Tổ chức dạy học chủ đề stem “chế tạo động cơ điện một chiều” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Phạm Thị Hồng Hảo

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM
“CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Phạm Thị Hồng Hảo

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM
“CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số

: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN ANH THUẤN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Chế tạo
động cơ điện một chiều” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học
sinh” là cơng trình nghiên cứu của tơi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn
khoa học của TS. Nguyễn Anh Thuấn.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được công bố trong bất kì cơng trình khoa học nào khác.
TP. HCM, tháng 11 năm 2020
Tác giả

Phạm Thị Hồng Hảo


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Anh
Thuấn đã định hướng đề tài, tận tình chỉ bảo, trực tiếp hướng dẫn tơi trong
q trình nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong phịng sau đại học,
Khoa Vật lí Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt
cho tôi những kiến thức quý báu, để thực hiện thành công đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Trung học phổ
thơng Đinh Tiên Hồng và các em học sinh lớp 11T1 đã tạo điều kiện thuận
lợi, nhiệt tình giúp đỡ tơi trong thời gian thực nghiệm.
Cuối cùng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè và các bạn
học viên cao học Khóa 29 đã động viên và giúp đỡ tơi trong q trình học tập,

nghiên cứu và hồn thành luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn!
TP. HCM, tháng 11 năm 2020
Tác giả

Phạm Thị Hồng Hảo


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

STT

Nội dung

1

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

2

GV

Giáo viên

3

HS

Học sinh

4

NL

Năng lực

5

TP

Thành phố

6

THPT

Trung học phổ thông


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC
STEM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH .............................................................. 6
1.1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.................................................... 6
1.1.1. Khái niệm năng lực .............................................................................. 6
1.1.2. Năng lực giải quyết vấn đề .................................................................. 6
1.1.3. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề..................................................... 6
1.2. Dạy học STEM ......................................................................................... 10
1.2.1. Khái niệm dạy học STEM.................................................................. 10
1.2.2. Tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM ......................................... 11
1.2.3. Quy trình xây dựng chủ đề STEM ..................................................... 13
1.3. Thực trạng dạy học mơn Vật lí theo định hướng giáo dục STEM trên
địa bàn thành phố Vũng Tàu hiện nay ...................................................... 15
1.3.1. Mục đích điều tra ............................................................................... 15
1.3.2. Phương pháp điều tra ......................................................................... 15
1.3.3. Đối tượng điều tra .............................................................................. 16
1.3.4. Kết quả điều tra .................................................................................. 16
1.4. Kết luận chương 1 .................................................................................... 24
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
STEM “CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU” .............................. 26


2.1. Mục tiêu dạy học của chủ đề STEM “Chế tạo động cơ điện một
chiều” ........................................................................................................ 26
2.2. Xây dựng chủ đề STEM “Chế tạo động cơ điện một chiều” ................... 27
2.3. Các kiến thức thể hiện lĩnh vực STEM trong chủ đề ............................... 43
2.4. Tiến trình hoạt động nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong
chủ đề STEM “Chế tạo động cơ điện một chiều” .................................... 44
2.5. Công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ..................... 59
2.5.1. Cách thức đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong q trình

hồn thành sản phẩm .................................................................................... 59
2.5.2. Bảng đánh giá năng lực giải quyết vấn đề (Rubric) .......................... 62
2.6. Kết luận chương 2 .................................................................................... 67
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................ 68
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................... 68
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ......................................................... 68
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................. 68
3.2. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm.......................................... 68
3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm ........................................................ 68
3.2.2. Thời gian thực nghiệm sư phạm ........................................................ 68
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ......................................................... 69
3.4. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ............................................................... 70
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ................................................... 70
3.6. Kết luận chương 3 .................................................................................... 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 90
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề ................................................ 7
Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá sản phẩm ............................................................ 32
Bảng 2.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của các bài học để tìm hiểu nguyên
tắc hoạt động của động cơ điện một chiều...................................... 33
Bảng 2.3. Chuẩn kiến thức, kĩ năng của các bài học để tìm hiểu lực từ ......... 34
Bảng 2.4. Kiến thức để tìm hiểu việc chế tạo động cơ thành quạt mini ......... 35
Bảng 2.5. Tiêu chí đánh giá sản phẩm động cơ điện một chiều ..................... 35
Bảng 2.6. Tiêu chí đánh giá sản phẩm poster và thuyết trình ......................... 36
Bảng 2.7. Các kiến thức thể hiện lĩnh vực STEM trong chủ đề ..................... 43
Bảng 2.8. Năng lực thành phần của năng lực giải quyết vấn đề trong quá

