KHOA LUAN TOT NGHIEP

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KHÁNH HÒA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHÁNH HÒA

TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 11
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN:
KHOA: SƯ PHẠM
LỚP: SƯ PHẠM VẬT LÍ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

Khánh Hòa, tháng 07 năm 2020



Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)


Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Người hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


 LỜI CẢM ƠN 
Được sự đồng ý của Khoa Sư Phạm – Trường Đại học Khánh Hòa, cùng với sự
đồng ý của giảng viên hướng dẫn Ts. Nguyễn Thanh Nga, tơi đã thực hiện khóa luận
tốt nghiệp với đề tài “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cảm ứng điện từ - Vật
lí 11 theo định hướng giáo dục STEM”. Đây là một điều kiện rất tốt cho tơi có cơ hội
xâu chuỗi những kiến thức mà tôi đã được học tại trường để áp dụng vào việc thực
hiện nghiên cứu của mình.
Trong quá trình thực hiện khóa luận, ngồi sự nỗ lực làm việc của bản thân, tơi
đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ phía gia đình, thầy cơ và tập thể bạn bè giúp tơi
hồn thành đề tài.
Tơi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Khánh Hịa, thầy cơ trong khoa Sư
Phạm đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, trau dồi kiến thức, rèn luyện kỹ năng và
tư tưởng đạo đức tốt, cùng với đó là một thái độ làm việc tốt trước khi bước vào
trường đời với những khát vọng và tương lai. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy cơ
tổ Vật lí đã đồng ý và ủng hộ tôi thực hiện đề tài này. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến Thầy Nguyễn Thanh Nga. Thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo
và quan tâm hướng dẫn tôi trong suốt q trình làm khóa luận tốt nghiệp, giúp tơi hoàn
thành đúng thời hạn đề ra. Thầy đã cung cấp các tài liệu cần thiết cho việc nghiên cứu
đề tài, đốc thúc công việc và chỉnh sửa nội dung của tơi đúng với nội dung và hình
thức đã đặt ra. Trong thời gian làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều

kiến thức mà còn học tập được tinh thần và thái độ làm việc của thầy. Đó là những
điều cần thiết cho tơi trong q trình học tập và công tác sau này.
Tôi cũng xin gửi làm cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu trường THCS –
THPT Hoa Sen, thầy Ths. Hoàng Phước Muội, cùng quý thầy cơ tổ Vật lí của trường
đã tận tình chỉ bảo, chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức và giúp đỡ tơi rất nhiều trong suốt
q trình thực nghiệm đề tài tại trường.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc của mình đến gia đình và bạn bè
đã ln quan tâm, ủng hộ, động viên, khích lệ và giúp đỡ để tơi hồn thành khóa luận
tốt nghiệp này.
Tơi xin chân thành cảm ơn!

i


 DANH MỤC BẢNG 
Bảng
2.1
2.2
2.3
2.4
3.1
3.2

Tựa bảng
Các đơn vị kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” trong SGK
Vật lí lớp 11 cơ bản
Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Máy phát điện mini
Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề Máy phát điện mini
Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học
chủ đề STEM

Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật và biểu hiện cụ thể của học
sinh trong tiết học
Nhận xét sự khác nhau về mức độ phát triển tư duy kỹ thuật
giữa hai trường hợp học sinh

ii

Trang
21
28
38
43
61
67


 DANH MỤC HÌNH 
Hình
1.1
1.2
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10

3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20

Tựa hình
Quy trình dạy học 5E
Quy trình tổ chức dạy học các kiến thức Vật lí theo định
hướng giáo dục STEM
Dụng cụ thí nghiệm được trang bị cho mỗi nhóm học sinh
Giáo viên giới thiệu tài liệu hướng dẫn.
Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm
Học sinh nhóm 2 đang làm việc với tài liệu hướng dẫn
Học sinh nhóm 5 đang hồn thành thí nghiệm
Nhóm 3 đang thực hiện quấn dây đồng
Nhóm 2 đang thực hiện quấn dây đồng vào ống xilanh 10ml
Tiến và Long trình bày các bước lắp ráp sản phẩm
Tiến và Long vận hành sản phẩm
Nhóm đang phân cơng nhiệm vụ cho các thành viên
Nhóm hồn thành hồ sơ dự án năng lượng sóng biển
Nhóm vẽ bản thiết kế kỹ thuật
Nhóm thực hiện và hồn thành sản phẩm
Nhóm sử dụng, giải thích một số thuật ngữ kỹ thuật để trình
bày nội dung cơng việc

