Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục stem trong môn toán lớp 5 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ THỊ MINH TÂM XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG MƠN TỐN LỚP Chuyên ngành: Giáo dục học (GD Tiểu học) Mã ngành: 8140101 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Đà Nẵng – 2022 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Sư Phạm – ĐHĐN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thanh Hưng Phản biện 1: TS Nguyễn Văn Thà Phản biện 2: TS Võ Trung Minh Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Giáo dục học họp Trường Đại học Sư phạm – ĐHĐN vào ngày 28 tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ngày nay, khoa học giáo dục (GD) phát triển đòi hỏi đào tạo (ĐT) người đáp ứng với phát triển xã hội Trước quy luật tất yếu phát triển vũ bão khoa học công nghệ, Việt Nam phải đổi GD để ĐT người phát triển toàn diện, nhân cách, phẩm chất lực (NL) cơng dân, có khả ứng phó với hoàn cảnh khác sống Nghị 29-BCHTW, thực đổi bản, toàn diện Giáo dục Đào tạo (GD ĐT) đổi phương pháp dạy học (PPDH), hình thức tổ chức dạy học (DH) để chuyển từ chủ yếu quan tâm đến việc cung cấp kiến thức sang việc quan tâm hình thành, phát triển NL, phẩm chất người học, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học sinh (HS), tăng cường kĩ thực hành, Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài: ‘‘Xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM mơn Tốn lớp 5” để nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Xây dựng bốn chủ đề DH theo định hướng GD STEM mơn Tốn lớp nhằm tạo hứng thú học tập cho HS góp phần nâng cao chất lượng DH mơn Tốn tiểu học nói chung, mơn Tốn lớp nói riêng Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận DH phát triển NL, phẩm chất cho HS DH tích hợp, GD STEM Nghiên cứu thực trạng DH mơn Tốn theo định hướng GD STEM tiểu học Xây dựng bốn chủ đề DH Toán lớp theo định hướng GD STEM Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu khả thi số chủ đề xây dựng Giả thuyết khoa học Trên cơ sở lí luận thực tiễn, xây dựng số chủ đề DH theo định hướng GD STEM mơn Tốn lớp tạo hứng thú học tập cho HS Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu Quy trình thiết kế chủ đề DH theo định hướng GD STEM trường tiểu học 5.2 Phạm vi nghiên cứu Xây dựng 04 chủ đề DH theo định hướng GD STEM mơn Tốn lớp 5, chủ đề kiểm tra tính khả thi trường Tiểu học Võ Thị Sáu, Q Hải Châu, TP Đà Nẵng, năm học 2021 - 2022 Phương pháp nghiên cứu Để giải nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: 6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận Thu thập, phân tích, tổng hợp số tài liệu GD học mơn Tốn, tâm lí học lứa tuổi, tài liệu tập huấn chương trình GDPT 2018, sách báo, viết khoa học, cơng trình nghiên cứu vấn đề liên quan đến DH theo định hướng GD STEM 6.2 Phương pháp điều tra, quan sát Phương pháp điều tra anket: Chúng sử dụng phiếu Tham khảo ý kiến giáo viên (GV) HS 02 trường tiểu học (Các phương pháp DH mơn Tốn GV, cách thức GV triển khai theo định hướng GD STEM DH mơn tốn tiểu học,…, đánh giá HS tiết học mơn Tốn theo định hướng GD STEM) Phương pháp quan sát: Quan sát GV dạy tốn tiểu học nhằm tìm hiểu quy trình mà GV tổ chức DH theo định hướng GD STEM; Quan sát thực trạng HS tiểu học học tốn nhằm tìm hiểu hứng thú học tập mơn Tốn HS 6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức thực nghiệm sư phạm trường Tiểu học Võ Thị Sáu, Q Hải Châu, TP Đà Nẵng nhằm đánh giá tính khả thi hiệu 04 chủ đề DH theo định hướng GD STEM mơn Tốn lớp mà đề tài đưa 6.4 Phương pháp thống kê toán học Phương pháp để phân tích, xử lí số liệu thu thập từ kết khảo sát thực nghiệm Đóng góp đề tài Về lí luận: Đề tài góp phần làm rõ cơ sở lí luận DH phát triển NL, phẩm chất cho HS DH tích hợp, GD STEM Về thực tiễn: Nhận xét, đánh giá thực trạng DH mơn Tốn theo định hướng GD STEM số trường Tiểu học TP Đà Nẵng; Xây dựng 04 chủ đề DH theo định hướng GD STEM mơn tốn lớp cho HS nhằm nâng cao chất lượng DH mơn tốn Tiểu học nói chung, mơn