Sáng kiến kinh nghiệm về việc tổ chức dạy học STEM trong chương trình môn Toán lớp 10. Sáng kiến gồm 2 phần. Phần 1 trình bày các cơ sở khoa học của phương pháp tổ chức dạy học STEM trong môn Toán. Phần 2 trình bày qui trình các bước triển khai và ví dụ cụ thể về việc tổ chức dạy học STEM trong chương trình môn Toán lớp 10.
TỔNG QUAN
Phương pháp tiếp cận tạo ra sáng kiến
- Phương pháp nghiên cứu lý luận.
- Phương pháp phi thực nghiệm: quan sát, phỏng vấn học sinh.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
Mục tiêu hướng đến
Phân tích qui trình tổ chức dạy học chủ đề STEM ứng dụng hệ thức lượng trong tam giác giúp học sinh hiểu rõ cách đo đạc thực tế Qua đó, có thể khái quát hóa phương pháp tổ chức dạy học chủ đề STEM cho các nội dung khác trong bộ môn Toán, từ việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn đến việc phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh.
- Sáng kiến được dùng làm tài liệu tham khảo hữu ích cho các thầy cô cùng bộ môn trong toàn tỉnh.
- Góp phần thực hiện nhiệm vụ giáo dục toàn diện cho học sinh nói chung và nhiệm vụ năm học nói riêng;
Thay đổi hứng thú học tập của học sinh với môn Toán học là một mục tiêu quan trọng, giúp các em sáng tạo và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống Việc này không chỉ cải thiện chất lượng giáo dục mà còn nâng cao kết quả học tập của học sinh tại trường THPT 19 – 5 Kim Bôi.
MÔ TẢ SÁNG KIẾN
Giải pháp thực hiện sáng kiến
Sáng kiến thuộc lĩnh vực giải pháp nghiệp vụ hướng dẫn các thức tổ chức dạy học một chủ đề STEM lĩnh vực hình học
Nội dung sáng kiến chia làm hai phần chính:
1.1 Cơ sở lý thuyết về tổ chức dạy học chủ đề STEM
Giáo dục STEM là mô hình giáo dục liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ năng và toán học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn Để triển khai giáo dục STEM trong trường phổ thông, cần xây dựng các chủ đề môn học hoặc tích hợp liên môn Các chủ đề STEM nên linh hoạt và có thể triển khai dưới nhiều hình thức Để phát triển năng lực cho học sinh, việc xây dựng chủ đề STEM cần thực hiện theo các bước cụ thể.
Bước 1 Xác định đối tượng, thời gian, hình thức tổ chức chủ đề STEM
Để đảm bảo nội dung phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông của Bộ Giáo dục và Đào tạo, việc xác định đối tượng học sinh là rất quan trọng Đối tượng này nên bao gồm học sinh từ lớp 1 đến lớp 12, nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và phát triển của từng cấp học.
Để đảm bảo hiệu quả trong việc giảng dạy, việc xác định thời gian phù hợp là rất quan trọng, bao gồm cả thời gian chuẩn bị và thời gian thực hiện Mỗi chủ đề nên được xây dựng với thời gian thực hiện trên lớp từ 60 đến 90 phút.
Hình thức tổ chức hoạt động có thể diễn ra trong lớp học hoặc trong giờ học chính khóa tại các phòng STEM của trường Ngoài ra, các hoạt động cũng có thể được tổ chức tại các cơ sở sản xuất, phòng STEM của doanh nghiệp, hoặc tại các trường đào tạo nghề.
Bước 2 Nêu vấn thực tiễn
GV khơi gợi vấn đề thực tiễn qua nhiều hình thức như câu chuyện, tình huống thực tế, bài tập thực hành, dự án học tập giải quyết vấn đề, hoạt động trải nghiệm sáng tạo và nghiên cứu khoa học, từ đó kích thích nhu cầu của học sinh trong việc tìm kiếm giải pháp cho các vấn đề thực tiễn.
Bước 3 Đặt câu hỏi định hướng, hình thành ý tưởng của chủ đề, hệ thống kiến thức STEM trong chủ đề
Các câu hỏi này tập trung vào việc xác định mục đích của chủ đề, nhiệm vụ chính mà nó đề ra, và ý nghĩa thực tiễn của nó Đồng thời, chúng cũng khám phá các kiến thức môn học STEM liên quan và những vấn đề thực tiễn mà chủ đề hướng tới nhằm tìm ra giải pháp hiệu quả cho các thách thức hiện tại.
Xây dựng hệ thống kiến thức STEM yêu cầu xác định trọng tâm và mối liên hệ trực tiếp giữa các môn học Để phát triển chủ đề STEM hiệu quả, việc hợp tác giữa giáo viên các bộ môn là rất cần thiết.
