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

NGÔ THỊ LIÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG
ĐẠI HỌC SƯ 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 TRƯỜNG
ĐẠI HỌC SƯ 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
Người hướng 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 tểu 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

82

thực 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

STT
1

Tên biểu đồ
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


2

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 tên 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 tễn. 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


trọng hơn là học sinh được hình thành, phát triển được các kĩ năng tm tòi,
thí nghiệm, khai thác và ứng dụng công nghệ thông tn, thiết kế kĩ thuật, tư
duy và tính toán.
Có nhiều cách tếp cận trong tổ chức việc giáo dục STEM cho học sinh
tểu học nói chung như dựa vào vấn đề, dựa vào dự án, trải nghiệm,… Mỗi
cách tếp 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 tểu học.
3. Khách thể và đối tượng 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.


3.2. 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. Phương 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


tch, 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 tnh khả thi của
các biện pháp này.
7.2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra tnh 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 tến 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


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 tch 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 tễn 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


Chương 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


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


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 Emulaton” 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


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 tm 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


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 tn
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 tến trình
dạy học theo dự án được đưa ra bởi các tác giả khác nhau. Theo K.Frey, tến
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, 4Kết 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 tn, 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, tến bộ về dự án.


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 Mathematcs (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


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 Mathematcs (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