Một số giải pháp dạy học chủ đề môn toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM tại trường THPT

Quy trình xây dựng bài học STEM Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM; các tiêu chí của một chủ đề STEM; cáchình thức tổ chức giáo dục STEM, quy trình thiết kế một chủ đề dạy học theo địnhhướ

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN II NỘI DUNG

HỌC 2 1 Cơ sở lýluận 2 1.1 Kháiniệm về STEM 2 1.2.Giáo dục STEM 21.2.1 Giáo dục STEM

2 1.2.2 Các hình thức giáo dục STEM

3 1.3 Dạy học theo định hướng giáo dụcSTEM 4 1.4 Vai trò của môn Toán trong dạyhọc STEM 5 1.5 Quy trình xây dựng bài họcSTEM 5 2 Cơ sở thựctiễn 6

2.1 Sự cần thiết dạy học chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM

khăn: 8 II THỰCTRẠNG 8

1 Thực trạng chung dạy chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM

trường 12 1.1 Xâydựng kế hoạch 12 1.2.Đổi mới trong công tác chỉ đạo, trong công tác kiểm tra đánh giá 13 1.3 Tổ chức các không gian trải nghiệm STEM, thành lập và tổ chức câu lạc bộ STEM trong nhà trường

14

1.4 Nâng cao chất lượng đội ngũ GV

14 1.5 Tổ chức hội thảo, tập huấn, nâng cao nhận thức giáo dục STEM choGV 14 1.7 Đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học, chuyển giao côngnghệ 16

1.8 Tăng cường hợp tác giao lưu chuyên môn với các trường trong và ngoài

huyện 17

2 Đối với tổ chuyên môn 17 2.1 Xây dựng kế hoạch giảng dạy, kế hoạch tổ chuyên môn, kế hoạch chủ đề dạy học STEM 17

2.2 Triển khai dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM

18 2.3 Xây dựng thư viện học liệu số, ứng dụng các phần mềm họctập 19 2.4 Đa dạng các hình thức tổ chức dạyhọc 20 2.5 Tổ chức giao lưu chuyên môn,trao đổi kinh nghiệm 20 2.6 Đánh giá, rút kinhnghiệm 20 3 ĐốivớiGV 20 3.1.Tham gia các đợt tập huấn về giáo dục STEM do Sở và Nhà trường tổ chức 20 3.2.Xây dựng kế hoạch thực hiện 20 3.3 Thiết kế, soạn giáo án và dạy một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM

21

3.4 Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM, câu lạc bộ STEM

22 3.5 Sử dụng các thiết bị thông minh trong dạyhọc 22 4 Đối vớiHS 23 4.1 Hìnhthành ý tưởng, trao đổi, chia sẻ 23

4.2 Chủ động nghiên cứu SGK, tài liệu học tập

23 4.3 Vận dụng kiến thức để thiết kế, thử nghiệm

24 4.4 Tìm hiểu, khám phá các phần mềm học tập, tham gia vào thư viện học liệu

24

4.5 Tích cực tham gia câu lạc bộ STEM, chương trình ngoại khóa, hoạt động trải nghiệm 24

IV THIẾT KẾ THỂ NGHIỆM MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP

10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 24

1 Một số chủ đề môn Toán lớp 10 có thể thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM 24

2 Thiết kế dạy một số chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM25

V KẾT QUẢ TRIỂN KHAI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

“tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huytính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học;khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc; tập trung dạy cách

học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mớitri thức, kỹ năng, phát triển năng lực; chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chứchình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứukhoa học”;…

Chỉ thị số 16/CT - TTg ngày 04/05/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc

“Tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư” mà nhiệm

vụ của Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, côngnghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông; tổchứcthí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 - 2018”

Giáo dục STEM hiện vẫn là khái niệm còn khá mơ hồ, chưa thực sự đượchưởng ứng tích cực, chưa có nhiều điều kiện triển khai ở các trường THPT.Cáctrường THPT chủ yếu tập trung vào việc thiết kế và tổ chức các hoạt động trảinghiệm theo định hướng giáo dục STEM Việc dạy học các tiết học trên lớp theođịnh hướng giáo dục STEM chưa được chú trọng

Từ những lí do đó, tôi đã chọn đề tài “Một số giải pháp dạy học chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM tại trường THPT ” mà

bản thân đã thực hiện khá hiệu quả tại trường THPT Nguyễn Duy Trinh trong HKI năm học 2020-2021

1

PHẦN II NỘI DUNG

I CƠ SỞ KHOA HỌC

1 Cơ sở lý luận

1.1 Khái niệm về STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science, Technology, Engineering, Maths

Thuật ngữ STEM được hiểu như một “tổ hợp đa lĩnh vực” bao gồm: Khoahọc (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học(Mathematics) Bốn lĩnh vực này được mô tả như sau:

Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học, Khoa

học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày

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

đánh giá công nghệ của HS, tạo cơ hội để HS hiểu về công nghệ được phát triểnnhư thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ

đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu Kỹ thuật cũng cung cấp cho HS những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học

và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất

Maths (Toán học): là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích,

biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giảithích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra

1.2 Giáo dục STEM

1.2.1 Giáo dục STEM

Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triểnkhai theo những cách khác nhau Giáo dục STEM được nhận thức và hoạt độngtheo hai cách hiểu chính như sau:

Một là, giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoahọc, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEMcủa Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ,tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học vàtrung học cho đến bậc sau đại học” Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM

Đó chính là một chiến lược, định hướng giáo dục nhằm thúc đẩy giáo dục bốn lĩnhvực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học với mục tiêu đào tạo nguồn nhânlực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề có liên quan, nhờ đó nângcao sức cạnh tranh của nền kinh tế

2 Hai là, giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp Hoặc là tích hợpđầy đủ cả bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Giáo dụcSTEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hànlâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụngnhững kiến thức Khoa học Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bốicảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệpcho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranhtrong nền kinh tế mới Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá tronggiảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa mộtchủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường

Như vậy, giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người họcnhững kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, côngnghệ, kỹ thuật và toán học Giáo dục STEM kết nối giữa kiến thức học đường vớithế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú cho HS, hình thành vàphát triển năng lực, phẩm chất cho HS

1.2.2 Các hình thức giáo dục STEM

Các hình thức tổ chức giáo dục STEM bao gồm:

1 Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM: Đây là hình thức tổ chứcgiáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường Theo cách này, các bài học, hoạt độnggiáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEMtheo tiếp cận liên môn Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trìnhcủa các môn học thành phần Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinhthêm thời gian học tập

2 Hoạt động trải nghiệm STEM: Trong hoạt động trải nghiệm STEM, HS được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường phổ thông với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp.Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc

bộ Tham gia câu lạc bộ STEM, HS được học tập nâng cao trình độ, triển khai các

dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây là hoạt độngtheo sở thích, năng khiếu của HS, diễn ra định kỳ, trong cả năm học Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho HS trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để HS thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM

3

3 Hoạt động nghiên cứu khoa học: Giáo dục STEM có thể được triển khaithông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoahọc kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng táitạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao… Hoạt động nàykhông mang tính đại trà mà dành cho những HS có năng lực, sở thích và hứng thúvới các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thựctiễn

1.3 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phảivới các GV đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM haykhông hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần Điều gì tạo nên sự phân biệtmột chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác Điều đầu tiên cần phảikhẳng định trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một chủ đềmang tính tích hợp Khái niệm STEM hay giáo dục STEM là một khái niệm rộng

và nhiều tầng bậc, do vậy điều này cũng ảnh hưởng tới việc xác định hay cách đánhgiá về một chủ đề giáo dục STEM Một số tiêu chí nhằm xác định về một chủ

đề giáo dục STEM

1 Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực:

Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan điểm STEM Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu

2 Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết

Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan

3 Chủ đề STEM định hướng thực hành

Định hướng hành động là một đặc điểm của quan điểm STEM Chỉ khi chủ

đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho

HS Điều này sẽ giúp HS có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ khôngphải chỉ từ lí thuyết Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trênthực hành, HS sẽ được hiểu sâu về lí thuyết, nguyên lí thông qua các hoạt độngthực tế Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn và sâuhơn HS sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụngkiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức chongười khác Với cách học này, GV không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà

sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình

4 Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS

4 Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân Tuy nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan

trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm HS sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp

1.4 Vai trò của môn Toán trong dạy học STEM

Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, môn Toán phản ảnh thành phần

M (mathematics) của STEM Vì vậy, môn Toán có nhiều cơ hội thể hiện tư tưởnggiáo dục STEM và giữ một vai trò quan trọng Môn Toán được coi là môn họccông cụ, cung cấp các tri thức, kĩ năng tư duy để người học có thể học tập các mônhọc khác trong chương trình giáo dục phổ thông mới Đồng thời, Toán học cónguồn gốc thực tiễn và có tính phổ dụng Tính phổ dụng của nó thể hiện ở sự ứngdụng rộng rãi của các kiến thức Toán học trong các môn học khác cũng như trongthực tiễn Do đó, trong dạy học môn Toán, người ta cố gắng gợi động cơ cho HS từnhững tình huống thực tiễn, tình huống liên môn và sau khi HS đã có kiến thức, kĩnăng GV có thể cho HS vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng qua việc giải quyếtcác tình huống liên môn hoặc thực tiễn đó Như vậy, thông qua dạy tri thức toánhọc GV có thể củng cố cho HS các kiến thức liên môn, rèn luyện cho HS kĩ năngphát hiện và giải quyết vấn đề, rèn luyện tư duy và bồi dưỡng nhân cách

Với đặc điểm đó môn Toán có vai trò quan trọng trong mối quan hệ mậtthiết với các môn học như Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học và Địa lí trong giáodục STEM Vì vậy, GV dạy Toán có thể lựa chọn các chủ đề Toán học, lựa chọnmôn học, nội dung để thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học Toán theo định hướnggiáo dục STEM Giáo dục STEM thông qua dạy học môn Toán học thường đượctiếp cận dưới góc độ khai thác các yếu tố thực tiễn thông qua dạy học một số chủ đềtrong Toán học hay hoạt động trải nghiệm Toán học Thông qua đó nhằm phát triểnnăng lực của HS để nhận biết về vai trò của Toán học trong thế giới, biết dựa vàoToán học để đưa ra những suy đoán có nền tảng vững chắc vừa đáp ứng được cácnhu cầu của đời sống cá nhân Đó là năng lực phân tích, lập luận và truyền đạt ýtưởng một cách hiệu quả thông qua việc đặt ra, hình thành và giải quyết vấn đềToán học trong các tình huống và hoàn cảnh khác nhau

Như vậy, Toán học là lĩnh vực khoa học công cụ và năng lực Toán học của

HS có ảnh hưởng rất lớn đến việc thực hiện giáo dục STEM, là điều kiện quantrọng để thực hiện giáo dục STEM thành công Ngược lại, giáo dục STEM cũnggóp phần phát triển ở người học năng lực vận dụng Toán học, năng lực tư duy vàgiải quyết vấn đề

1.5 Quy trình xây dựng bài học STEM

Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM; các tiêu chí của một chủ đề STEM; cáchình thức tổ chức giáo dục STEM, quy trình thiết kế một chủ đề dạy học theo địnhhướng giáo dục STEM được thực hiện như sau:

5

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiệntượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bịcông nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn để lựa chọn chủ đề của bàihọc

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giaocho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, HS phải học được những kiếnthức, kỹ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối vớiSTEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEMvận dung) để xây dựng bài học

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề

Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xácđịnh rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng

để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học

Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và

kỹ thuật dạy học tích cực Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích,nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành Các hoạt động học đó cóthể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng) Cầnthiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của HS bênngoài lớp học

Việc dạy học môn Toán cũng như dạy học các môn học khác (Vật lí, Sinhhọc, Hóa học, Địa lí) ở trường phổ thông theo định hướng giáo dục STEM thựcchất là việc dạy học tích hợp các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán,trong đó việc lựa chọn chủ đề, việc thiết kế các chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêuchí và quy trình chung như đã trình bày ở trên

tiễn dạy học ở trường phổ thông cho thấy phương pháp dạy học nói chung vàphương pháp dạy học Toán nói riêng vẫn còn nhiều điểm hạn chế như: GV thuyếttrình nhiều, HS học tập còn thụ động, HS chưa được tự tìm tòi, phát hiện, tự học, tựnghiên cứu, khám phá, sáng tạo,… Cuộc cách mạng công nghệ 4.0 và xu hướng hộinhập toàn cầu đòi hỏi nền giáo dục của các quốc gia phải thực sự thay đổi, tập

6 trung vào phát triển nguồn nhân lực có trình độ cao, có năng lực giải quyết vấn đề,tập trung phát triển triển trí tuệ nhân tạo,… Để đạt được mục tiêu đó đòi hỏi giáodục của Việt Nam phải thực sự đổi mới về mọi phương diện, trong đó có phươngpháp dạy học

Từ ưu thế của các phương pháp giáo dục, hình thức tổ chức dạy học mới đãtriển khai trong những năm gần đây như: Phương pháp bàn tay nặn bột, giáo dụctrải nghiệm sáng tạo, giáo dục STEM Việc đổi mới phương pháp dạy học cầnđược thực hiện trên cơ sở phân hóa đối tượng, các căn cứ về điều kiện, loại hìnhnăng lực và phẩm chất cần phát triển ở người học Cũng chính từ đó để lựa chọncác hình thức tổ chức dạy học phù hợp, tăng cường các hoạt động trải nghiệm sángtạo và ứng dụng công nghệ thông tin, truyền thông trong tổ chức dạy học thông quaviệc sử dụng các mô hình học tập kết hợp giữa lớp học truyền thống với các lớphọc trực tuyến Cùng với việc tổ chức cho người học thực hiện các nhiệm vụ học tập

ở trên lớp, cần coi trọng giao nhiệm vụ và hướng dẫn việc học tập ở nhà, ở ngoàinhà trường