Bước 4 Xác định mục tiêu của chủ đề
Cần xác định rõ ràng mục tiêu về kiến thức, kỹ năng và thái độ mà học sinh cần đạt được sau khi thực hiện chủ đề STEM Những mục tiêu này phải khả thi, phù hợp với năng lực của học sinh và điều kiện địa phương.
Bước 5 Chuẩn bị các mẫu vật, hóa chất, dụng cụ, vị trí để thực hiện chủ đề STEM
Dựa trên nội dung và mục tiêu của chủ đề, giáo viên cần chuẩn bị hoặc hướng dẫn học sinh chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất và dụng cụ cần thiết để tổ chức thực hiện chủ đề một cách hiệu quả.
Bước 6: Xác định quy trình kỹ thuật giải quyết vấn đề thực tiễn thông qua ứng dụng STEM, đồng thời thực hiện các hoạt động để giải quyết vấn đề thực tiễn hiệu quả.
GV xây dựng quy trình tổ chức, thực hiện chủ đề STEM theo các hoạt động một cách rành mạch, rõ ràng, dễ thực hiện.
Ở mức độ cao hơn, giáo viên chỉ cần nêu rõ mục tiêu của chủ đề và yêu cầu cần đạt được Họ cũng phải cung cấp các cơ sở vật chất cần thiết cho học sinh để tự xây dựng các bước và thực hiện chủ đề một cách hiệu quả.
Chương trình STEM không chỉ tập trung vào kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học mà còn truyền cảm hứng cho khả năng sáng tạo của cá nhân Thông qua việc phát triển các đặc điểm như tính trôi chảy, tính linh hoạt, tính độc đáo và tính tỉ mỉ, chương trình giúp hình thành những cá nhân sáng tạo, sẵn sàng đối mặt với thách thức trong tương lai.
Bước 7 Báo cáo kết quả nêu các kiến nghị, đề xuất mới
Sau khi thực hiện chủ đề, học sinh cần báo cáo kết quả quá trình ứng dụng STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn Bên cạnh đó, học sinh có thể đề xuất những vấn đề mới phát sinh và đưa ra các ý tưởng sáng tạo liên quan đến chủ đề đã nghiên cứu.
Tổ chức dạy học tích hợp STEM trong môn Toán tại Việt Nam cần dựa trên cách tiếp cận giáo dục STEM và thực tế chương trình, sách giáo khoa Nghiên cứu đề xuất quy trình dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEM với 5 bước cụ thể.
Thực trạng dạy học môn Toán trong trường THPT 19-5 Kim Bôi hiện nay
Môn Toán là một trong những bộ môn khoa học cơ bản và đóng vai trò quan trọng trong chương trình giáo dục tại các trường học Nó không chỉ là môn học chính mà còn xuất hiện trong hầu hết các ngành xét tuyển Đại học Đối với học sinh, việc nhận thức được tầm quan trọng của môn Toán là điều cần thiết cho sự phát triển học thuật và nghề nghiệp sau này.
Kết quả thực hiện sáng kiến
Học sinh ban đầu gặp khó khăn với phương pháp dạy học mới, đặc biệt là trong hoạt động nhóm, dẫn đến sự thụ động và rụt rè khi phát biểu Tuy nhiên, qua từng tiết học, sự tự tin của học sinh đã tăng lên, giúp các em chủ động hơn trong việc nhận và thực hiện nhiệm vụ một cách sáng tạo và hứng thú.
Các giờ dạy học thực nghiệm cho thấy giáo viên đã thành công trong việc thu hút học sinh tham gia vào các hoạt động nhận thức một cách tự nhiên và chủ động Học sinh thể hiện sự tích cực khi tham gia vào các hoạt động nhóm, cả ở nhà lẫn tại lớp học.
Học sinh tích cực tham gia thảo luận nhóm để hoàn thành các nhiệm vụ học tập chung, đồng thời vẫn có khả năng tự lực giải quyết các nhiệm vụ cá nhân Các em tự tin trình bày kết quả hoạt động nhóm trước lớp một cách logic và thuyết phục.
Học sinh thể hiện sự sáng tạo và hứng thú khi áp dụng kiến thức vào thực tế Trong các buổi thảo luận, các em tự tin trình bày và bảo vệ quan điểm của mình, điều này cho thấy khả năng tư duy độc lập và sự phát triển trong kỹ năng giao tiếp.
Khả năng hoàn thành nhiệm vụ của học sinh được cải thiện sau mỗi tiết học, giúp các em ghi nhớ tốt những kiến thức đã học Học sinh có thể trình bày lại nội dung bài học bằng ngôn ngữ của riêng mình và áp dụng những kiến thức này vào thực tiễn.
