Khóa luận thiết kế dạy học chủ đề stem “guồng đua nước lên nương”

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ NGÂN

THIẾT KẾ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM
“GUỒNG ĐƢA NƢỚC LÊN NƢƠNG”

Khóa luận giáo dục học

Chun ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ mơn Vật lý

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hà Nội, 2019


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ

NGUYỄN THỊ NGÂN

THIẾT KẾ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM
“GUỒNG ĐƢA NƢỚC LÊN NƢƠNG”
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ mơn Vật lý

KhóaKHĨA
luận
giáo
dục
học

LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

THS. Ngô Trọng Tuệ

Hà Nội, 2019


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới THS Ngô
Trọng Tuệ - ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, định hƣớng để tơi có thể
hồn thành khóa luận.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể các thầy, cô giáo trong
khoa Vật lí, các thầy cơ trong trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 – những
ngƣời đã giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và tạo điều kiện thuận lợi
giúp tơi hồn thành khóa luận này.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và ngƣời thân đã luôn cổ vũ,
động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hồn thành khóa luận.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Xn Hịa, ngày

tháng năm 2019

Sinh viên thực hiện

Khóa luận giáo dục Nguyễn
họcThị Ngân


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan rằng: Khóa luận này là kết quả nghiên cứu, tìm hiểu
của riêng tơi. Những tƣ liệu đƣợc sử dụng trích dẫn, trong khóa luận là trung
thực. Kết quả nghiên cứu này không hề trùng với bất kỳ cơng trình nghên cứu
của tác giả nào đã đƣợc cơng bố trƣớc đó.
Nếu sai tơi xin hồn toàn chụ trách nhiệm.
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngân

Khóa luận giáo dục học


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM
TRONG DẠY HỌC ........................................................................................ 3
1.1. Lí luận về giáo dục STEM ....................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM...................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm và phân loại của giáo dục STEM ............................... 4
1.2. Kỹ thuật dạy học sử dụng trong giáo dục STEM ................................. 5
1.3. Quy trình thiết kế và tổ chức bài giảng dạy học chủ đề STEM........... 6
1.3.1. Quy trình thiết kế bài gảng dạy học chủ đề theo định hướng
STEM ...................................................................................................... 7
1.3.2. Tiến trình tổ chức các hoạt động dạy học theo chủ đề STEM 11
1.4. Năng lực phát triển qua giáo dục chủ đề STEM ................................. 13
1.5. Kết quả khảo sát ..................................................................................... 16
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .............................................................................. 18

Khóa luận giáo dục học

CHƢƠNG 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “GUỒNG ĐƢA
NƢỚC LÊN NƢƠNG” ................................................................................. 19
2.1. Nội dung chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” ..................... 19
2.1.1. Vấn đề của cuộc sống ( Technology – Công nghệ) .................. 19
2.1.2. Kiến thức Vật lý (Science - khoa học ) ..................................... 19
2.1.3. Giải pháp Kỹ thuật (Engineering – Kỹ thuật) .......................... 20
2.1.4. Kiến thức Toán (maths – Toán học) ......................................... 22
2.2. Danh mục thiết bị và vật liệu cần thiết cho việc thực hiện chủ đề .... 22
2.3. Mục tiêu dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” ....... 26
2.4. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên
nƣơng” ............................................................................................................ 26
Kết luận chƣơng 2 ......................................................................................... 33
CHƢƠNG 3. DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................. 34
3.1. Mục đích, đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ............ 34
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .............................................. 34
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ........................................ 34


3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .............................................. 34
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ........................................ 34
3.2. Dự kiến triển khai thực nghiệm sƣ phạm ............................................ 34
3.2.1. Thời gian triển khai thực nghiệm sư phạm.............................. 34
3.2.2. Các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .............. 34
Kết luận chƣơng 3 ......................................................................................... 36
KẾT LUẬN .................................................................................................... 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 38