trình chế tạo động cơ điện một chiều .............................................. 59
Bảng 2.9. Bảng đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong quá trình chế
tạo động cơ điện một chiều ............................................................. 62
Bảng 3.1. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ..................................................... 70
Bảng 3.2. Danh sách HS được đánh giá.......................................................... 71
Bảng 3.3. Danh sách HS chia nhóm tham gia thực nghiệm ........................... 72
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá NL GQVĐ của học sinh trong buổi 1 ................ 74
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá NL GQVĐ của học sinh trong buổi 2 ................ 77
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá NL GQVĐ của học sinh trong buổi 3 ................ 79
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá NL GQVĐ của học sinh trong buổi 4 ................ 80
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá NL GQVĐ của học sinh trong buổi 5 ................ 84
Bảng 3.9. Kết quả mỗi nhóm. .......................................................................... 85


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Chuỗi hoạt động thực hiện quy trình thiết kế kĩ thuật .................... 12
Hình 2.1. Bản vẽ thiết kế động cơ điện một chiều.......................................... 29
Hình 2.2. Khung dây đồng .............................................................................. 29
Hình 2.3. Nam châm đất hiếm ........................................................................ 29
Hình 2.4. Miếng kim loại mỏng làm thanh quét ............................................. 30
Hình 2.6. Vận hành động cơ sau khi lắp ráp ................................................... 30
Hình 2.7. Đo tần số quay của động cơ bằng máy đo tần số ............................ 31
Hình 2.8. Đo cơng suất của động cơ ............................................................... 31
Hình 2.9. Các dụng cụ thí nghiệm để khảo sát lực từ tác dụng lên dây
dẫn trong từ trường ......................................................................... 49


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1.1. Hiểu biết của GV về STEM....................................................... 16
Biểu đồ 1.2. Sự áp dụng mô hình giáo dục STEM vào bộ mơn Vật lí hiện

nay ................................................................................................ 17
Biểu đồ 1.3. Đánh giá về sự cần thiết của việc phát triển năng lực GQVĐ
của HS .......................................................................................... 17
Biểu đồ 1.4. Mức độ các GV kết nối các môn học khác vào dạy học Vật
lí. ................................................................................................... 18
Biểu đồ 1.5. Sự phù hợp của việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo
dục STEM vào trường học ........................................................... 19
Biểu đồ 1.6. Sự cần thiết của việc tổ chức các bài giảng theo chủ đề
STEM trong dạy học Vật lí. ......................................................... 20
Biểu đồ 1.7. Sự hiểu biết về mơ hình giáo dục theo định hướng STEM
của HS .......................................................................................... 21
Biểu đồ 1.8. Mức độ tham gia của HS vào các hoạt động STEM. ................ 21
Biểu đồ 1.9. Sự mong muốn được tham gia các hoạt động STEM của HS. .. 23


