Tổ chức hoạt động giáo dục stem trong dạy học phần từ trường cảm ứng điện từ vật lí 11 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (11.96 MB, 171 trang )

Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ---

PHAN THỊ HẢI

DẠY HỌC PHẦN “TỪ TRƯỜNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” - VẬT LÍ 11 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi. Các số liệu và tài liệu được trích dẫn trong luận văn là trung thực và tin cậy. Kết quả nghiên cứu này không trùng với bất cứ cơng trình nào đã được cơng bố trước đó.

Tơi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.

Ninh Thuận, ngày tháng 08 năm 2023

Tác giả luận văn

Phan Thị Hải

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn cô GS.TS Đỗ Hương Trà đã tận tình chỉ dạy cho em nhiều kiến thức về giáo dục STEM, hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luận văn này, giúp em học hỏi thêm nhiều cách thức truyền thụ kiến thức nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

Để có thể hồn thành tốt luận văn này, ngồi sự nỗ lực cố gắng của cá nhân em thì cịn có sự giúp đỡ, chia sẻ của các thầy, cơ, gia đình và bạn bè trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn thạc sĩ.

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Lãnh đạo nhà trường cũng như các thầy, cô trường PT DTNT Pi Năng Tắc, huyện Bác Ái, tỉnh Ninh Thuận đã tạo điều kiện thuận lợi để em có thể thực nghiệm hiệu quả và đưa ra những lời khun, góp ý hữu ích giúp em hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy, cô trong khoa Vật lí cùng các thầy, cơ ở phịng Sau Đại học trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng đã giúp đỡ và đào tạo, truyền tải những kiến thức quý báu về các phương pháp mới trong dạy học Vật lí.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

DANH MỤC VIẾT TẮT

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ... ILỜI CẢM ƠN ... II

DANH MỤC VIẾT TẮT ... III

THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ ... VIICÁC MỤC BẢNG BIỂU ... IXCÁC MỤC HÌNH ...XI

MỞ ĐẦU ... 1

1. Lý do chọn đề tài ... 1

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu ... 2

3. Mục tiêu nghiên cứu ... 3

4. Giả thuyết khoa học ... 3

5. Nhiệm vụ nghiên cứu ... 3

6. Đối tượng và pham vi nghiên cứu nghiên cứu ... 3

7. Phương pháp nghiên cứu ... 3

7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận ... 3

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ... 4

7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ... 4

7.4. Phương pháp thống kê toán học ... 4

8. Cấu trúc luận văn ... 4

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH ... 5

1.1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong giáo dục STEM ... 5

1.1.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề ... 5

1.1.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ... 7

1.2. Cơ sở lý thuyết giáo dục STEM ... 11

1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM ... 11

1.2.2. Mục tiêu của dạy học STEM ... 13

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

1.2.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM ... 15

1.2.4. Chủ đề giáo dục STEM ... 22

1.3. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ... 23

1.3.1. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ... 23

1.3.2. Tiến trình tổ chức dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM ... 24

1.3.3. Một số biện pháp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục STEM cho học sinh ……….28

1.4. Thực trạng dạy học STEM tại một số trường phổ thông tại Ninh Thuận . 2833 1.4.1. Mục đích điều tra ... 33

1.4.2. Phương pháp điều tra ... 33

1.4.3. Kết quả điều tra ... 33

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ... 39

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM PHẦN “TỪ TRƯỜNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” - VẬT LÍ 11 THPT NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH ... 40

2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM ... 40

2.2. Xây dựng nội dung các chủ đề dạy học trong phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” theo hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ... 43

2.2.1. Chủ đề STEM “Mơ hình hệ thống cầu trục sử dụng nam châm điện chế tạo từ các vật liệu phế thải” ... 43

2.2.2. Chủ đề STEM “Máy phát điện mini sử dụng tay quay đơn giản” ... 49

2.3. Tiến trình dạy học các chủ đề STEM ... 54

2.3.1. Chủ đề STEM “Mơ hình cầu trục sử dụng nam châm điện chế tạo từ các vật liệu phế thải” ... 54

2.3.2. Chủ đề STEM “Máy phát điện mini sử dụng tay quay đơn giản” ... 69

2.4. Công cụ đánh giá ... 81

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

2.4.1. Nguyên tắc đánh giá ... 81

2.4.2. Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập ... 82

2.4.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá ... 83

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ... 90

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ... 91

3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ... 91

3.2. Nhiệm vụ của qúa trình thực nghiệm sư phạm. ... 91

3.3. Thời gian và địa điểm thực nghiệm sư phạm. ... 91

3.4. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ... 92

3.4.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ... 92

3.4.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ... 92

3.5. Các bước tiến hành và cách thức đánh giá ... 92

3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ... 94

3.6.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính ... 94

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tên đề tài: TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY

HỌC PHẦN “TỪ TRƯỜNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” – VẬT LÍ 11 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ mơn Vật lí Họ tên học viên: Phan Thị Hải

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Đỗ Hương Trà

Cơ sở đào tạo: Khoa Vật lí – Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng

Tóm tắt:

1. Những kết quả đạt được

Đối chiếu với các mục đích nghiên cứu và các nhiệm vụ cần giải quyết của đề tài chúng tôi đã đạt được một số kết quả sau:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của giáo dục STEM

- Nghiên cứu các phương pháp tổ chức dạy học hiện đại như dạy học theo bài học STEM. Sử dụng các phương pháp dạy học hiện đại một cách phù hợp với mỗi chủ đề tích hợp, mỗi đối tượng học sinh.

