Tổ chức dạy học chủ đề công, năng lượng, công suất (vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh dân tộc nội trú

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
----------------

HOÀNG THỊ THANH HƯỜNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ "CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT"
(VẬT LÍ 10) THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
CHO HỌC SINH DÂN TỘC NỘI TRÚ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thái Nguyên, năm 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
----------------

HOÀNG THỊ THANH HƯỜNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ "CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT"
(VẬT LÍ 10) THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
CHO HỌC SINH DÂN TỘC NỘI TRÚ

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Cao Tiến Khoa

Thái Nguyên, năm 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Số
liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa từng
được công bố, sử dụng trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020
Tác giả

Hoàng Thị Thanh Hường

XÁC NHẬN

XÁC NHẬN

CỦA KHOA VẬT LÝ

CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. Cao Tiến Khoa

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới TS. Cao Tiến Khoa đã tận tình hướng dẫn tôi
trong suốt thời gian học tập và quá trình làm luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên,
Khoa Vật lý và Phòng Đào tạo (Sau đại học) của trường đã tạo mọi điều kiện cho tôi
hoàn thành chương trình học.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giảng viên thuộc Bộ môn Giáo dục Vật lý
- khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong
quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các phòng chức năng cùng toàn thể
các thầy cô giáo trong ban khoa học tự nhiên và đặc biệt các thầy cô giáo giảng dạy
bộ môn Vật lí của trường PT Vùng Cao Việt Bắc đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi
thực nghiệm sư phạm và hoàn thành luận văn này.
Luận văn này được hoàn thành tại Trường Đại học Sư Phạm - Đại học
Thái Nguyên.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020
Tác giả

Hoàng Thị Thanh Hường

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG................................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ............................................................... viii
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ......................................................................................1

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ...............................................................................2
3. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC...............................................................................2
4. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU..............................................2
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ...............................................................................2
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................3
7. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................................................3
8. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI.................................................................................3
9. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN .........................................................................3
Chương I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở
TRƯỜNG THPT DÂN TỘC NỘI TRÚ .....................................................................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................................4
1.2. VAI TRÒ VÀ THỰC TRẠNG GIÁO DỤC STEM........................................5
1.2.1. Vai trò của giáo dục STEM trong dạy học vật lí ở trường THPT ...........5
1.2.2. Thực trạng giáo dục STEM ở Việt Nam .................................................6
1.2.3. Tìm hiểu thực trạng việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở
trường phổ thông Vùng cao Việt Bắc ............................................................6
1.2.4. Lợi thế của việc tổ chức dạy học STEM trong dạy học ở trường nội trú 9
1.3. NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH..............................10
1.3.1. Khái niệm năng lực................................................................................10
1.3.2. Năng lực giải quyết vấn đề là gì? ..........................................................11
1.3.3. Các cấp độ của năng lực giải quyết vấn đề............................................11
1.3.4. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề................................................11
3


1.3.5. Các phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề .........................14
1.3.6. Quy trình tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM
nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh DTNT
..........................16

1.4. TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 2018 ...............................................18
1.4.1. Nội dung khái quát: ...............................................................................18
Chương trình giáo dục phổ thông mới môn Vật lí 2018 sẽ được thực hiện sau
2024 (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng
12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo) [3]. .........................18
Nội dung kiến thức khái quát môn vật lí trong chương trình THPT bao
gồm: .............................................................................................................18
1.4.2. Thời lượng thực hiện chương trình: ......................................................19
1.4.3. Nội dung, yêu cầu cần đạt chủ đề “Công, năng lượng, công suất” trong
chương trình vật lí 10 ...................................................................................20
1.4.4. So sánh cấu trúc chủ đề nghiên cứu trong chương trình mới và chương
trình hiện hành .............................................................................................21
1.5. TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM TÂM LÝ GIÁO DỤC CỦA HỌC SINH TRƯỜNG
THPT DTNT .........................................................................................................21
1.5.1. Đặc điểm về hoạt động học tập .............................................................22
1.5.2. Đặc điểm tâm lý xã hội của học sinh trường DTNT .............................22
1.5.3. Đặc điểm phát triển thể chất của học sinh trường DTNT .....................24
1.6. TÌM HIỂU THỰC TRẠNG VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CÔNG,
NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT” Ở TRƯỜNG THPT DTNT .............................26
1.6.1. Mục đích điều tra ...................................................................................26
1.6.2. Phương pháp, nội dung điều tra.............................................................26
1.6.3. Kết quả điều tra......................................................................................26
KẾT LUẬN CHƯƠNG I ..........................................................................................31
Chương II. XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CÔNG, NĂNG
LƯỢNG, CÔNG SUẤT” (VẬT LÍ 10) THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
...................................................................................................................................32
2.1. PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC CHUNG, NĂNG LỰC ĐẶC THÙ.................32
2.1.1. Phẩm chất, năng lực chung ....................................................................32
4