tốn lớp nói riêng Các chủ đề áp dụng DH mơn Tốn lớp trường tiểu học Cấu trúc luận văn Ngoài phần phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục Luận văn bố cục chương: Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu; Chương Cơ sở lí luận vấn đề nghiên cứu; Chương Cơ sở thực tiễn vấn đề nghiên cứu; Chương Xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM mơn Tốn lớp 5; Chương Thực nghiệm sư phạm Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu nước GD STEM xuất lâu giới từ kỉ 19 nước châu Âu Ngày nay; Các nước phát triển Mỹ, Úc, Canada,… triển khai phương pháp GD STEM rộng rãi thường xuyên Tại Pháp, GD STEM bao phủ cấp học Trong giai đoạn chính tiểu học, HS học Tốn, KHTN Cơng nghệ; HS tham gia hoạt động (HĐ) trải nghiệm nhằm thúc đẩy quan tâm em Khoa học Công nghệ 1.2 Các nghiên cứu nước GD STEM du nhập vào Việt Nam từ thi Robotics dành cho HS phổ thông công ti công nghệ Việt Nam triển khai với tổ chức nước Từ năm 2010, trường Icarnegie – Hoa Kỳ áp dụng mơ hình GD STEM tảng môn học công nghệ thông tin Robotics cho khối phổ thông từ lớp đến lớp 12 Mơ hình mở rộng triển khai thí điểm trường phổ thông thuộc TP Hà Nội, TP Đà Nẵng TP Hồ Chí Minh Các nội dung chương trình STEM triển khai theo chuẩn quốc tế phù hợp với mục tiêu Bộ GD ĐT Hiện số tổ chức GD triển khai HĐ GD STEM Học viện sáng tạo S3 Tuy nhiên, HĐ GD STEM chưa phải HĐ chính thức trường phổ thông mà hoạt động độc lập công ti GD mảng kinh doanh hoạt động truyền thông cộng đồng 1.3 Kết luận chương Qua việc tổng quan tài liệu nghiên cứu nước giới, cho thấy GD STEM trở thành xu hướng GD giới Việt Nam, GD STEM quan tâm bắt đầu triển khai số trường phổ thông Việc DH theo định hướng GD STEM lớp DH mơn Tốn cần thiết, đáp đáp ứng ngày tốt hơn đổi GD tiểu học Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Đặc điểm nhận thức học sinh lớp Lứa tuổi HS tiểu học bao gồm trẻ có độ tuổi từ đến 11 tuổi Quá trình nhận thức em chia làm giai đoạn: Giai đoạn 1: từ lớp đến lớp 3, giai đoạn 2: từ lớp đến lớp Về tâm lý: trẻ lứa tuổi có thay đổi định Quá trình học tập nhận thức trẻ đặt lên hàng đầu gắn với việc tìm tịi phát điều đơn giản sống tạo cho em hứng thú định 2.1.1 Tri giác Tri giác HS tiểu học mang tính đại thể, ít vào chi tiết mang tính khơng ổn định: Ở đầu tuổi tiểu học tri giác thường gắn với hành động trực quan, đến cuối tuổi tiểu học (lớp 5) tri giác bắt đầu mang tính xúc cảm, trẻ thích quan sát vật tượng có màu sắc sặc sỡ, hấp hẫn, tri giác trẻ mang tính mục đích, có phương hướng rõ ràng - Tri giác có chủ định (trẻ biết lập kế hoạch học tập, biết sắp xếp công việc nhà, biết làm tập từ dễ đến khó, ) Nhận thấy điều cần phải thu hút trẻ HĐ mới, mang màu sắc, tích chất đặc biệt khác lạ so với bình thường, kích thích trẻ cảm nhận, tri giác tích cực chính xác 2.1.2 Chú ý Ở đầu tuổi tiểu học ý có chủ định trẻ cịn yếu, khả kiểm sốt, điều khiển ý cịn hạn chế Ở giai đoạn khơng chủ định chiếm ưu hơn ý có chủ định Trẻ lúc quan tâm ý đến mơn học, học có đồ dùng trực quan sinh động, hấp dẫn có nhiều tranh ảnh, trị chơi hoặc có giáo xinh đẹp, dịu dàng, Sự tập trung ý trẻ yếu thiếu tính bền vững, chưa thể tập trung lâu dài dễ bị phân tán trình học tập 2.1.3 Trí nhớ Loại trí nhớ trực quan hình tượng chiếm ưu hơn trí nhớ từ ngữ lôgic Giai đoạn lớp 4, ghi nhớ có ý nghĩa ghi nhớ từ ngữ tăng cường Ghi nhớ có chủ định phát triển Tuy nhiên, hiệu việc ghi nhớ có chủ định cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố mức độ tích cực tập trung trí tuệ em, sức hấp dẫn nội dung tài liệu, yếu tố tâm lý tình cảm hay hứng thú em 2.1.4 Tư Tư đậm màu sắc xúc cảm chiếm ưu tư trực quan hành động Các phẩm chất tư chuyển dần từ tính cụ thể sang tư trừu tượng khái quát Khả khái quát hóa phát triển dần theo lứa tuổi, lớp 4, bắt đầu biết khái qt hóa lí luận Tuy nhiên, hoạt động phân tích, tổng hợp kiến thức sơ khai phần đông HS tiểu học 2.1.5 Tưởng tượng Tưởng tượng HS tiểu học phát triển phong phú hơn so với trẻ mầm non nhờ có não phát triển vốn kinh nghiệm ngày dầy dạn Tuy