SKKN Tổ chức cho học sinh trường trung học phổ thông dân tộc nội trú tham gia một số dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn Toán

Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1. Lí do chọn đề tài

“Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên môn trong học tập, ở đó những

khái niệm học thuật chính xác được kết hợp với bài học thực tiễn khi học sinh (HS)

áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học trong một bối cảnh cụ

thể để tạo nên sự kết nối giữa nhà trường, cộng đồng, việc làm và hoạt động kinh

doanh toàn cầu cho phép sự phát triển những hiểu biết tối thiểu về STEM và cùng với nó

là khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” (Tsupros, N.R. Kohler, & Hallinen,

J.(2009). STEM education) [2].

Ngày 4-5-2017, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg về tăng

cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, trong phần giải pháp có

nêu: “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 công 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

thông”. Trên phương hướng đó, giáo dục STEM là một trong những nội dung được

chú ý ở các cơ sở giáo dục hiện nay.

Thông qua giáo dục STEM, HS được vận dụng kiến thức, kĩ năng để giải

quyết vấn đề thực tiễn, HS tự làm chủ kiến thức, phát triển các phẩm chất năng lực.

Và như vậy giáo dục STEM hoàn toàn phù hợp với các mục tiêu của chương trình

giáo dục phổ thông mới. Trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, giáo

dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ

thuật và toán học vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, vận dụng kiến thức

liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn, phát triển năng lực và phẩm chất người học.

Đề tài này của chúng tôi hướng đến đối tượng HS trường trung học phổ thông

dân tộc nội trú (THPT DTNT) với những đặc thù riêng như đến từ các vùng khó

khăn, ít được tiếp cận công nghệ, các trường cũng có ít thuận lợi về cơ sở vật chất

(CSVC) để triển khai hoạt động giáo dục STEM. Qua đó, đề tài nhằm thay đổi nhận

thức về giáo dục STEM của một số cán bộ quản lý, giáo viên (GV) và phụ huynh HS

khi cho rằng giáo dục STEM chỉ có lập trình robot; muốn đưa giáo dục STEM vào

trường học thì nhà trường phải trang bị cơ sở vật chất, thiết bị rất tốn kém; GV phải

biết lập trình; giáo dục STEM không dạy được trong chương trình chính khóa; giáo

dục STEM chỉ thực hiện được đơn môn; một số GV đã tổ chức cho HS các chủ đề

theo giáo dục STEM mang tính “cầm tay chỉ việc” nên không đem lại hiêu quả cao

trong việc phát triển tính tích cực, tự lực, tự chủ đặc biệt là năng lực sáng tạo cho

HS… Thực tế, HS trường THPT DTNT đều sinh hoạt và học tập ngay tại trường nên

có rất nhiều thời gian cho việc hoạt động nhóm sau khoảng thời gian học tập trên

lớp. Mặt khác, các em lại rất siêng năng, chăm chỉ, thích tìm tòi, khám phá. Đây

chính là những điều kiện thuận lợi để có thể tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong

nhà trường.

1

Ngoài ra, các môn học Toán - Vật lí - Địa lí , đặc biệt là Vật lí và Địa lí có

những nội dung liên quan đến nhau do đó GV có thể thực hiện dạy học tích hợp ở

một số chủ đề. Bên cạnh đó, để triển khai các chủ đề theo giáo dục STEM có rất

nhiều phương pháp dạy học. Trong đó, dạy học theo dự án thông qua giáo dục

STEM là phương pháp mà ở đó các hoạt động có thể tiến hành linh hoạt ngoài giờ

lên lớp và vẫn đảm bảo các mục tiêu học tập nên được lựa chọn để triển khai cho HS.

