LUẬN văn THẠC sĩ HAY thiết kế hoạt động giáo dục stem thông qua thử thách làm nến cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông​

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG THẢO

THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA
THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ mơn Vật Lý
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HÀ NỘI, 2019

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG THẢO

THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA
THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ mơn Vật Lý
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

ThS. NGUYỄN ANH DŨNG

HÀ NỘI, 2019

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CẢM ƠN

Khóa luận này là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu của tơi tại
trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2. Với tình cảm chân thành, tơi xin bày tỏ
lịng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô trong trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2
đã quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi trong q trình học tập và
nghiên cứu đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn tới thầy, cô bên tổ phƣơng pháp dạy học bộ môn
Vật lý đã chỉ bảo, giúp đỡ tơi rất tận tình.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy – ThS. Nguyễn Anh
Dũng đã tận tình hƣớng dẫn, góp ý và động viên tơi trong suốt q trình hồn
thành khóa luận.
Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và ngƣời thân đã
động viên giúp đỡ tôi hồn thành chƣơng trình học và hồn thành khóa luận
tốt nghiệp.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Sinh viên

Nguyễn Thị Phƣơng Thảo

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan, dƣới sự hƣớng dẫn tận tình của Th.S Nguyễn Anh
Dũng, khóaluận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Vật lí với đề tài “THIẾT KẾ
HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA THỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC
SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG” đƣợc hồn thành bởi nhận thức của

bản thân em, không trùng khớp với bất kì cơng trìnhkhoa học nào khác.
Trong q trình nghiên cứu thực hiện khóa luận này, em đã kế thừa
những thành tựu của các nhà khoa học với lòng biết ơn trân trọng.

Hà Nội, ngày ….tháng ….năm 2019

Sinh viên

Nguyễn Thị Phƣơng Thảo

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC VIẾT TẮT

CTGDPT

Chƣơng trình giáo dục phổ thơng

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

THPT

Trung học phổ thông

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu. ............................................................... 1
3. Đối tƣợng, khách thể, phạm vi nghiên cứu ................................................... 2
4. Giả thuyết đề tài. ........................................................................................... 2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 2
6. Cấu trúc đề tài ............................................................................................... 3
Phần nội dung .................................................................................................... 3
NỘI DUNG ....................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM ................................. 4

1.1. Giáo dục STEM là gì? ................................................................................ 4
1.1.1. STEM ...................................................................................................... 4
1.1.2. Giáo dục STEM...................................................................................... 5
1.1.3. Đặc điểm của giáo dục STEM ................................................................ 5
1.1.4. Môn học STEM ...................................................................................... 7
1.1.5. Kỹ năng STEM . .................................................................................... 8
1.2. Vai trò của giáo dục STEM....................................................................... 9
1.3. Giáo dục STEM trên thế giới .................................................................... 9
1.4. Giáo dục STEM tại Việt Nam ................................................................. 12
1.5. Quy trình giáo dục STEM ....................................................................... 13
1.6. Dạy học mơn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM .......................... 19
1.6.1. Mối liên hệ giữa dạy học vật lý và giáo dục STEM ............................. 19
1.6.2. Quy trình dạy học mơn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM ........ 21
1.7. Kiểm tra đánh giá trong giáo dục STEM ................................................ 23

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


1.7.1. Đánh giá truyền thống .......................................................................... 23
1.7.2. Đánh giá trong giáo dục STEM ........................................................... 24
TỔNG KẾT CHƢƠNG 1................................................................................ 25
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM THÔNG
QUATHỬ THÁCH LÀM NẾN CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC
PHỔ THÔNG .................................................................................................. 26
2.1.Thiết kế hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM ........................... 26
2.1.1.Phân tích chuẩn kiến thức kỹ năng của bài học. .................................... 26
2.1.2:Định hƣớng phát triển năng lực STEM trong thử thách làm nến ......... 28
2.2. Kế hoạch dạy học trong thử thách làm nến. ............................................. 29
2.2.1. Mục tiêu dạy học. .................................................................................. 29
2.2.2. Nội dung học tập theo định hƣớng STEM ............................................ 29

2.2.2.1. Tài liệu hƣớng dẫn hoạt động làm nến từ bơ thực vật ....................... 29
2.2.2.2. Thiết kế nhiệm vụ học tập. ................................................................. 38
2.2.2.3. phiếu học tập ...................................................................................... 39
2.2.2.4. Tổ chức dạy học. ................................................................................ 40
2.2.2.5. Tổ chức hoạt động với phần mềm đo cƣờng độ sáng của sản phẩm. 41
2.3. Đề xuất bộ kiến thức môn Vật lý 10 có thể dạy học theo định hƣớng giáo
dục STEM. ...................................................................................................... 42
TỔNG KẾT CHƢƠNG 2................................................................................ 44
CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM.................................. 45
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm......................................................... 45
3.1.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 45
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm .......................................................................... 45
3.2. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm.............................................................. 45
3.3. Các phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .................................................. 45

