Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

LÊ XUÂN QUANG

DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ PHỔ THÔNG
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Chuyên ngành: LL và PPDH Bộ Môn Kĩ thuật Công nghiệp
Mã số:

62 14 01 11

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Hà Nội - 2017


Công trình được hoàn thành tại:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Lê Huy Hoàng
2. TS. Vũ Đình Chuẩn
Phản biện 1: PGS.TS. Phạm Đức Quang
Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam
Phản biện 2: TS. Lê Thanh Nhu
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Phản biện 3: PGS.TS. Từ Đức Văn
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Vào hồi giờ phút, ngày tháng năm 2017

Có thể tìm đọc luận án tại:
- Thư viện Quốc Gia, Hà Nội
- Thư viện trường Đại học Sư phạm Hà Nội


DANH SÁCH CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Lê Xuân Quang (2013), “Dạy học giải quyết vấn đề trực tuyến”,
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, 58 (6A), tr.
119-124.
2. Lê Xuân Quang, Phan Thanh Toàn (2014), “Một số biện pháp
triển khai nhân tố xã hội trong mô hình đào tạo truy vấn cộng đồng
(COI- Community of inquiry)”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư
phạm Hà Nội, 59 (6BC), tr. 180-186.
3. Lê Xuân Quang (2015), “Giáo dục STEM - Một giải pháp trong
xây dựng, phát triển chương trình giáo dục phổ thông sau năm 2015”,
Tạp chí Giáo dục và Xã hội, 6/2015, tr. 37-39.
4. Le Xuan Quang, Le Huy Hoang, Vu Dinh Chuan, Nguyen Hoai
Nam, Nguyen Thi Tu Anh, Vu Thi Hong Nhung (2015), “Integrated
Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM)
education through active experience of designing technical toys in
the Vietnam schools”, British Journal of Education, Society &
Behavioural Science, 11(2).
5. Lê Xuân Quang (2015), “Vài nét về giáo dục STEM ở Mỹ”,
Kỷ yếu hội thảo Quốc gia - Nâng cao năng lực đào tạo GV kĩ

thuật tại các trường, khoa Sư phạm Kĩ thuật đáp ứng đổi mới căn
bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, tr. 150-154.
6. Lê Xuân Quang (2016), “Một số vấn đề trong dạy học môn
Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Tạp chí khoa học
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Tạp chí khoa học Trường Đại
học Sư phạm Hà Nội, 61 (6B), tr. 211-218.
7. Lê Xuân Quang (2017), “Cơ sở khoa học của dạy học môn Công
nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Tạp chí khoa học dạy nghề,
số 43-44/2017, tr 44-48.



1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Giáo dục STEM bắt nguồn từ nước Mỹ cách đây gần hai thập kỉ,
đây được coi như một cuộc cải cách giáo dục mang tính đột phá của
Mỹ với mục tiêu xác lập vững chắc vị thế của quốc gia đứng đầu thế
giới về kinh tế, khoa học và công nghệ với nguồn lao động chất
lượng thuộc các lĩnh vực STEM. Bên cạnh đó tiếp tục làm gia tăng
tầm ảnh hưởng của Mỹ với thế giới thông qua những phát minh, sáng
chế. Cho đến nay đã có rất nhiều quốc gia theo đuổi chương trình
giáo dục STEM bởi họ nhận thấy đó là hướng đi đúng và mang tính
tất yếu trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia.
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học).
Giáo dục STEM là quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành nhằm
trang bị cho HS những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến
các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Các kiến
thức và kĩ năng này phải được giảng dạy tích hợp giúp người học có

thể áp dụng những kiến thức đó trong những bối cảnh cụ thể.
Giáo dục STEM mới chỉ xuất hiện ở Việt Nam trong những năm
gần đây. Do vậy giáo dục STEM rất cần sự quan tâm và nhận thức
của toàn xã hội.
Hiện nay ở Việt Nam, STEM và giáo dục STEM nói riêng chưa
được nghiên cứu sâu. Do vậy chưa có công trình nào bàn về cơ sở lý
luận của giáo dục STEM và vận dụng vào dạy học bộ môn. Bên cạnh
đó, môn Công nghệ có nhiều điểm tương đồng với giáo dục STEM,
do đó việc nghiên cứu về giáo dục STEM nói chung và dạy học môn
Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM nói riêng là hoàn toàn có
cơ sở và phù hợp với định hướng đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam


2
sau 2015 theo hướng phát triển năng lực ở người học nhằm đáp ứng
những đòi hỏi của xã hội hiện đại.
Với các lý do trên tác giả chọn đề tài:“Dạy học môn Công nghệ
phổ thông theo định hướng giáo dục STEM”
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng cơ sở lí luận về giáo dục STEM và cơ sở lí luận, cơ sở
thực tiễn về dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục
STEM. Thiết kế quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng
giáo dục STEM và vận dụng vào dạy học môn Công nghệ phổ thông
Việt Nam.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1) Xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học môn Công
nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.
(2) Xây dựng quy trình dạy học môn Công nghệ phổ thông
theo định hướng giáo dục STEM. Đề xuất phương pháp luận xây
dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ.

(3) Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm kiểm nghiệm đánh
giá giả thuyết nêu ra.
4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Giáo dục STEM, Môn Công nghệ
phổ thông.
- Đối tượng nghiên cứu: Dạy học môn Công nghệ phổ thông
theo định hướng giáo dục STEM.
- Phạm vi nghiên cứu: Quá trình dạy và học môn Công nghệ
lớp 8 Trung học cơ sở (THCS) ở Việt Nam. Phạm vi khảo sát:
Trường THCS Tân Phú - Quốc Oai - Hà Nội, Trường THCS-THPT
Nguyễn Tất Thành - Hà Nội.


3
5. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế được quy trình dạy học môn Công nghệ 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
Công nghệ sẽ tác động tích cực đến kết quả học tập, 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…) cho HS trong dạy học môn
Công nghệ theo định hướng đổi mới toàn diện giáo dục Việt Nam.
6. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng các phương pháp nghiên cứu lý luận,
phương pháp nghiên cứu thực tiễn, và các phương pháp hỗ trợ khác.
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Về lí luận
Nghiên cứu đề xuất khái niệm, quy trình dạy học môn Công nghệ
theo định hướng giáo dục STEM. Nghiên cứu đề xuất phương pháp
luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM. Xây dựng các tiêu chí về một

chủ đề giáo dục STEM, cấu trúc của nhiệm vụ STEM.
7.2. Về thực tiễn
Đánh giá thực trạng dạy học môn Công nghệ dưới góc độ giáo
dục STEM. Kết quả nghiên cứu của luận án làm tài liệu tham khảo,
nghiên cứu về giáo dục STEM và vận dụng vào dạy học môn Công
nghệ tại các trường phổ thông.
8. Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của dạy học môn Công nghệ
theo định hướng giáo dục STEM
Chương 2. Dạy học môn Công nghệ 8 theo định hướng giáo dục
STEM
Chương 3. Kiểm nghiệm và đánh giá


4
Chương 1 - CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC
MÔN CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM
1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
1.1.1.1. Nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới
Trong một thập kỷ trở lại đây nghiên cứu về giáo dục STEM
đang được rất nhiều nhà giáo dục trên thế giới quan tâm nghiên cứu
và xu hướng nghiên cứu về lĩnh vực này sẽ còn tiếp tục được phát
triển. Hiện nay có một số khuynh hướng nghiên cứu về giáo dục
STEM là: nghiên cứu về lịch sử, quá trình phát triển, tầm quan trọng
của giáo dục STEM; vai trò và việc kết hợp Công nghệ và Kĩ thuật
trong STEM; tích hợp giáo dục STEM; mô hình và cải tiến mô hình
giáo dục STEM, nghề nghiệp STEM, các chương trình trải nghiệm
STEM, phát triển đội ngũ giáo viên, phương pháp giảng dạy

STEM…
1.1.1.2. Kinh nghiệm triển khai giáo dục STEM trên thế giới
Một trong các chiến lược chung nhất ở Mỹ hướng tới STEM là
nâng cao yêu cầu về Toán học và Khoa học đối với học sinh (HS) tốt
nghiệp. Bên cạnh đó, các giáo viên (GV) cũng thường xuyên được
tham gia các khoá bồi dưỡng nghiệp vụ về giảng dạy STEM từ cơ
bản đến chuyên sâu. Truyền thông về giáo dục STEM tới các bậc phụ
huynh luôn được chính phủ Mỹ quan tâm.
Tại pháp giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp. Bậc Tiểu học
HS đã được tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm
thúc đẩy sự quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ bên
cạnh đó phát triển tư duy phê phán của HS. Ở bậc THCS, Pháp đang
triển khai một chương trình học tập về Tích hợp Khoa học và Công
nghệ, các nội dung này được dạy tích hợp chứ không phải là một