2.1.2 Xuất phát từ những khó khăn và hạn chế trong việc dạy học chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM

- Phần lớn GV chỉ biết sơ qua phương pháp giáo dục STEM, GV đang phải

tự nghiên cứu, tìm hiểu qua sách, báo, internet hoặc học hỏi từ đồng nghiệp;

- GV quen với phương pháp giảng dạy cũ truyền đạt kiến thức một chiều làchủ yếu nên việc dạy học chủ đề STEM còn gặp khó khăn trong việc soạn giáo án

và triển khai tổ chức dạy học;

- Khó khăn trong việc lựa chọn các chủ đề môn Toán nói chung, môn Toán khối 10 theo định hướng giáo dục STEM;

- Thiếu trang thiết bị, cơ sở vật chất ở trường học trong tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM;

- Công tác kiểm tra đánh giá năng lực của HS còn dựa trên điểm số;

- HS chưa có tính chủ động tìm hiểu còn phụ thuộc phần lớn vào giảng dạy của GV

2.2 Những thuận lợi và khó khăn khi dạy học môn Toán lớp 10 theo định

hướng giáo dục STEM tại trường THPT Nguyễn Duy Trinh

2.2.1 Thuận lợi:

+ Được sự quan tâm chỉ đạo của Ban chuyên môn của nhà trường;

+ Nhà trường và tổ chuyên môn đã chủ động xây dựng kế hoạch dạy học chủ

đề STEM môn Toán 10 năm học 2020-2021;

+ Chất lượng HS tuyển sinh vào lớp 10 khóa 2020-2023 tương đối cao;

7 + Trường THPT Nguyễn Duy Trinh là một trong những trường trọng điểmnên một số cơ sở vật chất được trang bị hiện đại như: phòng học STEM, phòng họcthông minh, thư viện, phòng thí nghiệm, thực hành

+ Trong việc đánh giá quá trình học tập của HS;

+ Không có nhiều nguồn tư liệu để tham khảo, không có chủ đề mẫu để GVtập làm theo Mặc dù Bộ GD&ĐT đã và đang triển khai chương trình phát triểngiáo dục chứa đựng mục tiêu phát triển giáo dục STEM trong nhà trường, tính đếnnay Việt Nam vẫn chưa có chương trình giáo dục STEM chính quy GV phải biếntấu chương trình giáo dục hiện hành của các môn tương ứng thành các chủ đề bàidạy và sắp xếp thời gian phù hợp để triển khai;

+ Dạy học theo định hướng giáo dục STEM không đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát hiện nay;

+ Trình độ, năng lực GV còn hạn chế, trình độ, năng lực HS không đồng đều; + Tuy cơ sở vật chất được trang bị một số phòng chức năng hiện đại nhưng

để phục vụ dạy học STEM vẫn còn thiếu nhiều, không đảm bảo điều kiện để dạyhọc theo định hướng giáo dục STEM;

+ Sĩ số HS các lớp học hiện khá đông; không gian lớp học, trường học cònchật, không đảm bảo cho việc tổ chức các hoạt động giáo dục theo định hướngSTEM;

+ Việc đổi mới mang tới cho GV không ít khó khăn, vất vả nên không phù hợp với một bộ phận GV chậm đổi mới, ngại đổi mới

II THỰC TRẠNG

1 Thực trạng chung dạy chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM

1.1 Nội dung khảo sát

Để tìm hiểu thực trạng dạy học môn Toán lớp 10 tại các trường THPT trongHuyện Nghi Lộc theo định hướng giáo dục STEM tôi đã tiến hành khảo sát các nộidung sau:

+ Hiểu biết của GV về giáo dục STEM

+ Đánh giá của GV về sự cần thiết của giáo dục STEM

8 + Hiểu biết của GV về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM

+ Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định hướng giáo dục STEM

1.2 Kết quả khảo sát

Kết quả thăm dò ý kiến của 52 GV môn Toán của 5 trường THPT trong

Huyện Nghi Lộc như sau

Bảng 1 Số lượng GV Toán tham gia điều tra thực trạng

1 Mức độ hiểu biết của GV về giáo dục STEM

3 Mức độ hiểu biết của GV về vai trò của môn Toán

trong giáo dục STEM

Từ kết quả bảng 2 cho thấy đa số GV (65,4%) hiểu biết về giáo dục STEM

và ý nghĩa của giáo dục STEM và còn một số không nhỏ GV (34,6%) chưa hiểuđúng khái niệm giáo dục STEM Bên cạnh đó, đa số GV(63,4%) nhận thấy giáo

9 dục STEM là rất cần thiết và cần thiết, tuy nhiên vẫn còn một số GV (36,6%) cho rằng giáo dục STEM là không cần thiết Điều đó chứng tỏ sự hiểu biết các GV về giáo dục STEM và về xu hướng dạy học theo định hướng phát triển năng lực còn hạn chế Cũng từ kết quả bảng 2 cho thấy đa số GV (57,7%) hiểu biết về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM và vẫn còn một số GV (42,3%) chưa hiểu về vai trò của môn Toán trong giáo dục STEM

Bảng 3 Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định

hướng giáo dục STEM

TT Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn

Toán theo định hướng giáo dục STEM

SL Tỷ lệ

(%)

1 Khó khăn trong việc chọn lựa chủ đề dạy học 38 73,1%

2 Khó khăn trong việc thiết kế giáo án và tổ chức dạy học

3 Trình độ, năng lực của GV còn hạn chế 27 51,9%

4 Cơ sở vật chất chưa đầy đủ để đáp ứng yêu cầu dạy học

5 Tài liệu tham khảo về giáo dục STEM còn hạn chế 45 82,7%

6 Nội dung kiến thức chương trình còn khó 17 32,7%

Từ kết quả bảng 3 cho thấy những khó khăn thường gặp:

- GV gặp khó khăn trong việc lựa chọn chủ đề dạy học STEM trong môn Toán (73,1%)

- GV gặp nhiều khó khăn trong việc thiết kế giáo án, tổ chức dạy học chủ đề STEM trong môn Toán (88,5%)

- Cơ sở vật chất của nhà trườngchưa đảm bảo điều kiện để dạy học theo định hướng giáo dục STEM (76,9%)

Như vậy, qua kết quả tìm hiểu thăm dò ý kiến GV bằng phiếu khảo sát chothấy nhiều GV đã hiểu đúng về giáo dục STEM, hiểu được vai trò quan trọng củamôn Toán trong giáo dục STEM Tuy nhiên, trong lĩnh vực giảng dạy bộ mônToán của mình thì đa số các GV chưa thực hiện dạy học các chủ đề theo địnhhướng giáo dục STEM, đặc biệt khâu thiết kế giáo án và tổ chức dạy học chủ đềSTEM