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


3.4. Tiêu chí đánh giá ...................................................................................... 46
3.5. Dự kiến kết quả thực nghiệm sƣ phạm. .................................................. 48
3.6. Thời gian thực nghiệm ............................................................................. 49
TỔNG KẾT CHƢƠNG 3................................................................................ 50
KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 52

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.5. Sự khác nhau trong các hoạt động của giáo viên nhất quán và

không nhất quán theo mơ hình 5E .................................................................. 17
Bảng 2.1.1: Chuẩn kiến thức, kĩ năng Bài 38 ,Tiết 1 “ Sự chuyển thể của các
chất phần Sự nóng chảy- sự đơng đặc”. .......................................................... 27
Bảng 2.1.2.Định hƣớng phát triển năng lực STEM trong thử thách làm nến. 28
Bảng 3.4.a. Bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm ................................................. 46
Bảng 3.4.b. Bảng tiêu chí đánh giá hoạt động nhóm ...................................... 47
Bảng 3.4.c. Bảng tiêu chí tự đánh giá cá nhân. ............................................... 48

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 : Mơ tả thuật ngữ STEM ........................................................................................................ 4
Hình 1.5: Quy trình 5E hướng dẫn dạy học theo định hướng STEM ................................... 14
Hình 1.6: Quy trình dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM ........................ 21
Hình 2.1. Hình ảnh sản phẩm nến ..................................................................................................... 30
Hình 2.2. Hình ảnh các hình dạng khn làm nến ...................................................................... 31
Hình 2.3. Hình ảnh các giai đoạn làm nến ...................................................................................... 32
Hình 2.5. Hình ảnh phần mềm đo cường độ sáng Lux Meter ................................................. 42

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Thế kỉ XXI, cuộc cách mạng 4.0 với sự bùng nổ của công nghệ và khoa
học, xã hội phải đối mặt với nhiều thách thức lớn và không thể không kể đến
vấn đề đổi mới giáo dục. Đây là vấn đề không chỉ riêng Việt Nam nói riêng
mà là vấn đề của cả tồn cầu nói chung. Hiện nay, “Giáo dục STEM” đã trở
thành chủ đề quan trọng trong các cuộc hội thảo và các kế hoạch tại các nƣớc

phát triển trong những năm gần đây. Phƣơng pháp dạy học STEM theo định
hƣớng phát triển năng lực HS khơng chỉ về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn
luyện năng lực hoạt động trải nghiệm thực hành, thực tiễn để phát triển năng
lực GQVĐ ngƣời học qua sự kết hợp của 4 môn học: công nghệ, khoa học, kĩ
thuật, toán học. Việc kết hợp liên môn nhƣ vậy giúp ngƣời học phát triển khả
năng sáng tạo, tƣ duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vƣợt trội hơn, ngồi
ra ngƣời học cịn có hội phát triển các kỹ năng mềm tồn diện. Chính vì vậy,
giáo dục STEM cần đƣợc quan tâm và nhận thức của tồn xã hội. Bên cạnh
đó, bộ mơn Vật Lý có nhiều điểm tƣơng đồng với giáo dục STEM bởi đây là
bộ môn cung cấp các kiến thức khoa học nền tảng. Do đó, việc nghiên cứu về
giáo dục STEM thơng qua dạy học Vật Lý là hồn tồn cần thiết. Với các lí
do trên, khóa luận chọn đề tài : “Thiết kế hoạt động giáo dục STEM thông
qua dạy học Vật lý lớp 10”
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.
2.1. Mục đích nghiên cứu:
Xây dựng cơ sở lí luận về giáo dục STEM và cơ sở lí luận về hoạt động giáo
dục dạy học STEM thông qua dạy học bộ môn Vật lý THPT. Thiết kế các
hoạt động dạy học và đánh giá giáo dục STEM thông qua dạy học Vật lý lớp
10.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
a) Nghiên cứu tổng quan về giáo dục STEM.
b) Nghiên cứu về dạy học bộ môn Vật lý theo định hƣớng giáo dục STEM.