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực giải quyết vấn đề: khái niệm, cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề.

- Xây dựng được 2 chủ đề: “Mơ hình hệ thống cầu trục sử dụng nam châm điện chế tạo từ vật liệu phế thải” và “Máy phát điện mini sử dụng tay quay đơn giản”.

- Thiết kế được tiến trình dạy học STEM với 2 chủ đề đã xây dựng.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm các chủ đề đã xây dựng ở lớp 11A2 trường PT DTNT Pi Năng Tắc với 2 chủ đề đã xây dựng.

- Thông qua chủ đề, học sinh phát huy được một số năng lực giải quyết vấn đề, đối chiếu với mục tiêu và giả thuyết khoa học của đề tài thì kết quả thực nghiệm cho thấy đã đạt được năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí THPT.

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn: Trong Chương trình phổ thơng mới thì dạy học tích hợp STEM là một quan điểm dạy học nhằm phát huy năng lực của học sinh. Đề tài rất có ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn hiện nay.

3. Hướng nghiên cứu tiếp của đề tài: Chúng tôi tiếp tục thử nghiệm trên diện rộng hơn để hồn thiện tiến trình dạy học của mình.

Từ khóa: Dạy học theo bài học STEM, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực.

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

GS.TS. Đỗ Hương Trà

Người thực hiện đề tài

Phan Thị Hải

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

INFORMATION PAGE OF MASTER THESIS

Name of thesis: ORGANIZATION OF STEM EDUCATIONNAL ACTIVITES IN TEACHINH SECTION “FROM SCHOOL. ELECTROMAGNETIC INDUCTION” – PHYSICS 11 TO TRAIN STUDENTS’ PROBLEM SOLVING CAPACITY

Major: Theory and Curriculum Department of Physics Full name f Master student: Phan Thi Hai

Supervisors: Prof.Dr Do Huong Tra

Training institution: Department of Physics - Da Nang University of Education

Summary:

1. The results achieved

Compared with research purposes and tasks of the topic, we have achieved the following results:

-Reseearchinh the theoretical basis of STEM education.

- Reseearchinh modern teaching methods such as teaching according to STEM lessons. Using modern teaching methods in a appropriate way for each integrated topic, each student object.

- Research the theoretical basis of solving capacity: concept, structure of problem-solving capacity.

- Building 2 topics: “Model crane system using electromagnet made from waste materials” and “Mini generator using simple handwheel”.

- Design th STEM teaching process with 2 built-in topics.

- Conduct pedagogical experiments on the topics developed in class 11A2 at Pi Nang Tac ethnic minority high school with the built topic.

- Through the topic, students develop some problem-solving capacity, compared with the objectives and scientific hypothesis of the topic, the experimental results show that they have achieved problem-solving capactity and improve the effectiveness of high school physics teaching.

2. The scientific and practical significance of the thesis

In the new high school program, STEM integrated teaching is a teaching perspective to promote students’ abilities. The topic is very meaningful in terms of science and practice today.

3. Further research direction of the topic: We continue to experiment on a larger scale to refine our teaching process.

Keywords: Teaching according to STEM lessons, problem-solving capacity, competence.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1 Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của

học sinh

2.1 Kế hoạch bài học chủ đề mơ hình hệ thống cầu trục sử dụng nam châm điện

2.2 Tiêu chí đánh giá hoạt động báo cáo phương án

thiết kế

2.3 Tiêu chí đánh giá hoạt động báo cáo sản phẩm 67 2.4 Tiêu chí đánh giá kĩ năng làm việc nhóm 67 2.5 Kế hoạch bài học chủ đề máy phát điện mini sử

2.7 Tiêu chí đánh giá hoạt động báo cáo sản phẩm 79 2.8 Rubric đánh giá NLGQVĐ của học sinh trong chủ

đề STEM

2.9 Rubric đánh giá NLGQVĐ của học sinh trong hoạt động học tập với chủ đề STEM “Mơ hình hệ thống cầu trục sử dụng nam châm điện chế tạo từ

các vật liệu phế thải”

2.10 Rubric đánh giá NLGQVĐ của học sinh trong hoạt động học tập với chủ đề STEM “Máy phát

điện mini sử dụng tay quay đơn giản”

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

3.3 Kết quả năng lực các nhóm đạt được ở lớp thực

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu hình vẽ

1.4 Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học

2.1 Sơ đồ hình thành ý tưởng giáo dục STEM chủ đề mơ hình hệ thống cầu trục sử dụng nam châm điện chế tạo từ vật liệu phế thải