- Học sinh chủ động hoạt động nhóm, tự nhận xét, rút ra các kết luận và điều chỉnh về vấn đề cần tìm hiểu
Bản báo cáo thực hành của nhóm thể hiện tư duy sáng tạo và tính thẩm mỹ của học sinh qua từng sản phẩm Đồng thời, việc này cũng giúp rèn luyện kỹ năng ứng dụng Tin học trong thuyết trình cho các em.
Giúp học sinh củng cố kiến thức đã học và áp dụng vào giải quyết bài toán thực tế, từ đó nâng cao khả năng tự học Bên cạnh đó, việc này còn truyền cảm hứng học tập và khơi dậy đam mê với khoa học cho các em.
- Rèn luyện cho học sinh các kỹ năng cơ bản trong tính toán, đo đạc thực tế, làm việc nhóm,thẩm mĩ và sử dụng phần mềm PowerPoit.
Học sinh được khuyến khích phát huy tính sáng tạo và tư duy phản biện, từ đó hình thành các năng lực thiết yếu như hợp tác, giao tiếp, giải quyết vấn đề, mô hình hóa toán học, tư duy và sử dụng công cụ toán học, cùng với năng lực công nghệ thông tin.
- Phát triển cho học sinh các phẩm chất: chăm học, chăm làm, trách nhiệm, trung thực.
Hiệu quả của sáng kiến được minh chứng qua sự cải thiện rõ rệt trong kết quả bài kiểm tra thường xuyên về Hệ thức lượng trong tam giác, trước và sau khi áp dụng sáng kiến.
Lớp 10A1 điểm ≤ 4 4< điểm ≤ 6 6< điểm ≤ 8 8< điểm ≤ 10
SL TL% SL TL% SL TL% SL TL%
Trước khi áp dụng sáng kiến
Sau khi áp dụng sáng kiến
Lớp 10A7 điểm ≤ 4 4< điểm ≤ 6 6< điểm ≤ 8 8< điểm ≤ 10
SL TL% SL TL% SL TL% SL TL%
Trước khi áp dụng sáng kiến
Sau khi áp dụng sáng kiến
So sánh bằng biểu đồ:
Hiệu quả của sáng kiến được minh chứng qua kết quả sử dụng thang đo và bảng kiểm thông qua phiếu học tập trước và sau khi thực hiện sáng kiến ở hai lớp 10A1 và 10A7, với các kết quả cụ thể như sau:
+ Kết quả phiếu tham khảo học sinh số 1 ( Trước khi áp dụng sáng kiến đối với hai lớp giảng dạy 10A1 và 10A7).
Câu Nội dung Kết quả
1 Sự hứng thú học môn Toán ở các em thuộc mức Số Tỉ lệ % độ nào? lượng
2 Em thích học môn Toán vì:
Môn Toán là một trong những môn thi vào các trường ĐH, CĐ
Bài học sinh động, thầy cô dạy vui vẻ, dễ hiểu 27 32,93
Kiến thức dễ nắm bắt 5 6,09
Kiến thức gắn thực tế nhiều 7 8,54
3 Trong giờ học môn Toán em thích được học như thế nào
Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận và làm việc
Nghe giảng và ghi chép một cách thụ động 2 2,44 Được làm các thực nghiệm để hiểu sâu hơn và hiểu được ứng dụng thực tế của Toán học
Làm các bài tập nhiều để ôn thi đại học 7 8,54
Không cần thực hành nhiều 5 6,09
Tăng cường học lí thuyết và giải bài tập tính toán gắn với kì thi đại học cao đẳng
Giảm tải lí thuyết, vận dụng kiến thức đã học để đưa kiến thức vào thực tiễn, tăng cường thực hành.
+ Kết quả phiếu tham khảo học sinh số 2( Sau khi áp dụng sáng kiến đối với hai lớp giảng dạy 10A1 và 10A7).
1 Em đã được học theo định hướng giáo dục STEM chưa? Số lượng
2 Nếu em chưa được học theo định hướng giáo dục STEM, em có muốn được học không ? Vì sao?
Nếu thầy cô em đã thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì em thấy dạy học theo định hướng giáo dục
STEM có ý nghĩa như thế nào? Đảm bảo giáo dục toàn diện 62
Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM 70 Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS 65
Kết nối trường học với cộng đồng 20
3 Nếu em đã được học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM, em có hứng thú như thế nào?
So sánh bằng biểu đồ:
Trước khi thực hiện sáng kiến Sau khi thực hiện sáng kiến
Khả năng áp dụng nhân rộng của sáng kiến
- Sáng kiến được một số GV giảng dạy bộ môn Toán áp dụng và đánh giá cao về tính thực tiễn và khả năng ứng dụng.
- Một số GV giảng dạy khác bộ môn cũng đã tham khảo các bước trong quy trình thiết kế hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
Sáng kiến này được triển khai hiệu quả khi kết hợp với các giờ học chính khóa của học sinh trường THPT 19-5 Kim Bôi và các trường THPT khác trong toàn tỉnh.