Tổ chức dạy học chương dòng điện trong các môi trường theo quan điểm giáo dục stem cho học sinh trung học phổ thông miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHÙNG THỊ MINH HUỆ

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC
MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNGMIỀN NÚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHÙNG THỊ MINH HUỆ

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC
MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI
Ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. CAO TIẾN KHOA

THÁI NGUYÊN - 2019

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công
trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2019
Tác giả

Phùng Thị Minh Huệ

i


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban
Chủ nhiệm khoa, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm - Đại học
Thái Nguyên và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá
trình học tập.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo Vật lí trường
THPT Định Hóa - Huyện Định Hóa - Tỉnh Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ, trao
đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Cao Tiến Khoa đã tận tình
hướng dẫn và luôn luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn
chỉnh luậnvăn này.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2019
Tác giả

Phùng Thị Minh Huệ

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................i

Lời cảmơn ............................................................................................................ ii
Mục lục ............................................................................................................... iii
Danh mục các chữ viết tắt .................................................................................. iv
Danh mục các bảng.............................................................................................. v
Danh mục các hình ............................................................................................. vi
MỞ
.......................................................................................................................1

ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................2
3.
Khách
thể
và
đối
...........................................................................2

tượng

nghiên

cứu

4. Giả thuyết khoa học ...................................................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................................2
6. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................................3
7. Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................................3
8. Cấu trúc của luận văn.................................................................................................4
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO
HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH.........................................5
1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề và các Khái niệm cơ bản .............................................5
1.1.1.
Lịch
sử
nghiên
...................................................................................5

cứu

vấn

đề

1.1.2. Trên thế giới.........................................................................................................6
1.1.3.
Ở
Việt
..........................................................................................................7

Nam

1.2. Các khái niệm .......................................................................................................11

1.2.1. Giáo dục STEM trong dạy học ..........................................................................11
1.2.2. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .......................................18
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................25
iii


Chương 2: THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC PHẦN “DÒNG ĐIỆN
TRONG
CÁCMÔI TRƯỜNG” VẬT LÍ LỚP 11 - CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN.....................
26

iii


2.1. Phân tích phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11hiện hành................26
2.1.1. Phân phối chương trình hiện hành chương III: “Dòng điện trong các môi
trường” - vật lý 11- cơ bản (theo Phân phối chương trình của sở giáo dục và đào
tạo Thái Nguyên) .........................................................................................................26
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” .........................26
2.2. Thực trạng trong dạy và học chương “dòng điện trong các môi trường” ở một
số trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên...............................................................28
2.3. Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung phần “Dòng điện trong các môi
trường” Vật lý 11- cơ bản với quan điểm, mục tiêu, nội dunggiáo dục STEM
.................32
2.4. Đề xuất xây dựng nội dung học tập một số kiến thức phần “Dòng điện trong
các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản theo định hướng giáo dục STEM........................33
2.5. Đề xuất tiến trình dạy học kiến thức phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật
lí 11 với chủ đề: “Khảo sát dòng dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản phẩm
mạ điện” .............................................................................................................36
2.5.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề..............................38

2.5.2. Chuẩn bị .............................................................................................................40
2.5.3. Tiến hành hoạt động ..........................................................................................42
2.5.4. Dự kiến sự hướng dẫn cụ thể của giáo viên cho học sinh khi các em gặp khó
khăn trong quá trình thực hiện nhiệm vụ như sau .......................................................46
2.6. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS........................................................48
2.6.1. Đánh giá định tính và đánh giá định lượng .......................................................48
2.6.2. Đề kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề .............................................................55
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................56
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.................................................................57
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................57
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................57
3.1.2. Nhiệm vụ............................................................................................................57
3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ......................................................58
3.2.1. Đối tượng ...........................................................................................................58
3.2.2. Nội dung ............................................................................................................58

iv


3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .....................................................................58
3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm .......................................................................58
3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm .......................................................................59
3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm ............................................................................59
3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .......................................59
3.4.2. Kết quả, xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm .....................................................60
3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm.............................................................74
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................79

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

GDPT

Giáo dục phổ thông

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NLVDKT

Năng lực vận dụng kiến thức

PPDH

Phương pháp dạy học

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1.

Rubric - Bảng đánh giá NLVDKT vào thực tiễn...................................21

Bảng 2.1.

Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động
DHTN: “Khảo sát dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản phẩm
mạ điện”
................................................................................................................50

Bảng 2.2.

