PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM PHẦN POLYMER – HÓA 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐỖ THỊ THÚY HẰNG

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC
VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM PHẦN POLYMER – HÓA 12

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƢ PHẠM HÓA HỌC

Hà Nội - 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC VÀO
THỰC TIỄN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO
ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM PHẦN POLYMER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƢ PHẠM HÓA HỌC

Giảng viên hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Thị Kim Giang
Sinh viên thực hiện: Đỗ Thị Thúy Hằng

Hà Nội - 2020

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đƣợc khóa luận tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn thầy
cô giáo đã hƣớng dẫn, giảng dạy em trong suốt quá trình nghiên cứu, học tập tại
trƣờng Đại học Giáo Dục, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Trong suốt thời gian đó mà
em đã tích lũy đƣợc nhiều kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu vô cùng quý báu.
Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, các thầy cô giáo, các em học sinh
của trƣờng THPT Yên Hòa đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình khảo sát,
thu thập dữ liệu và tiến hành thực nghiệm sƣ phạm.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Phạm Thị Kim Giang
đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình xây dựng và hoàn thành đề
tài này.
Dù đã rất cố gắn hoàn thành đề tài nhƣng không thể tránh khỏi nhƣng thiếu sót,
em ratá mong nhận đƣợc sự góp ý chân thành từ quý thầy cô và các bạn. Xin chân
thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 12 tháng 06 năm 2020
Sinh viên

Đỗ Thị Thúy Hằng


DANH MỤC VIẾT TẮT

DH

Dạy học

ĐC

Đối chứng

VDKTHH

Vận dụng kiến thức hóa học

HS

Học sinh

ĐPCMN

Điện phân có màng ngăn

GV

Giáo viên

HĐCN

Hoạt động cá nhân

HS

Học sinh

NXB

Nhà xuất bản

SGV

Sách giáo viên

PP

Phƣơng pháp

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

PTHH

Phƣơng trình hóa học

SGK

Sách giáo khoa

THCS

Trung học cơ sở

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thực nghiệm

TCVL

Tính chất vật lí

TCHH

Tính chất hóa học

VD

Ví dụ

TH

Thực hành


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức hóa học
vào thực tiễn của học sinh .........................................................................................60
Bảng 2.2: Bảng kiểm quan sát sự phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực
tiễn của học sinh ........................................................................................................63
Bảng 2.3 . Phiếu hỏi HS tự đánh giá về các mức độ đạt đƣợc năng lực vận dụng
kiến thức vào thực tiễn ..............................................................................................65
Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 1 ......................................................71
Bảng 3.2. Phân loại kết quả học tập của HS (%) bài kiểm tra số 1 ..........................72
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 1 ....72
Bảng 3.4. Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 2 ......................................................73
Bảng 3.5. Phân loại kết quả học tập của HS(%) bài kiểm tra số 2 ...........................74
Bảng 3.6. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số 2 .....74

Bảng 3.7. Thông số xem xét sự khác biệt giá trị trung bình .....................................75
Bảng 3.8. Nhận xét của HS lớp TN và lớp ĐC sau mỗi tiết học ..............................76
Bảng 3.9. Nhận xét của HS lớp TN sau quá trình thực nghiệm ................................77


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM [21]. ................................................14
Hình 1.2. Mô hình 5E hƣớng dẫn tích hợp STEM ....................................................19
Hình 1.3. Tiến trình dạy học STEM theo phƣơng pháp nghiên cứu khoa học .........21
Hình 1.4. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM [14]............................................22
Hình 1.5. Chủ đề STEM đƣợc dạy trong một môn học duy nhất .............................23
Hình 1.6. Chủ đề STEM đƣợc dạy trong nhiều môn học .........................................23
Hình 1.7. Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp ..........................................................24
Hình 3.1. Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 1...........................................72
Hình 3.2. Đƣờng lũy tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 1 ..................................73
Hình 3.3. Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 2...........................................74
Hình 3.4. Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 2...........................................75


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................2
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ..............................................................................................2
3. Câu hỏi nghiên cứu .................................................................................................2
4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..............................................................................................2
6. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .........................................................3
7. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................3
8. Kết cấu của đề tài ....................................................................................................4

CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC
VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH ....................................................................5
1.1. Lịch sử nghiên cứu về STEM ..............................................................................5
1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới ...........................................................................5
1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam ...........................................................................10
1.2. Khái quát về giáo dục STEM .............................................................................12
1.2.1. Khái niệm STEM ............................................................................................12
1.2.2. Giáo dục STEM ..............................................................................................13
1.2.3. Chủ đề giáo dục STEM...................................................................................14
1.2.4. Mục tiêu giáo dục STEM ................................................................................15
1.2.5. Phân loại STEM .............................................................................................16
1.2.6. Các phương pháp và quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM ....16
1.2.7. Hình thức tổ chức giáo dục STEM .................................................................22
1.3. Năng lực và biện pháp phát triển năng lực ........................................................25
1.3.1. Khái niệm năng lực ........................................................................................25
1.3.2. Năng lực chung và năng lực đặc thù của môn Hóa học ................................26
1.4. Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn ..........................................27
1.4.1. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn .....................27


1.4.2. Cấu trúc năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn .......................27
1.4.3. Biểu hiện năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn .....................28
1.4.4. Phương pháp đánh giá năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn 29
1.5. Điều tra thực trạng dạy học STEM trong quá trình dạy và học môn hóa học ở
lớp 12 THPT hiện nay nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức đã học vào thực
tiễn.