Xuất phát từ những phân tích ở trên, chúng tôi chọn đề tài: “Tổ chức cho học

sinh trường trung học phổ thông dân tộc nội trú tham gia một số dự án theo giáo

dục STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí - Địa lí”. Đề tài bao gồm các nội dung

sau: Làm rõ nội hàm khái niệm giáo dục STEM; đề xuất quy trình hướng dẫn tổ

chức cho học sinh trường THPT DTNT tham gia một số dự án giáo dục STEM tích

hợp liên môn Toán – Vật lí - Địa lí.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Đối với giáo viên: Nâng cao năng lực tổ chức dạy học theo giáo dục STEM.

- Đối với học sinh: Phát huy tính tích cực, tự lực và phát triển năng lực sáng tạo.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: HS lớp 10 trường THPT DTNT số 2 Nghệ An.

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tổ chức hoạt động dạy học kiến thức đơn môn

và kiến thức liên môn Toán-Vật lí-Địa lí ở các trường THPT DTNT tỉnh Nghệ An.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức cho học sinh THPT DTNT tham

gia dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn.

- Điều tra thực trạng về tổ chức các hoạt động dạy học theo giáo dục STEM

trong trường THPT DTNT.

- Đề xuất quy trình, thiết kế, tổ chức cho học sinh THPT DTNT tham gia một

số dự án giáo dục STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí - Địa lí;

- Tổ chức thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài nghiên cứu.

5. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận:

Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học; lí luận và phương pháp dạy học (PPDH)

ở trường phổ thông; lí luận và PPDH liên quan đến vấn đề nghiên cứu.

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Khảo sát điều tra

+ Phỏng vấn trao đổi

+ Nghiên cứu sản phẩm

2

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Tổ chức dạy học thực nghiệm và thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng công cụ toán học thống kê xử lí các số liệu điều tra và kết quả thực nghiệm.

6. Thời gian nghiên cứu

- Từ tháng 6/2018 đến tháng 10/2018 hình thành ý tưởng

- Từ tháng 11/2018 đến tháng 2/2020 nghiên cứu và thử nghiệm.

- Từ tháng 2 /2020 đến tháng 3/2020 viết thành đề tài.

7. Những đóng góp mới của đề tài

- Làm rõ cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức cho học sinh THPT DTNT

tham gia dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn.

- Đề xuất quy trình tổ chức dạy học dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn.

- Xây dựng một số dự án STEM tích hợp liên môn toán-vật lí-địa lí theo hướng

phát triển năng lực sáng tạo và năng lực hướng nghiệp cho học sinh

8. Cấu trúc đề tài

Gồm 72 trang: Phần đặt vấn đề (03 trang); Phần nội dung (45 trang), bao

gồm 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu, 2. Cơ sở lí luận và thực tiển, 3. Kết quả

nghiên cứu; Phần kết luận và kiến nghị (02 trang); Tài liệu tham khảo (01

trang); 04 Phụ lục (22 trang).

3

Phần 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

2.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực được quan tâm từ những năm 90

của thế kỷ 20 và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế. Dạy học STEM

cũng gắn chặt với mục tiêu theo định hướng phát triển năng lực. Đối với STEM, trên

toàn thế giới, các nước đều đã và đang phát triển mạnh mẽ. Tại Mỹ đầu những năm

90, đã hình thành xu hướng giáo dục mới gọi là giáo dục STEM. Trong chương trình

giáo dục STEM, các môn học về khoa học công nghệ không giảng dạy độc lập mà

tích hợp lại với nhau thành một môn học thông qua phương pháp giảng dạy bằng dự

án, trải nghiệm, thực hành....Tại Pháp thì giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp

học. Trong giai đoạn chính của bậc tiểu học, học sinh được học về Toán học, Khoa

học tự nhiên và công nghệ. HS đã được tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên

cứu nhằm thúc đẩy sự quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ. Tại Anh,

giáo dục STEM đã được phát triển thành một chương trình quốc gia với mục tiêu tạo

ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Chương trình hành động của

Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm tuyển dụng giáo viên giảng dạy

STEM; bồi dưỡng nâng cao của giáo viên; cải tiến và làm phong phú chương trình

học trong và ngoài lớp học; phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy học.

