Thiết kế chủ đề giáo dục STEM theo quan điểm tích hợp trong dạy học chương „oxi lưu huỳn‟ sách giáo khoa hóa học 10 (KLTN k41)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

======

LÊ THỊ TUYẾN

THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM THEO
QUAN ĐIỂM TÍCH HỢP TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “OXI – LƯU HUỲNH”
SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC 10
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

======

LÊ THỊ TUYẾN

THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM THEO
QUAN ĐIỂM TÍCH HỢP TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “OXI – LƯU HUỲNH”
SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC 10
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Phương pháp dạy học Hóa học
Người hướng dẫn khoa học

PGS.TS. ĐÀO THỊ VIỆT ANH

HÀ NỘI - 2019


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp
đỡ từ quý thầy cô, gia đình và bạn bè.
Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS. Đào Thị Việt
Anh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho tôi
trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức,
cung cấp tài liệu cho tôi trong suốt quá trình học tập của mình.
Sau cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ
tôi trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp. Đồng thời xin gửi lời cảm ơn đến các
thầy, cô giáo cùng các em học sinh trường Trung học phổ thông Đa Phúc đã nhiệt
tình tham gia trả lời câu hỏi khảo sát giúp tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Vì kinh nghiệm nghiên cứu và thời gian nghiên cứu hạn chế nên khoá luận
này chắc không tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của
các thầy, cô và các bạn để khóa luận được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm … 2019
Sinh viên

Lê Thị Tuyến

i

LỜI CAM KẾT
Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế chủ đề giáo
dục STEM theo quan điểm tích hợp trong dạy học chương „Oxi – Lưu huỳnh‟
- Sách giáo khoa Hóa học 10” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, dưới
sự hướng dẫn của PGS.TS. Đào Thị Việt Anh. Kết quả nghiên cứu trong khóa
luận là trung thực và không trùng lặp với kết quả nghiên cứu của tác giả
khác.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày … tháng … năm … 2019
Sinh viên

Lê Thị Tuyến

ii


DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
THPT

Trung học phổ thông

GDPT

Giáo dục phổ thông

STEM

Science, Technology,
Engineering và Mathematics

SGK

Sách giáo khoa

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

TN

Thực nghiệm

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NL

Năng lực

PP

Phương pháp

PPDH

Phương pháp dạy học

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

DHTH

Dạy học tích hợp

KN

Kĩ năng

iii


MỤC LỤC
LỜI

CẢM

ƠN........................................................................................................................i
CAM
DANH

KẾT

....................................................................................................................ii
MỤC

CÁC

CỤM

........................................................................iii

TỪ

VIẾT
MỤC

DANH

BẢNG
MỤC

TẮT
LỤC

...........................................................................................................................iv
MỤC

LỜI

DANH

..........................................................................................................ix
CÁC

HÌNH

..........................................................................x

VÀ

BIỂU
MỞ

ĐỒ
ĐẦU

..............................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài
...............................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu........................................................................................................2
3. Khách thể và đối tượng 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. Cấu trúc khóa luận............................................................................................................3
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ
DẠY HỌC TÍCH HỢP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH Ở
TRƯỜNG PHỔ THÔNG ....................................................................................................4

1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu giáo dục STEM và vận dụng quan điểm dạy học
tích hợp..................................................................................................................................4
1.1.1. Vận dụng quan điểm dạy học tích hợp
.....................................................................4
1.1.1.1. Trên thế giới ............................................................................................................4
1.1.1.2. Ở Việt Nam .............................................................................................................4
1.1.2. Giáo dục STEM..........................................................................................................5
4


1.1.2.1. Trên thế giới ............................................................................................................5
1.1.2.2. Ở Việt Nam .............................................................................................................6
1.2. Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông trong giai đoạn
mới...................................6

5


1.3. Giáo dục STEM trong trường Trung học phổ thông
..................................................7
1.3.1. Khái niệm STEM và giáo dục
STEM.......................................................................7
1.3.2. Mục tiêu của giáo dục
STEM....................................................................................8
1.3.3. Đặc điểm của giáo dục STEM
..................................................................................8
1.3.4. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục
STEM..............................9
1.3.5. Nguyên tắc phát triển nội dung dạy học
STEM.......................................................9