2 Thực trạng dạy học chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục

STEM tại trường THPT Nguyễn Duy Trinh

Bảng 4 Kết quả khảo sát

Có Không Có Không

1 Có hiểu biết về giáo dục STEM hay không? 10 3 76,9 23,1

2 Có hiểu biết về vai trò của môn Toán

trong giáo dục STEM hay không? 8 5 61,5 38,5

3 Có thiết kế giáo án chủ đề giáo dục

4 Có tổ chức dạy học theo chủ đề STEM

5 Có gặp khó khăn trong việc tổ chức chủ

đề giáo dục STEM hay không? 11 2 84,6 15,4

2.2 Thực trạng học tập môn Toán của HS lớp 10 ở trường THPT Nguyễn Duy Trinh theo định hướng giáo dục STEM

Để tìm hiểu thực trạng học tập môn Toán của HS lớp 10 ở trường THPT

Nguyễn Duy Trinh theo định hướng giáo dục STEM, tôi đã tiến hành khảo sát200

HS của các lớp 10 trường THPT Nguyễn Duy Trinhqua việc đánh giá các nội dung sau:

+ Mức độ HS được học các chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục

STEM

+ Sự mong muốn và hứng thú của HS khi được học các chủ đề môn Toán theo địnhhướng giáo dục STEM

Bảng 5: Kết quả khảo sát

1 Mức độ mong muốn của HS được học môn Toán

theo định hướng giáo dục STEM

2 Mức độ HS được học các chủ đề môn Toán lớp

10 theo định hướng giáo dục STEM

3 Mức độ hứng thú của HS khi được học môn

Toán theo định hướng giáo dục STEM (43 HS)

Như vậy, qua việc khảo sát này cho thấy, đa số HS mong muốn được học và

có hứng thú khi học các chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEMnhưng rất ít em được học các chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dụcSTEM Đồng thời việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM là cần thiết và có

ý nghĩa đặc biệt trong xu thế dạy học nhằm hình thành và phát triển phẩm chất vànăng lực cho HS Môn Toán có vai trò quan trọng và có nhiều tiềm năng tốt để cóthể thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM Thực tiễn dạy học ở

trường phổ thông cho thấy nhiều GV môn Toán đã nhận thức được về giáo dụcSTEM, tuy nhiên chưa nhiều GV hiểu đúng và biết cách thiết kế, tổ chức dạy họcmôn Toán theo định hướng giáo dục STEM Các GV còn gặp khá nhiều khó khăntrong việc thiết kế và tổ chức dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEM

Đồng thời, HS rất mong muốn và có hứng thú khi được học các chủ đề môn Toán theo định hướng STEM Trên cơ sở đó tôi đã đề xuất các giải pháp sau

III CÁC GIẢI PHÁP

1 Đối với nhà trường

1.1 Xây dựng kế hoạch

12 Đầu năm học, Nhà trường chủ động xây dựng kế hoạch triển khai thực hiệngiáo dục STEM trong kế hoạch giáo dục nhà trường phù hợp với điều kiện nhàtrường và địa phương Đồng thời chỉ đạo và hướng dẫn các tổ chuyên tổ chức thựchiện theo đúng kế hoạch đã đề ra

1.2 Đổi mới trong công tác chỉ đạo, trong công tác kiểm tra đánh giá

Thực tế cho thấy, trong hoạt động giảng dạy, các nội dung và phương phápdạy học mà GV sử dụng chưa tập trung vào các yêu cầu tổ chức cho HS hoạt động,chưa làm cho HS trở thành chủ thể hoạt động, do đó HS thường chỉ chủ yếu chú ýtới việc tiếp thu và tái hiện lại kiền thức GV dạy trên lớp hoặc kiến thức có trongsách giáo khoa, GV chưa quan tâm đến nhiều đến việc rèn luyện cho HS năng lựcgiải quyết vấn đề khi đứng trước một nhiệm vụ hay một nhiệm vụ mới Theo đó,biện pháp đổi mới kiểm tra, đánh giá hoạt động dạy học theo hướng phát triển nănglực giải quyết vấn đề cho HS thật sự có vai trò quan trọng nhằm phát huy tính chủđộng, sáng tạo và phát triển toàn diện HS.Về việc này, tôi đề xuất có thể tiến hànhtheo các nội dung và với các cách thức như sau:

- Kiểm tra việc thiết kế và tổ chức bài học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong chủ đề dạy học, việc lựa chọn phương pháp, kỹ thuật và hình thức dạy học tích cực

- Kiểm tra việc đánh giá kếtt quả học tập của HS bao gồm việc thực hiệnquan điểm, triết lý đánh giá, việc kết hợp các phương pháp và hình thức kiểm trađánh giá, việc ra đề kiểm tra theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho

HS

- Kiểm tra việc thực hiện nề nếp, chấp hành các nội quy, quy định của nhàtrường; chuẩn bị bài giảng, giáo án; sử dụng các thiết bị dạy học; tham gia sinhhoạt chuyên môn; xây dựng các chuyên đề;… trong quá trình dạy học theo hướngphát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

- Kiểm tra hoạt động của tổ chuyên môn theo từng tuần, tháng, học kỳ vànăm học Cần lưu ý kế hoạch dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn

đề cho HS, sinh hoạt tổ chuyên môn theo nghiên cứu bài học; sinh hoạt chuyên đềgắn với dạy học phát triển năng lực; việc bồi dưỡng GV của tổ

- Kiểm tra, dự giờ theo kế hoạch định kỳ hoặc đột xuất tất cả các hoạt độnggiảng dạy của GV Đặc biệt tập trung vào kiểm tra việc chuẩn bị cho các giờ dạytheo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

- Thực hiện đa dạng các hình thức kiểm tra hoạt động dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

- Tăng cường công tác chỉ đạo và kiểm tra, đặc biệt là khâu kiểm tra đột xuất hoạt động dạy học theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS

Muốn thực hiện được các hoạt động trên, trước hết cần có sự tiên phong đối mới tư duy của cán bộ quản lý Đồng thời, cán bộ và GV cần hiểu đúng mục đích,

13

ý nghĩa của việc kiểm tra, đánh giá là nhằm hỗ trợ, chia sẻ, giúp đỡ để cùng thựchiện tốt hơn công việc chuyên môn, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục củanhà trường theo mục tiêu đề ra

1.3 Tổ chức các không gian trải nghiệm STEM, thành lập và tổ chức câu lạc bộ STEM trong nhà trường

- Nhà trường tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM thông qua hình thứccâu lạc bộ hoặc các trải nghệm thực tế, theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của

HS một cách tự nguyện

- Các trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM trong trường;giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để HStìm hiểu, khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đờisống Hoạt động giáo dục STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng nămcủa nhà trường Nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành bài cụ thể, mô

tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả Ngoài ra, nhàtrường tổ chức ngày hội STEM với các nội dung như: góc trải nghiệm, góc trưngbày sản phẩm, các hoạt động trải nghiệm ứng dụng kiến thức môn học

- Trường THPT Nguyễn Duy Trinh đã thành lập được một câu lạc bộ STEMgồm 43 học của khối 10 Câu lạc bộ đã tổ chức thực hiện được 2 chủ đề STEM cóhiệu quả và tạo được sân chơi, sáng tạo của các em HS trong quá trình vận dụngkiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn

1.4 Nâng cao chất lượng đội ngũ GV

Nâng cao chất lượng đội ngũ GV là nhân tố quyết định thành công côngcuộc đổi mới giáo dục Việc nâng cao chất lượng đội ngũ GV luôn được xác định lànhiệm vụ trọng tâm trong công cuộc đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đàotạo

Để nâng cao chất lượng đội ngũ GV cần chú trọng bồi dưỡng, đào tạo nângcao chất lượng đội ngũ, chế độ chính sách cho GV Nhà trường cần xây dựng các

kế hoạch đào tạo, bồi dưỡng, bồi dưỡng thường xuyên GV Qua đó nắm được thựctrạng chất lượng đội ngũ để xây dựng kế hoạch đào tạo bồi dưỡng phát triển đội

ngũ đáp ứng yêu cầu phát triển giáo dục và đào tạo Khi tổ chức bồi dưỡng cho cán

bộ quản lí và GV cần tập trung vào các vấn đề như: giáo dục STEM, xây dựng vàthực hiện bài học STEM; kỹ năng tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM vànăng lực hướng dẫn hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật

1.5 Tổ chức hội thảo, tập huấn, nâng cao nhận thức giáo dục STEM cho GV

- Giáo dục STEM, hiểu theo hướng tiếp cận giải quyết vấn đề, là một định hướnggiáo dục mà ở đó HS sử dụng kiến thức và kỹ năng của những lĩnh vực Khoa học-Công nghệ - Kỹ thuật và Toán học để giải quyết những vấn đề thực tế của cuộcsống Để triển khai được một bài giảng chủ đề STEM với định hướng trên, người

GV sẽ đối mặt không ít thử thách Thử thách đầu tiên chính là lồng

14 ghép bối cảnh cuộc sống thực tế vào trong bài giảng/chương trình học STEM Thử thách thứ hai là đưa được nội dung kiến thức phù hợp với chương trình giáo dục hiện hành vào trong bài giảng STEM Thử thách thứ ba là phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề của các em HS qua bài giảng STEM Do vậy, việc tổ chức chương trình tập huấn nhằm trang bị cho GV những khái niệm cơ bản và những công cụ trong giáo dục định hướng STEM để tháo gỡ những khó khăn trên cho người GV

Đầu năm học trường THPT Nguyễn Duy Trinh đã xây dựng kế hoạch tập huấn cho GV về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, kế hoạch tổ chức hội thảo cấp trường về giáo dục STEM Nhà trường đã liên hệ với Sở GD&ĐT Nghệ

An, Trường Đại học Vinh, trường Cao đẳng Việt Hàn… mời các GV, chuyên gia

về tập huấn cho toàn bộ GV trong trường, nhằm mục đích:

- Giúp cho cán bộ quản lí và GV biết được vị trí, vai trò và ý nghĩa của giáodục STEM trong trường học; thống nhất nội dung, phương pháp và các hình thức tổchức thực hiện giáo dục STEM trong nhà trường;

- Tăng cường áp dụng giáo dục STEM trường học nhằm góp phần thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông năm học 2018;

- Nâng cao năng lực cho cán bộ quản lí và GV về việc tổ chức, quản ký, xây dựng và thực hiện dạy học theo phương thức giáo dục STEM

Thông qua các buổi tập huấn, GV sẽ được tham gia làm thí nghiệm thực tế như một HS từ đó trả lời được các câu hỏi: Vấn đề STEM là gì? GV sẽ tổ chức hoạtđộng như thế nào để HS tích cực tham gia và để gắn liền với bối cảnh thực tế của cuộc sống? HS sẽ phát triển những kỹ năng nào thông qua các hoạt động đó? GV biết xây dựng kế hoạch bài giảng STEM, biết cách sử dụng công cụ đánh giá nhằm giúp cải thiện bài giảng STEM được thiết kế Đồng thời, GV sẽ có cơ hội phân tích

và đánh giá việc áp dụng việc triển khai dạy học theo định hướng STEM tại trường

mình

Hội thảo về tổ chức dạy học STEM tại trường THPT Nguyễn Duy Trinh 1.6 Phát

triền cơ sở vật chất, thiết bị dạy học hỗ trợ giáo dục STEM

Thiết bị dạy học trong các bài học theo phương thức giáo dục STEM, HS chủyếu sử dụng các thiết bị hiện có trong nhà trường để tiến hành các thí nghiệm,

15 tìm tòi nghiên cứu để khám phá kiến thức khoa học, rèn luyện kỹ năng Nhữngthiết bị có trong thực tiễn với vai trò là địa chỉ ứng dụng các kiến thức khoa học mà

HS cần tìm tòi, khám phá lại là những thiết bị dạy HS động, thiết thực nhất đối vớigiáo dục STEM, cần được nghiên cứu khai thác sử dụng một cách phù hợp và hiệuquả Tuy nhiên, việc tiếp tục đầu tư cơ sở vật chất và thiết bị luôn cần thiết nhằmhướng tới chất lượng giáo dục cao hơn Chính vì vậy, khi xây dựng cơ sở vật chấtphục vụ cho việc dạy học theo định hướng STEM nhà trường cần quan tâm đến cáckhu học tập như: Khu trong nhà (gồm hệ thống lớp học, phòng chức năng trảinghiệm kỹ năng sống, phòng học STEM, phòng thí nghiệm, thư viện, phòng họcthông minh phục vụ đa dạng các môn học liên quan đến STEM); Khu trải nghiệmngoài trời; khu hoạt động khoa học

GV và HS trường THPT Nguyễn Duy Trinh ứng dụng các phần mềm dạy học tại

phòng học thông minh

1.7 Đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ

Để nâng cao chất lượng NCKH, cần chú ý đào tạo, bồi dưỡng, nâng cao nănglực NCKH cho đội ngũ GV, nhà trường cần có chiến lược, kế hoạch cũng như biệnpháp cụ thể như:

- Thường xuyên tuyên truyền, nâng cao trách nhiệm của cán bộ GV trong NCKH, tạo điều kiện cơ sở vật chất tốt nhất để có môi trường học tập nghiên cứu

- Hàng năm, trong Hội nghị tổng kết hoạt động NCKH của GV, nêu gươngnhững cá nhân có thành tích xuất sắc trong NCKH, thực hiện khen thưởng bằngtinh thần và vật chất cũng như kỉ luật đúng mức đối với những bộ phận không hoànthành NCKH được giao

- Hiệu trưởng và các cấp quản lý nhà trường có sự quan tâm chăm lo, kịpthời động viên về lợi ích và tinh thần cho các cá nhân tham gia vào hoạt dộngNCKH, tọa điều kiện để GV tiếp tục hướng nghiên cứu của mình ở những cấp caohơn

16

- Luôn bồi dưỡng, đào tạo nâng cao trình độ, kỹ năng cho cán bộ quản lí và

GV khai thác tối ưu vai trò của công nghệ thông tin, ngoại ngữ một cách triệt để nhằm phục vụ công tác đào tạo và NCKH

