THIET KE VA TO CHUC CHU DE GIAO DUC STEM CHO HS THCS VA THPT

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.95 MB, 16 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1></div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC

CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM

cho học sinh trung học cơ sở
và trung học phổ thông
Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên)

Phùng Việt Hải – Nguyễn Quang Linh – Hoàng Phước Muội
- Chỉ đạo tổ chức biên soạn giáo trình:

Hiệu trưởng Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh
- Quyết định thành lập Hội đồng thẩm định giáo trình:

Số 2420/QĐ-ĐHSP ngày 18 tháng 10 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Đại học Sư Phạm TP
Hồ Chí Minh

- Quyết định phê duyệt sử dụng và xuất bản giáo trình: Số 2642/QĐ-ĐHSP ngày 27 tháng 10
năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG
TRUNG HỌC CƠ SỞ VÀ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG11

1.1. Lý thuyết về giáo dục STEM trong trường trung học cơ sở và trung học phổ

thông...11

1.1.1. Thuật ngữ STEM...11

1.1.2. Giáo dục STEM...12

1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM...13

1.1.4. Phân loại STEM...14

1.1.5. Chủ đề giáo dục STEM...15

1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua giáo dục STEM 16
1.2.1. Khái niệm sáng tạo...16

1.2.2. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM 17
1.2.3. Biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề
STEM...18

1.2.4. Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM
...20

1.3. Phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh thông qua giáo dục STEM 22
 1.3.1. Khái niệm kỹ thuật...22

1.3.2. Phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM 22
1.3.3. Biểu hiện của tư duy kỹ thuật trong hoạt động nhận thức của học sinh trong
dạy học STEM...24

1.3.4. Biện pháp phát triển tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM
...24

1.3.5. Tiêu chí đánh giá tư duy kỹ thuật của học sinh trong dạy học STEM 25
1.4. Phát triển năng lực hướng nghiệp của học sinh thông qua giáo dục STEM
...26

1.4.1. Lý thuyết về hướng nghiệp...26

1.4.2. Năng lực hướng nghiệp của học sinh...34

1.5. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM...34
Bản quyền tác phẩm thuộc quyền sở hữu
của Nhà xuất bản Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

CHƯƠNG 2: VẬN DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN VÀ DẠY HỌC MỞ MANG TÍNH
THIẾT KẾ ĐỂ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM. 36

2.1. Dạy học dự án chủ đề STEM hướng nghiệp...36

2.1.1. Khái niệm dạy học dự án...36

2.1.2. Đặc trưng của dạy học dự án...36

2.1.3. Tầm quan trọng của dạy học dự án đối với học sinh...37

2.1.4. Tiến trình dạy học dự án chủ đề STEM hướng nghiệp cho học sinh phổ thông 39
2.2. Dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo
...43

2.2.1. Khái niệm dạy học mở mang tính thiết kế...43

2.2.2. Đặc trưng của dạy học mở mang tính thiết kế....43

2.2.3. Tiến trình dạy học mở mang tính thiết kế chủ đề STEM phát triển năng lực sáng tạo
...44

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG
TRUNG HỌC CƠ SỞ VÀ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG46
3.1. Xây dựng chủ đề STEM theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học
sinh...46

3.1.1. Chủ đề STEM máy lọc nước biển thành nước ngọt sáng tạo 46
3.1.2. Chủ đề STEM bếp năng lượng Mặt trời sáng tạo....48

3.1.3. Chủ đề STEM máy lạnh mini di động sáng tạo....51

3.1.4. Chủ đề STEM thợ lặn trong chai nhựa sáng tạo...53

3.1.5. Chủ đề STEM máy bắt muỗi sáng tạo...55

3.1.6. Chủ đề STEM đèn pin sáng tạo...57

3.1.7. Chủ đề STEM phòng chống tác hại của thuốc lá theo cách sáng tạo 59
3.1.8. Chủ đề STEM xe bong bóng chuyển động sáng tạo....62

3.1.9. Chủ đề STEM thiết bị bay sáng tạo...64

3.1.10. Chủ đề STEM xe đồ chơi sáng tạo...67

3.1.11. Chủ đề STEM thuyền đồ chơi sáng tạo...71

3.1.12. Chủ đề STEM lồng đèn sáng tạo...75

3.1.13. Chủ đề STEM pin điện hóa sáng tạo...78

3.1.14. Chủ đề STEM máy đánh trứng sáng tạo...80

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

3.2. Xây dựng chủ đề STEM theo hướng phát triển năng lực hướng nghiệp của
học sinh...85

3.2.1. Xây dựng chủ đề STEM ngành kỹ thuật xây dựng dân dụng và công nghiệp
...85

3.2.2. Xây dựng chủ đề STEM ngành kỹ thuật giao thông...88
3.2.3. Xây dựng chủ đề STEM ngành kỹ thuật môi trường. .92
3.2.4. Xây dựng chủ đề STEM ngành năng lượng...95

