năng khiếu và sở thích của học sinh Vì vậy hoạt động học tập nên cho HS được trải nghiệm trong các lĩnh

vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp 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 cảnh của các nước đó khác nhau nên mục tiêu cho GD STEM ở các quốc gia cũng khác nha Tuy các mục tiêu GD STEM của các nước khác nhau mà điểm chung là tác động đến người học GD STEM như là một giải pháp trong cải cách giáo dục của các quốc gia,

Trang 24

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 Mục tiêu 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 là những 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 thực tiễn

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

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: GD STEM sẽ tạo cho HS những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lực chất 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, Toán học Mối quan hệ của 4 kiến thức trong sự phát triển của khoa học - kĩ thuật được thể hiện khái quát trong chu trình STEM như sau [1] [52]:

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

và quy trình kĩ thuật

Toán học

Khoa học

Kiến thức

Kỹ thuậtCông

nghệ

Trang 25

Quy trình khoa học: Xuất phát từ các ý tưởng khoa học, với sự hỗ trợ của các công 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 thuận lợi trong cuộc sống và đáp ứng sự phát triển kinh tế - xã hội Các nhà công nghệ thực hiện 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 ti ếp 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 hình thức khác nhau để giảng dạy STEM Trong đó vòng lặp thiết kế là một ví dụ trong việc vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật trong GD STEM Vòng lặp thiết kế là một hướng dẫn giúp HS giải quyết các vấn đề khi học STEM một cách hiệu quả [33]

Hình 1.2 Vòng lặp thiết kế trong GD STEM

xác định vấn đề

xác định các giải pháp

lựa chọn giải pháp thực

hiện

đánh giá chia sẻ

Trang 26

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 giải pháp cho các vấn đề đó, hay chính là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn

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 ni ệm 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) Sáng tạo 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 thực tiễn, 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 quá trình trở nên nhạy cảm đối với những khó khăn, khiếm khuyết, những lỗ hổng kiến thức, yếu tố còn thiếu, những bất ổn,… là quá trình xác định khó khăn, tìm kiếm giải pháp, đưa ra phỏng đoán, nêu lên những giả thuyết về sự khiếm khuyết, kiểm tra và tái

kiểm tra những giả thuyết đó, có thể bao gồm cả điều chỉnh và kiểm tra lại những điều chỉnh 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 ra những giá trị mới (kiến thức mới, giải pháp mới,…) mà sản phẩm của sự sáng tạo không thể suy ra từ cái đã biết bằng cách suy luận logic hay bắt chước” [13] Như vậy, 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 ra cái 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 sáng tạo và ý chí” [5]

Theo Nguyễn Thanh Nga (2017) đã nêu ra khái niệm của sáng tạo rằng: “Sáng

tạo là một quá trình hoạt động của con người trong việc phát hiện ra vấn đề và tìm ra cách thức để giải quyết được vấn đề đó đạt hiệu quả Kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính mới, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” [11]

Trang 27

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

Phạm Xuân Quế (2007) đã cho biết rằng: “Khơi dậy tiềm năng sáng tạo của người học không phải là một PPDH mà là một quan điểm chỉ đạo trong dạy học Nó thể hiện tinh thần dạy học “lấy HS làm trung tâm”, nó chỉ ra đúng cái mục đích phát huy nội lực của mỗi HS Nó cần được vận dụng trong việc đổi mới PPDH Khơi dậy

niềm sáng tạo đó đòi hỏi người thầy phải tổ chức cho HS hoạt động tích cực nhiều hơn” [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 hành nhằm giúp

HS phát hiện vấn đề mới trong tình huống và bổi dưỡng đội ngũ người lao động 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, phát triển 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 tư duy sáng tạo của HS vừa là mục đích vừa là phương tiện trong nghiên cứu và dạy học Vật lý trường THPT” [8]

1.4.5.3 Bi ểu 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 động sáng tạo, có thể nêu ra một số biểu hiện của năng lực sáng tạo trong hoạt động nhận thức 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 làm quen 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 không tham

khảo các giải pháp đã có

- 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 28

- Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật Thực

chất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc các bộ phận kỹ thuật, các yếu tố bản chất 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 giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất đạt được trong những điều kiện đã cho

