chuyên đề tìm HIỂU về GIÁO dục STEM

CHUYÊN ĐỀ THÁNG 11/2019 NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ GIÁO DỤC STEM Người báo cáo: Nguyễn Minh Tuấn Ngày báo cáo: 05/11/2019 I Đặt vấn đề Ngày nay, thời đại cách mạng công nghiệp 4.0, khoa học, công nghệ dần chiếm ưu mặt đời sống, nhu cầu việc làm liên quan đến khoa học kỹ thuật ngày lớn Nguồn lao động chất lượng cao khơng cần có kiến thức chun ngành mà cịn địi hỏi có hiểu biết liên ngành gắn với thành tựu khoa học công nghệ Để cung ứng nguồn nhân lực chất lượng cao cho xã hội đòi hỏi giáo dục đào tạo phải có thay đổi, chuẩn bị cho người học kiến thức kỹ đáp ứng yêu cầu xã hội ln thay đổi Mơ hình giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) biết đến tiếp cận giáo dục đào tạo nguồn nhân lực tương lai, nhấn mạnh kết nối, liên thơng, tích hợp bốn lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Tốn Mơ hình giáo dục này nước Âu - Mỹ triển khai mạnh mẽ Việt Nam, Bộ Giáo dục Đào tạo triển khai áp dụng thí điểm 15 trường tỉnh, thành phố Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định xem xét đưa vào áp dụng đại trà chương trình giáo dục phổ thơng mới, nhằm đáp ứng mục tiêu đổi toàn diện giáo dục Mơ hình giáo dục STEM 1.1 STEM gì? STEM viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Math (Toán học) “Giáo dục STEM cách tiếp cận liên ngành q trình học, khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc lồng ghép với học giới thực, học sinh (HS) áp dụng kiến thức khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn vào bối cảnh cụ thể, giúp kết nối trường học, cộng đồng, nơi làm việc tổ chức tồn cầu, để từ phát triển lực lĩnh vực STEM với cạnh tranh kinh kế mới” 1.2 Mục tiêu giáo dục STEM Giáo dục STEM Bộ Giáo dục Đào tạo triển khai năm gần coi trọng chương trình giáo dục phổ thông Theo chuyên gia xây dựng Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể Chương trình có đầy đủ mơn thành phần giáo dục STEM Khoa học, Công nghệ, Tốn, Tin học, Thiết kế Cơng nghệ, Đồng thời, mục tiêu Chương trình giáo dục phổ thơng hình thành phát triển phẩm chất lực HS Điều phù hợp với mục tiêu giáo dục STEM, là: - Giáo dục STEM phương pháp dạy học nhằm hình thành, rèn luyện tri thức, lực cho HS thông qua đề tài, học, chủ đề có nội dung thực tiễn - Trong trình dạy học, kiến thức kỹ thuộc lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn học hình thành phát triển thông qua việc vận dụng, phối hợp chúng để giải vấn đề thực tiễn đặt - Giáo dục STEM đề cao hoạt động thực hành phương pháp mơ hình giải vấn đề thực tiễn sống thông qua hoạt động nhóm, hoạt động tập thể, hoạt động cộng đồng Từ rèn luyện cho HS lực tư duy, sáng tạo, tranh luận, phản biện - Giáo dục STEM trang bị cho HS kỹ phù hợp để phát triển kỷ 21: tư phản biện sáng tạo, kỹ diễn đạt thuyết trình, kỹ trao đổi cộng tác, kỹ giải vấn đề, kỹ làm việc theo dự án 1.3 Yêu cầu chủ đề giáo dục STEM Trong giai đoạn nay, thực chương trình giáo dục hành, mơn khoa học cơng nghệ Vật lý, Hố học, Sinh học, Cơng nghệ, Tốn, Tin học thiết kế rời rạc theo môn học riêng rẽ, việc xây dựng chủ đề cho giáo dục STEM khó khăn Vì vậy, mà chủ đề GD STEM xây dựng, thực với nhiều mức độ khác tùy thuộc vào khả xây dựng kế hoạch dạy học, giáo dục đơn vị đáp ứng học sinh Cụ thể là: - Các chủ đề GD STEM nội dung hẹp đơn giản, thiết bị phương tiện thực gọn nhẹ, thời gian thực không dài thường kết hợp học phần học nhằm xây dựng minh họa cho kiến thức học, vận dụng kiến thức học để góp phần hình thành củng cố kỹ thiết yếu sống - Các chủ đề GD STEM có nội dung dự án nhằm luyện tập tìm hiểu, giải vấn đề thực tiễn sống, liên hệ chủ yếu với kiến thức học, thiết bị phương tiện thực không phức tạp, thời gian công sức thực khơng dài, chủ đề có nội dung dự án nhằm luyện tập tìm hiểu, giải vấn đề thực tiễn sống có tính chất tích hợp, liên mơn, cần đầu tư nhiều cho thiết bị phương tiện thực tốn nhiều thời gian, công sức [4] 1.4 Phương pháp dạy học STEM Một phương pháp dạy học mang lại hiệu cao cho giáo dục STEM phương pháp “Học qua hành” Phương pháp ”Học qua hành” giúp HS có kiến thức từ kinh nghiệm thực hành từ lý thuyết Bằng cách xây dựng giảng theo chủ đề dựa thực hành, HS hiểu sâu lý thuyết, nguyên lý thông qua hoạt động thực tế Chính hoạt động thực tế giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn, sâu HS làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tịi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào hoạt động thực hành sau truyền đạt lại kiến thức cho người khác Với cách học này, giáo viên khơng cịn người truyền đạt kiến thức mà người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho mình.