Sáng kiến phát triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ đề stem phần momen lực điều kiện cân bằng của vật vật lí 10

MỤC LỤC
Trang
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ..............................................................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài..................................................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu..........................................................................................................................1
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..............................................................................................2
1.4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................................2
1.5. Thời gian nghiên cứu.........................................................................................................................2
1.6. Tính mới và những đóng góp của đề tài.................................................................................2
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU............................................................................................4
CHƯƠNG I: CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.................4
I. Cơ sở lí luận..................................................................................................................................................4
1.1. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM..............................................................................4
1.1.1. Thuật ngữ STEM.........................................................................................................................4
1.1.2. Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán học.............................................................4
1.1.3. Giáo dục STEM............................................................................................................................5
1.2. Lý thuyết về giáo dục STEM trong trường Trung học..................................................5
1.2.1. Giáo dục STEM trong trường trung học........................................................................5
1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM trong trường trung học...................................................6
1.2.3. Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học.........................................................6
1.2.4. Phân loại chủ đề STEM dựa vào mục đích dạy học...............................................7
1.2.5. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM 7
1.2.6. Phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM
...............................................................................................................................................................................8
1.2.7. Phát triển năng lực hướng nghiệp của học sinh thông qua dạy học
chủ đề STEM................................................................................................................................................8
1.2.8. Quy trình thiết kể chủ đề STEM.........................................................................................8
1.3. Tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học............................................11
1.3.1. Tổ chức hội thi thiết kế mơ hình sáng tạo theo định hướng giáo dục
STEM cho học sinh trung học........................................................................................................11
1.3.2. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề stem phát triển năng lực sáng tạo

............................................................................................................................................................................12
II. Cơ sở thực tiễn.......................................................................................................................................13
2.1. Phiếu điều tra...................................................................................................................................13
2.2. Thực trạng dạy học môn Vật lý ở trường THPT Quỳ Hợp dưới góc độ
giáo dục STEM........................................................................................................................................18


2.3. Nguyên nhân....................................................................................................................................19


CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY CHỦ ĐỀ
STEM PHẦN MOMEN LỰC, ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT...................20
2.1. Thời gian và dự kiến thời lượng thực hiện........................................................................20
2.2. Thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề STEM phần “Momen
Lực, điều kiện cân bằng của vật”......................................................................................................20
2.2.1. Xây dựng chủ đề STEM dùng đòn bẩy trong việc di chuyển vật nặng...20
2.2.2. Xây dựng chủ đề STEM chế tạo cân đòn..................................................................25
2.2.3. Kiểm tra đánh giá.....................................................................................................................30
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM..........................................................................31
3.1. Mục tiêu của thực nghiệm sư phạm.......................................................................................31
3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm...............................................................................................31
PHẦN III. KẾT LUẬN.............................................................................................................................33
PHỤ LỤC...........................................................................................................................................................34
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................................41


PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Lý do chọn đề tài
Năm học 2022-2023 là năm đầu tiên thực hiện chương trình giáo dục phổ
thông 2018 đối với lớp 10 trung học phổ thông. Trên tinh thần Nghị quyết số

