Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.
Trang 1I. LÍ DO CH N CHUYÊN Đ :Ọ Ề
Ngày nay, s phát tri n c a Khoa H c và Công Ngh đã làm thay đ i nhi uự ể ủ ọ ệ ổ ề ngành ngh trong xã h i và tác đ ng này s còn m nh m h n trong tề ộ ộ ẽ ạ ẽ ơ ương lai. Nhi uề
th ng kê các nố ở ước phát tri n cho th y các ngành ngh liên quan đ n lĩnh v c khoaể ấ ề ế ự
h c k thu t có t c đ tăng trọ ỹ ậ ố ộ ưởng m nh m so v i các ngành ngh khác. Ví d , m tạ ẽ ớ ề ụ ộ
th ng kê M cho th y, t năm 2004 2014, lĩnh v c vi c làm này đã tăng 26% vàố ở ỹ ấ ừ ự ệ
d báo s tăng thêm 22% t nay cho t i 2025. Trong tự ẽ ừ ớ ương lai g n, máy tính s d nầ ẽ ầ thay th h u h t nh ng công vi c c a con ngế ầ ế ữ ệ ủ ườ ớ ựi v i s phát tri n không ng ng c aể ừ ủ trí tu nhân t o.ệ ạ
Đ ng trứ ước s thay đ i này, l c lự ổ ự ượng lao đ ng trong tộ ương lai, v i nh ngớ ữ
ki n th c và k năng c n thi t v đi u khi n và phát tri n công ngh , s b thi uế ứ ỹ ầ ế ề ề ể ể ệ ẽ ị ế
h t nghiêm tr ng n u không có k ho ch đào t o và phát tri n. Đây là v n đ đụ ọ ế ế ạ ạ ể ấ ề ượ c
đ t ra không ch riêng v i nặ ỉ ớ ước M mà là v n đ toàn c u, vì công ngh s chi ph iỹ ấ ề ầ ệ ẽ ố
t t c các nấ ả ước và t t c doanh nghi p.ấ ả ệ
STEM hay nói cách khác là liên môn gi a Khoa H c (Science), Công nghữ ọ ệ (Technology), K thu t (Engineering) và Toán (Mathematics). STEM th c s phá bỹ ậ ự ự ỏ
nh ng rào c n vô hình đữ ả ược d ng lên ngăn cách ki n th c gi a các môn h c thôngự ế ứ ữ ọ
thường trên l p h c. STEM d y cho h c sinh liên k t và ng d ng nh ng ki n th cớ ọ ạ ọ ế ứ ụ ữ ế ứ
ph thông đ gi i quy t nh ng v n đ th c ti n trong cu c s ng. Nh ng giá tr màổ ể ả ế ữ ấ ề ự ễ ộ ố ữ ị STEM mang l i r t c n thi t cho h c sinh Vi t Nam, đó chính là nh ng “k năng c aạ ấ ầ ế ọ ệ ữ ỹ ủ
th k 21” (k năng làm vi c nhóm, t duy ph n bi n, k năng tìm ki m thông tin,ế ỷ ỹ ệ ư ả ệ ỹ ế
k năng gi i quy t v n đ ) và theo đúng 4 tr c t là tri t lý giáo d c c a UNESCOỹ ả ế ấ ề ụ ộ ế ụ ủ (H c đ bi t H c đ làm H c đ phát huy b n thân H c đ chung s ng).ọ ể ế ọ ể ọ ể ả ọ ể ố
Chính vì v y, vi c cho h c sinh ti p c n STEM (t b c ti u h c) s giúp xâyậ ệ ọ ế ậ ừ ậ ể ọ ẽ
d ng nh ng n n t ng ki n th c và k năng c n thi t trong th i đ i công ngh phátự ữ ề ả ế ứ ỹ ầ ế ờ ạ ệ tri n. T nh ng lý do trên, t Sinh – Lý – Hóa – CN chúng tôi m nh d n nghiên c uể ừ ữ ổ ạ ạ ứ chuyên đ : ề “S d ng ph ử ụ ươ ng pháp giáo d c STEM nh m phát tri n ph m ch t ụ ằ ể ẩ ấ
và năng l c cho h c sinh l p 9 t i tr ự ọ ớ ạ ườ ng THCS L c Lâm” ạ
II. M C ĐÍCH C A CHUYÊN ĐỤ Ủ Ề
Hi u để ược giáo d c STEM; ụ
Nghiên c u thi t k đứ ế ế ược k ho ch d y h c theo đ nh hế ạ ạ ọ ị ướng giáo d c STEM;ụ
Vai trò ý nghĩa c a giáo d c STEM:ủ ụ
+ Đ m b o giáo d c toàn di n: ả ả ụ ệ Tri n khai giáo d c STEM nhà trể ụ ở ường, bên
c nh các môn h c đang đạ ọ ược quan tâm nh Toán, Khoa h c, các lĩnh v cư ọ ự
Trang 2Công ngh , K thu t cũng s đệ ỹ ậ ẽ ược quan tâm, đ u t trên t t c các phầ ư ấ ả ươ ng
di n v đ i ngũ giáo viên, chệ ề ộ ương trình, c s v t ch t.ơ ở ậ ấ
+ Nâng cao h ng thú h c t p các môn h c STEM: ứ ọ ậ ọ Các d án h c t p trong giáoự ọ ậ