1.3.6. Các con đường giáo dục STEM cho học
sinh........................................................10
1.3.6.1. Giáo dục STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên
lớp....................................10
1.3.6.2. Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thược về lĩnh vực
STEM...........10
1.4. Những thuận lợi, khó khăn khi áp dụng giáo dục STEM trong chương trình
Giáo dục phổ thông ở Việt Nam........................................................................................11
1.4.1. Thuận lợi...................................................................................................................11
1.4.2. Khó khăn...................................................................................................................12
1.5. Một số vấn đề về năng
lực..........................................................................................12
1.5.1. Khái niệm năng lực
..................................................................................................12
1.5.2. Đặc điểm và cấu trúc chung của năng lực
..............................................................13
1.5.3. Các năng lực đặc thù môn Hoá học
........................................................................14
1.6. Một số phương pháp, hình thức tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng
lực cho học sinh ..................................................................................................................15
1.6.1. Các phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM
...............................15
1.6.1.1. Dạy học dự án .......................................................................................................15
6


1.6.1.2. Phương pháp dạy học theo nhóm nhỏ
.................................................................16
1.6.1.3. Dạy học giải quyết vấn đề
....................................................................................17

1.6.2. Các hình thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM
........................18
1.6.2.1. Đại sứ STEM.........................................................................................................18
1.6.2.2. Ngày hội và hội nghị STEM
................................................................................18
1.6.2.3. Chương trình quốc gia STEM..............................................................................18

7


1.6.2.4. Câu lạc bộ STEM..................................................................................................18
1.7. Thực trạng dạy học Hóa học lớp 10 nhằm phát triển năng lực cho học sinh
theo định hướng giáo dục STEM ở một số trường Trung học phổ thông tại Hà
Nội .......................................................................................................................................18
1.7.1. Mục đích và kế hoạch điều
tra.................................................................................18
1.7.2. Đối tượng điều tra ....................................................................................................19
1.7.3. Đánh giá kết quả điều tra
.........................................................................................19
1.7.3.1. Đánh giá kết quả điều tra giáo
viên......................................................................19
1.7.3.2. Đánh giá kết quả điều tra học
sinh.......................................................................20
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “OXI – LƯU HUỲNH” – SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC 10................21
2.1. Phân tích mục tiêu, nội dung và cấu trúc chương “Oxi - Lưu huỳnh” - Sách
giáo khoa Hoá học 10 ở trường Trung học phổ thông
.....................................................21
2.1.1. Mục tiêu chương “Oxi – Lưu huỳnh” - Sách giáo khóa Hóa học 10 ở
trường Trung học phổ thông

..............................................................................................21
2.1.1.1. Kiến thức ...............................................................................................................21
2.1.1.2. Kĩ năng...................................................................................................................21
2.1.1.3. Thái độ
...................................................................................................................22
2.1.1.4. Định hướng phát triển năng lực
...........................................................................22
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Oxi – Lưu huỳnh” - Sách giáo khóa Hóa học 10
ở trường Trung học phổ thông...........................................................................................22
2.1.3. Những điểm chú ý về nội dung và phương pháp dạy học chương “Oxi Lưu huỳnh” .........................................................................................................................23
2.2. Nguyên tắc thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học chương “Oxi –
Lưu huỳnh” - Sách giáo khoa Hóa học 10........................................................................23
8


2.3. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học chương “Oxi – Lưu
huỳnh” - Sách giáo khoa Hóa học 10 ở trường Trung học phổ thông nhằm phát
triển năng lực cho học sinh
................................................................................................25

9


2.4. Một số chủ đề STEM đề xuất trong chương “ Oxi – Lưu huỳnh” - Sách giáo
khoa Hóa học 10
.................................................................................................................28
2.5. Xây dựng chủ đề STEM: Chế tạo thiết bị sục khí oxi cho bể cá
mini.....................29
2.5.1. Lí do chọn chủ
đề.....................................................................................................29

2.5.2. Mục tiêu của chủ đề
.................................................................................................30
2.5.3. Kiến thức STEM có trong chủ đề
...........................................................................31
2.5.4. Đối tượng và thời gian thực hiện chủ đề
................................................................31
2.5.5. Hình thành ý tưởng ..................................................................................................31
2.5.6. Câu hỏi định hướng hoạt động
................................................................................32
2.5.7. Chuẩn bị....................................................................................................................32
2.5.8. Tiến hành hoạt
động.................................................................................................32
2.5.9. Một số hình ảnh của chủ
đề.....................................................................................35
CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG...................36
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm.................................................................................36
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ................................................................................36
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm .................................................................................36
3.3.1. Xin ý kiến chuyên gia
..............................................................................................36
3.3.2. Chọn địa bàn thực
nghiệm.......................................................................................37
3.3.3. Chọn đối tượng thực nghiệm...................................................................................37
3.3.4. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm..............................................................................38
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
................................................................................38
vii


