Tổ chức dạy học stem chủ đề động năng và thế năng vật lý 10 chương trình giáo dục phổ thông mới

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐINH THỊ THU THỦY

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG”
VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

Hà Nội – 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG”
VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Thị Thu Hiền
Sinh viên thực hiện khóa luận: Đinh Thị Thu Thủy

Hà Nội – 2020


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô giảng viên Khoa Sư

phạm, Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giảng dạy và trang
bị cho em những kiến thức cơ bản và vơ cùng hữu ích trong học tập và nghiên cứu
để hồn thành khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS. TS. Lê Thị Thu Hiền, người đã tận
tình, chu đáo hướng dẫn em trong suốt q trình thực hiện khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên lớp QH-2016S – Sư phạm Vật
lý đã hỗ trợ em hoàn thành khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2020
Tác giả khóa luận

Đinh Thị Thu Thủy


Danh mục từ viết tắt
Viết tắt

Viết đầy đủ

ĐHQGHN

Đại học Quốc gia Hà Nội

NXB ĐHSP TPHCM

Nhà xuất bản Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh

STEM

Science, Technology, Engineering, Maths

Danh mục bảng
Bảng 2.1: Kiến thức STEM trong chủ đề “TÀU LƯỢN SIÊU TỐC”…………27
Bảng 2.2. Mục tiêu chủ đề “TÀU LƯỢN SIÊU TỐC”………………………..27
Bảng 2.3. Các câu hỏi định hướng của chủ đề “TÀU LƯỢN SIÊU TỐC”……29
Bảng 2.4. Kiến thức STEM trong chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN”………..30
Bảng 2.5. Mục tiêu dạy học chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN”……………...31
Bảng 2.6. Các câu hỏi định hướng chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN”……….33
Bảng 2.7. Kiến thức STEM trong chủ đề “TUABIN GIÓ”……………………35
Bảng 2.8. Mục tiêu của chủ đề “TUABIN GIÓ”………………………………35
Bảng 2.9. Các câu hỏi định hướng của chủ đề “TUABIN GIÓ”………………37
Bảng 2.10. Kiến thức STEM trong chủ đề “KHÚC CÔN CẦU TRÊN
KHÔNG”……………………………………………………………………..38
Bảng 2.11. Mục tiêu dạy học STEM chủ đề “KHÚC CÔN CẦU TRÊN
KHÔNG”……………………………………………………………………..39
Bảng 2.12. Câu hỏi định hướng chủ đề “KHÚC CÔN CẦU TRÊN KHÔNG”..40
Bảng 2.13. Kiến thức STEM trong chủ đề “XE ĐUA CÔNG THỨC 1”………42
Bảng 2.14. Mục tiêu dạy học STEM chủ đề “XE ĐUA CÔNG THỨC 1”……43
Bảng 2.15. Các câu hỏi định hướng chủ đề “XE ĐUA CÔNG THỨC 1”……..44
Bảng 3.1. Tiến trình học chủ đề “TÀU LƯỢN SIÊU TỐC” tiết 1……………48
Bảng 3.2. Tiến trình dạy học chủ đề “TÀU LƯỢN SIÊU TỐC” tiết 2 và tiết 3.49
Bảng 3.3. Tiến trình dạy học chủ đề “TÀU LƯỢN SIÊU TỐC” tiết 4………...51
Bảng 3.4. Tiến trình dạy học chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN” tiết 1………57
Bảng 3.5. Tiến trình dạy học chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN” tiết 2 và tiết
3……………………………………………………………………………….58


Bảng 3.6. Tiến trình dạy học chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN” tiết 4 và tiết
5……………………………………………………………………………….60