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày nay, với sự phát triển về khoa học kĩ thuật nhanh chóng trên thế
giới, Việt Nam cũng đang từng bước thay đổi để hội nhập quốc tế về mọi mặt.
Vì vậy, việc đổi mới và phát triển giáo dục là điều cấp thiết. Nghị quyết Hội
nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo
(2013) đã thể hiện rõ quan điểm “Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu,
là sự nghiệp của Đảng, Nhà nước và của toàn dân. Đầu tư cho giáo dục là đầu
tư phát triển, được ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển
kinh tế - xã hội”. Đồng thời, Đảng cũng đưa ra mục tiêu “tập trung phát triển
trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi
dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất
lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức,

lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến
thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập
suốt đời”.
Nhiệm vụ cấp thiết mà Đảng và Nhà nước đã chỉ đạo là “Tiếp tục đổi
mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng
coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”. Với định hướng đó,
giáo dục Việt Nam trong những năm gần đây đã có rất nhiều đổi mới. Việc
dạy học để phát triển các năng lực cho học sinh là điều quan trọng. Để đáp
ứng yêu cầu đổi mới về giáo dục, giáo viên phải không ngừng học hỏi và vận
dụng sáng tạo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực. Một trong những
phương pháp dạy học tích cực đó là phương pháp dạy học STEM.
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Dạy học STEM là quan
điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh một cách toàn diện, các
kiến thức và kĩ năng về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học được tổ


2
chức dạy học tích hợp theo chủ đề, trang bị 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, nhằm giải quyết các vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Giáo dục
STEM chú trọng phát triển kĩ năng, hình thành năng lực và phẩm chất của HS
đáp ứng yêu cầu mới trong sự phát triển của cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0
đang diễn ra.
Đặc điểm của dạy học STEM là: cách tiếp cận liên ngành; lồng ghép với
các bài học trong thế giới thực, thể hiện tính thực tiễn và tính ứng dụng kiến
thức trong việc giải quyết các vấn đề thực tế; kết nối từ trường học, cộng đồng
đến các tổ chức toàn cầu. Dạy học STEM phải đảm bảo một số yêu cầu cụ thể
như: bài học STEM phải gắn với tình huống và vấn đề thực tiễn, thường được
phỏng theo quy trình thiết kế kĩ thuật, bài học phải dẫn HS vào chuỗi hoạt

động tìm tịi, khám phá có kiến thức mở, bài học có các nội dung tích hợp
tốn học và khoa học, hướng tới việc phát triển phẩm chất, năng lực của học
sinh, định hướng nghề nghiệp trong tương lai.
Ở nước ta, giáo dục STEM đã chính thức đưa vào chương trình giáo dục
phổ thơng mới. Các Sở, ban ngành cũng đã có cơng văn hướng dẫn, được tập
huấn. Một số trường cũng đã và đang thực hiện việc giáo dục STEM theo chủ
đề một cách định kì theo tháng, tuần, học kì như trường THPT Hoa Sen ở
quận 9, TP Hồ Chí Minh. Có rất nhiều đề tài luận án tiến sĩ, luận văn thạc
nghiên cứu sâu rộng về việc giáo dục STEM nói chung và dạy học STEM
theo chủ đề nói riêng. Các nghiên cứu đều cho thấy rằng thông qua việc giáo
dục STEM, học sinh có cơ hội được phát triển các năng lực chung một cách
toàn diện nhất, hiệu quả của việc dạy học STEM có thể đáp ứng đầy đủ các
mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thơng mới như:
phát triển năng lực đặc thù các môn học, phát triển các năng lực chung cho
HS, định hướng nghề nghiệp cho HS.


3
Từ trường là một nội dung kiến thức nằm trong chương trình vật lí lớp
11, nó có rất nhiều ứng dụng trong đời sống, kĩ thuật, cơng nghệ, trong đó
điển hình là động cơ điện một chiều. Nhằm mục đích để học sinh hiểu rõ
nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của động cơ điện một chiều, và có thể vận
dụng các kiến thức này để chế tạo những thiết bị đơn giản như quạt mini có
thể sử dụng khi cần thiết. Học sinh thơng qua chủ đề, có thể hiểu rõ kiến thức
về từ trường, có thể phát triển đầy đủ tồn diện các năng lực chung, trong đó
có năng lực giải quyết vấn đề.
Với mong muốn góp phần vào việc đổi mới giáo dục, làm giàu thêm tài
nguyên về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong chương trình phổ thơng,
chúng tơi chọn đề tài: tổ chức dạy học chủ đề stem “Chế tạo động cơ điện một
chiều” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Xây dựng các hoạt động dạy học chủ đề STEM “Chế tạo động cơ điện
một chiều” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được các hoạt động dạy học và tổ chức dạy học chủ đề
STEM “Chế tạo động cơ điện một chiều” thì có thể góp phần phát triển được
năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Quá trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Chế
tạo động cơ điện một chiều” để học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
Phạm vi: Các nội dung liên quan đến động cơ điện một chiều, môi
trường học ở bậc THPT.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về NLGQVĐ.
- Nghiên cứu lí luận về phương pháp dạy học GQVD, cấu trúc
NLGQVĐ, tiêu chí đánh giá của NLGQVĐ trong dạy học Vật lí.