2.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam

Trong những năm qua đã có nhiều văn bản chỉ đạo, hướng dẫn thực hiện đổi

mới giáo dục trong đó có liên quan đến giáo dục STEM được ban hành, cụ thể như:

Nghị quyết 29-BCHTW về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đào tạo; chỉ thị số

16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần

thứ tư và đề ra những giải pháp, nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam,

với chỉ thị trên, Việt Nam đã chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục

STEM trong chương trình GDPT, tạo điều kiện để liên kết các sáng kiến và hoạt

động giáo dục STEM đơn lẻ hiện nay.

Từ năm 2012, Bộ GD&ĐT hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận dụng kiến thức

liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung học”. Đặc biệt

cuộc thi “Khoa học kỹ thuật dành cho HS trung học” do Bộ GD&ĐT tổ chức dành

cho HS phổ thông đã trở tành điểm sáng tích cực trong giáo dục định hướng năng

lực. Các cuộc thi này là một ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực

HS, hình thành những kĩ năng học tập và lao động trong thế kỷ 21 và đây cũng chính

là mục tiêu của giáo dục STEM hướng tới. Năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ

Việt Nam và Liên minh STEM tổ chức ngày hội STEM lần đầu tiên, tiếp theo đó là

nhiều sự kiện tương tự trên toàn quốc đã diễn ra. Hàng ngàn lượt giáo viên và hàng

trăm ngàn lượt học sinh được tham gia các khóa học ngắn hạn hoặc dạy và học trong

4

các chương trình ngoại khóa/chính khóa. Một số tác giả đã biên soạn tài liệu về giáo

dục STEM như: “ Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh THCS và

THPT” của Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), “Giáo dục STEM trong nhà trường phổ

thông” của Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải (đồng chủ biên)…Ngoài ra, còn có

nhiều bài báo khoa học, các sáng kiến kinh nghiệm của giáo viên cũng đã đề cập tới

việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở các cấp học.

Trong Chương trình GDPT mới, vai trò của giáo dục STEM được chú trọng

và thể hiện ở những điểm như: Có đầy đủ các môn học STEM; cải thiện rõ rệt vị trí

của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ; yêu cầu dạy học tích hợp và đổi mới

phương pháp giáo dục của Chương trình GDPT mới, tạo điều kiện tổ chức các chủ

đề STEM trong chương trình môn học, góp phần phát triển năng lực vận dụng kiến

thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn cho học sinh; tính mở của Chương

trình GDPT mới cho phép một số nội dung giáo dục STEM có thể được xây dựng

thông qua nội dung giáo dục của địa phương, kế hoạch giáo dục của nhà trường và

những hoạt động giáo dục được xã hội hoá.

Như vây, từ những dẫn chứng ở trên có thể thấy rằng mô hình giáo dục STEM

đã được phổ biến ở nhiều địa phương trên cả nước, Trong đó, giáo dục STEM gắn

liền với việc tích hợp nhiều kiến thức môn học khác nhau (trong đó có các môn như

toán, vật lí, địa lí…), và việc tổ chức dạy học theo giáo dục STEM khá đa dạng bằng

nhiều phương pháp và hình thức như: Dạy học dự án, dạy học trải nghiệm sáng tạo,

tổ chức ngày hội STEM…

2.1.3. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, giải quyết trong đề tài

1) Trong các tài liệu khoa học giáo dục, có nhiều quan điểm về giáo dục STEM. Vì

vậy, cần phải làm sáng tỏ khái niệm và nội hàm, đặc điểm, đặc trưng của giáo dục

STEM.

2) Tổ chức học cho học sinh THPT DTNT tham gia một số dự án theo giáo dục

STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí - Địa lí như thế nào, theo phương pháp dạy

học nào để cho phù hợp với đối tượng HS và điều kiện của nhà trường hiện nay.

