Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG
TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT

Môn: Tin học


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT HÀ HUY TẬP

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG
TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
Ở MÔN TIN HỌC NHẰM PHÁT HUY
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT

Môn: Tin học
Tên tác giả: Nguyễn Xuân Quỳnh Trang
Tổ: Toán - Tin
SĐT: 0987022165

Năm học: 2020 - 2021


MỤC LỤC
Trang
Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ

1

1. Lí do chọn đề tài

2

2. Mục đích nghiên cứu

2

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

2

4. Phương pháp nghiên cứu

2

5. Điểm mới của đề tài

2

6. Cấu trúc của đề tài

3

Phần II: NỘI DUNG

4
Chương một

CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN
1. Cơ sở lý luận

4

1.1. Xuất phát từ chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng,
Nhà nước và của ngành theo định hướng giáo dục STEM

4

1.2. Giáo dục STEM trong trường trung học

4

1.2.1. Hiểu đúng về giáo dục STEM

4

1.2.2. Các quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM

6

1.2.3. Tính ưu việt của giáo dục STEM

6

1.3. Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo
của học sinh

7

1.3.1. Sáng tạo và năng lực sáng tạo

7

1.3.2. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM nhằm

8

phát huy năng lực sáng tạo của học sinh
1.3.3. Tiêu chí xây dựng bài học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo
của học sinh
1.3.4. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học
STEM

9
10


1.3.5. Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh khi
dạy học theo định hướng giáo dục STEM

10

2. Cơ sở thực tiễn

11

2.1. Những thuận lợi và khó khăn khi triển khai dạy học STEM ở trường
THPT

11

2.1.1. Thuận lợi

11

2.1.2. Khó khăn

11

2.2. Thực trạng dạy học STEM ở trường THPT những năm gần đây

12

Chương hai
TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC NHẰM
PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT
1. Một số giải pháp

13

1.1. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học mơn Tin học

13

1.1.1. Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn Tin

13

học
1.1.2. Xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học

13

1.1.2.1. Một số chủ đề STEM thực hiện trong giờ học chính khóa

14

1.1.2.2. Một số chủ đề STEM thực hiện trong câu lạc bộ STEM Robotics

16

1.2. Tổ chức dạy học trên lớp theo phương thức giáo dục STEM

19

1.2.1. Định hướng thiết kế giáo án

19

1.2.2. Giáo án minh họa

21

1.3. Tổ chức trải nghiệm thực tế qua sinh hoạt câu lạc bộ STEM Robotics
tạo sân chơi bổ ích, gây hứng thú học tập cho học sinh

33

1.3.1. Thành lập Câu lạc bộ STEM Robotics ở trường THPT Hà Huy Tập

33

1.3.2. Mục đích, nguyên tắc hoạt động, nội quy, nội dung sinh hoạt của Câu
lạc bộ STEM Robotics ở trường THPT Hà Huy Tập

34

1.3.3. Hoạt động trải nghiệm tại câu lạc bộ STEM Robotics ở trường
THPT Hà Huy Tập

36


1.3.4. Tổ chức ngày hội STEM

44

1.3.4.1. Tham gia "Cuộc đua Vinfast - F1" năm học 2019 – 2020

44

1.3.4.2. Tổ chức ngày hội STEM năm học 2020 – 2021

46

2. Kết quả bước đầu của việc dạy học STEM ở trường THPT Hà Huy Tập

50

Phần III. KẾT LUẬN
1. Hiệu quả, ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm

54

2. Nhận định về việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm và khả năng mở

54

rộng đề tài
3. Bài học kinh nghiệm và đề xuất

55

TÀI LIỆU THAM KHẢO

56


Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Những năm gần đây giáo dục STEM đang trở thành xu hướng chính ở các nước
phát triển bởi tính ưu việt của nó. Cách thức dạy học mới đáp ứng được yêu cầu của
dạy học hiện đại, giúp học sinh tư duy đa chiều, trang bị cho các em kiến thức, kĩ
năng cần thiết để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống cũng như định hình nghề
nghiệp trong tương lai.
Giáo dục STEM được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo từ nhiều năm trước với
phương pháp "tích hợp, liên môn", nhiều chủ đề thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên và

xã hội được giáo viên thực hiện theo định hướng mới đã đạt được những kết quả tích
cực. Tuy vậy, việc dạy học trong trường phổ thông hiện nay vẫn cịn nặng về lí
thuyết, ít chú trọng thực hành, dẫn đến tình trạng học vẹt, thuộc lý thuyết nhưng
khơng ứng dụng được vào thực tế, dẫn đến học sinh học thụ động, chán học, lười
học, chưa nắm được bản chất của sự kiện, hiện tượng.
STEM là cách tổ chức chương trình dạy học thực tế có sự tích hợp kiến thức của
nhiều lĩnh vực Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Tốn học, trong đó bộ mơn Tin
học có vai trị then chốt, kết nối các ngành thuộc mơ hình STEM, giúp học sinh tiếp
nhận và mở rộng tri thức, rèn luyện tư duy đa chiều, giải quyết tận gốc vấn đề, phát
huy năng lực sáng tạo trong thời đại công nghệ số, giúp giáo viên dễ dàng triển khai
phương pháp giáo dục mới và nâng cao trình độ chun mơn, nghiệp vụ. Để đẩy
mạnh ứng dụng thành tựu của cách mạng công nghệ 4.0, nâng cao chất lượng giáo
dục trong nhà trường phổ thông, trước hết cần đổi mới dạy học môn Tin theo định
hướng STEM.
Từ năm học 2016 – 2017, thực hiện công văn của Bộ Giáo dục và Đào tạo về
đổi mới dạy học theo định hướng giáo dục STEM, Sở Giáo dục và Đạo tạo tổ chức
các buổi tập huấn về giáo dục STEM, nhà trường cũng hướng dẫn các tổ chuyên môn
thực hiện đổi mới phương pháp giảng dạy, tăng cường thời gian thực hành và trải
nghiệm thực tế, các tổ bộ môn cũng xây dựng và tổ chức nhiều tiết dạy minh họa thu
được những kết quả khả quan.
Bản thân là giáo viên dạy mơn Tin học, tơi đã tích cực nghiên cứu và dạy thử
nghiệm một số chủ đề theo định hướng STEM, tổ chức học sinh hoạt động ngoài giờ
lên lớp, hướng nghiệp, dạy nghề bằng hình thức câu lạc bộ trải nghiệm giáo dục
STEM, thu được những hiệu ứng tích cực.
Đặc biệt, trong dịp hè năm học 2018 – 2019, đầu năm học 2019 – 2020, tôi trực
tiếp tham gia dạy học chương trình Lego Education Wedo 2.0 cho học sinh tiểu học
với kết quả hai học sinh dự thi sáng tạo Robot tỉnh Nghệ An lần thứ nhất đạt được
giải nhì. Cũng vào đầu năm học này, thực hiện chủ trương của Trường THPT Hà Huy
Tập, nhóm Tin cùng Đoàn trường thành lập câu lạc bộ STEM Robotics, tổ chức sinh