4
- Tìm hiểu khái niệm chung về STEM, giáo dục STEM, vai trò của giáo
dục STEM trong dạy học, quy trình thiết kế chủ đề STEM.
- Nghiên cứu cấu trúc về NLGQVĐ trong DH STEM.
- Xây dựng tiến trình dạy học chủ đề STEM “Chế tạo động cơ điện một
chiều”
- Tìm hiểu một số nghiên cứu hiện nay về dạy học STEM nói chung và
dạy học STEM nhằm phát triển NLGQVĐ ở nước ta và các nước khác trên
thế giới.
- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn về việc vận dụng dạy học STEM trong dạy
học Vật lý ở trường THPT.
- Xây dựng các tiêu chí đánh giá sự phát triển NLGQVĐ trong dạy học

STEM chủ đề “Chế tạo động cơ điện một chiều”.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT trên địa bàn TP Vũng
Tàu để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài và rút ra các kết luận cần
thiết.
6. Phương pháp nghiên cứu đề tài
6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu lí luận dạy học vật lí, phương pháp dạy học vật lí ở trường
THPT.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tâm lí học, lí luận dạy học tích hợp, lí luận
dạy học hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo,
tạp chí có liên quan.
- Nghiên cứu sách giáo khoa các bộ mơn có liên quan như Vật lí, Hóa
học, Sinh học, Tốn học, …các kiến thức có liên quan đến động cơ điện một
chiều.
- Nghiên cứu các kĩ thuật dạy học tích cực, các phần mềm hỗ trợ nhằm
phát huy tối đa quá trình dạy học.


5
6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra thông qua đàm thoại và phiếu lấy ý kiến của giáo viên về việc
dạy học STEM trong các trường THPT.
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường phổ thơng theo quy trình, phương
pháp vá tổ chức dạy học đã đề xuất.
- Phân tích kết quả thu được sau khi thực nghiệm sư phạm để đánh giá
hiệu quả việc dạy học STEM, rút ra kết luận của đề tài.
7. Đóng góp của đề tài
- Xây dựng nội dung chủ đề “Chế tạo động cơ điện một chiều” nhằm
phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

- Soạn thảo tiến trình dạy học chủ đề STEM “Chế tạo động cơ điện một
chiều”.
- Soạn thảo tiêu chí đánh giá NL GQVĐ, soạn thảo bảng đánh giá năng
lực GQVĐ trong dạy học STEM chủ đề “Chế tạo động cơ điện một chiều”
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mục lục, mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục,
nội dung của luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học STEM theo định hướng
phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Chương 2: Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Chế tạo động cơ
điện một chiều” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


6

Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC
STEM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
1.1. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
1.1.1. Khái niệm năng lực
Theo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (2018): Năng lực là
thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và q trình
học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ
năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,...thực hiện
thành cơng một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những
điều kiện cụ thể, (Bộ Giáo dục và đào tạo, 2018).
1.1.2. Năng lực giải quyết vấn đề
Theo định nghĩa trong đánh giá PISA (2012): “Năng lực giải quyết vấn
đề là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà

giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia vào giải
quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là cơng dân tích cực và xây
dựng”.
Từ những định nghĩa trên, có thể định nghĩa năng lực giải quyết vấn đề
của học sinh là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo của cá
nhân để có thể giải quyết một cách hiểu quả những vấn đề gặp phải trong quá
trình học tập cũng như trong thực tiễn.
1.1.3. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề
NL GQVĐ của HS được thể hiện thông qua những quá hoạt động trong
quá trình HS giải quết vấn đề. NL GQVĐ của HS có thể thấy 4 thành tố sau:
NL tìm hiểu vấn đề: Nhận biết, phát hiện vấn đề, xác định được những
thơng tin đã cho, thơng tin cần tìm.
NL đề xuất giải pháp vấn đề: Phân tích, sắp xếp, kết nối các thông tin
với kiến thức đã biết và đưa ra giải pháp, lựa chọn giải pháp tốt nhất để giải


7
quyết vấn đề. Năng lực này bao gồm cả mô tả vấn đề bằng ngơn ngữ vật lí,
thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng để giải quyết tình huống.
NL thực hiện giải pháp GQVĐ: Thực hiện giải pháp, điều chỉnh giải
pháp cho phù hợp với thực tiễn khi có sự thay đổi.
NL đánh giá và phản ánh giải pháp, xây dựng vấn đề mới: Đánh giá giải
pháp đã thực hiện và vấn đề đặt ra, phản ánh giá trị của giải pháp, xác nhận
những kiến thức và kinh nghiệm.
Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề
NL

Chỉ số hành

thành tố

vi

1.

Mức 1

Tìm 1.1. Phân tích Khơng

hiểu vấn được
đề

Các mức độ biểu hiện của hành vi
Mức 2

phân Phân tích được Tự phân tích

tình tích được tình tình

huống vấn đề

huống

Mức 3

huống hợp

lí

tình

nhưng cịn ít huống
sai sót, có trao
đổi với bạn bè,
GV

1.2. Phát hiện Không
VĐ

phát Phát hiện được Tự phát hiện

hiện được VĐ VĐ, nhưng cịn đúng VĐ
ít sai sót, có
trao

đổi

với

bạn bè, GV
1.3. Phát biểu Không
VĐ

phát Phát biểu được Tự phát biểu

biểu được VĐ VĐ nhưng cịn đúng VĐ, diễn
ít sai sót, có đạt VĐ hồn
trao

đổi

bạn bè, GV

với tồn

bằng

ngơn

ngữ

khoa học


8
2. Đề xuất 2.1. Thu thập Không
và

xác Xác định được Xác định được

lựa thông tin, xử định được và và

chọn giải lí (kết nối, lựa khơng

biết

cách và biết cách

biết tìm hiểu các tìm hiểu các

pháp

chọn, sắp xếp, tìm hiểu các thơng

tin

có thơng tin có

GQVĐ

…) các thơng thơng tin liên liên quan đến liên quan đến
tin liên quan quan đến VĐ

VĐ bằng SGK, VĐ

bằng

đến VĐ

internet.

Các SGK, internet,

nguồn

tìm tài liệu tham

kiếm thơng tin khảo, trao đổi
cịn thiếu sự đa với
dạng

bạn

bè

hoặc liên lạc
với

những

người

có

chun môn
2.2. Đề xuất Không
giải

pháp xuất

GQVĐ

đề Đề xuất được Tự
được một

giải

số

đề

xuất

giải được một số

pháp pháp, có trao giải pháp hợp

GQVĐ

đổi với bạn bè, lí và có tính
tính

khả

thi khả thi cao

chưa cao
2.3. Đánh giá, Không
lựa chọn giải chọn
pháp tối ưu

lựa Lựa chọn được Tự

so

sánh

được giải pháp sau được

giải pháp

khi trao đổi với nhược

ưu,
điểm

bạn bè, vẫn cịn của từng giải
dựa

vào

số pháp, lựa chọn

đơng, chưa có được

giải

tính khả thi cao pháp tối ưu


9
3. Lập kế 3.1. Lập kế Không
hoạch và hoạch

lập Thảo

thực được

luận Tự lập ra kế

kế nhóm, đưa ra hoạch

thực

hoạch GQVĐ kế hoạch thực hiện giải pháp

thực hiện hiện
giải pháp

hiện giải pháp một cách hợp
một cách hợp lí lí
3.2.
cơng
vụ

nhận Nhận nhiệm vụ Trao đổi để

Phân Không
nhiệm nhiệm
(trường hoặc

vụ theo phân công phân

chia

khơng của nhóm và nhiệm vụ phù

hợp làm việc có đóng góp phù hợp với hợp với từng
theo nhóm)