2.2. Cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức cho học sinh trường phổ thông dân tộc nội

trú tham gia một số dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí -

Địa lí

2.2.1. Cơ sở lí luận

2.2.1.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực học sinh

a. Năng lực

Năng lực được các nhà tâm lý học đưa ra những định nghĩa khác nhau nhưng

nội hàm của chúng đều phản ánh: Năng lực là thuộc tính tâm lý của cá nhân, coi đó

là điều kiện của hoạt động; năng lực là yếu tố tổ hợp trong một hoạt động cụ thể tạo

thành những điều kiện để tác động vào đối tượng của hoạt động [4], [6], [9]. Trong

đổi mới, phát triển giáo dục /dạy học, chúng tôi sử dụng định nghĩa: “Năng lực là

5

khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy

động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú,

niềm tin, ý chí…” [8, tr.6].

* Phân loại năng lực, có nhiều cách phân loại năng lực khác nhau, có thể có

các năng lực sau: Năng lực chung và năng lực chuyên môn [2], [6]:

b. Sáng tạo

- Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần

hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” (Sáng tạo. Bách khoa toàn thư

Liên Xô. Tập 42, trang 54). Sáng tạo là tạo ra những giá trị mới không bị gò bó phụ thuộc

vào cái đã có [5].

- Các loại hình sáng tạo: Trong khoa học kĩ thuật, sản phẩm của sáng tạo là

các “phát kiến” và “phát minh”. Phát kiến là một sự xác lập những quy luật, những

thuộc tính, những hiện tượng chưa biết trước đây, tồn tại một cách khách quan của

thế giới vật chất. Phát minh là một cách giải quyết mới mẻ một nhiệm vụ trong bất

kỳ một lĩnh vực nào kinh kế quốc dân, văn hóa, y tế hay quốc phòng mang lại một hiệu

quả tích cực.

c. Năng lực sáng tạo

Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh

thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu

biết đã có vào hoàn cảnh mới. Năng lực sáng tạo gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo và vốn

hiểu biết của chủ thể. Trong bất cứ lĩnh vực hoạt động nào, càng thành thạo và có

kiến thức sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn,

càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển. Bởi vậy, không thể rèn luyện năng lực

sáng tạo tách rời, độc lập với học kiến thức về một lĩnh vực nào đó.

d. Cấu trúc năng lực sáng tạo

Sản phẩm

- có tính mới

- có giá trị

-Cóýnghĩa

xãhội

Phát hiện vấn đề,

đề xuất giải pháp

và giải quyết hiệu

Sáng

tạo

quả

Sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh

+ Năng lực sáng tạo của nhà khoa học và năng lực sáng tạo của học sinh

Hoạt động NCKH của nhà

khoa học

Hoạt động học tập của HS

Động

cơ

Rõ ràng, mạnh mẽ, tính tự

giác cao

Không phải vấn đề nào cũng lôi

cuốn được HS chú ý, gây được nhu

6

cầu, hứng thú, tập trung sức lực, trí

tuệ; chưa bền vững.

Phát minh – sáng chế tìm ra

Thực hiện nhiệm vụ học tập vật lí,

cái mới, giải pháp mới cho xã tiếp thu kiến thức, kĩ năng, phương

hội mà trước đó nhân loại chưa pháp nhận thức vật lí, kinh nghiệm

Mục

đích

hề biết đến

hoạt động sáng tạo và vận dụng tri

thức vào thực tiễn, những nội dung tri

thức và ứng dụng đã được xã hội biết

đến.

Có năng lực tư duy phát Trong các hành động học khó khăn,

triển, có nhiều khả năng tự lực hạn chế, nhiều khi không đủ sức giải

TTNC, có vốn tri thức - kĩ năng quyết những vấn đề khoa học được

- Kinh nghiệm sáng tạo, có đặt ra trong bài học

Năng

lực

hành

động

phương pháp nhận thức phong phú

- Có điều kiện lí tưởng về cơ sở - Phương tiện, thiết bị, dụng cụ TN

vật chất, thiết bị, dụng cụ TN; không đắt tiền, đơn giản, dễ sử dụng,

có hoặc có thể tạo ra các phương độ chính xác không cao

tiện kĩ thuật mới nhất để thực

Phương

tiện,

điều

kiện,

đặc

điểm

hiện nhiệm vụ nghiên cứu.