1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


c) Nghiên cứu bài : “Sự chuyển thể của các chất phần Sự nóng chảy- sự
đơng đặc” sách giáo khoa Vật lý lớp 10.

d) Thiết kế hoạt động dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM và bộ công
cụ đánh giá dạy học.
3. Đối tƣợng, khách thể, phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Các kiến thức để thiết kế dạy học trong giáo dục STEM thông qua dạy học
bộ môn Vật lý lớp 10.
3.2. Khách thể nghiên cứu
Vật lý lớp 10, bài Sự chuyển đổi của các chất
3.3. Phạm vi nghiên cứu
Chƣơng trình Vật lý 10, cơ bản.
4. Giả thuyết đề tài.
Nếu thiết kế đƣợc hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM sẽ đánh giá
đƣợc mức độ mục tiêu dạy học và đánh giá đƣợc mức độ phát triển kiến
thức, kỹ năng STEM của học sinh, đồng thời tạo hứng thú cho học sinh
hoạt động tích cực, chủ động hơn trong các hoạt động học tập.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp, hệ thống
hóa,…các tài liệu lí luận liên quan nhằm xây dựng cho học sinh tài liệu tự
học.
- Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn: Phỏng vấn trực tiếp GV, HS tại các
trƣờng thực nghiệm.
- Phƣơng pháp chuyên gia: Tham khảo, tiếp thu ý kiến của các chuyên gia
giáo dục trong lĩnh vực giáo dục về việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề
và sáng tạo
- Thực nghiệm sƣ phạm: với HS khối 10 trƣờng THPT để biết đƣợc tính khả
thi của đề tài.

2

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

- Phƣơng pháp xử lí thơng tin: áp dụng phƣơng pháp thống kê tốn học để xử
lý và phân tích số liệu thực nghiệm sƣ phạm.
6. Cấu trúc đề tài
Mở đầu
Phần nội dung
Chƣơng 1: cơ sở lí luận dạy học chủ đề stem cho học sinh ở trƣờng trung học
phổ thông
Chƣơng 2: thiết kế hoạt động dạy học và đánh giá giáodục stem thơng qua
dạy học phần sự nóng chảy- sự đông đặc bài sự chuyển thể của các chất môn
vật lý lớp 10.
Chƣơng 3: dự kiến thực nghiệm

3

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM
1.1. Giáo dục STEM là gì?
1.1.1. STEM

Hình 1.1 : Mơ tả thuật ngữ STEM
Theo nguồn: />STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công
nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (tốn học). Ngay từ cái tên đó, có thể
thấy đƣợc về bản chất STEM mang tính “liên mơn”, giúp trang bị cho ngƣời
học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến bốn lĩnh vực trên, các
kiến thức và kỹ năng này sẽ ln đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau

giúp học sinh khơng chỉ hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể áp dụng để thực
hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.
Nhƣ vậy, có thể hiểu đơn giản STEM là phƣơng pháp giáo dục “Học
thông qua hành”, thay vì chỉ học lý thuyết thì bây giờ trẻ sẽ thực hành sau đó
rút ra đƣợc lý thuyết từ kết quả thực tế.

4

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


1.1.2. Giáo dục STEM
Giáo dục STEM hiện nay đƣợc rất nhiều tổ chức,nhà giáo dục trên thế
giới quan tâm và nghiên cứu. Do đó, thuật ngữ “Giáo dục STEM” cũng đƣơc
định nghĩa theo nhiều cách khác nhau:
Giáo dục STEM có thể đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp của 4 mơn
Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Theo tác giả Tsupros, N.
R. Kohler, & Hallinen. (2009) “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên
ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính
ngun tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học
sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn
học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi
làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh
vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” .
Ngồi ra, giáo dục STEM cịn đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp từ hai
lĩnh trở lên về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Theo quan niệm
này, tác giả Sander M. (2009), định nghĩa “ Giáo dục STEM là phương pháp
tiếp cận,khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn
các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều mơn
học khác nhau trong nhà trường”

Khơng thể có nền kinh tế 4.0 dựa trên nền tảng khoa học cơng nghệ lạc
hậu, cũng nhƣ khơng thể có nền khoa học công nghệ phát triển dựa trên nền
tảng giáo dục đào tạo lạc hậu. Theo chỉ thị số 16 của Thủ tƣớng Chính phủ
mới đây có nêu rõ: Bộ Giáo dục và Đào tạo thúc đẩy triển khai giáo dục
STEM trong chƣơng trình giáo dục phổ thơng, nhằm tăng cƣờng khả năng
thích nghi với những yêu cầu của cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ tƣ. Và
điều đó cho thấy, giáo dục STEM đóng vai trị rất quan trọng trong cuộc cách
mạng này. Vì vậy, để tiếp cận với phƣơng pháp giáo dục STEM cần phải tìm
hiểu rõ về bản chất và đặc điểm của phƣơng pháp này một cách chính xác
nhất.
1.1.3. Đặc điểm của giáo dục STEM

