TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM - Full 10 điểm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM
KHOA LÝ – HÓA - SINH
----------

HUỲNH THỊ THU THẢO

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG
GIÁO DỤC STEM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Quảng Nam, tháng 05 năm 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM
KHOA LÝ – HÓA - SINH
----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Tên đề tài:

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
PHẦN “ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG
GIÁO DỤC STEM

Sinh viên thực hiện
HUỲNH THỊ THU THẢO
MSSV: 2117020113
CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÝ

Khóa học: 2017 – 2021
Cán bộ hướng dẫn
Th.S. BÙI XUÂN DIỆU
MSCB:…………….

Quảng Nam, tháng 05 năm 2021


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận này được hồn thành tại trường Đại học Quảng Nam, trong q trình
làm khóa luận tốt nghiệp em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ em để hồn tất khóa
luận.
Lời đầu tiên, em xin kính gửi lời cảm ơn đến BGH trường Đại học Quảng Nam,
q thầy cơ lãnh đạo Vật lí cùng q thầy, cô trong khoa đã tạo điều kiện để em thực
hiện khóa luận này.
Em cũng xin cảm ơn chân thành và sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn Th.S Bùi
Xuân Diệu khoa Lí – Hóa - Sinh đã định hướng, cố vấn chỉ dẫn, giúp đỡ cho em trong
suốt quá trình làm khóa luận này, giúp em hồn thành đề tài đúng thời hạn. Xin gửi lời
cảm ơn chân thành tới các chuyên gia, quý thầy cô giáo và các em HS đã tham gia,
hợp tác và tạo điều kiện, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, gia đình, người thân, bạn bè đã
ln quan tâm, ủng hộ, động viên, khích lệ, và giúp đỡ để em hồn thành tốt bài khóa
luận của mình.
Mặc dù, đã rất cố gắng nhưng khóa luận này sẽ khơng tránh khỏi những thiếu
sót, rất mong nhận được sự đóng góp, chỉ bảo từ q thầy cơ để khóa luận được hồn
thiện hơn.
Cuối cùng, em xin kính chúc q thầy cơ giáo trường Đại học Quảng Nam thật
dồi dào sức khỏe để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!
Quảng Nam, tháng 5 năm 2021.

Huỳnh Thị Thu Thảo


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là cơng trình do chính em thực hiện. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu trong khóa luận là trung thực, khách quan, nghiêm túc và chưa từng
được tác giả khác công bố trong bất cứ cơng trình nào. Nếu phát hiện điều gì khơng
đúngem xin chịu hồn tồn trách nhiệm về nội dung khóa luận của mình.
Quảng Nam, tháng 05 năm 2021
Người thực hiện

Huỳnh Thị Thu Thảo


DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
STEM

Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

Science,Technology,

Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ

Engineering, Mathematics

thuật và Tốn học

THCS

Trung học cơ sở

THPT

Trung học phổ thông

KHKT

Khoa học kĩ thuật

CLB

Câu lạc bộ

GD&ĐT

Giáo dục và Đào tạo

SGK

Sách giáo khoa

THM

Trường học mới

VNEN

Viet Nam, ESCUELA,
NUVEA

Trường học mới ở Việt Nam

Engagment, Exploration
5E

Explanation,

Đặt vấn đề, khám phá, giải

Elaboration/Extension,

thích, mở rộng và đánh giá

Evaluation
BGDĐT-

Bộ giáo dục đào tạo – Giáo

GDTrH

dục truyền hình

NXB

Nhà xuất bản

BGH

Ban giám hiệu

TN

Thực nghiệm

ĐC

Đối chứng

PPDH

Phương pháp dạy học

GV

Giáo viên

HS

Học sinh


DANH MỤC HÌNH ẢNH SƠ ĐỒ
Hình 1.1. Chu trình STEM ..............................................................................................4
Hình 1.2. Mối liên hệ của Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học ........................6
Hình 1.3. Giáo dục STEM và giáo dục truyền thống ......................................................9
Hình 1.4. Tiến trình bài học STEM ...............................................................................10

Hình 1.5. Mơ hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM ........................................................14
Hình 2.1. Sơ đồ nối dây cảm biến với Arduino UNO R3 .............................................38
Hình 2.2: Sơ đồ nối dây Arduino UNO R3 và servo.....................................................38
Biểu đồ 3.1. Phân bố điểm hai nhóm TN và ĐC ...........................................................46
Biểu đồ 3.2. Đồ thị phân bố tần suất số 1 ......................................................................47
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân loại HS theo học lực số 1 ....................................................48