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

1.4.5.4 Bi ện 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 như sau [12]:

Bi ện 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, HS hiểu được bản chất của bài học hay nguyên tắc hoạt động gắn kết chặt chẽ với hoạt động trong buổi học này thì GV cho HS thực hành hoạt động chế tạo cái mới hay sáng chế một sản phẩn mới có tính khả thi liên quan đến kiến thức đã có, vừa học xong và được vận dụng các kỹ năng cần thiết cho cuộc sống thực tiễn

Bi ện 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 trọng trên con đường sáng tạo khoa học Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc về mỗi lĩnh vực Việc xây dựng giả thuyết phải dựa trên sự khái quát hoá những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính nhưng không phải là một phép qui nạp đơn giản, hình thức mà chứa đựng một yếu tố mới, không có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở

Bi ện 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 29

của nghiên cứu khoa học thường là sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó có tính chất trừu tượng, tính chất chung, không thể kiểm tra trực tiếp được, muốn biết giả thuyết 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 chắc chắn, 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 hoạt động nhận thức của học sinh, chúng tôi cụ thể hóa tính sáng tạo của học sinh thông qua các tiêu chí Đây là công cụ đánh giá của giáo viên, đánh giá đồng đẳng, tự đánh giá 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 án giải 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 những cái đã biết

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

Trang 30

8) Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, đánh giá) và các phương pháp

phỏng đoán, mô hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra kết luận chính xác cho vấn đề

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

1.4.6 Quy tr ình thiết kế chủ đề GD STEM

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

Hình 1.3 Quy trình thi ết kế chủ đề STEM

Vấn đề thực tiễn: Là các tình huống có vấn đề cần giải quyết, nó có tính kỹ thuật

và được sử dụng trong cuộc sống thực tiễn Các tình huống đó phải thôi thúc HS tìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu Hoạt động đó cũng là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế

Ý tưởng chủ đề STEM: Là bài toán mở được hình thành có tính chất kỹ thuật nhằm 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 đến Khoa

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

Vấn đề

thực

tiễn

Ý tưởng chủ đề STEM

Xác định kiến thức STEM cần giải quyết

Xác định mục tiêu chủ đề STEM

Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM

Trang 31

thiết đối với chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo, trong thời gian ngắn thì giáo viên cần định hướng thường xuyên cho học sinh qua câu hỏi định hướng hoạt động học tập

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

Hoàng Phước Muội đã trình bày tiến trình tổ chức dạy học kiến thức Vật lý theo

định hướng GD STEM như sơ đồ [10]

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

Bước 1 Đặt vấn đề STEM: Thường là tình huống có vấn đề mang tính kỹ thuật

và sử dụng trong cuộc sống hằng ngày Tình huống đó phải gắn chặt với hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm kỹ thuật Thậm chí, tình huống có vấn đề này phải thu hút

HS vào quá trình học tập và không nên làm cho HS căng thẳng

Bước 2 Làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM: Là một hoạt động rất quan

trọng trong quá trình học tập này vì nó là hoạt động cho HS tìm hiểu các kiến thức cần thiết trước khi thực hiện sáng chế sản phẩm mới Hoạt động này tiến hành sau khi tiếp

(1) Đặt vấn đề STEM (2) Làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM (3) Gia công, lắp ráp sản phẩm

(4) Vận hành sản phẩm

(5) Thực hiện báo cáo kết quả (6) Nhận xét, đánh giá (7) Kết luận (8) Thực hiện bài kiểm tra STEM

Không đạt

Đạt

Trang 32

nhận vấn đề, xác nhận nhiệm vụ của nhóm GV cho HS tìm hiểu các thông tin cần thiết

về: Bản vẽ thiết kế, nguyên lý cấu tạo - hoạt động, vật liệu, quy trình chế tạo,… Tài liệu hướng dẫn STEM tuy hạn chế sự sáng tạo của HS nhưng chúng giúp rút ngắn thời gian làm việc của HS, đảm bảo HS có thể hoàn thành được sản phẩm, chiếm lĩnh được các kiến thức trọng tâm bài học trong thời gian một tiết học