5

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Theo tác giả Nguyễn Thành Hải, Nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành Khoa
học Giáo dục tại Viện nghiên cứu Giáo dục STEM của Đại học Missouri
(Mỹ) đã có bài viết rút ra ba đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục:
( />Thứ nhất đó là cách tiếp cận “liên ngành” khác với “đa ngành”. Mặc dù
là cùng có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhƣng “liên ngành” thể hiện sự liên
kết và hỗ trợ giữa các ngành với nhau. Còn “đa ngành” chỉ là sự xuất hiện của
nhiều môn học, nhƣng giữa các mơn học đó khơng có sự tƣơng tác, bổ trợ cho
nhau để giúp hình thành phẩm chất và năng lực cho học sinh . Do vậy, nếu
một chƣơng trình học, một trƣờng học có nhiều mơn học khác nhau nhƣng lại
đƣợc các giáo viên khác nhau dạy một cách tách biệt, chun sâu, mà khơng
có sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau thì chƣa đƣợc gọi là giáo dục STEM.
Thứ hai là sự lồng ghép giữa các bài học với thế giới thực, thể hiện tính
thực tiễn và tính ứng dụng kiến thức cao trong việc giải quyết các vấn đề thực

tế. Tức là, khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng lý thuyết vào thực tế đƣợc
rút ngắn lại và khơng có rào cản giữa chúng. Do vậy, các chƣơng trình giáo
dục STEM nhất thiết phải hƣớng đến các hoạt động thực hành và vận dụng
kiến thức để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết vấn đề thực tế của cuộc sống.
Thứ ba là sự kết nối từ trƣờng học, xã hội đến các tổ chức tồn cầu thế
giới, đó là kỷ ngun của thế giới phẳng, cách mạng cơng nghiệp 4.0 nơi mà
tự động hóa và điều khiển từ xa thông qua các thiết bị điện tử di động lên
ngôi, thông qua đƣờng truyền Internet. Do vậy, q trình giáo dục STEM
khơng chỉ hƣớng đến các vấn đề cụ thể của địa phƣơng, xã hội quanh môi
trƣờng học tập, mà phải đặt trong các vấn đề gắn với bối cảnh kinh tế toàn cầu
và các xu hƣớng chung của thế giới, ví dụ nhƣ biến đổi khí hâu, năng lƣợng
tái tạo,…
Ngồi ra, đặc điểm của giáo dục STEM có thể hiểu là một quan điểm
dạy học tích hợp nhƣng đặc điểm cơ bản của giáo dục STEM là chỉ bàn đến
tích hợp các nội dung thuộc các lĩnh vực Khoa học,Cơng nghệ, Kỹ thuật,
Tốn học. Các hoạt động định hƣớng thực hành và định hƣớng sản phẩm,
6

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


trong quá trình tổ chức hoạt động dạy học chi phối bởi những định hƣớng đã
đƣợc thỏa thuận giữa ngƣời dạy và ngƣời học.
Định hƣớng hứng thú, đây là hoạt động nhằm hình thành xúc cảm tích
cực cho ngƣời học, là cơ sở hình thành niềm tin, thái độ, giá trị của ngƣời học.
Là hoạt động dạy học nhằm cho hoạt động trí óc và chân tay kết hợp với nhau
một cách chặt chẽ, bên cạnh đó cịn giúp giải phóng năng lƣợng, thần kinh, cơ
bắp của ngƣời học. Là quan điểm dạy học tích cực hóa học sinh và tiếp cận
toàn thể, ngƣời học đƣợc hoạt động, tƣơng tác trực tiếp với các đối tƣợng hoạt
động, trong đó các đối tƣợng hoạt động đƣợc thiết kế thành các mô đun định

hƣớng năng lực. Đặc điểm quan trọng của giáo dục STEM là nhấn mạnh việc
học tập trong những điều kiện phức hợp nhƣng vẫn đảm bảo nắm chắc kiến
thức cơ bản, rèn luyện những kĩ năng cơ bản.
1.1.4. Môn học STEM
Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử
dụng các kiến thức Khoa học (Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái
đất) của học sinh, không chỉ giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên mà cịn có
thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống
hàng ngày.
Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử
dụng, quản lí, hiểu và đánh giá cơng nghệ của học sinh. Nó cung cấp cho học
sinh những cơ hội để hiểu về công nghệ đƣợc phát triển nhƣ thế nào, cung cấp
cho học sinh những kĩ năng để có thể phân tích đƣợc sự ảnh hƣởng của công
nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày của học sinh và của cộng đồng…
Engineering (Kĩ thuật) : Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở học
sinh về cách cơng nghệ đang phát triển thơng qua q trình thiết kế kĩ thuật.
Kĩ thuật cung cấp cho học sinh những cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều
mơn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên tƣờng minh trong
cuộc sống của họ. Kĩ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kĩ năng để có
thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế
các đối tƣợng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

7

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Mathematics (Tốn học): Là mơn học nhằm phát triển ở học sinh khả
năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tƣởng một cách hiệu quả thơng
qua việc tính tốn, giải thích,các giải pháp giải quyết các vấn đề tốn học

trong q tình huống đặt ra
ví dụ:
Khi học về chủ đề hệ mặt trời, học sinh sẽ đƣợc tìm hiểu, nghiên cứu về cấu
trúc và đặc điểm của hệ mặt trời ( tìm hiểu về Khoa học ), bên cạnh đó học
sinh sẽ đƣợc nghiên cứu về những ý tƣởng phát hiện ra kính thiên văn (
tìm hiểu Cơng nghệ), đƣợc học về cấu tạo, nguyên lí hoạt động của kính
thiên văn ( tìm hiểu về Kĩ thuật), và cịn đƣợc học cách tính tỉ lệ khoảng cách
giữa các ngơi sao hay kích thƣớc của các ngơi sao ( mơn Tốn học ).
1.1.5. Kỹ năng STEM .
Giáo dục STEM khơng chỉ giúp ngƣời học có kiến thức liên ngành về
Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học, mà cịn giúp ngƣời học phát
triển các kĩ năng về các lĩnh vực đó để có thể vận dụng vào cuộc sống, đặc
biệt là trong thời đại công nghệ hiện đại ngày nay thì các kĩ năng này là khơng
thể thiếu ( Theo bài viết: />Kỹ năng khoa học: học sinh đƣợc trang bị kiến thức về các khái niệm,
các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học.
Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả
năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tƣ duy để sử dụng kiến
thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
Với kỹ năng cơng nghệ: học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu
biết, và truy cập đƣợc công nghệ, từ những vật dụng đơn giản nhƣ cái bút,
chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp nhƣ mạng Internet, máy móc.
Về kỹ năng kỹ thuật: học sinh đƣợc trang bị kỹ năng sản xuất ra đối
tƣợng và hiểu đƣợc quy trình để làm ra nó. Vấn đề này địi hỏi học sinh phải
có khả năng tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu
tố liên quan (nhƣ khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có đƣợc một
giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngồi ra học sinh cịn
8

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề
liên quan đến kỹ thuật.
Và cuối cùng, kỹ năng toán học: là khả năng nhìn nhận và nắm bắt
đƣợc vai trị của tốn học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh
có kỹ năng tốn học sẽ có khả năng thể hiện các ý tƣởng một cách chính xác,
có khả năng áp dụng các khái niệm và kỹ năng toán học vào cuộc sống hằng
ngày.
1.2. Vai trò của giáo dục STEM
Những học sinh học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những
ƣu thế nổi bật nhƣ: kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ và tốn học chắc
chắn; khả năng sáng tạo, tƣ duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vƣợt trội;
và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề
gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với học sinh.
Với học sinh phổ thông, việc theo học các mơn học STEM cịn có ảnh
hƣởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tƣơng lai. Khi đƣợc học
nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú
với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó, từ
đó sẽ khuyến khích các em có định hƣớng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho
các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.
Có thể xét thấy, mục tiêu chung của giáo dục STEM chính là sự tác
động tích cực đến ngƣời học, giúp ngƣời học có thể sẵn sàng với các thách
thức mới của thế giới thể kỉ XXI.
Dƣới góc độ giáo dục và các góc độ khác, giáo dục STEM có ba vai trị
cơ bản tác động trực tiếp đến ngƣời học đó là : hình thành và phát triển năng
lực ngƣời học; trang bị kiến thức và kĩ năng STEM cho ngƣời học để đáp
nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM; thiết lập mối liên hệ tƣơng tác giữa
khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học.
1.3. Giáo dục STEM trên thế giới
Tại Pháp