3.5. Cách phân tích, xử lí, đánh giá thực nghiệm sư

phạm..............................................39
3.5.1. Đánh giá định
tính....................................................................................................39
3.5.2. Đánh giá định lượng.................................................................................................39
3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm....................................................................................39
3.6.1. Đánh giá định
tính....................................................................................................39
3.6.2. Đánh giá định lượng.................................................................................................39

vii


3.6.2.1. Kết quả phiếu hỏi
..................................................................................................39
3.6.2.2. Kết quả bài kiểm
tra..............................................................................................40
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN
NGHỊ...................................................................................42
1. Kết luận ...........................................................................................................................42
2. Khuyến nghị....................................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
.................................................................................................43
PHỤ LỤC

8


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Ý kiến của chuyên gia về chủ đề
STEM..........................................................37

Bảng 3.2. Danh sách các lớp đối chứng – thực
nghiệm...................................................37
Bảng 3.3. Mức độ hứng thú của HS lớp TN sau khi học xong chủ đề
...........................39
Bảng 3.4. Bảng phân loại kết quả học tập trường THPT Đa Phúc
.................................41

9


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 1.1. Sơ đồ của David D. Thornburg...........................................................................9
Hình 1.2. Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất
...................................10
Hình 1.3. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học
................................................11
Hình 1.4. Chủ đề STEM nhiều môn phối
hợp..................................................................11
Hình 1.5. Tiến trình dạy học dự
án....................................................................................16
Hình 1.6. Tiến trình dạy học theo nhóm
...........................................................................17
Hình 1.7. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
................................................................17
Hình 2.1. Quy trình dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục
STEM...............25
Hình 2.2. Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM
....................................................26
Hình 3.1. Biểu đồ phân loại kết quả học tập của HS trường THPT Đa Phúc
................41

10


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Một nền kinh tế thịnh vượng trong thế kỉ 21 sẽ dựa trên nền tảng của Khoa
học, Kĩ thuật, Công nghệ và Toán học. Điều này đặt ra cho ngành giáo dục nhiệm
vụ cần chuẩn bị cho HS những KN và kiến thức chuẩn toàn cầu để đáp ứng với nhu
cầu hội nhập ngày càng cao. Phát triển giáo dục STEM là một bước đi quan trọng
trong cải cách giáo dục của nước Mỹ vào khoảng gần hai thập kỉ trước. Đây là một
cuộc cải cách giáo dục mang tính đột phá của Mỹ với mục tiêu xác lập vững chắc vị
thế của quốc gia đứng đầu thế giới về kinh tế, khoa học, công nghệ với nguồn lao
động chất lượng thuộc các lĩnh vực STEM. Bên cạnh đó tiếp tục làm gia tăng tầm
ảnh hưởng của Mỹ với thế giới thông qua những phát minh, sáng chế. Cho đến thời
điểm hiện tại, đã có rất nhiều đất nước theo đuổi chương trình giáo dục STEM vì họ
nhận thấy đó là hướng đi đúng và mang tính tất yếu trong bối cảnh cạnh tranh kinh
tế giữa các quốc gia với nhau trên thế giới.
Theo Chỉ thị 16/CT-TTg (4/5/2017) về Tăng cường NL tiếp cận cuộc Cách
mạng công nghiệp lần thứ tư (cách mạng công nghiệp 4.0), để chủ động nắm bắt cơ
hội, đưa ra các giải pháp thiết thực tận dụng tối đa các lợi thế, đồng thời giảm thiểu
những tác động tiêu cực của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đối với Việt Nam,
Thủ tướng Chính phủ yêu cầu phải thay đổi mạnh mẽ các chính sách và nội dung,
PP giáo dục và dạy nghề với mục đích tạo ra nguồn nhân lực có thể tiếp nhận các xu
thế công nghệ sản xuất mới. Trong số đó cần phải tập trung vào thúc đẩy đào tạo về
Công nghệ, Toán học, Khoa học và Kĩ thuật (STEM) bên cạnh tin học, ngoại ngữ
trong chương trình GDPT.
STEM viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ),
Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) [7]. Giáo dục STEM là quan điểm
dạy học theo tiếp cận liên ngành nhằm trang bị cho học HS những kiến thức và KN

cần thiết liên quan đế các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. Các
kiến thức và KN này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS
không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng những kiến thức đó trong
các bối cảnh cụ thể. Giáo dục STEM giúp phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và
thực tiễn, tạo ra những con người có NL làm việc nhanh chóng và hiệu quả
trong môi trường có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của
thế kỉ 21. Bên cạnh đó đề cao đến việc hình thành và phát triển NL GQVĐ
cho người học, phù hợp với Chương trình GDPT mới. Giáo dục STEM đề cao
phong cách học tập sáng tạo mới cho người học, một trong những định hướng
mà giáo dục cần tiếp cận.
“