2.1.2. Năng lực khoa học tự nhiên...................................................................32

5


2.2. BẢNG PHÂN TÍCH CHỦ ĐỀ ......................................................................35
2.3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC ...........................................................38
2.3.1. Chuỗi hoạt động và mạch nội dung .......................................................38
2.3.2. Kế hoạch dạy học...................................................................................39
2.3.3. Xây dựng các tiêu chí đánh giá..............................................................55
KẾT LUẬN CHƯƠNG II .........................................................................................63
Chương III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM................................................................64
3.1. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................64
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm......................................................64
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm .....................................................64
3.2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .............64
3.2.1. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm.....................................................64
3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ......................................................65
3.3. CÁC BÀI THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM........................................................65
3.4. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................65
3.5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ......................................................67
3.5.1. Các căn cứ để đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm..........................67
3.5.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ...............................................................67
KẾT LUẬN CHƯƠNG III........................................................................................78
KẾT LUẬN CHUNG................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................80
Phụ lục.......................................................................................................................82

6

DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Nhóm 4 báo cáo kết quả phiếu học tập 1 ..................................................68
Hình 3.2. Nhóm 2 báo cáo kết quả phiếu học tập 2 ..................................................68
Hình 3.3. Nhóm 3 báo cáo kết quả phiếu học tập 3 ..................................................68
Hình 3.4. Hình ảnh báo cáo thiết kết mô hình của nhóm 1......................................69
Hình 3.5. Một số hình ảnh trong giờ học bài “Công và năng lượng” .......................70
Hình 3.6. Hình ảnh trong hoạt động chế tạo và thực nghiệm mô hình vi biên trên
máng trượt của nhóm 1 và nhóm 2 ...........................................................................70
Hình 3.7. Hình ảnh trong hoạt động chế tạo và thực nghiệm mô hình con lắc Newton
của nhóm 3 và nhóm 4 ..............................................................................................71
Hình 3.8. Hoạt động báo cáo sản phẩm của các nhóm .............................................71
Hình 3.9. Một số hình ảnh học sinh hoạt động nhóm khi tham gia vào hoạt động học
tập ..............................................................................................................................72
Hình 3.10. Một số hình ảnh học sinh tích cực tham gia xây dựng bài......................72

7


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Mức độ tham gia các hoạt động của HS trong giờ học Vật lí ....................7
Bảng 1.2. Mức độ sử dụng các phương pháp dạy học của Giáo viên.........................7
Bảng 1.3. Những khó khăn khi thực hiện dạy học STEM ..........................................8
Bảng 1.4. Thành tố năng lực, chỉ số hành vi, mức độ biểu hiện của NLGQVĐ ......11
Bảng 2.1. Biểu hiện cụ thể của các NL thành phần của NLKHTN [17] ..................32
Bảng 2.2. Bảng phân tích chủ đề “Công, năng lượng, công suất”............................35
Bảng 3.1 Tiêu chí đánh giá thực hiện nhiệm cụ học tập của HS trong bài học “Công
và năng lượng” ..........................................................................................................55
Bảng 3.2 Tiêu chí đánh giá thực hiện nhiệm cụ học tập của HS trong bài học “Động

năng và thế năng”......................................................................................................57
Bảng 3.3. Tiêu chí đánh giá bài trình bày báo cáo....................................................62
Bảng 3.1. Bảng phân phối kết quả điểm bài kiểm tra ...............................................77

