Giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập

NGÔ THỊ LIÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

***
CHUYÊN NGÀNH: GIÁO DỤC HỌC (TIỂU HỌC)

NGÔ THỊ LIÊN

GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH LỚP 4
QUA DỰ ÁN HỌC TẬP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

***
KHÓA HỌC: 2016 - 2018

HÀ NỘI, 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

NGÔ THỊ LIÊN

GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH LỚP 4
QUA DỰ ÁN HỌC TẬP

Chuyên ngành: Giáo dục học (Tiểu học)
Mã số: 8 14 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:

TS. Phạm Quang Tiệp

HÀ NỘI, 2018


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận văn “Giáo dục STEM cho học sinh lớp 4
qua dự án học tập” tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ của các
thầy, cô giáo trong khoa Giáo dục Tiểu học trường Đại học Sư phạm Hà Nội
2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến TS. Phạm Quang Tiệp
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn trong suốt thời
gian nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường tiểu học Trưng Nhị và đã
cung cấp những số liệu cần thiết và giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình thực
hiện việc nghiên cứu đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn, dù đã cố gắng những do thời
gian và năng lực có hạn nên tôi vẫn chưa đi sâu khai thác hết được, vẫn còn
nhiều thiếu xót và hạn chế. Vì vậy, tôi mong nhận được sự tham gia đóng góp
ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 10 năm 2018
Học viên

Ngô Thị Liên

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài luận văn: “Giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án học
tập” được tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Quang Tiệp. Tôi xin
cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Kết quả thu
được trong đề tài là hoàn toàn trung thực và không trùng với kết quả nghiên
cứu của các tác giả khác.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm!
Hà Nội, tháng 10 năm 2018
Học viên

Ngô Thị Liên


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỨ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................. 2
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ........................................................... 2
4. Giả thuyết khoa học ................................................................................... 3
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 3
6. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................... 3
7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 3

8. Cấu trúc của luận văn ................................................................................. 5
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH
LỚP 4 QUA DỰ ÁN HỌC TẬP ....................................................................... 6
1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài .................... 6
1.1.1. Những nghiên cứu về giáo dục STEM .............................................. 6
1.1.2. Những nghiên cứu về dạy học theo dự án ........................................ 7
1.2. Giáo dục STEM .................................................................................... 11
1.2.1. Khái niệm STEM ............................................................................. 11
1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM .............................................................. 12
1.2.3. Đặc điểm của giáo dục STEM ........................................................ 15
1.2.4. Thành tố của giáo dục STEM ......................................................... 17
1.2.5. Vai trò của giáo dục STEM ............................................................ 19


1.2.6. Các cách tiếp cận giáo dục giáo dục STEM ................................... 21
1.3. Dự án học tập và dạy học theo dự án .................................................... 27
1.3.1. Dự án học tập.................................................................................. 27
1.3.2. Dạy học theo dự án ......................................................................... 31
1.4. Đặc điểm học tập của học sinh lớp 4 .................................................... 40
1.4.1. Đặc điểm tri giác và nhận thức ...................................................... 40
1.4.3. Đặc điểm học tập theo kiểu tìm tòi, khám phá ............................... 42
1.5. Điều kiện giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập ........ 42
1.5.1. Điều kiện về cơ sở vật chất, thiết bị dạy học .................................. 42
1.5.2. Điều kiện về năng lực của giáo viên ............................................... 43
1.5.3. Điều kiện về sự tham gia chủ động, tích cực, sáng tạo của
học sinh ..................................................................................................... 44
Kết luận chương 1 ........................................................................................ 45
Chương 2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM CHO HỌC
SINH LỚP 4 QUA DỰ ÁN HỌC TẬP .......................................................... 46
2.1. Khái quát về khảo sát thực trạng........................................................... 46

2.1.1. Mục đích khảo sát ........................................................................... 46
2.1.2. Nội dung khảo sát ........................................................................... 46
2.1.3. Phương pháp khảo sát, điều tra...................................................... 46
2.2. Kết quả khảo sát .................................................................................... 47
2.2.1. Thực trạng việc giáo dục STEM ở tiểu học .................................... 47
2.2.2. Thực trạng tổ chức dạy học theo dự án ở tiểu học ......................... 54
2.2.3. Thực trạng giáo dục STEM cho học sinh tiểu học qua dự án
học tập ....................................................................................................... 58
Kết luận chương 2 ........................................................................................ 62
Chương 3. BIỆN PHÁP GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH LỚP 4
QUA DỰ ÁN HỌC TẬP ................................................................................ 63