2.2 Sơ đồ hình thành ý tưởng giáo dục STEM chủ đề máy phát điện mini sử dụng tay quay

3.4 HS báo cáo bản thiết kế mơ hình hệ thống cầu trục sử dụng nam châm điện

3.5 Hoạt động nhóm chế tạo sản phẩm mơ hình sử dụng nam châm điện

3.6 HS nhóm 1 báo cáo sản phẩm mơ hình sử dụng nam châm điện

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

3.9 Hoạt động nhóm đề xuất phương án 101

3.10 HS báo cáo bản thiết kế sản phẩm máy phát điện 102

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Xã hội càng phát triển, nhu cầu về nguồn lực con người càng tăng càng đòi hỏi chất lượng dạy và học cần phải được nâng cao để có được một con người phát triển một cách toàn diện cả về trí tuệ lẫn nhân cách – đó là nguồn nhân lực lao động sáng tạo, là chủ thể để xây dựng đất nước. Bởi vậy việc chuẩn bị cho học sinh những phẩm chất, kiến thức và kỹ năng gắn liền với thực tiễn cuộc sống là hết sức cần thiết trong nhà trường phổ thông hiện nay. Thời đại ngày nay với cuộc cách mạng 4.0 có nhiều thành tựu khoa học và công nghệ xuất hiện một cách hết sức bất ngờ và cũng được đổi mới một cách cực kì nhanh chóng thì việc địi hỏi sự vươn lên khơng ngừng của nhân loại, đặc biệt là thế hệ trẻ nhất là những em học sinh đang ngồi trên ghế nhà trường, theo đó hệ thống giáo dục cũng đặt ra những yêu cầu mới.

Giáo dục theo STEM là phương pháp giáo dục mới đang rất được chú trọng trong các chương trình giáo dục ở các nước phát triển. Tại Việt Nam, đây cũng chính là định hướng của Bộ Giáo dục và đào tạo trong những năm gần đây, trong Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ đã nêu: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông; đẩy mạnh tự chủ đại học, dạy nghề; thí điểm quy định về đào tạo nghề, đào tạo đại học đối với một số ngành đặc thù. Biến thách thức dân số cùng giá trị dân số vàng thành lợi thế trong hội nhập và phân công

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, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong giáo dục STEM, học sinh 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 khai thác thơng tin hữu ích bằng Cơng nghệ thơng tin, biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. Dạy học STEM hướng đến phát triển năng lực cốt lõi cho hoc sinh nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của xã hội hiện đại. Hơn nữa, dạy học STEM sẽ giúp cho học sinh nắm được những kiến thức tổng hợp giữa các lĩnh vực và tạo nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học sinh.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Bên cạnh đó, Vật lí là một môn học thuộc nhóm mơn Khoa học tự nhiên. Chương trình mơn Vật lí lựa chọn phát triển những vấn đề cốt lõi, thiết thực nhất, đồng thời chú trọng đến các vấn đề mang tính ứng dụng cao là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật, khoa học và cơng nghệ. Chương trình mơn Vật lí coi trọng việc rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn cuộc sống đồng thời vừa bảo đảm phát triển các năng lực của học sinh. Do vậy việc triển khai dạy học theo giáo dục STEM cho những kiến thức trong chương trình bộ mơn Vật lí nói chung và triển khai vào dạy học trong mơn Vật lí 11 nói riêng là hồn tồn có cơ sở và phù hợp với định hướng đổi mới căn bản giáo

dục Việt Nam theo hướng phát triển năng lực ở người học nhằm đáp ứng những đòi

hỏi của xã hội hiện đại.

Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy môn Vật lí 11 tại trường PTDTNT Pi Năng Tắc, chúng tôi thấy nội dung kiến thức trong phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” có nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật nhưng tương đối trừu tượng và khó đối với nhiều học sinh. Giáo viên có thể tổ chức dạy học theo STEM sẽ giúp học sinh lĩnh hội kiến thức tốt hơn và biết ứng dụng kiến thức vào trong đời sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững đồng thời hình thành và phát triển được những phẩm chất và năng lực như mong muốn.

Với những lý do trên tôi chọn đề tài “Tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong

dạy học phần "Từ trường. Cảm ứng điện từ" - Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Trong những năm qua, đã có một số nghiên cứu về phần "Từ trường. Cảm ứng điện từ" đã đóng góp cơ sở lý luận và thực nghiệm sư phạm về tổ chức dạy học theo mơ hình dạy học tích cực STEM, khác với phương pháp dạy học truyền thống theo tiết/bài, ví dụ như sau: Đề tài Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM của tác giả Tôn Ngọc Tâm [10]; đề tài Giáo dục định hướng nghề nghiệp theo chủ đề STEM trong dạy học về “Từ trường -Cảm ứng điện từ” cho học sinh lớp 11 của tác giả Nguyễn Hoàng Thúy Linh [7], ... Các đề tài này đều hướng tới việc tích cực hóa hoạt động của người học với nhiều hình thức khác nhau.

Kế thừa những nghiên cứu đi trước, chúng tôi tiếp tục nghiên cứu việc vận dụng cơ sở lý luận của dạy học theo chủ đề và các chuẩn kiến thức kĩ năng về phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” nhằm tổ chức hoạt động dạy học theo các chủ đề STEM

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” giúp bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Với hy vọng đề tài này sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Vật lí trong trường THPT, khẳng định hướng đi mới trong nghiên cứu và phù hợp với các chiến lược đổi mới giáo dục – dạy học tích cực hiện nay.

3. Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức được hoạt động dạy học STEM trong phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

4. Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức được hoạt động dạy học phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM đáp ứng các yêu cầu của dạy học bồi dưỡng năng lực thì sẽ bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM.

- Thiết kế được hoạt động dạy học phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm giả thuyết đề ra. - Xây dựng được tiêu chí, cơng cụ đánh giá.

6. Đối tượng và pham vi nghiên cứu nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy và học phần “Từ trường. Cảm ứng điện từ” - Vật lí 11 theo định hướng giáo dục STEM.

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Không gian nghiên cứu: Ở trường PTDTNT Pi Năng Tắc và đối tượng học sinh THPT của trường PTDTNT Pi Năng Tắc tỉnh Ninh Thuận.

+ Thời gian nghiên cứu: Tháng 02/2022 và tháng 05/2023.

+ Nội dung nghiên cứu: Tổ chức dạy học theo định hướng STEM phần “Từ

trường. Cảm ứng điện từ” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề.

7. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Nghiên cứu lý luận về giáo dục STEM, hoạt động dạy học vật lí theo mơ hình giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Điều tra thực trạng giáo dục STEM tại một số trường phổ thông ở Ninh Thuận hiện nay.

7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực hiện thử nghiệm sư phạm nhằm đưa ra nhận xét, đánh giá việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học Vật lí 11 ở trường PTDTNT Pi Năng Tắc tại Ninh Thuận.

7.4. Phương pháp thống kê toán học

Được sử dụng trong quá trình xử lý các số liệu thực nghiệm; để phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.

8. Cấu trúc luận văn

Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, luận văn gồm có 3 chương:

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CỦA HỌC SINH

1.1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong giáo dục STEM 1.1.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

1.1.1.1. Năng lực:

Năng lực (capacity/ability) hiểu theo nghĩa chung nhất là khả năng mà cá nhân thể hiện khi tham gia một hoạt động nào đó ở một thời điểm nhất định. Có nhiều cách tiếp cận, diễn đạt khác nhau. Một số khái niệm khác nhau về năng lực:

“Năng lực được xây dựng trên cơ sở tri thức, thiết lập qua giá trị, cấu trúc như là khả năng, hình thành qua trải nghiệm/củng cố qua kinh nghiệm, hiện thực hóa qua ý chí” (John Erpenbeck, 1998) [12].

“Năng lực là khả khả năng hay kĩ năng nhận thức vốn có ở cá nhân hay có thể học được… để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống” (Weinert, 2001) [15].

Theo chương trình giáo dục phổ thơng (2017): “Năng lực là thuộc tính cá nhân

được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,...thực hiện thành cơng một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.” [3].

Theo tác giả Nguyễn Thị Minh Phương [8]: Năng lực của HS được thể hiện ở khả năng thực hiện hành động cá nhân trong việc giải quyết các nhiệm vụ học tập, hoặc năng lực tiến hành hoạt động học tập của cá nhân người học. Năng lực nói chung ln được xem xét trong mối quan hệ với dạng hoạt động hoặc quan hệ nhất định nào đó. Tác giả Nguyễn Thị Minh Phương đã đề xuất bốn nhóm năng lực thể hiện khung năng lực cần đạt cho học sinh phổ thơng Việt Nam, đó là:

Năng lực nhận thức: Địi hỏi học sinh phải có các khả năng quan sát, ghi nhớ, tư

duy (độc lập, logic, trừu tượng…), tưởng tượng, suy luận, tổng hợp – khái quát hóa, phê phán – bình luận, từ đó có khả năng phát hiện vấn đề, khả năng tự học, tự trau dồi kiến thức trong suốt cuộc đời.

Năng lực xã hội: Địi hỏi học sinh phải có những khả năng giao tiếp, thuyết trình,

giải quyết các tình huống có vấn đề, vận hành được các cảm xúc, có khả năng thích ứng, khả năng cạnh tranh cũng như khả năng hợp tác, …

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Năng lực thực hành: (hoạt động thực tiễn) đòi hỏi học sinh phải có các vận dụng

tri thức (từ bài học cũng như từ thực tiễn), thực hành một cách linh hoạt (tích cực - chủ động), tự tin; có khả năng sử dụng các công cụ cần thiết, khả năng giải quyết vấn đề, sáng tạo, có tính kiên trì…

Năng lực cá nhân: Được thể hiện qua khía cạnh thể chất, địi hỏi trước hết học

sinh có khả năng vận động linh hoạt, phải biết chơi thể thao, biết bảo vệ sức khỏe, có khả năng thích ứng với mơi trường; tiếp đó là khía cạnh hoạt động cá nhân đa dạng khác nhau như khả năng lập kế hoạch, khả năng tự đánh giá, tự chịu trách nhiệm…[2]

Như vậy, có thể hiểu năng lực là khả năng huy động hệ thống kiến thức, kĩ năng,

thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành cơng nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra trong học tập và trong đời sống.

1.1.1.2. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề:

Một trong những năng lực trong dạy học vật lí là năng lực GQVĐ. Đây là năng lực quan trọng nhất của học sinh trong dạy học vật lí.

Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là cơng dân tích cực và xây dựng

(Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012).

Giải quyết vấn đề là hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngơn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm sốt được tình thế

(Theo Nguyễn Cảnh Toàn – 2012 (Xã hội học tập – học tập suốt đời)).

Theo Tổ chức các nước Kinh tế phát triển OECD, GQVĐ là NL của một cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề mà phương pháp của giải pháp đó khơng phải ngay lập tức nhìn thấy rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào các tình huống tương tự để đạt được tiềm năng của mình như một cơng dân có tính xây dựng và biết suy nghĩ [13].

NLGQVĐ là năng lực hoạt động trí tuệ của con người trước những vấn đề những tình huống cụ thể có mục tiêu và có tính định hướng cao đòi hỏi phải huy động khả năng tư duy và sáng tạo để tìm ra lời giải của vấn đề [10].

Theo lý thuyết thông tin, NLGQVĐ được tiếp cận từ quá trình xử lí thơng tin, nhấn mạnh tới suy nghĩ của người giải quyết vấn đề hay “hệ thống xử lí thơng tin”,

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

vấn đề và khơng gian vấn đề thì NLGQVĐ thể hiện khả năng của cá nhân làm việc độc lập hay làm việc nhóm để tư duy, suy nghĩ về tình huống vấn đề và tìm kiếm, thực hiện giải pháp cho vấn đề đó.

Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng thái độ, xúc cảm, động cơ của học sinh đó để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp khơng có sẵn ngay lập tức [5].

Như vậy, NLGQVĐ là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận

thức hành động và thái độ, động cơ, cảm xúc để giải quyết những tình huống có vấn đề mà ở đó khơng có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường.

1.1.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

NLGQVĐ của học sinh được thể hiện thông qua những hoạt động trong q trình giải quyết vấn đề. Phân tích cấu trúc của NLGQVĐ qua tiến trình giải quyết vấn đề có thể thấy có 4 thành tố sau [5]:

- Tìm hiểu vấn đề: Nhận biết, phát hiện vấn đề, xác định được những thông tin

đã cho, thơng tin cần tìm. Theo Whimbey & Lockhead: Người giải quyết vấn đề tốt là người biết tìm hiểu các sự kiện và mối quan hệ trong vấn đề một cách đầy đủ, chính xác; người giải quyết vấn đề không tốt thường không nhận thấy được tầm quan trọng của việc đọc kĩ, hiểu chính xác tất cả các thơng tin nên dễ hiểu sai, dẫn đến thất bại trong quá trình giải quyết vấn đề.

- Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề: Phân tích, sắp xếp, kết nối các thông tin

với kiến thức đã biết và đưa ra giải pháp, lựa chọn giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề. Năng lực này bao gồm mô tả vấn đề bằng ngơn ngữ vật lí, thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng để giải quyết tình huống.

- Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề: Thực hiện giải pháp, điều chỉnh giải

pháp cho phù hợp với thực tiễn khi có sự thay đổi.

- Đánh giá và phản ánh giải pháp, xây dựng vấn đề mới: Đánh giá giải pháp đã

thực hiện và vấn đề đặt ra; phản ánh giá trị của giải pháp, xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm.

Như vậy, NLGQVĐ gồm 4 thành tố, mỗi thành tố bao gồm một số hành vi khi học sinh làm việc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong q trình giải quyết vấn đề.

Căn cứ vào số lượng và độ khó của từng chỉ số hành vi năng lực, tác giả Đỗ Hương Trà đã xác định 3 mức độ biểu hiện của các chỉ số hành vi của năng lực GQVĐ của học sinh trong học tập, thể hiện qua bảng 1.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Bảng 1. Các biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

M1: Quan sát, mô tả được các quá trình, hiện tượng trong tình huống để làm rõ vấn đề cần giải quyết.

M2: Giải thích thơng tin đã cho, mục tiêu cuối cùng thực hiện để làm rõ vấn đề cần giải quyết. M3: Phân tích, giải thích thơng tin đã cho, mục tiêu cần thực hiện và phát hiện vấn đề cần giải quyết.

1.2. Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu

M1: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, trình bày được một số câu hỏi riêng lẻ.

M2: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, trình bày được các câu hỏi liên quan đến vấn đề cần giải quyết.

M3: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, trình bày được câu hỏi liên quan đến vấn đề và xác định được vấn đề cần giải quyết. 1.3 Phát biểu

vấn đề

M1: Sử dụng được ít nhất một phương thức (văn bản, hình vẽ, biểu bảng, lời nói,...) để diễn đạt lại

M2: Diễn đạt lại được tình huống trong đó có sử dụng các hình vẽ, kí hiệu để làm rõ thơng tin của

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

tình huống.

M3: Diễn đạt lại được tình huống trong bằng nhiều cách khác nhau một cách linh hoạt.

2.2. Tìm kiếm thơng tin liên quan đến vấn đề

M1: Bước đầu thu thập thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề từ các nguồn khác nhau.

M2: Lựa chọn được nguồn thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề và đánh giá nguồn thơng tin đó.

M3: Lựa chọn được tồn bộ các nguồn thơng tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề cần thiết và đánh giá được độ tin cậy của nguồn thông tin.

2.3. Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề

M1: Thu thập, phân tích thơng tin liên quan đến vấn đề; xác định thông tin cần thiết để giải quyết vấn đề.

M2: Đưa ra phương án giải quyết (đề xuất giả thuyết, phương án kiểm tra giả thuyết bằng suy luận lí thuyết hoặc thực nghiệm).

M3: Đưa ra phương án, lựa chọn phương án tối ưu, lập kế hoạch thực hiện.

M1: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó bằng văn bản.

M2: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó bằng sơ đồ, hình vẽ.

M3: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, thuyết minh các kế hoạch cụ thể qua sơ

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

động một kiến thức, hoặc tiến hành một phép đo, tìm kiếm, đánh giá một thông tin cụ thể.

M2: Thực hiện được giải pháp trong đó huy động ít nhất hai kiến thức, hai phép đo, ... để giải quyết vấn đề.

M3: Thực hiện giải pháp cho một chuỗi vấn đề liên tiếp, trong đó có những vấn đề nảy sinh từ chính q trình giải quyết vấn đề.

M1: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề, phát hiện ra sai sót, khó khăn.

M2: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề phát hiện sai sót, khó khăn và đưa ra những điều chỉnh.