”

Hiện nay ở Việt Nam, STEM và giáo dục STEM nói riêng vẫn chưa
được nghiên cứu sâu. Các bài viết, tài liệu về giáo dục STEM ở Việt Nam hiện
nay mới chỉ mang tính chất thông tin và bình luận. Hiện nay có rất ít công
trình nghiên cứu bàn về cơ sở lí luận của giáo dục STEM và vận dụng nó vào
dạy học bộ môn. Đặc biệt, các chủ đề dạy học STEM trong môn Hóa học còn
hạn chế.

1


Chính vì những lí do trên, tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “Thiết
kế chủ đề giáo dục STEM theo quan điểm tích hợp trong dạy học chương „Oxi Lưu huỳn‟ - Sách giáo khoa Hóa học 10”.
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề giáo dục STEM theo quan điểm tích hợp
trong dạy học chương “ Oxi – Lưu huỳnh” - SGK Hóa học 10 nhằm phát triển NL
cho HS, góp phần tích cực vào việc đổi mới GDPT trong giai đoạn tới.

3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học Hóa học lớp 10 chương “Oxi - Lưu huỳnh” ở trường
THPT.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Chủ đề giáo dục STEM.
4. Phạm vi nghiên cứu
– Chương “Oxi – Lưu huỳnh” – SGK Hóa học lớp 10 .
– Địa bàn: HS lớp 10 tại trường THPT Đa Phúc (Sóc Sơn, Hà Nội).
– Thời gian: Từ tháng 2/2019 đến tháng 3/2019.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
– Nghiên cứu cơ sở lí luận có liên quan đến dạy DHTH theo định hướng giáo
dục STEM. Cụ thể là: Lịch sử vấn đề nghiên cứu giáo dục STEM và vận dụng quan
điểm DHTH; định hướng đổi mới GDPT trong giai đoạn mới; giáo dục STEM trong
trường THPT; những thuận lợi và khó khăn khi áp dụng dạy học STEM trong chương
trình GDPT ở Việt Nam; một số vấn đề về NL; một số PP, hình thức tổ chức dạy
học STEM nhằm phát triển NL cho HS.
– Nghiên cứu cơ sở thực tiễn có liên quan đến DHTH theo định hướng giáo
dục STEM: Thực trạng DHTH Hóa học lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM ở
trường THPT.
– Phân tích mục tiêu, nội dung và cấu trúc chương “Oxi - Lưu huỳnh” - Hoá
học lớp 10 ở trường THPT.
– Đề xuất nguyên tắc và quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy
học
chương “Oxi – Lưu huỳnh” - SGK Hóa học 10 nhằm phát triển NL cho HS.
– Đề xuất một số chủ đề STEM trong chương “Oxi - Lưu huỳnh” - SGK Hóa
học 10 và xây dựng chủ đề STEM: “Chế tạo thiết bị sục khí oxi cho bể cá mini”.
– TN sư phạm để đánh giá chất lượng chủ đề đã xây dựng, đánh giá tính khả
thi của chủ đề đã đề xuất trong dạy học thực tế ở trường THPT.

6. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và tổ chức chủ đề dạy học STEM trong dạy học chương “Oxi –
Lưu huỳnh” - SGK Hóa học lớp 10 và sử dụng chúng hiệu quả trong dạy học, kiểm
tra đánh giá thì sẽ phát triển các NL cho HS, nâng cao chất lượng dạy học Hóa học,
qua đó góp phần tích cực vào việc đổi mới chương trình giáo dục Hóa học ở trường
THPT trong giai đoạn tới.
7. Phương pháp nghiên cứu
– PP nghiên cứu lí thuyết về DHTH theo định hướng giáo dục STEM phát triển
NL cho HS.
– PP nghiên cứu thực tiễn: Điều tra thực trạng, TN sư phạm, phỏng vấn.
– PP thống kê toán học.
– PP chuyên gia.
8. Cấu trúc khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, khóa luận có 03 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM và dạy học tích hợp phát
triển năng NL cho HS ở trường phổ thông.
Chương 2: Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học chương “Oxi – Lưu
huỳnh” - Sách giáo khoa Hóa học 10.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ
DẠY HỌC TÍCH HỢP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH Ở
TRƯỜNG PHỔ THÔNG
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu giáo dục STEM và vận dụng quan điểm dạy học
tích hợp
1.1.1. Vận dụng quan điểm dạy học tích hợp
1.1.1.1. Trên thế giới
Tổ chức DHTH đang trở thành một xu thế dạy học hiện đại, nó đang được