29/NQ-TW với nội dung đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã nhấn
mạnh “Đổi mới nội dung giáo dục theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù
hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành nghề; tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào
thực tiễn”. Giáo dục định hướng phát triển phẩm chất, năng lực người học nhằm
đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học.
Thực hiện mục tiêu giáo dục phổ thông giúp học sinh làm chủ kiến thức phổ
thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức kỹ năng đã học vào đời sống và tự học
suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triển
hài hòa các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn phong
phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển
của đất nước và nhân loại. Giáo dục phổ thông mới chú trọng phát triển phẩm chất
và năng lực người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kỹ năng
cơ bản, thiết thực hiện đại, phát triển hài hịa đức, trí, thể, mỹ.
Vật lý là mơn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâu quan trọng của
quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lý là tăng cường hoạt động nghiên cứu
và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý cho học sinh trong q trình học tập
thơng qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu cơng dụng, ngun tắc
hoạt động, cấu tạo, chế tạo và sử dụng một số dụng cụ đơn giản từ các vật liệu sẵn
có để học sinh được trải nghiệm nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu
biết sâu sắc hơn các kiến thức Vật lý. Với những trải nghiệm ưu việt từ trí tuệ nhân
tạo và sự tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học gọi tắt
là “STEM”.
Tuy nhiên dạy dọc theo định hướng giáo dục STEM tại trường THPT Quỳ
Hợp chưa được chú trọng và nhân rộng. Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo
cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm, hiện đang
còn tương đối mới. Chính vì lý do trên mà chúng tơi chọn đề tài sáng kiến: Phát
triển phẩm chất, năng lực học sinh thông qua tổ chức thực hiện dạy học chủ
đề STEM phần “Momen Lực. Điều kiện cân bằng của vật” Vật Lí 10, tại
trường THPT Quỳ Hợp. Để góp phần giúp các em nắm vững kiến thức, có khả
năng liên hệ, liên kết giữa các kiến thức; có khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng

vào cuộc sống, công việc giúp các em thực hiện “Học đi đôi với hành”, nâng cao
hiệu quả công việc trong cuộc sống lao động sau này của các em.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Nâng cao nhận thức và năng lực tổ chức dạy học chủ đề STEM cho giao viên

1


Tổ chức dạy học chủ đề STEM phần Momen lực, điều kiện cân bằng của vật
trong chương trình vật lí lớp 10 thơng qua đó nhằm phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo,của học sinh, giúp học sinh biết vận dụng kiến thức về Momen lực
và điều kiện cân bằng của vật vào cuộc sống. Tạo niềm vui và hứng thú tìm tịi,
nghiên cứu, học tập góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
Hoạt động học tập phù hợp cho cả dạy học trực tiếp và dạy học trải nghiệm.
Qua hoạt động học tập giúp học sinh biết cách nghiên cứu khoa học.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Học sinh lớp 10 trường THPT Quỳ Hợp
Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu lí luận về giáo dục STEM
- Nghiên cứu tổ chức hoạt động dạy học chủ đề STEM
- Nghiên cứu về lí thuyết Momen lực. Tìm hiểu một số ứng dụng về Momen
- Nghiên cứu nguyên lí và cấu tạo của cân địn. Chế tạo và sử dụng cân đòn.
- Nghiên cứu về đòn bẩy, chế tạo và sử dụng đòn bẩy.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lí luận; nghiên cứu
các tài liệu về Momen lực, điều kiện cân bằng của vật.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khoa học: Nghiên cứu áp dụng kiến
thức vật lí chế tạo công cụ sử dụng trong cuộc sống.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Sau khi hoàn thiện kế hoạch đề tài thì
tiến hành thực nghiệm dạy học trên các đối tượng học sinh khác nhau để kiểm tra

đánh giá tính đúng đắn, tính thực tiễn và thiết thực của đề tài. Kết quả thực nghiệm
được đánh giá qua phiếu khảo sát và bài kiểm tra của học sinh.
- Phương pháp xử lí số liệu: Bằng tốn thống kê, sử dụng đồ hoạ vẽ đồ thị.
1.5. Thời gian nghiên cứu
- Từ tháng 5/2021 đến tháng 12/2021 hình thành ý tưởng
- Từ tháng 1/2021 đến tháng 12/2022 nghiên cứu và thử nghiệm.
- Từ tháng 01/2023 đến tháng 4/2023 viết thành đề tài.
1.6. Tính mới và những đóng góp của đề tài
- Góp phần nâng cao lí luận về giáo dục STEM
- Đánh giá thực trạng dạy học môn Vật lý ở trường THPT Quỳ Hợp dưới
góc độ giáo dục STEM.
- Xây dựng và tổ chức dạy học được một số chủ đề STEM phần “Momen
Lực, điều kiện cân bằng của vật” Vật lý 10 THPT
2


- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy kỹ thuật, năng lực
sáng tạo, năng lực giao tiếp, năng lực làm việc nhóm, năng lực hướng nghiệp cho
học sinh thông qua dạy học chủ đề STEM.
- Nội dung của đề tài thực tế và gần gũi đời sống. Đề tài được áp dụng các
phương pháp phù hợp, linh hoạt, đa dạng, sử dụng các hình ảnh rõ nét, các thí
nghiệm đơn giản giúp học sinh dễ hình thành năng lực và sử dụng.