M3: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề, phát hiện sai sót, khó khăn, đưa ra những điều chỉnh và thực hiện việc điều chỉnh.

M1: So sánh kết quả cuối cùng thu được với đáp án và rút ra kết luận khi giải quyết vấn đề cụ thể. M2: Đánh giá được kết quả cuối cùng và chỉ ra nguyên nhân của kết quả thu được.

M3: Đánh giá việc giải quyết vấn đề. Đề ra giải pháp tối ưu hơn để nâng cao hiệu quả giải quyết vấn đề

4.2. Phát hiện vấn đề cần giải quyết mới

M1: Đưa ra khả năng ứng dụng của kết quả thu được trong tình huống mới.

M2: Xem xét kết quả thu được trong tình huống mới, phát hiện những khó khăn, vướng mắc cần giải quyết.

M3: Xem xét kết quả thu được trong tình huống mới, phát hiện những khó khăn, vướng mắc cần giải quyết và diễn đạt vấn đề mới cần giải quyết.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

1.2. Cơ sở lý thuyết giáo dục STEM 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM

1.2.1.1. Thuật ngữ STEM:

STEM là thuật ngữ viết tắt chữ cái đầu tiên của các từ trong tiếng Anh: Science, Technology, Engineering, Mathematics [6].

Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

Technology (Công nghệ): Phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.

Engineering (Kỹ thuật): Phát triển sự hiểu biết của học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức ở 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 tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

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

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Hình 1.1. Mơ hình thuật ngữ STEM

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp.

+ Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học. Quan tâm đến việc tích hợp các mơn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: Chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động STEM.

+ Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

1.2.1.2. Giáo dục STEM:

Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiểu khác nhau. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là:

- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM.

- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) của 4 lĩnh vực

Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục

STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” [16].

- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Theo quan niệm này, tác giả

Sanders cho rằng “Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng

dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường” [14].

Bên cạnh đó, giáo dục STEM cũng được quan niệm STEM như là chương trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy cho HS bốn lĩnh vực cụ thể - Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học - trong một liên ngành và phương pháp tiếp cận ứng dụng. Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tổng hợp chúng thành một mơ hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế.

1.2.2. Mục tiêu của dạy học STEM

Giáo dục STEM đã xuất hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên với những bối cảnh khác nhau thì những mục tiêu cho giáo dục STEM ở các quốc gia đó cũng khác nhau. Tại Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Còn tại Mỹ mục tiêu cơ bản cho giáo dục STEM là trang bị cho tất cả các công dân những kĩ năng về STEM, mở rộng lực lượng lao động trong lĩnh vực STEM bao gồm cả phụ nữ và dân tộc thiểu số nhằm khai thác tối đa tiềm năng con người của đất nước, tăng cường số lượng HS sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM. Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển một nền kinh tế cho thế kỉ 21. Tuy các phát biểu về mục tiêu giáo dục STEM ở tầm quốc gia có khác nhau nhưng điểm chung cho các mục tiêu đó chính là sự tác động đến người học. Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM như là một giải pháp trong

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển của quốc gia trong thời đại tồn cầu hóa đầy cạnh tranh.

Trong luận văn này trình bày mục tiêu giáo dục STEM theo nghĩa chung nhất. 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 học sinh:

Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công 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 học

sinh 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, …

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh 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 [6].

Hình 1.2. Mục tiêu giáo dục STEM

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

1.2.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM

1.2.3.1. Quy trình giáo dục STEM:

+-> Quy trình 5E:

Quy trình 5E được Rodger W Bybee và cộng sự xây dựng dựa trên mơ hình SCIS của J. Myron Atkin và Robert Karplus (1962) - một mơ hình dùng để cải tiến chương trình dạy học mơn Khoa học ở HS bậc tiểu học. Kể từ năm 1980, quy trình 5E đã được dùng để thiết kế các tài liệu giảng dạy. Quy trình hướng dẫn 5E đóng một vai trị quan trọng quá trình phát triển chương trình và xây dựng tài liệu giáo trình cho các lớp học khoa học. Ngày nay, một số tác giả đã rất quan tâm đến quy trình 5E và coi nó là một quy trình phù hợp để giáo dục STEM.

Quy trình 5E nhằm mơ tả tiến trình dạy học và có thể được sử dụng trong tồn bộ chương trình, cho một chương hay một bài học cụ thể. Quy trình 5E gồm có 5 giai đoạn trong một chuỗi quá trình dạy học là: Engagement (đặt vấn đề), Exploration (khám phá), Explanation (giải thích), Elaboration/Extension (mở rộng) và Evaluation (đánh giá) (Hình 1.3) [6].

- Đặt vấn đề: Mục tiêu của giai đoạn này là để tạo sự chú ý và quan tâm của HS.

HS được đặt vào những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quan đến nội dung học tập mang tính thách thức và gợi nhu cầu HS cần phải giải quyết. Về bản chất, ở đây là tạo các tình huống có vấn đề khiến HS có những suy nghĩ như: Tại sao điều đó lại có thể xảy ra, em cũng đã từng suy nghĩ nhưng khơng biết lí giải thế nào, em muốn tìm hiểu

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

thêm về vấn đề này … Và khi đó HS cảm thấy cần thiết phải giải quyết hay học thêm một vấn đề gì đó.