cho khả năng

cá nhân trong

cơng

việc

nhóm,

chung

của

nhiệm vụ khi

cụ

thể

nhóm

nhận

phù hợp với
khả năng

3.3.

Thực Khơng

hiện kế hoạch

thực Thực hiện và Thực hiện và

hiện được kế hoàn thành kế hồn thành kế
hoạch

hoạch

nhưng hoạch

cịn ít sai sót

cách

một
thành

cơng
3.4.

Điều Khơng

điều Điều

chỉnh Tự điều chỉnh

chỉnh

hành chỉnh

hành được hành động được

động

trong động

trong trong q trình động hợp lí để

q trình thực q trình thực thực hiện giải giải
hiện giải pháp hiện giải pháp pháp nhưng lại được

hành
quyết
khó

khi gặp khó tiếp tục gặp khó khăn đang gặp
khăn

khăn mới, hồn phải
thành nhờ trao
đổi kinh nghiệm
với bạn bè


10
Đánh 4.1. Đánh giá Khơng

4.

giá

trình giá được q q

q q
GQVĐ

trình

đánh Đánh giá được Tự đánh giá
trình được quá trình

(từ trình GQVĐ GQVĐ của cá GQVĐ của cá

GQVĐ và đầu đến kết của cá nhân/ nhân/
phát hiện thúc)

sau khi trao đổi

nhóm

đề

vấn
mới

nhóm nhân/nhóm

với bạn bè
4.2.

Hồn Khơng

thiện

q thiện

trình

hồn Hồn thiện q Tự hồn thiện
quá trình

GQVĐ trình GQVĐ

GQVĐ quá

theo nhận xét GQVĐ

(từ đầu đến

chung

kết thúc)

nhóm

của

4.3. Đưa ra Khơng đưa ra Đưa ra được Tự
khả năng áp được

trình

đưa

ra

khả khả năng áp được khả năng

dụng kết quả năng áp dụng dụng kết quả áp dụng kết
thu
trong

được kết quả thu thu được trong quả thu được
việc được

GQVĐ tương việc
tự

trong việc

GQVĐ trong

việc

GQVĐ tương tự theo GQVĐ tương

tương tự

nhận xét chung tự

của nhóm

1.2. Dạy học STEM
1.2.1. Khái niệm dạy học STEM
Theo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể (2018), 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, cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học vào giải quyết một số
vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. (Bộ Giáo dục và đào tạo, 2018)
Theo công văn 3089/BGDĐT – GDTrH về việc triển khai thực hiện giáo
dục STEM trong giáo dục trung học, giáo dục STEM có nhiều hình thức khác
nhau:


11
- Dạy học các môn khoa học theo chủ đề/bài học STEM: là q trình dạy
học các mơn học thuộc chương trình giáo dục phổ thơng theo hướng tiếp cận
tích hợp nội mơn hoặc tích hợp liên mơn. HS thực hiện chủ đề/bài học STEM
chủ động sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức
thông qua các hoạt động:, thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết
kế, chia sẻ, thảo luận, chỉnh sửa sản phẩm theo hướng dẫn của giáo viên.
- Hoạt động trải nghiệm STEM: được tổ chức thông qua các câu lạc bộ,
các trải nghiệm thực tế, các buổi hoạt động ngoại khóa, các hội thi chế tạo mơ
hình, hoặc sản phẩm liên quan đến các kiến thức HS đã được học.
- Giáo dục STEM thông qua tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ
thuật: đươc thực hiện dưới dạng đề tài của cá nhân hoặc nhóm, dưới sự hướng
dẫn của giáo viên.
1.2.2. Tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM
“Tiêu chí 1: Chủ đề/ bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực
tiễn
HS được đặt mình là các nhà khoa học, vận dụng các kĩ năng, kiến thức

có thể tìm giải pháp để giải quyết các vấn đề thực tiễn được đặt ra.
Tiêu chí 2: Cấu trúc chủ đề/ bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học
và quy trình thiết kế kĩ thuật.
HS thực hiện chuỗi các hoạt động