3


PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG I:
CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
I. Cơ sở lí luận

1.1. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
1.1.1. Thuật ngữ STEM
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. Sự phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và
Tốn học được mơ tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình
sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa
học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Tốn là cơng cụ được
sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.

Hình 1

Giáo dục STEM được sử dụng theo mơ tả trong Chương trình giáo dục phổ
thơng năm 2018 như sau: Giáo dục STEM là mơ hình giáo dục dựa trên cách tiếp
cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật
và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.
1.1.2. Khoa học - Kĩ thuật - Cơng nghệ - Tốn học.
Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng đề cập đến một
vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc
các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình
mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật (Hình 2), trong đó
việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học
mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong
chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài
học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ
trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn
4

của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết
vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
thiết kế. Thơng qua q trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để
phát triển phẩm chất, năng lực.
Xác định vấn đề
Nghiên cứu kiến thức nền
Tốn

Lý

Hóa

Sinh

Tin

CN

Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế
Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế
Chế tạo mơ hình (ngun mẫu)
Thử nghiệm và đánh giá
Chia sẻ và thảo luận
Điều chỉnh thiết kế
Hình 2: Tiến trình bài học
STEM 1.1.3. Giáo dục STEM
Trên cơ sở các bài học STEM cho tất cả học sinh nêu trên, trong q trình
thực hiện sẽ có một số học sinh có sở trường, hứng thú (là những học sinh có vai
trị chủ chốt của nhóm trong việc chế tạo, thử nghiệm mẫu) cần được khuyến khích
và tạo điều kiện để tiếp tục mở rộng, đi sâu. Nhà trường cần có những hình thức tổ

chức phù hợp tạo mơi trường để các học sinh này được phát huy năng lực, sở
trường của mình; cũng từ đó phát hiện và hướng dẫn những học sinh này say mê
nghiên cứu thực hiện các dự án Khoa học, Kĩ thuật để tham gia "Cuộc thi khoa học
kĩ thuật dành cho học sinh trung học". Đây là mức độ cao của giáo dục STEM
trong giáo dục phổ thông.
1.2. Lý thuyết về giáo dục STEM trong trường Trung học.
1.2.1. Giáo dục STEM trong trường trung học.
Giáo dục STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học định hướng
5


phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và
Tốn học.
Các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Tốn học
được tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức
để giải quyết vấn đề thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị
1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM trong trường trung học.
Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh
những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn.
Nội dung bài học theo chủ đề (sau đây gọi chung bài học) STEM gắn với
việc giải quyết tương đối trọn vẹn một vấn đề, trong đó học sinh được tổ chức
tham gia học tập một cách tích cực, chủ động và biết vận dụng kiến thức vừa học
để giải quyết vấn đề đặt ra; thơng qua đó góp phần hình thành phẩm chất năng lực
cho học sinh.
1.2.3. Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học
Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải
với các giáo viên đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM
hay khơng hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần. Điều gì tạo nên sự phân
biệt một chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác. Điều đầu tiên cần
phải khẳng định trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một

chủ đề mang 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
đánh giá về một chủ đề giáo dục STEM. Trong nội dung trình bày dưới đây nghiên
cứu đề xuất một số tiêu chí nhằm xác định về một chủ đề giáo dục STEM

Kiến thức lĩnh vực

Làm việc nhóm

Tiêu chí chủ

Giải quyết
vấn đề thực
tiễn

Định hướng
thực hành

Hình 1.2. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM
- 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
6