Bảng 3.7. Tiến trình dạy học chủ đề “TUABIN GIĨ” tiết 1………………….66
Bảng 3.8. Tiến trình dạy học chủ đề “TUABIN GIÓ” tiết 2…………………..67
Bảng 3.9. Tiến trình dạy học chủ đề “TUABIN GIĨ” tiết 3…………………..69
Bảng 3.10. Tiến trình dạy học chủ đề “KHÚC CƠN CẦU TRÊN KHƠNG” tiết
1……………………………………………………………………………….73
Bảng 3.11. Tiến trình dạy học chủ đề “KHÚC CƠN CẦU TRÊN KHƠNG” tiết
2…………………………………………………………………………….…75
Bảng 3.12. Tiến trình dạy học chủ đề “KHÚC CÔN CẦU TRÊN KHÔNG” tiết
3……………………………………………………………………………….76
Bảng 3.13. Tiến trình dạy học chủ đề “XE ĐUA CƠNG THỨC 1” tiết 1…….81
Bảng 3.14. Tiến trình dạy học chủ đề “XE ĐUA CƠNG THỨC 1” tiết 2……..82
Bảng 3.15. Tiến trình dạy học chủ đề “XE ĐUA CÔNG THỨC 1” tiết 3…….83


Danh mục hình
Hình 1.1. Chu trình STEM……………………………………….…………….9
Hình 1.2. Sơ đồ phương pháp dạy học dựa trên vấn đề…..…………………...12
Hình 1.3. Sơ đồ mơ hình dạy học 5E……………………..…………………...12
Hình 1.4. Sơ đồ phương pháp dạy học dựa trên thiết kế………………………13
Hình 1.5. Sơ đồ phương pháp – hình thức tổ chức dạy học dự án…………….13
Hình 1.6. Sơ đồ phương pháp dạy học theo chủ đề……………………………14
Hình 1.7. Các tiêu chí xây dựng chủ đề/bài học STEM……………………….17
Hình 1.8. Quy trình thiết kế chủ đề/bài học STEM……………………………17
Hình 2.1. Xe chuyển động quãng đường s dưới tác dụng của lực 𝐹⃗ …………...20
Hình 2.2. Trọng lực thực hiện cơng khi vật đi từ vị trí B đến vị trí C………….22
Hình 2.3. Vật m chỉ chịu tác dụng của trọng lực chuyển động trong trọng
trường……...…..……………………………………….…..….….….……….24
Hình 2.4. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM……………………………26
Hình 2.5. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM……………………………30
Hình 2.6. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM…………………………….34

Hình 2.7. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM…………………………….38
Hình 2.8. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM…………………………….42


MỤC LỤC
Mở đầu ................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu....................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 2
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ................................................................ 3
4.1. Khách thể nghiên cứu ............................................................................... 3
4.2. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 3
5. Giả thiết khoa học ........................................................................................... 3
6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 3
7. Cấu trúc khóa luận .......................................................................................... 3
CHƯƠNG 1............................................................................................................ 5
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM
TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ ..................................................................... 5
1.1. Khái quát chung về STEM........................................................................... 5
1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển STEM ................................................ 5
1.1.2. Khái niệm STEM và giáo dục STEM ..................................................... 8
1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM ..................................................................... 10
1.1.4. Bản chất của dạy học theo định hướng giáo dục STEM ..................... 10
1.2. Cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học STEM.......................................... 11
1.3. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 ................. 14
1.3.1. Định hướng chung ............................................................................... 14


1.3.2. Những nội dung liên quan đến giáo dục STEM thể hiện trong mơn Vật
lý ..................................................................................................................... 15

1.3.3. Vai trị và ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thơng ...... 15
1.4. Quy trình xây dựng/thiết kế chủ đề/bài học STEM ................................... 16
1.4.1. Các tiêu chí xây dựng chủ đề/bài học STEM....................................... 16
1.4.2. Quy trình thiết kế chủ đề/bài học STEM.............................................. 17
Kết luận chương 1 ................................................................................................ 18
CHƯƠNG 2.......................................................................................................... 20
XÂY DỰNG BÀI HỌC STEM CHỦ ĐỀ “ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG”
VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI ..................... 20
2.1. Tổng quan kiến thức phần “Động năng và thế năng” ................................ 20
2.1.1. Động năng ............................................................................................ 20
2.1.2. Thế năng trọng trường ......................................................................... 22
2.1.3. Định luật bảo toàn cơ năng ................................................................. 24
2.2. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy học “Động năng và thế năng” Vật lý
lớp 10 chương trình giáo dục phổ thông mới ................................................... 26
2.2.1. Chủ đề “Tàu lượn siêu tốc” ................................................................ 26
2.2.2. Chủ đề “Nhà máy thủy điện” .............................................................. 30
2.2.3. Chủ đề “Tuabin gió” ........................................................................... 34
2.2.4. Chủ đề “Khúc côn cầu trên không” .................................................... 38
2.2.5. Chủ đề “Xe đua Công thức 1”............................................................. 42
Kết luận chương 2 ................................................................................................ 46