1.8 Tăng cường hợp tác giao lưu chuyên môn với các trường trong và ngoài huyện

Việc giao lưu chuyên môn với các trường bạn với mục đích nâng cao chấtlượng hoạt động chuyên môn, tạo điều kiện để GV trao đổi học hỏi, kinh nghiệmgiảng dạy Từ đó đẩy mạnh hoạt động đổi mới phương pháp dạy học và kiểm trađánh giá theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất của HS Vì vậy, trongnăm học, Nhà trường và Ban chuyên môn cần xây dựng kế hoạch giao lưu chuyênmôn với các trường bạn với các chuyên đề như: Đổi mới phương pháp dạy học, đổimới kiểm tra đánh giá, dạy học STEM, công tác bồi dưỡng HSG, công tác ôn thitốt nghiệp THPT…

Giao lưu chuyên môn liên trường THPT Nguyễn Duy Trinh và THPT Cửa

Lò

2 Đối với tổ chuyên môn

2.1 Xây dựng kế hoạch giảng dạy, kế hoạch tổ chuyên môn, kế hoạch chủ đề dạy học STEM

STEM là chương trình giáo dục hiện đại, gắn liền lý thuyết với thực hànhnhằm giúp người học hiểu sâu vấn đề Mỗi một môn học tự nhiên lại có cách ứngdụng STEM vào một cách khoa học nhằm đạt hiệu quả cao Để dạy học STEMmôn Toán thành công thì cần xây dựng những chủ đề giảng dạy Bởi chỉ khi cóđược những chủ đề giảng dạy, quá trình soạn giáo án STEM và thực hiện dạy họcmới theo lộ trình nhất định

- Việc xây dựng kế hoạch chủ đề dạy học STEM môn Toán sẽ mang lại nhiều lợi ích Đó là:

+ Lên chủ đề sẽ giúp các GV nắm rõ được phương hướng giảng dạy sao chophù hợp Nên sử dụng linh hoạt các phương pháp giảng dạy như thế nào để giúp

HS tiếp thu nội dung bài học tốt nhất

17 + Chủ đề giảng dạy sẽ giúp các GV lên kế hoạch giảng dạy, phân bố thờigian cho từng mục nội dung sao cho phù hợp Như vậy mới đảm bảo quá trình dạyhọc STEM môn toán diễn ra đúng tiến trình, thời gian và không làm ảnh hưởng đếnthời gian của các môn học khác

+ Khi xác định được chủ đề giảng dạy, GV sẽ biết được nên lựa chọn nhữnggiáo cụ, phương tiện nào để thực hành, hỗ trợ HStiếp cận nội dung bài học theohướng trực quan Điều này, giúp người học nắm rõ vấn đề một cách sâu sắc và cóthể ứng dụng vào cuộc sống

- Khi xây dựng chủ đề dạy học STEM môn Toán cần lưu ý

+ Chủ đề dạy học STEM môn Toán cần được thảo luận, lấy ý kiến giữa các

chương trình môn Toán lớp 10 và đã được Sở giáo dục phê duyệt Cụ thể:

+ Chủ đề 1: Hàm số bậc hai (thiết kế dụng cụ đo chiều cao Parabol)

+ Chủ đề 2: Hệ thức lượng trong tam giác (thiết kế dụng cụ đo chiều cao, đo khoảng cách)

2.2 Triển khai dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM

Thực hiện theo kế hoạch giáo dục, kế hoạch tổ chuyên môn trong năm học,

tổ triển khai dạy học 1 đến 2 chủ đề theo định hướng giáo dục STEM Khi thựchiện GV dạy thiết kế các nhiệm vụ:

- Đáp ứng nhiệm vụ nhằm phát triển năng lực: Năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực tự học; Năng lực quản lý, sáng tạo; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác

- Một số hoạt động học tập

+ Chuẩn bị nội dung dạy học theo định hướng giáo dục STEM

+ Kết nối nội dung hoạt động dạy học với vấn đề thực tiễn

+ Nêu rõ vấn đề STEM mà HS cần giải quyết

+ GV đưa ra các tiêu chí chất lượng về sản phẩm mà HS phải hoàn thành + Hướng dẫn HS vận dụng tiến trình thiết kế kỹ thuật cho việc tạo ra sản phẩm đó chính là qui trình: thử – sai – chỉnh

+GV hướng dẫn HS các vấn đề cần giải quyết

18 + Lôi kéo HS tham gia giải quyết vấn đề bằng chính trải nghiệm thực hành, trải nghiệm thực tế của HS một cách chủ động

+ Khuyến khích các nhóm HS trình bày ý tưởng (nêu giải pháp) trả lời cho câu hỏi “Làm thế nào để giải quyết vấn đề ?”

+ Hướng dẫn các nhóm chọn một ý tưởng và thực hiện tạo ra sản phẩm

+ Hỗ trợ HS trong quá trình thực nghiệm nguyên mẫu và cải tiến + Tổ

chức các nhóm trao đổi kết quả

+ Điều chỉnh, thiết kế lại và cải tiến sản phẩm

- Tổ chức dạy học và đánh giá

+ Tổ chức dạy học: Giới thiệu chủ đề > Trải nghiệm > Kết thúc +

Đánh giá: Năng lực HS đạt được gì ? Tính hiệu quả của chủ đề là gì ? 2.3

Xây dựng thư viện học liệu số, ứng dụng các phần mềm học tập

Bên cạnh những thư viện truyền thống, thư viện điện tử của nhà trường, tổ chuyên môn cần xây dựng một thư viện bài học STEM Theo đó, mỗi GV khi soạn bài giảng sẽ vào thư viện bài học STEM để xây dựng bài học, xây dựng hoạt động trải nghiệm phù hợp với môn học Ngoài ra, thư viện bài học STEM còn hỗ trợ GV,

HS làn các đề tài nghiên cứu khoa học

Việc xây dựng thư viện học liệu điện tử sẽ giúp ích cho việc đóng góp, chia

sẻ và tái sử dụng các nội dung, tài liệu diễn ra nhanh chóng, dễ dàng hơn Đồngthời, kho học liệu điện tử còn giúp GV không mất nhiều thời gian tìm tài liệu và cóthể tập trung soạn giáo án

Các biện pháp xây dựng kho học liệu điện tử:

- Nâng cao nhận thức, bồi dưỡng trình độ tin học cho GV;

- Tổ chuyên môn tích cực, chủ động xây dựng kho học liệu điện tử khi được ban chỉ đạo xây dựng kho học liệu điện tử của nhà trường giao trách nhiệm;

- Hệ thống, sắp xếp khoa học thư viện kho học liệu điện tử;

- Bổ sung cập nhật các thông tin kịp thời vào kho thư viện học liệu điện tử Ngoài ra, trong quá trình dạy họcGVtích cực khai thác các phần mềm dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS trong dạy học toán Những thế mạnh của phần mềm dạy học toán:

- Cho phép chuyển tải thông tin “động” đến người học;

- Tạo ra các mô hình trực quan;

- Tạo ra các cơ hội hợp tác;

- Tạo ra các môi trường kích thích, khơi dậy tiềm năng người học;