d c STEM hụ ướng t i vi c v n d ng ki n th c liên môn đ gi i quy t cácớ ệ ậ ụ ế ứ ể ả ế
v n đ th c ti n, h c sinh đấ ề ự ễ ọ ược ho t đ ng, tr i nghi m và th y đạ ộ ả ệ ấ ược ý nghĩa
c a tri th c v i cu c s ng, nh đó s nâng cao h ng thú h c t p c a h củ ứ ớ ộ ố ờ ẽ ứ ọ ậ ủ ọ sinh
+ Hình thành và phát tri n ph m ch t, năng l c cho h c sinh: ể ẩ ấ ự ọ Khi tri n khai cácể
d án h c t p STEM, h c sinh h p tác v i nhau, ch đ ng và t l c th cự ọ ậ ọ ợ ớ ủ ộ ự ự ự
hi n các nhi m v h c; đệ ệ ụ ọ ược làm quen ho t đ ng có tính ch t nghiên c uạ ộ ấ ứ khoa h c. Các ho t đ ng nêu trên góp ph n tích c c vào hình thành và phátọ ạ ộ ầ ự tri n ph m ch t, năng l c cho h c sinh. ể ẩ ấ ự ọ
Quy trình xây d ng bài h c STEM, tiêu chí xây d ng bài h c STEM, quy trìnhự ọ ự ọ
t ch c bài h c STEM, tiêu chí đánh giá bài h c STEMổ ứ ọ ọ
III. Đ I TỐ ƯỢNG NGHIÊN C U:Ứ
H c sinh trọ ường THCS L c Lâmạ
IV. PH M VI CHUYÊN Đ :Ạ Ề
H c sinh l p 9 c a trọ ớ ủ ường THCS L c Lâm.ạ
Các tài li u có liên quan đ n d y h c STEM.ệ ế ạ ọ
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U:Ứ
* Ph ng pháp nghiên c u lí lu n:ươ ứ ậ
Tìm hi u, nghiên c u tài li u v ể ứ ệ ề giáo d c STEM. ụ
Thi t k và t ch c ch đ giáo d c STEM cho h c sinh THCS và THPT ế ế ổ ứ ủ ề ụ ọ Nguy n Thanh Nga.ễ
D y h c ch đ STEM cho h c sinh THCS và THPT Nguy n Thanh Nga.ạ ọ ủ ề ọ ễ
D y h c tích h p phát tri n năng l c và gi i quy t v n đ th c ti n cho h cạ ọ ợ ể ự ả ế ấ ề ự ễ ọ sinh trung h c Nguy n Thanh Ngaọ ễ
Tài li u c a B Giáo d c và Đào t o, 2019ệ ủ ộ ụ ạ
Các tài li u khác tham kh o trên internet.ệ ả
* Phương pháp quan sát khoa h c ọ
Trang 3B PH N N I DUNG Ầ Ộ
I. C S LÍ LU N VÀ C S PHÁP LÝ: Ơ Ở Ậ Ơ Ở
1. C s lý lu nơ ở ậ
Chươ trình giáo d cng ụ phổ thông 2018 đ nhị hướ phát tri nng ể ph mẩ ch tấ và năng l c h cự ọ sinh, m cụ tiêu c aủ chươ trình nh mng ằ để trả l iờ cho câu h i:ỏ H cọ xong
chươ trình h cng ọ sinh làm đ cượ gì? Chính vì v yậ mà c nầ ph iả đ iổ m iớ phươ pháp ng
d yạ h c,ọ ki mể tra đánh giá theo đ nhị hướ phát tri nng ể ph mẩ ch tấ và năng l cự h cọ sinh. Các phươ pháp và hình th c t ch c d y h c c n ph i g n n i dung bài h cng ứ ổ ứ ạ ọ ầ ả ắ ộ ọ
v i ớ nh ng ữ v n đ th c ấ ề ự ti n ễ và giáo viên tổ ch cứ ho tạ đ ngộ để h cọ sinh tìm hi uể và
gi iả quy tế đượ v nc ấ đ ,ề thông qua đó ti p ế thu tri th c m t cách ch đ ng. Giáo d cứ ộ ủ ộ ụ STEM cũng xu t phát t v n đ n y sinh trongấ ừ ấ ề ả th cự ti nễ đượ xây d ngc ự thành các chủ đ /bàiề h cọ STEM, thông qua vi cệ giáo viên tổ ch cứ các ho tạ đ ngộ h cọ sẽ giúp
h cọ sinh tìm ra đượ nh ngc ữ gi iả pháp để gi iả quy tế v n đ mà ch đ /bài h cấ ề ủ ề ọ STEM nêu ra
2. C s pháp lýơ ở
Nguyên lý d y h c theo ngh quy t 29/TW: ạ ọ ị ế H c đi đôi v i hành, lý lu n g nọ ớ ậ ắ
v i th c ti n, nhà trớ ự ễ ường g n v i gia đình và xã h iắ ớ ộ
Ch th s 16/CTTTg c a Th tỉ ị ố ủ ủ ướng Chính ph ngày 04ủ /5/2017 đ a ra gi iư ả pháp v m t giáo d c: ề ặ ụ “… T p trung vào thúc đ y đào t o v Khoa h c, Công ngh ,ậ ẩ ạ ề ọ ệ
K thu t và Toán h c (STEM), Ngo i ng , Tin h c trong chỹ ậ ọ ạ ữ ọ ương trình giáo d c phụ ổ thông”.