CHƯƠNG 3.......................................................................................................... 47
TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI HỌC STEM CHỦ ĐỀ “ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ
NĂNG” VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MỚI Ở
TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG............................................................. 47
3.1. Kế hoạch dạy học chủ đề “Tàu lượn siêu tốc”........................................... 47
3.1.1. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh ..................................................... 47
3.1.2. Các hoạt động dạy học ........................................................................ 47
3.1.3. Các phiếu học tập ................................................................................ 53

3.2. Kế hoạch dạy học chủ đề “Nhà máy thủy điện” ........................................ 56
3.2.1. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh ..................................................... 56
3.2.2. Các hoạt động dạy học ........................................................................ 56
3.2.3. Các phiếu học tập ................................................................................ 62
3.3. Kế hoạch dạy học chủ đề “Tuabin gió” ..................................................... 65
3.3.1 Chuẩn bị của giáo viên và học sinh ...................................................... 65
3.3.2. Các hoạt động dạy học ........................................................................ 66
3.3.3. Các phiếu học tập ................................................................................ 71
3.4. Kế hoạch chủ đề “Khúc côn cầu trên không” ............................................ 72
3.4.1. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh ..................................................... 73
3.4.2. Các hoạt động dạy học ........................................................................ 73
3.4.3. Các phiếu học tập ................................................................................ 78
3.5. Kế hoạch dạy học chủ đề “Xe đua Công thức 1” ...................................... 80
3.5.1. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh ..................................................... 80


3.5.2. Các hoạt động dạy học ........................................................................ 80
3.5.3. Các phiếu học ...................................................................................... 86
Kết luận chương 3 ................................................................................................ 87
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ...................................................................... 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 90
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 91


Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Để đáp ứng chiến lược đào tạo nguồn nhân lực năng động, sáng tạo cho xã
hội; để tạo nên sự cải tiến quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sáng
phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học, ngành giáo dục đang tích
cực triển khai đổi mới 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. Một
trong các quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh đang được
nước ta tích cực theo đuổi là giáo dục STEM. Ở Việt Nam, giáo dục STEM mới
đang ở bước truyền thơng và mang tính thử nghiệm mà chưa thật sự trở thành một
hoạt động giáo dục chính thức trong trường trung học phổ thông.
Giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông 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. Các kiến thức, kỹ năng thuộc các lĩnh vực này được tổ chức
dạy học theo chủ đề nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề
thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị.
Do đặc thù mơn Vật lý là mơn khoa học thực nghiệm, nên thí nghiệm,
thực hành đóng vai trị đặc biệt quan trọng trong việc hình thành khái niệm, quy
luật, định luật Vật lý. Vì vậy, việc hình thành năng lực tìm tịi khám phá các hiện
tượng Vật lý thơng qua các nội dung thí nghiệm, thực hành dưới các góc độ khác
nhau đóng vai trị vơ cùng quan trọng. Hơn nữa, chương trình mơn Vật lý rất coi
trọng việc rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học để tìm hiểu và
giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn, vừa bảo đảm phát triển
năng lực trên nền tảng những năng lực chung và năng lực tìm hiểu khoa học tự

1


nhiên đã hình thành ở giai đoạn giáo dục phổ thông, vừa đáp ứng yêu cầu định
hướng nghề nghiệp.
Vật lý là môn học tiếp nối của môn học Khoa học tự nhiên ở cấp trung học
cơ sở và có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với sự phát triển phát triển thế giới
quan khoa học và định hướng nghề nghiệp của học sinh cấp trung học phổ thông.
Cùng với mơn Tốn học, Cơng nghệ và Tin học, mơn Vật lý nói riêng và các mơn
Khoa học tự nhiên nói chung góp phần thúc đẩy giáo dục STEM (Science,
Technology, Engineering, Mathematics), hướng giáo dục mà Việt Nam đang

hướng đến, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao
cho giai đoạn cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Với các lý do trên em chọn
đề tài: “Tổ chức dạy học STEM chủ đề “Động năng và thế năng” Vật lý 10
chương trình giáo dục phổ thơng mới” để nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng các chủ đề dạy học STEM phần “Động năng và thế năng” Vật lý
lớp 10 trong chương trình giáo dục phổ thông mới ở trường trung học phổ thông.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1) Xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học chủ đề STEM
trong dạy học vật lý trong chương trình giáo dục phổ thông mới.
(2) Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM trong mơn Vật lý chương trình
giáo dục phổ thông mới.
(3) Báo cáo kết quả và đánh giá quá trình.