3.1. Nguyên tắc giáo dục giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án
học tập .......................................................................................................... 63
3.1.1. Nguyên tắc đảm bảo bản chất của giáo dục STEM ........................ 63
3.1.2. Nguyên tắc đảm bảo tính chất và chức năng của học tập theo
dự án .......................................................................................................... 63
3.1.3. Nguyên tắc đảm bảo tính tích hợp chặt chẽ ................................... 64
3.1.4. Nguyên tắc đảm bảo môi trường học tập đa hợp tác và nhiều cơ
hội trải nghiệm .......................................................................................... 65
3.2. Biện pháp giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập ........ 65
3.2.1. Thiết kế dự án giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 ......................... 65
3.2.2. Kĩ thuật tổ chức cho học sinh lớp 4 học tập trong dự án giáo
dục STEM .................................................................................................. 71
3.2.3. Xây dựng môi trường công nghệ đa tương tác hướng tới giáo
dục STEM cho học sinh ............................................................................ 75
3.3. Thực nghiệm sư phạm........................................................................... 77
3.3.1. Khái quát về thực nghiệm ............................................................... 77
3.3.2. Phân tích kết quả thực nghiệm ....................................................... 81

Kết luận chương 3 ....................................................................................... 88
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................. 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 91
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DH

: Dạy học

DAHT

: Dự án học tập

DHTDA

: Dạy học theo dự án

ĐC

: đối chứng

ĐLC

: độ lệch chuẩn

ĐTB

: điểm trung bình

GD

: giáo dục

GV

: giáo viên

HS

: học sinh

HSTH

: học sinh tiểu học

KN

: kĩ năng

NL

: năng lực

PP

: phương pháp

PPDH

: phương pháp dạy học

PPDHTDA

: Phương pháp dạy học theo dự án

PS

: phương sai

SL

: số lượng

TN

: thực nghiệm


DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
STT
1

Tên bảng
Bảng 2.1. Mức độ hiểu biết của giáo viên về giáo dục
STEM

Số trang
47

2

Bảng 2.2. Mức độ hiểu biết của HS về giáo dục STEM

48

3

Bảng 2.3. Tần số giáo dục STEM cho HSTH

50

4

Bảng 2.4. Thực trạng sử dụng các phương pháp dạy học
trong giáo dục STEM cho HSTH

5

Bảng 2.5. Nhận thức của GV về dạy học theo dự án học
tập

6

Bảng 2.6. Tần số dạy học theo dự án cho HSTH

7

Bảng 2.7. Mức độ cần thiết sử dụng PPDHTDA trong GD

STEM cho HSTH

8

Bảng 2.8. Thực trạng sử dụng PPDHTDA trong GD
STEM cho HSTH

9

Bảng 3.1. So sánh mức độ năng lực STEM của HS trước
TN

10

52

54
56
58

60

81

Bảng 3.2. Kết quả kiểm định khác biệt trung bình
trước thực nghiệm giữa lớp đối chứng và lớp thực

82

nghiệm

11

Bảng 3.3. So sánh mức độ năng lực STEM của HS sau
TN

12

Bảng 3.4. Kết quả kiểm định khác biệt trung bình sau
thực nghiệm giữa lớp đối chứng và lớp thực nghiệm

83

85


DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Tên biểu đồ

STT
1

Biểu đồ 1. Mức độ hiểu biết của giáo viên về giáo dục
STEM

Số trang
48

2

Biểu đồ 2. Mức độ hiểu biết của HS về giáo dục STEM

49

3

Biểu đồ 3. Tần số giáo dục STEM cho HSTH

51

4

Biểu đồ 4. Thực trạng sử dụng các phương pháp GD
STEM cho HSTH

53

5

Biểu đồ 5. Nhận thức của GV về PPDHTDA

55

6

Biểu đồ 6. Tần số GV sử dụng PPDHTDA

57

7

Biểu đồ 7. Mức độ cần thiết sử dụng PPDHTDA trong GD
STEM cho HSTH

8

Biểu đồ 8. Thực trạng sử dụng PPDHTDA trong GD
STEM cho HSTH

59

60


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nhân loại đang bước vào thời kì cuộc cách mạng khoa học 4.0, cuộc
cách mạng của trí tuệ nhân tạo, nó đã và đang làm thay đổi vô cùng mạnh mẽ,
nhanh chóng mọi mặt của đời sống xã hội. Thế giới ảo đang hòa quyện vào
thế giới thực và dần đi vào cuộc sống của con người hiện đại. Khoảng cách
không gian vật lí dần trở nên vô nghĩa khi mà công nghệ có thể giúp con
người kết nối họ ở mọi vị trí với nhau, thậm trí kết nối vạn vật để phục vụ cho
nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống văn minh. Với sự đột phá của cuộc cách
mạng công nghiệp 4.0, các nền giáo dục tiên tiến trên thế giới đang có sự thay
đổi to lớn với mục đích cuối cùng là đào tạo ra thế hệ trẻ có đủ trí tuệ và sự
nhạy cảm thời đại để thích ứng và phát triển.
Chính vì vậy, một trong những mô hình giáo dục hiện đại nhằm hiện
thực hóa mục đích giáo dục nêu trên đang có sức lan tỏa và ảnh hưởng rộng
khắp thế giới đó chính là giáo dục STEM. STEM là cụm từ viết tắt các chữ