nghiên cứu và áp dụng vào nhà trường ở nhiều nước trên toàn thế giới. Quan điểm
DHTH hợp bắt đầu từ thập kỉ 60 của thế kỉ XX. Vào tháng 9 năm 1968, với sự bảo
trợ của UNESCO, Hội đồng Liên quốc gia về giảng dạy khoa học đã tổ chức Hội
nghị tích hợp về giảng dạy các khoa học tại Varna (Bungari).
Có rất nhiều nhà nghiên cứu giáo dục nghiên cứu về quan điểm DHTH trên
thế giới, một trong số đó là Xavier Roegiers. Trong công trình nghiên cứu “Khoa
học sư phạm tích hợp hay cần làm như thế nào để phát triển NL ở các trường học”
của mình, ông nhấn mạnh rằng cần đặt toàn bộ quá trình học tập vào một tình
huống có ý nghĩa đối với HS, đồng thời với việc phát triển các mục tiêu đơn lẻ cần
tích hợp các quá trình học tập này trong tình huống có ý nghĩa với HS.
Cũng đã có nhiều nước trên thế giới áp dụng DHTH vào trong trường học, trong đó
phải kể đến Australia. Từ những thập niên cuối thế kỉ XX và đầu thế kỉ XXI, nước
này đã áp dụng chương trình DHTH vào trường học vói mục tiêu được xác định rõ
ràng. Cụ thể là: “Chương trình giáo dục tích hợp là hệ thống giảng dạy tích hợp đa
ngành, trong hệ thống đó tầm quan trọng của việc phát triển và ứng dụng KN được
chú trọng, quá trình DHTH này bao gồm việc dạy, học và kiểm tra đánh giá NL tiếp
thu kiến thức cũng như ứng dụng của HS phổ thông” [8].
1.1.1.2. Ở Việt Nam
Từ những năm của thập kỉ 90 trở lại đây, quan điểm DHTH bắt đầu nghiên
cứu và áp dụng tại Việt Nam. Hiện nay, có rất nhiều nhà nghiên cứu giáo dục đã
nghiên cứu cơ sở lý luận về tích hợp và các biện pháp nhằm vận dụng giảng dạy
tích hợp vào thực tiễn. Trong đó có tác giả Đào Trọng Quang với bài “Biên soạn
SGK theo quan điểm tích hợp, cơ sở lý luận và một số kinh nghiệm”. Ông đã đề
cập tới bản chất của sư phạm tích hợp, quan điểm tích hợp, một số nguyên tắc
chủ đạo và một số kĩ thuật của tích hợp.
Tác giả Đỗ Ngọc Thống đã nêu một hệ thống quan điểm tích hợp và dạy
học theo hướng tích hợp, đã nhấn mạnh sự khác biệt giữa cộng gộp kiến thức
và tích hợp kiến thức trong cuốn “Đổi mới dạy và học Ngữ Văn ở Trung học
cơ sở”.
Tác giả Trần Viết Thụ (1997) trong công trình nghiên cứu “Vận dụng