......................................................................................................................30

1.5.1. Tổ chức điều tra khảo sát ...............................................................................30
1.5.2. Kết quả điều tra ..............................................................................................30
TIỂU KẾT CHƢƠNG 1............................................................................................37
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “POLYMER”
HÓA HỌC 12 THEO ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC VÀO CUỘC
SỐNG CHO HỌC SINH. .......................................................................................38
2.1. Vị trí, mục tiêu, nội dung của phần Polymer .....................................................38
2.1.1. Vị trí .............................................................................................................38
2.1.2. Mục tiêu .........................................................................................................38
2.1.3. Cấu trúc và nội dung của phần Polymer .......................................................40
2.1.4. Một số đặc điểm cần lưu ý khi dạy học phần Polymer ..................................40
2.2. Nguyên tắc và quy trình xây dựng chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực vận
dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh ..................................................41
2.2.1. Nguyên tắc xây dựng chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến
thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh ...................................................................41
2.2.2. Quy trình xây dựng chủ đề dạy học STEM nhằm phát triển năng lực vận
dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh ..................................................42
2.3. Một số chủ đề STEM phần polymer nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến
thức vào thực tiễn cho học sinh. ................................................................................44
2.4. Thiết kế chủ đề dạy học STEM “Polymer – Giảm thiểu rác thải nhựa” ............45
2.4.1. Lựa chọn chủ đề .............................................................................................45
2.4.2. Mục tiêu chủ đề ..............................................................................................46
2.4.3. Xác định kiến thức STEM trong chủ đề .........................................................47


2.4.4. Phương pháp dạy học.....................................................................................47
2.4.5. Kế hoạch thực hiện chủ đề .............................................................................48
2.4.6. Sản phẩm các nhóm đã hoàn thành ...............................................................55
2.5. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực

tiễn

........................................................................................................................59

2.5.1. Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .......................59
2.5.2. Bảng kiểm quan sát dành cho GV ..................................................................62
2.5.3. Phiếu hỏi HS về mức độ phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào
thực tiễn

.............................................................................................................64

2.5.4. Phiếu đánh giá sản phẩm của HS ..................................................................66
2.5.5. Thiết kế bài kiểm tra .......................................................................................66
2.5.6. Đánh giá qua phiếu điều tra, khảo sát ...........................................................67
TIỂU KẾT CHƢƠNG 2............................................................................................68
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .........................................................69
3.1. Mục đích.............................................................................................................69
3.2. Nhiệm vụ ............................................................................................................69
3.3. Đối tƣợng và địa điểm thực nghiệm...................................................................69
3.4. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm ........................................................................70
3.5. Tiến hành thực nghiệm.......................................................................................70
3.5.1. Phương pháp thực nghiệm sư phạm...............................................................70
3.5.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm......................................................................70
3.5.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ....................................................................70
3.6. Phƣơng pháp xử lý kết quả thực nghiệm sƣ phạm .............................................71
3.6.1. Kết quả kiểm tra .............................................................................................71
3.6.2. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm ........................................................75
TIỂU KẾT CHƢƠNG 3............................................................................................79
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................................80
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................81

PHỤ LỤC .................................................................................................................86


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Giáo dục Việt Nam đang đứng trƣớc yêu cầu phát triển để đáp ứng nhiệm vụ
công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc và hội nhập quốc tế thành công. Vì vậy
nhiệm vụ của ngành giáo dục là phải không ngừng nâng cao chất lƣợng đào tạo và
hiệu quả nghiên cứu khoa học, để góp phần đào tạo nguồn nhân lực có chất lƣợng
cao cho đất nƣớc. Điều này đƣợc hội nghị lần thứ 8 BCHTWĐ khóa XI thông qua
và có hiệu lực ngày 04 tháng 11 năm 2013 theo quyết định số 29 NQ/TW [21].
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết, gắn liền với
tự nhiên cùng với đời sống của con ngƣời, có miền kiến thức rộng để gắn kết lí
thuyết với thực tế. Mỗi bài giảng hóa học mang theo ngôn ngữ của thực tế đi kèm có
thể lồng ghép vào thực tiễn đời sống, những hiện tƣợng biến đổi thực tế trong cuộc
sống hàng ngày giúp học sinh nắm chắc kiến thức lý thuyết một cách chủ động, tạo
hứng thú, sáng tạo học tập. Vì vậy những giờ giảng Hóa học, những giờ thực hành
và những bài tập Hóa học không những củng cố kiến thức lý thuyết mà còn phát
triển năng lực sáng tạo và niềm say mê yêu thích của học sinh đối với môn Hóa học.
Qua quan sát thực tế, tôi nhận thấy đa phần học sinh chƣa có khả năng tự
học, phần lớn là học thuộc lòng, học sinh dễ bị ù lỳ khi nghe quá lâu, không phù
hợp với kỹ năng đào tạo, do một phần giáo viên còn sử dụng phƣơng pháp truyền
thụ một chiều gây sự nhàm chán với , không tạo hứng thú học tập cho học sinh.
Đã có nhiều nghiên cứu đổi mới phƣơng pháp dạy học Hóa học ở trƣờng
THPT. Mặc dù kết quả nghiêm cứu thu đƣợc những tích cực, tuy nhiên do tùy thuộc
điều kiện và tình hình cụ thể vùng miền và đối tƣợng học sinh mà áp dụng những
phƣơng pháp hay kỹ thuật dạy học nào cho phù hợp.
Với thực trạng đó thì dạy học theo định hƣớng STEM hoàn toàn phù hợp, hiện
đại khi đƣa các lý thuyết khô khan từ sách vở vận dụng tích cực, có hiệu quả vào
thực tế cuộc sống nhằm nâng cao hiệu quả học tập và góp phần phát triển năng lực

vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn (NLVDKTHHVTT) cho HS.
Hiện nay, ở Việt Nam, giáo dục STEM nói riêng vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu
sâu. Mặc dù đã có một số nghiên cứu, các bài viết, tài liệu về giáo dục STEM ở Việt

1


Nam, tuy nhiên các công trình nghiên cứu bàn về cơ sơ lí luận của giáo dục STEM
và vận dụng nó vào dạy học bộ môn, đặc biệt là các chủ đề dạy học STEM trong
môn Hóa học còn hạn chế. Các trƣờng THPT ở Việt Nam hiện nay cũng đã triển
khai mô hình dạy học STEM, tuy nhiên chúng chƣa đƣợc phổ biến và còn nhiều
giáo viên (GV) vẫn lúng túng, chƣa hiểu đúng về dạy học STEM.
Từ các nhận thức trên với những ƣu điểm nhƣ vậy và điều kiện giảng dạy
phù hợp với thực tế của địa phƣơng nơi công tác tôi lựa chọn đề tài: “Phát triển
năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh trung học phổ
thông theo định hướng giáo dục STEM phần Polymer”.

2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu dạy học STEM phần “Polimer” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến
thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh THPT.

3. Câu hỏi nghiên cứu
Dạy học STEM phần “Polimer” nhƣ thế nào để phát triển năng lực vận dụng
kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh THPT?

4. Giả thuyết khoa học
Trong quá trình dạy học, nếu giáo viên vận dụng dạy học STEM thông qua chủ
đề “Polymer” kết hợp với các phƣơng pháp dạy học phù hợp thì sẽ phát triển tốt khả
năng nhận thức và năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh.

5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu các vấn đề cơ sở lý luận của đề tài

5.1.

 Nghiên cứu xây dựng tài liệu tổng quan về lý thuyết dạy học STEM.
 Nghiên cứu cơ sở lí luận về giáo dục định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh.
 Nghiên cứu kế hoạch dạy học.
5.2.

Nghiên cứu về thực trạng vận dụng dạy học STEM trong dạy học hóa học ở

các trƣờng phổ thông hiện nay nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học
cho HS.
5.3.

Nghiên cứu chƣơng trình, mục tiêu của phần “Polymer” và các vấn đề liên

quan.

2


5.4.

Vận dụng dạy học STEM vào thiết kế kế hoạch dạy học chƣơng “Polymer”

hóa học 12.
5.5.

Thực nghiệm sƣ phạm nhằm đánh giá tính phù hợp và hiệu quả của việc vận

dụng dạy học STEM chƣơng “Polymer”.
5.6.

Xây dựng công cụ đánh giá để đánh giá tính khả thi của đề tài.

5.7.

Kết luận khoa học và đề xuất một số khuyến nghị.

6. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
6.1.

Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học môn hóa học lớp 12 ở

trƣờng THPT.
6.2.

Đối tượng nghiên cứu: Các phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng STEM

phần “Polymer” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn
cho cho HS lớp 12.
6.3.

Phạm vi nghiên cứu:



Nội dung nghiên cứu: Phần “Polymer” lớp 12.



Địa bàn nghiên cứu: Trƣờng THPT Yên Hòa, quận Cầu Giấy, thành phố Hà

Nội; Trƣờng THPT Chƣơng Mỹ A, huyện Chƣơng Mỹ, thành phố Hà Nội.


Thời gian nghiên cứu: từ tháng 9 năm 2019 đến tháng 12 năm 2019.

7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
7.1.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về đổi mới PPDH Hóa học.
7.1.2. Nghiên cứu tài liệu lý luận dạy học STEM (Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật,
Toán học) và dạy học Hóa học nói riêng.
7.1.3. Nghiên cứu các tài liệu về kiểm tra đánh theo định hƣớng phát triển năng lực
của học sinh.
7.1.4. Nghiên cứu nội dung kiến thức, phân phối chƣơng trình, SGV, tài liệu tham
khảo, các chuyên đề ….có liên quan đến chƣơng 4 : Polymer
7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
Sử dụng phối hợp các phƣơng pháp sau:

3


7.2.1. Phƣơng pháp quan sát: tiến hành quan sát các hoạt động dạy và học có sử
dụng phƣơng tiện dạy học hiện đại tại trƣờng THPT nhằm phát hiện vấn đề nghiên
cứu.
7.2.2. Phƣơng pháp đàm thoại: trao đổi với GV và HS để tìm hiểu ý kiến, quan
niệm, thái độ … của họ về việc giảng dạy hóa học trong trƣờng THPT, cũng nhƣ

những thuận lợi và khó khăn mà GV và HS đã gặp phải.
7.2.3. Phƣơng pháp điều tra: Điều tra, khảo sát thực trạng dạy học STEM và
phƣơng pháp tham vấn các chuyên gia về giáo dục STEM và thực tiễn dạy học ở
các trƣờng THPT.
7.2.4. Phƣơng pháp thực nghiệm: Dựa vào giả thuyết khoa học đã đặt ra, tiến hành
thực nghiệm ở trƣờng THPT Yên Hòa, để xem xét hiệu quả và tính khả thi của
phƣơng pháp đang áp dụng.
7.3. Phương pháp xử lý thống kê: Dùng để phân tích và xử lí các số liệu thu đƣợc
qua điều tra và thực nghiệm.

8. Kết cấu của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung
chính của luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng.
Chƣơng 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học STEM nhằm phát triển năng lực
vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh.
Chƣơng 2: Thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề “Polymer” Hóa học 12 theo định
hƣớng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào
thực tiễn cho học sinh.
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm.

4


CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA
HỌC VÀO THỰC TIỄN CHO HỌC SINH
1.1.

Lịch sử nghiên cứu về STEM

1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
1.1.1.1.

Nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới

Trong một thập k trở lại đây nghiên cứu về giáo dục STEM đã, đang đƣợc
rất nhiều nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu và xu hƣớng nghiên cứu về lĩnh vực
này sẽ còn tiếp tục đƣợc phát triển. Theo thống kê của Josh Brown – Trƣờng đại
học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp
đến giáo dục STEM đƣợc xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của
Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [18].
Với mục đích nghiên cứu về xu hƣớng giáo dục STEM, Yuan-Chung Yu và cộng
sự (cs) đã tập hợp và phân tích các tài liệu về giáo dục STEM trong cơ sở dữ liệu
ISI giai đoạn từ 1992 - 2013 cho thấy từ năm 2008 cho tới nay xu hƣớng nghiên cứu
về giáo dục STEM phát triển rất mạnh, cụ thể năm 2008 có khoảng 15 bài báo thì
đến năm 2013 số lƣợng đã tăng lên gần 100 bài báo. Cũng trong giai đoạn 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 trên thế giới có 50 công
trình. Nghiên cứu cũng chỉ ra 5 lĩnh vực liên quan đến giáo dục STEM bao gồm:
Giáo dục học, Tâm lí học, Kĩ thuật, Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe và Khoa
học máy tính [86]. Bên cạnh đó, hiện nay trên thế giới có một số khuynh hƣớng
nghiên cứu về giáo dục STEM nhƣ: lịch sử, quá trình phát triển, tầm quan trọng của
giáo dục STEM tiêu biểu là các tác giả Morrison, Amanda Roberts, David W.
White, William E. Dugger, Ryan Brown… Những nghiên cứu theo hƣớng này tập
trung tìm hiểu về bản chất của STEM, vai trò của STEM trong lịch sử phát triển
khoa học công nghệ của loài ngƣời, những nhận thức về giáo dục STEM [4].

5

Ngoài ra hiện nay cũng có nhiều nghiên cứu về mô hình và cải tiến mô hình
giáo dục STEM, nghề nghiệp liên quan đến giáo dục STEM, các chƣơng trình trải
nghiệm STEM, phát triển đội ngũ GV, phƣơng pháp giảng dạy STEM [21], [22]…
Gần đây, đã có một số nghiên cứu đề cập đến yếu tố Nghệ thuật (Art) trong giáo
dục STEM và đề xuất về dạy học liên ngành STEAM [24]. Từ đó mở ra hƣớng
nghiên cứu về những biến thể của giáo dục STEM.
Bên cạnh những nghiên cứu về giáo dục STEM, hiện nay nhiều trƣờng Đại
học ở Mỹ đã có những chƣơng trình đào tạo thạc sĩ về dạy học tích hợp giáo dục
STEM. Các chƣơng trình này hƣớng tới việc đào tạo ra thế hệ những nhà lãnh đạo,
những nhà giáo dục STEM thế k 21 với những hiểu biết sâu rộng về tính chất liên
ngành của STEM và những cách tiếp cận mới cho việc giảng dạy và học tập các nội
dung STEM. Các khóa học đƣợc thiết kế để truyền cảm hứng cho các GV niềm đam
mê về lĩnh vực STEM và những khả năng để có thể giảng dạy nội dung STEM một
cách hấp dẫn.
1.1.1.2.

Kinh nghiệm triển khai giáo dục STEM trên thế giới

Nhiều quốc gia trên thế giới, 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 [24].
Giáo dục STEM là vấn đề cốt lõi của cả hai chiến lƣợc đổi mới dựa trên nghiên cứu
của Mỹ và Liên minh Châu Âu. Chiến lƣợc đổi mới cung cấp một tầm nhìn cho
những hoạch định chính sách và là động lực cho các sáng kiến STEM mang tính
cộng đồng và cá nhân để nâng cao sự hấp dẫn đối với STEM và giảng dạy STEM.
Mục tiêu trực tiếp của sáng kiến STEM là tăng số lƣợng và chất lƣợng GV dạy
STEM để có thể đào tạo các kĩ năng và khả năng sáng tạo ở sinh viên, HS nhằm
đảm bảo sự thành công trong thế kỉ 21.

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.

a.

Tại Mỹ
Giáo dục STEM không phải là vấn đề quá mới ở Mỹ, nhƣng gần đây nó dành

đƣợc sự quan tâm lớn của quốc gia thông qua luật liên bang. Mối quan tâm này đến
từ những nghiên cứu cho thấy sự giảm sút về năng lực giữa HS Mỹ và các HS quốc

6


gia khác trong môn Toán học và Khoa học [25]. Ngay từ năm 1990, chính phủ Mỹ
đã xây dựng 6 mục tiêu giáo dục và một trong số đó là cần thiết phát triển HS thông
thạo về Toán học và Khoa học. Phát triển năng lực cạnh tranh toàn cầu là kết quả
của sáng kiến cạnh tranh nƣớc Mỹ đƣợc đề xuất bởi tổng thống George.W.Bush
trong năm 2006 [53]. Sáng kiến này mong đợi một chính sách nhằm thúc đẩy sự
phát triển những thành tựu đạt đƣợc của HS thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật và Toán học [17]. Hiệp hội Thống đốc quốc gia Mỹ đã xuất bản tác
phẩm “Những vấn đề xây dựng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học” với
những khuyến cáo cho hệ thống giáo dục 12 năm bảo đảm cho tất cả HS tốt nghiệp
có những năng lực STEM ở mức cao. Có ba khuyến cáo quan trọng cho những nhà
hoạch định chính sách phát triển các công cụ nhằm xây dựng những vấn đề liên
quan đến STEM một cách toàn diện gồm: yêu cầu xây dựng một cách nghiêm túc
chƣơng trình giáo dục STEM trong hệ đào tạo 12 năm; cải thiện việc dạy và học
STEM trên phạm vi toàn quốc; hỗ trợ các mô hình mới tập trung vào sự phù hợp để

chắc chắn rằng tất cả các HS đều có những kĩ năng STEM sau khi tốt nghiệp. Báo
cáo cũng đƣa ra những gợi ý về một sự cải cách cần thiết với các trƣờng công lập
hƣớng đến sự cạnh tranh toàn cầu một cách hiệu quả bởi hệ thống chƣơng trình hiện
tại rời rạc không liên quan tới các phƣơng pháp truyền thống. HS không còn quan
tâm tới các chủ đề mà không liên quan với đời sống hiện tại [28]. Dƣới thời tổng
thống Barack Obama, Chính phủ Mỹ khuyến khích các trƣờng phổ thông xây dựng
các lớp học về STEM, hợp tác với các trƣờng Đại học, các doanh nghiệp giúp phát
triển giáo dục STEM trong nhà trƣờng. Tại trƣờng trung học Hàng không ở thành
phố Long Island, New York, các HS đã có đƣợc trải nghiệm thú vị tập trung vào
giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học về các lĩnh vực thuộc ngành
Khoa học hàng không và Công nghiệp vũ trụ. Trong các lớp học truyền thống, nhà
trƣờng có các vật thể bay để HS thực hành sửa chữa. Đây là một ví dụ điển hình cho
triết lí giáo dục đƣợc Bộ Giáo dục Mỹ đề xuất về sự thay đổi trong các trƣờng trung
học giúp việc học trở nên cần thiết và hứng thú hơn với HS [24].

Hawaii đã thành

lập Học viện STEM thông qua chƣơng trình thí điểm của trƣờng Cao đẳng cộng
đồng Kauai. Trƣờng đại học Hawaii giúp đào tạo các GV THCS những kĩ năng và

7


kiến thức về chƣơng trình giáo dục STEM [18]. Một trong các chiến lƣợc chung
nhất ở Mỹ hƣớng tới STEM là nâng cao yêu cầu về Toán học và Khoa học đối với
HS tốt nghiệp. Cách tiếp cận này là cơ sở giúp nhà trƣờng có thể tác động tới tất cả
HS. Từ năm học 2007 - 2008, các bang ở Mỹ đã tăng đáng kể số điểm tín chỉ tốt
nghiệp ở các trƣờng phổ thông từ 2,2 đối với môn Toán học và 2,0 đối với môn
Khoa học lên 3,0 và 2,7 [22]. Bên cạnh đó, các GV cũng thƣờng xuyên đƣợc tham
gia các khoá bồi dƣỡng nghiệp vụ về giảng dạy STEM từ cơ bản đến chuyên sâu.

Truyền thông về giáo dục STEM tới các bậc phụ huynh luôn đƣợc chính phủ Mỹ
quan tâm bởi họ chính là những ngƣời đóng thuế để chính phủ thực hiện các hoạt
động phát triển giáo dục.

b.

Tại Pháp
Tại Pháp giáo dục STEM đƣợc bao phủ ở mọi cấp học. Trong giai đoạn

chính của bậc Tiểu học, HS đƣợc học về Toán học, Khoa học TN và Công nghệ. HS
đã đƣợc tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy sự quan tâm
của các em về Khoa học và Công nghệ, bên cạnh đó phát triển tƣ duy phê phán của
HS. Mục tiêu là nâng cao sự hiểu biết của HS về thế giới từ cả hai yếu tố tự nhiên
và nhân tạo. Từ cấp tiểu học đến THCS, HS đƣợc tham gia 78 giờ TN khoa học mỗi
năm [26].
bậc THCS, HS đƣợc học về Toán học, Khoa học (Vật lí, Hóa học, Khoa
học Sự sống và Trái đất), Công nghệ. HS đƣợc tập trung học tập theo định hƣớng
giải quyết vấn đề và nghiên cứu nhằm khuyến khích các em có hiểu biết và những
suy nghĩ nghiêm túc về thế giới của mình. Hiểu về các nguyên lí của Toán học và
giải quyết các vấn đề Toán học. Đặc biệt hiện nay, Pháp đang triển khai một chƣơng
trình học tập về tích hợp Khoa học và Công nghệ. Cung cấp một chƣơng trình bao
gồm các nội dung về Vật lí, Hóa học, Khoa học sự sống và trái đất, Công nghệ. Tuy
nhiên, các nội dung này đƣợc dạy tích hợp chứ không phải là một môn học riêng
biệt [26].
trong chƣơng trình Trung học phổ thông (THPT) của Pháp, giáo dục STEM đƣợc
dành thời lƣợng đáng kể. Trong năm đầu tiên, mỗi tuần HS học Toán học 4 giờ; học
Vật lí, Hóa học, Thực hành thể thao, Vũ trụ 3 giờ. Tuy nhiên chỉ có

8

giờ mỗi tuần


cho nghiên cứu về Khoa học đời sống và trái đất. Môn học này đƣợc dạy thông qua
ba chủ đề: cơ thể con ngƣời và sức khỏe; trái đất và các hành tinh; hành trình tiến
hóa của sự sống. Cũng trong năm học đầu tiên HS đƣợc tham gia vào chủ đề khám
phá có liên quan đến STEM nhƣ: Công nghệ sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và
đổi mới công nghệ, kĩ thuật…[11].

c.

Tại Anh
Giáo dục STEM đã đƣợc phát triển thành một chƣơng trình quốc gia ở Anh

với mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lƣợng cao. Chƣơng
trình hành động của Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm 4 nội dung chính
[11]. Một là, tuyển dụng GV giảng dạy STEM. Theo đó, dạy tích hợp không phải là
một GV dạy nhiều môn học một lúc mà các GV các môn học khác nhau phải hợp
tác, cùng xây dựng bài giảng để HS có thể vận dung kiến thức và kĩ năng của nhiều
môn để giải quyết một vấn đề. Hai là, bồi dƣỡng nâng cao trình độ của GV. Ba là,
cải tiến và làm phong phú chƣơng trình học cả trong và ngoài lớp học. Bốn là, phát
triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học. Điều này không chỉ cần sự đầu tƣ từ
ngân sách nhà nƣớc mà còn từ phía khu vực tƣ nhân. Kinh nghiệm giáo dục STEM
ở Anh là không tách biệt giáo dục STEM với chƣơng trình chính khóa mà lồng ghép
những trải nghiệm STEM vào chƣơng trình giảng dạy và sách giáo khoa. Quan
niệm về giáo dục STEM ở Anh là một cách tiếp cận, một định hƣớng chứ không
phải một môn học. Một số cách đƣa giáo dục STEM vào chƣơng trình học tại Anh
là [10]: (1) Dự án STEM đƣợc dạy trong một môn học duy nhất, ở đó GV tổ chức
cho HS thiết lập vấn đề, thiết kế phƣơng pháp giải quyết vấn đề, thu thập các thông
tin, bằng chứng và cuối cùng là rút ra những kết luận. (2) Dự án STEM đƣợc dạy

trong nhiều môn học. Theo cách này, các GV khác nhau sẽ dạy cùng một chủ đề
STEM nhƣng tiếp cận theo góc độ chuyên môn của mình. (3) Dự án STEM phối
hợp nhiều môn học, các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên
môn riêng. Những nội dung đƣợc giải quyết trong môn học trƣớc sẽ là tiền đề nối
tiếp để dạy ở môn học sau. (4) Dự án STEM đƣợc thực hiện song song với chƣơng
trình học. HS sẽ học các môn học một cách bình thƣờng, tuy nhiên song song với đó

9


HS sẽ tham gia vào một dự án STEM, HS sẽ vận dụng các kiến thức đƣợc học để
giải quyết các vấn đề mà dự án đặt ra.

d.

Tại Malaysia
Kế hoạch giáo dục của Malaysia giai đoạn 2013 - 2015 gồm 11 lĩnh vực then

chốt trong số đó là cung cấp quyền bình đẳng tiếp cận nền giáo dục đạt chất lƣợng
quốc tế. Biến nghề dạy học thành sự lựa chọn nghề nghiệp và dựa vào công nghệ
thông tin (CNTT) để mở rộng quy mô chất lƣợng học tập trên toàn Malaysia. Dự
báo của kế hoạch giáo dục trong tƣơng lai, các trƣờng học của Malaysia đang
chuyển dịch theo hƣớng kĩ thuật số toàn diện hơn. Bộ Giáo dục Malaysia khuyến
khích trƣờng học kết hợp với các đối tác để thực hiện những chuyển đổi giáo dục
với nhiều chƣơng trình đã đƣợc bổ sung vào nhà trƣờng nhƣ: Robotics, E-learning,
truyền thông đa phƣơng tiện trong giảng dạy… Xu hƣớng trong giáo dục Malaysia
cho thấy STEM đang trở nên phổ biến và quan trọng hơn. STEM có ở khắp mọi nơi
và định hình cuộc sống hàng ngày. HS đƣợc tiếp xúc với giáo dục STEM có cơ hội
nhận đƣợc việc làm và tiếp cận việc làm có thu nhập tốt hơn. Vì vậy, các trƣờng học
có chất lƣợng tốt ở Malaysia đang tiếp nhận các môn liên quan đến STEM ngày

càng nhiều hơn [7]. Hiện nay, Malaysia đã xây dựng chƣơng trình giảng dạy mang
tính tìm hiểu dựa trên các bối cảnh, các câu hỏi và vấn đề (sẽ thực hiện vào năm
2017), bên cạnh đó Malaysia cũng xây dựng các nguồn lực dạy và học về STEM
một cách toàn diện.
1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
Trong giai đoạn giáo dục hiện nay, đổi mới phƣơng pháp dạy học nhằm nâng
cao chất lƣợng dạy học là vấn đề đƣợc quan tâm hàng đầu. Nghị quyết số 29NQ/TW ngày 4/11/2013 về đổi mới căn bản, toàn diện GD – ĐT đã chỉ đạo: “Tiếp
tục đổi mới mạnh mẽ phƣơng pháp dạy học và học theo hƣớng hiện đại, phát huy
tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của ngƣời học,
khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách
học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở đề ngƣời học tự cập nhật và đổi mới
tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực [5]”. Trong quá trình đổi mới đó, phƣơng thức
giáo dục tích hợp Khoa học – Công nghệ - Toán, gọi tắt là STEM đã đƣợc Bộ Giáo

10


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 [5].
Nhằm cụ thể hóa hơn nữa phƣơng 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 trƣờng trung học và đã thu
đƣợc những kết quả tích cực. Hiện nay, một số trƣờng trên địa bàn thành phố Hà
Nội đang thí điểm giáo dục STEM nhƣ: THCS Lê Lợi, THPT Chúc Đông, THPT
Olympia,…[4].
Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về dạy học định hƣớng STEM cho học
sinh nhƣ: Tác giả Phùng Việt Hải – Phan Tiến Dậu (2018) [6] đã nghiên cứu về đề
tài “Phát triển năng lực định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 10 thông qua dạy
học STEM chủ đề “Những cây cầu trên sông Hàn”” và kết quả thu đƣợc cho thấy

các nhóm học sinh đều thực hiện thành công các dự án, đồng thời hình thành và
phát triển đƣợc năng lực định hƣớng nghề nghiệp của cá nhân; tác giả Nguyễn
Thanh Nga – Nguyễn Y Phụng (2018) [13] đã nghiên cứu về đề tài “Xây dựng chủ
đề giáo dục STEM chương “Tĩnh học vật rắn” Vật lý 10 nhằm định hướng nghề
nghiệp cho học sinh” và thu đƣợc kết quả là các nhóm HS đều làm ra sản phẩm đạt
yêu cầu, tích lũy thêm kiến thức về ngành nghề xây dựng cũng nhƣ phát triển năng
lực tự định hƣớng nghề nghiệp; tác giả Tƣởng Duy Hải (2017) [23] đã nghiên cứu
đề tài “Giáo dục định hướng nghề nghiệp qua hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong
dạy học Vật lí gắn với bối cảnh địa phương” và quá trình thực nghiệm sƣ phạm
đem lại kết quả là tất cả các HS không chỉ rèn luyện đƣợc các kĩ năng quan trọng
nhƣ hợp tác, giải quyết vấn đề mà còn phát triển đƣợc các năng lực chung và năng
lực riêng của môn học, đặc biệt là phát triển năng lực định hƣớng nghề nghiệp cho
bản thân; tác giả Nguyễn Mậu Đức – Dƣơng Thị Ánh Tuyết (2018) [22], đã nghiên
cứu đề tài “Dạy học chủ đề axit – bazo (hóa học 11) theo định hướng giáo dục
STEM” và kết quả thu đƣợc là tạo đƣợc niềm tin, hứng thú và phát triển đƣợc năng
lực giải quyết vấn đề cho HS… Những nghiên cứu trên là cơ sở lý luận chung về
dạy học STEM giúp học sinh phát triển toàn diện, đáp ứng mục tiêu phát triển quốc

11


gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh. Tuy nhiên, các tác giả chƣa nghiên
cứu sâu vào việc vận dụng dạy học STEM cho HS vào một chủ đề cụ thể môn Hóa
học.
Mặt khác, theo chỉ thị số 16/CT-TTg đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ ban hành
ngày 4/5/2017 về việc tăng cƣờng năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp
lần thứ 4, đã đƣa ra giải pháp về mặt giáo dục, một trong những giải pháp 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, Kĩ thuật

và Toán học, Ngoại ngữ, Tin học trong chương trình giáo dục phổ thông…” Chỉ thị
cũng đƣa ra nhiệm vụ cho Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Thúc đẩy triển khai giáo dục
STEM trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường
phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018…” [5]
Cho đến nay, các đề tài về dạy học STEM ở môn Hóa học còn chƣa nhiều.
Khái niệm dạy học STEM vẫn còn mới đối với nhiều GV và mô hình STEM mới
chỉ đang đƣợc tiến hành ở một số trƣờng THPT quốc tế tại các thành phố lớn. Vì
vậy, việc phát triển năng lực cho HS thông qua mô hình STEM cần đƣợc áp dụng
để trang bị cho HS trở thành công dân toàn cầu theo kịp thế giới.

1.2.

Khái quát về giáo dục STEM

1.2.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [77].
STEM là thuật ngữ rút gọn đƣợc sử dụng khi bàn đến các chính sách phát
triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của Mỹ. Thuật ngữ này lần
đầu tiên đƣợc giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ (NSF) vào năm 2001. Trƣớc đó,
năm 1990, NSF dùng thuật ngữ SMET tuy nhiên thuật ngữ này có cách phát âm
giống từ “SMUT” (một từ có ý nghĩa không tích cực), vì vậy SMET sau nay đƣợc
đổi thành STEM.
Hiện nay thuật ngữ STEM đƣợc dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là
ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp.

12


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 và Toán học.
Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để năng cao năng
lực cho ngƣời học. Giáo dục STEM có thể đƣợc hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ
nhƣ: chính sách STEM, chƣơng trình STEM, nhà trƣờng STEM, môn học STEM,
bài học STEM hay hoạt động STEM.
Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM đƣợc hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh
vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, ví dụ: Nhóm ngành nghề về
CNTT; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử và Truyền thông… [31].
Tùy từng ngữ cảnh khác nhau mà STEM đƣợc hiểu nhƣ 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, Kỹ thuật và
Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng
cao năng lực cho ngƣời học. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM đƣợc hiểu là nghề
nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [6].
1.2.2. Giáo dục STEM
Với những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ đƣợc hiểu và triển khai
theo những cách khác nhau. Khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM có thể hiểu
theo một số cách sau đây:
Một là, tƣ tƣởng (chiến lƣợc, định hƣớng) giáo dục, bên cạnh định hƣớng
giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật,
Toán với mục tiêu định hƣớng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày
càng tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh của nền
kinh tế.
Hai là, phƣơng pháp tiếp cận liên môn (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán)
trong dạy học với mục tiêu: (1) nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc các
lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán; (2) vận dụng kiến thức liên môn để
giải quyết các vấn đề thực tiễn; (3) kết nối trƣờng học và cộng đồng; (4) định
hƣớng hành động, trải nghiệm trong học tập; (5) hình thành và phát triển năng lực
và phẩm chất ngƣời học.

13


1.2.3. Chủ đề giáo dục STEM
1.2.3.1. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM
Hình 1.1. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM [21].

Kiến thức thuộc
lĩnh vực STEM

Làm việc
nhóm

Tiêu chí chủ đề
STEM

Giải quyết
vấn đề thực
tiễn

Định hƣớng
thực hành

-

Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.
Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn chính là

mục tiêu dạy học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để
giải quyết các vấn đề mang tính tƣởng tƣợng và xa vời thực tế mà nó luôn hƣớng

đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trƣờng trong
cộng đồng địa phƣơng của họ cũng nhƣ toàn cầu.
-

Chủ đề STEM phỉa hướng tới việc học sinh vận dụng các kiến thức trong lĩnh

vực STEM để giải quyết.
Tiêu chí này nhằm đảm bảo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát
triển đƣợc những năng lực chuyên môn liên quan.
-

Chủ đề STEM định hướng thực hành
Định hƣớng hành động là một tiêu chí của quan điểm STEM nhằm hình thành

và phát triển năng lực kết hợp lý thuyết và thực hành cho học sinh. Điều này sẽ giúp
học sinh có đƣợc kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý

14


thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học
sinh sẽ hiểu đƣợc hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế.
-

Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh
Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy

nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các
nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan
trọng trong thế kỉ 21, bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ đƣợc đặt vào

môi trƣờng thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tƣởng và cùng nhau phát triển
giải pháp.
1.2.4. Mục tiêu giáo dục STEM
Dƣới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM
một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chƣơng trình giáo dục phổ
thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm:

- 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 [27].

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho
HS những cơ hội cũng nhƣ 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 đƣợc phát triển tƣ 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 học cao hơn cũng
nhƣ cho nghề nghiệp trong tƣơng lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lƣợng
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 nƣớc.

15


Trong luận án này trình bày về mục tiêu “Phát triển năng lực đặc thù của các
môn học thuộc về STEM cho HS” cụ thể là năng lực vận dụng kiến thức hóa học

vào thực tiễn.
1.2.5. Phân loại STEM
(1) Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề STEM
-

STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu ngƣời học cần vận dụng kiến thức cả

bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
-

STEM khuyết: là loại hình STEM mà ngƣời học không phải vận dụng kiến thức

cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
(2) Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM
-

STEM cơ bản: là loại hình STEM đƣợc xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc

phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong chƣơng
trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thƣờng đơn giản, chủ đề giáo
dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thƣờng đƣợc xây dựng trên cơ sở
các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chƣơng trình giáo dục phổ thông.
-

STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài chƣơng trình

và sách giáo khoa. Những kiến thức đó ngƣời học phải tự tìm hiểu và nghiên cứu.
Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
(3) Dựa vào mục đích dạy học
-

STEM dạy kiến thức mới: là STEM đƣợc xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức

của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chƣa đƣợc học (hoặc đƣợc học một
phần). Học sinh sẽ vừa giải quyết đƣợc vấn đề và vừa lĩnh hội đƣợc kiến thức mới.
-

STEM vận dụng: là STEM đƣợc xây dựng trên cơ sở những kiến thức đã đƣợc

học. STEM dạng này sẽ bồi dƣỡng cho học sinh năng lực vận dụng lý thuyết vào
thực tế. Kiến thức lý thuyết sẽ đƣợc củng cố và khắc sâu [28].
1.2.6. Các phương pháp và quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM
1.2.6.1. Phương pháp dạy học dự án
 Khái niệm:
“Dạy học theo dự án là một hình thức dạy học, trong đó người học thực hiện một

16