5
môn học riêng biệt.Trong chương trình phổ thông HS được tham gia
vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM như: Công nghệ sinh
học; y tế và xã hội; phát minh và đổi mới công nghệ, kỹ thuật…
Giáo dục STEM đã được đưa thành một chương trình quốc gia ở
Anh với mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất
lượng cao. Chương trình hành động của Anh nhằm thúc đẩy giáo dục
STEM bao gồm 4 nội dung chính là: tuyển dụng giáo viên giảng dạy
STEM, bồi dưỡng nâng cao trình độ của giáo viên, cải tiến và làm
phong phú chương trình học cả trong và ngoài lớp học, phát triển cơ
sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học. Quan niệm về giáo dục STEM
ở Anh đó là một cách tiếp cận, một định hướng chứ không phải một
môn học.
Xu hướng trong giáo dục Malaysia cho thấy Khoa học, Công

nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) đang trở nên phổ biến và quan
trọng. Malaysia đã xây dựng chương trình giảng dạy mang tính tìm
hiểu dựa trên các bối cảnh, các câu hỏi và vấn đề(sẽ thực hiện vào
năm 2017), bên cạnh đó Malaysia cũng xây dựng các nguồn lực dạy
và học về STEM một cách toàn diện .
1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
Giáo dục STEM xuất hiện tại Việt Nam từ năm 2010. Từ năm
2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận
dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành
cho HS trung học”, cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho
GV trung học” và cuộc thi “Sáng tạo khoa học kĩ thuật”. Các cuộc thi
phù hợp với mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới. Hiện nay Bộ
Giáo dục và Đào tạo cũng đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển
khai chương trình thí điểm về giáo dục STEM tại một số trường
THCS và THPT ở các tỉnh phía Bắc.


6
1.2. Một số khái niệm
1.2.1. STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học),
Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics
(Toán học). Thuật ngữ STEM thường được dùng trong ngữ cảnh giáo
dục và ngữ cảnh nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh giáo dục STEM được
hiểu là giáo dục STEM.
1.2.2. Giáo dục STEM
Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là:
- Chương trình giáo dục quan tâm đến các môn Khoa học, Công
nghệ Kĩ thuật và Toán học.
- Tích hợp (liên ngành) của 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ

thuật và Toán học.
- Tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ,
Kĩ thuật và Toán học trở lên.
Trong nghiên cứu này giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa thứ
ba và được tác giả định nghĩa như sau: “Giáo dục STEM là một quan
điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa
học, Công nghệ, Kĩ thuât và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học
tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm định hướng hành
động”.
1.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
1.3.1. 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 thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm
mục tiêu:


7
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về
STEM cho HS, phát triển các năng lực cốt lõi cho HS và Định hướng
nghề nghiệp cho HS.
1.3.2. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực giáo dục trong
STEM

Hình 1.1. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ,
Kĩ thuật và Toán học
Hình 1.1. Thể hiện mối quan hệ rất tự nhiên giữa các thành tố
trong STEM do vậy tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang
tính liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa
học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học nhằm mang đến cho HS những

trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa.
1.3.3. Quy trình giáo dục STEM
1.3.3.1. Quy trình 5E
Quy trình 5E là một quy trình phổ biến được sử dụng để tích hợp
giáo dục STEM nhằm mô tả tiến trình dạy học và có thể được sử
dụng trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay một bài học
(Hình 1.2).


8

Hình 1.2. Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM
1.3.3.2. Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học
Theo cách 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 thông qua nghiên
cứu khoa học hay mô hình
sinh hoạt câu lạc bộ khoa
học.
Quy trình phương
pháp nghiên cứu khoa học
(Hình 1.3)
Hình 1.3. Quy trình phương pháp nghiên cứu khoa học


9

1.3.3.3.Quy trình tiếp cận theo lý thuyết thiết kế kĩ thuật
Quy trình tiếp cận theo lý thuyết thiết kế kĩ thuật về bản chất ở
đây là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn đề (Hình
1.4).