Bước 3 Gia công, lắp ráp sản phẩm:Là bước thực hiện sáng chế sản phẩm mới

bởi sự điều phối của nhóm trưởng.Nhóm trưởng huy động thành viên gia công các chi tiết, lắp ráp sản phẩm theo tài liệu hướng dẫn hoặc chính sự sáng tạo của HS Nếu các chi tiết gia công mất nhiều thời gian, phức tạp, đòi hỏi cao về an toàn,… thì giáo viên

cần chuẩn bị, gia công trước

Bước 4 Vận hành sản phẩm: Là bước vận hành và quan sát kết quả vận hành

sản phẩm Nếu sản phẩm hoạt động ổn định, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thì nhóm hoàn thiện bài báo cáo, nghiên cứu thêm để cải tiến sản phẩm hay giải quyết các nhiệm vụ

phụ khác Ngược lại, nếu sản phẩm không hoạt động hay không ổn định, thiếu an toàn,… thì nhóm đó cần quay lại kiểm tra từ bước 2, đọc kỹ lại tài liệu hướng dẫn hay gia công lại

Bước 5 Thực hiện báo cáo kết quả: Là bước báo cáo kết quả GV có thể tổ

chức hình thức báo cáo khác nhau như: Viết báo cáo, thuyết trình, làm video, thiết kế poster… Thông thường, giáo viên tổ chức cho các nhóm lần lượt thuyết trình về kết quả thực hiện nhiệm vụ thiết kế, chế tạo sản phẩm Khi báo cáo các nhóm cần làm rõ nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách chế tạo, các ưu điểm và nhược điểm khi

tiến hành Giáo viên là người khuyến khích các nhóm phối hợp trình bày, kết hợp thuyết trình với vận hành sản phẩm, cho HS có cơ hội phản biện, đóng góp ý kiến cho nhóm trình bày

Bước 6 Nhận xét, đánh giá: Giáo viên tổ chức các nhóm đánh giá lẫn nhau hay

đanh giá đồng đẳng và giáo viên cũng đánh giá kết quả qua phần thực hiện báo cáo của các nhóm, nhận xét hoạt động của các nhóm, chỉ ra những điểm đạt được và chưa đạt được của các nhóm Sau đó giáo viên khen thưởng đối với nhóm hoàn thành tốt nhiệm

vụ và khiển trách với các nhóm chưa hoàn thành nhiệm vụ

Trang 33

Bước 7 Kết luận: Giáo viên kết luận hoạt động và phần trọng tâm của bài học,

cung cấp nội dung ghi bài học cho HS

Bước 8 Thực hiện bài kiểm tra STEM: Bài kiểm tra STEM nhằm đánh giá

mức độ đạt được mục tiêu của bài học STEM, cần đánh giá về kiến thức Vật lý, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Bài kiểm tra nên được xây dựng theo hình thức trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, kiểm tra trong thời gian ngắn Hình thức kiểm tra có kiểm tra trắc nghiệm trên giấy, trắc nghiệm nhờ sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

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

Điều tra thực tiễn là một trong những căn cứ để soạn thảo tiến trình dạy học một

số kiến thức “Dòng điện xoay chiều”, theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh trường THPT tại nước CHDCND Lào Vì vậy tác giả đã tìm hiểu thực tế dạy học về chủ đề này ở một số trường THPT tại miền Bắc của Lào Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, tác giả đã tiến hành điều tra khảo sát thực trạng giảng dạy và học tập đối với

79 giáo viên và 83 học sinh trong 7 trường THPT tại miền Bắc của Lào đó là:

- Trường THPT Ou Tay, Huyện Outay, Tỉnh Phongsaly

- Trường THPT Mương Xay, Huyện Xay, Tỉnh Oudomxay

- Trường THPT Đon Tan, Huyện Khop, Tỉnh Xayabouly

- Trường THPT Năm Ngân, Huyện Ngân, Tỉnh Xayabouly

- Trường THPT Pang Bông, Huyện Ngân, Tỉnh Xayabouly

- Trường THPT Xayabouly, Huyện Xayabouly, Tỉnh Xayabouly

- Trường THPT Mương Khai, Huyện Luangprabang, Tỉnh Luangprabang

Tác giả đã tiến hành điều tra khảo sát từ ngày 25/8/2018 -12/10/2018

1.5.1 Mục đích điều tra

Để chuẩn bị cho soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12, theo định theo định hướng GD STEM nhằm nâng cao năng lực sáng tạo tại nước CHDCND Lào, tôi tiến hành điều tra tìm hiểu ở các trường nhằm mục đích sau:

- Về việc tổ chức dạy học theo định hướng GD STEM trong dạy học chương Dòng điện xoay chiều, thực trạng là tìm hiểu sự hiểu biết, sự cần thiết và những khó khăn trong dạy học theo định hướng GD STEM

Trang 34

- Về việc sử dụng thí nghiệm, ứng dụng kỹ thuật trong dạy học Vật lí

1.5.2 Phương pháp điều tra

- Gặp gỡ và trao đổi trực tiếp với lãnh đạo nhà trường, tổ trưởng chuyên môn, trao đổi với các giáo viên Vật lí, tham khảo giáo án, cách giảng dạy trong thời gian qua, kiến thức về STEM và sử dụng phiếu phỏng vấn của giáo viên

- Trao đổi trực tiếp với học sinh và sử dụng phiếu phỏng vấn học sinh

1.5.3 Kết quả nghiên cứu

Để tìm hiểu và định hướng cho quá trình thiết kế tiến trình tổ chức và lựa chọn

nội dụng hoạt động STEM, tác giả đã tiến hành tìm hiểu hiện thực trạng dạy, tổ chức các hoạt động STEM và nhu cầu của HS trong các hoạt động STEM tại trường phổ thông trong dạy học bài “Máy phát điện xoay chiều” và “Động cơ điện xoay chiều” -

Vật lý 12

+ Đối với GV:

1) Với câu hỏi “Thầy cô có tìm hiểu hoặc được tập huấn về giáo dục theo định hướng STEM không?” Kết quả thu được 72/79 (chiếm 91%) GV được hỏi cho biết chưa được tập huấn về GD STEM; 7/79 (chiếm 9%) GV cho biết đã tìm hiểu, tập huấn

về GD STEM Kết quả này cho thấy đa số GV chưa được tìm hiểu và tập huấn về STEM (hình 1.5)

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

2) Với câu hỏi “Theo thầy cô, có cần tổ chức hoạt động GD STEM trong dạy học chương Dòng điện xoay chiều - Vật lý 12 không?” Kết quả thu được 26/79 (chiếm 33%) GV cho rằng việc tổ chức hoạt động GD STEM rất cần thiết; còn ở mức độ cần

9%

91%

có Không có

Trang 35

chiếm tỉ lệ cao 39/79 (chiếm 49%); 14/39 (chiếm 18%) GV cho rằng ở mức độ bình thường; và không có GV nào nghĩ rằng việc tổ chức hoạt động GD STEM này là không cần thiết Từ kết trên này cho thấy đa số GV nghĩ rằng trong dạy học Vật lý chương

“Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 cần tổ chức hoạt động theo định hướng GD STEM (hình 1.6)

Hình 1.6 Quan điểm của GV về sự cần thiết áp dụng GD STEM

trong dạy học

3) Với câu hỏi “Thầy (cô) có đã vận dụng phương thức giáo dục theo định hướng STEM trong dạy học chương Dòng điện xoay chiều - Vật lý 12 như thế nào?” Kết quả thu được chỉ 2/7 (chiếm 3%) GV đã vận dụng phương thức GD STEM trong dạy học trong chương này; 38/79 (chiếm 48%) GV hiếm khi vận dụng; và 39/79 (chiếm 49%) GV chưa bao giờ vận dụng Nhận thấy kết quả thu được lại ngược với kì vọng của nhóm nghiên cứu vì đa số GV hiếm khi hoặc chưa bao giờ vận dụng phương thức GD STEM trong dạy học chương Dòng điện xoay chiều (chiếm 97%) (hình 1.7)

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

4) Với câu hỏi “Theo thầy (cô) việc vận dụng phương thức GD STEM trong dạy học gặp khó khăn gì?” Kết quả thu được và những nguyên nhân dẫn tới tình trạng

Trang 36

“Thầy (cô) thấy cần thiết nhưng chưa thực hiện” như: Giáo viên chưa được tập huấn

về GD STEM và cách thức thiết kế, tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng GD STEM (91% từ hình 1.7), 4/79 GV cho biết không đủ thời gian (chiếm 57%), 78/79