Nhóm học sinh tiến hành lên ý tưởng và vẽ sơ đồ thiết kế và
sơ đồ ngun lí
Nhóm hồn thành bản thiết kế
Bản vẽ thiết kế thể hiện mặt cắt sản phẩm của nhóm 2
Bản vẽ thiết kế thể hiện cấu tạo của sản phẩm của nhóm 3
Bản vẽ thiết kế thể hiện cấu tạo và nguyên lí hoạt động của
dự án năng lượng sóng biển
Học sinh kiểm tra từng chi tiết của sản phẩm

iii

Trang
12
17
47
49
49
50
51
52
52
53
54
59
59
60
60
61
62
62

63
63
64
66


 MỤC LỤC 

 LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................i
 DANH MỤC BẢNG .............................................................................................ii
 DANH MỤC HÌNH .............................................................................................iii
 MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài....................................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài.................................................................................................2
3. Nhiệm vụ của đề tài................................................................................................2
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu......................................................................3
4.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................3
4.2. Khách thể nghiên cứu.....................................................................................3
5. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................3
6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................3
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận....................................................................3
6.2. Phương pháp khảo sát thực tế........................................................................3
6.3. Thực nghiệm sư phạm....................................................................................4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH
HƯỚNG GIÁO DỤC STEM.....................................................................................5
1.1. Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu.................................................................5
1.2. Dạy học theo phương thức giáo dục STEM.......................................................8
1.2.1. STEM là gì....................................................................................................8
1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM...........................................................................9
1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM..............................................................................9

1.2.4. Phân loại STEM..........................................................................................10
1.2.5. Quy trình giáo dục STEM..........................................................................11
1.3. Phát triển tư duy kỹ thuật.................................................................................13
1.3.1. Khái niệm kỹ thuật.....................................................................................13
1.3.2. Phát triển tư duy kỹ thuật..........................................................................14


1.3.3. Biểu hiện của tư duy kỹ thuật....................................................................14
1.3.4. Biện pháp phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM
.................................................................................................................................... 15
1.4. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học các kiến thức theo định hướng giáo
dục STEM.................................................................................................................15
1.4.1. Quy trình xây dựng các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM.....15
1.4.2. Quy trình tổ chức dạy học các kiến thức theo định hướng giáo dục STEM
................................................................................................................................ 16
 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ...................................................................................20
CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CẢM
ỨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 11 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM...........21
2.1. Phân tích kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo định hướng
giáo dục STEM.......................................................................................................... 21
2.1.1. Mục tiêu dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11...........................21
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11.........................23
2.2. Xây dựng chủ đề máy phát điện mini...............................................................26
2.2.1. Mô tả chủ đề................................................................................................26
2.2.2. Mục tiêu chủ đề...........................................................................................26
2.2.3. Thiết bị.........................................................................................................27
2.2.4. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề...................................................28
2.2.5. Tiến trình dạy học.......................................................................................29
2.3. Xây dựng chủ đề năng lượng sóng....................................................................34
2.3.1. Mơ tả chủ đề................................................................................................34

2.3.2. Mục tiêu chủ đề...........................................................................................34
2.3.3. Thiết bị.........................................................................................................35
2.3.4. Các yếu tố lĩnh vực STEM trong chủ đề...................................................38
2.3.5. Tiến trình dạy học.......................................................................................38
2.4. Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật theo định hướng STEM............................43
2.4.1. Tiêu chí đánh giá tư duy kĩ thuật của học sinh trong dạy học theo định
hướng STEM.........................................................................................................43


2.4.2. Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức......................................................44
 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ...................................................................................45
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...........................................................46
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ......................................................................46
3.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm................................................................46
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm................................................................46
3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm
.................................................................................................................................... 46
3.4.1. Thuận lợi....................................................................................................46
3.4.2. Khó Khăn...................................................................................................47
3.5. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm.......................................................47
3.6. Đánh giá việc phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh...................................61
3.7. Đánh giá chung về việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM
trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ”..............................................................69
 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ...................................................................................70
 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................71
 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................73



MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Để đáp ứng xu thế phát triển và hội nhập của thế kỷ XXI, nhiều nước trên thế
giới đã và đang quan tâm đến vấn đề đổi mới giáo dục với các phương pháp dạy học
tích hợp, gắn liền với thực tiễn. Ở nước ta trong những năm qua, công cuộc đổi mới
giáo dục đã được Đảng, nhà nước và toàn xã hội quan tâm. Hiện nay, ngành giáo dục
đang tích cực triển khai đổi mới một cách mạnh mẽ, đồng bộ, toàn diện về cả mục tiêu,
nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học, cũng như phương pháp kiểm tra đánh
giá kết quả học tập của học sinh, để tạo ra được những lớp người lao động mới mà xã
hội đang cần. Đó là con người có khả năng đáp ứng được những địi hỏi của sự nghiệp
cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Luật Giáo dục 2005 đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục
phổ thông: ''Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng môn học, lớp học; bồi
dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho học
sinh” [6].
Trước đây, giáo dục chỉ giảng dạy theo kiểu truyền thống lấy hoạt động của
người thầy là trung tâm. Thực hiện lối dạy này, giáo viên là người thuyết trình, diễn
giảng, là "kho tri thức" sống, học sinh là người nghe, nhớ, ghi chép và suy nghĩ theo.
Với phương pháp dạy học truyền thống, giáo viên là chủ thể, là tâm điểm, học sinh là
khách thể, là quỹ đạo. Giáo án dạy theo phương pháp này được thiết kế kiểu đường
thẳng theo hướng từ trên xuống khiến học sinh thụ động tiếp thu kiến thức, giờ dạy dễ
đơn điệu, buồn tẻ, kiến thức thiên về lý thuyết, ít chú ý đến kỹ năng thực hành của
người học. Do đó kỹ năng hành dụng vào đời sống thực tế bị hạn chế. Vì vậy, phương
pháp dạy học cần phải đổi mới toàn diện các nhiệm vụ dạy học: nội dung, phương tiện,
phương pháp, cách thức kiểm tra, đánh giá…
Để xây dựng được nguồn nhân lực công nghiệp có kỹ năng, có năng lực sáng
tạo thì giáo dục cần phải chuẩn bị một lực lượng thành thạo trong lĩnh vực Khoa học,
Cơng nghệ, Kỹ thuật…Vì vậy, trong q trình hội nhập quốc tế sâu rộng, cơ hội tiếp
cận với các xu thế mới, các mơ hình giáo dục mới và học hỏi kinh nghiệm của các