Hình 1.4. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM
1.3.4. Các con đường giáo dục STEM cho học sinh
Hiện nay trên thế giới giáo dục STEM thường được triển khai
thông qua các con đường như hoạt động ngoài giờ lên lớp, và thông
qua dạy học các môn học thuộc về STEM.
1.3.5. Phân loại STEM
- Phân loại dựa trên khía cạnh các lĩnh vực STEM tham gia giải
quyết vấn đề ta có:STEM đầy đủ và STEM khuyết
- Phân loại dựa trên khía cạnh phạm vi kiến thức để giải quyết vấn
đề STEM ta có: STEM cơ bản và STEM mở rộng
- Phân loại dựa vào mục đích dạy học ta có:STEM dạy kiến thức
mới và STEM vận dụng.
1.4. Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM


10
1.4.1. Cơ sở khoa học
Tư tưởng của dạy học theo định hướng STEM là dựa trên sự kết
nối kiến thức của các lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kĩ
thuật và Toán học, cũng như gắn với các tình huống thực tiễn. Do
vậy cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng
giáo dục STEM là các lý thuyết về dạy học tích hợp, dạy học phát
triển năng lực, nội hàm các môn Công nghệ trong chương trình giáo
dục phổ thông Việt Nam và lý thuyết về thiết kế kĩ thuật.

1.4.2 Bản chất
Là một cách tiếp cận liên ngành trong dạy học môn Công nghệ
nhằm tạo cơ hội cho HS kết nối những kiến thức được học trong môn
Công nghệ với các kiến thức cơ sở của các môn học thuộc lĩnh vực
STEM với những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. Nhấn mạnh quá
trình thiết kế, tạo môi trường khuyến khích sự khám phá, sáng tạo
vào giải quyết vấn đề thực tiễn nhằm phát triển các kĩ năng về STEM
cho tất cả các HS.

1.4.3. Đặc điểm
Dạy học tích hợp và dạy học định hướng năng lực là cơ sở khoa
học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM do
vậy các đặc điểm của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo
dục STEM cũng mang những nét bản chất của dạy học tích hợp và
dạy học định hướng năng lực. Những đặc điểm nổi bật của dạy học
môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM là: Tính tích hợp,
tính thiết kế và tính toàn diện.

1.4.4. Quy trình
Từ kinh nghiệm quốc tế và thực tiễn chương trình và SGK môn
Công nghệ, nghiên cứu đề xuất quy trình dạy học môn Công nghệ
theo định hướng giáo dục STEM và quy trình xây dựng chủ đề giáo
dục STEM như sau (Hình 1.5, Hình 1.6):


11
Xây dựng chủ đề

Xây dựng nội dung học tập theo

định hướng STEM

Điều chỉnh

Thiết kế nhiệm vụ

Tổ chức thực hiện

Đánh giá

Hình 1.5. Quy trình dạy học môn Công nghệ theo
định hướng giáo dục STEM
Lựa chọn nội dung cụ thể trong ôn học

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

Phân tích ứng dụng

Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn
thuộc lĩnh vực STEM

Hình thành chủ đề

Hình 1.6. Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM


12
Khi xây dựng chủ đề giáo dục STEM cần xem xét trên góc độ:
vấn đề thực tiễn của cuộc sống, phạm vi tác động và độ phức tạp của

vấn đề STEM (Hình 1.7).

Hình 1.7. Mô hình ba chiều xem xét chủ đề giáo dục STEM
1.5. Thực trạng dạy học môn Công nghệ phổ thông dưới góc độ
định hướng giáo dục STEM
1.5.1. Từ góc độ chương trình
Theo nghĩa rộng có thể nói chương trình giáo dục phổ thông Việt
Nam đã quan tâm đến giáo dục STEM, các lĩnh vực Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật được đưa vào giảng dạy trong tất cả các bậc học. Theo
nghĩa hẹp dựa trên các yêu cầu của giáo dục STEM, nhất là hiệu quả
tích hợp các môn học và vận dụng thực tế có thể thấy chương trình
giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay chưa thực sự có giáo dục
STEM.
1.5.2. Từ điều tra thực tiễn
1.5.2.1. Thực trạng dạy học môn Công nghệ
Để tìm hiểu về thực trạng dạy học môn Công nghệ phổ thông
dưới góc độ định hướng giáo dục STEM, nghiên cứu đã tiến hành