vii


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
STT

Viết tắt

Viết đầy đủ

1

GV

Giáo viên

2

HS

Học sinh

3

THPT

Trung học phổ thông

4

DTNT

Dân tộc nội trú

5

PT

Phổ thông

6

THCS

Trung học cơ sở

7

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

8

NL

Năng lực

9

KHTN

Khoa học tự nhiên

10

PHT

Phiếu học tập

viii


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1


Trong những năm gần đây ngành giáo dục đã không ngừng đổi mới nhằm nâng
cao chất lượng dạy và học. Trong đó trọng tâm là đổi mới phương pháp dạy học.
Việc thiếu sự liên kết giữa kiến thức và thực tiễn, hay việc người học thiếu kỹ năng
giải quyết các vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức đã học không chỉ là những vấn đề
riêng của giáo dục Việt Nam mà là vấn đề cần giải quyết của hầu hết các nước đang
phát triển. Trong xu thế phát triển của kinh tế toàn cầu, giáo dục STEM đã trở thành
chủ để quan trọng trong các cuộc thảo luận và các sự kiện giáo dục ở Việt Nam và

các nước trên thế giới. Trong những năm gần đây ở Việt Nam đã có nhiều hoạt động
để dần đưa quan điểm giáo dục STEM tới giáo viên và học sinh, thông qua các cuộc
hội thảo đưa thông tin tiếp cận giáo dục STEM: Hội thảo “Giáo dục STEM trong
chương trình giáo dục phổ thông mới” ngày 25 tháng 7 năm 2017 tại Hà Nội; Hội
thảo Quốc tế STEM “STEM nền tảng vững chắc cho học sinh trong kỷ nguyên số”
Đây là Hội thảo Quốc tế về STEM dành cho lứa tuổi học sinh lần đầu tiên được tổ
chức tại Việt Nam vào ngày 18 tháng 11 năm 2018; Hội thảo “Giáo dục STEM tại
thành phố HỒ CHÍ MINH và yêu cầu phát triển các kĩ năng thế kỉ XXI, các sáng
kiến đổi mới sáng tạo vì xã hội” tháng 11 năm 2018; Hội thảo “Giáo dục STEM và
vị thế của Việt Nam” tháng 1 năm
2019 tại trường ĐHSP Hà Nội 2…[13]
“Bản chất của giáo dục STEM là thông qua việc tích hợp các môn học để trang
bị cho người học khả năng vận dụng tổng hợp những kiến thức và kĩ năng cần thiết
liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết
các tình huống và yêu cầu của thực tiễn”. [13]
Thông qua các hoạt động học tập gắn kết kiến thức với thực tiễn, công nghệ,
qua thiết kế và tính toán để tạo được kết quả phù hợp nhất với nhu cầu của xã hội,
giáo dục STEM vừa có ưu thế trong việc phát triển năng lực của người học một
cách toàn diện, vừa giúp việc học trở nên thú vị và qua đó kích thích hứng thú
học tập của người học, rất phù hợp với định hướng phát triển năng lực người học
đặc biệt năng lực giải quyết vấn đề, mà chương trình giáo dục phổ thông tổng thể
mà Bộ Giáo dục và Đào tạo đang chuẩn bị thực hiện (Chương trình giáo dục phổ
thông môn Vật lí - (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26
tháng 12 năm
2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo)). Căn cứ vào những yêu cầu cần đạt
2


của các chủ đề, nội dung trong chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí, tôi thấy
chủ đề “Công, năng lượng, công suất” liên quan đến những hiện tượng gần gũi