2


4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
4.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy và học chủ đề “Động năng và thế năng” Vật lý 10 theo giáo
dục STEM của giáo viên và học sinh lớp 10 Trung học phổ thơng.
4.2. Đối tượng nghiên cứu
Q trình vận dụng kiến thức của các mơn Khoa học, Tốn học, Cơng nghệ,
đặc biệt là nội dung về động năng và thế năng ở mơn Vật lý (chương trình giáo
dục phổ thơng mới) vào thực tiễn thông qua giáo dục STEM của học sinh lớp 10.
5. Giả thiết khoa học
Nếu thiết kế được tiến trình dạy học mơn Vật lý theo định hướng giáo dục
STEM và vận dụng vào xây dựng các chủ đề, nội dung, cách thức tổ chức hoạt
động dạy và học, kiểm tra đánh giá môn Vật lý sẽ tạo điều kiện cho học sinh tìm
tịi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các lĩnh vực khác nhau có liên quan đến

vấn đề (thông qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị cơng nghệ)
và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích, tổng hợp, khái qt hóa: Phân tích tài liệu ở Việt Nam
cũng như nước ngồi về các nội dung liên quan đến phạm vi nghiên cứu của đề tài
thành các đơn vị kiến thức, cho phép tìm hiểu các đặc thù, bản chất, cấu trúc của
các lý luận. Từ đó tổng hợp các đơn vị kiến thức ấy thành các cơ sở lý luận đề tài.
7. Cấu trúc khóa luận
Ngồi những phần như mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham
khảo, khóa luận cịn gồm 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
3


Chương 2. Xây dựng bài học STEM chủ đề “Động năng và thế năng” Vật
lý 10 chương trình giáo dục phổ thông mới.
Chương 3. Tổ chức dạy học bài học STEM chủ đề “Động năng và thế
năng” Vật lý 10 chương trình giáo dục phổ thơng mới.

4


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
STEM TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÝ CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC
PHỔ THƠNG MỚI
1.1. Khái qt chung về STEM
1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển STEM
Trong những năm 90 của thế kỷ XX, vì lo ngại trước sự thiếu hụt nguồn
nhân lực chất lượng cao cho các ngành nghề liên quan đến khoa học, công nghệ,

kỹ thuật và tốn học, chính phủ Mỹ đã có nhiều chính sách để thu hút nguồn nhân
lực chất lượng cao. Ví dụ như cấp Visa làm việc cho người nước ngoài tốt nghiệp
các ngành thuộc lĩnh vực trên. Ban đầu, Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ bắt đầu
sử dụng từ viết tắt SMET (viết tắt của Science – Khoa học, Mathematics – Tốn
học, Engineering – Kỹ thuật, Technology – Cơng nghệ) nhưng phát âm của nó lại
dễ gây hiểu nhầm sang từ “smut” (nghĩa là tục tĩu) nên thuật ngữ STEM đã ra đời,
thay cho SMET. Nhưng vì trong tiếng Anh, từ “stem” thường gắn liền với “stem
cell” (tế bào gốc) nên đến 2003, vẫn cịn rất ít người hiểu được ý nghĩa thực sự
của STEM là gì.
Đến năm 2005, vì những lo ngại về sự phát triển nhanh chóng của Ấn Độ
và Trung Quốc trong lĩnh vực STEM, chính phủ Hoa Kỳ đã đầu tư rất nhiều tiền
cho STEM và thuật ngữ này đã được ghi nhận. Từ đó, giáo dục STEM cũng được
quan tâm hơn và trở nên phổ biến không chỉ trong nước Mỹ. Đặc biệt khi giáo dục
STEM đã tồn tại khá lâu về trước khi các trường đại học kỹ thuật được thành lập
ở châu Âu trong thế kỷ XIX. Và đến ngày nay, giáo dục STEM ngày càng phát
triển và xuất hiện ở quốc gia và khu vực trên khắp thế giới.

