Thiết kế một số chủ đề dạy học trong chương trình môn toán 10 trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN TRÀ MY

THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TRONG CHƯƠNG
TRÌNH MƠN TỐN 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HỌC

HÀ NỘI – 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN TRÀ MY

THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TRONG CHƯƠNG
TRÌNH MƠN TỐN 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN TỐN
MÃ SỐ: 8.14.02.09.01

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Chí Thành

HÀ NỘI – 2020

LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy giáo
hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Chí Thành đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi
trong q trình làm luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và Phòng Đào tạo trường
Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tơi
hồn thành bản luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn tổ Toán trường THPT Đại Mỗ và đồng
nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành thực nghiệm sư
phạm phục vụ cho luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thành viên lớp Cao học Lý luận và
Phương pháp dạy học bộ mơn Tốn QH-2018-S về sự động viên, khích lệ
cũng như những trao đổi hữu ích.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên
để tơi n tâm học tập và hồn thành luận văn này.

Hà Nội, tháng 1 năm 2021
Học viên

Nguyễn Trà My

i


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GV

: giáo viên

HS

: học sinh

THPT

: trung học phổ thơng

SGK

: sách giáo khoa

CT

: chương trình

HĐ

: hoạt động

NL

: năng lực

ii


DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1.1. Thống kê về sự hiểu biết về giáo dục STEM ............................. 28

Biểu đồ 1.2. Thống kê sự cần thiết dạy học mơn Tốn theo định hướng giáo
dục STEM ....................................................................................................... 29
Biểu đồ 1.3. Thống kê ý kiến của GV về sự hứng thú của HS đối với giáo dục
STEM. ............................................................................................................. 31
Biểu đồ 1.4. Thống kê ý kiến HS đồng ý được học theo định hướng giáo dục
STEM. ............................................................................................................. 32
Biểu đồ 1.5. Thống kê về sự hứng thú của HS sau khi đã được học chủ đề
theo định hướng giáo dục STEM .................................................................... 33
Biểu đồ 1.6. Thống kê số HS đã được học mơn Tốn theo định hướng giáo
dục STEM ....................................................................................................... 34
Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm của bài kiểm tra ................................. 87
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất của bài kiểm tra ....................................... 87
Bảng 3.3. Các tham số kiểm định kết quả các bài kiểm tra ............................ 88

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1. Chu trình STEM ................................................................................. 11
Hình 2. 1. Tiến trình bài học STEM................................................................ 39
Hình 2.2. Tiêu chí của chủ đề STEM .............................................................. 39
Hình 2.3. Quy trình thiết kế chủ đề STEM ..................................................... 40
Hình 2.4. Ý tưởng chủ đề Thiết bị mơ phỏng máy bắn đá............................. 46
Hình 2.4.1. Chuyển động ném xiên ................................................................ 49
Hình 2.4.2. Ảnh chụp mơ phỏng bước 1 ......................................................... 54
Hình 2.4.3. Ảnh chụp mơ phỏng bước 3 ......................................................... 55
Hình 2.4.4. Ảnh chụp mơ phỏng bước 4 ......................................................... 55
Hình 2.4.5. Ảnh chụp mơ phỏng bước 5 ......................................................... 55
Hình 2.4.6. Ảnh chụp mơ phỏng bước 6........................................................ 55

Hình 2.5: Ý tưởng chủ đề Thiết kế hộp đựng đồ ............................................ 57
Hình 2.5.1. Hình vẽ mơ tả miếng bìa hình vng ........................................... 61
Hình 2.5.2. Hình vẽ mơ tả bài tốn sơ 2.......................................................... 61
Hình 2.6: Quốc kỳ Việt Nam .......................................................................... 64
Hình 2.6.1. Ý tưởng chủ đề Thiết kê lá cờ sao vàng ...................................... 65
Hình 2.6.2. Kích thước tiêu chuẩn quốc kỳ Việt Nam.................................... 68
Hình 2.6.3. Đền Parthenon tại Hy Lạp ............................................................ 70
Hình 2.6.4. Nhiều cơng trình ngày nay cũng áp dụng tỉ lệ vàng trong các thiết
kế ..................................................................................................................... 70
Hình 2.6.5. Hình vẽ mơ phỏng bước 1 ............................................................ 71
Hình 2.6.6. Hình vẽ mơ phỏng bước 2 ............................................................ 71
Hình 2.6.7. Hình vẽ mơ phỏng bước 3 ............................................................ 71
Hình 2.6.8. Hình vẽ mơ phỏng bước 4 ............................................................ 72
Hình 2.6.9. Hình vẽ mơ phỏng bước 1 ............................................................ 72
Hình 2.6.10. Hình vẽ mơ phỏng bước 1 (cách 2) bằng phần mềm GeoGebra 73
iv


Hình 2.6.11. Hình vẽ mơ phỏng bước 2, 3 (cách 2) bằng phần mềm GeoGebra
......................................................................................................................... 73
Hình 2.7. Ý tưởng chủ đề Thiết bị mơ phỏng máy bắn đá............................. 76
Hình 2.7.1. Hình 1 mơ phỏng việc sử dụng phần mềm Tốn học Geometer's
Sketchpad ........................................................................................................ 81
Hình 2.7.2. Hình 2 mơ phỏng việc sử dụng phần mềm Tốn học Geometer's
Sketchpad........................................................................................................81
Hình 4.1. Học sinh thiết kế mơ hình máy bắn đá mini ................................... 16
Hình 4.2. Sản phẩm máy bắn đá mini .................................................................
Hình 4.3. Học sinh thiết kế hộp đựng đồ ............................................................
Hình 4.4. Sản phẩm hộp đựng đồ ........................................................................

v


vi


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................... 3
4. Câu hỏi nghiên cứu .................................................................................. 3
5. Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu ................................... 3
6. Giả thuyết khoa học ................................................................................. 3
7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 3
8. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 4
9. Cấu trúc luận văn .................................................................................... 4
10. Kế hoạch thực hiện ................................................................................ 5
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .......................................... 6
1.1. Nhu cầu và định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy ở trường
trung học phổ thông..................................................................................... 6
1.2. Dạy học tích hợp ................................................................................... 7
1.3. STEM và giáo dục STEM .................................................................. 10
1.3.1. Khái niệm STEM ........................................................................... 10
1.3.2. Giáo dục STEM .............................................................................. 11
1.3.3. Dạy học theo định hướng STEM ................................................... 13
1.3.4. Vai trò của dạy học theo định hướng giáo dục STEM đối với việc
phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thơng ............................. 14
1.3.5. Vai trị của mơn Tốn trong dạy học theo định hướng giáo dục
STEM ....................................................................................................... 15

1.4. Tư tưởng chủ đạo của mơn Tốn trong chương trình giáo dục phổ
thơng 2018 ................................................................................................... 16
1.4.1. Đặc điểm mơn Tốn ....................................................................... 16
1.4.2. Quan điểm xây dựng ...................................................................... 16
vii


1.4.3. Mục tiêu của mơn Tốn ở cấp trung học phổ thơng ...................... 17
1.4.4. Phân tích một số văn bản của Bộ giáo dục và đào tạo về giáo dục
STEM ....................................................................................................... 18
1.5. Phân tích chương trình SGK lớp 10 hiện hành ............................... 22
1.5.1. Mục tiêu CT ................................................................................... 22
1.5.2. Nội dung CT ................................................................................... 23
1.5.3. Phân tích SGK ................................................................................ 24
1.6. Thực trạng dạy học mơn Tốn theo định hướng giáo dục STEM ở
một số trường trung học phổ thông ......................................................... 27
1.6.1. Thực trạng thiết kế, tổ chức và hiệu quả dạy học mơn Tốn 10 theo
định hướng giáo dục STEM ..................................................................... 27
1.6.2. Thực trạng việc học tập mơn Tốn của học sinh lớp 10 trong dạy
học theo định hướng giáo dục STEM ...................................................... 32
Kết luận chương 1 ...................................................................................... 35
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC MƠN TỐN 10
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 36
2.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM ...................................................... 36
2.1.1. Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của
thực tiễn .................................................................................................... 36
2. 1. 2. Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật
.................................................................................................................. 36
2.1.3. Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào
hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản

phẩm ......................................................................................................... 37
2.1.4. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào
hoạt động nhóm kiến tạo .......................................................................... 38
2.1.5. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung
khoa học và toán mà học sinh đã và đang học ......................................... 38
viii


2.1.6. Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng
và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập ...................... 38
2.2. Tiêu chí của chủ đề STEM ................................................................. 39
2.2.1. Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn .... 39
2.2.2. Các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề ............. 40
2.2.3. Chủ đề STEM định hướng hoạt động thực hành ........................... 40
2.2.4. Học sinh làm việc nhóm để thực hiện chủ đề STEM..................... 40
2.3. Quy trình thiết kế chủ đề STEM trong dạy học mơn Tốn 10 trung
học phổ thơng ............................................................................................. 40
2.3.1. Xuất phát từ vấn đề thực tiễn ......................................................... 41
2.3.2. Ý tưởng chủ đề STEM ................................................................... 41
2.3.3. Xác định các kiến thức STEM cần giải quyết ................................ 41
2.3.4. Xác định mục tiêu của chủ đề STEM ............................................ 41
2.3.5. Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM........................... 42
2.4. Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM ..................... 42
2.5. Thiết kế dạy học một số chủ đề mơn Tốn lớp 10 theo định hướng
giáo dục STEM ........................................................................................... 45
2.5.1. Chủ đề 1: Thiết bị mô phỏng máy bắn đá ...................................... 45
2.5.2. Chủ đề 2: Thiết kế hộp đựng đồ ..................................................... 57
2.5.3. Chủ đề 3: Thiết kế cờ đỏ sao vàng ................................................. 64
2.5.4. Chủ đề 4: Cực trị hình học ............................................................. 76
Kết luận chương 2 ...................................................................................... 83

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................. 85
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................ 85
3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................ 85
3.3. Tổ chức thực nghiệm sư phạm .......................................................... 85
3.3.1. Đối tượng thực nghiệm .................................................................. 85
3.3.2. Thời gian thực nghiệm ................................................................... 86
ix


3.3.3. Phương pháp thực nghiệm ............................................................. 86
3.3.4. Tiến hành thực nghiệm ................................................................... 86
3.4. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm .......................................... 86
3.4.1. Đánh giá về mặt định tính .............................................................. 86
3.4.2. Đánh giá về mặt định lượng ........................................................... 87
Kết luận chương 3 ...................................................................................... 89
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 93
PHỤ LỤC

x


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Giáo dục đào tạo đóng vai trị quan trọng là nhân tố chìa khóa, là động
lực thúc đẩy nền kinh tế phát triển. Không chỉ ở Việt Nam mà ở hầu hết các
quốc gia khác trên thế giới, các chính phủ đều coi giáo dục là quốc sách hàng
đầu. Đổi mới giáo dục là một tất yếu khách quan để đáp ứng nhu cầu về
nguồn nhân lực và mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội. Luật Giáo dục 2005
nước ta đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục phổ thơng:

''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
kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm
vui hứng thú học cho học sinh”.
Do đó, đổi mới giáo dục là một một tất yếu khách quan và nâng cao
chất lượng đào tạo là nhu cầu cấp thiết của xã hội hiện nay. Để làm được điều
này, cần phải 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, sinh viên. Từ đó, đào tạo ra con người
có chun mơn cao, kỹ năng tốt, có khả năng vận dụng sáng tạo và thích ứng
nhanh với những thay đổi trong thời đại mới.
Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ
hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học và thơng
qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm. Trong Chương trình GDPT mới, vai trị
của giáo dục STEM thể hiện ở những điểm sau: Có đầy đủ các môn học
STEM; cải thiện rõ rệt vị trí của giáo dục tin học và giáo dục cơng nghệ; Yêu
cầu dạy học tích hợp và đổi mới phương pháp giáo dục của Chương trình
GDPT mới, tạo điều kiện tổ chức các chủ đề STEM trong chương trình mơn
học, góp phần phát triển năng lực vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các
1


vấn đề thực tiễn cho học sinh; Tính mở của Chương trình GDPT mới cho
phép một số nội dung giáo dục STEM có thể được xây dựng thơng qua nội
dung giáo dục của địa phương, kế hoạch giáo dục của nhà trường và những
hoạt động giáo dục được xã hội hoá.
Giáo dục STEM thực sự cần thiết trong dạy học vì để giải thích được
các hiện tượng xảy ra trong thế giới tự nhiên thì con người cần huy động kiến
thức tổng hợp thuộc nhiều lĩnh vực. Giáo dục STEM hướng tới đào tạo con

người có năng lực trong cuộc sống tương lai đáp ứng nhu cầu nhân lực lao
động trong thời đại công nghệ. Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ
mục tiêu giáo dục đã nêu trong Chương trình giáo dục phổ thơng, mặt khác
nhằm phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh, phát triển các năng lực đặc
thù của các môn học thuộc về STEM và định hướng nghề nghiệp cho học
sinh. Một trong những yêu cầu đối với giáo viên là cần biết cách thiết kế các
hoạt động STEM một cách sáng tạo. Tuy nhiên, hiện nay, giáo viên vẫn còn
chưa nhận thức rõ bản chất dạy học STEM cũng như cách để thiết kế hoạt
động STEM trong môn học. Hoạt động giảng dạy theo định hướng STEM ở
trường trung học phổ thông chưa được hưởng ứng. Nghiên cứu sâu về hoạt
động STEM, cách thức để thiết kế và tổ chức học sinh học tập các mơn học
nói chung, Tốn học nói riêng là một hướng nghiên cứu cập nhật, cần thiết
trong bối cảnh Việt Nam đang đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo.
Với những lý do trên, đề tài được lựa chọn là “Thiết kế một số chủ đề
dạy học trong chương trình mơn Tốn 10 trung học phổ thơng theo định
hướng giáo dục STEM”.
2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM, thiết kế
và tổ chức dạy học một số chủ đề mơn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục
STEM.

2


3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự
lực, chủ động, sáng tạo của học sinh, về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM.
- Nghiên cứu thực trạng dạy và học mơn Tốn ở trường trung học phổ
thơng.
- Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học mơn

Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM.
- Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề mơn Tốn lớp 10 trung học
phổ thông theo định hướng giáo dục STEM
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi và tính hiệu quả của
một số chủ đề dạy học đã thiết kế.
4. Câu hỏi nghiên cứu
- Giáo dục STEM và dạy học theo định hướng giáo dục STEM là gì?
- Thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học mơn Toán lớp 10
theo định hướng giáo dục STEM như thế nào?
- Làm thế nào để thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề mơn Tốn
lớp 10 trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM?
5. Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu
-Đối tượng nghiên cứu: Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề mơn
Tốn lớp 10 trung học phổ thơng theo định hướng giáo dục STEM.
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học mơn Tốn ở trường trung
học phổ thông.
6. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế tốt một số chủ đề dạy học Toán lớp 10 theo định hướng
giáo dục STEM và tổ chức thực hiện dạy học có hiệu quả sẽ góp phần phát
triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn và
phát huy tính sáng tạo của học sinh lớp 10.
7. Phương pháp nghiên cứu
3


7.1. Các phương pháp nghiên cứu lý luận
-Nghiên cứu về STEM, về dạy học tích hợp, dạy họctheo định hướng
giáo dục STEM
- Nghiên cứu về nội dung của mơn Tốn 10.
7.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp quan sát: Dự giờ giáo viên và quan sát phương pháp dạy học
và cách tổ chức dạy học theo phương pháp giáo dục tích hợp, giáo dục STEM.
- Phương pháp điều tra: Sử dụng các bộ phiếu điều tra đối với học sinh,
giáo viên và cán bộ quản lý để tìm hiểu, phân tích thực trạng dạy học theo
định hướng giáo dục STEM ở trường trung học phổ thông.
-Phương pháp phỏng vấn: Phỏng vấn học sinh, các thầy cô giáo ở
trường trung học phổ thông.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành dạy thực nghiệm tại một số lớp 10 ở trường trung học phổ
thơng nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của một số chủ đề đã thiết kế.
8. Phạm vi nghiên cứu
Trong chương trình Tốn lớp 10 gồm 4 chương:
Chương 2 Đại 10: Hàm số bậc nhất và bậc hai
Chương 4 Đại 10: Bất đẳng thức và bất phương trình
Chương 1 Hình 10: Vectơ
Chương 2 Hình 10: Tích vơ hướng của hai vectơ và ứng dụng
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận
văn dự kiến được trình bày trong 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn.
Chương 2. Thiết kế một số chủ đề dạy học mơn Tốn 10 trung học phổ thơng
theo định hướng giáo dục STEM.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm.
4


10. Kế hoạch thực hiện
Nội dung

Thời gian

Kết quả nghiên cứu dự định

nghiên cứu

nghiên cứu

đạt được

STT

1

Đề cương luận Tháng
văn

2

Đề cương luận văn

3/2020

Chương 1: Cơ sở Tháng

- Tổng hợp xong tài liệu để viết

lí luận và thực 4, 5, 6 /2020

cơ sở lí luận

tiễn

- Thu được các phiếu điều tra,
lấy được ý kiến của GV và HS
về thực trạng dạy và học mơn
Tốn ở trường THPT, thực trạng
và kết quả của việc dạy học mơn
Tốn theo định hướng giáo dục
STEM. Xử lý và phân tích được
kết quả thu được.

3

4

Chương 2: Thiết Tháng
kế một số chủ đề
9, 10 /2020
dạy học mơn
Tốn 10 trung
học phổ thông
theo định hướng
giáo dục STEM

- Thiết kế và xây dựng ba chủ đề
mơn Tốn lớp 10 theo định
hướng giáo dục STEM

Chương 3: Thực Tháng

- Đề ra được các biện pháp để
khắc phục những khó khăn khi
dạy học theo định hướng giáo
dục STEM
Dạybốn tiết thực nghiệm.

nghiệm sư phạm

Ra đề và cho HS làm được bài

11, 12 /2020

kiểm tra 1 tiết. Xử lí và phân
tích kết quả thu được. Thu được
phiếu lấy ý kiến của GV - HS,
phân tích số liệu thu được.

5


CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Nhu cầu và định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy ở trường
trung học phổ thông
Giáo dục phát triển nhằm phục vụ cho các mục tiêu kinh tế, xã hội của
đất nước. Cơ sở quan trọng cho việc xác định phương hướng phát triển giáo
dục của mỗi quốc gia là những nhu cầu của nền kinh tế, xã hội đối với giáo
dục, đối với đội ngũ lao động.
Sự phát triển kinh tế – xã hội của nước ta trong giai đoạn hiện nay và
xu thế tồn cầu hóa, hội nhập quốc tế đang đặt ra những yêu cầu cần đổi mới
giáo dục trên nhiều phương diện, trong đó một việc quan trọng và cần thiết là

đổi mới phương pháp giảng dạy.
Nhu cầu đổi mới phương pháp giảng dạy cũng xuất phát từ chính
nền giáo dục nước ta. Một nền giáo dục chú trọng trang bị kiến thức
chuyên môn và tương đối khép kín. Nền giáo dục mang tính hàn lâm, kinh
viện, ít chú ý đến việc rèn luyện tính tích cực nhận thức, tính độc lập,
sáng tạo cũng như khả năng vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn
cuộc sống. Trong nền giáo dục đó, phương pháp dạy học chủ yếu dựa trên
quan điểm người thầy là trung tâm, trong đó giáo viên đóng vai trị chính
trong việc truyền thụ tri thức cho học sinh. Phương pháp dạy học chủ yếu
là các phương pháp thông báo tri thức, truyền thụ một chiều, học sinh tiếp
thu tri thức một cách thụ động. Các phương pháp dạy học phát huy tính
tích cực, chủ động của học sinh và việc rèn luyện phương pháp tự học ít
được chú trọng. Việc vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các tình
huống thực tiễn chưa được chú trọng; dạy học thí nghiệm, thực hành, dạy
học thơng qua các hoạt động thực tiễn... ít được thực hiện. Việc sử dụng
phương tiện dạy học mới, công nghệ thông tin, áp dụng các phương pháp
dạy học tiên tiến còn hạn chế, chỉ bước đầu thực hiện ở một số tiết dạy.

6


Việc rèn luyện khả năng vận dụng các kiến thức liên môn để giải quyết
các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống chưa được chú ý đúng mức.
Từ những bất cập, hạn chế của chương trình giáo dục hiện hành như:
nội dung nặng về truyền thụ kiến thức, học sinh phải học và ghi nhớ rất nhiều
nhưng khả năng vận dụng vào đời sống rất hạn chế; sự kết nối giữa chương
trình các cấp học trong một mơn học và giữa chương trình các mơn học chưa
chặt chẽ; một số nội dung giáo dục bị trùng lặp, chồng chéo hoặc chưa thật sự
cần thiết đối với học sinh phổ thông..., chúng ta thấy việc cải cách toàn diện
giáo dục THPT và đổi mới phương pháp dạy học là một yêu cầu cấp thiết

nhằm đạt mục tiêu giáo dục phổ thông.
Đổi mới phương pháp dạy học cần phải đáp ứng các yêu cầu cần đạt
về phẩm chất, năng lực người học và mục tiêu đáp ứng bối cảnh của thời
đại, nhu cầu phát triển của đất nước. Định hướng quan trọng trong đổi mới
phương pháp dạy học nói chung và đổi mới phương pháp dạy học ở trung
học phổ thơng nói riêng là phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo, phát
triển năng lực hành động, năng lực cộng tác làm việc của người học. Đó
cũng là những xu hướng tất yếu trong cải cách phương pháp dạy học
ở mỗi nhà trường.
Đổi mới giáo dục đào tạo là xu thế toàn cầu và đổi mới phương pháp dạy
học là một trong những giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực,
đáp ứng yêu cầu phát triển của xã hội.
1.2. Dạy học tích hợp
Dạy học tích hợp là xu hướng phổ biến của giáo dục tiếp cận phát
triển năng lực hiện nay. Thực hiện dạy học tích hợp trong chương trình
giáo dục phổ thơng mới là hồn tồn khách quan, đáp ứng yêu cầu của đổi
mới giáo dục.

7


“Tích hợp có nguồn gốc La tinh là “integration”, với nghĩa lồng ghép,
sáp nhập, hợp nhất, xác lập cái chung, cái toàn thể, cái thống nhất trên cơ sở
những bộ phận riêng lẻ. Theo nghĩa này, tích hợp hướng tới việc xem xét mỗi
đối tượng như là một thể thống nhất của những nét bản chất nhất trên các
thành phần, chứ không phải là phép cộng giản đơn những thuộc tính của các
thành phần ấy. Khái niệm tích hợp được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau. Trong khoa học GD, nó chỉ một quan niệm GD tồn diện con người qua
sự kết hợp một cách hữu cơ, có hệ thống, ở các mức độ khác nhau, những kiến
thức, kĩ năng thuộc các môn học khác nhau hoặc những hợp phần của bộ môn

thành một nội dung thống nhất. Sự kết hợp này dựa trên cơ sở các mối liên hệ
về lí luận và thực tiễn được đề cập đến trong các môn học hoặc các hợp phần
của một môn học” [11].
Theo chương trình giáo dục phổ thơng Chương trình tổng thể (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), “Dạy học tích hợp là định hướng
dạy học giúp học sinh phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ
năng,...thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết có hiệu quả các vấn đề
trong học tập và trong cuộc sống, được thực hiện ngaytrong quá trình lĩnh hội
tri thức và rèn luyện kĩ năng”[2].
Mục tiêu của dạy học tích hợp là
– Dạy học tích hợp làm cho q trình học tập có ý nghĩa.
– Dạy học tích hợp giúp phân biệt cái cốt yếu với cái ít quan trọng hơn.
– Dạy học tích hợp quan tâm đến việc sử dụng kiến thức trong tình
huống cụ thể.
– Ngồi ra, dạy học tích hợp cịn giúp người học xác lập mối liên hệ
giữa các khái niệm đã học.
Có bốn hình thức tích hợp trong dạy học:

8


- Tích hợp trong nội bộ mơn học (Intradisciplinary): có thể xây dựng
chương trình học tập theo hệ thống của mỗi môn học riêng biệt. Các môn học
được tiếp cận một cách riêng rẽ. Trong cách tiếp cận này, giáo viên giúp học
sinh tìm kiếm sự kết nối kiến thức, kỹ năng giữa các chủ đề trong một mơn
học. Có thể minh họa nội dung của nhiều kiến thức hoặc nhiều kỹ năng lồng
vào nhau trong một chủ đề/ chương/ bài.
- Tích hợp đa mơn (Multidisciplinary): là hình thức dạy học theo các
môn học riêng rẽ nhưng các môn học đều có một chủ đề chung.

- Tích hợp liên mơn (Interdisciplinary): Tích hợp liên mơn là hình
thức phối hợp của nhiều môn học để nghiên cứu và giải quyết một tình huống,
tạo ra những kết nối giữa nhiều mơn học. Nội dung tích hợp liên mơn xoay
quanh các chủ đề, các khái niệm và các kỹ năng liên môn được nhấn mạnh.
Một hình thức phổ biến của tích hợp liên mơn là hình thành mơn học mới so
với mơn học truyền thống. Trong các mơn học đó, có thể có nội dung riêng
của từng lĩnh vực khoa học, cũng có nội dung hịa vào nhau và khơng phân
biệt rõ thuộc lĩnh vực khoa học nào.
- Tích hợp xun mơn (Transdisciplinary): Tích hợp xun mơn
hướng vào phát triển những năng lực của học sinh qua nhiều môn học. Trong
cách tiếp cận này, nội dung dạy học được thiết kế nhằm phát triển kỹ năng
sống, kỹ năng môn học trong bối cảnh của thực tế cuộc sống. Một trong
những con đường để dẫn đến tích hợp xun mơn hiệu quả là học tập dựa trên
dự án. Một trong những hình thức dạy học của tích hợp xun mơn là các nội
dung, kỹ năng được tích hợp xun suốt nhiều mơn học, trong đó nội dung
được bố trí dạy nối tiếp từ mơn học này đến môn học khác (như sợi chỉ đỏ
xuyên suốt các mơn học).
Ở nội dung mơn Tốn, “về cấu trúc, chương trình mơn Tốn mới thống
nhất từ lớp 1 đến 12, xoay quanh và tích hợp ba mạch kiến thức: Số và Đại số;
Hình học và Đo lường; Thống kê và Xác suất. Chương trình mơn tốn học
9


được khai thác, sử dụng tích hợp trong các mơn học khác như Vật lý, Hóa
học, Sinh học, Địa lý, Tin học, Cơng nghệ,...” [3].
Dạy học tích hợp đang là một trong những xu thế dạy học hiện đại đang
được quan tâm, nghiên cứu và áp dụng vào nhà trường ở nhiều nước trên thế
giới hiện nay. Dạy học tích hợp cũng là một hướng đi mới để thiết kế nội
dung GDPT nhằm mục tiêu: giảm số môn học bắt buộc, tăng số môn học tự
chọn và rèn luyện kỹ năng cho học sinh. Vì các chủ đề tích hợp liên mơn có

tính thực tiễn nên sinh động, hấp dẫn đối với học sinh, có ưu thế trong việc
tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho học sinh. Thực tiễn thử nghiệm dạy học
tích hợp ở Việt Nam trong nhiều năm qua cho thấy việc xây dựng chương
trình mơn học tích hợp giúp học sinh có cơ hội vận dụng kiến thức, kĩ năng
của nhiều lĩnh vực chuyên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong học
tập và đời sống, qua đó hình thành và phát triển được những phẩm chất và
năng lực cho học sinh. Ngoài ra, nó cịn giúp tránh được sự trùng lặp kiến
thức nếu dạy ở nhiều mơn học, nhờ đó phù hợp với thời gian học của học sinh
trong nhà trường, góp phần giảm tải so với chương trình hiện hành.
1.3. STEM và giáo dục STEM
1.3.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường
được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Cơng nghệ,
Kĩ thuật và Tốn học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật và Tốn học được mơ tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong
đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy
trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết
các vấn đề; Tốn là cơng cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết
quả đó với những người khác[7].

10


Hình 1:Chu trình STEM (theo )
Khoa học

kiến thức
cơng nghệ

Tốn

Kỹ thuật

Tùy theo ngữ cảnh khác nhau mà thuật ngữ STEM được hiểu như là
các môn học hay các lĩnh vực. Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM là
muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các mơn Khoa
học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học của quốc gia. Quan tâm đến việc tích
hợp các mơn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học.
Những học sinh được học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có
những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học
chắc chắn; khả năng sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt
trội; có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn... Đối với học sinh
trung học phổ thông, việc theo học các mơn học STEM cịn có ảnh hưởng tích
cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai. Khi được học theo
phương pháp giáo dục STEM, học sinh sẽ có định hướng tốt hơn khi chọn
chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.
1.3.2. Giáo dục STEM
Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm
nghiên cứu. Ở ngữ cảnh giáo dục và trên bình diện thế giới, STEM được hiểu
với nghĩa là giáo dục STEM. Giáo dục STEM có một số cách hiểu khác nhau.
11


Theo Bộ Giáo dục Hoa Kỳ (2007): “Giáo dục STEM là một chương trình
nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và
Tốn học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học” [8].
Nhóm tác giả Tsupros N., Kohler R., và Hallinen J. (2009) cho
rằng: “Giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó
những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông

qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và
Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà
trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những
kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” [8].
Theo chương trình giáo dục phổ thơng Chương trình tổng thể, “Giáo
dục STEM là mơ hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học
sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải
quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể” [2].
Giáo dục STEM cung cấp cho người học những kiến thức và kỹ năng
cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán
học. Những kiến thức và kỹ năng đó được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho
nhau giúp học sinh hiểu biết về nguyên lý và có thể áp dụng để thực hành và
tạo ra được những sản phẩm trong đời sống thực tế.
Trong đó với kỹ năng khoa học, học sinh được trang bị kiến thức về các
khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục
khoa học. Thơng qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các
kiến thức này để thực hành và có tư duy để áp dụng kiến thức vào thực tế để
giải quyết các vấn đề trong cuộc sống.
Với kỹ năng cơng nghệ, học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu
biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút,
chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng Internet, máy móc.

12


Về kỹ năng kỹ thuật, học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra sản
phẩm và hiểu được quy trình để làm ra nó.Vấn đề này địi hỏi học sinh phải
có khả năng tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu
tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một
giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngồi ra học sinh cịn

có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề
liên quan đến kỹ thuật.
Về kỹ năng tốn học, học sinh có khả năng nhận thức được vai trị của
tốn học trong mọi lĩnh vực của đời sống. Học sinh có kỹ năng tốn học sẽ có
khả năng thể hiện các ý tưởng của mình một cách chính xác, có khả năng áp
dụng các kiến thức và kỹ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
1.3.3. Dạy học theo định hướng STEM
Dạy học theo định hướng STEM là phương pháp giảng dạy nhằm trang
bị cho học sinh những kiến thức, kỹ năng liên quan đến bốn lĩnh vực Khoa
học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học theo cách tiếp cận liên mơn, giúp người
học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. Dạy học theo định
hướng giáo dục STEM khơng cịn 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 và các Sở Giáo dục và Đào tạo đã có những đợt tập huấn cho cán bộ
quản lí và giáo viên các trường để tiếp cận.
Mục tiêu của giáo dục STEM không phải là đào tạo học sinh trở thành
những nhà toán học, nhà khoa học, kĩ sư.....mà chủ yếu nhằm trang bị cho học
sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ
hiện đại ngày nay. Điều quan trọng nhất là gây hứng thú học tập cho học sinh
trong việc tiếp cận kiến thức khoa học. Trong Chương trình giáo dục phổ
thơng mới, hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục bắt buộc, trong đó
nhấn mạnh tới sự huy động tổng hợp các kiến thức và kỹ năng từ nhiều lĩnh

13