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Phương pháp dạy học 5E ..............................................................................13
Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá dự án khoa học .................................................................16
Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học ..............................................................26
Bảng 2.2. Đánh giá kế hoạch dạy học chủ đề STEM trong môn học ...........................27
Bảng 3.1. Bảng phân bố HS được chọn làm mẫu TN ...................................................42
Bảng 3.2. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm số 1 .......................................45
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất số 1 ........................................................................46
Bảng 3.4. Bảng phân loại theo học lực của HS số 1 .....................................................48
Bảng 3.5. Kết quả điều tra mức độ đồng tình của HS ...................................................49


MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU .........................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .........................................................................................................1
2. Lịch sử nghiên cứu đề tài ............................................................................................2
3. Mục tiêu đề tài .............................................................................................................2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................2
6. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................3
7. Giả thuyết khoa học .....................................................................................................3
8. Bố cục của khóa luận ...................................................................................................3

PHẦN 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU............................................................................4
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC THEO ĐỊNH
HƯỚNG GIÁO DỤC STEM ..........................................................................................4
1.1. Khái niệm STEM ......................................................................................................4
1.2. Giáo dục STEM ........................................................................................................4
1.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM ................................................................6
1.3.1. STEM trong chương trình giáo dục ở Việt Nam ...................................................6
1.3.2. Mục tiêu giáo dục STEM ......................................................................................6
1.3.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM .....................................................................7
1.3.4. Ưu điểm và hạn chế của giáo dục STEM ở Việt Nam ..........................................8
1.3.4.1. Ưu điểm của giáo dục STEM .............................................................................8
1.3.4.2. Hạn chế của giáo dục STEM ..............................................................................8
1.3.4.3. Sự khác biệt giữa giáo dục STEM và giáo dục truyền thống .............................9
1.4. Giáo dục STEM trong trường trung học ..................................................................9
1.4.1. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM ............................9
1.4.2. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM và nghiên cứu khoa học .........................15
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ..............................................................................................18
CHƯƠNG 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ĐIỆN HỌC”
VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM...............................................19
2.1. Phân tích nội dung kiến thức của phần ‘Điện học’ Vật lí 11 THPT ......................19
2.2. Mục tiêu phần điện học ..........................................................................................20
2.2.1. Mục tiêu về kiến thức ..........................................................................................20
2.2.2. Mục tiêu về kĩ năng .............................................................................................22


2.2.3. Mục tiêu về thái độ ..............................................................................................22
2.3. Xây dựng và thực hiện bài học STEM ...................................................................23
2.3.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM ........................................................................23
2.3.2. Quy trình xây dựng bài học STEM .....................................................................24
2.3.3. Tiêu chí đánh giá bài học STEM .........................................................................26

2.4. Thiết kế tiến trình dạy học một số nội dung phần điện học Vật lí 11 theo phương
pháp giáo dục STEM .....................................................................................................29
2.4.1. Giáo án dạy học STEM .......................................................................................29
2.4.2. Sơ đồ nối dây và cách lập trình ...........................................................................38
2.4.2.1. Sơ đồ nối dây ....................................................................................................38
2.4.2.2: Lập trình cho thùng rác thơng minh .................................................................38
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ..............................................................................................41
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................................42
3.1. Mơ tả thực nghiệm sư phạm ...................................................................................42
3.1.1. Mục đích thực nghiệm .........................................................................................42
3.1.2. Nội dung thực nghiệm .........................................................................................42
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm ........................................................................................42
3.1.4. Thời gian thực nghiệm ........................................................................................42
3.1.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ....................................................................42
3.2. Tổ chức thực nghiệm sư phạm ...............................................................................42
3.2.1. Chuẩn bị thực nghiệm .........................................................................................42
3.2.2. Tổ chức thực nghiệm ...........................................................................................43
3.2.3. Điều tra thăm dò ..................................................................................................44
3.3. Những thuận lợi và khó khăn trong q trình thực nghiệm. ..................................44
3.3.1. Thuận lợi ..............................................................................................................44
3.3.2. Khó khăn..............................................................................................................44
3.4. Kết quả TN .............................................................................................................45
3.4.1. Kết quả điều tra thăm dò .....................................................................................45
3.4.2. Đánh giá kết quả TN............................................................................................45
3.4.2.1. Kết quả đánh giá về kiến thức ..........................................................................45
3.4.2.2. Kết quả điều tra HS ..........................................................................................49
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ..............................................................................................50


PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ KHIẾN NGHỊ ....................................................................51

1. Kết luận......................................................................................................................51
2. Khuyến nghị ..............................................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................52
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... P1
PHỤ LỤC 1 .................................................................................................................. P1
PHỤ LỤC 2 .................................................................................................................. P4
PHỤ LỤC 3 .................................................................................................................. P5