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 ln hướng
đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, mơi trường trong
cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu
Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực
STEM để giải quyết vấn đề

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.
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 học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành
chứ khơng phải chỉ từ lí thuyết. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp học sinh
nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn. Học sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo
luận tìm tịi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau
đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học này, giáo viên
khơng cịn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để học sinh
tự xây dựng kiến thức cho chính mình.
Chủ đề STEM làm việc nhóm giữa các học sinh
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 học sinh sẽ được đặt vào
mơi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển
giải pháp .
1.2.4. Phân loại chủ đề STEM dựa vào mục đích dạy học
Chủ đề stem dạy học kiến thức mới: Được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến
thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học ( hoặc được học một
phần). Học sinh sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.

Chủ đề stem dạy học vận dụng: Được xây dựng trên cơ sở những kiến thức
học sinh đã được học. Chủ đề stem dạng này sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực
vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.
1.2.5. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua dạy học chủ đề
STEM.
Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như các

thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỷ 21. Bên cạnh những
hiểu biết về các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, học sinh sẽ
được phát triển tư duy phê phán khả năng hợp tác để thành công.
7


1.2.6. Phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh thơng qua dạy học chủ đề
STEM .
Đó là những kiến thức liên quan đến các môn Khoa học, Kỹ thuật, Cơng
nghệ và Tốn học. Trong đó học sinh biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học
để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng, quản lý và truy cập Công
nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra sản phẩm.
1.2.7. Phát triển năng lực hướng nghiệp của học sinh thông qua dạy học
chủ đề STEM
Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức kỹ năng mang tính
nền tảng cho việc học tập ở các bậc cao hơn, cũng như cho nghề nghiệp tương lai
của học sinh. Từ đó góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực phẩm chất
tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và
phát triển đất nước.
Tăng cường trang bị cho học sinh phổ thông những kỹ năng về STEM, tăng
cường số lượng học sinh sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực
stem.
Q trình sáng tạo có thể được ni dưỡng trong học sinh nhưng phải cần
thời gian và học sinh cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để
kích thích sự sáng tạo. Do vậy tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận liên ngành
để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và
Tốn học nhằm mang đến cho học sinh những trải nghiệm thực tế có ý nghĩa.
1.2.8. Quy trình thiết kể chủ đề STEM.
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

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

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình mơn học và các hiện tượng,
q trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị cơng nghệ có
sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học.

8


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 giao
cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được
những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình mơn học đã được lựa chọn
(đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với
STEM vận dụng) 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 xác
định 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
kĩ thuật dạy học tích cực với 5 hoạt động học sau đây. Mỗi hoạt động học được
thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh, phải hồn
thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học ở
trường, ở nhà và cộng đồng.
Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Trong hoạt động này, Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa
đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với
các tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất,
xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hồn thành. Tiêu chí
của sản phẩm là u cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản
phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc
học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản
phẩm cần làm.
- Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu.
- Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện
tượng, sản phẩm, công nghệ...
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hồn thành nội
dung (Bài ghi chép thơng tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt
câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương
tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm
vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian,
địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề giáo viên hỗ trợ).
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới
9


sự hướng dẫn của Giáo viên. Trong bài học STEM sẽ khơng cịn các "tiết học" thơng
thường mà ở đó giáo viên giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học
sinh phải tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản
phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi học sinh hồn thành bản thiết kế thì đồng thời
học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình học tương ứng.

- Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp,

- Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm ghi
nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế.
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội
dung (Xác định và ghi được thơng tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải
pháp/thiết kế).
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầuđọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thơng tin, dữ liệu, giải thích kiến thức
mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân
nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ
học sinh đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo
vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã
có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp
ý của các bạn và Giáo viên, học sinh tiếp tục hồn thiện (có thể phải thay đổi để
bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm,
- Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế.
- Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và
hồn thiện.
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa
chọn/hoàn thiện.
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ u cầu
học sinh trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo
thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ học sinh lựa chọn giải
pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã
hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm
và đánh giá. Trong q trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban
đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.
- Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.

- Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm, chế tạo mẫu theo thiết kế,
| thử nghiệm và điều chỉnh.
10


- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ
vật... đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng
cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp...); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và
thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập
đã hồn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện.
- Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu.
- Nội dung: Trình bày và thảo luận.
- Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ
vật... đã chế tạo được.
- Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mơ tả rõ u cầu
và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu,
video, dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ vật đã chế tạo...) theo các hình thức phù hợp
(trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và
định hướng tiếp tục hoàn thiện.
1.3. Tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học.
1.3.1. Tổ chức hội thi thiết kế mơ hình sáng tạo theo định hướng giáo dục
STEM cho học sinh trung học.
Hội thi thiết kế mô hình sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM là hoạt
động ngoại khóa ở trường trung học, trong đó các nhóm học sinh tự thiết kế sản
phẩm ứng dụng kỹ thuật theo sở thích và khả năng trên cơ sở định hướng của giáo
viên, có sự vận dụng kiến thức khoa học và tốn học vào thực tiễn. Tiến trình tổ
chức gồm 3 giai đoạn: Chuẩn bị tội thi, thực hiện hội thi và kết thúc hội thi

Giai đoạn 1: Chuẩn bị hội thi.
Xác định thời gian tổ chức hội thi: Là khoảng thời gian hội thi chính thức
được bắt đầu cho đến khi kết thúc.
Xác định đối tượng tham gia: Học sinh toàn trường hay chỉ tập trung theo
từng khối, mỗi lớp cử đại diện 1 đến 2 nhóm hay tất cả học sinh trong lớp.
Xác định hình thức tổ chức hội thi: Ngoại khóa.
Xác định lực lượng hổ trợ học sinh: Giáo viên, phụ huynh, sinh viên tình nguyện…

Hình thành ban tổ chức hội thi: Ban giám hiệu, tổ trưởng bộ mơn, giáo viên…

Cơng bố tiêu chí chấm điểm mơ hình và ra thơng báo tồn trường: Tiêu chí
chấm điểm mơ hình để định hướng học sinh trong việc lựa chọn mơ hình và lên
phương án thiết kế, lựa chọn nguyên liệu. Thông báo hội thi công bố toàn trường
để triển khai đến toàn thể học sinh và hội đồng sư phạm nhà trường.
11


Giai đoạn 2: Thực hiện hội thi.
Các nhóm học sinh đăng ký mơ hình với ban tổ chức, tiến hành thực hiện
mơ hình theo kế hoạch và bảng phân cơng nhiệm vụ được thống nhất bởi các thành
viên trong nhóm. Các nhóm học sinh tiến hành tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật
xung quanh, lựa chọn mơ hình theo sở thích và khả năng của nhóm, nghiên cứu các
kiến thức liên quan đến mơ hình đã lựa chọn, đề xuất giải pháp thiết kế, lựa chọn
phương án thiết kế, tìm kiếm ngun vật liệu để thiết kế mơ hình phù hợp với khả
năng của nhóm và điều kiện xung quanh, gia công vật liệu và thiết bị, tiến hành lắp
ráp mơ hình, vận hành thử nghiệm mơ hình, phân tích và điều chỉnh các lỗi kỹ
thuật, hồn thiện mơ hình và vận hành để tham gia hội thi.
Ban Tổ chức tiến hành kiểm tra, giám sát tiến độ thực hiện của nhóm học
sinh, điều chỉnh, bổ sung, hướng dẫn kịp thời khó khăn khi học sinh gặp phải.
Giai đoạn 3: kết thúc hội thi

Sau khi các nhóm học sinh đã hồn thành mơ hình, ban tổ chức hướng dẫn cho
học sinh các kỹ năng cần thiết như: Soạn bài trình chiếu đa phương tiện, thiết kế
poster hoặc Facebook giới thiệu sản phẩm, kỹ năng thuyết trình trước đám đơng, phối
hợp để vận hành mơ hình, phản biện và trả lời câu hỏi bảo vệ chính kiến.
Tổ chức vịng sơ loại để lựa chọn các mơ hình đạt chất lượng tốt vào vịng
chung kết.
Khen thưởng tồn trường các nhóm có mơ hình đạt giải.