trong đời sống hàng ngày, nội dung chủ yếu là sự chuyển hóa năng lượng từ dạng
này sang dạng khác. Đồng thời với tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục
STEM, giúp học sinh hiểu biết kiến thức một cách sâu sắc qua đó vận dụng kiến
thức đã học vào giải thích các hiện tượng thực tế, phát huy được tính tích cực sáng
tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
Với những lí do trên cùng với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy
học vật lí ở trường trung học phổ thông dân tộc nội trú, tôi chọn đề tài: “Tổ chức
dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” (vật lí 10) theo định hướng giáo
dục STEM cho học sinh dân tộc nội trú”
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Tổ chức dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” theo định hướng giáo
dục STEM.
- Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh dân tộc nội trú.
3. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu tổ chức dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” theo định hướng
giáo dục STEM thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
4. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
4.1. Khách thể: Các nội dung kiến thức cơ bản trong các bài học “Công và
năng lượng”; “Động năng và thế năng”; ở chương trình vật lý lớp 10 THPT.
4.2. Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy và học vật lí ở trường phổ thông
dân tộc nội trú Vùng Cao Việt Bắc.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học tích hợp STEM, quan điểm giáo dục
STEM.
- Nghiên cứu lí luận về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
- Nghiên cứu các đặc điểm tâm lý giáo dục của học sinh dân tộc nội trú.
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hiện hành, chương trình giáo dục
phổ thông môn Vật lí 2018 và các tài liệu tham khảo có liên quan đến chủ đề “Công,
năng lượng, công suất”.
3

- Nghiên cứu giải pháp việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM
ở trường trung học phổ thông dân tộc nội trú thông qua dạy một số kiến thức trong
chủ đề “Công, năng lượng, công suất” (vật lí 10).
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra đánh giá tính khả thi của đề tài.
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp nghiên cứu lí luận.
- Phương pháp thực nghiệm khoa học giáo dục. Điều tra thực tế, tổng kết kinh
nghiệm.
- Phương pháp thống kê toán học
7. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Tổ chức dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” (vật lí 10) theo định
hướng giáo dục STEM cho học sinh lớp 10 trường phổ thông Vùng Cao Việt Bắc.
8. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Trình bày có hệ thống về cơ sở lí luận dạy học tích hợp STEM.
- Xây dựng được tiến trình dạy học hai bài học trong chủ đề “Công, năng
lượng, công suất” – vật lí 10, theo định hướng giáo dục STEM phát triển được năng
lực giải quyết vấn đề của học sinh dân tộc nội trú.
- Kết quả của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh
trong dạy học vật lí ở các trường phổ thông dân tộc nội trú.
9. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục, bao gồm 3 chương:
Chương I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học theo định hướng
giáo dục STEM trong dạy học vật lí ở trường THPT dân tộc nội trú.
Chương II: Xây dựng tiến trình dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công
suất” (Vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM phát triển năng lực giải quyết vấn
đề của học sinh trường trung học phổ thông dân tộc nội trú.
Chương III: Thực nghiệm sư phạm

4


Chương I
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
Ở TRƯỜNG THPT DÂN TỘC NỘI TRÚ
1.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
STEM có nguồn gốc từ quỹ khoa học quốc gia (NSF) vào những năm 1990 và
đã được sử dụng như một cụm từ viết tắt chung cho mọi sự kiện, chính sách,
chương trình hoặc liên quan đến một số môn học thuộc bốn lĩnh vực Science (Khoa
học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học); còn
giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong số
bốn lĩnh vực nêu trên trở lên, trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, còn
phương pháp học tập được gắn với thực hành để học sinh làm quen với việc phát
triển ý tưởng sáng tạo và nắm bắt định hướng nghề nghiệp ngay từ khi ngồi trên ghế
nhà trường.
Giáo dục STEM là cách tiếp cận liên môn trong học tập, ở đó những khái niệm
học thuật chính xác được kết hợp với bài học thực tiễn khi học sinh vận dụng khoa
học, công nghệ, kĩ thuật, toán học trong một bối cảnh cụ thể tạo nên sự kết nối giữa
nhà trường, cộng đồng, việc làm và hoạt động kinh doanh toàn cầu.
Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở
thành những nhà toán học, nhà khoa học, kĩ sư hay kĩ thuật viên, mà chủ yếu là
trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công
nghệ hiện đại ngày nay.
Giáo dục STEM không còn xa lạ với thế giới; ở Việt nam những năm gần đây
cũng đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều địa phương. Bộ giáo dục và Đào tạo (GD –
ĐT) và Sở GD – ĐT đã có những đợt tập huấn cho cán bộ quản lý và giáo viên các
trường tiếp cận. Hiện nay, cả nước chưa có chương trình dạy học STEM, Bộ GD –
ĐT mới chỉ ban hành dự thảo tài liệu tập huấn xây dựng và thực hiện các chủ đề