Theo tác giả Nationale, giáo dục STEM đƣợc bao phủ ở mọi cấp học.
9

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Ở bậc TH, HS đƣợc học về Toán học, Khoa học tự nhiên và Công nghệ. HS
đã đƣợc tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy sự
quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ, bên cạnh đó phát triển tƣ
duy phê phán của HS. Mục tiêu là nâng cao sự hiểu biết của HS về thế giới từ
cả hai yếu tố tự nhiên và nhân tạo.
Ở bậc THCS, HS đƣợc học về Toán học, Khoa học (Vật lí, Hóa học, Khoa
học Sự sống và Trái đất), Công nghệ. HS đƣợc tập trung học tập theo định
hƣớng giải quyết vấn đề và nghiên cứu nhằm khuyến khích các em có hiểu
biết và những suy nghĩ nghiêm túc về thế giới của mình. Hiểu về các ngun
lí của Tốn học và giải quyết các vấn đề Toán học. Đặc biệt hiện nay, Pháp
đang triển khai một chƣơng trình học tập về tích hợp Khoa học và Cơng nghệ.
Cung cấp một chƣơng trình bao gồm các nội dung về Vật lí, Hóa học, Khoa
học sự sống và trái đất, Công nghệ. Tuy nhiên, các nội dung này đƣợc dạy
tích hợp chứ khơng phải là một mơn học riêng biệt.
Ở trong chƣơng trình THPT của Pháp, giáo dục STEM đƣợc dành thời
lƣợng đáng kể. Trong năm đầu tiên, mỗi tuần HS học Toán học 4 giờ; học
Vật lí, Hóa học, Thực hành thể thao, Vũ trụ 3 giờ. Tuy nhiên chỉ có nửa giờ
mỗi tuần cho nghiên cứu về Khoa học đời sống và trái đất. Môn học này
đƣợc dạy thông qua ba chủ đề: cơ thể con ngƣời và sức khỏe; trái đất và các
hành tinh; hành trình tiến hóa của sự sống. Cũng trong năm học đầu tiên HS
đƣợc tham gia vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM nhƣ: Cơng nghệ
sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và đổi mới cơng nghệ, kĩ thuật.
Tại Anh
Chƣơng trình hành động của Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao

gồm 4 nội dung chính (Mark Windale, 2016):
Một là, tuyển dụng GV giảng dạy STEM. Theo đó, dạy tích hợp khơng
phải là một GV dạy nhiều môn học một lúc mà các GV các môn học khác
nhau phải hợp tác, cùng xây dựng bài giảng để HS có thể vận dung kiến thức
và kĩ năng của nhiều môn để giải quyết một vấn đề.
Hai là, bồi dƣỡng nâng cao trình độ của GV.
Ba là, cải tiến và làm phong phú chƣơng trình học cả trong và ngoài lớp học.
10

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Bốn là, phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học. Điều này không
chỉ cần sự đầu tƣ từ ngân sách nhà nƣớc mà còn từ phía khu vực tƣ nhân.
-Kinh nghiệm giáo dục STEM ở Anh là khơng tách biệt giáo dục STEM với
chƣơng trình chính khóa mà lồng ghép những trải nghiệm STEM vào chƣơng
trình giảng dạy và sách giáo khoa. Một số cách đƣa giáo dục STEM vào
chƣơng trình học tại Anh là:
(1) Dự án STEM đƣợc dạy trong một môn học duy nhất, ở đó GV tổ chức
cho HS thiết lập vấn đề, thiết kế phƣơng pháp giải quyết vấn đề, thu thập các
thông tin, bằng chứng và cuối cùng là rút ra những kết luận.
(2) Dự án STEM đƣợc dạy trong nhiều môn học. Theo cách này, các GV
khác nhau sẽ dạy cùng một chủ đề STEM nhƣng tiếp cận theo góc độ chun
mơn của mình.
(3) Dự án STEM phối hợp nhiều môn học, các môn học vẫn tiếp cận chủ
đề theo góc độ kiến thức chun mơn riêng. Những nội dung đƣợc giải quyết
trong môn học trƣớc sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau.
(4) Dự án STEM đƣợc thực hiện song song với chƣơng trình học. HS sẽ
học các mơn học một cách bình thƣờng, tuy nhiên song song với đó HS sẽ
tham gia vào một dự án STEM, HS sẽ vận dụng các kiến thức đƣợc học để

giải quyết các vấn đề mà dự án đặt ra.
Tại Mỹ
Theo thống kê trong một bài viết tại( về giáo dục STEM tại Mỹ, những năm gần đây,
tỉ lệ học sinh, sinh viên theo học một trong 4 lĩnh vực STEM giảm đi đáng kể
trong khi nhu cầu các ngành nghề lĩnh vực STEM gia tăng rõ rệt. Theo Bộ
Giáo dục Đạo tạo Hòa Kỳ trƣớc đây chỉ có 16% HS trung học phổ thơng quan
tâm đến STEM và chứng minh đƣợc sự thành thạo toán học. Năm 2009, chính
quyền Obama cơng bố chiến dịch “Giáo dục để đổi mới” để động viên và
khích lệ HS tham gia vào các môn STEM đồng thời chú trọng tới số lƣợng
lớn giáo viên có chun mơn cao trong các lĩnh vực này. Mục đích để đƣa
những sinh viên Mỹ ở lĩnh vực khoa học, toán học đạt tới vị trí cao trong đấu
trƣờng quốc tế, gia tăng sự tham gia của công chúng và giới trẻ với STEM,
11