Và giao nhi m vệ ụ ngành GD: “ Thúc đ y tri n khai giáo d c v khoa h c, côngẩ ể ụ ề ọ ngh , k thu t và toán h c (STEM) trong Chệ ỹ ậ ọ ương trình giáo d c ph thông; t ch cụ ổ ổ ứ thí đi m t i m t s trể ạ ộ ố ường ph thông ngay t năm h c 20172018”. ổ ừ ọ
Văn b n ả S : 3089/BGDĐTGDTrHố c a B Giáo d c & Đào t o ngàyủ ộ ụ ạ 14/8/2020 v vi cề ệ tri n khai th c hi n giáo d c STEM trong giáo d c trung h cể ự ệ ụ ụ ọ
Chương trình phát tri n giáo d c ph thông giai đo n 2 – V Trung h c (Bể ụ ổ ạ ụ ọ ộ Giáo d c và Đào t o) ụ ạ T p hu n 60 tr ậ ấ ườ ng, 15 t nh thành ỉ
Trang 4Công văn 5555 v vi c đánh giá gi d y c a GV (12 tiêu chí)ề ệ ờ ạ ủ
II. C S TH C TI N:Ơ Ở Ự Ễ
Trên th c t , giáo d c huy n ta đã và đang th c hi n nhi u nhi m v , gi iự ế ụ ệ ự ệ ề ệ ụ ả pháp quan tr ng nh :ọ ư
Tăng cường phân c p qu n lí, tăng quy n ch đ ng c a các đ a phấ ả ề ủ ộ ủ ị ương, cơ
s giáo d c trung h c ph thông trong vi c th c hi n chở ụ ọ ổ ệ ự ệ ương trình, xây d ng vàự
th c hi n k ho ch giáoự ệ ế ạ d c;ụ
Tích c c đ i m i phự ổ ớ ương th c d y h c nh m phát huy tính ch đ ng, tích c c,ứ ạ ọ ằ ủ ộ ự sáng t oạ và rèn luy nệ phươ pháp tự h c;ng ọ tăng cườ kĩ năng th cng ự hành, v nậ
d ngụ ki n th c, kĩ năng vào gi i quy t các v n đ th cế ứ ả ế ấ ề ự ti n;ễ
T năm h c 2011 2012, B ừ ọ ộ Giáo d c và Đào t o ch đ o áp d ng phụ ạ ỉ ạ ụ ươ ng pháp "Bàn tay n n b t" và các phặ ộ ương pháp d y h c tích c c khác, đ ng th i tri nạ ọ ự ồ ờ ể khai xây d ngự mô hình trườ phổ thông đ ing ổ m iớ đ ngồ bộ phươ pháp d yng ạ h cọ
và ki mể tra đánh giá k tế quả giáo d c.ụ B nả ch tấ c aủ phươ pháp d yng ạ h cọ này là
tổ ch cứ ho tạ đ ngộ h cọ d a ự trên tìm tòi, nghiên c u; h c sinh chi m lĩnh đứ ọ ế ược ki nế
th c, ứ kĩ năng d a trên các ho t ự ạ đ ng ộ tr i nghi m và t duy khoaả ệ ư h c;ọ
T năm h c 2011 2012 tri n khai ho t đ ng nghiên c u ừ ọ ể ạ ộ ứ khoa h c c a h cọ ủ ọ sinh trung h cọ cơ sở và trung h cọ phổ thông và tổ ch cứ Cu cộ thi khoa h c,ọ kĩ thu tậ
c pấ qu c giaố dành cho h cọ sinh trung h cọ (Cu cộ thi) thu hút hàng ngàn h cọ sinh tham gia; cử h c ọ sinh tham dự Cu cộ thi khoa h c,ọ kĩ thu tậ qu cố tế (Intel ISEF) và các cu cộ thi, h iộ tr ,ợ tri n lãmể qu cố tế về sáng t oạ khoa h c,ọ kĩ thu t.ậ Các cu cộ thi này coi tr ngọ phát huy tư tưởng m i và rèn luy n năng l c sáng t o, phong cách làmớ ệ ự ạ
vi c khoa h c c a h c sinh. Giáo ệ ọ ủ ọ viên ph thông cùng các gi ng viên đ i h c, cácổ ả ạ ọ nhà khoa h c ph i h p họ ố ợ ướng d n h c ẫ ọ sinh v nậ d ngụ ki nế th c,ứ kĩ năng trong ho tạ
đ ngộ nghiên c uứ khoa h c,ọ gi iả quy tế các v n đ c a th cấ ề ủ ự ti n ễ
Cu cộ thi v nậ d ngụ ki nế th cứ liên môn để gi iả quy tế tình hu ngố th cự ti nễ dành cho h c sinh trung h c đã thu hút h c sinh tham gia; các “D án” c a h c sinhọ ọ ọ ự ủ ọ
được tham gia d thi và chia s qua internet đã thúc đ y h c sinh v n d ng ki nự ẻ ẩ ọ ậ ụ ế
th c trong nhà trứ ường vào gi i quy t các v n đ n y sinh trong th c ti n; tăngả ế ấ ề ả ự ễ
cường kh năng t h c, t nghiên c u c a h cả ự ọ ự ứ ủ ọ sinh
Tăng cường ch đ o vi c hỉ ạ ệ ướng d n h c sinh v n d ng ki n th c liên mônẫ ọ ậ ụ ế ứ vào gi i quy t các v n đ th c ti n thông qua "D y h c d a trên d án", t ch cả ế ấ ề ự ễ ạ ọ ự ự ổ ứ các "Ho t đ ng tr i nghi m sáng t o"; t ch c câu l c b âm nh c, m thu t, thạ ộ ả ệ ạ ổ ứ ạ ộ ạ ỹ ậ ể thao… có tác d ng huy đ ng các b c cha m , các l c lụ ộ ậ ẹ ự ượng xã h i tham gia giáoộ