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Xã hội ngày càng phát triển đòi hỏi con người chúng ta phải chủ động, sáng tạo
nhiều hơn trong công việc để mang lại hiệu quả tốt nhất. Điều này đặt ra cho ngành
giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho HS những kĩ năng và kiến thức theo chuẩn toàn
cầu để đáp ứng với nhu cầu hội nhập ngày càng cao của xã hội. Giáo dục STEM là một
quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Cơng
nghệ, Kĩ thuật và Tốn học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn,
phương pháp dạy học theo quan điểm dạy học định hướng hành động. Dạy học theo định
hướng giáo dục STEM giúp HS vừa học lí thuyết gắn với thực tiễn. Bên cạnh việc
phát triển các năng lực và tư duy kĩ thuật, giáo dục STEM cịn có mục đích nhằm định
hướng nghề nghiệp cho HS.
Việt Nam chúng ta cũng đang từng bước đổi mới giáo dục và hướng đến mơ
hình giáo dục STEM nhưng chỉ đang ở bước truyền thơng và mang tính thử nghiệm,
chưa thực sự trở thành một hoạt động giáo dục chính thức trong trường phổ thông. Do
vậy, giáo dục STEM rất cần sự quan tâm và nhận thức của tồn xã hội.
Vật lí với đặc thù là bộ mơn khoa học thực nghiệm có tính cơng nghệ và kĩ
thuật rất cao, có nhiều kiến thức liên quan đến thực tiễn, thực hành cùng với nền tảng
để học Vật lí là Tốn học nên rất thuận lợi trong việc triển khai dạy học theo phương
thức STEM bằng các hình thức tăng cường các hoạt động nghiên cứu, trải nghiệm
sáng tạo, câu lạc bộ…Qua đó giúp HS hiểu được các ứng dụng khoa học kĩ thuật, chế

tạo các sản phẩm áp dụng vào đời sống thực tiễn, đồng thời giúp HS không những
hiểu sâu sắc về kiến thức Vật lí, mà từ đó tạo động lực, lịng đam mê, u thích bộ
mơn. Nói tóm lại, dạy học Vật lí theo phương thức STEM là một hướng giáo dục phù
hợp giúp HS phát triển đầy đủ các năng lực đặc thù và năng lực cốt lõi theo mục tiêu
của chương trình GDPT mới. Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy bộ mơn Vật lí ở
THPT chúng tơi thấy có thể khai thác, thiết kế và thực hiện được nhiều chủ đề dạy học
STEM ở tất cả các phân môn cơ, nhiệt, điện, quang và một số phần khác của bộ mơn
Vật lí. Trong thực tiễn, các loại máy móc, đồ dung quen thuộc, gần gũi phục vụ trong
đời sống đa phần là những sản phẩm được ứng dụng từ điện học nên khai thác các chủ
đề để dạy học STEM phần điện học trong chương trình vật lí phổ thơng sẽ kích thích
được sự hứng thú, tích cực của HS trong q trình dạy học.
1


Xuất phát từ những lí do trên, tơi đã lựa chọn đề tài: “ Tổ chức dạy học một số
kiến thức phần “ Điện học” vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM để làm đề
tài nghiên cứu.
2. Lịch sử nghiên cứu đề tài
Hiện nay, có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về STEM và được in thành sách
như: Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho HS THCS và cho HS THPT và
Dạy học chủ đề STEM cho HS THCS và HS THPT của Th.s Nguyễn Thanh Nga;
Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông của Nguyễn Văn Biên ; Dạy học môn
Công nghệ phổ thông theo định hướng STEM của Lê Xuân Quang,…
Trên cơ sở nghiên cứu, tìm hiểu về giáo dục STEM, ta có thể thấy hầu hết các
tài liệu STEM ở trên đều đưa ra những khái niệm chung và thiết kế tổ chức chủ đề
giáo dục STEM ở một số môn tổng hợp mà chưa đi sâu vào nghiên cứu riêng từng bộ
mơn, từng nội dung cụ thể có thể ứng dụng STEM, đặc biệt là đối với bộ môn Vật lí.
Trong năm học 2016-2017, Hội đồng Anh đã phối hợp chặt chẽ với Bộ
GD&ĐT triển khai thí điểm phương thức giáo dục STEM tại 14 trường trung học
thuộc 5 tỉnh/thành phố: Hà Nội (8 trường); Nam Định (1 trường); Quảng Ninh (1