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


nâng cao kinh nghiệm STEM cho sinh viên, nâng cao chuyên môn STEM cho
sinh viên đại học, đảm bảo nhu cầu nhân lực STEM và thiết kế giáo dục sau
đại học tốt hơn cho lực lƣợng lao động STEM.
Ngân sách năm 2014 của chính quyền Obama đầu tƣ 3,1 tỷ đơ la vào các
chƣơng trình liên bang về giáo dục STEM, với mức tăng 6,7% so với năm
2012. Các khoản đầu tƣ sẽ đƣợc thực hiện để tuyển dụng và hỗ trợ giáo viên
STEM, cũng nhƣ hỗ trợ các trƣờng trung học tập trung vào STEM với Mạng
lƣới đổi mới STEM. Ngân sách cũng đầu tƣ vào các dự án nghiên cứu tiên
tiến cho giáo dục, để hiểu rõ hơn về công nghệ học tập thế hệ tiếp theo.
1.4. Giáo dục STEM tại Việt Nam
Theo bài viết tại: ( )
Ở Việt Nam các trung tâm giáo dục ngoại khoá đã sớm áp dụng các chƣơng
trình đào tạo STEM cho học sinh. Ngày 1/12/2015, Cơng ty DTT Educspec

chính thức ra mắt chuỗi trung tâm Học viện STEM đáp ứng nhu cầu của các
bạn học sinh đam mê STEM tại các cơ sở trên toàn quốc với địa chỉ website là
hocvienstem.com.
Trong khi đó trƣờng Tiểu học FPT cũng đã có kế hoạch triển khai giáo dục
STEM vào chƣơng trình chính khóa bắt buộc từ năm học 2017-2018, với sự
kết hợp cùng Trung tâm American STEM.
Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận
dụng kiến thức liên mơn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS
trung học” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung
học”. Cuộc thi là cơ hội khuyến khích HS vận dụng kiến thức của các môn
học khác nhau để giải quyết các tình huống thực tiễn; tăng cƣờng khả năng
vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu của HS. Đặc biệt, các
cuộc thi Robothon quốc gia hàng năm đƣợc tổ chức, đã vận dụng phƣơng
pháp giáo dục Stem một cách rất hiệu quả. Học sinh có thể tự thiết kế, chế
tạo các rô-bốt đa dạng, cánh tay máy cầm nâng các vật và hiểu đƣợc nguyên
lý hoạt động của các sản phẩm, qua đó trang bị những kiến thức, kỹ năng cần
thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ và tốn học cho
12

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


học sinh. Các kiến thức, kỹ năng đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau,
giúp học sinh không chỉ hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể áp dụng để thực
hành, tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày nhƣ: thiết kế
đèn thông minh trong nhà, hệ thống tƣới cây tự động…
Theo Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 về Tăng cƣờng năng lực tiếp cận
cuộc Cách mạng cơng nghiệp lần thứ tƣ (cịn gọi là cách mạng cơng nghiệp
4.0). Trong đó, Thủ tƣớng Chính phủ có u cầu phải thay đổi mạnh mẽ các
chính sách, nội dung, phƣơng pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn

nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế cơng nghệ sản xuất mới, trong đó
cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về STEM bên cạnh ngoại ngữ, tin học
trong chƣơng trình giáo dục phổ thơng. Bộ Giáo dục và Đào tạo cùng phối
hợp với Hội Đồng Anh triển khai chƣơng trình thí điểm về giáo dục STEM
cho 15 trƣờng THCS và THPT tại các tỉnh thành nhƣ Hà Nội, Hải Dƣơng, Hải
Phòng, Quảng Ninh và Nam Định. Đây là những bƣớc đi quan trọng nhằm
phát triển một chƣơng trình giáo dục theo định hƣớng STEM mang tầm quốc
gia trong năm học 2016-2017. Mục tiêu chính của dự án này là nhằm : (1)
Nâng cao năng lực cho giáo viên, lãnh đạo trƣờng phổ thông về áp dụng
phƣơng pháp giáo dục STEM trong công tác giảng dạy của trƣờng nhằm nâng
cao năng lực học tập và thực hành của học sinh; (2) Phát triển giáo trình, đổi
mới sách giáo khoa và các phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng STEM, xây
dựng tài liệu giáo dục STEM; (3) Các hoạt động bổ trợ tiếp cận phƣơng pháp
giáo dục STEM (câu lạc bộ khoa học, cuộc thi khoa học, đại sứ STEM, nguồn
học liệu STEM, trại hè STEM, khuyến khích sự tham gia của các thành phần,
tổ chức xã hội vào hoạt động STEM).
Tuy nhiên việc đƣa STEM vào chƣơng trình giáo dục phổ thơng cũng sẽ gặp
một số khó khăn nhƣ đƣợc nêu ra trong các hội thảo giáo dục, ví dụ nhƣ quy
định thi cử, đánh giá chất lƣợng cũng cần thay đổi phù hợp, hay điều kiện cơ
sở vật chất sơ sài ở các trƣờng vùng nơng thơn, vùng sâu vùng xa.
1.5. Quy trình giáo dục STEM
Mơ hình giảng dạy 5E ra đời năm 1987. Nó đƣợc phát triển bởi tác giả
Rodger W. Bybee cùng cộng sự của mình trong tổ chức giáo dục Nghiên cứu