5


1.1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
Ở Hoa Kỳ
Từ đầu những năm 90, để đáp ứng nhu cầu nhân lực chất lượng cao về các
lĩnh vực Khoa học, Toán học, Cơng nghệ và Kỹ thuật, Hoa Kỳ đã hình thành xu
hướng giáo dục mới gọi là giáo dục STEM. Trong chương trình giáo dục STEM,
các mơn học về khoa học cơng nghệ khơng giảng dạy riêng biệt mà tích hợp lại
với nhau thành một môn học thông qua phương pháp dạy học dự án, dạy học dựa
trên vấn đề, dạy học thông qua thực hành,.... Và để phát huy tối đa sự sáng tạo của
học sinh, các hội chợ khoa học được tổ chức thường xuyên từ cấp trường đến cấp
quốc gia. Thậm chí, trong ngày hội khoa học tồn quốc tại Nhà Trắng lần thứ 5,

tổng thống Mỹ đã dành cả ngày để trao đổi, trò chuyện với các nhà khoa học nhí
về các sản phẩm sáng tạo của học sinh được trưng bày trong ngày hội.
Việc tổ chức những ngày hội khoa học như thế này không chỉ thu hút được
sự quan tâm của đông đảo học sinh, phụ huynh mà còn thu hút sự quan tâm mạnh
mẽ của truyền thơng và các chính trị gia.
Ở Canada
Canada đứng thứ 12 trong số 16 nước ngang bằng về tỷ lệ sinh viên tốt
nghiệp theo học các chương trình STEM. Cách thúc đẩy các lĩnh vực STEM cho
thanh thiếu niên của Canada cũng giống như ở Hoa Kỳ. Chương trình STEM của
họ bắt đầu vào năm 2015. Đặc biệt, học bổng Schulich Leader, có trị giá từ 60.000
đơ la đến 100.000.000 đô la, cho sinh viên bắt đầu học đại học trong một chương
trình STEM tại 20 tổ chức trên khắp Canada với mục tiêu thu hút thanh thiếu niên
có năng khiếu vào các lĩnh vực STEM.
Ở Qatar
6


AL-Bairaq là một chương trình tiếp cận học sinh trung học với một chương
trình tập trung vào STEM. Mỗi năm khoảng 1000 sinh viên, từ khoảng 40 trường
trung học, tham gia các cuộc thi AL-Bairaq. AL-Bairaq thúc đẩy học sinh học tập
theo dự án, khuyến khích sinh viên giải quyết các vấn đề thực tế và yêu cầu họ
làm việc với nhau như một nhóm để xây dựng các giải. Cho đến nay, kết quả của
chương trình này vẫn rất tích cực.
Ở châu Phi
Rất nhiều tổ chức hiện đã và đang tham gia vào các hoạt động giáo dục
STEM ở khắp Châu Phi. Tuy các tổ chức có quy mơ, phạm vi, cơ chế tài trợ và
tuyên bố sứ mệnh khác nhau nhưng tất cả đều tập trung vào việc cải thiện giáo dục
STEM ở châu lục này.
1.1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
Giáo dục STEM xuất hiện từ các cuộc thi Robot dành cho học sinh từ cấp

tiểu học đến phổ thông trung học do các công ty công nghệ tại Việt Nam triển khai
cùng với các tổ chức nước ngồi. Từ đó, giáo dục STEM đã bắt đầu có sự lan toả
với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thức thực hiện khác nhau, nhiều đơn vị
hỗ trợ khác nhau.
Hệ thống giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục STEM
vào các trường tiểu học, trung học phổ thông tại một số thành phố lớn như Hà Nội,
Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. Tuy nhiên, khu vực nông thôn hiện nay chưa thể tiếp cận
với các hoạt động giáo dục STEM vì vấn đề cơ sở vật chất và chi phí. Các hoạt
động phong trào có thể nêu ra một số hoạt động chính sau:
- Ngày hội STEM: Ngày hội STEM được Liên minh STEM tổ chức dưới sự bảo
trợ của Bộ Khoa học Công nghệ. Cho đến nay, Ngày hội STEM đều duy trì hàng
7