nhiên, tưởng tượng em mang số đặc điểm bật sau: 2.1.6 Ngôn ngữ phát triển nhận thức học sinh tiểu học Hầu hết HS tiểu học có ngơn ngữ nói thành thạo Khi trẻ vào lớp bắt đầu xuất ngôn ngữ viết Đến lớp ngơn ngữ viết thành thạo bắt đầu hoàn thiện mặt ngữ pháp, chính tả ngữ âm Nhờ có ngơn ngữ phát triển mà trẻ có khả tự đọc, tự học, tự nhận thức giới xung quanh tự khám phá thân thông qua kênh thông tin khác Nhu cầu nhận thức HS tiểu học phát triển rõ nét: Từ hiểu biết 2.2 Phân tích chương trình mơn tốn lớp theo định hướng giáo dục STEM 2.2.1 Chương trình mơn tốn lớp hành Mơn Tốn tiểu học môn học thống nhất, không chia thành phân môn Hạt nhân mơn Tốn tiểu học Số học Các mạch kiến thức khác số yếu tố hình học, đại lượng đo đại lượng, giải tốn có lời văn trình bày xen kẽ với nội dung số học nhằm hỗ trợ lẫn nhau, tạo nên thống toàn nội dung chương trình mơn Tốn tiểu học 2.2.2 Chương trình mơn tốn lớp theo Chương trình 2018 2.2.2.1 Đặc điểm chương trình Tốn học ngày có nhiều ứng dụng sống, kiến thức kĩ Nghiên cứu chương trình, thấy rõ tốn học cơ giúp người giải vấn đề thực tế cách có hệ thống chính xác, góp phần thúc đẩy xã hội phát triển Chương trình mơn Tốn năm 2018 trình bày cụ thể đặc điểm cơ mơn Tốn Điều thể rõ nét đặc trưng môn học, giúp cho nhà giáo, nhà khoa học cơ sở GD hiểu rõ hơn mơn Tốn Chương trình GDPT 2.2.2.2 Quan điểm xây dựng chương trình Chương trình mơn Tốn năm 2018 qn triệt quy định cơ nêu Chương trình tổng thể; kế thừa phát huy ưu điểm chương trình hành chương trình trước đó, tiếp thu có chọn lọc kinh nghiệm xây dựng chương trình mơn học nước tiên tiến giới, tiếp cận thành tựu khoa học GD, có tính đến điều kiện kinh tế xã hội Việt Nam Đồng thời, chương trình mơn Tốn nhấn mạnh số quan điểm sau: 2.2.2.3 Mục tiêu Mơn Tốn 2018 cấp Tiểu học nhằm giúp HS đạt mục tiêu chủ yếu sau: Một là, góp phần hình thành phát triển NL toán học với yêu cầu cần đạt: Thực thao tác tư mức độ đơn giản; Nêu trả lời câu hỏi lập luận, GQVĐ đơn giản; Lựa chọn phép toán cơng thức số học để trình bày, diễn đạt nội dung, ý tưởng, cách thức GQVĐ; Sử dụng ngơn ngữ tốn học kết hợp với ngơn ngữ thơng thường, động tác hình thể để biểu đạt nội dung tốn học tình đơn giản; Sử dụng công cụ, phương tiện học toán đơn giản để thực nhiệm vụ học tập tốn đơn giản Hai là, có kiến thức kĩ toán học cơ ban đầu, thiết yếu về: Sớ và phép tính (Số tự nhiên, phân số, số thập phân phép tính tập hợp số đó); Hình học và Đo lường (Quan sát, nhận biết, mơ tả hình dạng đặc điểm số hình phẳng hình khối thực tiễn; Tạo lập số mơ hình hình học đơn giản; tính tốn số đại lượng hình học; phát triển trí tưởng tượng không gian; giải số vấn đề thực tiễn đơn giản gắn với Hình học Đo lường); Thống kê và Xác suất (Một số yếu tố thống kê xác suất đơn giản; giải số vấn đề thực tiễn đơn giản gắn với số yếu tố thống kê xác suất) Ba là, với môn học HĐ GD khác như: Đạo đức, Tự nhiên xã hội, Hoạt động trải nghiệm,…góp phần giúp HS có hiểu biết ban đầu số nghề nghiệp xã hội 2.2.2.4 Nội dung chương trình 2.2.3 Bổ sung Chương trình mơn tốn lớp hành theo Chương trình 2018 Chương trình mơn Tốn năm 2018 xác định mạch kiến thức cơ bản: Số phép tính; Hình học đo lường; Một số yếu tố Thống kê Xác suất So với chương trình năm 2006, chương trình năm 2018 có thêm mạch Một số yếu tố Thống kê Xác suất, khơng có mạch Giải tốn có lời văn 2.3 Nội dung dạy học mơn học 2.3.1 Chương trình mơn Khoa học lớp 4,5 2.3.2 Chương trình mơn cơng nghệ 10 Giáo dục STEM có ba đặc trưng bao gồm: Một là, GD STEM giúp phát triển lực đặc thù STEM Các NL đặc thù hiểu NL xuất phát từ môn học/lĩnh vực tích hợp HĐ GD STEM Các mơn học/lĩnh vực bao gồm Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Toán học Điều thể qua việc HS liên kết kiến thức Khoa học Toán học, kết hợp với việc ứng dụng công cụ hỗ trợ mặt Công nghệ hoặc thao tác Kĩ thuật để GQVĐ 2.5.3 Các hình thức tổ chức giáo dục STEM Theo [4], hình thức tổ chức GD STEM bao gồm: 2.5.3.1 Dạy học môn học thuộc lĩnh vực STEM Đây hình thức tổ chức GD STEM chủ yếu nhà trường Theo cách