nguyên tắc liên môn khi dạy các vấn đề văn hóa trong SGK trong lịch sử


THPT” đã vận dụng kiến thức văn học, địa lý, chính trị vào giảng dạy bộ môn
Lịch sử theo quan điểm liên môn.
Tác giả Lê Trọng Sơn với công trình “Vận dụng tích hợp giáo dục dân
số qua dạy học phần sinh lý người ở lớp 9 Trung học cơ sở”, tác giả đã nhấn
mạnh việc tích hợp dân số vào môn Sinh học 9 là thích hợp với nội dung cũng
như độ tuổi của HS.
Tác giả Đoàn Thị Thùy Dương trong luận văn thạc sĩ (2008) với đề tài
“Rèn luyện thao tác lập luận và so sánh cho HS lớp 11 theo quan điểm tích
hợp và tích cực” đã nhấn mạnh việc xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn của
thao tác lập luận so sánh để đề xuất cách thức tổ chức dạy học theo hướng tích
hợp, tích cực trong dạy văn nghị luận.
Tác giả Đinh Xuân Giang trong luận văn thạc sĩ (2009) với đề tài “Vận
dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học một số vấn đề về chất khí và
cơ sở nhiệt động lực học Vật lý 10 cơ bản nhằm phát triển hứng thú và năng
lực vận dụng kiến thức của học sinh”. Trong đề tài này, tác giả đã nhấn mạnh
sự phát triển hứng thú và NL vận dụng kiến thức của HS khi vận dụng có hiệu
quả việc DHTH các kiến thức về chất khí và cơ sở nhiệt động lực học.
Tác giả Phạm Minh Hải trong đoạn văn thạc sĩ (2013) với đề tài “Tích hợp
giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Vật Lý 12” đã nhấn mạnh việc
nghiên cứu lý luận về bảo vệ môi trường và việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi
trường trong dạy học Vật Lý 12 nhằm thiết kế phương án dạy Vật lý 12 có
tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường [9-tr.195- 201].
1.1.2. Giáo dục STEM
1.1.2.1. Trên thế giới
Trên thê giới, giáo dục Stem đã và đang được rất nhiều nhà giáo dục quan
tâm nghiên cứu trong một thập kỉ trở lại đây. Họ chủ yếu tập trung vào nghiên cứu
về bản chất của STEM và vai trò của STEM trong lịch sử khoa học công nghệ của

loài người, các nhận thức về giáo dục STEM. Bên cạnh đó, ở Mỹ có nhiều trường
đại học đã đưa DHTH giáo dục STEM vào chương trình đào tạo thạc sĩ nhằm mục
đích đào tạo ra thế hệ những nhà lãnh đạo, nhà giáo dục STEM của thế kỉ 21 với
hiểu biết sâu rộng về tính chất liên ngành của STEM và các cách tiếp cận mới cho
việc giảng dạy và học tập những nội dung STEM. Nhiều khóa học được thiết kế ra
nhằm truyền cảm hứng cho những GV yêu thích lĩnh vực STEM và các cách giảng
dạy hấp dẫn những nội dung STEM.
Trên thế giới, có nhiều quốc gia (bao gồm cả Mỹ và liên minh châu Âu) đang
chuyển đổi hệ thống giáo dục để có thể cạnh tranh trong thời kỳ đổi mới. Giáo dục
STEM là vấn đề cốt lõi của cả hai chiến lược đổi mới dựa trên nghiên cứu của Mỹ
và liên minh châu Âu. Ở nhiều quốc gia, cải cách giáo dục tập trung vào việc tăng
khả năng, hứng thú, đam mê khoa học của HS đối với STEM và giảng dạy STEM:
Mỹ, Úc, Pháp,...


1.1.2.2. Ở Việt Nam
Những năm gần đây, tại Việt Nam, việc dạy học theo định hướng giáo dục
STEM đang ngày càng sôi nổi và thu hút nhiều sự quan tâm từ nhà trường, phụ
huynh, HS cũng như các tổ chức giáo dục. Nhiều câu lạc bộ STEM được thành lập
và hoạt động khá tích cực, nhận được sự quan tâm của đông đảo HS. Tuy nhiên,
khái niệm về giáo dục STEM hiện vẫn là còn khá mơ hồ, không rõ ràng. Nhiều HS,
phụ huynh, thậm chí cả GV còn không hiểu STEM là gì, cách học ra sao. Tại những
vùng nông thôn, miền núi, do thiếu cơ sở vật chất, đội ngũ GV chưa đủ NL mà giáo
dục STEM chưa thể triển khai được.
Theo chỉ thị số 16/CT- TTg của Thủ tướng chính phủ (04/05/2017) đã đưa ra
giải pháp về mặt giáo dục, đó là: “…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” [12]. Đồng thời đưa ra nhiệm vụ là:

“…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 - 2018…” [12].
Nhìn chung, các tổ chức giáo dục, các nhà lãnh đạo đã nhận thức được rất rõ
vai trò của giáo dục STEM với thực trạng giáo dục ở Việt Nam hiện nay. Tuy
nhiên, việc triển khai giáo dục STEM vào thực tế giảng dạy còn nhiều khó khăn
đang trên từng bước được giải quyết.
1.2. Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông trong giai đoạn mới
Trong bối cảnh hiện nay, giáo dục đã trở thành nhân tố hàng đầu quyết định
sự phát triển nhanh và bền vững của mỗi quốc gia trên thế giới và Việt Nam cũng
không ngoại lệ. Theo [15], xu hướng đổi mới giáo dục ở Việt Nam trong giai đoạn
mới cụ thể như sau:
– Chương trình giáo dục sẽ chuyển căn bản từ tập trung trang bị kiến thức
KN sang phát triển phẩm chất và NL người học, đảm bảo hài hoà giữa “dạy chữ”,
“dạy người” và định hướng nghề nghiệp.
– Nội dung chương trình đảm bảo chuẩn hoá, hiện đại hoá, hội nhập quốc tế;
đảm bảo tính chỉnh thể, linh hoạt, thống nhất trong và giữa các cấp học; tích hợp và
phân hoá hợp lý, có hiệu quả.
– Đổi mới PP và hình thức tổ chức giáo dục nhằm phát triển phẩm chất và
NL cho HS.
– Đổi mới căn bản hình thức và PP thi, kiểm tra, đánh giá chất lượng giáo
dục theo định hướng phát triển phẩm chất và NL cho HS.
– Quản lý việc xây dựng và thực hiện chương trình đảm bảo tính khả thi, linh
hoạt, phù hợp địa phương và đối tượng HS.
– Thực hiện chủ trương một chương trình, nhiều SGK.


1.3. Giáo dục STEM trong trường Trung học phổ thông
1.3.1. Khái niệm STEM và giáo dục STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công

nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [8].
Tùy theo ngữ cảnh khác nhau mà thuật ngữ STEM được được hiểu như
là các môn học hay các lĩnh vực. Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM là
muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa
học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học
trên gắn với thực tiễn để năng cao NL cho người học. Trong ngữ cảnh nghề
nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật, Toán học [9].
Giáo dục STEM trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng
cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.
Các kiến thức và kĩ năng này (gọi là kĩ năng STEM) phải được tích hợp, lồng
ghép và bổ trợ cho nhau giúp HS 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.
Kĩ năng STEM là tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kĩ năng là:
Kĩ năng khoa học, kĩ năng công nghệ, kĩ năng kĩ thuật và kĩ năng toán học.
– Kĩ năng khoa học: Khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định
luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng
kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
– Kĩ năng công nghệ: Khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy
cập được công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản
nhất như quạt mo, bút chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng
internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế
giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con người thì được coi là công nghệ.
– Kĩ năng kĩ thuật: Khả năng GQVĐ thực tiễn diễn ra trong cuộc sống
bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản
xuất để tạo ra đối tượng. Hiểu một cách đơn giản, HS được trang bị kĩ năng
kĩ thuật là có khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm
ra nó. HS phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm
thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ,

kĩ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy
trình. Ngoài ra, HS còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của
xã hội trong những vấn đề liên quan đến kĩ thuật.
– Kĩ năng toán học: Khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của
toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. HS có kĩ năng toán học
sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái
niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.


1.3.2. Mục tiêu của giáo dục STEM
Các quốc gia khác nhau sẽ có mục tiêu giáo dục khác nhau tùy theo bối cảnh
của quốc gia đó. Ví dụ như: Mục tiêu giáo dục STEM tại Anh là tạo ra nguồn nhân
lực có chất lượng cao trong nghiên cứu khoa học. Hay tại Úc là xây dựng kiến thức
nền tảng quốc gia để đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển mạnh
mẽ nền kinh tế trong thế kỉ 21, … [5].
Nhìn chung, mục tiêu giáo dục STEM ở hầu hết các quốc gia đều hướng đến
sự tác động đến người học, hướng đến giải quyết các vấn đề thực tiễn dựa vào các
kiến thức có được nhằm hoàn thành các mục tiêu phát triển kinh tế và xã hội.
Đối với Việt Nam, các mục tiêu cơ bản của việc ứng dụng giáo dục STEM,
đó là: Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã đưa ra trong chương trình GDPT
mới; đồng thời phát triển KN vận dụng các kiến thức vào đời sống thực tiễn cho HS
phổ thông để:
+ Phát triển những NL chuyên biệt của các môn học Công nghệ, Khoa học
và Kĩ thuật, Toán học [13].
+ Cung cấp cho HS các KN cần thiết để phát triển trong thế kỉ 21 như: KN
GQVĐ, tư duy phản biện, KN làm việc theo dự án, KN phát kiến, văn hóa công
nghệ và thông tin truyền thông, KN thuyết trình và KN trao đổi và cộng tác, tính
sáng tạo,...
+ Định hướng nghề nghiệp cho HS, đặc biệt là HS phổ thông.
Có thể nói mục tiêu của giáo dục STEM nhiện nay chủ yếu là trang bị cho

HS những kiến thức và KN để làm việc, phát triển trong thế giới công nghệ hiện
đại. Từ đó tạo ra những con người có thể đáp ứng sự phát triển kinh tế và xã hội
của quốc gia, đồng thời tác động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri thức.
1.3.3. Đặc điểm của giáo dục STEM
Theo Nguyễn Thành Hải, Nghiên cứu sinh tiến sỹ ngành Giáo dục Khoa học,
Viện Nghiên cứu Giáo dục STEM của Đại học Missouri (Mỹ), ông đã rút ra 3 đặc
điểm quan trọng về giáo dục STEM, đó là:
– Cách tiếp cận liên ngành: "Liên ngành" khác với "đa ngành", mặc dù cũng
là có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhưng "liên ngành" thể hiện sự kết nối và bổ trợ
lẫn nhau trong các ngành. Do vậy, nếu một chương trình học, một trường học chỉ có
nhiều môn, nhiều GV dạy các ngành khác nhau mà không có sự kết nối và bổ trợ
lẫn nhau thì chưa được gọi là giáo dục STEM.
– Lồng ghép với các bài học trong thế giới thực: Đó là thể hiện tính thực tiễn
và tính ứng dụng kiến thức trong việc giải quyết các vấn đề thực tế. Ở đây, không
còn rào cản của việc học kiến thức lý thuyết với ứng dụng. Do vậy, các chương
trình giáo dục STEM nhất thiết phải hướng đến các hoạt động thực hành và vận
dụng kiến thức để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề của thực tế cuộc sống.
– Kết nối từ trường học, cộng đồng đến các tổ chức toàn cầu: Đó là kỉ
nguyên của thế giới phẳng, cách mạng công nghiệp 4.0 nơi mà tự động hóa và điều
khiển từ xa thông qua các thiết bị điện tử di động lên ngôi, thông qua đường truyền


Internet. Do vậy, quá trình giáo dục STEM không chỉ hướng đến vấn đề cụ thể của
địa phương mà phải đặt trong mối liên hệ với bối cảnh kinh tế toàn cầu và các xu
hướng chung của thế giới. ví dụ như biến đổi khí hậu, năng lượng tái tạo [18].
Giáo dục STEM giúp HS nhận thấy được tầm quan trọng của kiến thức các
môn khoa học, toán và công nghệ và hướng đến sự vận dụng kĩ thuật trong việc giải
quyết các vấn đề.
1.3.4. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM
Bản chất giáo dục STEM: Bản chất của nó chính là DHTH của các lĩnh vực

là Công nghệ, Khoa học và Kĩ thuật, Toán học.

Hình 1.1. Sơ đồ của David D. Thornburg

Theo David D. Thornburg (2008), các lĩnh vực Toán học, Công nghệ, Khoa
học và Kĩ thuật có mối liên hệ chặt chẽ trong mô hình STEM. Toán học và Công
nghệ được sử dụng trong nghiên cứu Khoa học và Kĩ thuật nhằm giúp con người
khám phá và cải tạo thế giới. Mặt khác Khoa học và Kĩ thuật thúc đẩy sự phát triển
tiến bộ của Toán học và Công nghệ. Sự khác biệt giữa Khoa học và Kĩ thuật thể
hiện ở mục đích và phương thức thực hiện. Mục đích của Khoa học là sự “tìm
kiếm” nhằm nghiên cứu về sự vật, hiện tượng còn tự nhiên, còn Kĩ thuật thiên về
sự “thực hiện” nhằm thiết kế, chế tạo các vật thể cho sự tiến bộ của nhân loại. Để
thiết kế và chế tạo, Kĩ thuật cần hình thành và phát triển cho người học sự sáng tạo
và đổi mới, là những thuộc tính rất cần thiết trong lĩnh vực Kĩ thuật nhưng khó để
định lượng và cần có thời gian hình thành lâu dài trong môi trường học tập kích
thích sự sáng tạo. Sự khác biệt này có tính chất tương đối vì trong Khoa học cũng
cần có sự sáng tạo và trong nghiên cứu Kĩ thuật cũng cần có PP khoa học. Do vậy,
tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành nhằm mục đích tạo
ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Công nghệ, Khoa học, Kĩ thuật, Toán học
giúp HS trải nghiệm thực tế nhằm khám phá tri thức và sáng tạo ra các sản phẩm
có ý nghĩa [6-tr.59-64].