cái đầu của các từ trong tiếng anh: Science (Khoa học), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM là
một mô hình giáo dục ra đời vào khoảng những năm 90 của thế kỉ 20. Nó là
mô hình theo đuổi triết lí giáo dục tích hợp, tập trung vào việc hình thành cho
người học kiến thức nền tảng rộng, liên lĩnh vực và đặc biệt chú trọng tới hình
thành và phát triển ở người học năng lực hoạt động thực tiễn. Tích hợp trong
giáo dục STEM không dàn trải trên phạm vi rộng lớn mà tập trung vào 4 lĩnh
vực cụ thể là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những lĩnh vực khoa
học này được thiết kế lồng ghép, đan xen vào nhau trong các hoạt động học
tập gắn với thực tiễn. Quá trình học tập của học sinh chủ yếu theo phương
thức làm việc, thực hành, trải nghiệm và hợp tác. Thông qua việc tìm tòi, hoạt
động thực tiễn, người học tự giác khám phá tri thức khoa học và điều quan


2
trọng hơn là học sinh được hình thành, phát triển được các kĩ năng tìm tòi, thí
nghiệm, khai thác và ứng dụng công nghệ thông tin, thiết kế kĩ thuật, tư duy
và tính toán.
Có nhiều cách tiếp cận trong tổ chức việc giáo dục STEM cho học sinh
tiểu học nói chung như dựa vào vấn đề, dựa vào dự án, trải nghiệm,… Mỗi
cách tiếp cận lại mang lại hiệu quả giáo dục khác nhau. Tuy nhiên, giáo dục
STEM nên được thực hiện bằng những hoạt động trải nghiệm thực tiễn, chứa
đựng các nhiệm vụ cụ thể để học sinh tham gia giải quyết, từ đó học sinh rút
ra được những bài học, hình thành và phát triển năng lực qua quá trình giải
quyết các nhiệm vụ. Đó chính là giáo dục STEM cho học sinh qua dự án học
tập. Với đặc trưng tích hợp, định hướng hoạt động, có ưu thế trong dạy học
các vấn đề thực tiễn, và đặc biệt là trong việc hình thành và phát triển năng
lực thực tiễn cho HSTH..
Từ các lý do trên chúng tôi đi sâu nghiên cứu đề tài giáo dục “Giáo dục
STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập”. Nhằm đề xuất ra các giải

pháp giáo dục hợp lý để giáo dục STEM cho học sinh, góp phần nâng cao
chất lượng giáo dục trong giai đoạn đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục
hiện nay.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề xuất biện pháp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học qua dự án học
tập, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ,
Kĩ thuật và Toán học cho học sinh tiểu học.
3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học cho học
sinh tiểu học.


3
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Phương pháp dạy học theo dự án và ứng dụng của phương pháp dạy
học theo dự án vào giáo dục STEM cho học sinh lớp 4.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu những biện pháp giáo dục STEM dựa vào dự án học tập khai thác
được những ưu thế của dự án học tập, tạo ra được những tình huống cho học
sinh trải nghiệm, phát huy được tính tích cực của học sinh thì sẽ có tác dụng
cải thiện kết quả học tập các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán
cho học sinh lớp 4.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của giáo dục STEM cho học sinh tiểu học
qua dự án học tập.
- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn của giáo dục STEM cho học sinh tiểu học
qua dự án học tập.
- Đề xuất biện pháp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học qua dự án học
tập.

- Thực nghiệm sư phạm.
6. Phạm vi nghiên cứu
- Giới hạn về nội dung: Đề tài tập trung nghiên cứu về giáo dục STEM
cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập.
- Giới hạn về phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 4 của một số trường tiểu
học thuộc địa bàn thị xã Phúc Yên, Vĩnh Phúc.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
- Phương pháp nghiên cứu sách và tài liệu lí luận để khai thác những
thông tin khoa học lí luận giáo dục có liên quan đến vấn đề giáo dục STEM
cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập. Vận dụng các thao tác trí tuệ như: Phân


4
tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa để nghiên cứu các tài liệu, sách báo liên
quan đến đề tài nhằm xây dựng được cơ sở lý luận cho đề tài.
7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
7.2.1. Phương pháp điều tra giáo dục
+ Phỏng vấn gián tiếp bằng phiếu hỏi các giáo viên ở trường tiểu học
về thực trạng giáo dục STEM cho học sinh tiểu học qua dự án học tập.
+ Tọa đàm với giáo viên ở trường tiểu học về thực trạng giáo dục
STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án học tập.
7.2.2. Phương pháp quan sát sư phạm
+ Vận dụng phương pháp quan sát sư phạm để quan sát các thao tác,
biểu hiện về năng lực STEM của học sinh lớp 4 trường tiểu học Trưng Nhị,
thành phố Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc.
7.2.3. Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia
Xin ý kiến GV ở một số trường tiểu học về thuận lợi và khó khăn và
phương hướng khắc phục khó khăn khi giáo dục STEM cho học sinh lớp 4
qua dự án học tập để làm cơ sở đề xuất các biện pháp giáo dục STEM cho học