3.2.5. Xây dựng chủ đề STEM liên ngành kỹ thuật cơ khí giao thơng và điện - điện
tử...99

CHƯƠNG 4: THỰC HÀNH TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC
STEM TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ VÀ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
...102

4.1. Thực hành tổ chức dạy học chủ đề STEM theo hướng phát triển năng lực
sáng tạo của học sinh...102

4.1.1. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM xe đồ chơi
sáng tạo...102

4.1.2. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM thiết bị bay
sáng tạo...110

4.1.3. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM thuyền đồ chơi sáng tạo 116
4.1.4. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM lồng đèn

sáng tạo...120

4.1.5. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM phòng chống tác hại của thuốc lá theo cách
sáng tạo...124

4.1.6. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM pin điện hóa
sáng tạo...129

4.1.7. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM máy đánh trứng sáng tạo 134
4.1.8. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM đèn pin led
sáng tạo...137

4.1.9. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM máy bắt muỗi sáng tạo 139

4.1.10. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM quạt tản nhiệt smartphone sáng tạo 142
4.1.11. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM máy lọc nước biển thành nước ngọt sáng
tạo...145

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

4.1.13. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM máy lạnh mini di động sáng tạo 151
4.1.14. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM thợ lặn trong chai nhựa 154

4.1.15. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM xe chuyển động nhờ bong bóng sáng tạo
157

4.2. Thực hành tổ chức dạy học chủ đề STEM ngành kỹ thuật xây dựng dân dụng

và công nghiệp...161

4.2.1. Chủ đề STEM chống sét cho ngôi nhà ...161

4.2.2. Chủ đề STEM nhà chống bão...164

4.2.3. Chủ đề STEM báo cháy cho ngôi nhà...167

4.2.4. Chủ đề STEM báo trộm cho ngôi nhà...170

4.2.5. Chủ đề STEM nhà chống lũ...173

4.3. Thực hành tổ chức dạy học chủ đề STEM ngành kỹ thuật môi trường 176
4.3.1. Chủ đề STEM ô nhiễm tiếng ồn do phương tiện GTVT 176
4.3.2. Chủ đề STEM ô nhiễm nguồn nước do phương tiện GTVT 179
4.3.3. Chủ đề STEM ô nhiễm bụi do phương tiện
GTVT...183

4.3.4. Chủ đề STEM ơ nhiễm khơng khí do phương tiện GTVT 186
4.4. Thực hành tổ chức dạy học chủ đề STEM ngành năng lượng 190
4.4.1. Chủ đề STEM tìm kiếm các nguồn năng lượng
xanh...190

4.4.2. Chủ đề STEM sản xuất điện năng...190

4.4.3. Chủ đề STEM nâng cao hiệu suất sử dụng
nhiên liệu...191

4.4.4. Chủ đề STEM sản xuất năng lượng sinh học – Biogas 192
4.4.5. Chủ đề STEM phân bố các ngành công nghiệp năng lượng ở nước ta 192
4.5. Tổ chức dạy học chủ đề STEM liên ngành kỹ thuật cơ khí giao thơng và điện
- điện tử...193

4.5.1. Chủ đề STEM thiết kế phanh điện từ...193

4.5.2. Chủ đề STEM thiết kế máy dò kim loại...194

4.5.3. Chủ đề STEM sản xuất điện gió thắp sáng trong đường hầm 195

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

4.6. Giới thiệu một số thiết bị và dụng cụ thường sử dụng để
gia công, chế tạo sản phẩm...197

4.6.1. Thiết bị, dụng cụ được sử dụng trong q trình gia cơng, chế tạo sản phẩm
...197

4.6.2. Một số thiết bị, dụng cụ nhà sản xuất chế tạo lắp ráp tương thích với nhau
...198

4.6.3. Một số mạch điện đơn giản...199

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

LỜI GIỚI THIỆU

Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng chính phủ ngày 04 tháng 5 năm 2017 đã đưa ra
giải pháp về mặt giáo dục [9]: “…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, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ
thơng”. Và đưa ra nhiệm vụ [9]: “...Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ
thuật và tốn học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thơng; tổ chức thí điểm tại một
số trường phổ thông ngay từ năm học 2017-2018”.

Nhiều năm qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai nhiều hoạt động giáo dục để
hướng đến đổi mới chương trình giáo dục phổ thông. Học sinh được tổ chức vận dụng
kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết các tình huống thực tiễn, tăng cường

khả năng vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu, thúc đẩy sự tham gia của
gia đình, cộng đồng vào công tác giáo dục.

Cuốn sách này sẽ giúp giáo viên giải quyết một số vấn đề:

 STEM là gì, mục tiêu của giáo dục STEM, tiêu chí của một chủ đề STEM
 Dùng phương pháp dạy học nào để tổ chức chủ đề STEM

 Cách xây dựng chủ đề STEM cho học sinh

 Hướng dẫn tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh

Mong muốn của cuốn tài liệu là nhằm hỗ trợ giáo viên tổ chức các chủ đề giáo dục
STEM cho học sinh ở mức độ cơ bản, phù hợp với các đối tượng học sinh khác nhau,
trong các bối cảnh địa phương khác nhau như: thành phố lớn, vùng nông thôn, đồng
bằng, miền núi, miền biển...

Tất cả các chủ đề trình bày trong sách đều được các tác giả tổ chức thực nghiệm tại
trường học và thành công. Tập thể tác giả đã cố gắng rất nhiều nhưng không thể tránh
khỏi các thiếu sót. Mọi ý kiến đóng góp vui lịng gửi về địa chỉ Email:

Xin trân trọng cảm ơn !

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM

TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ

VÀ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1. Lý thuyết về giáo dục STEM trong trường trung học cơ sở và trung học phổ
thông

1.1.1. Thuật ngữ STEM

STEM là cách viết lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science,
Technology, Engineering, Maths.

Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học
trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết
các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công
nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào,
ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách cơng nghệ đang
phát triển thơng qua q trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều
môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp
cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Tốn học trong q
trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.

Maths (Tốn học): là mơn học nhằm phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện
luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính tốn, giải thích, các giải
pháp giải quyết các vấn đề tốn học trong các tình huống đặt ra.

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục

và ngữ cảnh nghề nghiệp [8].

 Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối
với các mơn Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học. Quan tâm đến việc tích hợp các
mơn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thể
được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà
trường STEM, mơn học STEM, bài học STEM, hoạt động STEM.

 Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh
vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học.

1.1.2. Giáo dục STEM

Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM như sau [8]:

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là
một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ
thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Đây là nghĩa rộng khi
nói về giáo dục STEM.

b. Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học

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, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học vào trong
những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các
doanh nghiệp.

c. Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học trở lên.

Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa
hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều
môn học khác trong nhà trường.

1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM

 Phát triển các năng lực đặc thù của các mơn học thuộc về STEM cho học sinh

Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các mơn học Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ
thuật và Tốn học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải
quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng, quản lý và truy cập Cơng nghệ. Học
sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.

 Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh

Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong
nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỷ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực
Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn học, học sinh sẽ được phát triển tư duy phê phán,
khả năng hợp tác để thành công.

 Định hướng nghề nghiệp cho HS

Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho
việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học
sinh. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là
lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.

Hình 1.1. Mục tiêu giáo dục STEM

Phát triển năng lực 
cốt lõi
Phát triển năng lực

đặc trù STEM

Định hướng 
nghề nghiệp

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Tăng cường trang bị cho học sinh phổ thông những kĩ năng về STEM, tăng cường số
lượng học sinh sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM

Q trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong học sinh nhưng phải cần thời gian
và học sinh cần được nhúng trong môi trường và khơng gian đặc thù để kích thích sự
sáng tạo. Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành để tạo ra
sự kết hợp hài hịa giữa các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm
mang đến cho học sinh những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa.

1.1.4. Phân loại STEM

(1) Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyếtvấn đề

 STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức của
cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

 STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học khơng phải vận dụng kiến thức cả
bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

(2) Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đềSTEM

 STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm
vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Tốn học trong chương trình giáo dục
phổ thơng. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM bám sát
nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí

nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thơng.

 STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngồi chương trình và
sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và nghiên cứu. Sản phẩm
STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.

(3) Dựa vào mục đích dạy học

 STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức
của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một phần). HS sẽ
vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.

 STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS đã được
học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tế. Kiến
thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.

1.1.5. Chủ đề giáo dục STEM

Tiêu chí
chủ đề
STEM

Giải quyết
vấn đề
thực tiễn
Kiến thức

thuộc lĩnh vực
STEM

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

 Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy
học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề
mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó ln hướng đến giải quyết các vấn đề các
tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như
toàn cầu.

 Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực

STEM để giải quyết

Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát
triển được những năng lực chun mơn liên quan.

 Chủ đề STEM định hướng thực hành

Định hướng hành động là một tiêu chí của quan điểm STEM nhằm hình thành và
phát triển năng lực kết hợp lý thuyết và thực hành cho học sinh. Điều này sẽ giúp học
sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bằng
cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ được hiểu sâu
về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế.

 Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh

Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm
việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức
hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kỹ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên
cạnh đó khi làm việc theo nhóm HS sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu
giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp.

1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh thông qua giáo dục STEM

1.2.1. Khái niệm sáng tạo

Sáng tạo được hiểu là một quá trình hoạt động của con người trong việc phát hiện ra
vấn đề và tìm ra cách thức để giải quyết được vấn đề đó đạt hiệu quả. Kết quả của nó là
một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính mới, có ý nghĩa xã hội, có giá trị. Nội hàm
khái niệm sáng tạo được sơ đồ hóa như hình 1.3.

Hình 1.2. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM [8]

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Hình 1.3. Sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo trong hoạt động 
nhận thức của học sinh [6]

1.2.2. Biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM

Căn cứ sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo, đặc điểm tâm lý nhận thức của học sinh phổ
thơng, các tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM, có thể chỉ ra một số biểu hiện sáng tạo trong
hoạt động nhận thức của học sinh như sau [6]:

(a) Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống quen liên quan
đến ngành nghề kỹ thuật.

Chẳng hạn, sự rung lắc xe buýt là hiện tượng quen biết và thường xuyên xảy ra, học
sinh phát hiện ra rằng có thể tận dụng sự rung lắc đó để sản xuất điện nhằm phục vụ nhu
cầu hành khách tham gia giao thông bằng phương tiện xe buýt, càng tạo sự tiện nghi cho
hành khách bao nhiêu thì càng kích thích nhu cầu của hành khách bấy nhiêu.

(b) Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận, lật

đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các học sinh khác, với giáo viên, với chuyên
gia,..Từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải pháp kỹ
thuật đã có.

(d) Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận
dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, hoàn cảnh mới.

Chẳng hạn, từ những kiến thức quen thuộc là điện trường, trọng lực mà học sinh đã
được học, chuyển sang nghiên cứu hạn chế ô nhiễm bụi trên các tuyến đường bằng
phương pháp lọc bụi tĩnh điện, phương pháp trọng lực và qn tính.

(e) Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật. Thực
chất là bao qt nhanh chóng, đơi khi tức khắc, các bộ phận kỹ thuật, các yếu tố bản chất
của đối tượng kỹ thuật trong mối tương quan giữa chúng.

(f) Đề xuất mơ hình giả thuyết, đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra giả
thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất có thể được trong những

PHÁT HIỆN VẤN 
ĐỀ, ĐỀ XUẤT 
GIẢI PHÁP VÀ

GIẢI QUYẾT 
HIỆU QUẢ

+

SÁN

G 
TẠO

SẢN PHẨM
- có tính mới
- có giá trị
- có ý nghĩa

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

điều kiện đã cho.

(g) Tự thiết kế sơ đồ nguyên lý, bản vẽ kỹ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng của đối
tượng kỹ thuật đang nghiên cứu.

1.2.3. Biện pháp phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề
STEM

Biện pháp 1: Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình vận dụng kiến
thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn liên quan đến ngành nghề kỹ thuật,
sáng tạo ra những sản phẩm mới hay công cụ mới có ích cho xã hội.

Chẳng hạn, khi học sinh học đến kiến thức dòng điện Foucault, hiểu được bản chất
của dịng điện cảm ứng bao giờ cũng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại
nguyên nhân sinh ra nó. Từ đó học sinh đề xuất chế tạo phanh từ trường để đảm bảo an
toàn trong giao thông.

Biện pháp 2: Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới

Kiến thức khoa học phổ thông là những kiến thức đã được loài người khẳng định
và chủ yếu được hình thành trên cơ sở của phương pháp thực nghiệm, quy trình của

phương pháp thực nghiệm chính là chu trình sáng tạo của nhà khoa học khi xây dựng
kiến thức. Việc tổ chức dạy học theo chu trình sáng tạo khơng những giúp học sinh hình
thành kiến thức mới mà còn lĩnh hội, trải nghiệm phương pháp để xây dựng một kiến
thức khoa học. Trên cơ sở đó, học sinh nhận biết được chỗ nào có thể suy luận dựa trên
những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra giả thuyết, giải pháp mới. Việc tập trung sức
lực vào chỗ mới đó giúp cho hoạt động sáng tạo có hiệu quả, rèn luyện cho tư duy
trực giác nhạy bén, phong phú.