- Cung cấp thông tin phản hồi nhanh, chính xác

19

2.4 Đa dạng các hình thức tổ chức dạy học

Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn HS vào các hoạt động kiến tạo, tăngcường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức đểgiải quyết vấn đề Hình thức tổ chức bài học STEM có thể linh hoạt, kết hợp cáchoạt động trong và ngoài lớp học nhưng cần đảm bảo mục tiêu dạy học của phầnnội dung kiến thức trong chương trình Tăng cường hoạt động theo nhóm để pháttriển năng lực giao tiếp và hợp tác cho HS nhưng phải chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm

cụ thể của mỗi HS trong nhóm Các hình thức tổ chức dạy học:

- Dạy học trên lớp: Khi dạy học trên lớp, GV cần tổ chức bằng nhiều hình

thức, phương pháp dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, trò chơi, đố vui, ứng dụngcông nghệ thông tin, các kỹ thuật dạy học tích cực

-Tổ chức câu lạc bộ, ngoại khóa: Câu lạc bộ toán học và tuổi trẻ, câu lạc bộ STEM, ngoại khóa chủ đề STEM,…

- Hoạt động trải nghiệm: Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

2.5 Tổ chức giao lưu chuyên môn, trao đổi kinh nghiệm

Căn cứ vào kế hoạch giao lưu chuyên môn của Nhà trường và Ban chuyênmôn, tổ chuyên môn xây dựng trong năm học cần tổ chức 1 đến 2 buổi giao lưuchuyên môn với các trường bạn với chủ đề dạy học theo định hướng giáo dụcSTEM Các buổi giao lưu cần chú trọng đến những vấn đề như: các hình thức tổ chức giáo dục STEM, các bước tiến trình bài học STEM (các hoạt động tổ chức bài học STEM), quy trình xây dựng bài học STEM môn Toán, các tiêu chí đánh giá bàihọc STEM, khung giáo án STEM môn Toán, tổ chức giao lưu câu lạc bộ STEM giữa các trường…

2.6 Đánh giá, rút kinh nghiệm

Sau mỗi chủ đề dạy học STEM được thực hiện, tổ chuyên môn tổ chức họp

tổ đánh giá, rút kinh nghiệm Các tiêu chí đánh giá, rút kinh nghiệm bài học STEM tuân thủ các tiêu chí phân tích, rút kinh nghiệm bài học theo Công văn số

5555/BGDĐT-GDTrH ngày 08/10/2014

3 Đối vớiGV

3.1 Tham gia các đợt tập huấn về giáo dục STEM do Sở và Nhà trường tổ chức

- GV tích cực tham gia các đợt tập huấn do Sở giáo dục và Nhà trường tổ chức về giáo dục STEM, các hội thảo về tổ chức dạy học chủ đề STEM…

- Ngoài việc tham gia các đợt tập huấn, hội thảo, GV tích cực tự bồi dưỡngthường xuyên bằng trực tiếp hoặc trực tuyến nhằm nâng cao nhận thức, cách thiết

kế giáo án, cách tổ chức các hoạt động giáo dục STEM trong nhà trường

3.2 Xây dựng kế hoạch thực hiện

20 Trong năm học, GV khi xây dựng kế hoạch cá nhân cần xây dựng và thực hiện 01 đến 02 chủ đề dạy học theo định hướng STEM Trong kế hoạch xác định rõchủ đề dạy học STEM, hình thức tổ chức, thời gian, khối, lớp

3.3 Thiết kế, soạn giáo án và dạy một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo

dục STEM

- Khi đã xác định được chủ đề dạy học STEM môn Toán thì lúc này, các GV cần tiến hành thiết kế, soạn giáo án Bởi việc thiết kế, soạn giáo án STEM có tầm quan trọng rất lớn, quyết định đến sự thành công của tiết học:

+ Thiết kế giáo án STEM sẽ giúp quá trình giảng dạy với nội dung đầy đủ khoa học đến HS

+ Giáo án thiết kế khoa học sẽ giúp các GV tự tin mỗi khi lên lớp và truyềntải kiến thức cho HS thông qua những phương pháp giảng dạy hiệu quả, phù hợpnhất

+ Chuẩn bị giáo án dạy học STEM môn Toán còn giúp tăng khả năng tương tác giữa GV và HS Nhờ đó, giúp HS chủ động, tích cực và năng động hơn

+ Với giáo án có đầy đủ các thông tin, tài liệu tham khảo, hướng dẫn HS tiếpcận nội dung theo hướng phù hợp Từ đây, HS sẽ cảm thấy kiến thức của bài họctrở nên thú vị hơn, tăng cường sự thích thú cho HS

+ Giáo án được thiết kế rõ ràng, mạch lạc sẽ giúp người học tiếp thu kiếnthức nhanh chóng, hiệu quả Từ đây, sẽ mang lại hiệu quả cao cho việc dạy họcSTEM môn Toán

- Cách soạn giáo án STEM môn Toán THPT

Hiện nay, dạy học STEM môn Toán được áp dụng chủ yếu trong các trườngTHPT Do đó, để quá trình giảng dạy đạt kết quả tốt, GV ngoài xác định chủ đề thìcần phải biết cách soạn giáo án Thông thường, cách soạn giáo án sẽ tuân thủ cácbước cơ bản sau:

Bước 1: Xác định mục tiêu bài học

Ở bước này, GV cần xác định xem HS sẽ cần hiểu biết, vận dụng kiến thức bài học ở mức độ nào HS cần đạt được những kết quả gì khi kết thúc bài học

Bước 2: Xác định phương pháp dạy học

Bước này, GV cần xác định phương pháp dạy học STEM chính là gì? Nhữngphương pháp dạy bổ trợ khác Tuy nhiên, cần phải linh hoạt các phương pháp saocho phù hợp Việc lựa chọn phương pháp giảng dạy nên căn cứ vào nội dung bàigiảng, trình độ tiếp thu của HS, cơ sở vật chất dạy học

Bước 3: Chuẩn bị thiết bị dạy học

Ngoài thiết bị cho GV như sơ đồ, máy chiếu, máy tính, tranh ảnh…thì cũng cần chuẩn bị cho cả HS như tài liệu sưu tầm, giáo cụ…

21

Bước 4: Lên tiến trình những hoạt động trong buổi học

Từng hoạt động dạy học STEM môn Toán cần phân biệt rõ ràng đâu là hoạtđộng dành cho GV, đâu là hoạt động của HS với việc phân bổ thời gian hợp lý.Đồng thời, trong từng hoạt động, GV phải định hướng mục tiêu rõ ràng

Bước 5: Tổng kết bài học

Bước này, GV cần tổng kết lại những ý chính của tiết học Đồng thời, có thể giao bài tập, bài thực hành hay tài liệu cần nghiên cứu cho HS

3.4 Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM, câu lạc bộ STEM

- Để tổ chức hoạt động trải nghiệm Mỗi GV phải giúp đỡ, hỗ trợ các em thực hiện đầy đủ các bước sau:

+ Xây dựng ý tưởng;

+ Xây dựng kế hoạch;

+ Công tác chuẩn bị thực hiện;

+ Tổ chức thực hiện;