1


hoạt 2 buổi/tuần, gồm các thành viên là học sinh tham gia với tinh thần tự nguyện,
bước đầu đã gây hứng thú cho học sinh.
Tháng 11– 2019, tôi được nhà trường cử tham dự tập huấn về giáo dục STEM
theo “Chương trình hỗ trợ đưa giáo dục STEM tới học sinh THPT” tại Đại học Bách
Khoa Hà Nội do Tập đồn Vingroup tài trợ, qua tập huấn tơi càng hiểu hơn về những
ưu điểm của giáo dục STEM đồng thời có điều kiện nâng cao trình độ chun mơn,
nghiệp vụ và kĩ năng dạy học theo định hướng mới, giúp tơi tự tin hơn trong cơng tác
giảng dạy.
Vì những lý do trên, tôi quyết định chọn nghiên cứu đề tài “Tổ chức dạy – học
trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tin học
nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT” với mong muốn được trao
đổi những kinh nghiệm của bản thân với các đồng nghiệp và nhận được sự góp ý, xây
dựng để đề tài được hồn thiện.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp dạy và học theo định hướng giáo
dục STEM, giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM, có kế hoạch tự
học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chun mơn, thực hành đáp ứng u cầu
của chương trình phổ thơng mới.
- Qua dạy học STEM truyền đạt kiến thức cơ bản, rèn luyện các kĩ năng tư
duy và kĩ năng thực hành cho học sinh nhằm phát huy tính sáng tạo và tính hiệu quả
trong học tập.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xác định cơ sở lí luận của đề tài: Xuất phát từ chủ trường của Đảng, Nhà
nước và các cấp về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục đào tạo, về giáo dục STEM;
xuất phát từ ưu thế của giáo dục STEM trong thời đại cách mạng cơng nghiệp 4.0.
- Phân tích thực trạng việc dạy và học STEM trong các trường phổ thơng nói
chung và trường THPT Hà Huy Tập những năm gần đây.

- Đề ra những giải pháp hợp lý giúp giáo viên và học sinh tiếp cận dễ dàng với
cách dạy và học theo định hướng STEM.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lí luận: Căn cứ vào chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà
nước, của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Sở Giáo dục và Đào tạo về đổi mới phương pháp
dạy học, về định hướng giáo dục STEM.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: quan sát, điều tra, thực nghiệm, so sánh,
tổng hợp nhằm đưa ra giải pháp mới.
5. Điểm mới của đề tài
- Giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM và tính ưu việt của dạy
– học theo định hướng STEM, từ đó có kế hoạch tự bồi dưỡng, tự nghiên cứu để đáp
ứng yêu cầu mới của giáo dục, đào tạo.

2


- Giúp giáo viên xây dựng chủ đề STEM, thiết kế giáo án hợp lý, vận dụng tốt
các kiến thức liên môn theo cách dạy học STEM, kết hợp học đi đôi với hành, dạy –
học gắn liền với thực tiễn.
- Tạo sân chơi trí tuệ, sáng tạo và bổ ích cho học sinh, tạo cơ hội cho các em
được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại.
- Rèn luyện tư duy máy tính, tư duy logic, tư duy phản biện, khả năng tập
trung, kĩ năng lập trình, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng diễn giải, giải quyết vấn đề,
phản biện, đánh giá, nhận xét… cho cả giáo viên và học sinh
6. Cấu trúc của đề tài
Phần I. Đặt vấn đề
1. Lí do chọn đề tài
2. Mục đích nghiên cứu
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
4. Phương pháp nghiên cứu

5. Điểm mới của đề tài
6. Cấu trúc của đề tài
Phần II. Nội dung
Chương 1. Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn
1. Cơ sở lí luận
2. Cơ sở thực tiễn
Chương 2. Tổ chức dạy – học trên lớp và hoạt động trải nghiệm theo định
hướng giáo dục STEM ở môn Tin học nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh
THPT
1. Một số giải pháp
2. Kết quả bước đầu của việc dạy học STEM ở trường THPT Hà Huy Tập
Phần III. Kết luận
1. Hiệu quả của đề tài
2. Nhận định về áp dụng sáng kiến kinh nghiệm và khả năng mở rộng đề tài
3. Bài học kinh nghiệm và đề xuất

3


Phần II: NỘI DUNG
Chương một
CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN
1. Cơ sở lý luận
1.1. Xuất phát từ chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng,
Nhà nước và của ngành theo định hướng giáo dục STEM
Đại hội Đảng lần thứ XII (2016) nhấn mạnh: “Giáo dục là quốc sách hàng
đầu, phát triển giáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi
dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu từ trang bị kiến thức sang
phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi với hành, lý luận
gắn với thực tiễn. Phát triển giáo dục và đào tạo phải gắn với nhu cầu phát triển

kinh tế – xã hội”.
Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 4 – 5 – 2017 nêu rõ:
“Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề
nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế cơng nghệ sản xuất
mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật
và Toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thơng…”.
Trên cơ sở đó, Việt Nam đã chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM
trong chương trình giáo dục phổ thơng.
Thơng tư số 32/2018/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành
Chương trình giáo dục phổ thông khẳng định “Giáo dục STEM là một hướng đang
được quan tâm phát triển trên thế giới, cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu
cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước; đồng thời nhấn mạnh vai trò thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trường của
các mơn Tốn, Cơng nghệ, Tin học, Khoa học tự nhiên”.
Công văn số 3892/BGDĐT- GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ
giáo dục trung học năm học 2019 – 2020 quán triệt:“Xây dựng kế hoạch bài học theo
hướng tăng cường, phát huy tính chủ động, tích cực, tự học của học sinh thơng qua
việc thiết kế tiến trình dạy học thành các hoạt động học để thực hiện cả ở trên lớp và
ngoài lớp học. Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp Khoa học – Cơng nghệ
– Kĩ thuật – Toán trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn
học liên quan”.
1.2. Giáo dục STEM trong trường trung học
1.2.1. Hiểu đúng về giáo dục STEM
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ),
Engineering (Kĩ thuật) và Math (Tốn học), 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