sinh lớp 4 qua dự án học tập; đồng thời xin ý kiến của họ về tính khả thi của
các biện pháp này.
7.2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra tính hiệu quả của biện pháp giáo
dục STEM cho học sinh lớp 4 được đề xuất. Tiến hành thực nghiệm theo trình
tự sau:
+ HS khối 4: Chọn 1 lớp làm lớp ĐC (44 HS), 1 lớp làm lớp TN (44
HS), 2 lớp tương đồng với nhau về các phương diện cơ bản, kiểm tra đầu vào
để đảm bảo 2 lớp có mức độ biểu hiện năng lực STEM ngang nhau.
+ Khi tiến hành tác động, ở lớp ĐC sẽ tổ chức việc dạy học các môn học
Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học như vẫn thường sử dụng, ở nhóm


5
TN sẽ áp dụng biện pháp giáo dục STEM đề xuất để giáo dục STEM cho HS
lớp 4; đo kết quả biểu hiện năng lực STEM của học sinh lớp 4.
+ Phân tích và tổng hợp kết quả thu được trước và sau TN.
7.3. Phương pháp thống kê Toán học
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi vận dụng các công thức của
thống kê toán học vào xử lí các số liệu trong khảo sát thực tế và thực nghiệm
sư phạm.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần “Mở đầu”,phần “Kết luận và khuyến nghị”, “Danh mục tài
liệu tham khảo”, luận văn gồm có 3 chương:
- Chương 1. Cơ sở lí luận của giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua
dự án học tập
- Chương 2. Cơ sở thực tiễn của giáo dục STEM cho học sinh lớp 4
qua dự án học tập
- Chương 3. Biện pháp giáo dục STEM cho học sinh lớp 4 qua dự án
học tập

6
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA GIÁO DỤC STEM
CHO HỌC SINH LỚP 4 QUA DỰ ÁN HỌC TẬP
1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài
1.1.1. Những nghiên cứu về giáo dục STEM
STEM có nguồn gốc từ những năm 1990 tại Quỹ Khoa học Quốc gia
(NSF) và đã được sử dụng như một nhãn chung cho bất kỳ sự kiện, chính
sách, chương trình hoặc thực hành nào liên quan đến một hoặc một số môn
STEM. Khi giáo dục STEM xuất hiện lần đầu tiên, nó thu hút sự chú ý của
một vài nhóm. Các nhà khoa học thực vật đã phấn khởi, vì họ nghĩ rằng các
nhà giáo dục cuối cùng đã nhận ra tầm quan trọng của một phần chính của
thực vật. Các nhà công nghệ và kỹ sư rất vui mừng vì họ nghĩ nó được gọi là
một phần của đồng hồ. Những người sành rượu cũng nhiệt tình, vì họ nghĩ nó
đề cập đến sự hỗ trợ mảnh mai của một ly rượu vang. Và những người bảo
thủ chính trị lo lắng, bởi vì họ nghĩ đó là một sự nhấn mạnh giáo dục mới hỗ
trợ nghiên cứu tế bào gốc. Trên thực tế, không ai trong số những nhận thức
này của STEM đáp ứng việc sử dụng hiện tại như là một từ viết tắt cho giáo
dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. [36]
Một nghiên cứu năm 2005 của Văn phòng Trách nhiệm Chính phủ ở
Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng 207 chương trình giáo dục STEM của liên bang
đã được sử dụng gần 3 tỷ đô la vào năm 2004. Gần ba phần tư số quỹ này và
gần một nửa số chương trình STEM nằm trong hai cơ quan: Viện Y tế Quốc
gia và NSF. Mặc dù khám phá nhiều chương trình cá nhân ít hơn, một bản
kiểm kê năm 2007 do Hội đồng Cạnh tranh Hoa Kỳ biên soạn cũng đặt nỗ lực
STEM của liên bang ở mức 3 tỷ USD và đồng tình với nhiều phát hiện của
GAO về phân cấp và điều phối.
Có mối quan tâm ngày càng tăng rằng Hoa Kỳ không chuẩn bị đủ số
học sinh, giáo viên và học viên trong các lĩnh vực công nghệ, khoa học, kỹ