này, học, HĐ GD STEM triển khai q trình DH mơn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, học, HĐ STEM bám sát chương trình mơn học thành phần Hình thức GD STEM khơng làm phát sinh thêm thời gian học tập 2.5.3.2 Hoạt động trải nghiệm STEM Trong HĐ trải nghiệm STEM, HS khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết ý nghĩa khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán học đời sống người, nâng cao hứng thú học tập môn học STEM Đây cách thức để thu hút quan tâm xã hội tới GD STEM 2.5.3.3 Hoạt động nghiên cứu khoa học 2.5.4 Mối liên hệ môn Tốn với mơn Khoa học, Kĩ tht, Cơng nghệ Dugger J W E (1993) sau đưa nhận định thân Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học đưa số so sánh nhằm đưa mối liên hệ yếu tố DH theo định hướng STEM sau [33]: 2.5.4.1 Mối liên hệ giữa Khoa học và Công nghệ 2.5.4.2 Mối quan hệ giữa Công nghệ và Kĩ thuật 2.5.4.3 Mới quan hệ giữa Cơng nghệ và Tốn học 11 2.6 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM 2.6.1 Chủ đề STEM Chủ đề DH STEM trường tiểu học (gọi tắt chủ đề STEM) chủ đề DH thiết kế dựa vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ mơn khoa học chương trình phổ thơng Trong trình DH, GV tổ chức cho HS làm việc nhóm, sử dụng cơng nghệ truyền thống đại, cơng cụ tốn học để tạo sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kĩ tư HS 2.6.2 Phân loại chủ đề STEM 2.6.2.1 Dựa trên lĩnh vực STEM tham gia giải vấn đề 2.6.2.2 Dựa trên phạm vi kiến thức để giải vấn đề STEM 2.6.2.3 Dựa vào mục đích dạy học Chủ đề STEM DH kiến thức mới: Được xây đựng cơ sở kết nối kiến thức nhiều môn học khác mà HS chưa học (hoặc học phần) HS vừa giải vấn đề vừa lĩnh hội tri thức Chủ đề STEM DH vận dụng: Được xây dựng cơ sở kiến thức HS học Chủ đề STEM dạng bồi dưỡng cho HS NL vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Kiến thức lý thuyết củng cố khắc sâu Trong đề tài này, xây dựng chủ đề DH theo định hướng GD STEM chương 4, sử dụng theo chủ đề STEM cơ bản, mở rộng, DH vận dụng 2.6.3 Một số tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM Để xây dựng chủ đề GD STEM, Theo [4] phải đảm bảo tiêu chí sau: 2.6.3.1 Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào vấn đề thực tiễn 2.6.3.2 Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật 2.6.3.3 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 tạo sản phẩm 12 2.6.3.5.Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và học 2.6.3.6 Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi thất bại là phần cần thiết học tập 2.7 Quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM Dựa mục tiêu GD STEM; tiêu chí chủ đề STEM; hình thức tổ chức GD STEM, quy trình thiết kế chủ đề DH theo định hướng GD STEM thực sau: 2.8 Tiêu chí đánh giá hứng thú học tập học sinh 2.8.1 Khái niệm hứng thú 2.8.2 Một số tiêu chí đánh giá hứng thú học tập học sinh Về nhận thức: HS phải hiểu rõ vai trò, ý nghĩa, tầm quan trọng cần thiết mơn Tốn sống nói chung hoạt động học tập nói riêng HS 2.9 Một số yếu tố ảnh hưởng việc xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM mơn Tốn Quá trình xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng STEM cần lưu ý số yếu tố sau: 2.10 Kết luận chương Trong chương 2, nghiên cứu cơ sở lí luận GD STEM, đồng thời tìm hiểu chương trình mơn Tốn hành, mơn Tốn theo chương trình 2018 chi tiết nội dung cấu trúc môn học thuộc lĩnh vực STEM Tiểu học theo chương trình GDPT 2018 để lựa chọn thiết kế số chủ đề STEM vào DH Ngồi ra, qua việc tìm hiểu tâm lí lứa tuổi HS tiểu học, đặc biệt HS lớp 5, nhận thấy việc DH theo định hướng GD STEM cần thiết bối cảnh DH hướng đến phát triển NL HS 13 Chương CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3.1 Mục đích khảo sát thực trạng 3.1.1 Đối với học sinh Khảo sát nhằm đánh giá mong muốn học theo định hướng GD STEM hứng thú với chủ đề theo định hướng GD STEM HS lớp địa bàn TP Đà Nẵng Từ đó, biết thực trạng việc học tập mơn Tốn HS lớp theo định hướng GD STEM 3.1.2 Đối với giáo viên Cuộc khảo sát thực nhằm đánh giá mức độ nhận