13
điều tra các GV môn Công nghệ ở cả ba miền: Bắc, Trung, Nam . Số
liệu sau khi thống kê được xử lý bằng phần mềm SPSS. Qua phân
tích kết quả khảo sát cho thấy, nếu nhìn dưới góc độ giáo dục STEM,
việc dạy học môn Công nghệ hiện nay của các GV về phương pháp
giảng dạy về hình thức tổ chức… là khá phù hợp với mục tiêu và đặc
điểm của giáo dục STEM. Tuy việc phù hợp đó không hẳn là từ định
hướng của GV bởi qua khảo sát cho thấy hiện tại không nhiều GV đã
biết về STEM. Sự phù hợp đó đến từ mục tiêu môn Công nghệ và
bản thân nội hàm môn Công nghệ có nhiều điểm tương đồng với định
hướng giáo dục STEM. Bên cạnh đó trong số GV được hỏi có 44,1%

GV rất muốn được tìm hiểu về STEM, 16.9% GV đang tìm hiểu về
STEM và có 1,7% là đang nghiên cứu về STEM. Đây là những cơ sở
quan trọng cho việc đưa ra đề xuất dạy học môn Công nghệ theo định
hướng giáo dục STEM.
Kết luận chương 1
Hiện nay trên thế giới và Việt Nam giáo dục STEM được hiểu
dưới nhiều góc độ khác nhau, tuy nhiên một cách chung nhất có thể
hiểu giáo dục STEM trên hai ý cơ bản sau:
Thứ nhất: Giáo dục STEM bản chất là dạy học tích hợp của bốn
lĩnh vực là Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.
Thứ hai: Giáo dục STEM không chỉ cung cấp cho HS những kiến
thức về mặt lý thuyết mà còn tạo cơ hội cho HS được trải nghiệm,
vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề của cuộc sống
gắn với bối cảnh thực tiễn, thông qua đó phát triển các năng lực
chung ở HS.
Cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng
giáo dục STEM là: tích hợp và dạy học tích hợp; dạy học theo định
hướng phát triển năng lực; dạy học định hướng hành động; nội hàm
các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong
chương trình giáo dục phổ thông ở Việt Nam và lý thuyết về thiết kế
kĩ thuật.


14
Chương 2 - DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ 8 THEO
ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
2.1. Phân tích môn Công nghệ 8 dưới góc độ giáo dục STEM
Xem xét mục tiêu, cấu trúc nội dung môn Công nghệ 8 với mục
tiêu giáo dục STEM cho thấy có nhiều điểm tương đồng, cả hai đều
hướng tới định hướng HS vận dụng những kiến thức đã học vào thực

tế. Về nội dung môn Công nghệ 8 rất phù hợp đề hình thành các kĩ
năng STEM.
2.2. Các mức độ dạy học môn Công nghệ 8 theo định hướng giáo
dục STEM
Lồng ghép bộ phận, lồng ghép toàn phần, dạy học STEM trên cơ
sở phối hợp nhiều bài
2.3. Vận dụng quy trình giáo dục STEM trong dạy học môn
Công nghệ 8
2.3.1. Xây dựng chủ đề
Khi lựa chọn nội dung cần lưu ý đến ngữ cảnh (Hình 1.7)
để tìm những điểm tương đồng về nội dung môn Công nghệ 8 với các
vấn đề của thực tiễn cuộc sống nhằm đảm bảo các nội dung được lựa
chọn mang tính thực tiễn cao, chứa đựng kiến thức mang tính tổng
hợp, có tính ứng dụng rộng rãi.
2.3.2. Xây dựng nội dung học tập môn Công nghệ theo định hướng
giáo dục STEM
Xây dựng bảng nội dung mô tả các kiến thức thuộc các môn học
liên quan tới chủ đề. Thông qua các gia công về mặt sư phạm, các nội
dung học tập sẽ được chuyển thể thành các vấn đề, các nhiệm vụ học
tập cần giải quyết. Mỗi vấn đề hoặc nhiệm vụ có thể chia thành một
hoặc một số hoạt động nhỏ.
2.3.3. Thiết kế nhiệm vụ
- Tiêu chí xác định nhiệm vụ STEM
Nhiệm vụ STEM mang tính định hướng sản phẩm; được xây dựng
trên cơ sở tích hợp từ hai lĩnh vực học tập trở lên; tính đa phương án;


15
có tính mở, định hướng hợp tác; kết nối kiến thức không có trong
chương trình đào tạo; định hướng giải quyết các vấn đề thực tiễn.