4

cơng nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Tốn là công cụ được sử dụng để thu
nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. Giáo dục STEM là trang bị
cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa
học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Những kiến thức và kĩ năng này phải được
tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh khơng chỉ hiểu biết về ngun
lý mà cịn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc
sống hằng ngày.
Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai
trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được
trang bị, biết cách mở rộng kiến thức, biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù
hợp. Ngày nay, quan điểm mới của dạy học STEM không chỉ phát triển các năng lực
người học trong lĩnh vực tự nhiên mà cả các lĩnh vực xã hội.
Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và
các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất
như học theo chủ đề, học qua trò chơi, học kết hợp với hành. Hiện nay, dạy học Công
nghệ, học Robotics là các môn học điển hình của dạy học STEM, thơng qua việc lập
trình và lắp ráp robot, học sinh có thể học được nguyên lý cơ bản về lập trình và các
cơng nghệ mới, tiếp thu được các kỹ thuật lắp ráp, phát triển tư duy sáng tạo.
Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau:
- Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM
Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách
này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy
học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động
STEM bám sát chương trình của các mơn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM
này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.
- Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa
học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học,
cơng nghệ, kĩ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học
tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới

giáo dục STEM.
Để tổ chức thành cơng các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp
tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các
trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM cịn có thể được thực hiện thông
qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề
nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật
chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp. Các trường trung học có thể triển
khai giáo dục STEM thơng qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học
sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các

5


ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của
học sinh.
- Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học
và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật. Hoạt động này khơng mang tính
đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt
động tìm tịi, khám phá khoa học, kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn.
1.2.2. Các quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Để mang lại hiệu quả cao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, chúng
ta có thể vận dụng một số quy trình dạy học sau:
- Quy trình 5E: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích),
Elaborate (Áp dụng cụ thể) và Evaluate (Đánh giá). Quy trình 5E dựa trên thuyết
kiến tạo nhận thức của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới
dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó. Có thể sử dụng quy trình 5E
trong tồn bộ chương trình, cho một chương hay một bài.
- Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học: gồm 6 bước: đặt câu hỏi nghiên cứu;
đề xuất giả thuyết; trải nghiệm; quan sát; phân tích; chia sẻ kết quả. Quy trình này

dựa trên các câu hỏi, giả thuyết khoa học làm nền tảng cho quá trình nhận thức của
học sinh. Quy trình này phù hợp với hình thức dạy học khoa học, nghiên cứu khoa
học hay sinh hoạt câu lạc bộ.
- Quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP): được sử dụng như một phương tiện hợp lí,
hiệu quả để chính thức hoá việc phát triển các bài học STEM. Quy trình thiết kế kĩ
thuật bao gồm các bước sau: xác định vấn đề; xác định giải pháp; lựa chọn giải pháp;
thực hiện; đánh giá; chia sẻ. Giáo viên có thể sử dụng EDP dựa trên các vấn đề và
tìm giải pháp cho các vấn đề cần giải quyết.
Nhìn chung, các quy trình trên đều có một số đặc điểm tương đồng với nhau.
Đầu tiên, học sinh được đặt trước các vấn đề thực tiễn xã hội cần giải quyết, học sinh
thảo luận để hình thành các ý tưởng và đề xuất giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt
ra. Trên cơ sở các ý tưởng và giải pháp ban đầu, học sinh tiến hành thực nghiệm giải
pháp và phân tích những yếu tố thành phần có liên quan, nhằm xây dựng giải pháp
thực nghiệm tối ưu nhất. Sau đó, các học sinh cùng đánh giá tính hiệu quả của giải
pháp, cùng chia sẻ, phản biện để xây dựng một giải pháp hiệu quả hơn, từ đó xây
dựng các ý tưởng cải tiến quy trình và sản phẩm đã đề ra. Từ các hoạt động trên,
nhiệm vụ giải quyết vấn đề của học sinh xem như hoàn thành, đồng thời xây dựng
những vấn đề mới, có tính khái qt, mới mẻ và hiệu quả hơn.
1.2.3. Tính ưu việt của giáo dục STEM
Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù
hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông.
- Rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn: Học sinh vừa học được
kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn, xóa bỏ

6


ngăn cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc
“tức thì”, có tính sáng tạo cao.
- Rèn luyện kĩ năng cho giáo viên và học sinh: Kĩ năng quan sát; hợp tác, chia

sẻ, diễn giải, phản biện, giải quyết vấn đề kĩ năng thực hành…
- Nâng cao hứng thú học tập, tạo ra phong cách học tập tích cực, sáng tạo cho
người học: người học trở thành nhà sáng chế, nhà phát minh, hiểu được bản chất của
các sự kiện, hiện tượng, biết tìm tịi, mở rộng kiến thức, biết chế tạo, sửa chữa các
sản phẩm theo nguyên lý đã học một cách khoa học và hữu dụng nhất.
- Bồi dưỡng khả năng học tập và làm việc vượt trội cho học sinh: học sinh có
kiến thức khoa học tự nhiên và xã hội chắc chắn, biết sắp xếp công việc và học tập
một cách khoa học, bình tĩnh giải quyết các tình huống bất ngờ xảy ra trong học tập,
nghiên cứu và thực tiễn cuộc sống.
- Ảnh hưởng tích cực đến việc hướng nghiệp, chọn nghề của học sinh: Qua
việc làm ra các sản phẩm, qua trải nghiệm thực tế, học sinh sẽ dần định hướng cho
mình con đường tương lai và quyết tâm phấn đấu để đạt được ước mơ đó.
- Kết nối trường học với cộng đồng, thúc đẩy cơng tác xã hội hóa giáo dục:
Giáo dục STEM khơng chỉ thực hiện trên lớp mà cịn thực hiện ngồi giờ lên lớp như
câu lạc bộ, trải nghiệm ở nhà máy, cơng xưởng… đem lại hiệu quả tích cực, học sinh
chăm lo học tập, giáo viên đầu tư nhiều hơn trong giảng dạy nên được phụ huynh và
các lực lượng xã hội đồng tình ủng hộ.
1.3. Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo
của học sinh
1.3.1. Sáng tạo và năng lực sáng tạo
Sáng tạo là sự say mê nghiên cứu, tìm tịi, học hỏi để tạo ra những giá trị mới
về vật chất, tinh thần hoặc tìm ra cái mới, cách giải quyết mới có tính ứng dụng cao,
năng suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, tiền bạc, thân thiện với môi trường. Sáng tạo
không chỉ hướng tới mục tiêu tạo ra cái mới, mà cịn phải mang tính hữu dụng, đem
lại lợi ích cho con người, cho cộng đồng.
Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra cái mới, hoặc giải quyết vấn đề một cách
mới mẻ, có giá trị phục vụ đời sống con người. Năng lực sáng tạo gắn viền với khả
năng tư duy sáng tạo, động cơ sáng tạo, ý chí và nghị lực của cá nhân vì sự phát triển
của cộng đồng, của xã hội.
Năng lực sáng tạo được thể hiện ở khả năng quan sát, so sánh điểm giống nhau,

khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng, từ đó có sự tưởng tượng, hình dung ra những
cấu trúc mới, thiết kế mới hữu ích, tiện lợi so với trước.
Người có năng lực sáng tạo có khả năng phát hiện ra những điểm bất hợp lý của
cuộc sống hoặc những hiện tượng mang tính quy luật trong tự nhiên và xã hội, từ đó
đưa ra cách giải quyết đúng đắn nhằm thúc đẩy sự phát triển.