giáo dục STEM trong trường trung học để định hướng triển khai.
Trong những năm gần đây đã có không ít đề tài nghiên cứu về định hướng dạy
học STEM thuộc các lĩnh vực khoa học tự nhiên. Với tính chất đặc thù của bộ môn
Vật lí, là môn khoa học tự nhiên gắn liền với đời sống, tự nhiên và khoa học kĩ
5


thuật. Qua tìm hiểu tôi thấy trong những năm gần đây, đã có một số luận văn tìm
hiểu về

6


vấn đề tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM: Luận văn thạc sĩ Nguyễn
Ngọc Ánh (2019 - Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM về các kiến thức
“năng lượng và chuyển hóa năng lượng” nhằm bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học
sinh lớp 9); Luận văn thạc sĩ Nguyễn Minh Nguyệt (2019 – Tổ chức hoạt động trải
nghiệm sáng tạo trong dạy học các kiến thức “Dòng điện xoay chiều lớp 9” nhằm
phát triển năng lực sáng tạo của học sinh); Luận văn thạc sĩ Nguyễn Đức Huỳnh
(2019 – Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “Các định luật bảo toàn” nhằm
phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh ở trường trung học phổ
thông); Luận văn thạc sĩ Đỗ Thị Thanh Hải ( 2018 - Tổ chức hoạt động dạy học
STEM về dòng điện xoay chiều (vật lí 12) nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn
đề cho học sinh)…
Các luận văn nêu trên đã tổ chức được một số chủ đề theo dạy học theo định
hướng giáo dục STEM cho học sinh THCS, THPT tuy nhiên đối với học sinh
trường dân tộc nội trú, với một số đặc điểm mang tính chất đặc thù thì việc tổ chức
dạy học theo định hướng này sẽ có ưu việt hay hạn chế gì so với học sinh trường
phổ thông thông thường, đây là vấn đề cần nghiên cứu.
Chủ đề “Công, năng lượng, công suất” là một chủ đề mới trong chương trình

giáo dục phổ thông 2018, kiến thức trong chủ đề có nhiều nội dung gắn liền với thực
tiễn đời sống. Do vậy Tổ chức dạy học chủ đề “công, năng lượng, công suất” (vật
lí 10) theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh dân tộc nội trú là một vấn đề
cần được nghiên cứu.
1.2. VAI TRÒ VÀ THỰC TRẠNG GIÁO DỤC STEM
1.2.1. Vai trò của giáo dục STEM trong dạy học vật lí ở trường THPT
Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống
có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học cần dạy, học
sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến
vấn đề đó (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và
sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. Học sinh sẽ được học kiến thức gắn liền
với những ứng dụng của nó trong công nghệ và kĩ thuật; vận dụng kiến thức học
được để tiếp tục sáng tạo về khoa học, công nghệ và kĩ thuật.
Như vậy, giáo dục STEM sẽ giúp thực hiện được mục tiêu phát triển năng lực
và phẩm chất của học sinh đáp ứng yêu cầu mới.
5


1.2.2. Thực trạng giáo dục STEM ở Việt Nam
Theo ông Đỗ Hoàng Sơn, một thành viên của Liên minh STEM, giáo dục
STEM đã được thử nghiệm ở Việt Nam từ năm học 2006-2007, khi Bộ Giáo dục và
Đào tạo thử nghiệm việc thành lập các nhóm nghiên cứu khoa học tại một số trường
THPT để chuẩn bị tham gia cuộc thi khoa học – kỹ thuật Intel ISEF cấp tỉnh/thành
phố. Đến nay, cuộc thi này đã được tổ chức ở các cấp cơ sở, tỉnh/thành phố, và
quốc gia để chọn ra những nhóm xuất sắc nhất đi thi quốc tế. [13]
Sau đó, vào đầu những năm 2010, bắt đầu xuất hiện các doanh nghiệp nhập
chương trình giáo dục STEM từ nước ngoài về và đưa vào dạy ngoại khóa tại một số
trường phổ thông ở những thành phố lớn.
Ngày hội STEM quy mô quốc gia được tổ chức lần đầu tiên vào năm 2015
chính là sự kiện mở đầu cho việc xã hội hóa hoạt động giáo dục STEM một cách