d c h c sinh toàn di n ụ ọ ệ
Trang 5Nh ng đ i m i trên đã góp ph n đ i m i phữ ổ ớ ầ ổ ớ ương th c d y h c trứ ạ ọ ở ường, góp
ph n bầ ước đ u tri n khai giáo d c STEM trong nhà trầ ể ụ ường
III. TH C TR NG:Ự Ạ
1. Thu n l i:ậ ợ
Trình độ chuyên ngành c a giáo viên đủ ược nâng cao, vi c đánh giá nh ng giá tr c aệ ữ ị ủ
phương pháp giáo d c STEM cũng đụ ược nâng lên cao h n;ơ
Đa s h c sinh yêu thích khám phá và tr i nghi m;ố ọ ả ệ
Các trường được đ u t c s v t ch t, trang thi t b d y h c ngày càng đ y đ ầ ư ơ ở ậ ấ ế ị ạ ọ ầ ủ
2. Khó khăn:
a. V phía giáo viênề
Giáo viên m i bớ ước đ u ti p c n d y h c STEM, không đầ ế ậ ạ ọ ược đào t o chuyên sâuạ
v phề ương pháp d y h c STEM; ch a đạ ọ ư ượ ậc t p hu n nhi u sâu sát v d y h cấ ề ề ạ ọ STEM d n đ n khi tri n khai d y h c STEM còn lúng túng, ch a ch đ ng trong quáẫ ế ể ạ ọ ư ủ ộ trình t ch c tri n khai các ho t đ ng d y h c theo STEM;ổ ứ ể ạ ộ ạ ọ
Quan tâm nhi u đ n d y “ch ”, giáo d c t tề ế ạ ữ ụ ư ưởng, đ o đ c, l i s ng, l ch s dânạ ứ ố ố ị ử
t c, t duy sáng t o, k năng th c hành, k năng s ng…còn ít;ộ ư ạ ỹ ự ỹ ố
Chương trình gi ng d y các b môn nhi u lúc ch a h p lý, thi u đ ng b , ch aả ạ ở ộ ề ư ợ ế ồ ộ ư liên thông;
D y h c STEM là mô hình giáo d c theo hạ ọ ụ ướng ti p c n liên môn, giáo viên hi nế ậ ệ
t i thạ ường là đ n môn, ch a đơ ư ược đào t o sâu ki n th c các môn còn l i cũng làạ ế ứ ở ạ
m t khó khan trong vi c ch đ ng hộ ệ ủ ộ ướng d n h c sinh t o s n ph m;ẫ ọ ạ ả ẩ
T duy giáo d c ch m đ i m i, ch a theo k p yêu c u đ i m iphát tri n đ t nư ụ ậ ổ ớ ư ị ầ ổ ớ ể ấ ướ c trong b i c nh phát tri n kinh t th trố ả ể ế ị ường và h i nh p qu c t ộ ậ ố ế
b. V phía h c sinhề ọ
M t s h c sinh ch a ch đ ng trong h c t p, nghiên c u và chu n b n i dung bài,ộ ố ọ ư ủ ộ ọ ậ ứ ẩ ị ộ
b ng tả ường trình trước khi đ n gi h c thí nghi m th c hành.ế ờ ọ ệ ự
Ý th c t giác h c c a h c sinh ch a cao, còn làm n, ch a l ng nghe các yêu c u,ứ ự ọ ủ ọ ư ồ ư ắ ầ các n i quy, l u ý khi th c hi n nhi m v h c t p.ộ ư ự ệ ệ ụ ọ ậ
Đa s các em r t thích đố ấ ượ ực t tay làm thí nghi m, tr i nghi m… nh ng khôngệ ả ệ ư thích vi t k t qu , gi i thích k t qu thu đế ế ả ả ế ả ược…
IV. CÁC GI I PHÁP TH C HI N Đ Ả Ự Ệ Ể S D NG PHỬ Ụ ƯƠNG PHÁP GIÁO D CỤ STEM NH M PHÁT TRI N PH M CH T VÀ NĂNG L C CHO H C SINH Ằ Ể Ẩ Ấ Ự Ọ
IV.1/ Khái quát v giáo d c STEM. ề ụ
1.1. STEM là gì:
STEM là thu t ng vi t t t c a các t Science (Khoa h c), Technology (Côngậ ữ ế ắ ủ ừ ọ ngh ), Engineering (Kĩ thu t) và Mathematics (Toán h c), thệ ậ ọ ường đượ ử ục s d ng khi
Science
Engineering Technology Math Knowledge
the STEM cycle
Trang 6bàn đ n các chính sách phát tri n v Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t và Toán h c c aế ể ề ọ ệ ậ ọ ủ
m i qu c gia. S phát tri n v Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t và Toán h c đỗ ố ự ể ề ọ ệ ậ ọ ược mô
t b i chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng t o ra ki n th cả ở ạ ế ứ khoa h c; Engineering là quy trình s d ng ki n th c khoa h c đ thi t k công nghọ ử ụ ế ứ ọ ể ế ế ệ
m i nh m gi i quy t các v n đ ; Toán là công c đớ ằ ả ế ấ ề ụ ược s d ng đ thu nh n k tử ụ ể ậ ế
qu và chia s k t qu đó v i nh ng ngả ẻ ế ả ớ ữ ười khác
“Science” trong chu trình STEM được mô t b i m t mũi tên t “Technology”ả ở ộ ừ sang “Knowledge” th hi n quy trình sáng t o khoa h c. Đ ng trể ệ ạ ọ ứ ước th c ti n v iự ễ ớ