7


Người có năng lực sáng tạo cịn biết giải quyết vấn đề bằng nhiều giải pháp,
cách thức khác nhau, có ý chí, nghị lực vượt qua mọi khó khăn, thách thức để vươn
lên, không chấp nhận sự thất bại, sự tụt hậu.
1.3.2. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM nhằm
phát huy năng lực sáng tạo của học sinh
Từ quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã nêu ở mục 1.2.2, tôi
nhận thấy, giáo dục STEM có nhiều đặc điểm để phát triển năng lực sáng tạo cho học
sinh.
Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng đề cập đến một vấn
đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn
học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó.
Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình thiết kế kĩ
thuật, được mơ tả chi tiết qua sơ đồ sau:
Xác định vấn đề
Nghiên cứu kiến thức nền
Tốn

Lý

Hóa

Sinh

Tin

CN

Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế
Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế
Chế tạo mơ hình (ngun mẫu)
Thử nghiệm và đánh giá
Chia sẻ và thảo luận
Điều chỉnh thiết kế
Sơ đồ: Tiến trình bài học STEM

Việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học
mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương
trình giáo dục phổ thơng tương ứng với vấn đề cần giải quyết của bài học, trong đó
học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các
thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận
dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành

8


thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu sản phẩm; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế.
Thơng qua q trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển
phẩm chất, năng lực đặc biệt là năng lực sáng tạo.
Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước"
trong quy trình khơng được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang
bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là

việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp";
"Chế tạo mơ hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó
bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia.
1.3.3. Tiêu chí xây dựng bài học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của
học sinh
- Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn
Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh
tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp.
- Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật
Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc
xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải
pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện các bước theo sơ đồ đã trình bày ở mục
1.3.2, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng
nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, thử lại; sự
tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó
học và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục.
- 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
Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo
hướng mở có "khn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng. Hoạt động
học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải
pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động
trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần.
Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tịi, khám
phá của bản thân.
- Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lơi cuốn học sinh vào hoạt động
nhóm kiến tạo
Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, địi hỏi tất
cả giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học
theo nhóm, sử dụng cùng một ngơn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập

mà học sinh phải hồn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài
học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh.

9


- 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
Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục
đích nội dung từ các chương trình Khoa học, Cơng nghệ, Tin học và Tốn.
Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên Tốn, Cơng nghệ, Tin học và Khoa
học để các mục tiêu có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần
thấy rằng Khoa học, Cơng nghệ, Tin học và Tốn không phải là các môn học độc lập,
mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề.
- 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
Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn
đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án và lựa chọn phương án tối ưu.
Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án
giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề.
Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng
tạo trong dạy học STEM.
1.3.4. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học
STEM
Đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh theo các mức độ tốt (rất rõ ràng), khá
(rõ ràng), trung bình (khơng rõ ràng), yếu (khơng có) qua các tiêu chí sau:
- Tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn, đề xuất phương án giải
quyết hợp lý, hiệu quả.
- Thiết kế sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động, vận
hành, chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả so với cái cũ.

- Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm bảo tính hiệu quả, chính xác, dễ
thực hiện.
- Tìm ra các thiết bị, vật liệu mới thay thế cho thiết bị, vật liệu cũ nhưng vẫn
đảm bảo tính hiệu quả cao và tiết kiệm.
- Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống kỹ thuật đã có, thay đổi một số
chi tiết thiết kế nhằm tăng hiệu quả cho hệ thống kỹ thuật.
- Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn và mang lại
kết quả tối ưu.
Trong mỗi chủ đề, giáo viên có thể lựa chọn một số tiêu chí đánh giá năng lực
sáng tạo của học sinh sao cho phù hợp với thực tiễn của chủ đề STEM, phù hợp với
bối cảnh thực tế và năng lực của từng học sinh.
1.3.5. Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh khi
dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Năng lực học sinh thường chỉ được xác định ở một số thời điểm trong những
hoạt động dạy học nhất định. Bên cạnh đó, dạy học theo định hướng giáo dục STEM
thường đòi hỏi quỹ thời gian khá dài, giáo viên khó có thể đánh giá một cách chính

10


xác năng lực của học sinh. Do đó, để đánh giá một cách chính xác và cụ thể hơn năng
lực sáng tạo của học sinh, tôi tiến hành thu thập dữ liệu và đánh giá qua một số công
cụ cần thiết như:
+ Hồ sơ học tập (sổ tay cá nhân, sổ tay hoạt động nhóm, các bài báo cáo): Sổ
tay được thiết kế để học sinh ghi phân công nhiệm vụ trong nhóm, trình bày những
nội dung đã chuẩn bị và báo cáo, các kiến thức, kĩ năng đã lựa chọn và đề xuất
phương án giải quyết vấn đề mà cá nhân đề xuất và nhóm lựa chọn, trình bày các quy
trình thực nghiệm của nhóm, đồng thời trình bày những vật liệu, kĩ thuật mà nhóm đã
thực hiện và đề xuất các phương án cải tiến. Thông qua hồ sơ học tập, giáo viên dễ
dàng đánh giá được các mức độ tốt, khá, trung bình, yếu theo các tiêu chí đã đề ra.

+ Bảng trả lời câu hỏi định hướng: bao gồm các câu hỏi định hướng để học
sinh nghiên cứu các kiến thức nền và các câu hỏi định hướng thực hiện sản phẩm,
thông qua các câu hỏi định hướng, học sinh có thể xác định được các kiến thức và kĩ
năng trọng tâm, cần thiết cho chủ đề, từ đó, học sinh đề xuất được phương án tối ưu.
+ Bảng quan sát của giáo viên (sổ tay, hình ảnh, video): Là dụng cụ giúp giáo
viên có thể ghi lại những quan sát của mình trong hoạt động dạy học, từ đó có thể
đánh giá được các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh.
2. Cơ sở thực tiễn
2.1. Những thuận lợi và khó khăn khi triển khai dạy học STEM ở trường
THPT
2.1.1. Thuận lợi
- Đảng, Nhà nước, ngành đã có chủ trương, chỉ thị, thơng tư về đẩy mạnh giáo
dục STEM trong nhà trường phổ thông, tạo điều kiện pháp lý để các trường triển khai
dạy học theo định hướng STEM.
- Đội ngũ giáo viên có trình độ đạt chuẩn trở lên, đa số giáo viên có năng lực
chun mơn, mỗi trường đều có đội ngũ giáo viên cốt cán có trình độ cao, ham học
hỏi, tìm tịi cái mới, tích cực đổi mới phương pháp dạy học.
- STEM là phương pháp dạy - học gắn kiến thức khoa học với thực tiễn, học
sinh ham thích thực hành, thí nghiệm, chế tạo sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống…
nên dạy học STEM gây tò mò, hứng thú cho học sinh trong học tập.
- Dạy học STEM tạo ra cách học sáng tạo, tâm lý thoải mái cho học sinh, quan
hệ thầy – trò cũng gần gũi, thân thiện hơn.
- Dạy học STEM được các nhà khoa học, các giáo sư, tiến sĩ trình bày ở nhiều
bài viết trên mạng internet, việc tổ chức ngày hội STEM, tập huấn của các sở, các
trường ít nhiều giúp giáo viên hiểu về STEM.
2.1.2. Khó khăn
- Dạy học STEM cần phải có nhiều thời gian trong khi học sinh vẫn phải tập
trung học đảm bảo chương trình chính thống, học thêm phục vụ thi cử, đánh giá cuối
năm học.