7
thuật và toán học (STEM). Phần lớn số học sinh trung học không đạt được
trình độ thông thạo về toán học và khoa học, và nhiều người được giáo viên
thiếu kiến thức môn học đầy đủ. [36]
Khi so sánh với các quốc gia khác, thành tựu toán học và khoa học của
học sinh Mỹ và tỷ lệ đạt trình độ STEM xuất hiện không phù hợp với một
quốc gia được coi là nước dẫn đầu thế giới trong đổi mới khoa học. Trong
một đánh giá quốc tế gần đây của sinh viên 15 tuổi, Hoa Kỳ xếp thứ 28 về
môn toán và thứ 24 về khoa học về khoa học. Hơn nữa, Hoa Kỳ đứng thứ 20
trong số tất cả các quốc gia trong tỷ lệ 24-tuổi, những người có bằng cấp
trong khoa học tự nhiên hoặc kỹ thuật. [37]
Các vấn đề giáo dục STEM (và khả năng cạnh tranh) đã nhận được rất
nhiều sự chú ý trong những năm gần đây. Một số đề xuất cao cấp đã được
chuyển tiếp bởi các cộng đồng học thuật và kinh doanh. Tháng 2 năm 2006,
Tổng thống phát hành Sáng kiến Cạnh tranh của Hoa Kỳ. Trong Đại hội 109,
ba chương trình GD STEM khiêm tốn đã được thông qua và ký kết thành luật.
Cuối cùng, vào mùa xuân và mùa hè năm 2007, một số đề xuất lập pháp GD
STEM chính đã được kết hợp với Đạo luật Cạnh tranh Hoa Kỳ năm 2007,
được thông qua bởi Quốc hội 110 và được Tổng thống ký ngày 9 tháng 8 năm
2007. [37]
Báo cáo này cung cấp bối cảnh và bối cảnh để hiểu những sự phát triển
về lập pháp này. Báo cáo đầu tiên trình bày dữ liệu về thực trạng giáo GD STEM
ở Hoa Kỳ. Sau đó kiểm tra vai trò của liên bang trong việc thúc đẩy GD STEM.
Báo cáo kết luận với một cuộc thảo luận về các hành động lập pháp gần đây đã
được thực hiện để giải quyết chính sách GD STEM liên bang.
1.1.2. Những nghiên cứu về dạy học theo dự án
Vào những thế kỉ XVI, những kiến trúc sư người Ý đã làm việc chuyên
nghiệp xu hướng nghề nghiệp của họ bằng cách thành lập một Học viện nghệ

8
thuật – The Accademia di San Luca – Rome dưới sự bảo trợ của Giáo hoàng
Gregory XIII năm 1577.
Cuộc thi đầu tiên của Học viện được tổ chức vào năm 1656. Cấu trúc
của các cuộc thi vào Học viện tương đương với kì thi kiến trúc. Việc thiết kế
trong các cuộc thi vào Học viện chỉ là những tình huống giả định. Vì lí do
này, chúng được gọi là “dự án” – “những dự án với ý định là những bài tập
trong tưởng tượng chứ chúng không được dùng để xây dựng” (theo Egbert).
Sau mô hình của Ý, Viện hàn lâm kiến trúc Hoàng gia cũng được thành
lập ở Pháp năm 1761, nhiệm vụ của cuộc thi ở đây trở nên phổ biến. Ngoài
những cuộc thi “Prix d Emulation” diễn ra hàng tháng. Với sự giới thiệu của
Prix d Emulation, việc đào tạo đã tập trung vào học tập bằng các dự án. Sinh
viên phải hoàn thành một vài dự án cấp tháng để được trao tặng huân chương
hoặc được công nhận kết quả. Sự công nhận này hết sức cần thiết để học tiếp
thạc sĩ và được trao tặng danh hiệu kiến trúc sư hàn lâm. Với Prix d
Emulation năm 1763, sự phát triển ý tưởng dự án thành phương pháp học tập
và GD hàn lâm được hoàn thiện.
Học tập dự án không còn là duy nhất với ngành kiến trúc. Đến cuối thế
kỉ XVIII chuyên ngành cơ khí đã được thành lập và được coi là một bộ phận
của các trường đại học công nghiệp và kĩ thuật mới.
Học tập theo dự án được lan truyền từ châu Âu sang châu Mĩ và từ
ngành kiến trúc đến ngành cơ khí có ảnh hưởng quan trọng đến việc sử dựng
và trang bị cơ sở lí luận cho các PPDH theo dự án.
Theo nghiên cứu của Apel và Knoll [34], [43], “Project” lần đầu tiên
được sử dụng trong các trường kiến trúc ớ Ý vào cuối thế kỉ 16. Đến cuối thế
kỉ 19 đầu thế kỉ 20, dạy học dựa vào dự án được các nhà sư phạm Mỹ vận
dụng trong dạy học ở các trường phổ thông, xây dựng cơ sở lý thuyết cho dạy
học dựa vào dự án và coi đó là PPDH quan trọng để thực hiện quan điểm dạy