Khóa luận giáo dục học

BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

CÁC CHỮ VIẾT
TẮT

Ý NGHĨA

1

Nxb

Nhà xuất bản

2

Th.S

Thạc sĩ

3

TS

Tiến sĩ

4

THPT

Trung học phổ thơng

5

HS

Học sinh

6

GV

Giáo viên

Khóa luận giáo dục học


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, CƠNG THỨC, VIDEO

Tên hình ảnh, đồ thị, cơng thức, video

Trang

Hình 2.1: Guồng nƣớc – máy bơm tre tại vùng cao

19

Hình 2.2: Sản phẩm “Guồng nƣớc” dự kiến

21

Video 2.1: Video hoạt động của guồng nƣớc

27

Khóa luận giáo dục học


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Tên các bảng biểu

Trang

Bảng 1.1: Bảng kết quả khảo sát thể hiện sự hiểu biết của GV và
HS đối với dạy học STEM ở 3 trƣờng THPT đã khảo sát

11

Bảng 2.1: Bảng lƣu lƣợng nƣớc mỗi lần thử nghiệm sản phẩm với
góc nghiêng máng nƣớc là 150

22

Bảng 2.2: Bảng vật liệu chuản bị cho thiết kế mơ hình

22

Bảng 2.3: Bảng tiêu chí đánh giá q trình chế tạo và sản phẩm

31

Bảng 3.1: Bảng tiêu chí đánh giá chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc
lên nƣơng”

34

Khóa luận giáo dục học


MỞ ĐẦU
1.Lí do chọn đề tài
Cuộc cách mạng 4.0 tuy mới nhƣng nó cũng khơng cịn xa lạ đối với
mỗi ngƣời, nó mang lại cho giáo dục cả cơ hội và những thách thức mới.
Trong xu hƣớng phát triển mới đó yêu cầu con ngƣời phải có những kĩ năng
và nhận thức vƣợt trội. Để đáp ứng đƣợc những nhu cầu đó yêu cầu giáo dục
phải có những đổi mới thiết thực. Hệ thống giáo dục đào tạo ở nƣớc ta hiện
nay đang là hệ thống đào tạo truyền thống “Thầy-trò”, “giáo viên-lớp họcsinh viên”. Ở những nƣớc phát triển, phƣơng pháp giáo dục này đã và đang
dần dƣợc thay thế hồn tồn bằng mơ hình giáo dục mới-giáo dục STEM. Tuy
nhiên, ở nƣớc ta mới đang bắt đầu làm quen với mơ hình giáo dục mới này và
vẫn cịn rất mới mẻ với phƣơng pháp giảng dạy của nó.
Giáo dục STEM là chƣơng trình dạy học dựa trên ý tƣởng trang bị cho
ngƣời học những kiến thức, kĩ năng về Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và
Tốn học. Đáp ứng đƣợc nhu cầu học tập và những kĩ năng cần thiết cho
ngƣời học, dạy học gắn liền thực tiễn. Giáo dục STEM đề cao đến việc hình
thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho ngƣời học. Trong mỗi bài
học theo chủ đề STEM, các em học sinh, sinh viên đƣợc đặt trƣớc một tình
huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa
học.Các kiến thức và kỹ năng này phải đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho

nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà cịn có thể thực hành
và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Từ đó, giáo dục
STEM giúp học sinh phát huy tối đa đƣợc tính sáng tạo cũng nhƣ mắt quan
sát những sự việc, hiện tƣợng trong đời sống. Mơ hình dạy học này giúp kích
thích hứng thú nhận thức của học sinh, học sinh trở nên chủ động, nâng cao
đƣợc tính tự giác và rèn luyện đƣợc năng lực tự học của bản thân học sinh.
Ngồi ra, việc áp dụng mơ hình dạy học STEM còn giúp giáo viên nâng cao
chất lƣợng giảng dạy và địi hỏi giáo viên trau dồi kiến thức thƣờng xun.