"Công ngh " hi n t i, các nhà khoa h c, v i năng l c t duy ph n bi n, luôn đ t raệ ệ ạ ọ ớ ự ư ả ệ ặ
nh ng câu h i/v n đ c n ti p t c nghiên c u, hoàn thi n công ngh , đó là các câuữ ỏ ấ ề ầ ế ụ ứ ệ ệ
h i/v n đ khoa h c. Tr l i các câu h i khoa h c ho c gi i quy t các v n đ khoaỏ ấ ề ọ ả ờ ỏ ọ ặ ả ế ấ ề
h c s phát minh ra các "Ki n th c" khoa h c. Ngọ ẽ ế ứ ọ ượ ạc l i, “Engineering” trong chu trình STEM được mô t b i m t mũi tên t “Knowledge” sang “Technology” thả ở ộ ừ ể
hi n quy trình kĩ thu t. Các kĩ s s d ng "Ki n th c" khoa h c đ thi t k , sángệ ậ ư ử ụ ế ứ ọ ể ế ế
t o ra công ngh m i. Nh v y, trong chu trình STEM, "Science" đạ ệ ớ ư ậ ược hi u khôngể
ch là "Ki n th c" thu c các môn khoa h c (nh V t lí, Hoá h c, Sinh h c) mà baoỉ ế ứ ộ ọ ư ậ ọ ọ hàm "Quy trình khoa h c" đ phát minh ra ki n th c khoa h c m i. Tọ ể ế ứ ọ ớ ương t nhự ư
v y, "Engineering" trong chu STEM không ch là "Ki n th c" thu c lĩnh v c "Kĩậ ỉ ế ứ ộ ự thu t" mà bao hàm"Quy trình kĩ thu t" đ sáng t o ra "Công ngh " m i. Hai quy trìnhậ ậ ể ạ ệ ớ nói trên ti p n i nhau, khép kín thành chu trình sáng t o khoa h c – kĩ thu t theo môế ố ạ ọ ậ hình "xoáy c" mà c sau m i chu trình thì lố ứ ỗ ượng ki n th c khoa h c tăng lên và cùngế ứ ọ
v i nó là công ngh phát tri n trình đ cao h n.ớ ệ ể ở ộ ơ
M t s khái ni m liên quan ộ ố ệ
Trang 7+ STEM m : Bao g m nhi u h n 4 lĩnh v c (Toán, Công ngh , Kĩở ồ ề ơ ự ệ
thu t và Khoa h c) nh Ngh thu t, Nhân văn, Robot,…ậ ọ ư ệ ậ
+ STEM đóng: Bao g m 4 lĩnh v c (Toán, Công ngh , Kĩ thu t và Khoa h c).ồ ự ệ ậ ọ + STEM khuy t: Bao g m ít h n 4 lĩnh v c (Toán, Công ngh , Kĩ thu t vàế ồ ơ ự ệ ậ Khoa h c).ọ
+ STEAM: là hướng ti p c n giáo d c s d ng mô hình STEM k tế ậ ụ ử ụ ế
h p v i ngh thu t, nhân văn (Art).ợ ớ ệ ậ
+ STEM và sáng t o KHKT: STEM là c s giúp h c sinh phát tri n thành cácạ ơ ở ọ ể
d án sáng t o KHKT.ự ạ
1.2. Giáo d c STEMụ
Ph ng theo chu trình STEM, giáo d c STEM đ t h c sinh trỏ ụ ặ ọ ước nh ng v n đữ ấ ề
th c ti n ("công ngh " hi n t i) c n gi i quy t, đòi h i h c sinh ph i tìm tòi, chi mự ễ ệ ệ ạ ầ ả ế ỏ ọ ả ế lĩnh ki n th c khoa h c và v n d ng ki n th c đ thi t k và th c hi n gi i phápế ứ ọ ậ ụ ế ứ ể ế ế ự ệ ả
gi i quy t v n đ ("công ngh " m i). Nh v y, m i bài h c STEM s đ c p vàả ế ấ ề ệ ớ ư ậ ỗ ọ ẽ ề ậ giao cho h c sinh gi i quy t m t v n đ tọ ả ế ộ ấ ề ương đ i tr n v n, đòi h i h c sinh ph iố ọ ẹ ỏ ọ ả huy đ ng ki n th c đã có và tìm tòi, chi m lĩnh ki n th c m i đ s d ng. Quá trìnhộ ế ứ ế ế ứ ớ ể ử ụ
đó đòi h i h c sinh ph i th c hi n theo "Quy trình khoa h c" (đ chi m lĩnh ki nỏ ọ ả ự ệ ọ ể ế ế
th c m i) và "Quy trình kĩ thu t" đ s d ng ki n th c đó vào vi c thi t k và th cứ ớ ậ ể ử ụ ế ứ ệ ế ế ự
hi n gi i pháp ("công ngh " m i) đ gi i quy t v n đ Đây chính là s ti p c nệ ả ệ ớ ể ả ế ấ ề ự ế ậ liên môn trong giáo d c STEM, dù cho ki n th c m i mà h c sinh c n ph i h c đụ ế ứ ớ ọ ầ ả ọ ể
s d ng trong m t bài h c STEM c th có th ch thu c m t môn h c.ử ụ ộ ọ ụ ể ể ỉ ộ ộ ọ
Nh v y, giáo d c STEM đư ậ ụ ượ ử ục s d ng theo mô t trong Chả ương trình giáo d cụ
ph thông năm 2018 nh sau: ổ ư Giáo d c STEM là mô hình giáo d c d a trên cách ụ ụ ự
ti p ế c n ậ liên môn, giúp h c ọ sinh áp d ng ụ các ki n ế th c ứ khoa h c, ọ công ngh , ệ kĩ thu t và toán h c vào gi i quy t m t s v n đ th c ti n trong b i c nh c ậ ọ ả ế ộ ố ấ ề ự ễ ố ả ụ thể.