[7] 1.5 Các kỹ STEM a)Kỹ khoa học: khả liên kết khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết giáo dục khoa học để thực hành sử dụng kiến thức để giải vấn đề thực tế b) Kỹ công nghệ: Là khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ Công nghệ từ vật dụng ngày đơn giản quạt mo, bút chì đến hệ thống sử dụng phức tạp mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất thay đổi giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu người coi cơng nghệ c) Kỹ kỹ thuật: Là khả giải vấn đề thực tiễn diễn sống cách thiết kế đối tượng, hệ thống xây dựng quy trình sản xuất để tạo đối tượng Hiểu cách đơn giản, HS trang bị kỹ kỹ thuật có khả sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm HS phải có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm cân yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, cơng nghệ, kỹ thuật) để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi ra, HS cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kỹ thuật d) Kỹ tốn học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới HS có kỹ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, áp dụng khái niệm kỹ toán học vào sống ngày e) Kỹ khác: Ngoài kỹ thành phần trên, giáo dục STEM cần số kỹ chung kỹ giải vấn đề, kỹ phản biện, kỹ hợp tác, trình học tập thực đề tài, chủ đề giáo dục STEM Nội dung Xây dựng chủ đề giáo dục STEM 2.1 Chủ đề giáo dục STEM 2.1.1 Mục tiêu chủ đề giáo dục STEM Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho học sinh Đó kiến thức, kỹ liên quan đến môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Tốn học Trong học sinh biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải vấn đề thực tiễn Học sinh biết sử dụng, quản lý truy cập Cơng nghệ Học sinh biết quy trình thiết kế chế tạo sản phẩm Phát triển lực cốt lõi cho học sinh Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh hội thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỷ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, học sinh phát triển tư phê phán, khả hợp tác để thành công Định hướng nghề nghiệp cho học sinh Giáo dục STEM tạo cho học sinh có kiến thức, kỹ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai học sinh Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có lực, phẩm chất tốt, đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước 2.1.2 Tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM Chủ đề STEM hướng tới giải vấn đề thực tiễn Vận dụng kiến thức STEM để giải vấn đề thực tiễn mục tiêu dạy học theo quan điểm giáo dục STEM Do vậy, chủ đề STEM để giải vấn đề mang tính tưởng tượng xa rời thực tế mà ln hướng đến giải vấn đề tình xã hội, kinh tế, môi trường cộng đồng địa phương họ toàn cầu Chủ đề STEM phải hướng tới việc học sinh vận dụng kiến thức lĩnh vực STEM để giải vấn đề Gồm hoạt động chính: HĐ1: Xác định vấn (yêu cầu thiết kế, chế tạo) HĐ2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất giải pháp thiết kế HĐ3: Trình bày thảo luận phương án thiết kế HĐ4: Chế tạo mơ hình, sản phẩm theo phương án thiết kế HĐ5: Trình bày thảo luận sản phẩm chế tạo, điều chỉnh thiết kế ban đầu Tiêu chí nhằm đảm bảo theo tinh thần giáo dục STEM, qua phát triển lực chuyên môn liên quan Chủ đề STEM định hướng thực hành Định hướng hành động tiêu chí quan điểm giáo dục STEM nhằm hình thành phát triển lực kết hợp lý thuyết thực hành cho học sinh Điều giúp học sinh có kiến thức từ kinh nghiệm thực hành từ lý thuyết Bằng cách xây dựng giảng theo chủ đề dựa thực hành, học sinh hiểu sâu lý thuyết, nguyên lý thơng qua hoạt động thực tế Hình thức tổ chức học STEM lôi học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Trên thực tế có chủ đề STEM triển khai cá nhân Tuy nhiên, làm việc theo nhóm hình thức làm việc phù hợp việc giải nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn Làm việc theo nhóm kỹ quan trọng kỉ 21, bên cạnh làm việc theo nhóm học sinh đặt vào môi trường thúc đẩy nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng phát triển giải pháp - Nội dung học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán mà học sinh học - Trong tiến trình học STEM nhiệm