Khóa luận giáo dục học

2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên
nƣơng” nhằm phát huy năng lực sáng tạo của HS.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

1


- Đối tƣợng nghiên cứu: Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề
STEM.
- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa
nƣớc lên nƣơng”.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế đƣợc tiến trình dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên
nƣơng” một cách thích hợp thì sẽ phát huy đƣợc năng lực sáng tạo của HS.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu về lí luận và cách sử dụng mơ hình giáo dục STEM.
- Nghiên cứu cách thức thiết kế và tổ chức dạy các chủ đề STEM
“Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”.

- Đề xuất tiêu chí đánh giá biểu hiện năng lực sáng tạo của HS khi học
chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1. Nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu khái niệm, quy trình thiết kế và tổ chức chủ đề STEM.
6.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Nghiên cứu thực tiễn về sử dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ
đề “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”.
- Xin ý kiến giáo viên về tổ chức dạy học STEM chủ đề “Guồng đƣa
nƣớc lên nƣơng”.
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Đóng góp về mặt lí luận
Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về việc thiết kế và tổ chức dạy học
chủ đề STEM.
7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn
Nghiên cứu về thiết kế và tổ chức giáo dục STEM. Áp dụng nó vào chủ
đề “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”.
8. Cấu trúc khóa luận
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC
STEM TRONG DẠY HỌC
CHƢƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “GUỒNG ĐƢA
NƢỚC LÊN NƢƠNG”
CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
KẾT LUẬN

Khóa luận giáo dục học

2

CHƢƠNG 1. LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM
TRONG DẠY HỌC
1.1. Lí luận về giáo dục STEM
1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM
Chu trình STEM:
Khoa học

Cơng nghệ

Tốn học

Kiến thức

Kĩ thuật

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Cơng
nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Tốn học). Giáo dục STEM về bản
chất đƣợc hiểu là trang bị cho ngƣời học những kiến thức và kỹ năng cần thiết
liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và tốn học.

Khóa luận giáo dục học

“Science (Khoa học): gồm các kiến thức vật lí, hóa học, sinh học và
khoa học trái đất nhằm giúp cho học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận
dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học có trong đời sống hàng
ngày .
Technology (Công nghệ): phát triển ở học sinh khả năng sử dụng, quản
lí, hiểu và đánh giá công nghệ. Tạo cơ hội đề học sinh hiểu công nghệ đƣợc
phát triển nhƣ thế nào, ảnh hƣởng của công nghệ mới tới cuộc sống .
Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công

nghệ phát triển thơng qua q trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp
kiến thức của nhiều mơn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ
hiểu. kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng
tạo cơ sở Khoa học và Tốn học trong q trình thiết kế các đối tƣợng, các hệ
thống hay xây dựng các quy trình sản xuất .
Maths (Toán học): 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 toán học trong các tình huống đặt ra .”[1].
“Hiểu đúng về giáo dục STEM

3


Tổ chức uy tín trong lĩnh giáo dục khoa học trên thế giới là Hiệp hội
các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers
Association - NSTA) đƣợc thành lập năm 1944 đã đề xuất ra khái niệm giáo
dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu nhƣ sau: "Giáo
dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong q trình học, trong đó các khái
niệm học thuật mang tính nguyên tắc đƣợc lồng ghép với các bài học trong
thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công
nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trƣờng
học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức tồn cầu, để từ đó phát triển các
năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền
kinh kế mới".”[5].
Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển năng lực đặc thù STEM,
phát triển năng lực cốt lõi, định hƣớng nghề nghiệp. STEM đƣa ra với những
mục tiêu rõ ràng và cụ thể. Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các
môn học khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Học sinh biết cách tổng
hợp các kiến thức thuộc các lĩnh vực khác nhau đó để giải thích hay giải
quyết các vấn đề trong thực tiễn. Từ đó, học sinh phát triển tƣ duy phê phán,

khả năng hợp tác. Nhƣ vậy, giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những
kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập của học sinh ở các
bậc học cao hơn cũng nhƣ giúp học sinh định hƣớng nghề nghiệp sau này.