GV cho biết không đủ phương tiện (98%), 63/79 GV cho biết mất thời gian thiết kế hoạt động (80%) Ngược lại, 13/79 GV cho biết nguyên nhân không phù hợp với trình

độ của HS chỉ chiếm 16% và ý kiến hoạt động này không hứng thú cho HS là 0% Trong

đó khi trao đổi thêm với giáo viên tôi còn nhận thấy một số nguyên nhân khác như: Quá trình đánh giá, thi cử ở Lào dường như không quan tâm tới hoạt động STEM (năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, tư duy sáng tạo, ), nhiều GV chưa có hướng dẫn cụ thể về

việc thiết kế các hoạt động STEM, tổ chức hoạt động GD STEM, cũng chưa biết rõ cách đánh giá HS thông qua hoạt động này

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

+ Đối với HS:

1) Với câu hỏi “Các thầy (cô) sử dụng thí nghiệm, ứng dụng kĩ thuật trong dạy học ở mức độ nào?” Kết quả cho thấy: GV sử dụng thí nghiệm rất thường xuyên vào quá trình dạy học vật lí chỉ chiếm 3% (hình 1.11); GV đã sử dụng thường xuyên có 25/83 (chiếm 30%); ngược lại GV hiếm khi sử dụng có 45/83 (chiếm 54%); và GV không bao giờ sử dụng có 11/83 (chiếm 13%) Trong thực tế khi trao đổi thêm với HS

nhận thấy việc sử dụng bộ thí nghiệm của giáo viên chỉ được dùng làm mô hình, HS hiếm khi tự thực nghiệm

0 20

Không đủ phương tiện Học sinh không hứng thú học Mất thời gian thiết kế hoạt

động

Trình độ của học sinh chưa phù hợp

Trang 37

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

2) Với câu hỏi “Em có thích học các bài học có thí nghiệm, ứng dụng kĩ thuật không?” Kết quả cho thấy: các HS rất hào hứng khi được quan sát một thí nghiệm và càng mong muốn được tự tay làm một thí nghiệm hay một ứng dụng kĩ thuật cụ thể Các HS cũng có nhiều câu hỏi thực tế cần được giải đáp Hầu hết các HS đều tỏ ra thích thú với giờ học thí nghiệm hay như hoạt động STEM (chiếm 94%) (hình 1.10)

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

3) Với câu hỏi “Em có nguyện vọng gì trong quá trình học môn vật lí?” Kết quả cho thấy: Hầu hết các HS mong muốn tăng việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật

0 20 40 60 80 100 120

Cứ giữ như hiện nay Tăng việc sử dụng thí nghiệm/ứng

dụng kĩ thuật trong dạy học

Trang 38

Căn cứ vào kết quả thực trạng trên, dựa vào yếu tố thôi thúc và yếu tố thuận lợi

đã thúc đẩy và khuyến khích tôi tiến hành thiết kế và tổ chức các hoạt động STEM vào quá trình dạy học Vật lí

K ết luận chương 1

Trong chương 1 của đề tài, tác giả đã trình bày những cơ sở lí luận, nghiên cứu

về GD STEM, tính sáng tạo dựa trên các triển khai và vấn đề nghiên cứu GD STEM trong và ngoài nước trên thế giới và điều tra thực tiễn về dạy học STEM

- Mục tiêu của GD STEM là phát triển các năng lực đặc thù của môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Phát triển các năng lực cốt lõi và kỹ năng cần thiết cho HS đó là: năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác, năng lực giao tiếp và định hướng nghề nghiệp cho HS

- Đặc điểm của GD STEM là phương pháp dạy học tích hợp, thông qua dự án, qua trải nghiệm GD STEM quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật

và Toán học nhằm giúp HS hiểu biết sự liên quan của các môn học và có thể vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết vấn đề trong thực tế

- Năng lực sáng tạo là khả năng phát hiện ra vấn đề và tìm ra cách thức để giải quyết được vấn đề đó đạt hiệu quả Kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật

chất có tính mới, có ý nghĩa xã hội, có giá trị

- Tác giả đã tìm hiểu quy trình thiết kế chủ đề theo định hướng giáo dục STEM gồm có có 5 bước như: 1) Vấn đề thực tiễn; 2) Ý tưởng chủ đề STEM; 3) Xác định

kiến thức STEM cần giải quyết; 4) Xác định mục tiêu chủ đề STEM; 5) Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM

- Đã trình bày các bước tiến trình dạy học Vật lý theo định hướng GD STEM như sau: 1) Đặt vấn đề STEM; 2) Làm việc với tài liệu hướng dẫn STEM; 3) Gia công, lắp ráp sản phẩm; 4) Vận hành sản phẩm; 5) Thực hiện báo cáo kết quả; 6) Nhận xét, đánh giá; 7) Kết luận; 8) Thực hiện bài kiểm tra STEM

Tác giả đã điều tra thực trạng dạy môn Vật lý lớp 12 nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho HS theo định hướng GD STEM qua 79 GV và 83 HS lớp 12 tại các trường THPT ở miền bắc của Lào Qua đó, thấy rõ việc thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học STEM nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho HS là rất cần thiết

Trang 39

C hương 2 THI ẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ

ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU”

2.1 Phân tích n ội dung kiến thức chương “Máy phát điện và động cơ điện – Vật

lý 12”

2.1.1 Tổng quan của chương “Dòng điện xoay chiều”

Trong sách giáo khoa Vật lý 12 của chương trình giáo dục phổ thông của nước CHDCND Lào gồm có 10 chương và 30 bài, trong đó kiến thức về “Dòng điện xoay chiều nằm ở chương VI Chương này được chia ra thành 4 bài như sau: [46]

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

Bài 16: Máy phát

điện và động cơ

điện xoay chiều

1 Máy phát điện xoay chiều

4 tiết

2 Máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha

3 Động cơ điện xoay chiều 3 pha Bài 17: Điện năng

1 Sản xuất điện năng

4 tiết

2 Triền tải điện năng

3 Điện năng hao phí trên đường dây

4 Máy biến áp

5 Biến đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều

Bài 18: Các mạch

điện xoay chiều

1 Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở

4 tiết

2 Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

3 Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần Bài 19: Mạch có

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

Trong sách hướng dẫn dạy học Vật lý 12 của chương trình giáo dục phổ thông nước CHDCND Lào đã trình bày mục tiêu chung của sách giáo khoa Vật lý 12, trong đó từng bài cũng có mục tiêu riêng biệt Cụ thể trong chương VI “Dòng điện xoay chiều” bài 16 “Máy phát điện và động cơ điện xoay chiều”, mục tiêu dạy học của đơn vị này

Trang 40

được triển khai theo chuẩn kiến thức - kĩ năng của Bộ Giáo dục và Thể Thao nước CNDCND Lào [45] Sau khi học xong bài này, HS cần đạt được:

- Tạo ra được công thức suất điện động cảm ứng của máy phát điện xoay chiều

- Phân loại được các máy phát điện và động cơ điện

- Vận dụng được các kiến thức về máy phát điện xoay chiều và động cơ điện xoay chiều vào cuộc sống thực tế và có thể giải được các bài tập liên quan

 Thái độ

- Trách nhiệm với công việc, tự chịu trách nhiệm trước cá nhân và tập thể

- Hòa nhã và say mê học tập

- Tích cực phát biểu xây dựng bài

2.1.3 Phân tích nội dung kiến thức

Trong phần này, tác giả sẽ phân tích những nội dung kiến thức cơ bản theo thứ

tự đơn vị bài học trong SGK Vật lý 12 cơ bản bài 16 Máy phát điện xoay chiều và

động cơ điện [46]

Trong SGK Vật lý lớp 12 đã trình bày kiến thức về máy phát điện xoay chiều và động cơ điện xoay chiều như sau: “Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều, nguyên tắc sự xuất hiện suất điện động cảm ứng và công thức suất điện động cảm ứng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và 3 pha, cách mắc mạch điện 3 pha, cấu tạo và nguyên lý hoạt động động cơ điện xoay chiều 3 pha và cách mắc mạch điện 3 pha”

a) Máy phát điện xoay chiều

- Máy phát điện xoay chiều là thiết bị tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Máy phát điện xoay chiều là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều gồm: cuốn dây dẫn, nam châm, vành khuyên và thanh quét Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào hiện tượng cảm

Định dạng
Số trang	126
Dung lượng	2,39 MB