11


- Dạy học STEM kết hợp lý thuyết với thực hành, làm ra sản phẩm, việc thi cử
hiện nay theo đề thi trắc nghiệm lý thuyết là chủ yếu nên chưa khuyến khích được
giáo viên và học sinh.
- Giáo viên, phụ huynh chưa hiểu thấu đáo về STEM, cho rằng STEM chỉ là
lắp ráp, điều khiển robot tự động, không gắn với các mơn học chính thống của học
sinh nên chưa quan tâm đến phương pháp mới.
- Giáo viên chưa được tập huấn nhiều về giáo dục STEM, việc soạn bài và dạy
học trên lớp theo định hướng STEM còn gặp nhiều vướng mắc.
- Dạy học STEM đòi hỏi tài chính, thời gian, cơng sức, chất xám lớn, trong khi
cơ sở vật chất và thiết bị dạy học ở các trường hiện nay cịn khó khăn.
2.2. Thực trạng dạy học STEM ở trường THPT những năm gần đây
Tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ ký Chỉ thị số 16 yêu cầu Bộ Giáo
dục và Đào tạo triển khai giáo dục về Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học
(STEM) trong chương trình giáo dục phổ thơng, tổ chức thí điểm tại một số trường
phổ thơng ngay từ năm học 2017 – 2018.
Từ năm 2017 trở đi, được sự quan tâm của Đảng, Chính phủ, ngành và các tập
đồn, doanh nghiệp, các trường, trong đó có Đại học VinUni đã triển khai dự án
“chương trình STEM” cho giáo viên THPT góp phần thúc đẩy phong trào dạy học
STEM ở trường phổ thông.
Trong những năm qua, dạy học STEM thực tế chỉ mới được thực hiện ở một
số trường đại học tốp đầu trong nước và một số trường phổ thông chuyên, một số
trường tiểu học và THCS tiếp cận STEM chủ yếu thơng qua hình thức câu lạc bộ. Ở
các trường phổ thông đại trà, giáo dục STEM mới chỉ được nhà trường thử nghiệm
qua một số chuyên đề dạy học trên lớp hoặc thành lập các câu lạc bộ.
Tại Nghệ An ngày 23/11/2020 Sở Giáo dục và Đào tạo Nghệ An tổ chức hội
thảo khoa học “Giáo dục STEM và triển khai chương trình giáo dục STEM trong các
trường phổ thông”. Đây là diễn đàn để các chuyên gia, cán bộ quản lí giáo dục, giáo

viên, nhà đầu tư và các bên liên quan cùng trao đổi, thảo luận về việc triển khai
chương trình giáo dục STEM trong bối cảnh hiện nay.
Tại trường THPT Hà Huy Tập, thành phố Vinh, Tỉnh Nghệ An, từ năm 2015 –
2016, nhà trường đã đẩy mạnh việc triển khai dạy học liên môn; từ năm 2017 – 2018,
nhà trường bắt đầu triển khai dạy học STEM ở một số môn tự nhiên như Tốn, Lý,
Hóa, nhất là Tin học; năm học 2018 – 2019 nhà trường có kế hoạch thành lập câu lạc
bộ STEM; đầu năm học 2019 – 2020, câu lạc bộ STEM Robotics Trường THPT Hà
Huy Tập chính thức thành lập và hoạt động.
Việc triển khai dạy học STEM đạt được một số kết quả, học sinh được tiếp cận
bài học một cách trực quan sinh động, được khám phá, làm ra sản phẩm nên hứng
thú, say mê học tập, nhất là chương trình robot giáo dục thu hút sự quan tâm của học
sinh và phụ huynh.

12


Chương hai
TỔ CHỨC DẠY - HỌC TRÊN LỚP VÀ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở MÔN TIN HỌC
NHẰM PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THPT
1. Một số giải pháp
1.1. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học mơn Tin học
1.1.1. Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học mơn Tin
học
- Tiêu chí
+ Kiến thức trong chủ đề STEM phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, phải
có mối quan hệ thống nhất với các liên môn như Tốn, Lý, Hóa, Cơng nghệ… Đây
chính là cơ sở lý thuyết để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn.
+ Chủ đề STEM ln phải hướng tới thực tiễn, có thể vận dụng lý thuyết, kĩ
năng lập trình… để sáng tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng, mang đến lợi ích thực sự

cho đời sống và sản xuất.
+ Phương pháp và kĩ thuật dạy học phải hợp lý với từng mục của chủ đề nhằm
hướng dẫn học sinh tích cực học tập qua đó rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo và kĩ
năng thực hành cho học sinh.
- Quy trình
+ Bước 1, lựa chọn và đặt tên chủ đề STEM: căn cứ vào nội dung kiến thức
trong chương trình Tin học của từng khối lớp, vào mối quan hệ giữa các bài học và
những vấn đề thực tiễn để lựa chọn, xây dựng những chủ đề STEM hợp lý. Có thể
xuất phát từ vấn đề thực tiễn, từ yêu cầu của cuộc sống để lựa chọn chủ đề hoặc
khuyến khích học sinh tìm hiểu một số vấn đề thực tiễn có thể giải quyết được sau
khi học xong lý thuyết trên lớp từ đó đặt tên cho chủ đề STEM.
+ Bước 2, xác định mục tiêu của chủ đề STEM gồm kiến thức, kĩ năng, thái độ
đạt được của học sinh qua chủ đề, xác định rõ định hướng phát triển năng lực STEM
trong các lĩnh vực Khoa học (S), Cơng Nghệ (T), Kĩ thuật (E), Tốn học (M). Học
sinh có thể vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực trên để xây dựng chủ đề STEM,
hoặc ít nhất là vận dụng hai lĩnh vực để giải quyết vấn đề.
+ Bước 3, xác định phương pháp và kĩ thuật dạy học có tính tích cực, sáng tạo
phù hợp từng chủ đề.
+ Bước 4, xây dựng bộ câu hỏi định hướng, xác định tính thực tiễn, giá trị ứng
dụng vào đời sống và sản xuất của chủ đề, xác định rõ sản phẩm cần chế tạo.
1.1.2. Xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học
Sản phẩm tạo ra trong quá trình học tập chủ đề STEM được sử dụng từ bộ
công cụ học tập Robot giáo dục KCBot sử dụng board mạch Arduino được sử dụng
phổ biến hiện nay và phần mềm lập trình Kidscode được phát triển dựa trên cơ sở

13


Scratch 2.0 giúp học sinh dễ dàng tiếp cận với việc học lập trình và sáng tạo cho
riêng mình các sản phẩm điện tử khác nhau.