Tiêu chí đánh giá chủ đề : Khảo sát cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của
mạ điện.Chế tạo thí nghiệm mạ điện và sản phẩm mạ điện

.......................53

Bảng 3.1.

Bảng kiềm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên ................................64

Bảng 3.2.

Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực của học sinh ............................65

Bảng 3.3.

Bảng đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn của giáo viên .................67

Bảng 3.4.
....69

Bảng đánh giá quá trình hoạt động GQVĐ của học sinh dành cho GV

Bảng 3.5.

Phiếu đánh giá nhóm học sinh của giáo viên.........................................71

Bảng 3.6.

Tiêu chí đánh giá năng lực trong hoạt động DHTN của học sinh .........72

5

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1.

Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông ......................9

Hình 1.2.

Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ................................................14
Hình 1.3. Hoạt động giải quyết vấn đề
............................................................... ........16

Hình 1.4.

Mô hình bốn thành phần NL.......................................................................19

Hình 3.1.

Điểm TB bài kiểm tra với điểm TB các phiếu đánh giá ...........................73

Hình 3.2.

Điểm TB các phiếu đánh giá năng lực và điểm TB học tập .....................73

Hình 3.3.

Điểm trung bình đánh giá năng lực của các nhóm ...................................74

6

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Đổi mới và phát triểnsự nghiệp giáo dục của nước nhà luôn luôn là quan điểm
và mục tiêu xuyên suốt trong quá trình lãnh đạo các mạng của Đảng và Nhà nước ta.
Tại Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành trung ương khóa XI đã đưa ra nghị quyết
(Nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và dào tạo đáp
ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định
hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Trong đó có đề cập đến nâng cao chất
lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối
sống, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức và thực tiễn. Như vậy,
yêu cầu chất lượng giáo dục không phải chỉ có kiến thức mà còn phải hình thành
được phẩm chất, năng lực cho người học.
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra như vũ bão, thế giới loài
người đang chuyển mình trong dòng chảy của công nghệ, của trí tuệ nhân tạo và
vạn vật kết nối. Để chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai rất gần chúng ta cần có
nền giáo dục thích ứng, một nền giáo dục mà sản phẩm của nó là những con người
biết sáng tạo và thích nghi chứ không phải là những con người công cụ.
Giáo dục STEM đang là tiêu điểm của quá trình giáo dục trong thời đại ngày
nay. Việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thông mới đã mở ra một cơ hội để
chúng ta cải tổ nền giáo dục hướng tới tạo ra con người sáng tạo theo các mô hình
này. Muốn vậy chương trình giáo dục phổ thông cần có được những triết lí giáo dục,
sự kế thừa những thành công và ưu thế của chương trình cũ, định danh tên môn học
phải mang tình phổ thông, khoa học và chính xác, chương trình phải phù hợp với
phương pháp và hình thức dạy học hiện đại, gắn liền với các giá trị văn hóa Việt, đồng
thời phải có các nhìn tổng thể và logic với chuẩn kiến thức kĩ năng và sách giáo khoa.
Với chủ trương của Đảng, Nhà nước coi trọng ưu tiên đầu tư đào tạo bồi dưỡng
nâng cao chất lượng nguồn nhân lực của đồng bào dân tộc thiểu số để bảo đảm phát
triển bình đẳng, phát triển bền vững của cộng đồng các dân tộc.
Định Hóa là huyện miền núi nghèo của tỉnh Thái Nguyên, là địa phương có
trình độ học vấn thấp, nhận thức còn hạn chế, chủ yếu là thuần nông, gắn bó với nền

kinh tế
1


chủ yếu là tự cung tự cấp. Đối tượng học sinh là lực lượng dân cư trẻ (trong độ tuổi
lao đông chiếm tỷ lệ cao), với mặt bằng chung của tỉnh Thái Nguyên chất lượng đào
tạo HS vẫn còn thấp do đời sống cư dân còn khó khăn, HS ở xa trường, đi qua vùng
sạt lở đất, qua cầu tràn nên việc đi lại của học sinh gặp không ít khó khăn đặc biệt là
khi mưa lũ, Nếu HS vùng núi được nâng cao tri thức sẽ góp phần xóa đói, giảm nghèo
bền vững.
Để góp phần tìm giải pháp nâng cao chất lượng giáo dục cho học sinh dân tộc
thiểu số tại huyện Định Hóa - địa phương có trên 70% dân số là người dân tộc thiểu
số, tác giả đã chọn đề tài “Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi
trường” theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông miền
núi” làm Đề tài luận văn thạc sĩ của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lý luận về phát triển chương trình môn họcvật lí, vận
dụng quan điểm giáo dục STEM vào dạy học vật lí lớp 11 phần ”Dòng điện trong các
môi trường” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh
miền núi, từ đó áp dụng dạy học theo quan điểm STEM phù hợp với trình độ HS và
góp phần nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lý tại trường THPT Định Hóa.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Quan điểm của giáo dục STEM trong dạy học
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Áp dụng các quan điểm của giáo dục STEM cho Học sinh tại một trường
THPT miền núi tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên nhằm phát triển năng lực vận
dụng kiến thức vào thực tiễn
4. Giả thuyết khoa học
Nếu vận dụng quan điểm giáo dục STEM trong thiết kế và tổ chức dạy học

chương “Dòng điện trong các môi trường”,thì sẽ phát triển năng lực vận dụng kiến
thức vào thực tiễn của học sinh miền núi.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông; chương trình môn học vật lí;
nghiên cứu lý thuyết về giáo dục STEM.

2


5.2. Khảo sát thực trạng hoạt động dạy và học bộ môn vật lí tại một số trường
THPT miền núi trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
5.3. Căn cứ vào chương trình môn vật lí hiện hành, chương trình môn học vật
lí2018, thiết kế kế hoạch dạy học trong môn học vật lí lớp 11 theo quan điểm giáo dục
STEM như sau:
+ Đề xuất cấu trúc nội dung chương trình (phân chia thành các mô đun kiến
thức)
+ Phân phối thời gian, thời lượng theo đối tượng học sinh THPT miền núi
+ Đề xuất các phương tiện dạy học, học liệu, các kiến thức định hướng vận
dụng vào thực tiễn cho đối tượng THPT miền núi
5.4. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của đề tài
6. Phạm vi nghiên cứu
6.1. Giới hạn đối tượng nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu và đề xuất các biện pháp vận dụng quan điểm giáo
dục STEM vào dạy học vật lí trong chương trình vật lí lớp 11 (hiện hành) phần “Dòng
điện trong các môi trường” nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức vật lí vào thực
tiễn.
6.2. Giới hạn khách thể khảo sát
Giáo viên bộ môn vật lí và học sinh lớp 11 một số trường THPT miền núi của
tỉnh Thái Nguyên.
7. Phương pháp nghiên cứu

7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận
+ Nghiên cứu văn kiện của Đảng, chỉ thị của Bộ giáo dục và Đào tạo.
+ Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học Vật lí và giáo dục học,
chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập Vật lí…
+ Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường
phổ thông
+ Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí
nghiệm đơn giản.
7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
7.2.1. Phương pháp điều tra giáo dục
Sử dụng các bảng hỏi dành cho giáo viên, học sinh để thu thập thông tin về
thực trạng dạy và học môn vật lí tại trường THPT miền núi
7.2.2. Phương pháp phỏng vấn
3


Phỏng vấn trực tiếp các giáo viên về đổi mới chương trình Giáo dục phổ thông
tổng thể nói chung và chương trình giáo dục môn vật lí nói riêng tại trường THPT
Định Hóa
7.2.3.Phương pháp chuyên gia
Thu thập ý kiến đánh giá của giáo viên để khảo nghiệm tính cần thiết, khả thi
của các biện pháp đề tài đề xuất.
7.2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của của quy trình tổ
chức dạy học STEM đã thiết kế đối với việc phát triểnnăng lực giải quyết vấn đề của
học sinh bao gồm nội dung, hình thức tổ chức dạy học STEM về phần “Dòng điện
trong các môi trường”.
7.3. Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê để xử lí số liệu, đánh giá và trình bày kết quả
nghiên cứu.

8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài danh mục ký hiệu, chữ viết tắt, phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị,
phụ lục, tài liệu tham khảo, danh mục công trình khoa học liên quan đến luận văn của
tác giả, luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học STEM theo hướng phát triển
năng lực
Chương 2: Thiết kế kế hoạch dạy học phần “Dòng điện trong các môi trường”
vật lí lớp 11- chương trình cơ bản theo quan điểm STEM
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

4


Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH
1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề và các Khái niệm cơ bản
1.1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
Nếu như Cách mạng công nghiệp đầu tiên (năm 1784) sử dụng năng lượng
nước và hơi nước để cơ giới hóa sản xuất; cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ
2(năm 1870): Máy nổ- Động cơ đốt trong diễn ra nhờ ứng dụng điện năng để sản xuất
hàng loạt; cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 3 (năm 1969): sử dụng điện tử và
CNTT để tự động hóa sản xuất; thì bây giờ cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4
(năm 2013): Máy nghĩ - Trí tuệ nhân tạo - Tự động hóa quá trình sản xuất vật chất: là
sự kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh giới giữa vật lí, sinh học và kỹ
thuật số.
Cùng với sự phát triển của xã hội, để từng bước hòa nhập với thế giới, Giáo
dục Việt Nam, hơn lúc nào hết, việc đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng
phát triển năng lực là rất quan trọng và cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Năm học
2018 2019, ngành Giáo dục tiếp tục tập trung thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày

04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày
09/6/2014 của Chính phủ về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; Nghị
quyết số

88/2014/QH13 ngày

28/11/2014 của

Quốc

hội

khóa

XIII, Nghị

quyết số
51/2017/QH14 ngày 21/11/2017 của Quốc hội khóa XIV và Chỉ thị số 16/CT-TTg
ngày
18/6/2018 của Thủ tướng Chính phủ về đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo
dục phổ thông; các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội, Chính phủ và chỉ đạo của Thủ
tướng Chính phủ. Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ thị toàn ngành Giáo dục ưu
tiên tập trung thực hiện các nhóm nhiệm vụ chủ yếu trong năm học 2018 -2019, trong
đó có:“Giáo dục đại học tiếp tục đẩy mạnh thực hiện tự chủ, nâng cao chất lượng đào
tạo và nghiên cứu khoa học, hỗ trợ khởi nghiệp cho sinh viên; chuẩn hóa, tăng cường
hội nhập quốc tế và yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0; tăng tỷ lệ sinh
viên ra trường có việc làm phù hợp với chuyên ngành đào tạo”. (Trích Chỉ thị:
5

2919/CT- BGDĐT ngày 10 tháng 08 năm 2018 về nhiệm vụ chủ yếu của năm học
2018- 2019 của ngành giáo dục).

6


Vấn đề lớn nhất của ngành giáo dục cần giải hiện nay là chuẩn bị nguồn nhân
lực cho tương lai, đặc biệt cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Giáo dục STEM
được công nhận rộng rãi trên thế giới là hướng đi đúng đắn cho vấn đề này. Giáo dục
STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động
trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua
dự án - chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua hành luôn được áp
dụng triệt để cho các môn học STEM[3].
Với học sinh phổ thông đặc biệt là học sinh vùng miền núi, việc theo học các
môn học theo quan điểm giáo dục STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa
chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích
hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh
né một lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn
chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.
1.1.2. Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới, ở các quốc gia, các nhà khoa học đều nhận thức rõ vai
trò của giáo dục STEM. Điển hình như:
Tại Vương quốc Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên
cứu khoa học chất lượng cao.
Tại nướcMỹ, Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà
Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập
trung khilàm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận
toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)... Chúng ta cần
phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm
bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn

trọng cao hơn
mà họ xứng đáng. Theo thống kê ở Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm
liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng
trung bình của các ngành nghề khác. Trong khi đó, 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.
7


Tại nước Úc, giáo dục STEM với mục tiêu là xây dựng kiến thức nền tảng của
quốc gia nhằm đáp ứng các vấn đề thách thức của việc phát triển nền kinh tế công
nghiệp thế kỉ 21.
Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu:
“Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về
khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt
đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút
bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy
cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách
thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là
nhàmchán”.
Mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia tuy khác nhau nhưng đều có mục tiêu
chung là coi trong sự tác động đến người học. Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM
như là một giải pháp quan trọng trong cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm
hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát
triển quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa [3].
1.1.3. Ở Việt Nam
1.1.3.1. Những thành tựu
Các hoạt động giáo dục STEM khác hiện đang duy trì tại một số trường và địa
phương như: Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài, Cuộc thi sáng
tạo khoa học kĩ thuật (Visef), Các cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu

học và trung học cơ sở của các nước như Hàn Quốc, Thái Lan đều có học sinh Việt
Nam tham gia trong những năm gần đây.
Có thể nói, các hoạt động STEM trong nhà trường hiện nay là khá phong phú,
song, các hoạt động đó tại các thành phố lớn hầu hết là các hoạt động xã hội hoá với
mức chi phí khá cao dành cho các học sinh có nhu cầu. Trong khi đó, mô hình tại các
trường khu vực nông thông là các hoạt động CLB do giáo viên nhà trường tự vận
hành dựa nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ của cộng đồng với các giải pháp
giá rẻ phù hợp với điều kiện địa phương.
Thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XI, đặc biệt là Nghị quyết Trung
ương số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo
dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế
8


thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, giáo dục phổ thông trong
phạm vi cả nước đang thực hiện đổi mới đồng bộ các yếu tố: mục tiêu, nội dung,
phương pháp, hình thức tổ chức, thiết bị và đánh giá chất lượng giáo dục theo định
hướng phát triển năng lực và phẩm chất học sinh. Trong quá trình đổi mới đó, phương
thức giáo dục tích hợp Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán, gọi tắt là STEM, đã
được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo triển khai từ năm học 2014-2015 thông qua việc
chỉ đạo các cơ sở giáo dục xây dựng và thực hiện dạy học theo chủ đề tích hợp, liên
môn và tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học.
Nhằm cụ thể hóa hơn nữa phương thức giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông,
trong năm học 2016-2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phối hợp với Hội đồng Anh
triển khai thí điểm giáo dục STEM ở một số trường trung học và đã thu được những
kết quả tích cực [3].
Từ năm 2011 đến nay, mặc dù thời gian triển khai Chương trình giáo dục
STEM tại Việt Nam chưa nhiều, tuy nhiên đã có những bước phát triển ban đầu hết
sức khả quan với trên hàng trăm ngàn lượt học sinh theo học tập trung tại các thành
phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh thành khác.

Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu dạy học tích hợp, việc tổ chức
hoạt động dạy học STEM cho đối tượng HS phổ thông như:
Tích hợp giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả trong dạy học vật lý
thông qua dạy học dự án / TS. Nguyễn Thị Nhị; TS. Mai Văn Lưu // Tạp chí Thiết bị
giáo dục. - 2015. -no. 124. -tr. 56-58. -ISSN. 1859-0810
Hướng tới dạy học toán ở trường phổ thông Việt Nam theo tiếp cận giáo dục
STEM / Phạm Đức Quang // Khoa học giáo dục. - 2017. -no. 141. -tr. 11-14. -ISSN.
0886-3862
Giáo dục stem ở Australia và bài học xây dựng nội dung giáo dục stem cho trẻ
em gái ở Việt Nam / Chu Cần Thơ // Khoa học giáo dục. - 2017. -no. 140. -tr. 111115.
-ISSN. 0886-3862
Lê Xuân Quang ở Australia 2015, “Giáo dục ở Australia và bài học xây dựng
nội dung giáo dục stem cho trẻ em gái ở Việt Nam / Chu Cần Thơ “Giáo dục ở
Australia
/2015, tr. 37-39;2016, “Xuân Quangở Australia dạy học môn Công nghệ theo định
hướng giáo dục STEM”, Xuân Quangở Australia dạy học môn Công nghệ theo định
hướng giáo dục STEM, 61 (6B), tr. 211-218; 2017, “Cơ sở Quang ở Australia dạy học
môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”44/2017,tr 4
1.1.3.2.Vai trò của STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới
9


Trong Chương trình dự thảo giáo dục phổ thông tổng thể vừa được Ban Chỉ
đạo đổi mới chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông thông qua ngày
28/12/2018, đã định hướng giáo dục STEM. Các chuyên gia và ban soạn thảo
chương trình đều thống nhất: “Cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên và Tin học, các
môn học về công nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu
hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.”, vìvậy:
1.Các môn học đều cần được chuyển đổi theo phương pháp STEM khi có thể,
đặc biệt là các môn học tựnhiên

2.Các môn Tin học, Công nghệ mang nhiều nồng độ STEMnhất.
3.Giáo dục STEM cũng được khuyến khích đưa vào các giờ học trải nghiệm
sángtạo

Hình 1.1. Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông
Mô hình giáo dục STEM ngoài trang bị cho người học những kiến thức và kỹ
năng lồng ghép liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học,
còn giúp người học không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực
10


hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Theo PGS.TS Lê
Huy Hoàng, thành viên Ban Phát triển Chương trình giáo dục phổ thông Tổng thể,
Chủ biên chương trình môn Công nghệ cho biết, mục tiêu xây dựng chương trình giáo
dục Công nghệ là theo định hướng STEM. Theo đó, sẽ dự kiến xây dựng các chủ đề
STEM trong: Mạch Thủ công kỹ thuật (Tiểu học); Mạch Thiết kế kỹ thuật (THCS);
Mô đun tự chọn (lớp 9); Mạch Thiết kế và công nghệ (THPT); Cụm chuyên đề học
tập tích hợp (THPT).
Vì trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục STEM đã
được chú trọng thông qua các biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thông mới có đầy
đủ các môn học STEM. Đó là các môn Toán học; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin
học.Vị trí, vai trò của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ trong chương trình giáo
dục phổ thông mới đã được nâng cao rõ rệt. Điều này không chỉ thể hiện rõ tư tưởng
giáo dục STEM mà còn là sự điều chỉnh kịp thời của giáo dục phổ thông trước cuộc
cách mạng công nghiệp 4.0.
Cũng theo PGS. Hoàng, dự kiến các chủ đề STEM trong chương trình môn học
tích hợp ở giai đoạn giáo dục cơ bản như các môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học, Tin
học và Công nghệ (ở tiểu học), môn Khoa học tự nhiên (ở trung học cơ sở); Định
hướng đổi mới phương pháp giáo dục nêu trong chương trình giáo dục phổ thông tổng
thể phù hợp với giáo dục STEM ở cấp độ dạy học tích hợp theo chủ đề liên môn, vận

dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn...
Còn theo GS. TSKH Đỗ Đức Thái - thành viên Ban Phát triển Chương trình
giáo dục tổng thể, Chủ biên CT môn Toán cho biết, khi áp dụng STEM, chúng ta được
nhiều thứ. Thứ nhất, giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp
cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Tiếp đến, giáo dục
STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người
học.
Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống
có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết
vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có
liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công
nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.
11


Thứ nữa, giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học
vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức
được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại
chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết…
[31].
- Chủ trương của Đảng, Nhà nước coi trọng ưu tiên đầu tư đào tạo bồi dưỡng
nâng cao chất lượng nguồn nhân lực của đồng bào dân tộc thiểu số để bảo đảm phát
triển bình đẳng, phát triển bền vững của cộng đồng các dân tộc.
Tại Định Hóa, việc đào tạo, bồi dưỡng kiến thức cho HS người dân tộc thiểu số
trên địa bàn huyện đã đạt được những kết quả nhất định, đó là: chất lượng học cơ
bản đạt yêu cầu theo quy định. Tuy nhiên, tình trạng HS thiếu thông tin, thiếu định
hướng nghề nghiệp để đào tạo chưa phù hợp, vì HS hầu hết còn thiếu một số năng lực
để hòa kịp với xu thế, trong đó có năng lực VDKT vào thực tiễn.
1.2. Các khái niệm
1.2.1. Giáo dục STEM trong dạy học

1.2.1.1. Khái niệm về dạy học STEM
Thuật ngữ STEM
STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ),
Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). 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. Các kiến thức và kỹ năng này (gọi là
kỹ năng STEM) 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 áp dụng để thực hành và tạo ra được
những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.
Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa
học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải
quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.
Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh
giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về cộng nghệ được phát triển
như thế nào, ảnh hưởng của cộng nghệ mới tới cuộc sống.
Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS và cách công nghệ đang
phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của
nhiều
12


môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp
cho HS những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá
trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.
Maths (Toán): là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận
và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích các giải
pháp giải quyết các vấn đề về toán học trong các tình huống đặt ra.
Giáo dục STEM
“Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai
trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội

dung học tập được gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm dạy học định hướng
hành động” [11],[14].
1.2.1.2. Mục tiêu của dạy học STEM
STEM chính là tích hợp,rào cản lớn nhất trong giáo dục truyền thống là sự
tách rời giữa bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học.
Sự tách rời này sẽ tạo ra khoảng cách lớn giữa lĩnh hộikiến thức và thực hành thực tế,
giữa nhà trường và doanh nghiệp, chính vì vậy cần phải phối kết hợp giữa bốn lĩnh
vực này.
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó
là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ
thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để
giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết
về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho
HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ
21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán
học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công.
- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những
kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc họccao hơn cũng
như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao
động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp
ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước[11].
13


1.2.1.3. Phân loại STEM
Việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở cho việc lựa
chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dục STEM hay xây
dựng các chủ đề giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mụctiêu, điều kiện, bối cảnh
triển khai STEM khác nhau.

- Phân loại dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề:
+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức
của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vậndụng kiến
thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
- Phân loại 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 học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong chương trình
giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục
STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội
dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông.
+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài chương
trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và nghiên
cứu. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
- Phân loại dựa vào mục đích dạy học:
+ STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến
thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một phần).
HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.
+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS đã
được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lí thuyết vào thực
tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu [11].
1.2.1.4. Các kỹ năng của dạy học STEM
Những kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kỹ năng:

14