rộng rãi. Kể từ đó, với sự tham gia của nhiều doanh nghiệp, tổ chức trong nước và
quốc tế, trường đại học, viện nghiên cứu cũng như các cá nhân, giáo dục STEM đã
được triển khai ở hàng trăm trường phổ thông, phần nhiều trong số đó là ở các tỉnh
nông thôn và miền núi, trong điều kiện chưa được Nhà nước chính thức cấp ngân
sách. [13]
1.2.3. Tìm hiểu thực trạng việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở
trường phổ thông Vùng cao Việt Bắc
1.2.3.1. Mục đích điều tra
Một trong những căn cứ để soạn thảo tiến trình dạy học nhằm phát triển năng
lực GQVĐ của học sinh là những khó khăn của học sinh trong quá trình học tập. Vì
vậy, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu thực tế dạy học tích hợp STEM tại trường phổ
thông Vùng Cao Việt Bắc nhằm thu được một số thông tin:
- Thực tiễn về việc áp dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trường
PTDTNT.
- Những khó khăn khi triển khai thực hiện dạy học STEM ở trường PTDTNT.
- Tình hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trường PT Vùng Cao
Việt Bắc
1.2.3.2. Phương pháp điều tra
Để đạt được mục đích trên chúng tôi đã tiến hành:
+ Điều tra GV: trao đổi trực tiếp, phiếu điều tra.
6


+ Điều tra HS: trao đổi trực tiếp, phiếu điều tra.
1.2.3.3. Kết quả điều tra
Với mục đích và phương án đã đề ra, chúng tôi tiến hành điều tra trên 45 giáo
viên giảng dạy các môn Toán, Tin và các môn khoa học tự nhiên cùng với 200 học
sinh (tương ứng 4 lớp) ở trường PT Vùng Cao Việt Bắc. Qua điều tra chúng tôi thu
được một số kết quả sau:
Bảng 1.1. Mức độ tham gia các hoạt động của HS trong giờ học Vật lí

Mức độ

Thường xuyên

Các hoạt động

Số

%

lượng
HS tham gia vào hoạt động nhóm
HS được chuẩn bị một số thí
nghiệm bổ trợ cho nội dung bài học
HS được giáo nhiệm vụ tạo ra sản
phẩm thực tế sau các bài học
HS được học bài học tích hợp liên
môn
HS được học bài học tổ chức theo
định hướng giáo dục STEM

Đôi khi
Số

Không

%

lượng

Số
lượng

122

61

68

34

10

5

0

0

142

71

58

29

0

0

46

23

154

77

0

0

46

23

154

77

0

0

0

0

200

100

Bảng 1.2. Mức độ sử dụng các phương pháp dạy học của Giáo viên
Phương pháp dạy học

Thường

Đôi khi

Không dùng

xuyên
Số

%

lượng
Truyền thống (đàm thoại,

Số

%

lượng

Số

%

lượng

35

77,8

10

22,2

0

0

Dạy học theo dự án

0

0

5

11,1

40

88,9

Dạy học tích hợp liên môn

0

0

3

6,7

42

93,3

0

0

0

0

45

100

thuyết trình, diễn giảng…)

Dạy học theo định hướng
giáo dục STEM

%

7


Bảng 1.3. Những khó khăn khi thực hiện dạy học STEM
Những vẫn đề khó khăn của dạy
học

Số lượng

%

20

44,4

Nhận thức của giáo viên

10

22,2

Phương thức đánh giá thi cử

40

88,9

Năng lực của giáo viên

20

44,4

Năng lực của học sinh

30

66,7

Thiết kế chủ đề STEM mất nhiều thời gian

30

66,7

Vấn đề kinh tế

STEM

Qua kết quả điều tra, chúng tôi thu được kết quả thực tiễn việc áp dụng dạy
học theo định hướng giáo dục STEM và những khó khăn khi triển khai thực hiện
dạy học STEM cụ thể như sau:
- Thực tiễn về việc áp dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Đầu năm học 2019 – 2020, trong các buổi họp tổ chuyên môn, dưới sự tập
huấn của giáo viên cốt cán, các giáo viên trong tổ bước đầu biết đến dạy học theo
định hướng giáo dục STEM. Tuy nhiên, việc thực hiện tiến trình dạy học theo định
hướng này như thế nào, hay soạn một giáo án theo tiến trình dạy học STEM như thế
nào thì hầu hết các giáo viên đều chưa rõ. Từ những năm học trước đó, giáo viên
được tiếp cận với dạy học tích hợp liên môn, trong trường đã có những bài giảng

tích hợp liên môn: Cô Bùi Thị Thu Thủy (giáo viên Sinh học); Thầy Đoàn Minh
Đức (giáo viên hóa học); Cô Lê Thu Mai (giáo viên Vật Lí)...
Khi được hỏi về dạy học STEM thì đa số các giáo viên chưa bao giờ tổ chức
và thiết kế dạy học STEM, các thầy cô chưa bao giờ áp dụng định hướng giáo dục
STEM vào các nội dung bài học. Đã có một vài thầy cô cũng đã cho các em học
sinh tiến hành tạo ra sản phẩm thực tế nhưng các thầy cô chưa hiểu về dạy học theo
định hướng giáo dục STEM là như thế nào.
Về phía học sinh kết quả điều tra cho thấy: HS chưa được tiếp cận với định
hướng dạy học này, mà mới chỉ có một lượng nhỏ học sinh được tiếp cận với
phương pháp dạy học dự án và dạy học tích hợp liên môn.

8


- Những khó khăn khi thực hiện dạy học STEM ở trường PTDTNT
Qua kết quả điều tra cho thấy, khi nhắc đến khó khăn của việc thực hiện dạy
học STEM đó là phương thức đánh giá thi cử chưa hoàn toàn phù hợp với phương
thức dạy học ở trường phổ thông, do sự bất cập này mà xu thế chung của các trường
phổ thông là “thi gì học đó”, khiến cho các giờ học thiên về giờ bài tập và nặng tính
chất truyền thụ kiến thức. Cũng chính vì vậy làm cho các giáo viên “ngại” đổi mới
phương pháp dạy và học sinh “ngại” vận động tiếp nhận các phương thức học mới.
Ngoài ra, do đặc thù của trường dân tộc nội trú năng lực của học sinh còn nhiều
hạn chế, kinh tế gia đình của học sinh hầu hết là khó khăn, học sinh được học theo
chính sách của nhà nước, do vậy việc thực hiện dạy học STEM đối với toàn bộ học
sinh trong trường là tương đối khó khăn, mà chỉ có thể áp dụng đối với một lượng
học sinh nhất định.
Thiết kế một giáo án dạy học theo định hướng giáo dục STEM đòi hỏi thời gian
và công sức của giáo viên và của học sinh. Bởi lẽ, một phần do phương thức dạy học
này còn mới lạ với hầu hết giáo viên và học sinh, phần khác do đặc thù nội dung bài
học. Do đó, việc vận dụng phương pháp nào vào từng bài cụ thể cũng là một nghệ

thuật của người giáo viên.
1.2.4. Lợi thế của việc tổ chức dạy học STEM trong dạy học ở trường nội trú
Bên cạnh những khó khăn nêu ở trên, việc tổ chức dạy học theo định hướng
giáo dục STEM ở trường nội trú cũng có những lợi thế nhất định, cụ thế:
a. Chất lượng giảng dạy
- Chương trình giảng dạy tại các trường nội trú đa dạng và toàn diện.
- Số lượng học sinh trong lớp được kiểm soát tốt giúp cho sự tương tác giữa
học sinh và giáo viên được thường xuyên hơn.
- Đội ngũ giáo viên giàu kinh nghiệm và đầy tâm huyết, luôn xem trọng và tự
hào với công tác giảng dạy của mình.
b. Môi trường học tập và sinh hoạt
- Do tính chất của trường nội trú, các học sinh luôn sinh hoạt, học tập và rèn
luyện cùng nhau nên các hoạt động học tập theo nhóm được thực hiện dễ dàng và có
hiệu quả.
- Thời gian giao tiếp giữa giáo viên và học sinh nhiều hơn, tạo điều kiện cho
việc giáo viên nắm bắt tâm lý, phát hiện năng lực riêng của từng học sinh.
9


c. Trang bị tri thức và kỹ năng sống
- Các trường nội trú trang bị cho học sinh của mình không chỉ tri thức mà còn
trao truyền cho học sinh những kỹ năng sống thiết thực.
- Trong môi trường nội trú, các học sinh học được cách sống thân thiện và hòa
đồng cùng bạn bè.
- Các giáo viên truyền đạt kiến thức cho học sinh thông qua những bài học
trong giáo trình và những bài học bổ ích từ kinh nghiệm thực tế làm phong phú thêm
cho vốn sống của học sinh.
Với những lợi thế ở trên, việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM
ở trường nội trú là một việc thiết thực có thể triển khai dự kiến đem lại hiệu quả,
nâng cao được chất lượng dạy và học của giáo viên và học sinh.

1.3. NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
1.3.1. Khái niệm năng lực
Hình thành và phát triển năng lực có vai trò to lớn trong sự phát triển của mỗi
con người. Nhiều công trình nghiên cứu đã đưa ra các khái niệm khá phong phú, đa
dạng về năng lực tùy theo góc độ tiếp cận.
Phạm trù năng lực thường được hiểu theo cách khác nhau và mỗi cách hiểu có
những thuật ngữ tương ứng: “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu
quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong các tình huống thay đổi
thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ
xảo và kinh nghiệm cũng như sẵn sàng hành động”. [6]
Theo dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể: “Năng lực là khả năng
thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng
hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý
chí,…Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động
của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống”. [5]
Năng lực của học sinh là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng,
thái độ…phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực
hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính
các em trong cuộc sống.

10


Định hướng phát triển năng lực cho học sinh có sự kết hợp chặt chẽ giữa các
lực với nhau và trong mỗi quá trình hình thành năng lực đó, đều ẩn chứa trong đó
năng lực giải quyết vấn đề: vấn đề được đặt ra – giải quyết vấn đề - hình thành kiến
thức mới.
1.3.2. Năng lực giải quyết vấn đề là gì?
Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng huy động kiến thức, kĩ năng, thái độ và
các thuộc tính cá nhân khác nhằm thực hiện có hiệu quả những vấn đề nảy sinh hay

những tình huống có vấn đề trong học tập, cuộc sống . [2]
1.3.3. Các cấp độ của năng lực giải quyết vấn đề.
Năng lực giải quyết vấn đề có thể chia thành các cấp độ sau:
- Phát hiện và làm rõ vấn đề.
- Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu
được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống.
- Đề xuất, lựa chọn giải pháp, thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến
vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được
giải pháp phù hợp nhất.
- Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề, suy ngẫm về cách thức và
tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới. Nhận ra ý
tưởng mới, xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp từ các nguồn
thông tin khác nhau.
1.3.4. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề.
Bảng 1.4. Thành tố năng lực, chỉ số hành vi, mức độ biểu hiện của NLGQVĐ
Năng lực

Chỉ số

thành tố

hành vi

Mức độ biểu hiện

1. Tìm

1.1. Tìm

M1: Quan sát, mô tả được các quá trình, hiện tượng trong

hiểu vấn

hiểu tình

tình huống để làm rõ vấn đề cần giải quyết

đề

huống vấn

M2: Giải thích thông tin đã cho, mục tiêu cuối cùng cần

đề

thực hiện để làm rõ vấn đề cần giải quyết
M3: Phân tích, giải thích thông tin đã cho, mục tiêu cần
thực hiện và phát hiện vấn đề cần giải quyết

1.2. Phát

M1: Từ thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng,
11


hiện vấn đề

trình bày được một số câu hỏi riêng lẻ

12