nước có nền giáo dục tiên tiến là cần thiết nhằm đổi mới giáo dục phổ thông tại Việt
Nam. Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây nhưng đã trở
thành một hoạt động giáo dục hội tụ những yếu tố cần thiết đối với giáo dục dạy học ở
Việt Nam. Do đó, giáo dục STEM rất cần sự quan tâm và nhận thức của toàn xã hội.
Giáo dục STEM (Science: Khoa học, Technology: Công nghệ, Engineering: Kỹ
Thuật, Maths: Toán học) là quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh
thuộc các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học giúp cải tạo phương
pháp dạy học truyền thống. Các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ
1


thuật và Tốn học phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh
không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn áp dụng để thực hành và tạo ra sản phẩm
trong cuộc sống hằng ngày làm tăng hiệu quả, phát triển năng lực sáng tạo, tư duy kỹ
thuật của học sinh [4].
Do đặc thù của mơn Vật lí là mơn khoa học thực nghiệm, nên một trong các
khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học là tăng cường hoạt động
nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lí của học sinh trong q trình
học tập thơng qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên
tắc hoạt động, cấu tạo và chế tạo thí nghiệm để học sinh được nghiên cứu khoa học,
qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí. Đồng thời, Vật lí được hỗ trợ
rất nhiều bằng cơng cụ Tốn học; các định luật Vật lí lại là cơ sở để phát triển nền
Công nghệ, Kỹ thuật. Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kỹ
năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập
thể. Từ đó, học sinh có cơ hội phát triển các năng lực của người công dân trong thời
đại mới.
Nói về chương “Cảm ứng điện từ”, đây là một chương tương đối khó đối với
học sinh lớp 11. Nhiều em không hiểu hoặc hiểu một cách hời hợt phần kiến thức
trong chương này. Đồng thời, chương “Cảm ứng điện từ” cũng có rất nhiều ứng dụng
trong đời sống và kỹ thuật. Giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên

cứu cấu tạo, cơng dụng, ngun tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí nghiệm ở nhà tạo
cơ hội rèn luyện kỹ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời
sống và kỹ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và
bền vững. Do đó, chủ đề này có thể triển khai dạy học theo định hướng giáo dục
STEM.
Chính vì những lý do trên, với mong muốn góp phần vào đổi mới nâng cao chất
lượng và hiệu quả dạy học mơn Vật lí ở trường trung học phổ thông, chúng tôi chọn đề
tài nghiên cứu: “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cảm ứng điện từ - Vật lí 11
theo định hướng giáo dục STEM”.
2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy học chương Cảm ứng điện từ - Vật
lí 11 nhằm phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh.
3. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học theo định hướng giáo dục
STEM.
- Nghiên cứu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng, thái độ, phát triển năng
lực mà học sinh cần đạt được khi học các kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí
11.
2


- Xây dựng kế hoạch dạy học chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11 theo định
hướng giáo dục STEM.
- Xây dựng công cụ đánh giá phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy
học STEM.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá giả thuyết khoa học.
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hoạt động dạy học STEM một số kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí
11.