+ Đánh giá kết quả thực hiện

- Các GV sẽ hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động của các nhóm trong lớp và cả ngoài giờ học và hướng dẫn hình thức hoạt động của câu lạc bộ STEM Cụ thể:

Bước 1: HS lựa chọn nhóm theo sở trường, năng lực

Bước 2: Các nhóm nghiên cứu kiến thức nền (lí thuyết) trên lớp

Bước 3: Sau đó các nhóm vận dụng kiến thức tìm tòi, lên phương án nghiên cứu, chế tạo ra sản phẩm phù hợp tiêu chí bài học và thực tiễn

Bước 4: Các nhóm sẽ lập thiết kế, trưng bày và báo cáo thuyết trình về sản phẩm trước các thầy cô và các bạn vào buổi sinh hoạt định kỳ của câu lạc bộ

Các nội dung dự kiến thực hiện trong năm của câu lạc bộ STEM (sinh hoạt định kì) :

Tháng 10: Thiết kế dụng cụ đo chiều cao của Parabol (Khối 10)

Tháng 1: Thiết kế dụng cụ đo chiều cao, khoảng cách (Khối 10)

Tháng 3: Thực hành làm điều tra viên các vấn đề về dân số, sức khỏe, kinh doanh, trồng trọt…(Khối 10)

3.5 Sử dụng các thiết bị thông minh trong dạy học

- Hiện nay những thiết bị tương tác thông minh trong dạy học khá phổ biến,

đã được rất nhiều trường sử dụng những thiết bị thông minh này Một số thiết bị nổi

bật như: Bảng tương tác thông minh; Màn hình tương tác thông minh; Máy chiếu tương tác; Khung tivi tương tác.

22

- Đặc biệt, các trường đã xây dựng các phòng học thông minh với nhiều thiết

bị hiện đại đã tăng cường khả năng tương tác giữa HS và GV GV không chỉ tiếpcận, ứng dụng công nghệ thông tin hiện đại mà còn khuyến khích HS học tập, tiếpthu bài giảng nhanh với những hình ảnh minh họa sinh động, thiết thực HS pháthuy được khả năng tự học, tự nghiên cứu và khả năng thuyết trình

H

S trường THPT Nguyễn Duy Trinh khai thác phòng học thông minh có hiệu quả

4 Đối với HS

4.1 Hình thành ý tưởng, trao đổi, chia sẻ

Từ những gợi ý một số ý tưởng của GV liên quan đến chủ đề dạy học STEM:

- HS hình thành ý tưởng;

- HS chia sẻ ý tưởng;

- Các nhóm trao đổi, thảo luận và đi đến thống nhất ý tưởng

HS trường THPT Nguyễn Duy Trinh tích cực trao đổi, chia sẻ ý tưởng 4.2 Chủ

động nghiên cứu SGK, tài liệu học tập

23

- HS chủ động nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu;

- HS xử lý các thông tin từ các nguồn tài liệu

4.3 Vận dụng kiến thức để thiết kế, thử nghiệm

- Các nhóm tiến hành thiết kế thử nghiệm

- Các nhóm phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng cá nhân

- Các nhóm hoàn thành sản phẩm và báo cáo kết quả thực nghiệm 4.4 Tìm hiểu, khám phá các phần mềm học tập, tham gia vào thư viện học liệu - HS

chủ động tìm tòi sử dụng các phần mềm học tập

HS trường THPT Nguyễn Duy Trinh tích cực ứng dụng các phần mềm học tập

- Tích cực khai thác thông tin, tư liệu trên Internet

- Tích cực tìm các thông tin, tư liệu trên kho học liệu số điện tử bài giảng STEM

4.5 Tích cực tham gia câu lạc bộ STEM, chương trình ngoại khóa, hoạt động trải nghiệm

- HS đăng ký tham gia câu lạc bộ STEM theo năng lực của bản thân và là thành viên tích cực, năng động của câu lạc bộ

- Tham gia tích cực, năng động các chương trình ngoại khóa, hoạt động trải

nghiệm tại trường

IV THIẾT KẾ THỂ NGHIỆM MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

1 Một số chủ đề môn Toán lớp 10 có thể thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Căn cứ vào mục tiêu và nội chương trình môn Toán lớp 10 hiện hành, một sốchủ đề có thể thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM như sau:

24

- Chủ đề Véctơ: Phân tích các lực tác dụng lên vật

- Chủ đề Hàm số bậc hai: Thiết kế dụng cụ đo chiều cao của Parabol - Chủ

đề Bất đẳng thức: Thiết kế hộp đựng dụng cụ dạng hình hộp, hình trụ - Chủ

đề Bất phương trình bậc nhất hai ẩn: Bài toán kinh tế

- Chủ đề Hệ thức lượng trong tam giác: Thiết kế dụng cụ đo chiều cao, khoảng cách

- Chủ đề Thống kê: Thực hành làm điều tra viên

2 Thiết kế dạy một số chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM

Do tính chất đặc thù của bộ môn Toán, cùng với thực trạng tại trường THPTNguyễn Duy Trinh hiện nay nên tôi thiết kế dạy một số chủ đề môn Toán lớp 10theo định hướng giáo dục STEM qua hình thức dạy học bộ môn ở trên lớp Các tiếtdạy học chủ đề môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM sau đây đượcthiết kế theo cấu trúc gồm ba hoạt động, đó là:

- Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề

- Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền

- Hoạt động giải quyết vấn đề (hoạt động vận dụng, tìm tòi, mở rộng)

số bậc hai của Toán học, Vật lí-Công nghệ (các công trình kiến trúc có hình dángParabol trong thực tiễn) Như vậy, “Hàm số bậc hai và thiết kế dụng cụ đo chiềucao của Parabol” là một chủ đề có thể thực hiện theo định hướng giáo dục STEM

II Xác định vấn đề cần giải quyết

- HS cần thấy được kiến thức về hàm số bậc hai để giúp các em thiết kế dụng

cụ đo chiều cao của Parabol và cách đo chiều cao của Parabol Cụ thể:

+ HS biết gắn hệ trục tọa độ vào Parabol và tìm được Parabol khi biết một sốyếu tố

+ HS tính toán và xác định chiều cao của một số công trình kiến trúc hình dạng Parabol

25 + HS thiết kế được dụng cụ đo chiều cao của Parabol Qua đó HS được củng

cố kiến thức về hàm số bậc hai, đồ thị của hàm số bậc hai và thấy được ứng dụngcủa Parabol trong thực tiễn cuộc sống

III Xây dựng tiêu chí giải quyết vấn đề

- HS cần tìm hiểu để trả lời được các câu hỏi về hàm số bậc hai, đồ thị hàm

số bậc hai, cách giải quyết bài toán có nội dung thực tiễn trong hoạt động tìm hiểu kiến thức

- HS tìm được hàm số bậc hai khi biết được một số yếu tố, tính được chiều cao của Parabol

- HS thiết kế được dụng cụ đo chiều cao của Parabolvà cách đo

IV Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học

+ Công thức trục đối xứng, tọa độ đỉnh của đồ thị hàm số bậc hai;

+ Các công trình, kiến trúc có dạng hình Parabol