thức GV STEM cần thiết, khó khăn tổ chức DH chủ đề mơn Tốn theo định hướng GD STEM nhà trường tiểu học Qua đó, biết thực trạng mức độ tiếp cận GD STEM trường tiểu học DH theo định hướng STEM, để từ thiết kế số chủ đề STEM áp dụng vào DH mơn tốn lớp trường tiểu học nói chung Đà Nẵng nói riêng 3.2 Nội dung khảo sát thực trạng 3.2.1 Nội dung khảo sát học sinh Sự mong muốn thực trạng học tập mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM Phiếu Tham khảo số (Phụ lục 2) 3.2.2 Nội dung khảo sát giáo viên Mức độ nhận thức GV GD STEM; khó khăn tổ chức DH chủ đề mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM trường TH địa bàn TP Đà Nẵng Phiếu khảo sát số (Phụ lục 1) Sử dụng phương pháp nghiên cứu sản phẩm: Bảng hỏi; phiếu khảo sát cho GV Sử dụng phương pháp xử lí số liệu: Thống kê, tỉ số phần trăm 3.3 Tổ chức khảo sát thực trạng 14 Khảo sát trường Tiểu học Võ Thị Sáu Trường Tiểu học Ơng Ích Khiêm, Q Hải Châu, TP Đà Nẵng với 32 giáo viên (5 khối) 173 học sinh lớp (5 lớp) 3.4 Phân tích kết khảo sát thực trạng 3.4 Kết khảo sát giáo viên Khi tiến hành khảo sát, thăm dò ý kiến 32 GV GD STEM Kết ban đầu cho thấy đa số GV hiểu biết định GD STEM (Biểu đồ 3.1), cụ thể nhiều GV 25/32 (78%) hiểu khái niệm GD STEM cịn số khơng nhỏ GV (22%) chưa hiểu khái niệm GD STEM 3.4.2 Kết khảo sát học sinh Qua điều tra thực trạng cho thấy việc thiết kế tổ chức hoạt động GD STEM cho HS tiểu học GV đánh giá cao, hơn HS hứng thú, yêu thích tiết học thực hành hào hứng tham gia thực hành để vận dụng kiến thức học vào thực tiễn Tuy nhiên, phần lớn GV chưa tiếp cận với GD STEM, chưa hiểu rõ quy trình cách tổ chức DH theo định hướng GD STEM trường tiểu học 3.5 Kết luận chương Qua nghiên cứu thực trạng công tác DH STEM trường Tiểu học Võ Thị Sáu Trường Tiểu học Ơng Ích Khiêm, Q Hải Châu, TP Đà Nẵng khảo sát mức độ hiểu biết GV sở thích hiểu biết HS chủ đề STEM, nhận thấy sau: Hầu hết GV hiểu GD STEM Phần lớn GV cho việc đưa hình thức GD STEM vào DH tiểu học việc làm cần thiết Qua thể mong muốn hầu hết GV việc tiếp cận, làm việc nghiên cứu kĩ hơn phương thức GD STEM nhằm nâng cao NL giảng dạy chất lượng GD 15 Chương XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TOÁN LỚP THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 4.1 Một số nguyên tắc để xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM mơn tốn lớp 4.1.1 Đảm bảo đặc trưng hoạt động STEM Để thiết kế HĐ STEM DH khoa học cần đảm bảo đặc trưng sau STEM như: định hướng thực tiễn, định hướng phát triển NL đặc thù, định hướng nghề nghiệp,… 4.1.2 Đảm bảo phù hợp đặc trưng môn học Các chủ đề STEM bám sát nội dung chương trình mơn học, phải đảm bảo mức độ kiến thức HS học xong chương trình 4.1.3 Đảm bảo tính liên mơn giáo dục STEM STEM chương trình giảng dạy dựa ý tưởng GD HS theo bốn chuyên ngành cụ thể - khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học - theo cách tiếp cận liên ngành ứng dụng Thay dạy bốn mơn học mơn học riêng biệt rời rạc, STEM tích hợp chúng vào mơ hình học tập gắn kết dựa ứng dụng giới thực Do chủ đề STEM thể mối liên hệ kiến thức STEM, đặc biệt kiến thức mơn Tốn các lĩnh vực khác 4.1.4 Đảm bảo phù hợp đặc điểm nhận thức tâm lí học sinh Tiểu học Nguyên tắc đảm bảo hứng thú, tính tự lực phát triển tư cho HS – đảm bảo quan điểm lấy HS làm trung tâm HĐ STEM Các sản phẩm dự án phải chính HS thiết kế thực GV đóng vai trị tư vấn, hỗ trợ, theo dõi tiến độ đạo GV cần giao nhiệm vụ học tập vừa sức dựa vào khả chung HS lớp để tạo động lực, hứng thú, kích thích HS tư duy, tự lực tìm tịi, phát hiện, giải nhiệm vụ học tập 4.1.5 Nguyên tắc phù hợp thực tiễn dạy học trường Tiểu học 16 Khi tổ chức HĐ STEM DH mơn Tốn trường tiểu học, GV cần lựa chọn nội dung, chủ đề ứng dụng gắn liền với thực tiễn, mang tính thời gắn với thực hành Ngoài ra, phù hợp thực tiễn phù hợp với điều kiện DH nhà trường (cơ sở vật chất, phân phối chương trình, đặc trưng địa lý, văn hóa địa phương, GV, ) Mặt khác, tần suất sử dụng nên cân đối, để GV có đủ thời gian chuẩn bị chu đáo, đầu tư vào tiết