vụ có nhiều đáp án coi thất bại phần cần thiết học tập để từ rút kinh nghiệm, học hỏi bạn bè tiến 2.1.3 Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM Dựa mục tiêu giáo dục STEM tiêu chí chủ đề STEM, quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM thực sau: Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, q trình gắn với kiến thức tự nhiên, quy trình thiết bị cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn Vấn đề thực tiễn: hiểu tình xảy có vấn đề học sinh, có tính chất kỹ thuật Nó ứng dụng sống ngày, người cần giải cơng việc đó, thơi thúc học sinh tìm hiểu thực để đáp ứng nhu cầu Nó yêu cầu định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh giải nhằm trải nghiệm số nhiệm vụ nghề nghiệp thực tế Ý tưởng chủ đề STEM: toán mở hình thành có tính chất kỹ thuật nhằm giải vấn đề thực tiễn mà học sinh gặp phải Bước 2: Xác định kiến thức STEM cần giải quyết: kiến thức chủ đề có liên quan đến Vật lý, Hóa học, Sinh học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Toán học… Xác định mục tiêu chủ đề STEM: kiến thức, kỹ năng, thái độ học sinh đạt sau thực chủ đề Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị/ giải pháp giải vấn đề - Những tiêu chí quan trọng để đề giả thuyết khoa học chủ đề, giải chủ đề thiết kế mẫu sản phẩm - Các tiêu chí phải hướng tới việc định hướng trình học tập vận dụng kiến thức Học sinh không nên tập trung đánh giá sản phẩm Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học thiết kế theo phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực với hoạt động trình bày 3.Các hình thức tổ chức giáo dục STEM: 3.1 giáo dục STEM thơng qua hoạt động ngồi lên lớp: - Hoạt động trải nghiệm.( Khám phá giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, kĩ thuật ) - Hoạt động nghiên cứu khoa học 3.2 Hoạt động trải nghiệm STEM - HS khám phá thí nghiệm, ứng dụng KH, KT thực tiễn Qua nhận biết ý nghĩa khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học đời sống người - Sự hợp tác trường học với sở dạy nghề, trường ĐH, trung tâm nghiên cứu - Các câu lạc STEM 3.3 HoẠT động nghiên cứu khoa học - Triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học, tổ chức thi STKHKT Với nhiều chủ đề khác Phương pháp đánh giá giáo dục STEM: Trong dạy học định hướng gd STEM đánh giá có vai trị quan trọng, vấn đề cốt lõi, đảm bảo thành công cho chương trình gd STEM 4.1 Nguyên tắc đánh giá - Cần đảm bảo nguyên tắc kết hợp đánh giá giáo viên với tự đánh giá ẫn học sinh - Đánh giá phải hướng tới phát triển phẩm chất, lực người học - Đánh giá khơng ý đến thành tích, sản phẩm mà cần ý đến tính phát triển, thay đánh giá khả tái cần phải đánh giá lực, việc vận dụng kiến thức học vào thực tiễn sống Không so sánh học sinh với học sinh khác, coi trọng động viên, khích lệ, khuyến khích hứng thú, tính tự giác tích cực; Không tạo áp lực cho học sinh 4.2 Các yêu cầu đánh giá - Phải đánh giá trình học tập học sinh -Nội dung đánh giá trọng đánh giá phẩm chất lực - Đánh giá kết học tập cá nhân - Đánh giá kết học tập nhóm( trọng kĩ giao tiếp, kĩ hợp tác, kĩ làm việc nhóm) 4.3 Các mức độ sử dụng đánh giá - Mức1: Mức sơ khai( HS thể kiến thức kĩ sơ liên quan đến nhiệm vụ học tập.) -Mức 2: Mức hạn chế: ( HS thể kiến thức kĩ hạn chế liên quan đến nhiệm vụ học tập.) -Mức 3: Mức hình thành: ( HS thể mức độ hình thành nội dung khái niệm liên quan đến nhiệm vụ học tập.) - Mức 4: Mức đáng khen: HS thể hiểu biết đầy đủ nội dung khái niệm liên quan đến nhiệm vụ học tập -Mức 5: Mức hoàn thành tốt: HS thể mức độ thành thạo nội dung khái niệm liên quan đến nhiệm vụ học tập -Mức : Nêu gương(HS thể mức độ thành thạo mức độ thành thạo cá nhân nội dung khái niệm liên quan tới nhiệm vụ học tập Người báo cáo Nguyễn Minh Tuấn ... trên, giáo dục STEM cần số kỹ chung kỹ giải vấn đề, kỹ phản biện, kỹ hợp tác, trình học tập thực đề tài, chủ đề giáo dục STEM Nội dung Xây dựng chủ đề giáo dục STEM 2.1 Chủ đề giáo dục STEM 2.1.1... 2.1.3 Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM Dựa mục tiêu giáo dục STEM tiêu chí chủ đề STEM, quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM thực sau: Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến... lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước 2.1.2 Tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM Chủ đề STEM hướng tới giải vấn đề thực tiễn Vận dụng kiến thức STEM để giải vấn đề thực