9
học lấy học sinh làm trung tâm. Từ những năm 1970, dạy học dựa vào dự án
đã có những thay đổi mang tính kĩ thuật như sử dụng công nghệ kĩ thuật số để
học sinh có thể tìm kiếm các nguồn tài nguyên một cách dễ dàng và phong
phú, tạo ra các sản phẩm chất lượng cao, có thể ghi lại toàn bộ quá trình thực
hiện dự án, chia sẻ sự sang tạo với học và thế giới [39], [40]. PPDH theo dự
án được xem là một phương pháp dạy học và nó được vận dụng linh hoạt vào
các môn học cụ thể để tăng cường cơ hội học tập bằng trải nghiệm, hợp tác
của học sinh, tăng cường năng lực vận dụng tích hợp kiến thức môn học vào
giải quyết các vấn đề của cuộc sống.
Một số tác giả đã làm rõ một số khía cạnh về PPDH theo dự án. Nghiên
cứu về bản chất và đặc trưng của dạy học dựa vào dự án, W.H.Kilpatrick đã
định nghĩa, dự án trong dạy học là “Hành động có chủ ý, với toàn bộ nhiệt
tình, diễn ra trong một môi trường xã hội” [32], [33]. Như vậy, theo quan
điểm của W.H.Kilpatrick, dạy học theo dự án được xem như một tư tưởng
dạy học, tạo điều kiện cho người học được học tập bằng thực tiễn trong môi
trường xã hội. Theo K.Frey quan niệm: “Đó là một hình thức của hoạt động
học tập. Trong đó nhóm người học xác định một chủ đề làm việc, thống nhất
về nội dung làm việc, tự lập kế hoạch và tiến hành công việc dẫn đến một sự
kết thúc có ý nghĩa, dự án thường có một sản phẩm cụ thể để trưng bày hoặc
trình diễn”. Với quan niệm như vậy. Học tập theo dự án được coi là phương
pháp, hình thức hay kĩ thuật dạy học. Trong đó, đề cao các năng lực làm việc
của một cá nhân: tính tự lực, năng lực hợp tác của người học để tạo ra được
sản phẩm học tập có kết quả.
Nghiên cứu về vai trò của dạy học theo dự án, hầu hết các tác giả đều
cho rằng kiểu dạy học này có những vai trò như: thành tích học tập của học
sinh được cải thiện nhanh chóng, phát triển năng lực giải quyết dựa vào vấn
đề và khả năng vận dụng kiến thức môn học vào thực tiễn đời sống, ngoài ra

10
với việc thực hiện các dự án học tập có hiệu quả cho việc phát triển các kĩ
năng xã hội cho học sinh. Dạy học theo dự án làm gia tăng số học sinh dự lớp,
lôi cuốn học sinh nghe giảng chăm chú và tham gia học tập tích cực hơn [39],
[40]. Học sinh có xu hướng giữ lại những điều đã học được, biết kết nối các
đối tượng đã học với nhau và áp dụng chúng vào các vấn đề khác [43]. Boaler
J. (1998) đã chứng minh được rằng năng lực giải quyết vấn đề, khả năng vận
dụng kiến thức của học sinh được học tập bằng dự án trội hơn học sinh lớp
truyền thống [21], [22]. Theo Tretten R. và Zachariou P. [42], học sinh tự tin
hơn trong hoạt động cá nhân và nhóm, khi nói chuyện trước đám đông, có kĩ
năng tư duy phê phán khi giải quyết vấn đề [21], tích cực và thấy thảo mái
hơn trong việc đặt câu hỏi với bạn bè trong nhóm [20].
Khi nghiên cứu về tiến trình dạy học theo dự án, đã có nhiều tiến trình
dạy học theo dự án được đưa ra bởi các tác giả khác nhau. Theo K.Frey, tiến
trình dạy học theo dự án có thể được chia thành bốn phần chính: 1- Sáng kiến
dự án, 2- Thảo luận về sáng kiến, Lập kế hoạch, 3- Thực hiện dự án, 4- Kết
thúc dự án [44]. Trần Văn Thành (2012) [17] đã đưa ra tiến trình dạy học theo
dự án như sau: 1- Thu thập thông tin, sự kiện thực tiễn, thực trạng cuộc sống,
2- Phát biểu vấn đề, bài toán cần giải quyết, 3- Phát biểu mâu thuẫn, đề xuất
giải pháp, 4- Giải quyết mâu thuẫn, thực hiện giải pháp, 5- Xây dựng sản
phẩm, 6- Báo cáo, trình bày sản phẩm, 7- Đánh giá, xem xét dự án. Với việc
đưa ra quy trình cho dạy học theo dự án khá chi tiết, cũng theo quy trình đó
các bước tiến hành còn tản mạn, chưa có sự liên kết chặt chẽ, khái quát được
quá trình thực hiện dự án. Cũng theo Intel, tiến trình dạy học dự án bao gồm:
lập dự án, thiết kế và thực hiện dự án, đánh giá dự án. Quy trình của Intel đưa
ra khá ngắn gọn, khái quát được các khâu một cách khá đầy đủ từ việc chuẩn
bị cho dự án đến việc thực hiện dự án và những đánh giá để có khắc phục,
tiến bộ về dự án.