12

Hình 1.1. Chuỗi hoạt động thực hiện quy trình thiết kế kĩ thuật
Trong quá trình HS tham gia các chuỗi hoạt động đó, HS chế tạo, thử
nghiệm sản phẩm, tìm các cách để giải quyết vấn đề, HS có thể mắc sai lầm,
sau đó tìm cách khắc phục và thử lại. Đó chính cơ hội để HS có thể vận dụng
kiến thức, qua đó có thể hiểu một cách sâu sắc các kiến thức nền trong
chương trình phổ thơng, biết cách vận dụng các kiến thức, kĩ năng để có thể
giải quyết vấn đề thực tiễn và các tình huống tương tự trong thực tế.
Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học chủ đề/ bài học STEM đưa HS vào
hoạt động tìm tịi, khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và tạo ra
sản phẩm.
Để thực hiện các chuỗi hoạt động trong chủ đề/ bài học STEM, HS phải
tham gia vào các hoạt động để tìm tịi, khám phá kiến thức.
Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức chủ đề/ bài học STEM lơi cuốn HS vào
hoạt động nhóm kiến tạo.


13
Để có thể hồn thành được sản phẩm hoặc giải quyết vấn đề đặt ra, HS
phải được hoạt động theo nhóm, rèn luyện và phát triển các năng lực quan
trọng mà một người cần có trong thời đại 4.0 như: năng lực giao tiếp, năng
lực hợp tác,…
Tiêu chí 5: Nội dung chủ đề/ bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung

khoa học và toán học mà HS đã và đang học.
Chủ đề/ bài học STEM cần được kết nối, tích hợp các nội dung trong các
chương trình khoa học, cơng nghệ, tin học, tốn học. Các nội dung này phải
phù hợp và có mối quan hệ với nhau để có thể vận dụng để giải quyết các vấn
đề trong chủ đề/ bài học.
Tiêu chí 6: Trong tiến trình chủ đề/ bài học STEM một nhiệm vụ có thể
có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập.
Một vấn đề, hoặc câu hỏi có thể có nhiều giải thuyết khoa học, nhiều câu
trả lời, nhiều phương án để lựa chọn. Quan trọng nhất là HS phải hiểu được
cách lựa chọn giải pháp đó. Đơi khi lựa chọn có thể thất bại, nhưng sau đó HS
sẽ học được những kiến thức, hiểu sâu hơn kiến thức và biết cách khắc phục
các sai lầm đó để có thể giải quyết vấn đề tốt hơn.”, (Bộ Giáo dục và Đào tạo,
2019).
1.2.3. Quy trình xây dựng chủ đề STEM
Căn cứ vào các tiêu chí của một chủ đề/ bài học STEM. Có thể xây dựng
một chủ đề STEM theo quy trình 8 bước sau:
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học
GV cần căn cứ vào các nội dung trong chương trình mơn học và các hiện
tượng hay q trình gắn với kiến thức đó trong thực tiễn để có thể lựa chọn
nội dung chủ đề cho phù hợp.
Bước 2: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề
Phân tích các vấn đề có trong chủ đề. Xác định vấn đề cần giải quyết để
giao cho HS thực hiện. Lựa chọn vấn đề cần đảm bảo sao cho trong quá trình


14
tìm hiểu và giải quyết vấn đề, HS sẽ học được những kiến thức, kĩ năng trong
môn học, và biết cách vận dụng để giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
Bước 3: GV thử nghiệm chế tạo trước
Việc GV chế tạo thử nghiệm trước là rất quan trọng. Vì trong q trình