1.1.2.1. Một số chủ đề STEM thực hiện trong giờ học chính khóa
Năm học 2019 – 2020, 2020 – 2021 nhóm Tin đã xây dựng trong phân phối
chương trình có 3 chủ đề dạy học theo định hướng STEM ở 3 khối lớp, giáo viên
hướng dẫn học sinh học tập vào giờ chính khóa trên lớp, miễn sao không vượt số tiết
quy định. Cụ thể:
Cấu trúc rẽ nhánh và đèn led cảm biến chuyển động
(lớp 10)
- Gia đình, cơ quan, doanh nghiệp,... đều có thể trang bị đèn có gắn cảm
biến chuyển động.
Mơ tả
- Đèn tự động sáng khi có người đi vào khu vực cảm ứng và tự động tắt
chủ đề
khi người ra khỏi khu vực cảm ứng thơng qua sóng hồng ngoại người
đó phát ra.
- Hoạt động tự động của đèn thay thế công tắc cơ thông thường, tiết
kiệm năng lượng, nâng cao chất lượng cuộc sống.
- Học sinh nắm kiến thức Tin học về khái niệm rẽ nhánh, cấu trúc rẽ
nhánh, câu lệnh rẽ nhánh…, biết vận dụng câu lệnh rẽ nhánh để lập
Mục tiêu trình. Kiến thức Vật lí về mạch điện, dòng điện một chiều, board mạch
điện tử, cấu tạo và cơ chế hoạt động, thông số kĩ thuật của đèn led, cảm
chủ đề
biến chuyển động,…
- Bồi dưỡng kĩ năng lập trình, kĩ năng hợp tác, trao đổi, óc tư duy sáng
tạo… cho học sinh.
- Khoa học (S):
+ Kiến thức Tin học về cấu trúc và câu lệnh rẽ nhánh.
+ Kiến thức Vật lí về mạch điện một chiều, board mạch điện tử, cấu tạo
Kiến thức và cơ chế hoạt động, thông số kĩ thuật của đèn led, cảm biến chuyển
STEM
động…

trong chủ - Công nghệ (T): Sử dụng phần mềm lập trình Kidscode.
- Kĩ thuật (E): Cách sử dụng các thiết bị cơ điện, quy trình lắp ráp và
đề
vận hành đèn cảm biến chuyển động.
- Tốn học (M): Tính tốn khoảng cách, đo điện trở,... phân tích và xử lí
số liệu.
- Để lắp ráp đèn led tự động sáng, tắt cần sử dụng những thiết bị nào?
- Cơ chế hoạt động của cảm biến chuyển động SR505.
Bộ câu - Sơ đồ kết nối các thiết bị điện trở, đèn led, cảm biến chuyển động với
hỏi định mạch điều khiển.
hướng
- Sơ đồ thuật toán thể hiện hoạt động của đèn led bằng cảm biến chuyển
hoạt động động.
- Cấu trúc và câu lệnh lập trình để điều khiển thiết bị hoạt động theo sơ
đồ thuật toán.
Chủ đề 1

14


Cấu trúc lặp và hệ thống chuông báo tự động trong nhà trường
(lớp 11)
- Cách báo giờ học trong trường phổ thông thường là tiếng trống do con
người trực tiếp thực hiện, phụ thuộc vào ý thức, trách nhiệm của người
Mơ tả
trực.
chủ đề
- Một số rủi ro có thể xảy ra như đánh trống sai giờ, chậm giờ, nhiều
phòng học ở xa nghe không rõ…
- Việc lắp đặt hệ thống chuông báo giờ tự động trong nhà trường là yêu

cầu cần thiết.
- Học sinh nắm được khái niệm lặp, các dạng lặp, cấu trúc mô tả thao
tác lặp, câu lệnh lặp
- Học sinh hiểu kiến thức Vật Lí về điện, board mạch điện tử, cấu tạo cơ
Mục tiêu chế hoạt động và thơng số kĩ thuật của cịi để thiết kế và lắp ráp, cài đặt
chủ đề
chương trình chuông báo giờ tự động (giờ vào lớp, giờ ra chơi, giờ
chuyển tiết, giờ ra về).
- Bồi dưỡng kĩ năng lập trình, kĩ năng hợp tác, trao đổi, óc tư duy sáng
tạo, rèn luyện tính kiên trì, nghiêm túc, khơng bỏ cuộc.
- Khoa học (S): Kiến thức Tin học về câu lệnh lặp, kiến thức Vật Lí về
điện học, dịng điện một chiều, cấu tạo, cơ chế hoạt động, thông số kĩ
Kiến thức thuật của mạch điều khiển, cịi chíp,...
STEM
- Cơng nghệ (T): Sử dụng phần mềm lập trình Kidscode.
trong
- Kĩ thuật (E): Cách sử dụng các thiết bị cơ điện, thiết kế sơ đồ mạch
điện, lắp ráp và vận hành hệ thống chng báo giờ tự động.
chủ đề
- Tốn học (M): Tính tốn thời gian hoạt động của cịi chíp, số lần cịi
kêu lặp đi lặp lại,... phân tích và xử lí số liệu.
- Nêu cơ chế hoạt động của chng báo.
Bộ câu - Thiết kế hình dạng, kích thước của hệ thống chuông báo giúp hệ thống
hỏi định hoạt động ổn định.
- Các nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng trong hệ thống chuông báo.
hướng
- Thiết kế sơ đồ mạch điện hoạt động của hệ thống chuông báo.
hoạt động - Thiết kế sơ đồ thuật toán của hệ thống chng báo.
- Cấu trúc và câu lệnh lập trình để điều khiển hệ thống chuông báo.
Chủ đề 3

Thiết kế biểu mẫu cho bài tốn quản lí thư viện (lớp 12)
- Việc thiết kế các giao diện thuận tiện giao tiếp giữa người dùng và cơ
Mô tả
sở dữ liệu là một u cầu quan trọng trong các bài tốn quản lí.
chủ đề
- Học sinh được tiếp xúc với các bài toán quản lí ngay trong nhà trường
giúp các em có định hướng đúng đắn trong việc chọn nghề trong tương
lai.
- Học sinh tìm hiểu kiến thức về biểu mẫu từ đó vạch ra bản kế hoạch
Mục tiêu tạo giao diện giữa người dùng và CSDL, thiết kế biểu mẫu,... cho bài
toán quản lí thư viện.
chủ đề
- Bồi dưỡng tính tự học, kĩ năng hợp tác, trao đổi, hoạt động nhóm, tư
duy sáng tạo.
Chủ đề 2