11
Nghiên cứu về đánh giá trong dạy hoc theo dự án, việc xây dựng công
cụ đánh giá trong dạy học theo dự án đã và đang được nhiều nhà nghiên cứu
quan tâm. Joel (2009) [30] và Tim (2012) [38], William N. Bender đã đề xuất
phương án đánh giá người học bằng việc sử dụng cac Rubrics trong dạy học
theo dự án. Nguyễn Lăng Bình, Đỗ Hương Trà, Nguyễn Phương Hồng, Cao
Thị Thặng (2010) [6] đã đề cập đến phương thức đánh giá trong dạy học tích
cực bao gồm cả dạy hoc theo dự án như sau: Xây dựng quy trình và công cụ
đánh giá; đa dạng hóa các hình thức đánh giá; khuyến khích người học tham
gia vào quá trình đánh giá. Các tác giả trên đã đề xuất việc sử dụng các bảng
kiểm như một công cụ để đánh giá hành vi và thái độ của học sinh.
1.2. Giáo dục STEM
1.2.1. Khái niệm STEM
Theo từ điển Tiếng việt: “STEM là viết tắt của các thuật ngữ - Khoa
học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM, trước đây SMET) là thuật ngữ
dùng để chỉ các ngành học về Science (Khoa học), Technology (Công nghệ),
Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Thuật ngữ này thường
được sử dụng khi giải quyết các chính sách giáo dục và lựa chọn chương trình
giảng dạy trong các trường học để nâng cao khả năng cạnh tranh trong phát
triển khoa học và công nghệ. Nó có liên quan đến phát triển nguồn nhân lực,
những vấn đề về an ninh quốc gia và chính sách di dân”.
Từ viết tắt này đã được sử dụng phổ biến ngay sau khi một cuộc họp
liên ngành về giáo dục khoa học được tổ chức tại Quỹ Khoa học Quốc gia
Hoa Kỳ (NSF) dưới sự chủ trì của giám đốc NSF lúc đó là Rita Colwell.
Giám đốc Phòng Khoa học của Bộ phận Phát triển Nguồn nhân lực cho giáo
viên và các nhà khoa học, Peter Faletra, đề nghị thay đổi từ METS (từ cũ)
sang STEM. Colwell, cũng không thích cách viết tắt cũ (METS) và đã hưởng
ứng bằng đề nghị NSF thay đổi. Một trong những dự án NSF đầu tiên sử dụng

12
từ viết tắt là STEMTEC - Chương trình Hợp tác Giáo viên trong Khoa học,
Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học tại Đại học Massachusetts Amherst, được
tài trợ vào năm 1998.
Theo tác giả: Đỗ Văn Tuấn (trích báo Tin học và Nhà trường số 182)
thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh của bốn chữ: “Science (Khoa
học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics
(Toán). Tuy nhiên, trong tiếng Anh STEM thường đi kèm với các từ khác,
làm cho STEM có những nghĩa bổ sung tương ứng. Ban đầu thuật ngữ STEM
được viết “STEM fields” được xuất hiện trong các văn bản về ngân sách đầu
tư trong giáo dục và vấn đề cấp visa cho nhập cư tại Mỹ. Về sau, STEM được
viết đi kèm với các từ khác như: “STEM education” (giáo dục STEM),
“STEM workforce” (nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM), “STEM
learning” (học trong lĩnh vực STEM), “STEM careers” (các ngành nghề trong
lĩnh vực STEM), “STEM curriculum” (khung chương trình dạy học STEM),
“STEM awareness” (nhận thức về các ngành nghề STEM)” [18],…
Như vậy, đa số các tác giả và các cách quan niệm về STEM đều cho
rằng, STEM được đề cập như sự tích hợp của các lĩnh vực: Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Có thể coi đây là một trong những hình thức tích
hợp, lồng ghép các lĩnh vực trên để tạo ra một lĩnh vực tổ hợp mới, giải quyết
các vấn đề có liên quan.
1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM
Như đã đề cập, STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học),
Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). GD
STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ
năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và
Toán học. Các kiến thức và kỹ năng thuộc bốn lĩnh vực này phải được tích
hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, tạo cơ hội để giúp HS không chỉ hiểu biết