Biện pháp 3: Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết

Dự đốn có vai trị rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học. Dự đoán
dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và kiến thức sâu sắc
về mỗi lĩnh vực. Các nhà khoa học nói rằng: việc xây dựng giả thuyết dựa trên sự
khái quát hoá những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính. Tuy nhiên,
sự khái quát hoá đó khơng phải là một phép qui nạp đơn giản, hình thức mà chứa
đựng một yếu tố mới, khơng có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở. Dự đoán khoa
học không phải là tuỳ tiện mà ln ln phải có một cơ sở nào đó, tuy chưa thật là
chắc chắn.

Biện pháp 4: Luyện tập đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

để xem hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí nghiệm khơng. Hệ
quả suy ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở cho dự đốn thì
mới có ý nghĩa. Số hệ quả phù hợp với thực tế càng nhiều thì dự đoán càng trở thành
chắc chắn, sát với chân lí hơn.

Bên cạnh đó, cần tổ chức hoạt động dạy học phù hợp nhằm tạo cơ hội để rèn luyện
các phẩm chất tạo tiền đề cho sự sáng tạo, cụ thể như: tính độc lập, sự tự tin, chấp nhận
rủi ro, nồng nhiệt, khơng gị bó, thích phiêu lưu, tò mò, hiếu kỳ, hài hước, biết nghi ngờ...

1.2.4. Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM

Dựa vào tiêu chí của chủ đề STEM và một số biểu hiện tính sáng tạo trong hoạt động
nhận thức của học sinh, chúng ta có thể cụ hóa tính sáng tạo của học sinh thơng qua các
tiêu chí. Đây là cơng cụ đánh giá của GV, đánh giá đồng đẳng, tự đánh giá của học sinh.

Bảng 1.1. Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh 
trong dạy học STEM [6]

Các tiêu chí Mức độ thể hiện

Rất rõ

ràng Rõ ràng

Khơng rõ

ràng Khơng có

(1) Tự tìm ra vấn đề mới, tính huống mới trong
thực tiễn ngành kỹ thuật và đề xuất phương án
giải quyết đúng, mang lại hiệu quả; tương ứng với
biểu hiện ST (a)

(2) Thiết kế được sơ đồ, bản vẽ thể hiện nguyên lý
cấu tạo và hoạt động, vận hành của hệ thống kỹ
thuật và chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả của nó
so với những cái đã biết; tương ứng với biểu hiện
ST (e), (g)

(3) Tìm ra giải pháp khảo sát, đo đạc mới, đảm
bảo tính hiệu quả nhưng dễ thực hiện, đảm bảo
tính chính xác; tương ứng với biểu hiện ST (b)
(4) 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; tương ứng với biểu hiện ST
(b), (c), (d)

(5) 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; tương ứng
với biểu hiện ST (d)

(6) Tiến hành thực hiện giải pháp, thi công, chế
tạo,..hệ thống kỹ thuật nhằm mang lại lợi ích và
có ý nghĩa xã hội; tương ứng với biểu hiện ST (c),
(d)

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

quan đến nghề nghiệp liên quan đến ngành kỹ
thuật; tương ứng với biểu hiện ST (d)

(8) Kết hợp các thao tác tư duy (so sánh, phân
tích, đánh giá) và các phương pháp phán đốn, mơ
hình giả thuyết, kiểm tra giả thuyết, từ đó đưa ra
kết luận chính xác cho vấn đề; tương ứng với biểu
hiện ST (g)

(9) Lập được nhiều phương án giải quyết cho một
vấn đề thực tiễn và mang lại kết quả tối ưu; tương
ứng với biểu hiện ST (b), (c).

* Ghi chú: Giáo viên và học sinh lựa chọn, thống nhất một số tiêu chí trong tổng số
09 tiêu chí ở bảng 1.1 để phù hợp với thực tiễn của chủ đề STEM mà học sinh thực hiện,
đồng thời phù hợp với bối cảnh địa phương, năng lực của từng đối tượng học sinh. Sau
khi thống nhất một số tiêu chí, giáo viên và học sinh thống nhất định lượng bằng điểm số
ở các mức độ thể hiện của tiêu chí.

</div>