15


- Khoa học (S): Kiến thức cơ bản về CSDL.
- Công nghệ (T): Sử dụng hệ QT CSDL Access; thiết kế giao diện...
- Kĩ thuật (E): Biết cách thiết kế các giao diện giữa người dùng và
CSDL…
- Toán học (M): Các thao tác phép toán sử dụng trong thiết kế biểu
mẫu, thực hiện phân tích và xử lí số liệu.
Bộ câu - Cách quản lí sách trong thư viện nhà trường.
hỏi định - Các hoạt động chính của thư viện
- Các đối tượng cần quản lí khi xây dựng CSDL quản lí sách
hướng
- Thiết kế các giao diện giao tiếp giữa người dùng và CSDL cho bài

hoạt động toán quản lí sách
Kiến thức
STEM
trong
chủ đề

1.1.2.2. Một số chủ đề STEM thực hiện trong câu lạc bộ STEM Robotics
Bên cạnh dạy học trên lớp, các chủ đề STEM thực hiện ngoài giờ lên lớp,
trong đó có hình thức câu lạc bộ đem lại hiệu quả cao vì quỹ thời gian nhiều hơn,
khơng gian rộng rãi hơn, khơng khí học tập thoải mái đem lại nhiều cảm hứng cho
học sinh. Sau đây là các chủ đề đã được xây dựng và hướng dẫn học sinh thực hiện
tại câu lạc bộ STEM Robotics trường THPT Hà Huy Tập.
Chủ đề 1

Xe thông minh tham gia giao thơng
- Trong thời đại cơng nghệ 4.0, có thể tạo ra xe tự hành di chuyển trên
đường tránh được vật cản, tránh tai nạn, sử dụng nhiên liệu an tồn cho
Mơ tả
mơi trường.
chủ đề
- Việc tạo ra robot xe tự hành thơng minh thỏa mãn tính tị mị, sáng tạo,
ham hiểu biết của học sinh, giúp học sinh lĩnh hội kiến thức lập trình
đơn giản, tính vận tốc, lực ma sát, chuyển động của động cơ...
- Củng cố kiến thức Tin đã học như thuật toán, cấu trúc rẽ nhánh, cấu
trúc lặp để xử lí các tình huống của xe thông minh như đi đúng đường,
tránh được vật cản…
- Nắm kiến thức Vật Lí về dịng điện một chiều, vận tốc, thời gian, lực
Mục tiêu ma sát, động cơ, kết nối mạch điện, điều khiển tự động, cịi chíp, đèn
chủ đề
led, cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại.

- Tính khoảng cách từ xe đến vật cản, vận tốc xe, giá trị trung bình của
mắt đọc dị đường...
- Rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, xử lí tình huống, phản biện và tư
duy sáng tạo, thái độ học tập nghiêm túc, tích cực.
- Khoa học (S): Kiến thức Tin lập trình cơ bản, kiến thức Vật Lí về động
lực học chất điểm, các lực trong cơ học, động cơ, dòng điện, mạch điện,
kết nối mạch điện, điều khiển tự động,…, kiến thức về cịi chíp, đèn led,
Kiến thức
cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại, … (bộ công cụ học tập
STEM
Kidscode).
trong chủ
- Cơng nghệ (T): Phần mềm lập trình Kidscode và điều khiển tự động.
đề
- Kĩ thuật (E): Cách sử dụng thiết bị cơ điện và thiết kế sơ đồ mạch điện,

16


lắp ráp và vận hành xe thông minh tham gia giao thơng.
- Tốn học (M): Tính tốn các lực cơ học, vận tốc, khoảng cách tới vật
cản, giá trị dò đường cho cảm biến hồng ngoại..., phân tích và xử lí số
liệu.
- Trước tình trạng khí thải ơ nhiễm, ùn tắc giao thông và tai nạn giao
thông hiện nay, em có ý tưởng gì góp phần khắc phục khó khăn trên?
- Em hiểu thế nào là xe thông minh?
Bộ câu - Muốn xe tự động xử lý khi gặp vật cản, cần sử dụng biện pháp gì?
hỏi định - Nêu nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của xe tự hành.
hướng
- Xe tự hành có thể thực hiện những tình huống cụ thể nào khi di

hoạt động chuyển?
- Sơ đồ thuật tốn hoạt động xe thơng minh tham gia giao thơng.
- Cấu trúc lập trình và câu lệnh được sử dụng để lập trình điều khiển xe
thơng minh trong phần mềm lập trình Kidscode.
Chủ đề 2
Quạt điện mini sáng tạo
- Trong những buổi sinh hoạt tập trung dưới sân trường, tham quan học
tập khi thời tiết nóng bức, khi đi tàu xe nếu có quạt mini tự động cầm
tay hết sức tiện lợi.
Mô tả
- Trên thị trường hiện nay có nhiều loại quạt sạc mini cầm tay hay để
chủ đề
bàn thuận lợi cho học sinh quạt mát khi đi học, đi chơi.
- Với những kiến thức Tin học, Vật lý, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn, học
sinh có thể sáng chế quạt mini tự động bằng vật liệu tái chế với kích
thước nhỏ gọn theo mẫu mã riêng.
- Học sinh vận dụng kiến thức lập trình cơ bản về cấu trúc rẽ nhánh, cấu
trúc lặp…
- Nắm kiến thức Vật Lí về mạch điện một chiều, chuyển hóa năng lượng
Mục tiêu điện năng thành cơ năng, sự cân bằng của vật... để thiết kế và lắp ráp
chủ đề
quạt điện mini.
- Hình thành và phát triển năng lực tư duy phản biện, làm việc nhóm,
giải quyết vấn đề, giao tiếp và hợp tác, năng lực sáng tạo, khả năng áp
dụng thực tế, thái độ học tập nghiêm túc, kiên trì.
- Khoa học (S): Kiến thức Tin lập trình cơ bản về cấu trúc rẽ nhánh, cấu
trúc lặp…, kiến thức Vật Lí về mạch điện một chiều, chuyển hóa năng
lượng điện năng thành cơ năng, cân bằng của vật…
Kiến thức
- Công nghệ (T): Sử dụng động cơ điện 1 chiều, cánh quạt, phần mềm

STEM
lập trình Kidscode và điều khiển tự động.
trong
- Kĩ thuật (E): Bản vẽ và quy trình lắp ráp quạt điện mini, động cơ điện,
chủ đề
thiết kế cánh quạt...
- Toán học (M): đo đạc kích thước cánh quạt, chiều cao, tính tốn kích
thước các bộ phận đảm bảo sự cân đối khi quạt vận hành...
Bộ câu - Nhu cầu cần thiết khi hoạt động ngoài trời nắng của học sinh.
hỏi định - Nêu các thiết bị cần thiết để lắp ráp quạt điện mini.
hướng
- Hãy thiết kế bản vẽ mạch điều khiển quạt điệt mini.

17


hoạt động - Cánh quạt mini thiết kế như thế nào để tạo nhiều gió nhất.
- Cấu trúc lập trình và câu lệnh để lập trình hoạt động quạt mini trong
phần mềm lập trình Kidscode.
- Vận hành, thử nghiệm, thay đổi thiết kế quạt điện mini.
Chủ đề 3
Hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu nước sinh hoạt
- Vấn đề ô nhiễm môi trường đã và đang ảnh hưởng trực tiếp tới đời
sống, sức khỏe người dân tại nhiều địa phương trên cả nước, trong đó có
ơ nhiễm mơi trường nước.
- Việc thu thập mẫu nước sinh hoạt để kịp thời xử lý tình trạng ơ nhiễm
nguồn nước là u cầu thực tế hiện nay.
Mô tả
- Thiết kế hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu nước sinh hoạt góp phần
chủ đề

giải quyết yêu cầu trên, giúp học sinh hiểu về cảm biến TDS dùng đo chỉ
số chất lượng nước và phương thức thu thập dữ liệu, sử dụng kết nối
IoT.
- Chủ đề hướng đến việc phát triển năng lực khoa học, năng lực sáng
tạo, tư duy phản biện, hoạt động nhóm, đồng thời thơng qua đó, học sinh
sẽ có thể sử dụng các cảm biến khác để tự thiết lập các dự án nghiên cứu
về môi trường.
- Học sinh nắm vững kiến thức Tin lập trình cơ bản.
- Nắm kiến thức Vật lí về độ dẫn điện của nước và ảnh hưởng của các
chất hòa tan lên độ dẫn điện của nước, cấu tạo cơ chế hoạt động của cảm
Mục tiêu biến TDS…
chủ đề
- Hiểu được các chất điện li trong nước trong mơn Hóa học.
- Rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, xử lý tình huống, phản biện và tư
duy sáng tạo, rèn luyện thái độ học tập tích cực, nghiêm túc, khám phá
cái mới.
- Khoa học (S): Kiến thức Tin lập trình cơ bản; kiến thức Vật lí về độ
dẫn điện của nước và ảnh hưởng của các chất hòa tan lên độ dẫn điện
của nước, cấu tạo, cơ chế hoạt động của cảm biến TDS; kiến thức Hóa
học về các chất điện li trong nước.
Kiến thức - Cơng nghệ (T): Sử dụng phần mềm lập trình Kidscode và điều khiển tự
STEM
động, quy trình đo chỉ số TDS sử dụng cảm biến TDS, ứng dụng kết nối
trong chủ IoT lên Thingspeak.
đề
- Kĩ thuật (E): Cách thức bố trí, sử dụng thiết bị cảm biến TDS, thiết kế
sơ đồ mạch điện, lắp ráp và vận hành hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu
nước sinh hoạt, gửi dữ liệu lên Thingspeak qua kết nối IoT.
- Toán học (M): Thu thập các dữ liệu thu thập được từ các nguồn nước
khác nhau,... phân tích và xử lí số liệu.

- Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường đang ảnh hưởng đến cuộc sống
chúng ta như thế nào?
- Làm thế nào để phát hiện, tính tốn mức độ ơ nhiễm của khơng khí,
Bộ câu nguồn nước?
hỏi định - Nêu các thiết bị sử dụng để thiết kế sản phẩm.

18


hướng
- Tìm hiểu cấu tạo, cơ chế hoạt động, thơng số kĩ thuật, công dụng của
hoạt động cảm biến TDS.
- Sơ đồ kết nối mạch điện của hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu nước
sinh hoạt.
- Sơ đồ thuật toán hoạt động của hệ thống cảm biến thu thập dữ liệu
nước sinh hoạt.
- Quy trình kết nối IoT đưa dữ liệu thu thập được của nguồn nước lên
Thingspeak.
- Cấu trúc và câu lệnh lập trình được sử dụng. Phần mềm lập trình
Kidscode.
- So sánh dữ liệu thu thập được từ các nguồn nước khác nhau.
1.2. Tổ chức dạy học trên lớp theo phương thức giáo dục STEM
1.2.1. Định hướng thiết kế giáo án
- Mô tả chủ đề bài học
- Kiến thức STEM trong chủ đề
- Mục tiêu chủ đề: Đảm bảo chuẩn kiến thức và kĩ năng theo chương trình hiện
hành trên quan điểm phát triển năng lực học sinh.
- Chuẩn bị của giáo viên và học sinh:
+ Giáo viên chuẩn bị sách giáo khoa, bài tập, máy tính, máy chiếu, bảng phụ,
thiết bị, đồ dùng dạy học phù hợp, chuẩn bị bộ câu hỏi và bài tập định hướng, cấu

trúc sản phẩm cần làm.
+ Học sinh vệ sinh và sắp xếp bàn ghế trong phòng học hợp lý, hoàn thành
nhiệm vụ được giáo viên giao từ trước như thiết kế, lắp ráp sản phẩm, chuẩn bị báo
cáo, cử người thuyết trình, vận hành sản phẩm.
- Tổ chức các hoạt động dạy học trên lớp qua 5 hoạt động:
+ Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Nhiệm vụ: Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề,
học sinh phải hồn thành một sản phẩm có tiêu chí cụ thể cụ thể với điều kiện sử
dụng kiến thức mới trong bài để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu
sản phẩm. Tiêu chí của sản phẩm rất quan trọng, đó chính là "tính mới" buộc học
sinh phải nắm vững kiến thức mới có thể thực hiện được.
Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu.
Nội dung: Tìm hiểu và đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ.
Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hồn thành nội dung
(bài ghi chép thơng tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về
hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).
Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện,
cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua
thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm,
cách thức); phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ).

19


+ Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Nhiệm vụ: Học sinh cần thể hiện thái độ học tập tích cực, tự lực dưới sự hướng
dẫn của giáo viên. Học sinh tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để đề xuất, thiết kế sản
phẩm. Khi học sinh hoàn thành bản thiết kế đồng thời học sinh cũng đã nắm được
kiến thức mới theo chương trình mơn học tương ứng.
Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp.

Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận,
hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế.
Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hồn thành nội dung
(Xác định và ghi được thơng tin, dữ liệu, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế).
Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ u cầu
đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thơng tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức
mới); học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm);
báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ HS đề xuất
giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
+ Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Nhiệm vụ: Học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế
kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có). Dưới sự trao
đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước
khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.
Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế.
Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn
thiện.
Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa
chọn/hoàn thiện.
Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu HS trình
bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); học sinh báo cáo, thảo luận; giáo
viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử
nghiệm.
+ Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Nhiệm vụ: Học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau
bước 3, trong quá trình chế tạo phải đồng thời tiến hành thử nghiệm và đánh giá.
Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo
đảm mẫu chế tạo là khả thi.
Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.
Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm, chế tạo mẫu theo thiết kế, thử

nghiệm và điều chỉnh.
Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mơ hình/đồ vật… đã
chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.
Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị

20