trường); Hải Phòng (1 trường) và Hải Dương (3 trường) bước đầu đem lại những kết
quả tích cực.
3. Mục tiêu đề tài
- Xây dựng cơ sở lí luận về giáo dục STEM và cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn về
dạy học mơn Vật lí, cụ thể là nội dung phần Điện học lớp 11 theo định hướng giáo dục
STEM.
- Thiết kế quy trình dạy học một số nội dung kiến thức, phương pháp giải bài
tập phần Điện học theo định hướng giáo dục STEM và vận dụng vào dạy học mơn Vật
lí 11 phổ thơng ở Việt Nam.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: phần Điện học vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM.
- Phạm vi nghiên cứu: quá trình dạy và học mơn Vật lí 11 phần Điện học. Phạm
vi khảo sát tại trường THPT Trần Cao Vân, thành phố Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học mơn Vật lí 11 phần Điện học
theo định hướng giáo dục STEM.
2


- Xây dựng quy trình dạy học một số nội dung phần điện học Vật lí 11 theo
định hướng giáo dục STEM. Đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục
STEM trong dạy học kiến thức này. Trên cơ sở đó thực nghiệm với mơn Vật lí 11
phần Điện học.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm đánh giá giả thuyết nêu ra.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận (phương pháp phân tích, tổng hợp,
khái quát hóa).
- Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn (phương pháp điều tra, phương pháp
quan sát sư phạm, phương pháp thực nghiệm sư phạm).
- Nhóm phương pháp hỗ trợ (phương pháp thống kê Toán học…).

7. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế được quy trình dạy học mơn Vật lí theo định hướng giáo dục
STEM và vận dụng vào xây dựng các chủ đề, nội dung, cách thức tổ chức hoạt động
dạy và học, kiểm tra đánh giá môn Vật lí sẽ tác động tích cực đến kết quả học tập, tạo
sự hứng thú và góp phần hình thành, phát triển năng lực cốt lõi (năng lực giải quyết
vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác, làm việc nhóm,…) cho HS trong dạy học
mơn Vật lí theo định hướng đổi mới toàn diện giáo dục Việt Nam.
8. Bố cục của khóa luận
Ngồi phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục thì khóa luận gồm có
3 chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học theo định hướng giáo dục
STEM.
Chương 2. Tổ chức dạy học một số kiến thức phần " Điện học" Vật lí 11 theo
định hướng giáo dục STEM.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.

3


PHẦN 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC PHẦN
“ĐIỆN HỌC” VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
1.1. Khái niệm STEM
STEM là viết tắt của từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ),
Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Tốn học). Giáo dục STEM về bản chất được
hiểu trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các
lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học.
Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học được mơ tả bởi chu
trình STEM (Hình 1.1), 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; Mathematics là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và
chia sẻ kết quả đó với những người khác.

Hình 1.1. Chu trình STEM

1.2. Giáo dục STEM
Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong q trình học, trong đó
các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong
thực tế, ở đó các HS áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán
vào trong bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường 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
4


với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Trong nghiên cứu này giáo dục STEM
cũng có thể được hiểu theo tác giả Lê Xuân Quang như sau: “Giáo dục STEM là một
quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Cơng
nghệ, Kĩ thuật và Tốn học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn,
phương pháp dạy học theo quan điểm dạy học định hướng hành động”.
STEM được hiểu trong giáo dục là:
Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến
thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất) của HS, không chỉ
giúp HS 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 mơn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản
lí, hiểu và đánh giá cơng nghệ của HS. Nó cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu về
công nghệ được phát triển như thế nào, cung cấp cho những kĩ năng để có thể phân
tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày của HS và của
cộng đồng…
Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về cách

công nghệ đang phát triển thơng qua q trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật cung cấp cho
HS những cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều mơn học, giúp cho những khái niệm
liên quan trở nên tường minh trong cuộc sống của họ. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS
những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Tốn học trong q
trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.
Mathematics (Tốn học): Là mơn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích,
biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính tốn, giải thích,
các giải pháp giải quyết các vấn đề tốn học trong các tình huống đặt ra.
Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho HS
những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó
phát triển cho HS năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực
khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế – xã hội.

5


Hình 1.2. Mối liên hệ của Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Toán học
1.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
1.3.1. STEM trong chương trình giáo dục ở Việt Nam
Bộ GD&ĐT đã đưa ra định hướng các hình thức có thể triển khai STEM
như sau:
- Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM
- Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM
-

Tổ chức hoạt động nghiên cứu Khoa học, Kĩ thuật.

1.3.2. Mục tiêu giáo dục STEM
Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM
một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ

thơng, mặt khác giáo dục STEM nhằm:
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó
là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật
và Tốn học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải
quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Cơng nghệ. HS biết về
quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS
những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21.
Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn học,
HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công.