- Một số thí nghiệm ứng dụng kiến thức chương “Cảm ứng điện từ” Vật lí 11
phục vụ cho việc dạy học STEM.
- Cơ sở lý thuyết về dạy học STEM.
- Hệ thống kiểm tra đánh giá trong giáo dục STEM.
4.2. Khách thể nghiên cứu
Giáo dục STEM, mơn Vật lí trung học phổ thông.
5. Phạm vi nghiên cứu
5.1. Không gian: Các trường trung học phổ thông tại Việt Nam.
5.2. Thời gian: Từ tháng 08/2019 đến tháng 04/2020.
5.3. Nội dung nghiên cứu: Quá trình dạy và học mơn Vật lí 11 trung học phổ thông tại
Việt Nam, đặc biệt là chương “Cảm ứng điện từ”.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường phổ
thơng.
- Nghiên cứu các tài liệu và phương pháp dạy học Vật lí, nội dung sách giáo
khoa, sách giáo viên, sách bài tập Vật lí,…bậc trung học phổ thơng.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung chương trình Vật lí lớp 11, đặc biệt là chương
“Cảm ứng điện từ” và các chương có liên quan đến kiến thức của chương này.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí
nghiệm đơn giản.
6.2. Phương pháp khảo sát thực tế
3


- Tiến hành khảo sát, điều tra thực trạng của việc sử dụng giáo dục STEM trong
thực tế giáo dục hiện nay.
- Dự các giờ giảng tập của sinh viên trong đợt Hội giảng, đợt thực tập sư phạm
2 và dự giờ một số giáo viên ở các trường trung học phổ thông.
- Tổ chức dạy học theo kế hoạch đã xây dựng trong đợt thực tập sư phạm để

đánh giá tính khả thi và hiệu quả của quy trình tổ chức dạy học STEM đối với việc
phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh.
- Tham khảo ý kiến, trao đổi và thảo luận với giáo viên hướng dẫn cũng như
một số giáo viên Vật lí có kinh nghiệm dạy lớp 11 để học hỏi và trau dồi kinh nghiệm
dạy học.
6.3. Thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo kế hoạch dạy học đã xây dựng.
- Sử dụng phương pháp thống kê toán học xử lý, trình bày kết quả thực nghiệm
sư phạm.

4


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THEO
ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
1.1. Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ),
Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là
trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh
vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học trong thế kỷ 21. Các kiến thức và kỹ
năng này (gọi là kỹ năng STEM) phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau
giúp học sinh không chỉ hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể áp dụng để thực hành và
tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày [7].
Để đáp ứng xu thế phát triển và hội nhập của thế kỷ 21, giáo dục STEM đã trở
nên quan trọng ở khắp mọi nơi và là một mối quan tâm trung tâm của các nhà hoạch
định chính sách trên tồn thế giới.
Với học sinh phổ thơng, việc theo học các môn học STEM và theo phương
pháp giáo dục STEM cịn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp
tương lai của các em sau này. Khi được tiếp thu kiến thức một cách tích hợp về nhiều
lĩnh vực, học sinh sẽ được rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, hình thành tư duy sáng tạo và

tinh thần làm việc tập thể, học sinh sẽ chủ động thích thú và thể hiện niềm đam mê với
mơn học thay vì thụ động tiếp thu kiến thức một cách hời hợt, từ đó sẽ khuyến khích
các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự
chắc chắn cho cả sự nghiệp sau này của các em.
Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và
các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất
như Học qua dự án – chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp Học qua hành
luôn được áp dụng triệt để cho các mơn học tích hợp STEM [4].
Trên toàn thế giới, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò
của giáo dục STEM [7].
Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà trắng hàng năm
lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng
thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận tồn diện cho khoa học,
cơng nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)…Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ
giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một
quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng”.
Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học
SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016.: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục
hướng dẫn bạn học cách tự học”, Giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục STEM, Tự
5


học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Và học STEM cho phép mọi
người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý và khả năng rà sốt và tìm kiếm
xác nhận như học tốn học và có kiến thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để
đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà
chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây. “Bạn sẽ khơng bao giờ nói rằng bạn
khơng thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục
STEM”
Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu

hóa học và khoa học vật liệu, cho biết Israel phải làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy
nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được cơng nghệ của mình. “Chính phủ phải
khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ”, Shechtman nói trong
một cuộc phỏng vấn qua điện thoại vào tuần trước. “Tất cả trẻ em đều phải học
chương trình cốt lõi và chính phủ phải nâng cao trình độ của một số giáo viên”.
Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu:
Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về
khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt
đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi
khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho
họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức để
tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm chán.
Hiện tại, Giáo dục STEM đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới, đặc
biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật
Bản, Hàn Quốc…[13].
Tại Mỹ, mục tiêu giáo dục STEM là trang bị cho tất cả công dân những kỹ năng
về STEM, xây dựng được lực lượng lao động trong lĩnh vực STEM, tăng cường thúc
đẩy học sinh theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM.
Tại Anh, mục tiêu của giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu
khoa học chất lượng hơn nữa.
Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc
gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển một nền kinh tế cho
thế kỷ 21 và phù hợp với xu hướng của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4.
Tại Canada, mục tiêu của giáo dục STEM là đào tạo nguồn lao động có kỹ năng
STEM để thúc đẩy phát triển các ngành kinh tế.
Như vậy, có thể thấy rằng giáo dục STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và
đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Tuy mục tiêu giáo dục STEM
của từng quốc gia có khác nhau nhưng điểm chung cho các mục tiêu đó chính là thơng
qua giáo dục STEM để tác động đến người học. Qua đó có thể nhận thấy giáo dục
STEM là một giải pháp trong cuộc cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới

6


phát triển con người đáp ứng những mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển đất nước
trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới.
Ở Việt Nam, bắt đầu từ năm 2012, nhiều tổ chức giáo dục tư thục có các sáng
kiến giáo dục STEM.
Năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Liên minh STEM tổ
chức ngày hội STEM lần đầu tiên, tiếp theo đó là nhiều sự kiện tương tự trên toàn
quốc.
Vào năm học 2015 - 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung
STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng.
Tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ đã ký Chỉ thị số 16 nêu rõ: "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, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học (STEM),
ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông;" và yêu cầu "Bộ Giáo dục
và Đào tạo: Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và tốn học
(STEM) trong chương trình giáo dục phổ thơng [8]; tổ chức thí điểm tại một số trường
phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018. Nâng cao năng lực nghiên cứu, giảng dạy
trong các cơ sở giáo dục đại học; tăng cường giáo dục những kỹ năng, kiến thức cơ
bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc Cách mạng
công nghiệp lần thứ 4." Hiện nay một số trường tiểu học Lê Ngọc Hân, Hồ Chí Minh;
trường THCS – THPT Hoa Sen, Hồ Chí Minh; trường Phổ thơng liên cấp Olympic, Hà
Nội; trường trung học phổ thông Nguyễn Du, Hồ Chí Minh;… đã đưa STEM vào
trong chương trình giảng dạy. Việc đưa giáo dục STEM đã giúp cho học sinh tạo ra
những sản phẩm khoa học. Với việc chế tạo sản phẩm đó, học sinh biết vận dụng kiến
thức khoa học để “thiết kế” rồi mới “thi công”. Như thế học sinh mới phát triển được
những năng lực cần thiết của một “kỹ sư” chứ không phải là “thợ” chế tạo sản phẩm
theo mẫu. Để làm được điều đó cần tổ chức nhiều nhiều hoạt động giúp học sinh trải

nghiệm thực tế, lôi cuốn các em giải quyết các nhiệm vụ của bài học, tạo hứng thú và
niềm tin trong học tập, phát triển tư duy sáng tạo. Đồng thời trong những năm gần đây,
các trường đã xây dựng chương trình học trải nghiệm sáng tạo các mơn khoa học tự
nhiên và triển khai thực tiễn trong các giờ dạy, học sinh được tự mình thực hành, làm
thí nghiệm, tự tay hàn các mạch điện, tạo ra dòng điện từ các vật liệu đơn giản, chế tạo
máy bắt muỗi sáng tạo, chế tạo máy lọc nước biển thành nước ngọt,…Từ nhiều hứng
thú trong các giờ học, nhiều học sinh đam mê nghiên cứu khoa học và có sản phẩm
sáng tạo khoa học.
Cho đến nay đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về việc tổ chức dạy học một số
kiến thức Vật lí THPT theo định hướng giáo dục STEM như:
- “Vai trò giáo dục STEM trong giáo dục phát triển bền vững” của tác giả
Tưởng Duy Hải.
7


- “Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM một số kiến thức Vật lí
THPT thơng qua thiết kế chế tạo đồ chơi đơn giản” của tác giả Nguyễn Thanh Nga,
Hoàng Phước Muội, Lê Hải Mỹ Ngân.
- “Xây dựng chủ đề giáo dục STEM nội dung kiến thức “Từ trường và cảm ứng
điện từ” – Vật lí 11 (cơ bản)” của tác giả Nguyễn Thanh Nga, Tôn Ngọc Tâm.
- “Tổ chức hoạt động trải nghiệm với hình thức ứng dụng khoa học kỹ thuật
trong dạy học chương “Cảm ứng điện từ” – Vật lí 11” của tác giả Lê Thiên Ý Anh,
Quách Nguyễn Bảo Nguyên, Đỗ Văn Năng, Trần Phong Thu.
- “Tổ chức dạy học tích hợp phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh trong
dạy học Vật lí THPT” của tác giả Lê Thanh Sơn, Cao Giáp Bình, Đồn Quang Phúc.
- “Vận dụng mơ hình giáo dục STEM trong giờ dạy vận dụng kiến thức mơn Vật
lí” của tác giả Nguyễn Thị Kim Chung, Huỳnh Xuân Đào, Đào Xuân Hường.
1.2. Dạy học theo phương thức giáo dục STEM
1.2.1. STEM là gì
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ),

Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là
trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh
vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học trong thế kỷ 21. Các kiến thức và kỹ
năng này (gọi là kỹ năng STEM) phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau
giúp học sinh không chỉ hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể áp dụng để thực hành và
tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày [7].
Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa
học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để
giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hằng ngày.
Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng quản lý, hiểu và đánh giá
công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như
thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.
Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ
đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức
của nhiều mơn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật
cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và
Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy
trình sản xuất.
Maths (Tốn học): là môn học nhằm phát triển ở học sinh khả năng phân tích,
biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thơng qua việc tính tốn, giải thích,
các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra.
8


Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo
dục và ngữ cảnh nghề nghiệp [4].
- Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo
dục đối với các mơn Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học. Quan tâm đến việc
tích hợp các mơn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo
dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM,

chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động
STEM.
- Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh
vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.
1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM
Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên
cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên các cách hiểu
khác nhau. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là [9]:
- Quan tâm đến các mơn Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học: Đây
cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là một
chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ
thuật và Tốn học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Đây là nghĩa rộng
khi nói về giáo dục STEM.
- Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Kiến
thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh
được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào trong
những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các
doanh nghiệp.
- Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học trở
lên: Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập
giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc
nhiều môn học khác nhau trong nhà trường.
1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM
Giáo dục STEM đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Tùy
thuộc vào bối cảnh cạnh tranh mà mục tiêu giáo dục STEM của từng quốc gia có sự
khác nhau. Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam trước cuộc
Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: phát triển năng
lực đặc thù về STEM; phát triển năng lực cốt lõi; định hướng nghề nghiệp [3].
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học về STEM cho học sinh: Đó là
những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các mơn học Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật

và Tốn học. Trong đó học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải
9


quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ. Học
sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị
cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu
của thế kỷ 21. Bên cạnh đó những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ
thuật, Tốn học, học sinh sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để
thành công.
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có
những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn
cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học sinh. Từ đó, góp phần xây dựng lực
lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM
nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước; Tăng cường trang bị cho học
sinh phổ thông những kỹ năng về STEM, tăng cường số lượng học sinh sẽ theo đuổi
và nghiên cứu sâu về lĩnh vực STEM; Quá trình sáng tạo có thể được ni dưỡng
trong học sinh nhưng phải cần thời gian và học sinh cần được nhúng trong mơi trường
và khơng gian đặc thù để kích thích sự sáng tạo. Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải
là tiếp cận mang tính liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa
học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học nhằm mang đến cho học sinh những trải
nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa.
1.2.4. Phân loại STEM
Để đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác
nhau, việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở cho việc lựa
chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dục STEM hay xây
dựng các chủ đề giáo dục STEM [3].
- Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề:
+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức

của bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học khơng phải vận dụng kiến
thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
- Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM:
+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng dựa trên cơ sở kiến thức
thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Tốn học trong chương
trình giáo dục phổ thơng. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục
STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội
dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thơng.

10


+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngồi chương
trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó học sinh phải tự tìm hiểu và nghiên cứu.
Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
- Dựa vào mục đích dạy học:
+ STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến
thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học (hoặc được học một
phần). Học sinh sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.
+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức học
sinh đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng lý
thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.
1.2.5. Quy trình giáo dục STEM
Với mong muốn góp phần nâng cao hiệu quả tích cực trong việc dạy học.
Người học cảm thấy hứng thú và dễ dàng tiếp thu, ghi nhớ các kiến thức học được, cịn
giáo viên có thể chuẩn bị bài giảng một cách đơn giản, có hệ thống, có thể xây dựng
thêm nhiều hoạt động trải nghiệm cho người học. Các tiết học lý thuyết cũng được cắt
giảm, thay vào đó là các bài học thực hành tạo nên sự thích thú cho người học cũng
như giáo viên. Để làm được điều đó thì cần có một quy trình giáo dục phù hợp với các

chương trình giáo dục STEM thì quy trình 5E là cần thiết bởi đó là cơng cụ hữu hiệu
giúp cho cả người học và người dạy đều cảm thấy tiếp nhận bài học có tính hệ thống,
liền mạch, có cơ hội phát triển theo tâm lý tự khám phá và kiến tạo kiến thức.
5E viết tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (Gắn kết),
Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể), và Evaluate
(Đánh giá). Quy trình 5E là quy trình giáo dục dựa trên lý thuyết kiến tạo
(constructivism) về học tập, theo đó người học xây dựng kiến thức từ q trình trải
nghiệm. Thơng qua cách hiểu và phản ánh về các hoạt động đã trải qua, vừa mang tính
cá nhân và tính xã hội, người học có thể hịa hợp kiến thức mới với những khái niệm
đã biết trước đó.
Mục đích của quy trình này nhằm tạo ra khơng gian và thời gian (gọi chung là
các cơ hội) để người học có thể tự xây dựng các khái niệm một cách vững chắc và ứng
dụng nó trong những hồn cảnh cụ thể một cách có trình tự. Quy trình này ban đầu
được áp dụng tại Mỹ với môn Sinh học, sau đó quy trình 5E nhanh chóng tạo ra những
ảnh hưởng sâu rộng đến các môn học khác như Tốn học, Cơng nghệ, Kỹ thuật,… Các
báo cáo đều cho thấy quy trình 5E đem lại hiệu quả đối với học sinh trong q trình
học các mơn STEM. Quy trình này còn lan truyền đến nhiều quốc gia và châu lục
khác, đến nhiều trình độ dạy học khác nhau. Phương pháp 5E giúp mang lại các cơ hội
cho học sinh được xây dựng kiến thức mới và diễn đạt suy nghĩ trong suốt quá trình
học.
11