Khóa
luận giáo dục học
“Từ khái niệm và những đặc trƣng riêng biệt của giáo dục STEM tác

1.1.2. Đặc điểm và phân loại của giáo dục STEM

giả Nguyễn Thành Hải, Nghiên cứu sinh tiến sỹ ngành Giáo dục Khoa học,
Viện Nghiên cứu Giáo dục STEM của Đại học Missouri (Mỹ) đã có bài viết
rút ra 3 đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục STEM.
Thứ nhất đó là cách tiếp cận "liên ngành" khác với "đa ngành". Mặc dù
cũng là có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhƣng "liên ngành" thể hiện sự kết nối
và bổ trợ lẫn nhau trong các ngành. Do vậy, nếu một chƣơng trình học, một
trƣờng học chỉ có nhiều mơn, nhiều giáo viên dạy các ngành khác nhau 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 với các bài học trong thế giới thực, thể hiện
tính thực tiễn và tính ứng dụng kiến thức trong việc giải quyết các vấn đề thực
tế. Ở đây, khơng cịn rào cản của việc học kiến thức lý thuyết với ứng dụng.
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 các
vấn đề của thực tế cuộc sống.
Thứ ba là sự kết nối từ trƣờng học, cộng đồng đến các tổ chức toàn cầu;
đó là kỷ nguyên 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, quá trình giáo dục STEM khơng chỉ

4

hƣớng đến vấn đề cụ thể của địa phƣơng mà phải đặt trong mối liên hệ với bối
cảnh kinh tế toàn cầu và các xu hƣớng chung của thế giới, ví dụ nhƣ biến đổi
khí hậu, năng lƣợng tái tạo…”[5]
Giáo dục STEM đem lại rất nhiều lợi ích cho việc dạy và học cũng nhƣ
phát huy đƣợc tối đa hiệu quả học tập. Tuy nhiên, khơng phải vì thế mà để
dạy học bài nào hay phần kiến thức nào chúng ta cũng sử dụng đến phƣơng
pháp dạy học theo chủ đề STEM này. Việc lạm dụng phƣơng pháp này sẽ làm
cho những lợi ích mà phƣơng pháp này đem lại rất it hoặc hồn tồn khơng có
mà có thể cịn làm cho học sinh cảm giác chán ghét và không hứng thú hay
làm cho phần kiến thức học sinh lĩnh hội bị pha lỗng và khó tiếp thu.
Dựa theo các đặc điểm cơ bản của STEM cũng nhƣ qua việc áp dụng
vào thực tiễn ta có thể phân loại chủ đề STEM nhƣ sau:
* Dựa trên các lĩnh vực STEM thông qua giải quyết vấn đề
- Chủ đề STEM đầy đủ: học sinh phải áp dụng kiến thức của cả bốn
môn học thuộc lĩnh vực STEM đề giải quyết vấn đề.
- Chủ đề STEM khuyết: học sinh có thể vận dụng kiến thức của ít nhất
hai trong bốn mơn học thuộc lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
* Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM

Khóa luận giáo dục học

- Chủ đề STEM cơ bản với kiến thức các môn học thuộc lĩnh vực
STEM đƣợc giới hạn trong chƣơng trình giáo dục phổ thơng.
- Chủ đề STEM mở rộng với kiến thức các môn học thuộc kinh vực
STEM đƣợc mở rộng phạm vi ngoài chƣơng trình giáo dục phổ thơng.
* Dựa vào mục đích dạy học
- Học sinh vừa giải quyết vấn đề vừa lĩnh hội kiến thức mới.
- Học sinh giải quyết vấn đề dựa trên các kiến thức đã có vận dụng các

kiến thức đã học vào thực tiễn (củng cố kiến thức).
1.2. Kỹ thuật dạy học sử dụng trong giáo dục STEM
Có rất nhiều kỹ thuật dạy học tích cực mà những nhà nghiên cứu giáo
dục đã đƣa ra làm công cụ dạy hoc giúp học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức
tốt mà còn phát triển năng lực. Việc áp dụng linh hoạt các kỹ thuật dạy học
trong giáo dục STEM đem lại những hiệu quả vƣợt bậc. Điều quan trọng là
giáo viên linh hoạt tuỳ theo bài học để chọn kỹ thuật phù hợp.
Các kỹ thuật dạy học gồm có:
- Kỹ thuật “Các mảnh ghép”
- Kỹ thuật “Khăn trải bàn”
- Kỹ thuật “Động não”

