Tổ chức hoạt động giáo dục STEM “Hệ thống điều khiển tự động” với công cụ Coach 7 cho học sinh THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM H NI

CễNG ễ

Tổ CHứC HOạT ĐộNG GIáO DụC STEM
Hệ THốNG ĐIềU KHIểN Tự ĐộNG VớI CÔNG Cụ
COACH 7
CHO HọC SINH TRUNG HọC PHổ THÔNG

LUN VN THC S KHOA HC GIÁO DỤC

HÀ NỘI – 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM H NI

CễNG ễ

Tổ CHứC HOạT ĐộNG GIáO DụC STEM
Hệ THốNG ĐIềU KHIểN Tự ĐộNG VớI CÔNG
Cụ COACH 7
CHO HọC SINH TRUNG HọC PHổ THÔNG
Chuyờn ngnh: Lớ lun v phng pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Bá Trình

HÀ NỢI – 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu đều là trung thực và chưa ai cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2019
Tác giả

Đỗ Công Đô


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thiện luận văn, bản thân luôn nhận
sự hỗ trợ, tạo điều kiện của Thầy hướng dẫn, bạn bè, gia đình và đồng nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn:
- TS Trần Bá Trình, thầy hướng dẫn trực tiếp, người đã dành thời gian,
cơng sức giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn.
- Các thầy cô giáo tổ Phương pháp, Khoa Vật lí đã tận tình chỉ bảo, giúp
đỡ tơi trong q trình học tập và hồn thiện luận văn.
- Ban Giám hiệu, các thầy cơ giáo Vật lí, học sinh Trường THPT
Huỳnh Thúc Kháng – Thanh Xuân – Hà Nội đã tạo điều kiện để tôi tổ chức
các hoạt động trải nghiệm thực tế STEM.
- Xin cảm ơn đến tất cả đồng nghiệp và gia đình ln tạo điều kiện tốt
nhất để tơi có thời gian để thực hiện luận văn này.
Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên luận văn không tránh
khỏi những thiếu sót. Kính mong Q thầy cơ, các chun gia, đồng nghiệp,
bạn bè tiếp tục đóng góp, tơi sẽ tiếp thu, chỉnh sửa để luận văn đạt chất lượng
tốt hơn.

Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2019
Tác giả luận văn

Đỗ Công Đô


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.....................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài......................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài...............................................................2
3. Giả thuyết khoa học của đề tài.................................................................2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài..............................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài.........................................................3
6. Cấu trúc của đề tài...................................................................................4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI. . .5
1.1. Một số vấn đề chung về giáo dục STEM..........................................5
1.1.1. Khái niệm

5

1.1.2. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM

6

1.2. Nguyên tắc xây dựng chủ đề STEM trong dạy học.........................7
1.2.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM 7
1.2.2. Quy trình xây dựng bài học STEM

9

1.2.3. Kĩ thuật tổ chức các hoạt động dạy học 10
1.2.4. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học

10

1.3. Năng lực công nghệ của học sinh THPT.........................................12
1.3.1 Năng lực công nghệ

12

1.3.2. Các con đường phát triển năng lực công nghệ.

14

1.4. Điều tra về tình hình dạy học trải nghiệm thực tế STEM ở trường
THPT Huỳnh Thúc Kháng.....................................................................17
1.4.1. Mục đích điều tra

17

1.4.2. Phương pháp điều tra
1.4.3. Đối tượng điều tra

18

1.4.4. Kết quả điều tra

18

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

23

18


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM
BẰNG CÔNG CỤ COACH 7.................................................................24
2.1. Một số hướng dẫn cơ bản cho việc sử dụng chương trình điều
khiển CoachLabII +.................................................................................24
2.1.1. Cảm biến và vai trò của cảm biến 24
2.1.2. Giới thiệu về một số dụng cụ chấp hành thường gặp.