- Khám phá: Đây là giai đoạn HS trải nghiệm thông qua các hoạt động như thu

thập thơng tin dữ liệu, quan sát mơ hình, thí nghiệm, điều tra … để giải thích các hiện tượng và phát triển khả năng nhận thức của bản thân. Vai trò của GV trong giai đoạn khám phá là người chỉ dẫn và khởi đầu cho hoạt động nhằm cung cấp cho HS những kiến thức nền cần thiết; những dụng cụ, nguyên vật liệu phục vụ hoạt động trải nghiệm của HS và điều chỉnh những nhận thức sai lầm mà HS có thể gặp phải trong quá trình khám phá.

Đây là giai đoạn HS suy nghĩ, lập kế hoạch và tổ chức những thông tin dữ liệu thu thập được. Giai đoạn này HS có thể thực hiện các thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu, thiết kế các quy trình, thiết kế mẫu… Lựa chọn và áp dụng các phương pháp tiếp cận có hệ thống thích hợp để trả lời câu hỏi mang tính phức hợp, để điều tra các vấn đề mang tính thời sự và phát triển các giải pháp cho những thách thức và các vấn đề trong thế giới thực.

- Giải thích: HS phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi những kiến thức và

các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng cơng nghệ thích hợp để phân tích và thơng tin liên lạc.

- Mở rộng: Giai đoạn này HS có cơ hội được mở rộng và củng cố những hiểu biết

của mình về các khái niệm, kiến thức. Học sinh tinh chỉnh các giải pháp, các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm. Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

- Đánh giá: Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải trình bày giải pháp

của họ nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu. HS được tham gia đánh giá đồng đẳng. HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa trên kết quả các nhiệm vụ thực hiện. GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của HS, xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS.

Quy trình trên được xây dựng dựa trên lí thuyết kiến tạo, giúp HS có thể tự xây dựng những hiểu biết của mình thơng qua những trải nghiệm và những ý tưởng mới.

+-> Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học:

Cùng với quy trình 5E, hiện nay trên thế giới, giáo dục STEM được giảng dạy theo phương pháp nghiên cứu khoa học. Đây là một phương pháp nghiên cứu trong đó những vấn đề khoa học, những số liệu liên quan được thu thập nhằm xây dựng những

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

giả thuyết và những giả thuyết này được TN kiểm chứng. Theo cách tiếp cận này HS sẽ được học theo cách của các nhà khoa học khám phá hay trả lời các câu hỏi khoa học. Quy trình này phù hợp cho các hình thức giáo dục STEM thơng qua nghiên cứu khoa học hay mơ hình sinh hoạt câu lạc bộ khoa học. Trên cơ sở quy trình nghiên cứu khoa học, tiến trình giáo dục STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học được cải tiến như Hình 1.4:

Hình 1.4. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học

+-> Quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật:

Đặc điểm nổi bật của giáo dục STEM là nhấn mạnh yếu tố kĩ thuật và cụ thể là tính thiết kế. Do vậy, nhiều nhà sư phạm đã vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật để giảng dạy STEM cho HS. Vịng lặp thiết kế là một ví dụ trong việc vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật trong giáo dục STEM. Vòng lặp thiết kế là một hướng dẫn giúp HS giải quyết các vấn đề nói chung và giải quyết vấn đề trong thiết kế nói riêng khi học STEM một cách hiệu quả (Hình 1.5) [6]

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Hình 1.5. Vịng lặp thiết kế trong giáo dục STEM

Khác với quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học là dựa trên các câu hỏi, dựa trên các giả thuyết khoa học để làm xuất phát điểm cho quá trình nhận thức của HS, và ở đó quan tâm nhiều đến việc tìm ra các minh chứng để trả lời cho các câu hỏi khoa học đó thì quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật sẽ dựa trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần phải giải quyết. Hay nói cách khác về bản chất ở đây là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn đề.

1.2.3.2. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM cho học sinh:

Giáo dục STEM là một mơ hình 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.

Tùy thuộc vào đặc thù từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, các trường có thể áp dụng linh hoạt các hình thức tổ chức giáo dục STEM như sau [4]:

+-> Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM:

- Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung học. Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học các mơn học thuộc chương trình giáo dục phổ thơng theo hướng tiếp cận tích hợp nội mơn hoặc tích hợp liên mơn.

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

- Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các mơn học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thơng theo thời lượng quy định của các mơn học trong chương trình.

- Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

+-> Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM:

- Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thơng qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của học sinh một cách tự nguyện. Nhà trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM trong nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống.

- Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường; nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành bài học cụ thể, mô tả rõ mục đích, u cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả. Ưu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch dạy học của nhà trường.

- Tăng cường sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, cơ sở nghiên cứu, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phần kinh tế - xã hội khác và gia đình để tổ chức có hiệu quả các hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với các quy định hiện hành.

+-> Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật:

- Hoạt động này dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn; thơng qua q trình tổ chức dạy học các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM phát hiện các học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật.

- Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật được thực hiện dưới dạng một đề tài/dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm hai thành viên, dưới sự hướng dẫn

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

của giáo viên hoặc nhà khoa học có chun mơn phù hợp.

- Dựa trên tình hình thực tiễn, có thể định kỳ tổ chức ngày hội STEM hoặc cuộc thi khoa học, kỹ thuật tại đơn vị để đánh giá, biểu dương nỗ lực của giáo viên và học sinh trong việc tổ chức dạy và học, đồng thời lựa chọn các đề tài/dự án nghiên cứu gửi tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp trên.