GV làm thử trước, sẽ có thể hình dung được một số các khó khăn, các vấn đề
cần phát sinh mà HS có thể gặp phải trong q trình làm. Từ đó, GV sẽ có
những định hướng chính xác, đưa ra các tiêu chí sản phẩm, các kĩ năng cần
phát triển cho HS trong quá trình tổ chức dạy chủ đề.
Bước 4: Xác định các kiến thức liên quan đến chủ đề
Xác định những kiến thức liên quan đến chủ đề, kiến thức HS đã học và
chưa học. Có những kiến thức HS không được học trong trường phổ thông,
nhưng lại cần thiết để giải quyết một vấn đề nào đó trong chủ đề, thì GV cần
chuẩn bị những tài liệu liên quan và hướng dẫn HS cách tìm tòi và chiễm lĩnh
kiến thức. Đây cũng là một đặc trưng quan trọng trong giáo dục STEM, khả
năng tự khám phá và vận dụng kiến thức liên môn.
Bước 5: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/ giải pháp giải quyết vấn đề
Sau khi đã xác định được vấn đề cần giải quyết hoặc sản phẩm cần chế
tạo, GV cần xác định cụ thể các tiêu chí để đánh giá giải pháp hoặc sản phẩm
đó. HS sẽ căn cứ trên các tiêu chí này để có thể đề xuất giải pháp, thiết kế bản
vẽ mẫu sản phẩm. Ngồi các tiêu chí sản phẩm, GV cần xác định các tiêu chí
để đánh giá các kĩ năng cần hướng tới của HS.
Bước 6: Thiết kế mục tiêu việc dạy học chủ đề STEM
GV cần xác định rõ việc cần dạy những kiến thức gì, bồi dưỡng những kĩ
năng nào, thái độ nào, phát triển những năng lực nào cho HS trong chủ đề này.
Bước 7: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
Xác định kế hoạch để thực hiện các hoạt động có trong chủ đề, các hoạt
động này nhằm mục tiêu gì, nội dung dạy học liên quan như thế nào đến nội
dung STEM.


15
GV cần phối hợp các phương pháp dạy học tích cực để tổ chức các hoạt
động dạy học để có thể phát triển tối đa các năng lực của HS. Các hoạt động
chính của tiến trình dạy học này có thể đề xuất như sau:

Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế
Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế
Hoạt động 4: Chế tạo mơ hình/ thiết bị … theo phương án thiết kế (đã
được cải tiến theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá
Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo; điều
chỉnh thiết kế ban đầu.
Mỗi một hoạt động trên, GV cần xác định rõ mục tiêu, nội dung hoạt
động, sản phẩm có được sau học tập là gì (kiến thức, phiếu học tập, sản phẩm
tự tạo,…).
Bước 8: Lên kế hoạch thực hiện
GV lên kế hoạch cho việc thực hiện chủ đề STEM, những hoạt động
trong tiến trình dạy học sẽ được thực hiện như thế nào, bao nhiêu tiết để phù
hợp với số lượng tiết học của môn học đã được quy định. Thực hiện như thế
nào và vào thời điểm nào của năm học.
1.3. Thực trạng dạy học mơn Vật lí theo định hướng giáo dục STEM trên
địa bàn thành phố Vũng Tàu hiện nay
1.3.1. Mục đích điều tra
Tìm hiểu tình hình giáo dục STEM trong bộ mơn Vật lí ở một số trường
THPT trên địa bàn thành phố Vũng Tàu hiện nay. Nhận thức của giáo viên và
học sinh về giáo dục STEM, tìm hiểu những khó khăn và thuận lợi trong việc
xây dựng và tổ chức các hoạt động dạy học STEM.
1.3.2. Phương pháp điều tra
Điều tra GV và HS thông qua phiếu điều tra, trao đổi trực tiếp, quan sát
các tiết học trên lớp.