- Cấu trúc của một nhiệm vụ STEM
1. Bối cảnh/Tình huống; 2.Thách thức; 3. Yêu cầu; 4. Nguồn lực.
2.3.4. Tổ chức thực hiện
Đây là bước triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS. Gồm các
giai đoạn cơ bản sau: Giới thiệu, trải nghiệm và Kết thúc
2.3.5. Đánh giá
2.3.5.1. Nguyên tắc đánh giá
Đánh giá thường xuyên, đánh giá phẩm chất và năng lực. đánh
giá chú ý đến tính phát triển của HS, đánh giá gắn liền với thực tiễn.
2.3.5.2. Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập
Đánh giá quá trình học tập của HS. Nội dung đánh giá người học
chú trọng về đánh giá năng lực và phẩm chất. Đánh giá kết quả học
tập cá nhân. Đánh giá kết quả học tập nhóm.
2.3.5.3. Bộ công cụ đánh giá sản phẩm, đánh giá năng lực giải quyết
vấn đề, năng lực sáng tạo và năng lực hợp tác
Bảng 2.1. Bảng Rubric đánh giá sản phẩm của HS
Tiêu chí
1. Vận dụng
kiến thức liên
môn
trong
quá trình chế
tạo sản phẩm

1
Sản phẩm thể hiện
rõ ràng việc vận
dụng các kiến
thức các môn học
STEM trong quá

trình chế tạo

2
Có một số dấu
hiệu cho thấy
việc vận dụng các
kiến thức các
môn học STEM
trong quá trình
chế tạo sản phẩm

2. Sản phẩm
được
thực
hiện trên quy
trình thiết kế
kĩ thuật
3. Sản phẩm
đáp ứng đủ
các yêu cầu
đề ra.

Có minh chứng rõ
ràng các bước chế
tạo sản phẩm dựa
trên quy trình
thiết kế kĩ thuật
Sản phẩm đáp ứng
tất cả các yêu cầu
đề ra

Có một số minh
chứng về các
bước chế tạo sản
phẩm
Sản phẩm đáp
ứng được một số
yêu cầu đề ra

3
Có rất ít dấu
hiệu cho thấy
việc vận dụng
các kiến thức
các môn học
STEM trong quá
trình chế tạo sản
phẩm
Có rất ít minh
chứng cho các
bước chế tạo sản
phẩm
Sản phẩm không
đáp ứng được
các yêu cầu đề
ra


16
4. Tính tối ưu

của sản phẩm

5. Sản phẩm
thể hiện sự
sáng tạo (kiểu
dáng và màu
sắc)

Sản phẩm thể hiện
sự tối ưu trong
các giải pháp giải
quyết vấn đề, sử
dụng vật liệu
Sản phẩm có màu
sắc và kiểu dáng
ấn tượng làm nổi
bật sản phẩm

Sản phẩm thể
hiện sự tối ưu
nhưng
không
hoàn toàn.
Sản phẩm có ý
tưởng về màu sắc
và kiểu dáng.

Sản phẩm không
thể hiện sự tối
ưu trong các giải

pháp giải quyết
vấn đề
Sản phẩm không
có ý tưởng về
kiểu dáng

a. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề (Bảng 2.2)
Bảng 2.2. Bảng kiểm quan sát năng lực giải quyết vấn đề
Mức 1 Mức 2 Mức 3
Các tiêu chí
(1)
(2)
(3)
Phân tích được tình huống trong học tập
Phát hiện và nêu được tình huống có vấn
đề trong học tập
Xác định được và biết tìm hiểu các
thông tin liên quan đến vấn đề
Đề xuất các giải pháp giải quyết vấn đề
Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và
nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp
của giải pháp thực hiện
Nhận ra ưu nhược điểm của giải pháp
thực hiện
b. Đánh giá năng lực sáng tạo (Bảng 2.3)
Bảng 2.3. Bảng kiểm quan sát năng lực sáng tạo
Mức 1 Mức 2 Mức 3
Các tiêu chí
(1)
(2)