dạy, tránh gây tải, dạy hình thức 4.2 Xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM mơn tốn lớp 4.2.1 Chủ đề 1: Thiết kế nhà điện phát sáng 4.2.1.1 Lựa chọn chủ đề STEM Để xác định chủ đề STEM, GV xây dựng mạch nội dung chủ đề chương trình hành, Chương trình 2018: Bài: Hình hộp chữ nhật, hình lập phương (SGK Tốn 5, tr 108) GV đưa tình thực tiễn liên quan HS thảo luận, vận dụng kiến thức học lựa chọn chủ đề STEM: Thiết kế nhà điện phát sáng 4.2.1.2 Mục tiêu chủ đề STEM Nhận dạng hình hộp chữ nhật, hình lập phương Biết đặc điểm yếu tố hình hộp chữ nhật, hình lập phương Nhận biết đồ vật thực tế có dạng hình hộp chữ nhật, hình lập phương HS biết triển khai hình hộp chữ nhật thành hình chữ nhật HS tạo hình hộp chữ nhật theo kích thước cho sẵn Thực hành lắp mạch điện đơn giản — Phẩm chất: + Chăm chỉ: tích cực tham gia hoạt động học tập, tìm hiểu ý tưởng chế tạo 17 + Trách nhiệm: tự giác hoàn thành nhiệm vụ GV, nhóm, cá nhân — Năng lực: + Năng lực chung: * Tự chủ và tự học:Tự giác thực nhiệm vụ học tập * Giao tiếp hợp tác: Tham gia thảo luận, làm việc theo nhóm để thực nhiệm vụ giao *Giải vấn đề và sáng tạo: Thiết kế Sản phẩm ngơi nhà điện phát sáng trang trí sáng tạo linh hoạt + Năng lực đặc thù: Năng lực mơ hình hố Định hướng phát triển NL STEM 4.2.1.3 Nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề STEM Khoa học (S): Lắp mạch điện đơn giản; Hiểu lợi ích lượng mặt trời- nguồn lượng Công nghệ (T): Mô tả nhà điện chiếu sáng (Cấu tạo, công dụng, ); Biết sử dụng vật liệu để thiết kế nhà điện chiếu sáng Kĩ Thuật (E): Nêu lên số ý tưởng, công việc thiết kế nhà Vẽ phác thảo, nêu ý tưởng thiết kế Sản phẩm Xác định khoảng cách cửa, chiều cao cửa, mái nhà theo thước lỡ ban Tốn (M): Năng lực mô hình hóa tốn học (Lựa chọn cách tính chiều dài, chiều rộng, chiều cao hình hộp chữ nhật khoảng cách phận, gắn kết phận lại với nhau; Lựa chọn sơ đồ, hình vẽ để trình bày thiết kế; Năng lực giải vấn đề toán học (Nhận biết vấn đề cần giải thiết kế nhà điện chiếu sáng: Cần dùng vât liệu để thiết kế? hình hộp chữ nhật có kích thước bao nhiêu? Mái nhà, mạch điện,…) 4.2.1.4 Thiết kế hoạt động học tập 4.2.2 Chủ đề 2: Hình trụ xung quanh em - Thiết kế thiên đăng hình trụ 4.2.2.1 Lựa chọn chủ đề STEM 18 4.2.2.2 Mục tiêu chủ đề STEM 4.2.2.3 Nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề STEM 4.2.2.4 Thiết kế hoạt động học tập 4.2.2.5 Thiết kế phiếu học tập (Phụ lục 7) 4.4.2.6 Thiết kế tiêu chí và công cụ kiểm tra đánh giá 4.2.3 Chủ đề 3: Thiết kế đồng hồ mặt trời 4.2.3.1 Lựa chọn chủ đề STEM 4.2.3.2 Mục tiêu chủ đề STEM 4.2.3.3 Nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề STEM 4.2.3.4 Thiết kế hoạt động học tập 4.2.3.5 Thiết kế phiếu học tập (Phụ lục 8) 4.2.3.6 Thiết kế tiêu chí và công cụ kiểm tra đánh giá 4.2.4 Chủ đề 4: Toán học vật liệu xung quanh em - Hình học đo lường Thiết kế thuyền đua mái chèo 4.2.4.1 Lựa chọn chủ đề STEM 4.2.4.2 Mục tiêu chủ đề STEM 4.2.4.3 Nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề STEM 4.2.4.4 Thiết kế hoạt động học tập 4.3 Kết luận chương Trong chương này, nêu năm nguyên tắc cơ để xây dựng tổ chức HĐ GD STEM cho HS tiểu học cơ sở lí luận chương 2, cơ sở thực tiễn chương 3, tiến hành xây dựng bốn chủ đề STEM mơn Tốn lớp là: Thiết kế ngơi nhà điện phát sáng; Thiết kế thiên đăng; Thiết kế đồng hồ mặt trời thiết kế thuyền đua mái chèo Mỗi chủ đề tích hợp kiến thức môn học thuộc lĩnh vực STEM tạo niềm vui, hứng thú cho HS học tập 19 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 5.1 Mục đích thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm tiến hành nhằm kiểm nghiệm tính khả thi tính hiệu số chủ đề DH mơn Tốn lớp trường Tiểu học theo định hướng GD STEM, đồng thời kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học trình bày phần mở đầu luận văn Bên cạnh đó, tìm thuận lợi, khó khăn vận dụng thiết kế DH số chủ đề mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM rút học kinh nghiệm 5.2 Nội dung thực nghiệm 5.3 Tổ chức thực nghiệm 5.3.1 Hình thức thực nghiệm 5.3.2 Thời