Khuyến khích động viên các nhóm học sinh có mơ hình chưa đạt giải và cấp
giấy chứng nhận cho học sinh để làm căn cứ đánh giá hạnh kiểm, đánh giá kết quả
hoạt động ngoại khóa của học sinh.
1.3.2. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề stem phát triển năng lực sáng tạo.

1.3.2.1. Khái niệm dạy học mở mang tính thiết kế.
Dạy học mở mang tính thiết kế là hình thức dạy học phát hiện và giải quyết
những tình huống có vấn đề của cuộc sống nghề nghiệp liên quan đến nội dung
chun mơn tính mở của hình thức dạy học này được thể hiện bởi các đặc trưng
sau
+ Tính đa lời giải
+ Khuyến khích học sinh tham gia vào giải quyết vấn đề.
+ Giảm bớt sự căng thẳng của học sinh.
Dạy học mở mang tính thiết kế được thực hiện dựa trên phương pháp nghiên
cứu khoa học, khuyến khích học sinh tìm kiếm tích cực và có niềm vui trong hoạt
động đó. Tiền thân của dạy học mở mang tính thiết kế là dạy theo sự ngẫu nhiên,
tự nhiên sống động. Hay được hiểu là dựa trên kinh nghiệm học sinh đã có, mở ra
phạm vi cho học sinh hoạt động từ những tình huống có vấn đề, lấy học sinh làm
trung tâm, khuyến khích tính chủ thể của học sinh trong q trình dạy học.
12

1.3.2.2. Đặc trưng của dạy học mở mang tính thiết kế.
Dạy học mở mang tính thiết kế có đặc trưng sau:
+ Sự nhận thức kỹ thuật của học sinh là dựa trên những kinh nghiệm của học
sinh và cùng với nó để phát triển nhận thức kỹ thuật.
+ Vai trị của giáo viên là người truyền đạt tri thức chuyển hóa thành người
tư vấn tổ chức cho học sinh tự nhận thức.
+ Khơi dậy sự tị mị tìm kiếm của học sinh.
Dạy học mở mang tính thiết kế tạo, cơ hội cho học sinh hoạt động và phát
triển kỹ năng hoạt động. Để thực hiện được dạy học mở mang tính thiết kế thì cần
phải có những tình huống có vấn đề mang tính tổng thể, có khơng gian quyết định,
có độ tự do trong việc đưa ra các lời giải. Những lời giải của học sinh được tổng
hợp lại thơng qua đàm thoại trong q trình làm việc nhóm. Hoạt động chủ yếu
chính là hoạt động của người học tìm ra và quyết định lời giải tối ưu cho vấn đề đó.
1.3.2.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề stem phát triển
năng lực sáng tạo.
Dạy học mở mang tính thiết kế phù hợp cho những nội dung mang tính thiết
kế hệ thống kỹ thuật và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
+ Giáo viên khuyến khích học sinh tìm kiếm các lời giải và chấp nhận các
lời giải.
+ Giáo viên cùng với người học nhận xét để họ thấy được các lời giải đúng
+ Học sinh được tổ chức học theo nhóm, thảo luận, hợp tác với nhau và học
lẫn nhau.
II. Cơ sở thực tiễn
2.1. Phiếu điều tra
Câu hỏi
Câu 1: Theo em thực trạng học
sinh học vật lí xong mà khơng biết
vận dụng để giải thích các hiện
tượng thực tế có nhiều khơng
Câu 2: Theo em học vật lí có cần

liên hệ với thực tiễn khơng

A

B
Nhiều

C
Ít

D Trả lời
Đều
Rất ít biết cả
Tuỳ

Có

Khơng

kiến

thức
Câu 3: Em hãy cho biết mức độ
hứng thú học tập đối với hai tiết
học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí
thuyết rồi ra bài tập để tính tốn.
(2) Tiết học có mơ phỏng hiện