5


- kỹ thuật “Ổ bi”
- Kỹ thuật “Bể cá”
- Kỹ thuật “Tia chớp”
- Kỹ thuật “XYZ”
- Kỹ thuật “Lƣợc đồ tƣ duy”
- Kỹ thuật “Chia sẻ nhóm đơi”
- Kỹ thuật Kipling
- Kỹ thuật KWL
- Kỹ thuật đặt câu hỏi
- Kỹ thuật chia nhóm
- Kỹ thuật Đọc tích cực
- Kỹ thuật “Viết tích cực”
- Kỹ thuật / Phƣơng pháp “Đóng vai”
- Kỹ thuật “Trình bày một phút”
- Kỹ thuật “Chúng em biết 3”

Khóa luận giáo dục học

Trong một chủ đề giáo viên có thể sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để
phù hợp với mục tiêu cũng nhƣ có kết quả tốt nhất. Tùy thuộc vào từng phần
và cách thức tổ chức dạy học của phần đó mà giáo viên sẽ có những cách kết
hợp sử dụng các kỹ thuật dạy học khác nhau.Ví dụ trong hoạt động đặt vấn đề
(tìm hiểu vấn đề thực tiễn) ta có thể sử dung những kỹ thuật sau: kỹ thuật
động não, kỹ thuât tia chớp, kỹ thuật chia sẻ nhóm đơi, kỹ thuật trình bày một
phút,…; trong hoạt động tìm hiểu kiến thức nền ta có thể sử dụng các kỹ thuật
sau: kỹ thuật tia chớp, kỹ thuật lƣợc đồ tƣ duy, kỹ thuật bể cá, kỹ thuật chia
nhóm, ..vv.
Khi sử dụng các phƣơng pháp dạy học truyền thống giáo viên vẫn có
thể sử dụng các kĩ thuật dạy học nêu trên. Tuy nhiên đối với giáo dục STEM,
việc kết hợp giữa phƣơng pháp dạy học theo chủ đề STEM với các kĩ thuật
dạy học giúp cho hiệu quả việc dạy và học trở nên tối ƣu.
1.3. Quy trình thiết kế và tổ chức bài giảng dạy học chủ đề STEM
Với mỗi phƣơng pháp, hình thức tổ chức dạy học khác nhau để có đƣợc
những bài học hay, hấp dẫn thì ngồi việc sáng tạo, chúng ta đều phải nghiên
cứu và đƣa ra hệ thống quy trình tiêu chuẩn cho thiết kế và tổ chức bài giảng.
Đối với phƣơng pháp dạy học truyền thống thì ngành giáo dục đã có rất nhiều
thời gian nghiên cứu, thực tế hóa, chỉnh sửa và hồn chỉnh. Tuy nhiên, khi
nhìn lại chúng ta vẫn thấy phƣơng pháp truyền thống vẫn còn những hạn chế

6


nhất định mà chỉ có phƣơng pháp mới – giáo dục STEM thì mới có thể khắc
phục đƣợc.
Sau nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm các nhà nghiên cứu về giáo

dục đã đƣa ra 3 mơ hình tổ chức dạy học theo chủ đề STEM cơ bản. Các mơ
hình này giúp phát triển khả năng sáng tạo của học sinh, kết nối mọi ngƣời
với nhau vì phải tăng cƣờng hợp tác nhóm. Hơn nữa các mơ hình này giúp
học sinh tiếp cận cách thức làm việc của nhà khoa học.
1.3.1. Quy trình thiết kế bài gảng dạy học chủ đề theo định hướng STEM
Quy trình thiết kế bài gảng dạy học chủ đề theo định hƣớng STEM
chung cho các mô hình gồm có 7 bƣớc:
Bƣớc 1: Xây dựng chủ đề STEM
Lựa chọn nội dung cụ thể trong môn học

Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm
ứng dụng trong thực tế

Khóa luận giáo dục học
Phân tích ứng dụng

Chỉ ra các kiến thức liên quan trong
các mơn học lĩnh vực STEM

Hình thành chủ đề

Chủ đề STEM đƣợc hình thành với những tiêu chí sau:
- Kiến thức phải thuộc linh vực STEM
- Chủ đề xây dựng nhằm mục đích giải quyết vấn đề thực tiễn

7


- Định hƣớng thực hành
- Để hoàn thành chủ đề thì học sinh phải làm việc nhóm

Dạy học theo chủ đề STEM đƣợc đƣa ra nhằm mục đích giúp cho học
sinh hiểu đƣợc ý nghĩa của các môn khoa học đối với cuộc sống cũng nhƣ cho
học sinh thấy việc học tập là bổ ích và nó gắn liền với cuộc sống của học sinh.
Do vậy việc xây dựng nên một chủ đề STEM bất kì nào đó thì đều phải dựa
trên yếu tố thực tiễn. Tuy nhiên để sáng tạo và xây dựng đƣợc một chủ đề
STEM hấp dẫn địi hỏi ngƣời giáo viên phải có sự hiểu biết sâu rộng cả lí
thuyết lẫn thực tế đồng thời phải nắm bắt đƣợc nhu cầu và trình độ, mức độ
học tập của học sinh - Học sinh đang nắm kiến thức đến mức độ nào, điều học
sinh quan tâm và điều làm học sinh hứng thú. Bƣớc xây dựng chủ đề này là
rất quan trọng vì nó sẽ quyết định đến kiến thức, kĩ năng sẽ sử dụng và sẽ
đƣợc hình thành. Bên cạnh đó nó quyết định đến mức độ sáng tạo tối đa của
học sinh cũng nhƣ giáo viên. Trong bƣớc này, ngƣời giáo viên sẽ có những
định hƣớng ban đầu cho bài học.
Bƣớc 2: Xây dựng vấn đề của chủ đề
Để làm nên một chủ đề hay và ý nghĩa thì những vấn đề chứa trong nó
cũng phải là những vấn đề hấp dẫn và ý nghĩa. Việc lồng ghép các vấn đề vào
trong chủ đề học tập là thiết yếu và việc lựa chọn đƣa vào những vấn đề phù
hợp sẽ làm cho chủ đề trở nên thu hút và hấp dẫn và thực tiễn hơn.

Khóa
luận
Khơng phải trong
chủ đềgiáo
nào chúng dục
ta cũng cóhọc
những vấn đề giống

nhau mà mỗi giáo viên với những chủ đề cụ thể sẽ có những vấn đề riêng.
Tuy nhiên các vấn đề cần giải quyết của chủ đề thƣờng dựa trên các câu hỏi
sau:

- Nhu cầu đó là gì?
- Ai là ngƣời cần chúng?
- Khi nào cần chúng?
- Ở đâu cần chúng?
- Làm thế nào để chúng ta có thể giúp họ?
Giáo viên sẽ không trực tiếp đặt câu hỏi nhƣ các vấn đề nêu trên mà sẽ
đƣa ra cho học sinh những định hƣớng và hoạt động học tập để học sinh tự
tìm ra vấn đề và giải quyết vấn đề đó. Hoặc ngƣời giáo viên sẽ đƣa ra bộ câu
hỏi định hƣớng cho học sinh, giúp học sinh đi đúng hƣớng giáo viên mong
muốn.
Bƣớc 3: Xác định các kiến thức cần sử dụng để giải quyết vấn đề
Do dạy học theo chủ đề STEM là sử dụng kiến thức liên môn thuộc
nhiều lĩnh vực. Nên ở bƣớc này yêu cầu ngƣời giáo viên phải có những hiểu