gian địa điểm thực nghiệm 5.4 Phân tích kết sau thực nghiệm 5.4.1 Kết đánh giá định lượng 5.4.2 Kết đánh giá định tính 5.5 Kết luận chương Trong chương này, tiến hành kiểm nghiệm đánh giá đề tài thông qua phương pháp thực nghiệm sư phạm nhằm khẳng định tính đắn giả thuyết khoa học tính khả thi DH chủ đề “Thiết kế ngôi nhà điện phát sáng” mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM Qua trình thực nghiệm sư phạm, quan sát HS, lấy ý kiến, phân tích số hành vi, nhận thấy chủ đề STEM xây dựng đề tài đảm bảo tính khoa học, phù hợp với trình độ nhận thức HS Phương án sư phạm tạo môi trường học tập cho HS thoải mái, tích cực, hứng thú dễ dàng áp dụng trình giảng dạy trường tiểu học, khẳng định tính khả thi đề tài 20 KẾT LUẬN Sau thực đề tài nghiên cứu, luận văn thu kết sau: Xây dựng cơ sở lí luận việc DH mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM, cụ thể: Làm rõ khái niệm GD STEM, đặc trưng GD STEM, hình thức tổ chức GD STEM, DH mơn Tốn theo định hướng GD STEM, quy trình DH mơn Tốn theo định hướng GD STEM, Phân tích nội dung chương trình mơn Tốn lớp hành chương trình GDPT 2018, Điều tra, đánh giá thực trạng việc DH theo định hướng GD STEM tiểu học Qua đó, thấy rõ việc thiết kế tổ chức chủ đề liên quan đến HĐ GD STEM cần thiết Thiết kế chủ đề dạy học mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM Tổ chức thực nghiệm sư phạm chủ đề “Thiết kế ngôi nhà điện phát sáng” để kiểm tra tính hiệu khả thi DH chủ đề mơn Tốn lớp theo định hướng GD STEM Như khẳng định mục đích nghiên cứu thực hiện, nhiệm vụ nghiên cứu hoàn thành giả thuyết khoa học Các chủ đề STEM giúp phát triển lực cần thiết, nâng cao hứng thú học tập cho học sinh 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ GD ĐT (2011), Toán 5, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội [2] Nguyễn Văn Biên (2015), Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp khoa học tự nhiên, Tạp chí khoa học trường ĐHSP Hà Nội, Số [3] Bộ GD ĐT (2018), Định hướng Giáo dục STEM trường phổ thông, Tài liệu tập huấn, Hà Nội [4] Bộ GD ĐT (2019), Xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học, Tài liệu tập huấn, Hà Nội [5] Bộ GD ĐT (2018), Chương trình giáo dục phổ thông môn Tốn 2018, Ban hành theo Thơng tư số 32/2018-BGDĐT, Hà Nội [6] Bộ GD ĐT (2019), Tập huấn giáo dục STEM trung học, Hà Nội [7] Bộ GD ĐT (2021), Tài liều hướng dẫn điều chỉnh nội dung chương trình hành theo chương trình GDPT 2018 mơn Tốn lớp 5, Hà Nội [8] Cruchetxki V A (1973), Tâm lí lực Tốn học HS, NXB Giáo dục, Hà Nội [9] Phạm Tất Dong (1995) (chủ biên), Nguyễn Hải Khoát, Nguyễn Quang Uẩn, Tâm lý học đại cương – NXBGD [10] Đoàn Ánh Dương (2019 ), Dạy học số chủ đề môn Toán lớp 12 THPT theo định hướng giáo dục STEM, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Thái Nguyên [11].Trần Thị Gái, Nguyễn Thị Phương, Nguyễn Thị Hoài Thanh (2018), Thiết kế chủ đề Giáo dục STEM dạy học phần chuyển hóa vật chất và lượng thực vật” Tạp chí Giáo dục (số 443, 12/2018) [12] Kiều Thị Thu Giang, Phạm Thị Thu Trang, Nguyễn Diệu Linh, Nguyễn Thị Thu Hương (2020), Bước đầu xây dựng cá hoạt động STEM dạy học 22 số chủ đề thuộc môn Khoa học Tự nhiên Tiểu học, Tạp chí khoa học giáo dục, Số 42, Hà Nội [13] Đỡ Đình Hoan (2013), Sách GV Toán 5, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội [14] Trần Đăng Khải (2020), DH số chủ đề môn Toán THCS theo định hướng giáo dục STEM, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Thái Nguyên [15] Nguyễn Quang Linh, Hà Trần Phương (2019), Giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thơng mới, Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ ĐH Thái Nguyên, Số 206 [16] Nguyễn Thị Nhị, Lê Xuân Trí (2020), Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh dạy học chủ đề “Máy bơm nước tự động” trường trung học cơ sở theo mơ hình giáo dục STEM, Tạp chí Giáo dục Khoa học, Số 32 (8/2020) [17] Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho HS trung học sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh [18] Jean Piaget (2001), Tâm lí học và giáo dục học, NXB Giáo dục, Hà Nội [19] Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Hà Nội [20] Lã Thị Thu Sen (2019) , Dạy học sớ chủ đề môn Tốn lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Thái Nguyên [21] Trần Thu Trang (2019), Tổ chức hoạt động giáo dục STEM cho học sinh trường Tiểu học trên địa bàn thành phố Thái Nguyên”, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Thái Nguyên 23 [22] Lê Thị Ngọc Thúy, Lương Thị Tú Oanh (2019), Dạy học STEM trường THCS nhằm đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới, Trường CĐSP Nghệ An, Kỉ yếu khoa học [23] Bùi Thị Thanh Thủy (2019), Dạy học chủ đề: Hình trịn quanh em, tốn theo định hướng giáo dục STEM, Tạp chí Giáo dục, Số 469 (1/2020) [24] Nguyễn Quang Uẩn (1996), Tâm lý học đại cương giành cho sinh viên Trường Đại học và cao đẳng sư phạm,NXBGD Hà Nội [25] Phạm Văn Vương (2020), Dạy học tích hợp mô hình STEM trường THPT thông quan môn Vật lí, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Hà Nội Tiếng Anh [26] Brown J (2012), The current status of STEM education research, Journal of STEM Education [27] Yu Y C., Chang S H., Yu L C (2016), An Academic Trend in STEM Education from Bibliometric and Co-Citation Method, International Journal of Information and Education Technology [28] Lantz J H B (2009), Science, technology, engineering and mathematics (STEM) education What form? What function, in CurrTech Integrations 2009, Baltimore [29] Morrison J (2006), STEM education monograph series, attributes of STEM education [30] Roberts A (2012), A justification for STEM education, Technology and Engineering Teacher [31] Brown R., Brown J., Reardon K., Merrill C (2011), Understanding STEM: Current Perceptions, Technology and Engineering Teacher [32] Yildirim B (2016), An Analyses and Meta-Synthesis of Research on STEM Education, Journal of Education and Practice, 7(34), pp23-pp33 [33] Dugger Jr W E (1993) The Relationship between Technology, Science, Engineering, and Mathematics 24 [34] Kanwar, G., Shekhawat, M., Saxena, N., & Mehra, M C (2017) Introduction and impact of integrated teaching learning method for first professional medical students IOSR Journal of Research & Method in Education, [35] Chittum J R., Jones B D., Akalin S., Schram A B (2017), The effects of an aíterschool STEM program on students’ motivation and engagement, International Journal of STEM Education [36] Tillman D., An S., Cohen J., Kjellstrom W., Boren R (2014), Exploring wind power: Improving mathematical thinking through digital fabrication [37] Becker K., Park K (2011), Effects of integrative approaches among Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students’ leaming: A preliminary meta-analysis, Journal of STEMEducation, 12(5 6), pp23-pp38 [38] Sanders M (2009), STEM, STEM Education, STEMmania, Technology Teacher [39] Honey M., Pearson G., Schweingruber H (2014), STEM Integration in K12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research, National Academies Press [40] Bybee R W (2013), The case for STEM education: Challenges and opportunities NSTA press [41] Bybee R W., Taylor J A., Gardner A., Van Scotter P., Powell J C., Westbrook, A., Landes N (2006), The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness, Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88–98 ... GD STEM nhằm nâng cao NL giảng dạy chất lượng GD  15 Chương XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TOÁN LỚP THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 4 .1 Một số nguyên tắc để xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng. .. động học tập nói riêng HS 2.9 Một số yếu tố ảnh hưởng việc xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM mơn Tốn Q trình xây dựng số chủ đề dạy học theo định hướng STEM cần lưu ý số. .. xây dựng chủ đề DH theo định hướng GD STEM chương 4, sử dụng theo chủ đề STEM cơ bản, mở rộng, DH vận dụng 2.6.3 Một số tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM Để xây dựng chủ đề GD STEM, Theo