13

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


giáo trình dạy Sinh học (BSCS – Biological Sciences Curriculum Study), tại

bang Colorado, Mỹ. 5E đƣợc phát triển dựa trên lý thuyết kiến tạo
(constructivism) về học tập.
Theo phƣơng pháp 5E, ngƣời học sẽ cùng nhau xây dựng kiến thức,
chủ động khám phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ
thể. Lúc đầu, nhóm nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp 5E chỉ để nhằm giúp
học sinh học mơn sinh học thực nghiệm dễ dàng hơn. Sau đó, phƣơng pháp
5E đƣợc áp dụng rộng trong nhiều môn khoa học khác nhƣ tốn, cơng nghệ,
kỹ thuật. Nó đƣợc áp dụng phổ biến đến tận ngày nay trong các phƣơng pháp
dạy học hiện đại, điển hình nhƣ STEM
Mơ hình dạy học 5E gồm 5 giai đoạn và có những đặc điểm chính nhƣ
sau:
/>
Hình 1.5: Quy trình 5E hƣớng dẫn dạy học theo định hƣớng STEM
Engagement (Gắn kết)
Trong giai đoạn đầu của chu kỳ học tập, giáo viên làm việc để đạt đƣợc
sự hiểu biết về kiến thức sẵn có của học sinh và xác định bất kỳ khoảng trống
kiến thức nào. Điều quan trọng là khuyến khích quan tâm đến các khái niệm

14

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


sắp tới để học sinh có thể sẵn sàng tìm hiểu. Giáo viên có thể làm cho học
sinh đặt câu hỏi mở hoặc ghi lại những gì họ đã biết về chủ đề. Thông qua các
hoạt động đa dạng, giáo viên thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh, tạo
khơng khí trong lớp học, học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối với những
kiến thức hoặc trải nghiệm trƣớc đó. Giai đoạn này cho phép học sinh gắn kết,
liên hệ lại với các trải nghiệm và quan sát thực tế mà các em đã có trƣớc đó.
Trong bƣớc này, các khái niệm mới cũng sẽ đƣợc giới thiệu cho các em.

Khảo sát (Exploration)
Trong giai đoạn này, học sinh đƣợc chủ động khám phá các khái niệm
mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ thể. Giáo viên cung cấp những kiến
thức hoặc những trải nghiệm mang tính cơ bản, nền tảng, dựa vào đó các kiến
thức mới có thể đƣợc bắt đầu. Giai đoạn này, học sinh sẽ trực tiếp khám phá
và thao tác trên các vật liệu hoặc học cụ đã đƣợc chuẩn bị sẵn. Giáo viên có
thể yêu cầu học sinh thực hiện các hoạt động nhƣ quan sát, làm thí nghiệm,
thiết kế, thu số liệu.
Giải thích (Explanation)
Ở giai đoạn này, giáo viên sẽ hƣớng dẫn học sinh tổng hợp kiến thức
mới và đặt câu hỏi nếu họ cần làm rõ thêm. Giáo viên tạo điều kiện cho học
sinh đƣợc trình bày, miêu tả, phân tích các trải nghiệm hoặc quan sát thu nhận
đƣợc ở bƣớc Khám phá. Ở bƣớc này, giáo viên có thể giới thiệu các thuật ngữ
mới, khái niệm mới, công thức mới, giúp học sinh kết nối và thấy đƣợc sự
liên hệ với trải nghiệm trƣớc đó. Để giai đoạn này có hiệu quả, giáo viên nên
yêu cầu học sinh chia sẻ những gì mà các em đã học đƣợc trong giai đoạn
Khám phá trƣớc khi giới thiệu thông tin chi tiết một cách trực tiếp hơn.
Áp dụng cụ thể (Elaborate)
Giai đoạn này tập trung vào việc tạo cho học sinh có đƣợc khơng gian
áp dụng những gì đã học đƣợc. Giáo viên giúp học sinh thực hành và vận
dụng các kiến thức đã học đƣợc ở bƣớc Giải thích, giúp học sinh làm sâu sắc
hơn các hiểu biết, khéo léo hơn các kỹ năng, và có thể áp dụng đƣợc trong
những tình huống và hồn cảnh đa dạng khác nhau. Điều này giúp các kiến
thức trở nên sâu sắc hơn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh trình bày chi tiết
15

LUAN VAN CHAT LUONG download : add