26

2.1.3. Giới thiệu chương trình điều khiển CoachLab II+

28

2.2. Thiết kế một số chủ đề dạy học STEM sử dụng chương trình điều
khiển CoachLabII +

31

2.2.1. Chủ đề hệ thống đèn cảnh báo giao thơng nơi khúc cua góc khuất
32
2.2.2. Chủ đề hệ thống đóng mở cửa và chng báo tự động. 43
2.3. Thiết kế công cụ đánh giá 66
2.3.1. Xây dựng tiêu chí đánh giá. 66

2.3.2. Xây dựng cách đánh giá và thu thập số liệu.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

67

68

CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM SƯ PHẠM.............................................69
3.1. Mục đích của Thử nghiệm sư phạm

69

3.2. Đối tượng và thời gian thực nghiệm

69

3.3. Kế hoạch thử nghiệm

70

3.4. Phương pháp thử nghiệm sư phạm

71

3.5. Phân tích quá trình thử nghiệm sư phạm

71

3.5.1. Phân tích diễn biến của hoạt động trải nghiệm thực tế STEM. 71
3.5.2. Sơ bộ đánh giá hiệu quả của hoạt động trải nghiệm thực tế STEM

78
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................91
KẾT LUẬN CHUNG...............................................................................92


TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................94
PHỤ LỤC


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
THPT

: Trung học phổ thông

GV

: Giáo viên

HS

: Học sinh

NLCN

: Năng lực công nghệ

SGK

: Sách giáo khoa

TN

: Thực nghiệm

PHT

: Phiếu học tập

TTC

: Tính tích cực

BGD&ĐT

: Bộ Giáo dục và đào tạo.

STEM

: Science (Khoa học),
Technology (Công nghệ),
Engineering (Kỹ thuật)
Mathematics (Toán học)


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ
Trang
Danh mục các bảng
Bảng 1.1. Các thành tố năng lực công nghệ...................................................12
Bảng 1.2. Kết quả điều tra và định hướng thực hiện trong dạy học “Trải
nghiệm thực tế STEM” tại trường THPT Huỳnh Thúc Kháng.......21

Bảng 3.1. Kết quả đánh giá TTC của HS ở chủ đề 1......................................78
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá TTC của HS ở chủ đề 2......................................79
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá TTC của HS chủ đề 3.........................................79
Bảng 3.4. Kết quả thống kê TTC của HS theo mức.........................................79
Bảng 3.5. Bảng đánh giá NLCN theo các mức độ ở chủ đề 1.........................83
Bảng 3.6. Bảng đánh giá NLCN theo các mức độ ở chủ đề 2.........................84
Bảng 3.7. Bảng đánh giá NLCN theo các mức độ ở chủ đề 3.........................85
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp NLCN học sinh đạt được theo các chủ đề..............85
Bảng 3.9. Điểm trung bình các chỉ số năng lực theo mức qua mỗi chủ đề.....86
Danh mục các biểu đồ
Biểu đồ 3.1. Đồ thị đánh giá TTC của HS theo mức.......................................80
Biểu đồ 3.2 Biểu đồ đánh giá sự phát triển chỉ số NLCN của HS..................86


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình xây dựng bài học STEM.......................................9
Hình 1.2. Hoạt động tìm hiểu tình huống xác định vấn đề nghiên cứu...........10
Hình 1.3. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền..............................................11
Hình 1.4. Hoạt động giải quyết vấn đề...........................................................11
Hình 2.1. Cảm biến ánh sáng BT50i...............................................................25
Hình 2.2. Cảm biến chuyển động 0664.............................................................25
Hình 2.3. Cảm biến nhiệt độ BT84i.................................................................25
Hình 2.4. Thiết bị chuyển đổi CoachLab II+..................................................26
Hình 2.5. Đèn và đèn tín hiệu.........................................................................27
Hình 2. 6 Quạt, động cơ, máy bơm.................................................................27
Hình 2.7. Loa chng báo...............................................................................27
Hình 2.8. Đèn sưởi bếp năng lượng................................................................28
Hình 2.9 Mơ hình mẫu hệ thống cảnh báo nơi khúc cua................................32