6


- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những
kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng
như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. 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.
1.3.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM
Việc đưa giáo dục STEM vào trường THPT 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,
Kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ GV,
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, CSVC 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.
– Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học,
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 trung học 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.

7


1.3.4. Ưu điểm và hạn chế của giáo dục STEM ở Việt Nam
1.3.4.1. Ưu điểm của giáo dục STEM
Kiến thức và Kĩ năng STEM liên quan 4 lĩnh vực Science (Khoa học),
Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Tốn học) được tích
hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS vừa nắm vững lý thuyết vừa thực hành,
tạo ra sản phẩm thực tế, ứng dụng vào cuộc sống.
Có 6 kĩ năng chính HS sẽ được phát huy, rèn luyện khi tham gia các khóa học
theo định hướng STEM:
- Kĩ năng quan sát
- Kĩ năng lên kế hoạch
- Kĩ năng thực hành

- Kĩ năng phân tích tốn học
- Kĩ năng đánh giá
- Kĩ năng giao tiếp
1.3.4.2. Hạn chế của giáo dục STEM
Giáo dục STEM đã được nhắc tới nhiều nhưng chưa được triển khai diện rộng
do nhiều vấn đề như về cơ sở hạ tầng, về giáo trình và về chất lượng giáo viên.
- Với khung chương trình đề ra, giáo viên vẫn gặp khó khăn trong tổ chức các nội
dung, chủ đề sao cho vừa bảo đảm yêu cầu của khung chương trình, vừa phát huy sức
sáng tạo của học sinh.
- Một khó khăn khác là trình độ giáo viên. Phần lớn giáo viên chỉ được đào tạo
đơn môn, do đó sẽ gặp khó khăn nếu triển khai dạy học theo hướng liên ngành như
giáo dục STEM bởi đây là phương pháp địi hỏi thời gian, cơng sức và chất xám cho
mỗi tiết học lớn hơn giảng dạy trong trường. Bên cạnh đó, đa số giáo viên cịn ngại
học hỏi, ngại chia sẻ với đồng nghiệp, nên chưa có sự phối hợp tốt giữa giáo viên các
bộ môn trong dạy học STEM.
- Việc kiểm tra đánh giá nếu chậm đổi mới sẽ là rào cản lớn nhất ngăn cản sự triển
khai STEM trong trường phổ thơng, vì STEM đánh giá thơng qua sản phẩm, q trình.
Sinh viên vẫn cịn tâm lý học để lấy điểm, lấy bằng; thường xuyên khơng tìm kiếm và
tự nghiên cứu tài liệu liên quan đến mơn học.
- Ngồi ra, sĩ số lớp học q đơng cũng gây khó khăn cho tổ chức hoạt động, cản
trở việc đổi mới phương pháp dạy học của giáo viên. Việc khơng có phịng học STEM
8


hoặc phịng thực hành để học sinh có nơi làm việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm cũng
là một khó khăn. Với các nội dung học tập chuyên sâu hơn như khoa học máy tính,
robotic, lập trình thì cần đầu tư kinh phí lớn hơn, nên đây cũng là rào cản.
+ Trường học ở nơng thơn sẽ gặp khó khăn về cơ sở vật chất.
1.3.4.3. Sự khác biệt giữa giáo dục STEM và giáo dục truyền thống

Hình 1.3. Giáo dục STEM và giáo dục truyền thống
Giáo dục STEM và giáo dục truyền thống có sự khác nhau rõ rệt về phương pháp
dạy. Và hiện nay, Đảng và Nhà nước ta cũng đang nghiên cứu và thử nghiệm phương
pháp giáo dục STEM trên diện rộng. Điều này hứa hẹn một tương lai không xa, tất cả
HS sẽ từng bước từng bước tiếp cận với nền giáo dục mới này và được giáo dục tốt
nhất để trở thành một người tài giỏi, có ích cho xã hội.
1.4. Giáo dục STEM trong trường trung học
1.4.1. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM
Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một vấn
đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi HS phải học và sử dụng kiến thức thuộc các mơn 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 1.4), trong đó việc "Nghiên cứu
9


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
thơng tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài học, trong đó HS là người chủ
động nghiên cứu SGK, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học
(nếu có) dưới sự hướng dẫn của GV; 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, HS 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 1.4. Tiến trình bài học STEM
Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước"
trong quy trình khơng được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước
kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là việc
"Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế
tạo mơ hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước
này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Vì vậy, mỗi bài học STEM
được tổ chức theo 5 hoạt động như sau:
10