Nội dung trong luận văn dưới đây được trình bày theo hình thức tổ chức dạy học các môn khoa học theo bài học STEM.

1.2.3.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM:

Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp

với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là [4]:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên

cạnh các môn học đang được quan tâm như Tốn, Khoa học, các lĩnh vực Cơng nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất.

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo

dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh 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 học sinh.

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các

dự án học tập STEM, học sinh 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 học sinh.

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục

STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông 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,

học sinh 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 học sinh theo học, lựa

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

1.2.3.4. Kỹ năng STEM:

Kỹ năng STEM là sự tích hợp hài hịa bốn nhóm kỹ năng: Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học.

1.2.3.5. Ưu điểm của giáo dục STEM:

- HS được tác động tích cực đến khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai khi có nhiều cơ hội trải nghiệm thực tiễn qua các lĩnh vực của cuộc sống.

Kỹ năng Khoa học: HS được trang bị những kiến thức về các khái niệm,

nguyên lý, định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực

hành và sử dụng kiến thức, để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

Kỹ năng Công nghệ: Khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập

được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản đến những hệ thống phức tạp.

Kỹ năng Kỹ thuật: Khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong

cuộc sống bằng cách thiết kế các hệ thống và xây dựng các quy trình sản

xuất để tạo ra sản phẩm.

Kỹ năng Tốn học: Khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trị của

tốn học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới => có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống.

Ngồi ra cịn có các kỹ năng như: Tư duy phản biện và kỹ năng giải

quyết vấn đề, kỹ năng trao đổi và cộng tác, tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến, văn hóa cơng nghệ và thông tin truyền thông, kỹ năng làm việc theo dự án, kỹ năng thuyết trình.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

- Triển khai được với nhiều đối tượng HS có trình độ, năng lực khác nhau, chính khố hoặc ngoại khoá, thời lượng triển khai linh hoạt.

- Đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực GQVĐ cho người học.

- HS được trang bị những kỹ năng của người cơng dân tồn cầu trong TK XXI: Tư duy phản biện và sáng tạo, kỹ năng diễn đạt và thuyết trình, kỹ năng trao đổi và cộng tác, …

- HS vừa khám phá được kiến thức và kỹ năng S.T.E.M trong việc vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.

1.2.4. Chủ đề giáo dục STEM

Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học (gọi tắt là chủ đề STEM) là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thơng. Trong q trình dạy học, giáo viên tổ chức cho học sinh làm việc nhóm, sử dụng cơng nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ tốn học để tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kỹ năng và tư duy của học sinh.

Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động – thực hành, làm việc nhóm. Cụ thể [9]:

+ Chủ đề giáo dục STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn: Vận

dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan điểm giáo dục STEM. Do vậy, chủ đề giáo dục STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng xa rời thực tế mà nó ln hướng đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu.

+ Chủ đề STEM phải hướng tới việc học sinh 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 của học sinh: năng lực sáng tạo, năng lực sáng tạo kỹ thuật, …

+ Chủ đề STEM định hướng thực hành: Định hướng thực hành là một tiêu chí

của quan điểm giáo dục STEM nhằm hình thành và phát triển năng lực kết hợp lý thuyết và thực hành cho học sinh. Điều này sẽ giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế.

+ Chủ đề STEM khuyến khích 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 kỹ năng quan trọng trong thế kỷ 21, bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ được đặt vào môi trường thức đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp.

1.3. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.3.1. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

Dựa vào mục tiêu giáo dục STEM và các tiêu chí của một chủ đề STEM, quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM được thực hiện như Hình 1.7 [9]:

Hình 1.7. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM

- Vấn đề thực tiễn: Được hiểu là các tình huống xảy ra có vấn đề đối với học

sinh, có tính chất kỹ thuật. Nó có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày, con

người cần giải quyết một cơng việc nào đó, thơi thúc học sinh tìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu. Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực

tế.

- Ý tưởng chủ đề STEM: Là bài tốn mở được hình thành có tính chất kỹ thuật

nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn mà học sinh gặp phải.

- Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: Là các kiến thức trong chủ đề có liên

quan đến Vật lý, Hóa học, Sinh học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn học, …

- Xác định mục tiêu chủ đề STEM: Là các kiến thức, kỹ năng, thái độ học sinh sẽ

đạt được sau khi thực hiện chủ đề.

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Nghiên cứu kiến thức nền

- Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM: Là các câu hỏi được đặt ra cho

học sinh nhằm gợi ý để giúp học sinh đề xuất các giải pháp, nhiệm vụ nhằm đạt được mục tiêu của chủ đề. Bộ câu hỏi này rất cần thiết đối với chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo, trong thời gian ngắn thì giáo viên cần định hướng thường xuyên cho học

sinh qua câu hỏi định hướng hoạt động học tập.

1.3.2. Tiến trình tổ chức dạy học các mơn khoa học theo phương thức giáo dục STEM

Tiến trình tổ chức dạy học các môn khoa học theo phương thức bài học STEM được tiến hành theo tiến trình sau [4]:

Hình 1.8. Tiến trình bài học STEM

Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 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 1.8), trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

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 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 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.

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:

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 hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là yêu 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

(Ghi chép thơng tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).

- Kỹ thuật 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

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới 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 mơn 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 để tiếp

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 cầu

đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông 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 + hỗ trợ HS 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 hoàn

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 yêu cầu HS

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 + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

</div>