Hình 2.10 Gương cầu lồi nơi khúc cua...........................................................35
Hình 2.11. Bản vẽ mơ hình đèn và khúc cua...................................................39
Hình 2. 12 Mơ hình hồn thiện hệ thống cảnh báo ở khúc cua......................41
Hình 2. 13 Mơ hình mẫu đóng mở cửa và chng báo tự động......................43
Hình 2.14. Cửa truyền thống...........................................................................46
Hình 2.15. Bản vẽ dự kiến mơ hình cửa..........................................................50
Hình 2.16. Sản phẩm dự kiến mơ hình của tự đơng........................................53
Hình 2.17. Mơ hình mẫu hệ thống cảnh báo lũ...............................................55
Hình 2.18. Những nguy hiểm khi qua đập tràn mùa mưa lũ...........................58
Hình 2.19. Bản vẽ mơ hình cảnh báo lũ..........................................................61
Hình 2.20. Sản phẩm dự kiến mơ hình hệ thống cảnh báo lũ.........................64


Hình 3. 1 Học sinh thảo luận tình huống xác định vấn đề nghiên cứu...........73
Hình 3. 2 GV phát phiếu học tập HS đọc và tìm hiểu kiến thức nền...............74
Hình 3.3. HS thảo luận vẽ và thuyết trình bảo vệ phương án theo nhóm.......75
Hình 3. 4 Thiết kế mơ hình theo ý tưởng đặt ra và hồn thiện mơ hình..........76
Hình 3.5. Báo cáo và trình diễn sản phẩm trước lớp......................................77
Hình 3.6. Phiếu học tập hoàn thiện của học sinh............................................82


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Giáo dục STEM là xu hướng quốc tế kết nối chặt chẽ với cuộc cách
mạng công nghiệp lần thứ 4. Giáo dục STEM là một phương thức thúc đẩy
nguồn nhân lực chất lượng cao trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ
thuật và Toán nhằm tăng cường sự cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên
thế giới.
Các nghiên cứu cho thấy rằng khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn
đóng một vai trò quan trọng, trong việc tạo ra các giá trị của cải vật chất, của

mỗi quốc gia. Tuy nhiên không có nhiều HS, theo đuổi các lĩnh vực này và
một trong các nguyên nhân là quá trình học trong nhà trường, HS không thấy
được ý nghĩa của các môn học đó, khơng thấy được tính ứng dụng và tính
thực tiễn của kiến thức. Tồn tại một mâu thuẫn, giữa thực tiễn giáo dục và
thực tiễn cuộc sống đó là nhà trường thì dạy các mơn học độc lập nhưng các
vấn đề ngoài thực tiễn cuộc sống, con người cần phải giải quyết thì ln mang
tính phức hợp. Các nghiên cứu cũng đã chứng minh, cơ sở khoa học cũng như
sự tồn tại khách quan, của mối quan hệ tương tác giữa các lĩnh vực, trong giáo
dục STEM do vậy giáo dục STEM là tất yếu và giáo dục STEM đang dần trở
thành một xu hướng giáo dục mang tính tồn cầu
Việc phát triển năng lực cho người học đang là mục tiêu và yêu cầu cấp
thiết của giáo dục giai đoạn hiện nay. Để hiện thực hóa mục tiêu ấy, người
dậy cần đa dạng hóa và làm phong phú thêm các hình thức dạy học trong đó
có việc quan trọng là ứng dụng CNTT sáng tạo mang tính hướng dẫn để phát
huy năng lực người học. Chương trình điều khiển coachlab II+ với cơng cụ
Coach 7 chính là để đáp ứng mục tiêu ấy. Chương trình được tạo ra để giúp
các em học sinh có khái niệm ban đầu về cảm biến, tự động hóa, những cơng
nghệ thơng minh hiện nay và cách ứng dụng các công nghệ này vào cuộc

1


sống. Bên cạnh đó, chương trình giúp khơi gợi sự tìm tịi và khám phá ở các
em, giúp các em biến trí tưởng tượng thành thực tiễn, đồng thời phát triển
nhiều năng lực bổ ích trong đó có năng lực cơng nghệ.
Xuất phát từ thực tế và lí do trên nên tôi chọn đề tài "Tổ chức hoạt
động giáo dục STEM “Hệ thống điều khiển tự động” với công cụ Coach 7
cho học sinh THPT"
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Sử dụng chương điều khiển Coachlab II+ để xây dựng một số chủ đề