Các m c đ áp d ng giáo d c STEM trong giáo d c ph thông nh sau:ứ ộ ụ ụ ụ ổ ư
a) D y h c các môn khoa h c theo bài h c STEM ạ ọ ọ ọ
Đây là hình th c t ch c giáo d c STEM ch y u trong nhà trứ ổ ứ ụ ủ ế ường. Theo cách này, các bài h c, ho t đ ng giáo d c STEM đọ ạ ộ ụ ược tri n khai ngay trong quá trình d yể ạ
h c các môn h c STEM theo ti p c n liên môn. Các ch đ , bài h c, ho t đ ngọ ọ ế ậ ủ ề ọ ạ ộ STEM bám sát chương trình c a các môn h c thành ph n. Hình th c giáo d c STEMủ ọ ầ ứ ụ này không làm phát sinh thêm th i gian h c t p.ờ ọ ậ
b) T ch c các ho t đ ng tr i nghi m STEM ổ ứ ạ ộ ả ệ
Trong ho t đ ng tr i nghi m STEM, h c sinh đạ ộ ả ệ ọ ược khám phá các ng d ng khoaứ ụ
h c, k thu t trong th c ti n đ i s ng. Qua đó, nh n bi t đọ ỹ ậ ự ễ ờ ố ậ ế ược ý nghĩa c a khoaủ
h c, công ngh , k thu t và toán h c đ i v i đ i s ng con ngọ ệ ỹ ậ ọ ố ớ ờ ố ười, nâng cao h ng thúứ
Trang 8h c t p các môn h c STEM. Đây cũng là cách th c đ thu hút s quan tâm c a xã h iọ ậ ọ ứ ể ự ủ ộ
t i giáo d c STEM.ớ ụ
Đ t ch c thành công các ho t đ ng tr i nghi m STEM, c n có s tham gia,ể ổ ứ ạ ộ ả ệ ầ ự
h p tác c a các bên liên quan nh trợ ủ ư ường trung h c, c s giáo d c ngh nghi p, cácọ ơ ở ụ ề ệ
trường đ i h c, doanh nghi p. ạ ọ ệ
Tr i nghi m STEM còn có th đả ệ ể ược th c hi n thông qua s h p tác gi a trự ệ ự ợ ữ ườ ng trung h c v i các c s giáo d c đ i h c, giáo d c ngh nghi p. Theo cách này, sọ ớ ơ ở ụ ạ ọ ụ ề ệ ẽ
k t h p đế ợ ược th c ti n ph thông v i u th v c s v t ch t c a giáo d c đ iự ễ ổ ớ ư ế ề ơ ở ậ ấ ủ ụ ạ
h c và giáo d c ngh nghi p.ọ ụ ề ệ
Các trường trung h c có th tri n khai giáo d c STEM thông qua hình th c câuọ ể ể ụ ứ
l c b Tham gia câu l c b STEM, h c sinh đạ ộ ạ ộ ọ ược h c t p nâng cao trình đ , tri nọ ậ ộ ể khai các d án nghiên c u, tìm hi u các ngành ngh thu c lĩnh v c STEM. Đây làự ứ ể ề ộ ự
ho t đ ng theo s thích, năng khi u c a h c sinh.ạ ộ ở ế ủ ọ
c) T ch c ho t đ ng nghiên c u khoa h c, kĩ thu t ổ ứ ạ ộ ứ ọ ậ
Giáo d c STEM có th đụ ể ược tri n khai thông qua ho t đ ng nghiên c u khoa h cể ạ ộ ứ ọ
và t ch c các cu c thi sáng t o khoa h c k thu t. Ho t đ ng này không mang tínhổ ứ ộ ạ ọ ỹ ậ ạ ộ
đ i trà mà dành cho nh ng h c sinh có năng l c, s thích và h ng thú v i các ho tạ ữ ọ ự ở ứ ớ ạ
đ ng tìm tòi, khám phá khoa h c, k thu t gi i quy t các v n đ th c ti n.ộ ọ ỹ ậ ả ế ấ ề ự ễ
T ch c t t ho t đ ng câu l c b STEM cũng là ti n đ phát tri n ho t đ ngổ ứ ố ạ ộ ạ ộ ề ề ể ạ ộ sáng t o khoa h c k thu t và tri n khai các d án nghiên c u trong khuôn kh cu cạ ọ ỹ ậ ể ự ứ ổ ộ thi khoa h c k thu t dành cho h c sinh trung h c. Bên c nh đó, tham gia câu l c bọ ỹ ậ ọ ọ ạ ạ ộ STEM và nghiên c u khoa h c, kĩ thu t là c h i đ h c sinh th y đứ ọ ậ ơ ộ ể ọ ấ ượ ực s phù h pợ
v năng l c, s thích, giá tr c a b n thân v i ngh nghi p thu c lĩnh v c STEM.ề ự ở ị ủ ả ớ ề ệ ộ ự
1.3. Quy trình xây d ng bài h c STEMự ọ
B ướ c 1: L a ch n ch đ bài h c ự ọ ủ ề ọ
Căn c vào n i dung ki n th c trong chứ ộ ế ứ ương trình môn h c và các hi n tọ ệ ượng, quá trình g n v i các ki n th c đó trong t nhiên; quy trình ho c thi t b công nghắ ớ ế ứ ự ặ ế ị ệ
có s d ng c a ki n th c đó trong th c ti n đ l a ch n ch đ c a bài h c.ử ụ ủ ế ứ ự ễ ể ự ọ ủ ề ủ ọ
Nh ng ng d ng đó có th là: S a chua/d a mu i – Vi sinh v t – Quy trình làm s aữ ứ ụ ể ữ ư ố ậ ữ chua/mu i d a; Thu c tr sâu – Ph n ng hóa h c – Quy trình x lí d lố ư ố ừ ả ứ ọ ử ư ượng thu cố