- Có nhiều thời gian (không

- HS làm việc trong thời gian ngắn

hạn chế) để suy nghĩ, thực hiện

tính theo phút trong một tiết học

có khi hàng năm.

- TTNC dưới sự hướng dẫn của GV, sự

- Chủ yếu làm việc độc lập

giúp đỡ của bạn bè trong nhóm.

theo ý mình

Bảng hoạt động nghiên cứu khoa học của nhà khoa học với hoạt động học tập của HS

e. Một số biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập (Xem phụ lục)

2.2.1.2. Giáo dục STEM

a. Quan điểm về giáo dục STEM

STEM là viết tắt của Science (khoa học), Technology (công nghệ),

Engineering (kĩ thuật) và Math (Toán). Science là hệ thống tri thức về các lĩnh vực

như vật lý, hóa học, sinh học, địa lí…Technology là sự tạo ra, sử dụng, kiến thức về

các công cụ, máy móc, kỹ thuật, kỹ năng nghề nghiệp, hệ thống, và phương pháp tổ

chức, nhằm giải quyết một vấn đề, kĩ thuật. Enginerring là quá trình thực hiện một

giải pháp cho một vấn đề. Math là những kiến thức về môn toán phục vụ cho việc

giải quyết vấn đề.

Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo

dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, quan tâm đến việc

tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để năng cao năng lực cho người học.

7

Giáo dục STEM có thể hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM,

chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động

STEM. Giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Ở

ngữ cảnh giáo dục và trên bình diện thế giới, STEM được hiểu với nghĩa là giáo dục

STEM [4]. Giáo dục STEM có một số cách hiểu khác nhau.

- Theo Bộ Giáo dục Hoa Kỳ (2007): “Giáo dục STEM là một chương trình

nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán

học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”.

- Nhóm tác giả Tsupros N., Kohler R., và Hallinen J. (2009) cho rằng: “Giáo

dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức

hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp

dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những

bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh

nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh

tranh trong nền kinh tế mới”.

- Tác giả Lê Xuân Quang (2017) cho rằng: “Giáo dục STEM là một quan điểm

dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ

thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, PPDH

theo quan điểm dạy học định hướng hành động”[1].

Hiện nay phổ biến 3 cách hiểu về giáo dục STEM như sau:

Cách thứ nhất, quan tâm đến các môn khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán

học. Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp, hỗ trợ, tăng cường giáo

dục khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Đây là nghĩa rộng khi nói về STEM.

Cách thứ hai, tích hợp của bốn lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và

toán 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, công nghệ, kĩ thuật và toán học trong

bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa cộng đồng nhà trường và doanh

nghiệp.

Cách thứ ba, 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 [7].

b. Mục tiêu giáo dục STEM

Tùy theo bối cảnh, mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia có khác nhau. Tại

Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất

lượng cao. Còn tại Mỹ, ba mục tiêu cơ bản cho giáo dục STEM là: Trang bị cho tất

cả các công dân những kĩ năng về STEM, mở rộng lực lượng lao động trong lĩnh

vực STEM bao gồm cả phụ nữ và dân tộc thiểu số nhằm khai thác tối đa tiềm năng

con người của đất nước, tăng cường số lượng HS sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên

sâu về các lĩnh vực STEM. Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến

8

thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát

triển một nền kinh tế cho thế kỉ 21… [1].

Như vậy, mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia có khác nhau nhưng đều

hướng tới sự tác động đến người học, hướng tới vận dụng kiến thức các môn học để

giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội

của đất nước.

Ở Việt Nam giáo dục STEM nhằm các mục tiêu cơ bản sau:

- Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục

phổ thông.

- Phát triển kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS phổ thông thông

qua ứng dụng STEM, nhằm:

+ Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học,

Công nghệ, Tin học và Toán.