(3)
Phát hiện những yếu tố mới, tích cực
trong những ý kiến của người khác
Hình thành ý tưởng dựa trên những
nguồn thông tin đã cho
Đề xuất giải pháp cải tiến hay thay
thế các giải pháp không còn phù hợp
So sánh và bình luận được về các
giải pháp đề xuất


17
c. Đánh giá năng lực hợp tác (Bảng 2.4)
Bảng 2.4. Bảng kiểm quan sát năng lực hợp tác
Mức 1
Mức 2
Các tiêu chí
(1)
(2)
Chia sẻ hiểu biết và xác định mục
tiêu, nhiệm vụ chung của cả nhóm
Tiếp thu ý kiến của các thành viên
trong nhóm và nhóm khác
Xây dựng kế hoạch hoạt động của
nhóm
Nhận và chủ động, gương mẫu hoàn
thành nhiệm vụ được giao
Chia sẻ kết quả công việc
Góp ý điều chỉnh thúc đẩy hoạt động
chung

Nêu mặt được, mặt thiếu sót của cá
nhân và của cả nhóm

Mức
3 (3)

2.4. Một số ví dụ minh hoạ
- Chế tạo pin từ nước muối
- Tua bin gió mini
- Thiết kế ô tô mini tự hành sử dụng năng lượng điện từ vật liệu
tái chế
Kết luận chương 2
Trong chương này các nhiệm vụ cơ bản sau đã được giải quyết:
- Tiếp tục hoàn thiện cơ sở thực tiễn của dạy học môn Công nghệ
theo định hướng giáo dục STEM.
- Vận dụng lí luận ở chương 1 để xác định chủ đề và xây dựng
các ví dụ minh họa học tập môn Công nghệ 8 theo định hướng giáo
dục STEM.
- Xây dựng các bảng kiểm quan sát các năng lực giải quyết vấn
đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác ở HS.


18
CHƯƠNG 3. KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ
3.1. Thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đề ra trong
luận án. Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các đề xuất.
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Chọn đối tượng và địa bàn để tổ chức TNSP. Lựa chọn nội

dung và phương pháp TNSP. Lập kế hoạch và tiến hành TNSP theo
kế hoạch. Thiết kế thang đo và công cụ đánh giá. Xử lí, phân tích kết
quả TNSP bằng phần mềm SPSS để rút ra kết luận việc vận dụng dạy
học theo định hướng giáo dục STEM.
3.1.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
TN sự phù hợp về quy trình dạy học môn Công nghệ theo định
hướng giáo dục STEM. TN đánh giá tính hiệu quả và khả thi của chủ
đề STEM trong dạy học môn Công nghệ 8.
3.1.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
3.1.4.1. Chuẩn bị thực nghiệm
Thiết kế chủ đề dạy học Công nghệ 8 theo định hướng giáo dục
STEM. Gặp gỡ và trao đổi với GV dạy TN.
3.1.4.2. Tổ chức thực nghiệm (Bảng 3.1)
Bảng 3.1. Các trường và lớp trong thực nghiệm sư phạm
Trường
Giáo viên dạy
Lớp
Sĩ số
THCS - THPT Nguyễn Nguyễn Tiến Dũng
8A4(ĐC)
41
Tất Thành - Cầu Giấy 8A5(TN)
40
Hà Nội
THCS Tân Phú - Quốc Nguyễn Thị Trang
Oai - Hà Nội

8A(TN)

31

8B(ĐC)
29
3.1.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.1.5.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
TNSP tiến hành trên đối tượng HS lớp 8 tại các trường THCS.
Lựa chọn cặp lớp đối chứng (ĐC) và lớp TN theo các yêu cầu