tr sâu; Hóa ch t – Ph n ng hóa h c – Quy trình x lí ch t th i; Sau an toàn – Hóaừ ấ ả ứ ọ ử ấ ả sinh – Quy trình tr ng rau an toàn; C u v ng – Ra đar – Máy quang ph lăng kính;ồ ầ ồ ổ Kính ti m v ng, kính m t; ng nhòm, kính thiên văn; S chìm, n i – l c đ y Ác–si–ề ọ ắ Ố ự ổ ự ẩ mét – Thuy n/bè; Hi n tề ệ ượng c m ng đi n t – Đ nh lu t C m ng đi n t vàả ứ ệ ừ ị ậ ả ứ ệ ừ
Đ nh lu t Lenx – Máy phát đi n/đ ng c đi n; V t li u c khí; Các phị ậ ơ ệ ộ ơ ệ ậ ệ ơ ương pháp
Trang 9gia công c khí; Các c c u truy n và bi n đ i chuy n đ ng; Các m i ghép c khí;ơ ơ ấ ề ế ổ ể ộ ố ơ
M ch đi n đi u khi n cho ngôi nhà thông minh ạ ệ ề ể
B ướ c 2: Xác đ nh v n đ c n gi i quy t ị ấ ề ầ ả ế
Sau khi ch n ch đ c a bài h c, c n xác đ nh v n đ c n gi i quy t đ giaoọ ủ ề ủ ọ ầ ị ấ ề ầ ả ế ể cho h c sinh th c hi n sao cho khi gi i quy t v n đ đó, h c sinh ph i h c đọ ự ệ ả ế ấ ề ọ ả ọ ượ c
nh ng ki n th c, kĩ năng c n d y trong chữ ế ứ ầ ạ ương trình môn h c đã đọ ượ ực l a ch n (đ iọ ố
v i STEM ki n t o) ho c v n d ng nh ng ki n th c, k năng đã bi t (đ i v iớ ế ạ ặ ậ ụ ữ ế ứ ỹ ế ố ớ STEM v n d ng) đ xây d ng bài h c. Theo nh ng ví d nêu trên, nhi m v giaoậ ụ ể ự ọ ữ ụ ệ ụ cho h c sinh th c hi n trong các bài h c có th là: Thi t k , ch t o m t máy quangọ ự ệ ọ ể ế ế ế ạ ộ
ph đ n gi n trong bài h c v b n ch t sóng c a ánh sáng; Thi t k , ch t o m tổ ơ ả ọ ề ả ấ ủ ế ế ế ạ ộ
ng nhòm đ n gi n khi h c v hi n t ng ph n x và khúc x ánh sáng; Ch t o bè
n i/thuy n khi h c v Đ nh lu t Ác–si–mét; Ch t o máy phát đi n/đ ng c đi n khiổ ề ọ ề ị ậ ế ạ ệ ộ ơ ệ
h c v c m ng đi n t ; Thi t k m ch lôgic khi h c v dòng đi n không đ i;ọ ề ả ứ ệ ừ ế ế ạ ọ ề ệ ổ Thi t k robot leo d c, c u b c qua hai tr , h th ng tế ế ố ầ ắ ụ ệ ố ướ ướ ự ội n c t đ ng, m ch đi nạ ệ
c nh báo và đi u khi n cho ngôi nhà thông minh; Xây d ng quy trình làm s aả ề ể ự ữ chua/mu i d a; Xây d ng quy trình x lí d lố ư ự ử ư ượng thu c tr sâu trong rau/qu ; Xâyố ừ ả
d ng quy trình x lí hóa ch t ô nhi m trong nự ử ấ ễ ước th i; Quy trình tr ng rau an toàn…ả ồ Trong quá trình này, vi c th nghi m ch t o trệ ử ệ ế ạ ước các nguyên m u có th hẫ ể ỗ
tr r t t t quá trình xây d ng ch đ Qua quá trình xây d ng, giáo viên có th hìnhợ ấ ố ự ủ ề ự ể dung các khó khăn h c sinh có th g p ph i, các c h i v n d ng ki n th c đ gi iọ ể ặ ả ơ ộ ậ ụ ế ứ ể ả quy t v n đ cũng nh xác đ nh đế ấ ề ư ị ược đúng đ n các tiêu chí c a s n ph m trongắ ủ ả ẩ
bước 3
B ướ c 3: Xây d ng tiêu chí c a thi t b /gi i pháp gi i quy t v n đ ự ủ ế ị ả ả ế ấ ề
Sau khi đã xác đ nh v n đ c n gi i quy t/s n ph m c n ch t o, c n xác đ nhị ấ ề ầ ả ế ả ẩ ầ ế ạ ầ ị
rõ tiêu chí c a gi i pháp/s n ph m. Nh ng tiêu chí này là căn c quan tr ng đ đủ ả ả ẩ ữ ứ ọ ể ề
xu t gi thuy t khoa h c/gi i pháp gi i quy t v n đ /thi t k m u s n ph m. Đ iấ ả ế ọ ả ả ế ấ ề ế ế ẫ ả ẩ ố
v i các ví d nêu trên, tiêu chí có th là: Ch t o máy quang ph s d ng lăng kính,ớ ụ ể ế ạ ổ ử ụ
th u kính h i t ; t o đấ ộ ụ ạ ược các tia ánh sáng màu t ngu n sáng tr ng; Ch t o ngừ ồ ắ ế ạ ố nhòm/kính thiên văn t th u kính h i t , phân kì; quan sát đừ ấ ộ ụ ược v t xa v i đ b iậ ở ớ ộ ộ giác trong kho ng nào đó; Quy trình s n xu t s a chua/mu i d a v i tiêu chí c thả ả ấ ữ ố ư ớ ụ ể
c a s n ph m (đ ng t, đ chua, dinh dủ ả ẩ ộ ọ ộ ưỡng ); Quy trình x lí d lử ư ượng thu c trố ừ sâu v i tiêu chí c th (lo i thu c tr sâu, đ "s ch" sau x lí); Quy trình tr ng rauớ ụ ể ạ ố ừ ộ ạ ử ồ
s ch v i tiêu chí c th ("s ch" cái gì so v i rau tr ng thông thạ ớ ụ ể ạ ớ ồ ường)