Quy trình dạy học 5E gồm 5 giai đoạn và có những đặc điểm chính như sau
[14]:

Hình 1.1. Quy trình dạy học 5E
- Engagement (Gắn kết): Trong giai đoạn đầu của chu kỳ học tập, giáo viên làm
việc để đạt được sự hiểu biết về kiến thức sẵn có của học sinh và xác định bất kỳ
khoảng trống kiến thức nào. Điều quan trọng là khuyến khích quan tâm đến các khái

niệm sắp tới để học sinh có thể sẵn sàng tìm hiểu. Giáo viên có thể làm cho học sinh
đặt câu hỏi mở hoặc ghi lại những gì họ đã biết về chủ đề. Thông qua các hoạt động đa
dạng, giáo viên thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh, tạo khơng khí trong lớp
học, học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối với những kiến thức hoặc trải nghiệm
trước đó. Giai đoạn này cho phép học sinh gắn kết, liên hệ lại với các trải nghiệm và
quan sát thực tế mà các em đã có trước đó. Trong bước này, các khái niệm mới cũng sẽ
được giới thiệu cho các em.
- Exploration (Khám Phá): Trong giai đoạn này, học sinh được chủ động khám
phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ thể. Giáo viên cung cấp
những kiến thức hoặc những trải nghiệm mang tính cơ bản, nền tảng, dựa vào đó các
kiến thức mới có thể được bắt đầu. Giai đoạn này, học sinh sẽ trực tiếp khám phá và
thao tác trên các vật liệu hoặc học cụ đã được chuẩn bị sẵn. Giáo viên có thể yêu cầu
học sinh thực hiện các hoạt động như quan sát, làm thí nghiệm, thiết kế, thu số liệu.
- Explanation (Giải thích): Ở giai đoạn này, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh
tổng hợp kiến thức mới và đặt câu hỏi nếu họ cần làm rõ thêm. Giáo viên tạo điều kiện
cho học sinh được trình bày, miêu tả, phân tích các trải nghiệm hoặc quan sát thu nhận
được ở bước Khám phá. Ở bước này, giáo viên có thể giới thiệu các thuật ngữ mới,
khái niệm mới, công thức mới, giúp học sinh kết nối và thấy được sự liên hệ với trải
nghiệm trước đó. Để giai đoạn này có hiệu quả, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ
12


những gì mà các em đã học được trong giai đoạn Khám phá trước khi giới thiệu thông
tin chi tiết một cách trực tiếp hơn.
- Elaborate (Áp dụng): Giai đoạn này tập trung vào việc tạo cho học sinh có
được khơng gian áp dụng những gì đã học được. Giáo viên giúp học sinh thực hành và
vận dụng các kiến thức đã học được ở bước Giải thích, giúp học sinh làm sâu sắc hơn
các hiểu biết, khéo léo hơn các kỹ năng, và có thể áp dụng được trong những tình
huống và hồn cảnh đa dạng khác nhau. Điều này giúp các kiến thức trở nên sâu sắc
hơn. Giáo viên có thể u cầu học sinh trình bày chi tiết hoặc tiến hành khảo sát bổ