STEM bao gồm: Hệ thống đèn cảnh báo giao thơng nơi khúc cua góc khuất;
Hệ thống đóng mở cửa và chng báo tự động nơi cơng cộng hoặc các nhà
hàng siêu thị; Hệ thống cảnh báo lũ tự động từ xa cho các đập tràn vùng núi
và các vùng trũng thấp để dạy học qua đó phát trển NLCN cho HS THPT.
3. Giả thuyết khoa học của đề tài
Nếu sử dụng công cụ Coach 7 để xây dựng một số chủ đề STEM trong
dạy học thì có thể phát huy được tính tích cực, đồng thời hình thành và phát
triển được năng lực cơng nghệ cho HS THPT
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
4.1. Nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu lí thuyết chung về dạy học STEM; vai trò, tác dụng của
dạy học STEM.
- Nghiên cứu lí thuyết về nguyên tắc xây dựng các chủ đề STEM
- Nghiên cứu lí thuyết về phương pháp dạy học STEM.
- Nghiên cứu về NLCN và con đường để phát triển các thành tố của
năng lực này.
4.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Nghiên cứu thực tiễn, về những hạn chế của việc dạy học STEM hiện
nay, trong trường phổ thông.

2


- Điều tra cơ bản bằng quan sát và trao đổi ý kiến với giáo viên, HS về
tính khả thi của đề tài.
- Nghiên cứu áp dụng hoạt động dạy học các chủ đề STEM ở một số
trường THPT.
4.3. Xây dựng một số chủ đề dạy học STEM trong đó có sử dụng chương
trình điều khiển coachlab II+.
Trong đề tài tôi đã xây dựng ba chủ đề dạy học liên quan đến trải

nghiệm thực tế STEM đó là: Hệ thống cảnh báo lũ tự động cho các đập tràn
vùng núi và các vùng trũng thấp; Hệ thống đèn cảnh báo giao thơng nơi khúc
cua góc khuất; Hệ thống đóng mở cửa và chuông báo tự động nơi công cộng
hoặc các nhà hàng siêu thị.
Ngồi ra trong đề tài tơi cũng tiến hành xây dựng những hướng dẫn cơ
bản cho học sinh về ngơn ngữ lập trình Coachlab II+ bằng cơng cụ Coach 7;
về vai trò của cảm biến trong các chương trình điều khiển.
4.4. Soạn thảo tiến trình dạy học các chủ đề STEM
4.5. Thử nghiệm sư phạm
Nhằm đánh giá tính khả thi, của việc áp dụng dạy học một số chủ dề
trải nghiêm thực tế STEM bằng cách sử dụng chương trình điều khiển
Coachlab II+. Qua đó bổ sung, sửa chữa các chủ đề dạy học đã thiết kế.
Đối tượng thử nghiệm: HS khối lớp 11 trên địa bàn Hà Nội.
5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp điều tra thăm dò
- Phương pháp thử nghiệm sư phạm
- Phương pháp thống kê toán học.

3


6. Cấu trúc của đề tài
Ngoài phần mục lục, mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí thuyết và thực tiễn của đề tài
Chương 2: Xây dựng một số chủ đề dạy học STEM bằng chương trình
điều khiển Coach LapII
Chương 3: Thử nghiệm sư phạm

4


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Một số vấn đề chung về giáo dục STEM
1.1.1. Khái niệm
Theo hai tài liệu “Định Hướng giáo dục STEM trong trường trung học
[4]” và tài liệu “Báo cáo tổng kết nhiệm vụ, khảo sát thực trạng và điều kiện
áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông [5]” của Bộ GD&ĐT thì
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường
được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Cơng nghệ,
Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới
thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001.
Với những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển
khai theo những cách khác nhau. Các nhà lãnh đạo và quản lí đề xuất các chính
sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực
đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ. Người làm chương
trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trị, vị trí,
sự phối hợp giữa các mơn học có liên quan trong chương trình. Giáo viên thực
hiện giáo dục STEM thơng qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học
đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú,
để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho HS.
Nhìn chung, khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức và
hành động theo cả hai cách hiểu sau đây:
Một là, tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định
hướng giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Cơng
nghệ, Kỹ thuật, Tốn với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực
đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng

cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.
5


Hai là, phương pháp tiếp cận liên môn (khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật,
tốn) trong dạy học với mục tiêu: nâng cao hứng thú học tập các môn học
thuộc các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn; vận dụng kiến thức
liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; kết nối trường học và cộng đồng;
định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập; hình thành và phát triển
năng lực và phẩm chất người học.
1.1.2. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM
Theo tài liệu “Định Hướng giáo dục STEM trong trường trung học [4]”
của Bộ GD&ĐT, thì việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thơng mang lại
nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:
- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà
trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Tốn, Khoa học, các
lĩnh vực Cơng 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.
- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: 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, HS 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 HS.
- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS: Khi triển khai
các dự án học tập STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện
các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa
học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển
phẩm chất, năng lực cho HS.
- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả
giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo
dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con

người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo
dục STEM phổ thơng cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù
của địa phương.
6


- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ
thông, HS sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự
phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực
STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức
thu hút HS theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các
ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công
nghiệp lần thứ tư.
1.2. Nguyên tắc xây dựng chủ đề STEM trong dạy học
1.2.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM
Theo tài liệu “Định Hướng giáo dục STEM trong trường trung học [4]”
của BGD&ĐT để tổ chức được các hoạt động nói trên, mỗi bài học STEM
cần phải được xây dựng theo 6 tiêu chí sau:
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn
Trong các bài học STEM, HS được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội,
kinh tế, mơi trường và u cầu tìm các giải pháp.
Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật
Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa HS từ
việc xác định một vấn đề - hoặc một yêu cầu thiết kế - đến sáng tạo và phát
triển một giải pháp. Theo quy trình này, HS thực hiện: (1). xác định vấn đề (2).nghiên cứu kiến thức nền – (3).đề xuất nhiều ý tưởng cho các giải pháp –
(4).lựa chọn giải pháp tối ưu – (5).phát triển và chế tạo một mơ hình (ngun
mẫu) – (6).thử nghiệm và đánh giá – (7).hồn thiện thiết kế. Trong quy trình
thiết kế kĩ thuật, các nhóm HS thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của
mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học
từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của HS là phát triển các giải pháp.

Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa HS vào hoạt động
tìm tịi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm
Trong các bài học STEM, hoạt động học của HS được thực hiện theo
hướng mở có "khn khổ" về các điều kiện mà HS được sử dụng (chẳng hạn
7


các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của HS là hoạt động được chuyển giao
và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính HS. HS
thực hiện các hoạt động trao đổi thơng tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế
nguyên mẫu của mình nếu cần. HS tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và
thiết kế hoạt động khám phá của bản thân.
Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lơi cuốn HS vào hoạt động
nhóm kiến tạo
Giúp HS làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ
là một việc dễ. Tuy nhiên, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu tất cả giáo
viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng làm việc nhóm, sử
dụng cùng một ngơn ngữ, tiến trình và mong đợi cho HS. Làm việc nhóm
trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng
lực giao tiếp và hợp tác.
Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa
học và toán mà HS đã và đang học
Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có
mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, cơng nghệ và tốn. Lập kế
hoạch để hợp tác với các giáo viên tốn, cơng nghệ và khoa học khác để hiểu
rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp
trong một bài học đã cho. Từ đó, HS dần thấy rằng khoa học, cơng nghệ và
tốn không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải
quyết các vần đề. Điều đó có liên quan đến việc học tốn, cơng nghệ và khoa
học của HS.

Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và
coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập
Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa
học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn
phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng.

8


Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức
độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của
năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM.
1.2.2. Quy trình xây dựng bài học STEM
Theo tài liệu “Định hướng về giáo dục STEM trong trường trung học
[4]” của bộ giáo dục đào tạo thì quy tình xây dựng bài học STEM có thể tóm
tắt qua sơ đồ sau:

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình xây dựng bài học STEM
9