Các tiêu chí cũng ph i hả ướng t i vi c đ nh hớ ệ ị ướng quá trình h c t p và v n d ngọ ậ ậ ụ
ki n th c n n c a h c sinh ch không nên ch t p trung đánh giá s n ph m v t ch t. ế ứ ề ủ ọ ứ ỉ ậ ả ẩ ậ ấ
B ướ c 4: Thi t k ti n trình t ch c ho t đ ng d y h c ế ế ế ổ ứ ạ ộ ạ ọ
Trang 10Ti n trình t ch c ho t đ ng d y h c đế ổ ứ ạ ộ ạ ọ ược thi t k theo các phế ế ương pháp và kĩ thu t d y h c tích c c v i 5 lo i ho t đ ng h c đã nêu trên. M i ho t đ ng h cậ ạ ọ ự ớ ạ ạ ộ ọ ở ỗ ạ ộ ọ
được thi t k rõ ràng v m c đích, n i dung và s n ph m h c t p mà h c sinh ph iế ế ề ụ ộ ả ẩ ọ ậ ọ ả hoàn thành. Các ho t đ ng h c đó có th đạ ộ ọ ể ượ ổc t ch c c trong và ngoài l p h cứ ả ở ớ ọ ( trở ường, nhà và c ng đ ng).ở ộ ồ
C n thi t k bài h c đi n t trên m ng đ hầ ế ế ọ ệ ử ạ ể ướng d n, h tr ho t đ ng h c c aẫ ỗ ợ ạ ộ ọ ủ
h c sinh bên ngoài l p h c.ọ ớ ọ
1.4. Tiêu chí xây d ng bài h c stemự ọ
Tiêu chí 1: Ch đ bài h c STEM t p trung vào các v n đ c a th c ti n ủ ề ọ ậ ấ ề ủ ự ễ
Trong các bài h c STEM, h c sinh đọ ọ ược đ t vào các v n đ th c ti n xã h i,ặ ấ ề ự ễ ộ kinh t , môi trế ường và yêu c u tìm các gi i pháp.ầ ả
Tiêu chí 2: C u trúc bài h c STEM theo quy trình thi t k kĩ thu t ấ ọ ế ế ậ
Quy trình thi t k kĩ thu t cung c p m t ti n trình linh ho t đ a h c sinh t vi cế ế ậ ấ ộ ế ạ ư ọ ừ ệ xác đ nh m t v n đ – ho c m t yêu c u thi t k – đ n sáng t o và phát tri n m tị ộ ấ ề ặ ộ ầ ế ế ế ạ ể ộ
gi i pháp. Theo quy trình này, h c sinh th c hi n các ho t đ ng: (1) Xác đ nh v n đả ọ ự ệ ạ ộ ị ấ ề – (2) Nghiên c u ki n th c n n – (3) Đ xu t các gi i pháp/thi t k – (4) L a ch nứ ế ứ ề ề ấ ả ế ế ự ọ
gi i pháp/thi t k – (5) Ch t o mô hình (nguyên m u) – (6) Th nghi m và đánh giáả ế ế ế ạ ẫ ử ệ – (7) Chia s và th o lu n – (8) Đi u ch nh thi t k Trong th c ti n d y h c, quyẻ ả ậ ề ỉ ế ế ự ễ ạ ọ trình 8 bước này được th hi n qua 5 ho t đ ng chính: HĐ1: Xác đ nh v n đ (yêuể ệ ạ ộ ị ấ ề
c u thi t k , ch t o) ––> HĐ2: Nghiên c u ki n th c n n và đ xu t các gi i phápầ ế ế ế ạ ứ ế ứ ề ề ấ ả thi t k ––> HĐ3: Trình bày và th o lu n phế ế ả ậ ương án thi t k ––> HĐ4: Ch t o môế ế ế ạ hình/thi t b theo phế ị ương án thi t k (đã đế ế ược c i ti n theo góp ý); th nghi m vàả ế ử ệ đánh giá ––> HĐ5: Trình bày và th o lu n v s n ph m đả ậ ề ả ẩ ược ch t o; đi u ch nhế ạ ề ỉ thi t k ban đ u. Trong quy trình kĩ thu t, các nhóm h c sinh th nghi m các ý tế ế ầ ậ ọ ử ệ ưở ng
d a nghiên c u c a mình, s d ng nhi u cách ti p c n khác nhau, m c sai l m, ch pự ứ ủ ử ụ ề ế ậ ắ ầ ấ
nh n và h c t sai l m, và th l i. S t p trung c a h c sinh là phát tri n các gi iậ ọ ừ ầ ử ạ ự ậ ủ ọ ể ả pháp đ gi i quy t v n đ đ t ra, nh đó h c để ả ế ấ ề ặ ờ ọ ược và v n d ng đậ ụ ược ki n th c m iế ứ ớ trong chương trình giáo d c.ụ
Tiêu chí 3: Ph ươ ng pháp d y h c bài h c STEM đ a h c sinh vào ho t đ ng ạ ọ ọ ư ọ ạ ộ tìm tòi và khám phá, đ nh h ị ướ ng hành đ ng, tr i nghi m và s n ph m ộ ả ệ ả ẩ
Quá trình tìm tòi khám phá được th hi n trong t t c các ho t đ ng c a ch để ệ ấ ả ạ ộ ủ ủ ề STEM, tuy nhiên trong ho t đ ng 2 và ho t đ ng 4 quá trình này c n đạ ộ ạ ộ ầ ược khai thác tri t đ Trong ho t đ ng 2 h c sinh s th c hi n các quan sát, tìm tòi, khám phá đệ ể ạ ộ ọ ẽ ự ệ ể xây d ng, ki m ch ng các quy lu t, qua đó h c đự ể ứ ậ ọ ược ki n th c n n đ ng th i rènế ứ ề ồ ờ luy n các kĩ năng ti n trình nh : quan sát, đ a ra d đoán, ti n hành thí nghi m, đoệ ế ư ư ự ế ệ
đ c, thu th p s li u, phân tích s li u… Trong ho t đ ng 4, quá trình tìm tòi khámạ ậ ố ệ ố ệ ạ ộ