+ Biết vận dụng kiến thức các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán

học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.

+ Có thể đề xuất các vấn đề thực tiễn mới phát sinh và giải pháp giải quyết

các vấn đề đó trong thực tiễn [3].

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS

- Định hướng nghề nghiệp cho HS

- Hướng tới giải quyết vấn đề trong thực tiễn

- Hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết.

- Định hướng thực hành, nghề nghiệp

- Khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS

c. Phân loại về giáo dục STEM

Giáo dục STEM có thể phân theo các loại hình như sau:

- Phân loại theo mục tiêu: STEM phát triển năng lực; STEM hướng nghiệp;

STEM phát triển thói quen tư duy kĩ thuật.

- Phân loại theo nội dung: STEM khuyết; STEM đầy đủ

- Phân loại theo phương pháp dạy học: Tự chế tạo sản phẩm đơn giản; Thực

hành STEM; Dự án STEM; Các gameshow về STEM.

- Phân loại theo địa điểm: STEM trong lớp học; Câu lạc bộ STEM; Trung tâm

STEM; Trải nghiệm thực tế STEM;

- Phân loại theo phương tiện: STEM tái chế; STEM robotic; STEM trong

phòng thí nghiệm

9

d. Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM (xem phụ lục)

2.2.1.3. Một số phương pháp và hình thức tổ chức dạy học theo giáo dục STEM

a. Dạy học theo dự án

Dạy học theo dự án là một hình thức dạy học, trong đó HS dưới sự điều khiển

và giúp đỡ của GV, HS tự lực giải quyết một nhiệm vụ học tập mang tính phức hợp

không chỉ về mặt lý thuyết mà đặc biệt về mặt thực hành, thông qua đó tạo ra các

sản phẩm thực hành có thể giới thiệu, công bố được [3], [6].

Các bước tổ chức hoạt động dạy học theo dạy học dự án, xem bảng 2 dưới đây:

Bước

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Xây dựng bộ câu hỏi định

hướng hợp với nội dung học và - Làm việc nhóm để lựa chọn chủ

mục tiêu cần đạt được. đề dự án.

- Thiết kế dự án: xác định lĩnh - Xây dựng kế hoạch dự án: xác

vực thực tiễn ứng dụng nội dung định những công việc cần làm, thời

học, đối tượng sử dụng, ý tưởng gian dự kiến, vật liệu, kinh phí,

Bước 1

Chuẩn bị

(Xây dựng

ý tưởng, lựa

chọn chủ

đề,

dựng

hoạch thực

hiện dự án)

và tên dự án.

phương pháp tiến hành và phân

- Thiết kế các nhiệm vụ cho HS công công việc trong nhóm.

sao cho khi HS thực hiện xong - Tìm các nguồn thông tin tin cậy

thì bộ câu hỏi được giải quyết và để chuẩn bị thực hiện dự án.

xây

kế

các mục tiêu cũng đạt được.

- Cùng GV thống nhất các tiêu chí

- Chuẩn bị tài liệu hỗ trợ HS và đánh giá dự án.

dự kiến các điều kiện thực hiện

dự án trong thực tế.

- Phân công nhiệm vụ các thành

viên trong nhóm thực hiện dự án

theo đúng kế hoạch.

- Tiến hành thu thập, xử lý thông

tin thu được.

- Xây dựng sản phẩm/ báo cáo.

- Liên hệ, tìm nguồn giúp đỡ.

- Thường xuyên thông tin cho GV

và các nhóm khác.

- Theo dõi, hướng dẫn, đánh giá

HS trong quá trình thực hiện.

- Liên hệ các cơ sở, cố vấn,

khách mời cần thiết cho HS.

- Chuẩn bị cơ sở vật chất, tạo

điều kiện cho HS thực hiện.

- Sơ bộ thông qua sản phẩm cuối

của các nhóm HS.

Bước 2

Thực hiện

dự án

- Chuẩn bị giới thiệu sản phẩm.