Như
nhau

(1)
hứng
thú hơn
(2)

Một
số ít

(2)
hứng Tuỳ
thú
bài
hơn (1)
13


tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và
dụng cụ thực nghiệm.
Câu 4: Em hãy cho biết mức độ
hiểu bài đối với hai tiết học sau:
(1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra
bài tập để tính tốn. (2) Tiết học
có mơ phỏng hiện tượng vật lí
bằng hình ảnh, clip và dụng cụ
thực nghiệm.
Câu 5: Em hãy cho biết mức độ
biết vận dụng vào thực tế đời sống
đối với hai tiết học sau: (1) Tiết
học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập

để tính tốn. (2) Tiết học có mơ
phỏng hiện tượng vật lí bằng hình
ảnh, clip và dụng cụ thực nghiệm.

(1)

(2)

Như
nhau

hiểu
bài hơn
(2)

hiểu Tuỳ
bài hơn bài
(1)

Như

(1) biết

(2) biết Tuỳ

nhau

hơn (2)

hơn (1)

bài

Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 1 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi
Đáp án
Số em chọn
Câu 1: Theo em thực trạng học sinh học vật A. Nhiều
58
lí xong mà khơng biết vận dụng để giải
B. Ít
35
thích các hiện tượng thực tế có nhiều khơng C. Rất ít
25
D. Đều biết cả

2

Nhiềuu
Ít
Rất ítt ít
Đềuu biết cảt cả

Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Theo em thực trạng học
14


sinh học vật lí xong mà khơng biết vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tế
có nhiều khơng”

Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 2 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi
Đáp án
Số em chọn
Câu 2: Theo em học vật lí
A. Có
80
có cần liên hệ với thực tiễn B. Khơng
0
khơng
C. Tuỳ kiến thức
25
D. Một số ít
15

Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Theo em học vật lí có
cần liên hệ với thực tiễn khơng”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 3 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi
Câu 3: Em hãy cho biết mức độ hứng
thú học tập đối với hai tiết học sau: (1)
Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để
tính tốn. (2) Tiết học có mơ phỏng hiện
tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng
cụ thực nghiệm.

Đáp án
A. Như nhau

B. (1) hứng thú hơn (2)
C. (2) hứng thú hơn (1)

D. Tuỳ bài

Số em
chọn

20
2
60
38

15


Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Em hãy cho biết mức
độ hứng thú học tập đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra
bài tập để tính tốn. (2) Tiết học có mơ phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip
và dụng cụ thực nghiệm”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 4 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi

Đáp án

Câu 4: Em hãy cho biết mức độ hiểu
bài đối với hai tiết học sau: (1) Tiết
học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để
tính tốn. (2) Tiết học có mơ phỏng

hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip
và dụng cụ thực nghiệm.

Số em chọn

A. Như nhau
B. (1) hiểu bài hơn (2)

25
4

C. (2) hiểu bài hơn (1)

55

D. Tuỳ bài

36

16


Biểu đồ thể hiện kết quả khảo sát nội dung câu hỏi “Em hãy cho biết mức
độ hiểu bài đối với hai tiết học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra bài tập để
tính tốn. (2) Tiết học có mơ phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip và dụng
cụ thực nghiệm.”
Bảng kết quả khảo sát 120 em học sinh cho câu hỏi 5 và biểu đồ thể hiện kết
quả khảo sát
Câu hỏi

Đáp án
A. Như nhau

Câu 5: Em hãy cho biết mức độ biết vận
dụng vào thực tế đời sống đối với hai tiết B. (1) biết hơn (2)
học sau: (1) Tiết học chỉ dạy lí thuyết rồi ra C. (2) biết hơn (1)
bài tập để tính tốn. (2) Tiết học có mơ
phỏng hiện tượng vật lí bằng hình ảnh, clip D. Tuỳ bài
và dụng cụ thực nghiệm.

Số em chọn
15
1
80
24

17