năm vào dịp xung quanh ngày 18 tháng 5 hàng năm. Một trong những ý nghĩa
quan trọng của Ngày hội STEM đối với giáo dục STEM chính là yếu tố truyền
thông cộng đồng, kết nối xã hội, kết nối với giáo dục STEM tại Việt Nam.
- Câu lạc bộ STEM: Hiện nay có 2 loại hình câu lạc bộ STEM đang duy trì ở trong
trường tiểu học và trung học phổ thơng đó là hình thức câu lạc bộ xã hội hóa do
các cơng ty kết hợp với nhà trường tổ chức, hình thức này chủ yếu diễn ra tại các
trường học ở khu vực thành phố và tập trung vào các mảng như robot, lập trình
máy tính. Loại hình câu lạc bộ nữa là các câu lạc bộ do giáo viên của nhà trường
tự duy trì ở dạng câu lạc bộ ngoại khoá.
- Các hoạt động giáo dục STEM khác hiện đang duy trì tại một số trường và địa
phương như: Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài, Cuộc thi
sáng tạo khoa học kỹ thuật, Các cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu
học của các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan.
1.1.2. Khái niệm STEM và giáo dục STEM
1.1.2.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt bằng cách lấy các chữ cái đầu của Science –

Khoa học, Technology – Cơng nghệ, Engineering – Kỹ thuật và Mathematics –
Tốn học. Thuật ngữ STEM thường được sử dụng khi bàn đến các vấn đề, lĩnh
vực liên quan đến khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học. Trong đó, khoa học
đóng vai trị tạo ra những kiến thức mới, kỹ thuật là sự ứng dụng những kiến thức
đó để tạo ra công nghệ để giải quyết vấn đề. Cuối cùng, tốn học là cơng cụ để thu
nhận và chia sẻ những kết quả đó cho mọi người.

8


Hình 1.1. Chu trình STEM

1.1.2.2. Khái niệm giáo dục STEM
Giáo dục STEM đặt ra với học sinh những vấn đề thực tiễn cần phải giải
quyết, yêu cầu học sinh phải tìm tịi, nghiên cứu các kiến thức khoa học và vận
dụng các kiến thức này để thiết kế và thực hiện giải pháp để giải quyết vấn đề. Do
đó, mỗi bài học STEM sẽ là một vấn đề cần học sinh giải quyết, đòi hỏi học sinh
phải huy động các kiến thức đã có và tìm tịi, chiếm lĩnh thêm các kiến thức mới
để áp dụng vào bài học.
Giáo dục STEM được sử dụng theo mơ tả trong Chương trình giáo dục phổ
thông năm 2018 như sau: “Giáo dục STEM là mơ hình giáo dục dựa trên các tiếp
cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật
và tốn học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể”.
Giáo dục STEM cũng phải chịu sự chi phối của chương trình giáo dục (mục
tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, kiểm tra - đánh giá), nhân lực tham gia

9


(cán bộ quản lý, giáo viên,…), điều kiện cơ sở hạ tầng, chính sách giáo dục trong

thực tiễn.
1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM
- Phát triển các năng lực đặc thù của các mơn thuộc về STEM cho học sinh: Đó là
các năng lực tìm hiểu và nghiên cứu khoa học tự nhiên - xã hội, năng lực công
nghệ, năng lực tính tốn. Học sinh phải liên kết được các kiến thức khoa học, tốn
học với thực tế, để có thể giải quyết các vấn đề trong đời sống. Đồng thời, học
sinh cũng phải sử dụng thành thạo công nghệ và nắm bắt được các quy trình thiết
kế, chế tạo và sản xuất ra các sản phẩm.
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh: Giáo dục STEM trang bị cho học
sinh năng lực giải quyết vấn đề - sáng tạo, hình thành tư duy phê phán đồng thời
là năng lực giao tiếp - hợp tác để cùng làm việc. Quan trọng hơn, giáo dục STEM
giúp học sinh hình thành năng lực tự học, từ việc tìm tịi, nghiên cứu các kiến thức
mới.
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giáo dục STEM giúp học sinh hình thành
các kiến thức, kỹ năng cơ bản để phục vụ cho việc học lên bậc cao hơn sau này
hoặc cho nghề nghiệp tương lai của học sinh. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng
lao động có chất lượng, đáp ứng được nhu cầu phát triển của đất nước.
1.1.4. Bản chất của dạy học theo định hướng giáo dục STEM
- Tính tích hợp: Nội dung bài học có liên quan đến nhiều kiến thức thuộc các môn
Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học dựa trên cơ sở tiếp cận thực tiễn.
- Tính thiết kế: Vì xuất phát từ Cơng nghệ và Kỹ thuật nên giáo dục STEM hướng
tới sự thực hành và sản phẩm đã được thỏa thuận giữa học sinh và giáo viên trong
quá trình tổ chức hoạt động dạy học.
10


- Tính tồn diện: Giáo dục STEM hướng tới mọi đối tượng học sinh, đảm bảo cho
mọi cơng dân có được năng lực về STEM, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, khoa
học, công nghệ, kỹ thuật,… Đồng thời, giáo dục STEM cũng tạo ra một môi trường
giả định, ở đó học sinh có thể trải nghiệm cả hành động và cảm xúc. Nói chung,

giáo dục STEM nhấn mạnh việc học tập, trải nghiệm trong những điều kiện thực
tế phức tạp nhưng vẫn đảm bảo sự hình thành những kiến thức và rèn luyện các
kỹ năng cơ bản của học sinh.
1.2. Cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học STEM
Chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018 định hướng phát triển phẩm
chất và năng lực học sinh, do đó, phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá cũng
phải dựa theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh. Các
phương pháp và tổ chức dạy học phải làm sáng tỏ mối quan hệ giữa nội dung bài
học và vấn đề thực tiễn. Giáo viên phải tạo điều kiện để học sinh tìm hiểu và giải
quyết vấn đề thông qua việc chủ động tiếp thu kiến thức. Mà giáo dục STEM chính
là thơng qua các hoạt động học, giáo viên để học sinh tìm ra các cách giải quyết
vấn đề mà bài học/chủ đề STEM xuất phát từ những vấn đề thực tiễn.
Một số phương pháp – hình thức tổ chức dạy học có thể áp dụng cho giáo
dục STEM và dạy học phát triển năng lực – phẩm chất học sinh như:
- Dạy học dựa trên vấn đề

11


Hình 1.2. Sơ đồ phương pháp dạy học dựa trên vấn đề

Dạy học dựa trên vấn đề tập trung vào việc hình thành và rèn luyện tư duy phản
biện và phát triển các giải pháp của cá nhân.
- Dạy học tìm tịi khám phá theo mơ hình 5E
Hình 1.3. Sơ đồ mơ hình dạy học 5E

- Dạy học dựa trên thiết kế
12

Hình 1.4. Sơ đồ phương pháp dạy học dựa trên thiết kế

- Dạy học dự án
Hình 1.5. Sơ đồ phương pháp – hình thức tổ chức dạy học dự án

Dạy học dự án là phương pháp/hình thức tổ chức dạy học tích cực rất phù
hợp với các hoạt động của giáo dục STEM. Học sinh có đủ thời gian, khơng gian
để giải quyết vấn đề, chế tạo sản phẩm.
- Dạy học theo chủ đề
13


Hình 1.6. Sơ đồ phương pháp dạy học theo chủ đề

1.3. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018
1.3.1. Định hướng chung
- Vào ngày 4 tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CTTTg về việc thúc đẩy năng lực tiếp cận cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ tư,
trong đó cũng đề cập đến phần thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam thơng qua
việc đẩy mạnh q trình đổi mới, cải cách nền giáo dục theo, hướng tới phát triển
nguồn nhân lực chất lượng cao về lĩnh vực STEM.
- Những người viết chương trình phải quan tâm tới vai trị, vị trí, sự phối hợp giữa
các mơn học STEM trong chương trình. Đối với giáo viên, những người trực tiếp
đứng lớp sẽ thể hiện STEM thông qua các chủ đề liên môn trong các tiết dạy, các
hoạt động dạy học để kết nối kiến thức cơ bản với cuộc sống thực tế, giải quyết
các vấn đề thực tiễn, nâng cao hứng thú để góp phần giúp hình thành và phát triển
năng lực và phẩm chất cho học sinh.
- Trong Chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018, giáo dục STEM đã được chú
trọng thơng qua việc chương trình có đầy đủ các môn thuộc lĩnh vực STEM và ở
giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp, cịn có thêm nhóm môn Công nghệ
14