19
tương đương nhau về các mặt: Chất lượng học tập. Lớp TN và lớp
ĐC do cùng một GV phụ trách. GV được mời tham gia dạy TN là
những thầy cô đã tốt nghiệp đại học chuyên ngành Sư phạm Kĩ thuật,
có trình độ chuyên môn và phương pháp sư phạm tốt, yêu nghề, hứng
thú tham gia TN đề tài. Lựa chọn HS thuộc các đối tượng là thành
phố và nông thôn.
3.1.5.2. Xử lý kết quả
Số liệu được nhập và xử lý bằng phần mềm SPSS 16.0. Các biến
định lượng được kiểm tra phân phối chuẩn bằng kiểm định
Kolmologov-Smirnov. Đối với các biến phân phối chuẩn sử dụng
kiểm định Student-T test, đối với các biến không theo phân phối
chuẩn sử dụng kiểm định Man-Withney-U test. Các biến định tính
được so sánh bằng kiểm định χ2 test hoặc Fisher Exact test.
Giá trị P < 0,05 theo 2 phía được coi là có ý nghĩa thống kê.
3.1.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.1.6.1. Kết quả đánh giá về kiến thức
a) Kết quả của lớp TN trước và sau tác động sư phạm (Hình
3.1, Bảng 3.2)
%

Điểm

Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra
của lớp TN trước và sau TN


20
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng
của lớp TN trước và TN
TB
SL
ĐLC
Sai số chuẩn
Điểm trước TN

6.647

68

1.1847

.1437

Điểm sau TN

7.228

68

1.3028

.1580

b) Kết quả của lớp TN và lớp ĐC (Hình 3.2, Bảng 3.3)
%

Điểm

Hình 3.2. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra của lớp TN
(sau tác động sư phạm) và lớp ĐC
Bảng 3.3. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng
của lớp TN và lớp ĐC
Lớp

Số
lượng

TB

ĐLC
(SD)

Sai số chuẩn (SE)

Lớp ĐC

61

5,589

2,0776

0,266

Lớp TN 69
7,181
1,3503
0,1626
3.1.6.2. Kết quả đánh giá năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo và
năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Kết quả đánh giá năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo và năng lực
giải quyết vấn đề của HS sau khi phân tích cho ta thấy giá trị TB các
năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo và năng lực hợp tác của


21
lớp TN đều cao hơn lớp ĐC. Thông số P đều nhỏ hơn 0,05 điều đó
chứng tỏ rằng sự khác biệt đó hoàn toàn không phải ngẫu nhiên hay
nói cách khác việc dạy học theo định hướng STEM đã góp phần phát
triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo và năng lực hợp
tác ở HS. Tính toán mức độ ảnh hưởng ES (chênh lêch giá trị TB
chuẩn SMD) năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo và năng
lực hợp tác ta lần lượt được các giá trị là 1,119; 1,16 và 1,127 đều
nằm trong mức độ ảnh hưởng rất lớn.
3.1.6.3. Kết quả điều tra học sinh sau thực nghiệm
Kết quả tổng hợp cho thấy rất nhiều HS cho rằng học môn Công
nghệ giúp các em hiểu bài hơn, thấy được ý nghĩa của các kiến thức
được học, cảm thấy thoải mái hơn trong các giờ học, phát triển năng
lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo. Các
nhiệm vụ của các giờ học cũng phù hợp với học lực, mức độ nhận

thức của các em. Phần lớn HS muốn tiếp tục được học môn Công
nghệ theo hình thức học tập tích cực này.
3.2. Phương pháp chuyên gia
3.2.1. Mục đích
Cùng với phương pháp TNSP, phương pháp chuyên gia giúp
khẳng định giả thuyết khoa học của đề tài.
3.2.2. Đối tượng xin ý kiến chuyên gia
Để tăng ý nghĩa của các kết quả thu được, nghiên cứu đã tiến
hành tham khảo ý kiến của các nhà sư phạm, nhà khoa học có nhiều
kinh nghiệm trong lĩnh lí luận dạy học.
3.2.3. Nội dung và phương pháp tiến hành
Phiếu điều tra bao gồm 30 câu hỏi được xây dựng trên cơ cở các
vấn đề được nêu ra trong nghiên cứu này. Các câu hỏi được chia
thành 3 nhóm chính: Cơ sở lý luận của đề tài (Cơ sở khoa học của
dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM; Đặc điểm
của giáo dục STEM; Quy trình giáo dục STEM; Các tiêu chí xây
dựng chủ đề giáo dục STEM). Tính khả thi của đề xuất.