8


biết sâu rộng đối với các môn khoa học. Bên cạnh đó việc truyền thụ kiến
thức cũng trở nên khó khăn hơn. Do vậy, cả giáo viên và học sinh đều phải
hoạt động tích cực trong xuyên suốt bài học.
Bƣớc 4: Xác định mục tiêu chủ đề
Việc xác định rõ ràng, cụ thể mục tiêu dạy học là rất quang trọng để
làm cơ sở cho bƣớc thiết kế các hoạt động dạy học với những nội dung phù
hợp.
Mục tiêu dạy học đƣa ra phải sử dụng những động từ đơn nghĩa, dễ
hiểu, chính xác. Các mục tiêu dạy học ln hƣớng đến giúp học sinh cách tƣ
duy và phát triển tƣu duy.
Bƣớc 5: Thiết kế hoạt động dạy học
Việc thiết kế hoạt động học dựa trên những yếu tố:
- Chủ đề có các hoạt động gì?

- Các hoạt động đó nhằm đạt tới mục tiêu gì?
- Nội dung dạy học có liên quan nhƣ thế nào với các mục tiêu và nội
dung môn học STEM?
- Biểu hiện thực tế của mối liên hệ đó?
Theo đó :
Khóa
luận giáo dục học
- Xây dựng nội dung phải huy động kiến thức tổng hợp của các môn
học thuộc lĩnh vực STEM.
- Nội dung STEM phải đảm bảo tính vừa sức đối với ngƣời học.
- Nội dung STEM phải có ý nghĩa thực tiễn và phù hợp với cuộc sống
và trải nghiệm của học sinh.
- Việc thiết kế hoạt động dạy học phải bám sát mục tiêu dạy học đã nêu
ở trên. Các hoạt động dạy học đƣa ra phải có tính khả thi.
Bƣớc 6: Thiết kế nhiệm vụ và công cụ đánh giá
Các nhiệm vụ đƣợc thiết kế nhằm mục đích định hƣớng giúp học sinh
hoàn thành các hoạt động học. Nhiệm vụ học tập phải đảm bảo phát triển
đƣợc các năng lực của học sinh (5 năng lực):
- Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực hợp tác
- Năng lực tự học
- Năng lực quản lí, sáng tạo
- Năng lực giao tiếp

9


Để đảm bảo điều đó mỗi hoạt động học tập phải trải qua các bƣớc sau:
Bƣớc 1: Chuẩn bị nội dung hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM
Bƣớc 2: Kết nối nội dung hoạt động dạy học với hoạt động thực tiễn

Bƣớc 3: Nêu rõ vấn đề STEM mà học sinh cần giải quyết
Bƣớc 4: Giáo viên đƣa ra các tiêu chí chất lƣợng về sản phẩm mà học
sinh phải hoàn thành
Bƣớc 5: Hƣớng dẫn học sinh vận dụng tiến trình thiết kế kĩ thuật cho
việc tạo ra sản phẩm đó chính là q trình thử-sai-chỉnh.
Bƣớc 6: Giáo viên hƣớng dẫn học sinh xác định các vấn đề cần giải
quyết
Bƣớc 7: Lôi kéo học sinh tham gia giải quyết vấn đề bằng chính trải
nghiệm thực hành, trải nghiệm thực tế của học sinh một cách chủ động
Bƣớc 8: Khuyến khích các nhóm học sinh trình bày ý tƣởng (nêu giải
pháp) trả lời cho câu hỏi “Làm thế nào để giải quyết vấn đề đó?”
Bƣớc 9: Hƣớng dẫn các nhóm chọn một ý tƣởng và thực hiện tạo ra sản
phẩm
Bƣớc 10: Hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện thực nghiệm
nguyên mẫu và cải tiến

Khóa
luận giáo dục học
Bƣớc 11: Tổ chức cho các nhóm học sinh trao đổi kết quả
Bƣớc 12: Điều chỉnh thiết kế lại và cải tiến sản phẩm

Giáo viên đƣa ra sẵn bảng các tiêu chí đánh giá đối với các sản phẩm
của các nhiệm vụ đã giao và bảng tiêu chí đánh giá đối với sản phẩm thực
nghiệm.
Bƣớc 7: Tổ chức dạy học, Đánh giá
Chúng ta sẽ thực hiện 2 công việc : tổ chức thực hiện, đánh giá.
Đánhgiá

Thực hiện
Giới thiệu

Trải nghiệm

Năng
lực học
sinh

Kết thúc

10

Tính
hiệu
quả
của


Trong hoạt động tỏ chức dạy học, giáo viên sẽ đóng vai trị ngƣời điều
hƣớng trợ giúp học sinh hồn thành các hoạt động học theo sơ đồ trên. Sau
khi kết thúc giáo viên sẽ đƣa ra những đánh giá đối với học sinh và sản phảm
đạt đƣợc sau cùng.
1.3.2. Tiến trình tổ chức các hoạt động dạy học theo chủ đề STEM
Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn và phát hiện vấn đề
a, Chuyển giao nhiệm vụ
“- Nhiệm vụ ban đầu giao cho học sinh có thể là yêu cầu tìm hiểu cấu
tạo và giải thích ngun tắc hoạt động của một thiết bị cơng nghệ; tìm hiểu và
giải thích về một quy trình sản xuất... với ý đồ làm xuất hiện vấn đề cần
nghiên cứu để "cải tiến" thiết bị hoặc quy trình đó.
- Trong trƣờng hợp cần thiết, quá trình chuyển giao nhiệm vụ cho học
sinh bao gồm việc giới thiệu về các kiến thức khoa học có liên quan và đƣợc

sử dụng trong tình huống, quy trình hay thiết bị cơng nghệ mà học sinh phải
tìm hiểu.
- Nhiệm vụ ban đầu giao cho học sinh phải đảm bảo tính vừa sức để lơi
cuốn đƣợc học sinh tham gia thực hiện; tránh những nhiệm vụ quá dễ hoặc
q khó, khơng tạo đƣợc hứng thú đối với học sinh.” [8].

Khóa luận giáo dục học

Ví dụ: Nghiên cứu về cấu tạo và giải thích nguyên lí hoạt động của một
chiếc guồng đƣa nƣớc lên nƣơng (sau khi tìm hiểu và giải thích, học sinh sẽ
học đƣợc kiến thức mới về lực, cân bằng lực và nguyên lí hoat động của
guồng nƣớc...), từ đó có thể đặt ra yêu cầu chế tạo một guồng đƣa nƣớc đơn
giản hay phức tạp hơn.
b, Học sinh hoạt động tìm tịi, nghiên cứu
“Học sinh thực hiện hoạt động tìm hiểu về quy trình/thiết bị đƣợc giao
để thu thập thông tin, xác định vấn đề cần giải quyết và kiến thức có liên quan
cần sử dụng để giải quyết vấn đề.
c, Báo cáo và thảo luận
Căn cứ vào kết quả hoạt động tìm tịi, nghiên cứu của học sinh, giáo
viên tổ chức cho các nhóm học sinh báo cáo, thảo luận, xác định vấn đề cần
giải quyết.
d, Nhận xét, đánh giá
Trên cơ sở các sản phẩm của cá nhân và nhóm học sinh, giáo viên đánh
giá, nhận xét, giúp học sinh nêu đƣợc các câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục giải
quyết, xác định đƣợc các tiêu chí cho giải pháp (sản phẩm khoa học hoặc sản
phẩm kĩ thuật) cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra. Từ đó định hƣớng
cho hoạt động tiếp theo của học sinh.” [8].

11