13
về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong
cuộc sống hằng ngày. GD STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa lí thuyết hàn
lâm và việc thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì”
trong môi trường có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc
ít lặp lại trong thế kỷ 21.
Môn học STEM là môn học mà HS được tìm hiểu các kiến thức về
Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học một cách tích hợp. Thông
thường, các môn học STEM được thiết kế ở dạng chủ đề và học sinh được
học kiến thức tích hợp dựa trên các chủ đề này. Ví dụ, khi học một chủ đề về
hệ mặt trời, học sinh không chỉ đơn thuần học về khoa học để nghiên cứu xem
hệ mặt trời gồm những thành phần nào hay đặc điểm của chúng ra sao mà còn
được học những ý tưởng phát hiện ra kính thiên văn (tức là tìm hiểu Công
nghệ), học về giá đỡ cho kính thiên văn (liên quan đến môn Kỹ thuật), hay
học cách tính tỷ lệ khoảng cách giữa các ngôi sao hay bán kính của các ngôi
sao (chính là môn Toán học). Môn học Robotics chính là môn học điển hình
cho giáo dục STEM.
Theo Đỗ Hoàng Sơn - đại diện Liên minh STEM Việt Nam, giáo dục
STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ
năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và
toán học. Đây là một mô hình giáo dục hiện đại đã được triển khai tại các
nước Âu, Mỹ. Giáo dục STEM không phải để biến học sinh trở thành nhà
khoa học, kỹ sư mà là để chuẩn bị cho công dân toàn cầu thế hệ mới.
Nền tảng của GD STEM chính là giáo dục khoa học (Science
education). Chính giáo dục khoa học là lĩnh vực đề xuất ra các chương trình
giáo dục STEM hiện nay. Tại Mỹ, giáo dục khoa học được xem là ngành khoa
học nghiên cứu cơ bản và nền tảng giúp đẩy mạnh nền khoa học từ gốc rễ là
con người thông qua đào tạo giáo viên dạy khoa học và xây dựng các chương

14
trình giáo dục từ chính quy (formal) và không chính quy (informal) bắt đầu
các chương trình giáo dục mầm non đến bậc đại học, từ gia đình đến các hoạt
động giáo dục khoa học ngoài xã hội. Việt Nam chúng ta chưa có ngành
nghiên cứu giáo dục khoa học và cũng chưa có đơn vị nào tham các diễn đàn
giáo dục khoa học quốc tế.
Tổ chức uy tín hiện nay trong lĩnh giáo dục khoa học trên thế giới là
Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers
Association – NSTA) được thành lập năm 1944, đã đề xuất ra khái niệm giáo
dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu như sau:
“STEM education is an interdisciplinary approach to learning where rigorous
academic concepts are coupled with real-world lessons as students apply
science, technology, engineering, and mathematics in contexts that make
connections between school, community, work, and the global enterprise
enabling the development of STEM literacy and with it the ability to compete
in the new economy. (Tsupros, Kohler, & Hallinen, 2009)
Tạm dịch:
“Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong
đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài
học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa
học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết
nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ
đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh
tranh trong nền kinh kế mới”.
Như vậy, nếu áp dụng một chương trình dạy học, trong đó HS được vận
dụng các kiến thức đa dạng khác nhau trong bốn lĩnh vực của STEM, chúng
ta nên dùng thuật ngữ “giáo dục tích hợp STEM” hoặc “giáo dục liên môn
STEM” thay vì chỉ nói chung là “giáo dục STEM” để thấy được đặc điểm và

15
các giá trị cốt lõi của chương trình STEM đó là sự kết nối giữa các kiến thức
và môn học. Còn nếu chương trình học chỉ là ghép bốn bộ môn trên lại với
nhau, không kết nối và hỗ trợ nhau, thì nên dùng là “chương trình học các
môn STEM”.
Từ các cách định nghĩa, quan niệm về GD STEM nói trên, chúng tôi có
thể đưa ra cách hiểu về GD STEM như sau: Giáo dục STEM là mô hình học
tập tích hợp nhằm hình thành và trang bị cho học sinh những kiến thức, kĩ
năng, thái độ về các lĩnh vực trong STEM, đồng thời nhấn mạnh việc hình
thành và phát triển ở học sinh những kĩ năng, năng lực trong STEM. Các kiến
thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp
học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể tư duy, thực hành để
giúp học sinh giải quyết được những vấn đề trong cuộc sống hàng ngày.
Như vậy, cách định nghĩa về GD STEM nói đến một cách tiếp cận liên
ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể phải có bốn lĩnh
vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Giáo dục STEM giúp học
sinh nhận thấy được tầm quan trọng của kiến thức các môn khoa học, toán và
công nghệ và hướng đến sự vận dụng kỹ thuật trong việc giải quyết các vấn
đề. Giáo dục STEM nên được tổ chức đa dạng và được dạy theo chủ đề.
Không chỉ có hoạt động dạy làm robot mới được xem là giáo dục STEM.
Ngay những trẻ em mẫu giáo, tiểu học cũng đã được học các chương trình
tích hợp STEM, ví dụ như thông qua các trò chơi làm mô hình núi lửa, làm
bong bóng bay, làm chong chóng quay… Mặc dù chỉ là các trò chơi đơn giản,
nhưng được xây dựng và tổ chức có hệ thống và có sự kết nối các nhóm kiến
thức với nhau.
1.2.3. Đặc điểm của giáo dục STEM
Từ cách định nghĩa trên, có 3 đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục STEM: