Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong phần trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật theo định hướng giáo dục stem

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
–––––––––––––––––––

PHẠM THỊ THÁI THỦY

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC
MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG PHẦN TRAO ĐỔI CHẤT
VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
–––––––––––––––––––

PHẠM THỊ THÁI THỦY

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC
MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG PHẦN TRAO ĐỔI CHẤT
VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
Ngành: LL&PPDH bộ môn Sinh học
Mã số: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Hà

THÁI NGUYÊN - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin xam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dân của TS. Nguyễn Thị Hà. Các tài liệu trích dẫn trong luận văn đều có nguồn gốc rõ
ràng. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được công
bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2019
Tác giả

Phạm Thị Thái Thủy


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban chủ
nhiệm khoa và các Thầy, Cô giáo trong khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm - Đại
học Thái Nguyên đã giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và các Thầy, Cô giáo bộ môn Sinh
học trường THPT Bãi Cháy - TP Hạ Long - Tỉnh Quảng Ninh đã giúp đỡ và tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài.
Đặc biệt, tôi xin gửi cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Hà đã tận tình giúp đỡ
và hướng dẫn tôi để thực hiện đề tài nghiên cứu, hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và người
thân đã luôn giúp đỡ và tạo điều kiện để hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2019
Tác giả

Phạm Thị Thái Thủy


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................i
Lời cảm ơn .....................................................................................................................ii
Mục lục ........................................................................................................................ iii
Danh mục các chữ viết tắt.............................................................................................iv
Danh mục các bảng........................................................................................................v
Danh mục các ảnh và hình............................................................................................vi
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1
1. Lý do lựa chọn đề tài .................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................2
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ...........................................................................2
4. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................................2
6. Giả thuyết khoa học ...................................................................................................3
7. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................3
8. Đóng góp mới của đề tài............................................................................................4
9. Cấu trúc của luận văn.................................................................................................4
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC PHẦN
“TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT”
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM ..............................................................5
1.1. Tổng quan về giáo dục STEM ................................................................................5
1.1.1. Tình hình về giáo dục STEM trên thế giới ..........................................................5
1.1.2. Tình hình giáo dục STEM tại Việt Nam..............................................................6
1.2. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM...............................................................9
1.2.1. Khái niệm STEM .................................................................................................9
1.2.2. Giáo dục STEM .................................................................................................10
1.2.3. Mục tiêu của giáo dục STEM ............................................................................11

1.2.4. Phân loại STEM.................................................................................................11
1.2.5. Chủ đề giáo dục STEM......................................................................................12


1.2.6. Quy trình giáo dục STEM..................................................................................13
1.2.7. Hình thức tổ chức giáo dục STEM [4] ..............................................................14
1.2.8. Vai trò và triển vọng của giáo dục STEM .........................................................15
1.3. Thực trạng dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật”
theo định hướng giáo dục STEM ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh
......................................................................................................................................16
1.3.1. Thực trạng sử dụng các phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực trong
dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật” ở các trường
THPT
trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh.......................................................................................16
1.3.2. Hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở các trường THPT trên
địa bàn tỉnh Quảng Ninh hiện nay ...............................................................................19
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................24
Chương 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG
PHẦN “TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở THỰC
VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM.................................................25
2.1. Phân tích cấu trúc phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật”
dưới góc độ STEM.......................................................................................................25
2.1.1. Cấu trúc nội dung của phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực
vật”...............................................................................................................................25
2.1.2. Mục tiêu phần “Trao đổi chất và chuyến hóa năng lượng ở thực vật”[10] .......26
2.2. Mối quan hệ giữa nội dung và mục tiêu phần “Trao đổi chất và chuyển hóa
năng lượng ở thực vật” với nội dung và mục tiêu của giáo dục STEM ......................27
2.3. Các mức độ dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực
vật” theo định hướng giáo dục STEM .........................................................................29
2.4. Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và

chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM
...........................30
2.4.1. Tiêu chí của bài học STEM ..............................................................................30


2.4.2. Quy trình thiết kế một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng
lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM
......................................................31


2.4.4. Chủ đề minh họa quy trình thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong
phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo
dục STEM ....................................................................................................................39
2.5.1. Mục đích đánh giá kết quả học tập ...................................................................48
2.5.2. Xây dựng thang đo và bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ và sáng tạo
trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM..........................................................48
2.5.3. Xây dựng tiêu chí đánh giá sản phẩm (mô hình) STEM ...................................55
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................57
Chương 3: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ
TRONG PHẦN “TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở
THỰC VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM....................................58
3.1. Thực nghiệm sư phạm ..........................................................................................58
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................58
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm........................................................................58
3.1.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm.........................................................................59
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm .................................................................................59
3.1.5. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm..................................................................60
3.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ..............................................................................62
3.2.1. Kết quả đánh giá về kiến thức ...........................................................................62
3.2.2. Kết quả đánh giá sản phẩm (mô hình) STEM ...................................................68

3.2.3. Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ và sáng tạo..................................................71
3.2.4. Kết quả đánh giá thái độ ....................................................................................75
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................79
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

CLB

Câu lạc bộ

ĐC

Đối chứng

GD & ĐT

Giáo dục & Đào tạo

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

KHKT

Khoa học kỹ thuật

STĐ

Sau tác động

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

TTĐ

Trước tác động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Mức độ sử dụng phương pháp dạy học tích cực .........................................17
Bảng 1.2. Kết quả điều tra mức độ hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức để
GQVĐ xảy ra trong thực tiễn ...................................................................18
Bảng 1.3. Kết quả mức độ quan tâm của GV về giáo dục STEM ..............................19
Bảng 1.4. Kết quả mức độ nhận thức của GV về giáo dục STEM ..............................20
Bảng 1.5. Kết quả khảo sát hoạt động giáo dục STEM ở trường THPT hiện nay ......21
Bảng 1.6. Kết quả khảo sát về triển vọng tổ chức dạy học theo định hướng giáo
dục STEM ở trường THPT hiện nay ........................................................22
Bảng 2.1. Một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong phần
“Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật”.............................33
Bảng 2.2. Cấu trúc và tiêu chí của năng lực GQVĐ và sáng tạo ................................49
Bảng 2.3. Thang đo năng lực GQVĐ và sáng tạo .......................................................50
Bảng 2.4. Bảng kiểm quan sát năng lực GQVĐ và sáng tạo của HS dành cho GV....54
Bảng 2.5. Tiêu chí đánh giá sản phẩm (mô hình) STEM ............................................56
Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 15 phút TTĐ và STĐ.......................63
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra 15 phút TTĐ và STĐ....................63
Bảng 3.3. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 15 phút TTĐ và STĐ ...................63
Bảng 3.4. Bảng tổng hợp một số tham số đặc trưng của lớp TN ở bài kiểm tra 15
phút TTĐ và STĐ .....................................................................................65
Bảng 3.5. Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 1 tiết.................................................65
Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra 1 tiết..............................................65
Bảng 3.7. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết .............................................66
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp một số tham số đặc trưng của lớp TN và lớp ĐC ở bài

kiểm tra 1 tiết............................................................................................67
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá mô hình (sản phẩm) STEM.............................................70
Bảng 3.10. Bảng đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của lớp TN trước
tác động và sau tác động...........................................................................72
Bảng 3.11. Bảng tổng hợp một số tham số đặc trưng đánh giá năng lực GQVĐ và
sáng tạo của lớp TN trước tác động và sau tác động................................72
Bảng 3.12. Kết quả đánh giá định lượng cá nhân năng lực GQVĐ và sáng tạo ở
lớp TN trước và sau tác động ...................................................................74
Bảng 3.16. Kết quả điều tra thái độ học tập của học sinh ...........................................75

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC ẢNH VÀ HÌNH
Ảnh:
Ảnh 2.1. Sơ đồ minh họa hệ thống chiếu sáng nhân tạo trồng cây trong nhà .............47
Ảnh 2.2. Mô hình phác thảo hệ thống “Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo” ..............47
Ảnh 2.3. Lắp ráp mô phỏng hệ thống “Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo” ...............48
Ảnh 2.4. Mô hình trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo...................................................48
Ảnh 3.1. Sản phẩm dự án “Phân bón sinh học – bạn của mọi nhà” ............................69
Ảnh 3.2. Sản phẩm dự án STEM “Trường học xanh”.................................................69
Ảnh 3.3. Vườn hoa dự án STEM “Trường học xanh”.................................................69
Hình:
Hình 1.1. Vòng lặp thiết kế kỹ thuật trong giáo dục STEM........................................14
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng
ở thực vật” ................................................................................................25
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra 15 phút TTĐ và STĐ .................63
Hình 3.2. Đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra 15 phút TTĐ và STĐ ...........................64

Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra 1 tiết ...........................................66
Hình 3.4. Đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra 1 tiết giữa lớp TN và lớp ĐC ...............67
Hình 3.5. Đồ thị đánh giá sự tiến bộ năng lực GQVĐ và sáng tạo của lớp TN trước
tác động và sau tác động...........................................................................73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Đất nước ta đang tiếp tục đẩy mạnh toàn diện công cuộc đổi mới, chủ động hội
nhập quốc tế và đặc biệt là đang đứng trước thách thức của cuộc cách mạng công
nghiệp lần thứ 4 (cuộc CMCN 4.0). Để tiếp cận được với cuộc cách mạng công
nghiệp 4.0, Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo các bộ, ngành, địa phương triển khai
đồng bộ nhiều giải pháp trong đó “phải thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung,
phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp
nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo
về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong
chương trình giáo dục phổ thông” [18, tr.3]. Trước những yêu cầu và thách thức đó
đòi hỏi ngành giáo dục đào tạo phải đổi mới căn bản, toàn diện, có tầm nhìn chiến
lược và ổn định lâu dài, phải thay đổi tư duy về quá trình dạy học. Khác với các
chương trình giáo dục định hướng nội dung trước đây thì chương trình giáo dục phổ
thông mà Bộ Giáo dục và Đào tạo mới ban hành được xây dựng theo định hướng
phát triển phẩm chất và năng lực của người học, chú trọng khả năng vận dụng kiến
thức vào việc giải quyết các vấn đề trong thực tiễn [5]. Người học sẽ là trung tâm của
quá trình dạy học.
Trong những năm gần đây có nhiều phương pháp giáo dục mới được đưa vào
thử nghiệm tại trường học và một trong những phương pháp đó là giáo dục STEM.

Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo hướng tiếp cận liên môn nhằm
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, giúp cho người học không chỉ hiểu
về lý thuyết mà còn có thể ứng dụng vào giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hàng
ngày. Trong chương trình giáo dục phổ thông mới lần này có đầy đủ các môn học
STEM như Toán học, Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học. Các môn học không
tách rời mà được tích hợp liên môn thành các môn học như Khoa học tự nhiên, Khoa
học xã hội... dựa trên các ứng dụng thực tế [3]. Như vậy, dạy học theo định hướng
giáo dục STEM sẽ đổi mới và nâng cao chất lượng giáo dục mạnh mẽ, góp phần phát
triển năng lực giải quyết vấn đề, đề cao khả năng học tập sáng tạo cho người học và
Số định
hóa bởi
Trung nghề
tâm Học
liệu vàtrong
Côngtương
nghệ thông
tin –ứng
Đại học
Thái
Nguyên
httpCMCN
://lrc.tnu.ed
u.vn
hướng
nghiệp
lai, đáp
được
yêu
cầu của cuộc

4.0.


Trong các môn học ở phổ thông thì môn học Sinh học là môn khoa học thực
nghiệm. Năng lực tìm tòi và khám phá thế giới sống của học sinh được phát triển
thông qua thực nghiệm. Trong nội dung chương trình môn Sinh học thì phần trao đổi
chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật đề cập đến nhiều vấn đề gần gũi với cuộc
sống hàng ngày như kiến thức về dinh dưỡng khoáng ở thực vật, quang hợp, hô hấp
có thể giúp học sinh vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề thực tiễn như bón
phân hợp lý và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cho cây trồng, đề xuất mô hình trồng
rau an toàn, các vấn đề ô nhiễm môi trường trong trồng trọt hiện nay... Như vậy, có
thể thấy phần trao đổi chất và năng lượng ở thực vật có sự tích hợp các kiến thức nền
tảng như Toán học, Vật lý, Hóa học, Công nghệ. Vì vậy, vận dụng dạy học theo định
hướng giáo dục STEM là hoàn toàn có cơ sở và sẽ nâng cao được chất lượng giảng
dạy, hoàn toàn phù hợp với định hướng đổi mới căn bản toàn diện giáo dục Việt Nam
sau 2015.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: Thiết kế và tổ chức
dạy học một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở
thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học được một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và
chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng
ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.
- Khách thể nghiên cứu: Hoạt động dạy và học môn Sinh học lớp 11 ở trường
THPT.
4. Phạm vi nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học được một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và
chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM với đối tượng là

học sinh lớp 11 - Trường THPT Bãi Cháy - TP. Hạ Long - tỉnh Quảng Ninh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




- Thiết kế được một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng
lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.
- Tổ chức dạy học được một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và chuyển hóa
năng lượng ở thực vật” đã được thiết kế theo định hướng giáo dục STEM.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định giả thuyết đã nêu ra.
6. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và tổ chức dạy học được một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất
và chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ góp
phần nâng cao chất lượng dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở
thực vật” đồng thời phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ở học sinh.
7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các văn bản về đường lối, chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà
nước, ngành Giáo dục có liên quan đến đổi mới giáo dục và vấn đề nghiên cứu.
- Nghiên cứu tổng hợp tài liệu, các công trình khoa học đã công bố có liên quan
đến nội dung nghiên cứu của đề tài.
- Nghiên cứu nội dung “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật”
trong chương trình THPT, sách tham khảo làm cơ sở cho việc thực hiện đề tài.
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
7.2.1. Phương pháp điều tra
Điều tra thực trạng giảng dạy môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM
tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh thông qua phiếu điều tra ý kiến

giáo viên và học sinh.
7.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Đưa quy trình dạy học của một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và chuyển
hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM đã được thiết kế vào
thực nghiệm tại trường THPT để kiểm tra tính đúng đắn của đề tài thông qua bài
kiểm tra sau khi kết thúc giờ học.
7.3. Phương pháp xử lý số liệu bằng toán thống kê

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




Sử dụng các phần mềm xử lý số liệu về khoa học giáo dục nhằm xử lý các số
liệu đánh giá chất lượng lĩnh hội kiến thức và năng lực học tập của học sinh sau quá
trình thực nghiệm.
8. Đóng góp mới của đề tài
Thiết kế và tổ chức dạy học được một số chủ đề trong phần “Trao đổi chất và
chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.
9. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển
hóa năng lượng ở thực vật”- Sinh học 11 THPT theo định hướng giáo dục STEM.
Chương 2. Thiết kế và tổ chức dạy học được một số chủ đề trong phần “Trao
đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.
Chương 3. Đánh giá kết quả tổ chức dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển
hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM.

Chương 1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC PHẦN “TRAO ĐỔI
CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT” THEO ĐỊNH
HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
1.1. Tổng quan về giáo dục STEM
1.1.1. Tình hình về giáo dục STEM trên thế giới
Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp liên môn và tạo ra sự kết
hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học nhằm góp
phần mang đến cho học sinh những trải nghiệm và khám phá thú vị về tri thức cũng
như phát huy khả năng sáng tạo cá nhân. Hiện nay, giáo dục STEM đã trở thành vấn
đề được nhiều quốc gia và các nhà khoa học trên thế giới quan tâm.
Tại Mỹ, giáo dục STEM được ra đời vào những năm 60, 70 của thế kỷ XX
trong điều kiện nước Mỹ được coi là quốc gia có hệ thống giáo dục tốt nhất trên thế
giới. Các trường học ở Mỹ đã xây dựng nội dung chương trình giáo dục STEM, các
lớp học STEM, đào tạo giáo viên về dạy học STEM. Nhờ đó mà giáo dục STEM đã
giúp cho quốc gia này có những đột phá quan trọng trong giáo dục, góp phần đào tạo
được nguồn nhân lực chất lượng cao. Một thống kế ở Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến
2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, việc làm STEM có tốc
độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu
tính từ năm 1950 đến 2007 [17].
Tại Pháp, giáo dục STEM được thực hiện ở các cấp học và ở cấp Trung học
phổ thông (THPT) giáo dục STEM chiếm thời lượng đáng kể. Ngay từ năm học đầu
tiên học sinh đã được tham gia vào các hoạt động nghiên cứu về Khoa học đời sống
và Trái Đất, các chủ đề dạy học có liên quan đến giáo dục STEM [14].
Tại Anh đã xây dựng một chương trình hành động nhằm thúc đẩy giáo dục
STEM với 4 nội dung chính: (1) Tuyển dụng giáo viên STEM; (2) bồi dưỡng nâng
cao trình độ giáo viên; (3) Cải cách chương trình học; (4) phát triển cơ sở vật chất

phục vụ cho việc dạy học STEM [11]. Mục tiêu của giáo dục STEM tại quốc gia này
là đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, có khả năng nghiên cứu và ứng dụng khoa
học vào thực tiễn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




Bên cạnh đó một số quốc gia có nền giáo dục phát triển như Australia, Hàn
Quốc, Hà Lan, Singapore, Canada, Phần Lan… cũng có nhiều công trình nghiên cứu
về giáo dục STEM. Giáo dục STEM được đưa vào trong các cấp học với mục tiêu là
làm tăng khả năng sáng tạo, đam mê nghiên cứu khoa học của học sinh. Học sinh
được đào tạo theo mô hình giáo dục STEM có cơ hội nhận được việc làm tốt hơn và
tiếp cận với các công việc có nguồn thu nhập cao, góp phần thúc đẩy sự tăng trưởng
kinh tế của quốc gia.
Có thể nói rằng: Giáo dục STEM đã được nghiên cứu, triển khai từ vài thập kỷ
trước tại rất nhiều các quốc gia trên thế giới và được công nhận là hướng đi đúng đắn.
Với xu hướng đó chứng tỏ giáo dục STEM là chìa khóa cải cách giáo dục quan trọng,
góp phần tăng khả năng hứng thú học tập và đam mê nghiên cứu khoa học của học
sinh. Trong một bài phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ, Bill Gates đã từng nói
“Chúng ta không thể duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ khi chúng ta có những
công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật”. Giáo dục STEM không
phải là để học sinh trở thành những nhà khoa học, kỹ sư mà là phát triển các kỹ năng
cần thiết được sử dụng để làm việc, giải quyết các vấn đề trong cuộc sống và phát
triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay [17]. Giáo dục STEM chính là giải
pháp đáp ứng nguồn nhân lực cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
1.1.2. Tình hình giáo dục STEM tại Việt Nam
Nhận thấy được lợi ích và tiềm năng của giáo dục STEM, công ty Cổ phần
DTT Eduspec phối hợp với Trường Icarnegie - Hoa Kỳ đã đưa chương trình giáo dục

STEM vào Việt Nam năm 2011 tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, sau đó là Đà
Nẵng (2013). Mặt khác, để dễ dàng tiếp cận với giáo dục STEM thì từ năm 2012 đến
nay, Bộ Giáo dục & Đào tạo (Bộ GD&ĐT) tổ chức các cuộc thi “Vận dụng kiến thức
liên môn để giải quyết các tình huống xảy ra trong thực tiễn” và cuộc thi “Sáng tạo
Khoa học kỹ thuật (KHKT) dành cho học sinh trung học”. Cuộc thi là cơ hội để học
sinh vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn và phát
huy khả năng sáng tạo của cá nhân, thúc đẩy phong trào đổi mới giáo dục mạnh mẽ.
Qua 6 năm triển khai, hai cuộc thi trên đã nhận được sự quan tâm của học sinh, giáo
viên, cán bộ quản lí giáo dục, phụ huynh. Nhiều đề tài, nhiều dự án được học sinh
nghiên cứu và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




đạt được giải cao ở cấp quốc gia, quốc tế. Đây chính là cách tiếp cận sớm của Bộ GD
& ĐT để chuẩn bị cho việc triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới cũng như
giáo dục STEM vào thực tế.
Tại Hà Nội, các hoạt động thuộc lĩnh vực giáo dục STEM như CLB STEM,
đưa các môn học STEM vào học tập theo hình thức chính khóa (STEM Khoa học máy
tính, STEM Khoa học dữ liệu, STEM Robotics) … Phối hợp với với các tổ chức giáo
dục như Học viện sáng tạo S3, công ty Cổ phần DTT Eduspec tổ chức kỳ thi Robocon
quốc tế, Khoa học máy tính. Nhiều học sinh của các trường Tiểu học và Trung học cơ
sở của Hà Nội đã đạt giải cao tại các kỳ thi quốc gia, quốc tế. Nhiều học sinh hứng
thú và tham gia các khóa học STEM hàng năm tại các trung tâm.
Tại Thành phố Hồ Chí Minh, từ năm 2012 đã triển khai thí điểm môn STEM
Robotics vào các trường tiểu học có đủ điều kiện thí điểm theo hình thức tự chọn. Đến
năm 2015, môn STEM Robotics đã được triển khai đến Trung học cơ sở và thí điểm
trở thành môn học chính khóa tại một số trường học. Bên cạnh đó, Sở GD & ĐT cũng

phối hợp với các tổ chức giáo dục mở các cuộc tập huấn về giáo dục STEM cho cán
bộ quản lý, giáo viên.
Ngoài Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh thì từ năm 2015, Bộ GD & ĐT đã
phối hợp với Hội đồng Anh triển khai thí điểm mô hình giáo dục STEM ở nhiều tỉnh,
thành phố như Nam Định, Hải Phòng, Nghệ An, Hải Dương, Đồng Tháp, Lào Cai,
Quảng Ninh, Cần Thơ. Từ năm 2016 - 2017, đã có hơn 50 dự án STEM được xây
dựng và bước đầu đã thu được kết quả như làm thay đổi nhận thức của cán bộ quản
lý và giáo viên về giáo dục STEM, học sinh được tiếp cận với các giờ học STEM và
câu lạc bộ (CLB) STEM trong trường học [4]. Tuy nhiên, hoạt động giáo dục STEM
mới chỉ mang tính chất thử nghiệm, là hoạt động ngoại khóa chưa thực sự trở thành
một hoạt động học tập chính khóa trong trường phổ thông. Để nâng cao vai trò của
hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì trong chương trình giáo dục
phổ thông mới ban hành đã có đầy đủ các môn học STEM như Toán học, Khoa học
tự nhiên, Công nghệ, Tin học. Vị trí của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ được
nâng cao. Yêu cầu về dạy học tích hợp và đổi mới phương pháp dạy học trong chương
trình giáo dục phổ thông mới tạo điều kiện cho việc tổ chức các chủ đề giáo dục
STEM. Đây

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




không chỉ thể hiện rõ tư tưởng STEM mà còn là sự điều chỉnh kịp thời của giáo dục
phổ thông trước cách mạng 4.0 [3].
Cho đến nay ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về giáo dục STEM
cho đối tượng học sinh phổ thông:
Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng
giáo dục STEM, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường ĐHSP Hà Nội.
Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng

Phước Muội (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề STEM cho học sinh THCS và THPT,
NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội (2018), Tổ chức hoạt động trải
nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua hoạt động Câu lạc bộ và sử dụng
cơ sở vật chất phòng thí nghiệm ở trường trung học. Tạp chí khoa học, Trường ĐHSP
Thành phố Hồ Chí Minh, Số 15 (4) (Khoa học Giáo dục), tr 5-16.
Qua tìm hiểu lược sử các công trình nghiên cứu trên chúng tôi nhận thấy mỗi
công trình đề cập đến các vấn đề khác nhau của giáo dục STEM: Trong luận án Tiến
sĩ của mình, tác giả Lê Xuân Quang đưa ra được các vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
và xây dựng quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM được áp dụng trong
môn Công nghệ lớp 8. Mặt khác trong luận án, tác giả cũng đã xây dựng được bộ
công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo, đánh giá sản phẩm
STEM sử dụng được cho nhiều phân môn. Còn công trình của nhóm tác giả Nguyễn
Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội đã giúp giáo
viên và học sinh hiểu rõ được một số vấn đề về giáo dục STEM, giới thiệu các chủ đề
minh họa thuộc nhiều phân môn khác nhau. Đây là nguồn tài liệu tham khảo tốt cho
giáo viên, cán bộ quản lí và học sinh khi tham gia vào các hoạt động giáo dục STEM.
Như vậy các công trình nghiên cứu về giáo dục STEM ở Việt Nam chưa nhiều
xong các tác giả đều đưa ra những tổng hợp khái quát về giáo dục STEM, quy trình
thiết kế và tổ chức các hoạt động giáo dục STEM. Tuy nhiên các công trình nghiên
cứu về thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho từng môn học riêng chưa có
nhiều, một số quy trình thiết kế chưa được thống nhất. Mặt khác, cách tổ chức dạy
học các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




bài học STEM chưa thống nhất về quy trình thực hiện. Vì vậy trong phạm vi nghiên
cứu của đề tài này, chúng tôi sẽ tập trung làm sáng tỏ một số vấn đề sau đây:

1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc thiết kế và tổ chức dạy học theo định
hướng giáo dục STEM nói chung và dạy học phần “Trao đổi chất và chuyển hóa năng
lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM nói riêng để từ đó làm cơ sở cho
việc xây dựng các chủ đề STEM ở các phần khác trong môn Sinh học.
2. Xây dựng quy trình thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề phần “Trao
đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật” theo định hướng giáo dục STEM theo
quy trình thống nhất, có thể áp dụng được cho các phần khác trong môn Sinh học và
các môn học khác.
1.2. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
1.2.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học) [19].
Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa
học Trái Đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó
để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.
Technology (Công nghệ): Phát triển khả năng sử dụng quản lí, hiểu và đánh giá
công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ, ảnh hưởng của
công nghệ đến đời sống.
Engineering (Kỹ thuật): Phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ
đang phát triển thông qua quy trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng
các quy trình sản xuất trên cơ sở vận dụng kiến thức Khoa học và Toán học.
Mathematics (Toán học): Phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và
truyền đạt ý tưởng thông qua việc tính toán, giải thích các giải pháp giải quyết các vấn
đề trong các tình huống đặt ra.
Thuật ngữ STEM được giới thiệu lần đầu tiên bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm
2001. Hiện nay tùy theo ngữ cảnh mà thuật ngữ STEM được hiểu theo các ngữ cảnh
khác nhau [12], [14], [15]:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên

Trong ngữ cảnh giáo dục muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục
đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán. Quan tâm đến việc tích hợp
các môn khoa học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học.
Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh
vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.
1.2.2. Giáo dục STEM
Giáo dục STEM là một khái niệm mới và được các nhà giáo dục quan tâm
nghiên cứu nên có nhiều cách hiểu khác nhau. Có 3 cách hiểu chính về giáo dục
STEM:
- Theo Bộ Giáo dục Hoa Kỳ (2007): “Giáo dục STEM là một chương trình
nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán
học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học” [22].
- Theo hướng tích hợp bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán
học, nhóm tác giả Tsupros N., Kohler và Hallinen J. (2009) cho rằng: “Giáo dục
STEM là phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm
được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh được áp dụng
những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào trong những bối
cảnh cụ thể tạo nên một sự kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp
cho phép người học phát triển những kỹ năng STEM” [20, tr.1].
- Theo hướng tích hợp từ hai lĩnh vực, tác giả Sanders định nghĩa: “Giáo dục
STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay
nhiều hơn các môn học STEM hoặc giữa một chủ đề STEM” [19, tr.21].
- Theo tác giả Lê Xuân Quang (2017): “Giáo dục STEM là một quan điểm
theo hướng tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ
thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, phương
pháp dạy học theo quan điểm dạy học định hướng hành động” [14, tr.18].
- Theo quan điểm của chúng tôi thì giáo dục STEM về là một mô hình học tập

theo hướng tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học thành một mô hình
gắn lý thuyết với ứng dụng thực tiễn. Giáo dục STEM góp phần phát triển năng lực
toàn diện của học sinh, đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực
hợp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




tác đáp ứng được yêu cầu về định hướng nghề nghiệp trong tương lai, đáp ứng yêu
cầu phát triển kinh tế và xã hội của quốc gia.
1.2.3. Mục tiêu của giáo dục STEM
Tại một quốc gia trên thế giới như Mỹ, Anh, Úc, Pháp…coi giáo dục STEM là
một giải pháp trong giáo dục nhằm mục tiêu đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao
đáp ứng được nhu cầu công việc và bối cảnh của nền kinh tế tri thức thời đại toàn cầu
hóa cạnh tranh. Ở Việt Nam, nền kinh tế tri thức đang tác động mạnh mẽ đến mọi mặt
của xã hội và cần sự đổi mới toàn diện của giáo dục thì giáo dục STEM hướng tới các
mục tiêu sau [12], [14], [16]:
- Thực hiện mục tiêu đã nêu của chương trình giáo dục phổ thông là định
hướng phát triển năng lực của người học.
- Phát triển năng lực đặc thù của người học thông qua các môn học STEM: Đó
là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ
thuật và Toán học. Trong đó học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học
để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. Biết
sử dụng kiến thức Kỹ thuật thiết kế và tạo ra sản phẩm.
- Phát triển năng lực cốt lõi cho học sinh: Phát triển tư duy phê phán, khả năng
hợp tác để thành công.
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giúp cho học sinh có những kiến
thức, kỹ năng nền tảng cho việc học tập ở các bậc cao hơn cũng như nghề nghiệp

trong tương lai, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt,
đặc biệt lao động trong lĩnh vực STEM.
1.2.4. Phân loại STEM
Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục có vai trò quan trọng trong việc phát
triển năng lực của người học. Tuy nhiên việc thực hiện giáo dục STEM có hiệu quả
hay không thì còn phụ thuộc cách thức vận dụng các các loại STEM và điều kiện, cơ
sở vật chất của các cơ sở giáo dục.
Có 3 cách phân loại STEM [13]:
(1) Dựa trên lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề (GQVĐ)
- STEM đầy đủ là loại hình STEM yêu cầu người học vận dụng kiến thức của
cả 4 lĩnh vực STEM để tham gia GQVĐ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




- STEM khuyết là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng kiến
thức của cả 4 lĩnh vực STEM để tham gia GQVĐ.
(2) Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM
- STEM cơ bản là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc
phạm vi các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trong chương trình
giáo dục phổ thông, bám sát nội dung sách giáo khoa.
- STEM mở rộng là loại hình STEM có những nội dung kiến thức ngoài chương
trình và sách giáo khoa, học sinh phải tự tìm hiểu và nghiên cứu.
(3) Dựa vào mục đích dạy học
- STEM dạy kiến thức mới là loại STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối
kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học. Học sinh vừa
giải quyết vấn đề vừa lĩnh hội tri thức mới.
- STEM vận dụng là loại STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức học sinh
đã được học và sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn.