- Tiến hành giới thiệu sản phẩm.

- Tự đánh giá sản phẩm dự án của

nhóm theo tiêu chí.

- Chuẩn bị cơ sở vật chất cho

buổi báo cáo dự án.

- Theo dõi, đánh giá sản phẩm

dự án của các nhóm.

Bước 3

Kết thúc

dự án

- Đánh giá sản phẩm nhóm khác.

10

Dạy học theo dự án và dạy học theo mô hình giáo dục STEM có những điểm

tương đồng như:

- Đều hướng tới mục tiêu lâu dài, lấy người học làm trung tâm, gắn liền nội dung

và tích hợp với các vấn đề thực hành thực tế. GV chỉ đóng vai trò dẫn dắt và trao quyền

cho HS làm chủ quá trình học tập, từ đó tạo dựng môi trường học tập chủ động hơn.

- Đều là cách tiếp cận để giúp nhà trường, lớp học có thể tạo dựng được môi

trường học tập và từng bướng hình thành khung năng lực của thế kỷ 21, trong đó có mô

hình 4Cs: Tư duy phản biện; tư duy sáng tạo; kỹ năng giao tiếp; kỹ năng hợp tác. Qua

đó, HS rèn luyện kĩ năng nghề nghiệp và kĩ năng sống.

- HS được tham gia trải nghiệm vào các hoạt động trong tiến trình học theo dự

án: Lựa chon chủ đề - Lập kế hoạch – Thu thập thông tin – xử lí thông tin – Trình bày

kết quả - Đánh giá kết quả; tiến trình học theo dự án tiếp cận với tiến trình nghiên cứu

khoa học.

- Sau khi kết thúc các hoạt động học tập, HS thường có sản phẩm, tuy nhiên sản

phẩm học tập không phải là điều quan trọng nhất để đánh giá HS mà đó là năng lực,

kiến thức và thái độ HS có được trong quá trình tạo ra sản phẩm.

- HS vận dụng kiến thức tích hợp của nhiều lĩnh vực, môn học để giải quyết vấn

đề đặt ra. Và do vậy, dạy học theo dự án hay theo mô hình giáo dục STEM thường gắn

với dạy học tích hợp liên môn các môn học trong nhà trường.

- Về mặt tổ chức các hoạt động:

+ GV tổ chức cho HS cùng tham gia đề xuất, lựa chọn chủ đề khoa học - kĩ

thuật, xác định mục tiêu, dự kiến sản phẩm, cách làm, thời gian thực hiện dự án.

+ GV thường dùng bộ câu hỏi định hướng để giúp HS tự hoạt động nhóm thu

thập, xử lý, tổng hợp thông tin, xây dựng sản phẩm khoa học - kĩ thuật.

+ GV tổ chức cho HS báo cáo, trình bày sản phẩm khoa học - kĩ thuật, đánh

giá, rút kinh nghiệm, đúc kết các kiến thức trọng tâm thu được…

Như vậy, từ những phân tích ở trên, có thể rút ra rằng “ dạy học dự án là

phương pháp dạy học tích cực rất phù hợp để tổ chức dạy học các chủ đề/bài học

STEM đòi hỏi chế tạo sản phẩm”[10]. Và việc tổ chức học tập dự án theo giáo dục

STEM là hoạt động học tập nhằm tạo cơ hội cho HS tổng hợp kiến thức từ nhiều

lĩnh vực học tập, và áp dụng một cách sáng tạo

vào thực tiễn; thể hiện “học đi đôi với hành, lý

luận gắn với thực tiễn”.

b. Dạy học theo mô hình 5E

Mô hình 5E là viết tắt của 5 từ bắt đầu

bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (gắn kết),

explore (khảo sát), explain (giải thích),

elaborate (củng cố), evaluate (đánh giá). Mô

11

SKKN Tổ chức cho học sinh trường trung học phổ thông dân tộc nội trú tham gia một số dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí - Địa lí