sung để củng cố các kỹ năng mới. Giai đoạn này cũng nhằm giúp học sinh củng cố
kiến thức trước khi được đánh giá thông qua các bài kiểm tra.
- Evaluation (Đánh giá): Mô hình 5E cho phép đánh giá chính thức (dưới dạng
các bài kiểm tra) và phi chính thức (dưới dạng những câu hỏi nhanh). Trong giai đoạn
này, giáo viên có thể quan sát học sinh thơng qua các hoạt động nhóm nhỏ hoặc nhóm
lớn để xem sự tương tác trong quá trình học. Cũng cần lưu ý là học sinh tiếp cận các
vấn đề theo một cách khác dựa trên những gì họ học được. Các yếu tố hữu ích khác
của Giai đoạn đánh giá bao gồm tự đánh giá, bài tập viết và bài tập trắc nghiệm, hoặc
các sản phẩm. Ở đây, giáo viên sẽ linh hoạt sử dụng các kỹ thuật đánh giá đa dạng để
nhận biết quá trình nhận thức và khả năng của từng học sinh, từ đó đưa ra các phương
hướng điều chỉnh và hỗ trợ học sinh phù hợp, giúp học sinh đạt được các mục tiêu học
tập như đã đề ra.
1.3. Phát triển tư duy kỹ thuật
1.3.1. Khái niệm kỹ thuật
- Kỹ thuật theo nghĩa rộng: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra
(cơng cụ, máy móc…); là năng lực, tài khéo về thể chất (ví dụ: Kỹ thuật nhảy xa), về
tinh thần (kỹ thuật tính nhẩm), về xã hội (kỹ thuật quản trị doanh nghiệp); là một hình
thức hoạt động hay nhận thức bất kỳ (có kế hoạch, có mục đích, có thể lặp lại…); là
ngun tắc chung của việc làm chủ thế giới chung quanh [3].
- Kỹ thuật theo nghĩa hẹp: là toàn bộ những đối tượng do con người làm ra, nói
gọn là “hệ thống kỹ thuật hay đồ vật”; toàn bộ những hành vi và thiết chế trong đó
những hệ thống kỹ thuật ra đời; tồn bộ những hành động, trong đó những hệ thống kỹ
thuật được sử dụng. Theo nghĩa đó, kỹ thuật khơng phải là một lĩnh vực tự tồn, cô lập,
trái lại, gắn liền với kinh tế, xã hội, chính trị và văn hóa [3].
Dựa theo chức năng (biến đổi, chuyên chở, tích trữ…) và theo loại đối tượng
(chất liệu hay vật liệu, năng lượng hay thông tin…), người ta thường chia ra thành 09
lĩnh vực kỹ thuật: (1) Kỹ thuật biến đổi chất liệu (ví dụ: kỹ thuật chế biến, kỹ thuật chế
tạo, hay nói chung kỹ thuật sản xuất); (2) Kỹ thuật vận tải (kỹ thuật cung ứng, kỹ thuật
giao thông); (3) Kỹ thuật tích trữ (kỹ thuật kho bãi, xây dựng); (4) Kỹ thuật chuyển
hóa năng lượng; (5) Kỹ thuật truyền tải năng lượng; (6) Kỹ thuật tích trữ năng lượng;

13


(7) Kỹ thuật xử lý thông tin (kể cả đo đạc, điều khiển, điều chỉnh); (8) Kỹ thuật truyền
tải thông tin; (9) Kỹ thuật tích trữ thơng tin (kể cả in ấn, âm thanh, hình ảnh và phim
ảnh).
1.3.2. Phát triển tư duy kỹ thuật
a. Khái niệm tư duy kỹ thuật
Tư duy kỹ thuật là sự phản ánh khái quát các nguyên lý kỹ thuật, quá trình kỹ
thuật, hệ thống kỹ thuật nhằm giải quyết một nhiệm vụ thực tiễn liên quan đến ngành
nghề kỹ thuật. Đó là loại tư duy xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật nhằm giải
quyết bài tốn có tính chất kỹ thuật (nhiệm vụ hay tình huống có vấn đề trong kỹ
thuật) [10].
Các bài toán kỹ thuật rất đa dạng, phụ thuộc vào các ngành kỹ thuật tương ứng,
như bài toán thiết kế chế tạo, bài tốn gia cơng, bài tốn bảo quản, bài tốn tìm lỗi,…
Có hai đặc điểm cơ bản của bài tốn kỹ thuật, đó là:
(1) Khơng đầy đủ dữ kiện, các yêu cầu đặt ra thường mang tính khái quát và có
thể có nhiều đáp số, yêu cầu cần phải tìm tịi, hồn thiện.
(2) Có mối liên hệ rất chặt chẽ giữa hành động trí óc và hành động thực hành,
kinh nghiệm thực tiễn. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành càng chặt chẽ, khăng
khít thì càng cho kết quả có độ tin cậy và chính xác cao.
b. Đặc trưng cơ bản của tư duy kỹ thuật
Tư duy kỹ thuật có hai đặc trưng nổi bật sau [10]:
- Có tính chất lý thuyết – thực hành
+ Các thành phần lý thuyết của hoạt động tư duy khi giải bài tốn kỹ thuật được
biểu hiện dưới nhiều hình thức khác nhau: Hành động vận dụng những kiến thức kỹ
thuật đã có; Hành động hình thành khái niệm kỹ thuật kết hợp với những khái niệm
khoa học đã lĩnh hội từ trước,…
+ Các hành động thực hành cũng có những chức năng khơng giống nhau, có thể
phân hành động thực hành ra các loại sau: Hành động thử - tìm tòi; Hành động thực

hiện; Hành động kiểm tra; Hành động điều chỉnh.
- Có mối liên hệ chặt chẽ giữa khái niệm và hình tượng (hình ảnh)
Hình ảnh đóng vai trị là điểm tựa cho việc lĩnh hội những khái niệm, những tri
thức lý thuyết, tạo điều kiện để quá trình nắm vững và cụ thể hóa khái niệm được dễ
dàng. Các hình ảnh và khái niệm là những thành phần cần thiết và có giá trị ngang
nhau trong tư duy kỹ thuật. Như vậy, hoạt động tư duy kỹ thuật là quá trình thống nhất
biện chứng giữa lý thuyết và thực hành, giữa khái niệm và hình ảnh.
1.3.3. Biểu hiện của tư duy kỹ thuật
14