1.2.5. Chủ đề giáo dục STEM
Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết
hợp với kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông. Các
chủ đề giáo dục STEM thường phải đảm bảo các tiêu chí sau [12]:
- Hướng tới việc giải quyết vấn đề trong thực tiễn: Các vấn đề trong thực tiễn
là các vấn đề gần gũi, nảy sinh trong đời sống xã hội thường ngày. Học sinh vận
dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề đó.
- Định hướng thực hành: Đây là một tiêu chí quan trọng của chủ đề giáo dục
STEM, gắn lý thuyết với thực tiễn. Thông qua thực tiễn học sinh sẽ hiểu sâu hơn về lý
thuyết của các môn Khoa học và Toán học.
- Phát triển năng lực làm việc nhóm: Đây là một kỹ năng quan trọng của con
người trong thế kỷ 21. Thông qua làm việc nhóm cá nhân học sinh sẽ phát triển kỹ
năng giao tiếp, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
Chủ đề STEM được thiết kế thông qua dạy học các môn học về STEM theo
các hình thức sau [13]:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




- Chủ đề STEM đơn môn: Dạng chủ đề này được dạy trong một môn học duy
nhất. Chủ đề STEM được thiết kế trong phạm vi một tiết hoặc nhiều tiết học. Giáo
viên sẽ định hướng hoạt động để học sinh hoàn thành nhiệm vụ học tập.
- Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học: Dạng chủ đề STEM này được
nghiên cứu dưới nhiều môn học khác. Giáo viên sẽ dạy học chủ đề STEM như cách
dạy chủ đề STEM đơn môn và theo góc độ riêng của mình. Ví dụ như khi dạy chủ đề
“Nước và cuộc sống” thì giáo viên môn Hóa học sẽ nghiên cứu về tính chất của nước,
giáo viên môn Sinh học hướng dẫn nghiên cứu về vai trò của nước trong cơ thể….
- Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp: Đây là dạng STEM có sự liên kết kiến

thức giữa các môn rất chặt chẽ. Các môn học tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức
chuyên môn riêng nhưng những nội dung được giải quyết trong môn học trước sẽ là
tiền đề cho môn học sau.
1.2.6. Quy trình giáo dục STEM
1.2.6.1. Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học
Giáo dục STEM theo cách tiếp cận nghiên cứu khoa học cũng là một mô hình
được các quốc gia quan tâm và áp dụng. Theo mô hình này học sinh sẽ được tiếp cận
với các vấn đề khoa học theo cách của nhà khoa học.Vấn đề cần giải quyết sẽ làm
sáng tỏ thông qua giả thuyết khoa học và giả thuyết này được kiểm chứng bằng các số
liệu cụ thể. Việc áp dụng mô hình này trong giáo dục STEM phù hợp với hoạt động
nghiên cứu khoa học và sinh hoạt câu lạc bộ STEM. Trên cơ sở quy trình nghiên cứu
khoa học, tác giả Lê Xuân Quang đã cải tiến và đề xuất quy trình giáo dục STEM
theo phương pháp nghiên cứu khoa học gồm 6 bước như sau [14]:
- Bước 1: Đặt câu hỏi nghiên cứu.
- Bước 2: Đề xuất giải thuyết.
- Bước 3: Trải nghiệm.
- Bước 4: Quan sát và ghi chép.
- Bước 5: Phân tích.
- Bước 6: Chia sẻ kết quả.
Tại Việt Nam cuộc thi “Sáng tạo KHKT dành cho học sinh trung học” đang trở
nên phổ biến cũng là một hình thức của giáo dục STEM theo mô hình này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên




1.2.6.2. Quy trình tiếp cận theo nguyên lí thiết kế kỹ thuật
Đặc điểm của giáo dục STEM là nhấn mạnh đến yếu tố kỹ thuật trong quá trình
tạo ra sản phẩm. Do vậy việc vận dụng quy trình trong giáo dục STEM sẽ thực sự đạt
hiệu quả cao khi bài học được thiết kế theo quy trình kỹ thuật.

Khác với quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học thì theo quy trình này vấn đề
được giải quyết sẽ dựa trên quy trình kĩ thuật và được thực hiện theo vòng lặp kỹ
thuật
gồm 6 bước như sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên