Thiết kế chủ đề giáo dục STEM theo quan điểm tích hợp trong dạy học chương sự điện li sách giáo khoa hóa học 11 (KLTN k41)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
2
KHOA HÓA HỌC

NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH

THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM THEO
QUAN ĐIỂM TÍCH HỢP
TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “SỰ ĐIỆN LI”
– SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC 11

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : Phương pháp dạy học Hóa học

HÀ NỘI – 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
2
KHOA HÓA HỌC

NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH

THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM THEO
QUAN ĐIỂM TÍCH HỢP
TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “SỰ ĐIỆN LI”
– SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC 11

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : Phương pháp dạy học Hóa học
Người hướng dẫn khóa luận:

PGS.TS Đào Thị Việt Anh

HÀ NỘI – 2019


LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành khoá luận này, em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của quí
thầy cô giáo, sự hỗ trợ của các bạn và các em học sinh rất nhiều. Bằng tấm lòng trân
trọng và biết ơn sâu sắc của mình em xin chân thành cảm ơn:
Cô Đào Thị Việt Anh đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em trong học tập, những
khó khăn trong khi làm khoá luận.
Tất cả các thầy cô đã giảng dạy trong quá trình học tập của em , thầy cô đã
trang bị nhiều kiến thức và tư liệu để em có thể hoàn thành khoá luận.
Các bạn trong lớp và các em học sinh ở các trường THPT đã hỗ trợ cho em
hoàn thành đề tài. Một lần nữa, xin gửi đến tất cả mọi người lòng biết ơn chân thành
và sâu sắc. Mặc dù đã hết sức cố gắng hoàn thành khoá luận này nhưng chắc không
thể tránh được những thiếu sót trong quá trình làm, em kính mong nhận được những
đóng góp chân thành từ quí thầy cô và các bạn.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019
Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Hạnh


DANH MỤC VIẾT TẮT
HS

Học sinh

GV

Giáo viên

THPT

Trung học phổ thông

STEM

Science, Technology, Engineering và Mathematics

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

NL

Năng lực

PP

Phương pháp

PPDH

Phương pháp dạy học

GDPT

Giáo dục phổ thông

DHDA

Dạy học dự án

GDPT

Giáo dục phổ thông

DHTH

Dạy học tích hợp

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

HT

Học tập

ĐC

Đối chứng


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng phân bố nội dung, cấu chúc chương “Sự điện li” Hóa học 11......24
Bảng 2.2: Bảng đề xuất các chủ đề giáo dục STEM chương “Sự điện li” Hóa học 11
..............................................................................................................................30

Bảng 3.1: Bảng khảo sát xin ý kiến chuyên gia ......................................................40
Bảng 3.2 : Bảng mức độ hứng thú của HS lớp TN sau khi học xong chủ đề ...........42
Bảng 3.3: Bảng phân bố điểm số bài kiểm tra 15 phút ở lớp ĐC và TN .................44

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ của David D. Thornburg ..............................................................11
Hình 1.2. Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất.............................12
Hình 1.3. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học ........................................12
Hình 1.4. Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp.........................................................12
Hình 1.5. Thành phần cấu trúc của năng lực .........................................................17
Hình 2.1. Một số hình ảnh về tiết dạy ....................................................................37


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ
DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ................4
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu giáo dục STEM và dạy học tích hợp..................4
1.1.1. Lịch sử nghiên cứu dạy học tích hợp ...........................................................4
1.1.2. Lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM.............................................................5
1.2. Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông trong giai đoạn mới......................7
1.2.1. Thực trạng nền giáo dục Việt Nam hiện nay ...............................................7
1.2.2. Định hướng đổi mới giáo dục trong giai đoạn mới ......................................8
1.3. Giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông .....................................9
1.3.1. Khái niệm STEM và giáo dục STEM ...........................................................9
1.3.2. Mục tiêu của giáo dục STEM .....................................................................10
1.3.3. Đặc điểm của giáo dục STEM ....................................................................10
1.3.4. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM .................11
1.3.5. Nguyên tắc phát triển nội dung dạy học STEM .........................................12
1.3.6. Các con đường giáo dục STEM cho HS .....................................................12

1.4. Những thuận lợi và khó khăn khi áp dụng giáo dục STEM trong chương
trình giáo dục phổ thông mới ở Việt Nam..........................................................13
1.4.1. Thuận lợi ....................................................................................................13
1.4.2. Khó khăn ....................................................................................................14
1.5. Một số vấn đề về năng lực học sinh..............................................................15
1.5.1. Khái niệm năng lực ....................................................................................15
1.5.2. Đặc điểm và cấu trúc chung của năng lực .................................................15
1.5.3. Các năng lực đặc thù môn Hoá học ...........................................................17
1.6. Một số phương pháp, hình thức tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển
năng lực cho HS...................................................................................................18


1.6.1. Các phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM ....................18
1.6.2. Các hình thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM .............20
1.7. Thực trạng dạy học Hóa học lớp 11 nhằm phát triển năng lực cho HS theo
định hướng giáo dục STEM ở một số trường THPT tại Thái Bình ..................20
1.7.1. Điều tra thực trạng dạy học Hóa học lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM
theo quan điểm tích hợp ở một số trường THPT tại Thái Bình ...........................20
1.7.2. Tiến hành điều tra ......................................................................................21
1.7.3. Đánh giá kết quả điều tra ...........................................................................21
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “SỰ ĐIỆN LI” – SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC 11 ..................24
2.1. Phân tích mục tiêu, nội dung và cấu trúc chương “Sự điện li” – Sách giáo
khoa Hóa học 11 ..................................................................................................24
2.1.1. Nội dung và cấu trúc chương “Sự điện li” – Sách giáo khoa Hóa học 11. 24
2.1.2. Mục tiêu chương “Sự điện li” – Sách giáo khoa Hóa học 11 ....................24
2.1.3. Một số đặc điểm cần lưu ý về nội dung và phương pháp dạy học chương “Sự
điện li” – Sách giáo khoa Hóa học 11 ..................................................................26
2.2. Nguyên tắc thiết kế chủ đề dạy học STEM trong dạy học Hóa học 11 THPT
..............................................................................................................................26

2.3. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM trong dạy học Hóa học 11 THPT
..............................................................................................................................28
2.4. Xây dựng chủ đề STEM đề xuất trong chương “Sự điện li” – hóa học lớp 11
..............................................................................................................................29
2.4.1. Một số chủ đề STEM đề xuất trong chương “Sự điện li” – hóa học lớp 11
..............................................................................................................................29
2.4.2. Xây dựng chủ đề STEM : “Chất chỉ thị màu từ bắp cải tím” ....................32
2.4.3. Xây dựng chủ đề STEM: “Thắp sáng đèn led bằng khoai tây” .................38
CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ......................................................39
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm...................................................................39
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ..................................................................39


3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm ...................................................................39
3.3.1. Xin ý kiến chuyên gia .................................................................................39
3.3.2. Chọn địa bàn thực nghiệm .........................................................................40
3.3.3. Chọn đối tượng thực nghiệm......................................................................40
3.3.4. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm .................................................................41
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm .................................................................41
3.5. Cách phân tích, xử lí, đánh giá thực nghiệm sư phạm................................41
3.5.1. Đánh giá định tính .....................................................................................41
3.5.2. Đánh giá định lượng ..................................................................................41
3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm .....................................................................41
3.6.1. Đánh giá định tính .....................................................................................41
3.6.2. Đánh giá định lượng ..................................................................................42
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .....................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................45
PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

1


Đứng trước nhu cầu công nghiệp hóa, hội nhập quốc tế của đất nước thìviệc
thay đổi mạnh mẽ các phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nhân lực có
khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới là vô cùng quan trọng.
Trong những năm qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tiếnđổi mới sách giáo khoa,
thay đổi phương pháp giáo dục và gần đây nhất là dạy học tích hợp. Việc dạy học tích
hợp giúp HS vận dụng kiến thức của nhiều môn học để giải quyết các vấn đề trong
thực tế. Mô hình giáo dục cũ chưa thực sự làm phát triển năng lực mà người học cần
có, điều này đặt ra những thách thức mới đối với giáo dục Việt Nam.
Chương trình giáo dục của Mỹ vào thời điểm này được đánh giá là tốt nhất thế
giới. Giáo dục STEM là một trong những ưu tiên hàng đầu tại Mỹ.
Giáo dục STEM là mô hình giáo dục trang bị cho học HS những kiến thức và
kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán
học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép với nhau giúp việc
học trở nên dễ dàng hơn, giúp các em biết vận dụng những lý thuyết đã học để tạo ra
những sản phẩm hữu ích trong cuộc sống.
Ngày 28/7/2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa ra chương trình giáo dục phổ
thông tổng thể, việc kế thừa lại những ứu điểm của mô hình dạy học truyền thống là
cần thiết nhưng việc học hỏi những mô hình giáo dục tiên tiến trên thế giới có vai trò
đặc biệt quan trọng tuy nhiên cần phù hợp với nhu cầu phát triển của đất nước, những
tiến bộ về khoa học - công nghệ và xã hội. Vì vậy chúng ta hoàn toàn của thể áp dụng
mô hình giáo dục STEM trong dạy học.
Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, ở bậc trung học phổ thông
các môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học và Công nghệ được dạy tích hợp.
Điều này hoàn toàn phù hợp với việc áp dụng giáo dục STEM vào giáo dục Việt

Nam.
Hiện nay ở Việt Nam, giáo dục STEM vẫn chưa được nghiên cứu sâu. Chưa
có nhiều nghiên cứu bàn về giáo dục STEM và vận dụng nó vào dạy học ở phổ
thông. Đặc biệt, các chủ đề dạy học STEM trong môn Hóa học còn rất ít.
Chính vì những lí do trên, tôi đã quyết định lựa chọn và nghiên cứu đề tài:
Thiết kế chủ đề giáo dục STEM theo quan điểm tích hợp trong dạy học chương
“Sự điện li”- Sách giáo khoa Hóa học 11

2


2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức một số chủ đề dạy học STEM trong dạy học chương “Sự
điện li” lớp 11 nhằm phát triển năng lực cho học sinh, góp phần tích cực vào việc đổi
mới chương trình giáo dục phổ thông.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học phần Hóa học vô cơ lớp 11 chương
“Sự điện li” ở trường THPT.
- Đối tượng nghiên cứu: Chủ đề giáo dục STEM.
4. Phạm vi nghiên cứu
- Chương “ Sự điện li” SGK Hóa học 11
- Một số trường THPT ở tỉnh Thái Bình .
5. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Nghiên cứu cơ sở lí luận có liên quan đến đề tài nghiên cứu, phát triển năng
lực cho học sinh, về xu hướng đổi mới phương pháp dạy học và chương trình giáo
dục phổ thông tổng thể, cụ thể :
- Thiết kế một số chủ đề STEM trong dạy học chương “Sự điện li” sách giáo
khoa Hóa học lớp 11 nhằm phát triển năng lực cho học sinh.
- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá chất lượng, tính khả thi của chủ đề đã đề
xuất trong dạy học ở một số trường THPT.

6. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng và tổ chức chủ đề dạy học STEM trong dạy học chương “Sự
điện li” SGK Hóa học 11 và sử dụng chúng trong dạy học thì sẽ phát triển năng lực
cho HS, nâng cao chất lượng dạy học Hóa học.
7. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận: Phương pháp phân tích, phương pháp
nghiên cứu nguồn tài liệu, ...
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn; Phương pháp quan sát, khảo sát, điều tra
bằng phiếu hỏi.
- Phương pháp thống kê: Sử dụng thống kê toán học để đánh giá kết quả thực
nghiệm sư phạm.
3


8. Cấu trúc khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, danh mục tài liệu tham khảo,
nội dung của khóa luận gồm 3 chương:
CHƯƠNG 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM và dạy học phát
triển năng lực ở trường phổ thông
CHƯƠNG 2: Thiết kế chủ đề dạy học STEM trong dạy học chương “Sự điện
li” – sách giáo khoa hóa học 11
CHƯƠNG 3: Thực nghiệm sư phạm

4


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ
DẠY HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM và dạy học tích hợp
1.1.1. Lịch sử nghiên cứu về dạy học tích hợp

1.1.1.1. Trên thế giới
Rất nhiều nước trên thế giới đã áp dụng quan điểm dạy học tích hợp trong sách
giáo khoa và áp dụng trong việc dạy học. Có nhiều môn học được tích hợp thành các
môn chung (ví dụ như tích hợp các môn Vật lý, Hóa học, Sinh học thành môn Khoa
học tự nhiên…). Ngoài ra còn có một số môn học được ghép thành một môn chung
nhưng vẫn được dạy riêng rẽ, chỉ tích hợp ở các phần giống nhau.
Có rất nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu và quan tâm về tích hợp
như: Tháng 9/1968, Hội đồng liên quốc gia về giảng dạy khoa học, với sự bảo trợ của
UNESCO đã tổ chức tại Varna “Hội nghị tích hợp việc giảng dạy các khoa học”.
Quan điểm tích hợp còn được trình bày nhiều trong các công trình nghiên cứu
của một số nước như: Trung Quốc, Pháp, Malaixia, Đức... Tuy nhiên, việc đưa tích
hợp vào các môn khoa học tự nhiên là khác nhau. Như vậy, tích hợp là một hiện
tượng khá phổ biến đã xuất hiện từ lâu ở các nước trên thế giới. Nhưng mỗi quốc gia
có những cách nhìn và áp dụng riêng tùy theo đặc điểm tình hình của từng quốc gia,
từng môn học nhưng vẫn giữ được cái cốt lõi.

1.1.1.2. Ở Việt Nam
Vấn đề tích hợp ở trên thế giới đã có từ rất lâu, nhưng Việt Nam mới bắt đầu
nghiên cứu từ những năm 90 của thế kỷ XX và ngày càng được chú trọng.
Trong nhiều sách đã xuất bản, các vấn đề về tích hợp được trình bày nhiều và
vai trò của dạy học tích hợp là không thể phủ nhận.
Bài viết “Xu thế tích hợp môn học trong nhà trường phổ thông” đăng trên
Tạp chí giáo dục 2/2002 của TS. Nguyễn Minh Phương và TS. Cao Thị Thặng đã nêu
lên những vấn đề căn bản về tích hợp, xu hướng tích hợp ở nước ngoài và xây dựng
môn học theo quan điểm tích hợp ở Việt Nam. Theo đó, chúng ta thấy tích hợp là
một xu

5

hướng mới đã và đang được nhiều nước trên thế giới thực hiện và đạt được những
hiệu quả trong dạy học.
Cô Nguyễn Thị Thu Hòa, Phó Hiệu trưởng Trường THCS Đại Kim (Hoàng
Mai, Hà Nội) cho biết: "Cách dạy học truyền thống triệt tiêu tính cá nhân và sự sáng
tạo của học sinh đã không còn phù hợp. Xã hội hiện nay không cần nhiều những con
người rập khuôn, máy móc, mà phát triển nhờ những con người năng động, tích cực,
chủ động, sáng tạo. Muốn học sinh sáng tạo thì trước tiên giáo viên phải đổi mới sáng
tạo trước.
Những năm gần đây, dạy học tích hợp đang được rất nhiều nhà giáo dục quan
tâm và vận dụng vào trong dạy học. Và rất nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu
những vấn đề về tích hợp.
1.1.2. Lịch sử nghiên cứu về giáo dục STEM
1.1.2.1. Trên thế giới
STEM ra đời trong hoàn cảnh giáo dục Mỹ đang ngày càng đi xuống. Hơn nửa
thế kỷ trước, Mỹ được xem là quốc gia hàng đầu về giáo dục khi mà nó là nước đầu
tiên trên thế giới hoàn thành phổ cập giáo dục phổ thông. Tuy nhiên qua nhiều năm
chất lượng giáo dục Mỹ càng ngày càng đi xuống trong khi đó nhu cầu nhân lực trình
độ cao, làm việc được ngay, thích ứng được trong môi trường đa ngành ngày càng lớn.
Với tham vọng duy trì vị thế số một của mìn, Mỹ đã tiến hành cải cách giáo dục,
người ta bắt đầu bàn tán nhiều hơn về STEM, sự thật thì STEM không hoàn toàn mới,
tiền thân của nó là METS. Sau khi đổi tên thành STEM tại hội nghị liên ngành về
giáo dục khoa học được tổ chức bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) thì nó
được trở nên phổ biến hơn. Trong bài diễn văn về đổi mới giáo dục của ông Obama
vào năm 2009 tại nhà trắng, ông nói: “Hãy tái khẳng định và làm mạnh mẽ hơn nữa
vai trò của nước Mỹ đối với phát minh khoa học và công nghệ trên thế giới. Hãy xem
giáo dục STEM là ưu tiên hàng đầu của nước Mỹ trong thập niên tới”.
Ở Singapore, theo Lý Hiển Long: “Để phát triển kinh tế và trở thành xã hội
công nghệ tối tân hiện đại, Singapore cần phải phát triển tài năng và nhân tài trong
các mảng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán”.
Với mục đích nghiên cứu về mô hình giáo dục STEM, Yuan-Chung Yu

và cộng sự đã thu thập và xem xét các tài liệu về giáo dục STEM trong cơ sở dữ
6


liệu ISI giai đoạn từ 1992 - 2013 cho thấy từ năm 2008 cho tới nay xu hướng
nghiên

7


cứu về giáo dục STEM phát triển và lan rộng, cụ thể năm 2008 có khoảng 15
bài báo thì đến năm 2013 số lượng đã tăng lên gần 100 bài báo. Ở thời điểm này
Mỹ là quốc gia có nhiều nghiên cứu về giáo dục STEM nhất với 200 công trình
(52%), tiếp theo đó là Anh với 36 công trình (9,35%); Hà Lan, Úc mỗi quốc
gia có 16 nghiên cứu (4,16%); các quốc gia Tây Ban Nha, Ixaren, Thổ Nhĩ Kỳ,
Canada, Đức, Đài Loan tổng cộng có 67 công trình; các quốc gia còn lại có khoảng
50 công trình nghiên cứu [14].
1.1.2.2. Ở Việt Nam
Hiểu được xu thế phát triển của thế giới, vào tháng 5 năm 2017, Thủ
tướng Chính phủ đã ký Chỉ thị số 16 nêu rõ: Cần tập trung 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 và yêu cầu Bộ Giáo dục và Đào tạo: Thúc đẩy
triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong
chương trình giáo dục phổ thông: tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông
ngay từ năm học 2017
– 2108.
Trong những năm gần đây, định hướng dạy học theo mô hình giáo dục
STEM ngày càng nhận

được sự quan tâm, chia sẻ từ nhà trường, phụ huynh

và HS. Nhiều trường đã mở ra những câu lạc bộ STEM và hoạt động cách sôi nổi,
thu hút được những sự

quan tâm nhất định của

HS như trường Hà Nội -

Amsterdam, Tạ Quang Bửu, Olympia, Trần Đại Nghĩa, Bùi Thị Xuân, Nguyễn
Gia Thiều...
Theo ông Đỗ Hoàng Sơn - Giám đốc Công ty cổ phần văn hóa giáo
dục Long Minh: “Việc học STEM ở Việt Nam hiện còn khá sơ khai, mới
chuyển từ dạng không có gì sang có một chút ít thông qua việc thực hành các
thí nghiệm”. Các câu lạc bộ STEM còn ít và xuất hiện ở một số ít trường họctại
các thành phố. Chưa có nhiều cuộc thi STEM thu hút đông đảo HS trong toàn quốc.
Thậm chí, rất nhiều phụ huynh không hiểu về giáo dục STEM, không biết giáo
dục STEM là gì.
Nhìn chung, các nhà giáo dục hiểu được tầm quan trọng cũng như thấy rõ
vai trò của giáo dục STEM với ở giáo dụcViệt Nam ở thời điểm hiện tại. Tuy
8


nhiên, việc áp dụng giáo dục STEM vào giảng dạy ở trường phổ thông còn
nhiều khó

9


khăn cần được giải quyết từng bước một và đưa giáo dục STEM gần gũi và
áp dụng rộng rãi hơn ở các trường phổ thông trên cả nước.

1.2. Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông trong giai đoạn mới
1.2.1. Thực trạng nền giáo dục Việt Nam hiện nay
1.2.1.1. Ưu điểm
- Nhu cầu học tập của nhân dân được đáp ứng tốt hơn
Hệ thống giáo dục hoàn chỉnh từ bậc mầm non đến sau đại học ở mọi vùng
miền từ những vùng thành phố đến những vùng sâu. Chương trình SGK đã và đang
được đổi mới nhờ đội ngũ các nhà giáo dục, các thầy cô giáo có chuyên môn vững
vàng, các nhà nghiên cứu, các giáo sư, tiễn sĩ có kinh nghiệm về giáo dục phổ thông
tham gia xây dựng chương trình, biên soạn SGK.
Các ngành đào tạo và hình thức đào tạo được mở rộng, nâng cao, đa dạng để
đáp ứng nhu cầu học tập của HS, chất lượng đào tạo ngày một tốt hơn , cơ sở vật chất
được cung cấp và trang bị để phục vụ việc học tập.
Về cơ bản, hệ thống giáo dục đã đáp ứng những nhu cầu học tập cấp thiết. Đến
nay hầu hết mọi người trong độ tuổi đi học đều được đến trường.
- Đạt được một số thành tựu quan trọng (nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực,
bồi dưỡng nhân tài)
- Chính sách xã hội về giáo dục đã được thực hiện có hiệu quả hơn và có
những tiến bộ rõ rệt
Các chính sách khuyến khích giáo dục được áp dụng trong các trường học :
chính sách công bằng trong tiếp cận giáo dục đối với tất cả trẻ em trai, gái của các
dân tộc ở các vùng miền; quan tâm và tạo điều kiện với những em gia đình chính
sách, những trẻ em thuộc hộ gia đình có hoàn cảnh khó khăn, các con em dân tộc
thiểu số.
- Chất lượng giáo dục đã có chuyển biến bước đầu
Việc phát triển giáo dục đã chuyển hướng để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh
tế - xã hội, khoa học và công nghệ và đang từng bước đáp ứng nhu cầu của thị trường.
Trong những năm gần đây, HS tham dự kì thi Olympic quốc tế đã đạt nhiều
thành tích thuộc những môn học khác nhau .
10

1.2.1.2. Hạn chế
- Hiện nay giáo dục Việt Nam vẫn còn quan tâm nhiều đến số lượng, chất
lượng chưa phải yếu tố quyết định.
- Chương trình giảng dạy còn chưa cập nhật, chưa đổi mới nên chưa thực sự
đạt được hiệu quả mong muốn.Việc học chỉ mang tính lý thuyết là nhiều, học sinh
không áp dụng được vào thực tiễn nhiều, tính sáng tạo, năng lực thực hành chưa được
khai thác ở học sinh.
- Việc phân phối cán bộ, giáo viên còn còn nhiều bất cập, chưa hợp lý.
- Chương trình giáo dục còn nhiều thiếu sót, mơ hồ, không có mục tiêu, kế
hoạch, phương hướng rõ ràng dẫn đến chất lượng giáo dục thấp.
- Quản lí giáo dục và đào tạo còn nhiều yếu kém, là nguyên nhân của nhiều hệ
lụy khác, những hiện tượng tiêu cực ngày một nhiều hơn gây ra những bức xúc, tranh
cãi trong xã hội.
- Trong thời kì hiện đại hóa đất nước thì chất lượng dạy học hiện nay còn chưa
đáp ứng được và có thể nói là khá thấp so với mong muốn đạt được.
- Tư duy giáo dục còn chậm, chưa bắt kịp nhịp độ phát triển, đổi mới của đất
nước trong bối cảnh nền kinh tế thị trường, phát triển và hội nhập với thế giới.
1.2.2. Định hướng đổi mới giáo dục trong giai đoạn mới
- Cấu trúc, nội dung sách giáo khoa phải đảm bảo chuẩn hóa, hiện đại hóa,
hội nhập quốc tế và đảm bảo tính chỉnh thể, linh hoạt, thống nhất, khả thi.
+ Chương trình đào tạo cần liên tục cập nhật, liên tục đổi mới để đảm bảo việc
hội nhập quốc tế. Thêm nhiều các buổi ngoại khóa vào chương trình học để học sinh
có cơ hội được học tập thông qua thực tế, được trải nghiệm, tiếp xúc trực tiếp.
+Phân bố thời gian hợp lý cho từng môn học, phân bố nội dung dạy học, thời
gian dạy học sao cho phù hợp.
- Đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục nhằm phát triển phẩm
chất và năng lực học sinh.
+ Bồi dưỡng giáo viên phổ thông thường xuyên để áp dụng linh hoạt các
phương pháp tích cực vào trong giảng dạy.

+ Hình thức tổ chức đa dạng, phong phú ,linh hoạt trong dạy học, tăng cường
các hoạt động xã hội của HS.
11


- Xây dựng chương trình linh hoạt phù hợp với mỗi đối tượng ở các vùng
miền khác nhau.
- Phát triển phẩm chất, năng lực người học, đảm bảo HS được giáo dục toàn
diện và định hướng nghề nghiệp phù hợp.
Như vậy, việc đổi mới phải gắn với mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực
cho người học, đảm bảo lý thuyết đi đôi với thực hành và giáo dục STEM giải quyết
nhu cầu của người học cũng như tình hình hiện đại hóa đất nước đó là đảm bảo việc
học phải gắn liền với thực hành. Vì vậy, cần thiết phải xem xét những cơ sở lí luận
và thực tiễn của giáo dục STEM cho học sinh THPT.
1.3. Giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông
1.3.1. Khái niệm STEM và giáo dục STEM
- STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công
nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học).
- Kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kỹ năng:
Kỹ năng khoa học: Học sinh được trang bị những kiến thức về các khái
niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết về Vật lí, Hóa học,
Sinh học và Khoa học trái đất, qua đó học sinh có khả năng liên kết các kiến
thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải
quyết các vấn đề trong thực tế.
Kỹ năng công nghệ: Học sinh có biết sử dụng, quản lý, và truy cập được
công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái đèn, cái cặp đến những hệ
thống phức tạp như hệ thống internet, máy móc hiện đại.
Kỹ năng kỹ thuật: Học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất và hiểu được
quy trình để làm ra nó. Học sinh có cơ hộp tích hợp kiến thức của các môn liên
quan, làm cho các khái niệm trở nên dễ hiểu. Ở kỹ năng này, học sinh sẽ

biết cách phân tích, tổng hợp để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế
và xây dựng quy trình.
Kỹ năng toán học: Giúp học sinh có khả năng thể hiện các ý tưởng một
cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào
cuộc sống hằng ngày.
Giáo dục STEM có thể được áp dụng ở nhiều cấp độ như: các cuộc thi về
STEM, chương trình bàn về STEM, nhà trường STEM, câu lạc bộ STEM, môn
12


học STEM, hay hoạt động STEM [7-tr.9].
1.3.2. Mục tiêu của giáo dục STEM
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho
HS:
+ Bao gồm những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa
học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.
+ Liên kết kiến thức, kỹ năng học được từ các môn học để vận dụng để
giải thích, giải quyết các vấn đề, hiện tượng trong cuộc sống hàng ngày.
- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Khi học các môn học STEM học sinh sẽ
được học nhiều kiến thức tích hợp, tìm ra những sở thích, những khả năng của các
em thông qua việc thực hiện chủ đề, tạo tiền đề để HS lựa chọn các nghề nghiệp,
hay những chuyên ngày cho các bậc học cao hơn [7-tr.10-11].
1.3.3. Đặc điểm của giáo dục STEM
- Cung cấp kiến thức của các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán
học: Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp các kiến thức kỹ năng liên
quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học ở các bậc học khác
nhau.
- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học:
Giáo dục STEM tích hợp nội dung và các kỹ năng khoa học, công nghệ, kỹ
thuật và toán học. Kiến thức lý thuyết được kết hợp chặt chẽ với thực hành

thông qua kiến thức của bốn môn để HS có thể giải quyết vấn đề trong cuộc
sống, đáp ứng nhu cầu về lực lượng lao động của các doanh nghiệp.
- Tích hợp từ hai trong bốn lĩnh vực trở lên: Để đảm bảo là mô hình giáo
dục STEM, thì chủ đề cần được tích hợp ít nhất là từ hai lĩnh vực trở lên, hoặc
tích hợp giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác.
- Học thông qua thực hành: Giáo dục STEM là mô hình giáo dục theo
quan điểm dạy học tích hợp, học thông qua việc thực hành trên lớp, ứng dụng
vào thực tế. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc,
STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng
thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách
vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn [9].
13


1.3.4. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM
Các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được xây dựng và
giảng dạy một cách độc lập trong giáo dục truyền thống hiện nay, nó giữ vai trò quan
trọng trong việc cung cấp các kiến thức và kỹ năng của từng lĩnh vực trên. Tuy nhiên,
sự tách rời này làm mất đi sự gắn kết giữ học lí thuyết và thực hành, giữa nhà trường
và nhu cầu của các doanh nghiệp vì để làm việc được trong môi trường thực tế đòi
hỏi người học phải có kiến thức và kỹ năng của bốn môn tích hợp lại.
HS học theo mô hình dạy học hiện nay sẽ mất rất nhiều thời gian để thích nghi
được với môi trường doanh nghiệp vì giữa học và làm được là khoảng cách lớn. Cũng
như tư duy của HS sẽ bị hạn chế. Giáo dục STEM bản chất là dạy học tích hợp các
lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Dưới đây là sơ đồ thể hiện mỗi
quan hệ giữa bốn lĩnh vực của TEM:

Hình 1.1. Sơ đồ của David D. Thornburg

- Sự phát triển Khoa học dựa trên những tác động cũng như sự phát triển của

lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.Và ngược lại sự phát triển Công nghệ, Kỹ
thuật và Toán học tạo tiền đề để phát triển Khoa học [9,10].
- Toán học có vai trò hỗ trợ Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật. Tương tự vậy
những tiến bộ của Khoa học, Công nghệ có vai trò lớn dẫn đến sự phát triển về Toán
học.

14


Vậy các lĩnh vực thúc đẩy nhau phát triển và sự phát triển lĩnh vực này làm
ảnh hưởng tích cực đến các lĩnh vực còn lại. Mô hình STEM plaf sự kết hợp hài
hòa

15


giữa bống lĩnh vực để mang đến những kiến thức thật sự bổ ích đối với học sinh mà
các em có thể áp dụng vào cuộc sống.[15].
1.3.5. Nguyên tắc phát triển nội dung dạy học STEM
Theo Bybee (2010), có 4 nguyên tắc phát triển nội dung dạy học STEM: dựa
vào bối cảnh, module hóa, làm rõ sự tồn tại của E và T, dựa trên nền tảng cách học
(cách khám phá tri thức).
1.3.6. Các con đường giáo dục STEM cho HS
1.3.6.1. Giáo dục STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp
Có nhiều quốc gia tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp
cận năng lực. Có thể gọi HĐ ngoài giờ lên lớp là hoạt động giáo dục ngoài trời hay
HĐ trải nghiệm… nhằm phát triển các năng lực, các kỹ năng, phát triển khả năng tư
duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề của HS thông qua việc khám phá thế giới tự
nhiên, khoa học Trái đất, … Các hoạt động này được tổ chức dưới hình thức câu lạc
bộ.

1.3.6.2. Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vực STEM.
+ Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất

Hình 1.2. Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất

Là mô hình hoạt động đơn giản nhất.GV sẽ phân bố thời gian sao cho phù
hợp với từng hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các phương pháp để giải
quyết vấn đề; thu thập thông tin, và cuối cùng là tổng kết, rút ra các kiến thức.
+ Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học

16


Hình 1.3. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học

Gần giống như dạy chủ đề STEM trong một môn học nhưng bao trùm
hơn, nghĩa là chủ đề STEM được áp dụng trong nhiều môn học. Các GV dạy
mỗi môn học khác nhau sẽ dạy chủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trong
một môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình.
+ Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp

Hình 1.4. Chủ đề STEM nhiều môn phối
hợp

Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp khá phức tạp,kiến thức của các môn
được liên kết với nhau rất chặt chẽ và mật thiết. Nội dung kiến thức của các
môn phải phối hợp với nhau, kiến thức của môn trước được sử dụng ở các môn
học sau. Nó đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa các môn, GV phụ trách các
môn, bất kì yếu tố nào thay đổi cũng làm ảnh hưởng đến chủ đề. [7-tr.13-14].
1.4. Những thuận lợi và khó khăn khi áp dụng giáo dục STEM trong chương

trình giáo dục phổ thông mới ở Việt Nam
1.4.1. Thuận lợi
Dạy học tích hợp đã và đang được thực hiện ở nhiều quốc gia có nền giáo dục
phát triển hàng đầu của thế giới, mức độ tích hợp khá đa dạng. Nước ta cũng đang
triển khai dạy học tích hợp trong chương trình giáo dục phổ thông mới tạo điều kiện
cho giáo dục STEM phát triển tại Việt Nam.
Mô hình giáo dục STEM đang được áp dụng rộng rãi và hoạt động sôi nổi ở
một số trường và được nhiều người quan tâm cũng như nhận thấy những lợi ích mà
giáo dục STEM mang lại.
17