Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tế tron
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THỊ THANH YẾN TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHUYÊN ĐỀ “TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI” - VẬT LÍ 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THỊ THANH YẾN TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHUYÊN ĐỀ “TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI” - VẬT LÍ 10 Ngành: Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUANG LINH THÁI NGUYÊN - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng luận văn: “Tổ chức dạy học STEM chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” - Vật lí 10” là công trình do chính tôi nghiên cứu Các số liệu, kết quả nghiên cứu và những kết luận của luận văn này chưa được công bố trong bất kì một công trình nghiên cứu nào Tôi cam đoan đã thực hiện việc kiểm tra mức độ tương đồng nội dung đề tài/khóa luận tốt nghiệp/luận văn/luận án qua phần mềm Turnitin một cách trung thực và đạt kết quả mức độ tương đồng là 28% Bản đề tài/khóa luận tốt nghiệp/ luận văn/luận án kiểm tra qua phần mềm là bản cứng đã nộp để bảo vệ/nghiệm thu trước hội đồng Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, tháng 8 năm 2023 Tác giả Vũ Thị Thanh Yến i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Quang Linh - người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ, định hướng cách tư duy và làm việc khoa học Đó là những góp ý hết sức quý báu không chỉ trong quá trình thực hiện đề tài luận văn mà còn là hành trang bước tiếp cho tôi trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu sau này Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng viên trong Tổ phương pháp khoa Vật lí - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp đã chỉ dẫn, tạo điều kiện thuận lợi và động viên để tôi hoàn thành luận văn Cuối cùng, tôi xin gửi lời chúc sức khỏe đến toàn thể các thầy cô giảng viên và các bạn học viên khoa Vật lí Kính chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc và thành công Chúc các bạn học viên K29 hoàn thành xuất sắc luận văn của mình Thái Nguyên, tháng 8 năm 2023 Tác giả Vũ Thị Thanh Yến ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài 1 2 Mục đích nghiên cứu 2 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2 5 Phương pháp nghiên cứu 2 6 Giả thuyết khoa học 3 7 Cấu trúc của đề tài 3 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 4 1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM 4 1.2 Lịch sử nghiên cứu về năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học 6 1.3 Giáo dục STEM 7 1.3.1 Khái niệm và nguồn gốc giáo dục STEM 7 1.3.2 Giáo dục STEM trong chương trình phổ thông 2018 8 1.3.4 Hình thức tổ chức STEM 9 1.3.5 Xây dựng chủ đề STEM 10 1.3.6 Các hoạt động STEM trong dạy học STEM 13 1.4 Năng lực, vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh 14 1.4.1 Khái niệm năng lực, vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh 14 1.4.2 Các biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học 15 1.4.3 Các thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học 15 1.5 Điều tra thực tiễn việc dạy học theo giáo dục STEM 18 1.5.1 Mục đích điều tra 18 iii 1.5.2 Phương pháp điều tra 18 1.5.3 Đối tượng và phương pháp điều tra 19 1.5.4 Kết quả điều tra 19 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 24 Chương 2 THIẾT KẾ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM CHUYÊN ĐỀ “TRÁI ĐẤT VÀ BẦU TRỜI” -VẬT LÍ 10 25 2.1 Phân tích nội dung, kiến thức chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” 25 2.2 Yêu cầu cần đạt trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời”- Vật lí 10 25 2.3 Thiết kế kế hoạch bài dạy chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” 27 2.3.1 Ý tưởng thiết kế 27 2.3.2 Thiết kế hoạch bày dạy chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” 28 2.4 Xây dựng phiếu đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học trong dạy học chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” 51 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 53 Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 54 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 54 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 54 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 54 3.2 Nội dung, đối tượng, thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm 54 3.2.1 Nội dung thực nghiệm sư phạm 54 3.2.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 55 3.3 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 55 3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 56 3.4.1 Đánh giá thực nghiệm sư phạm bằng định tính 56 3.4.2 Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm 61 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 67 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC iv DANH MỤC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT CT GDPT : Chương trình Giáo dục phổ thông GD&ĐT : Giáo dục và đào tạo GDPT : Giáo dục phổ thông GV : Giáo viên HS : Học sinh NLVDKT : Năng lực vận dụng kiến thức PHHS : Phụ huynh học sinh SGK : Sách giáo khoa THCS : Trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông TNSP : Thực nghiệm sư phạm iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các thành tố và tiêu chí đánh giá năng lực 16 Bảng 2.1 Bố trí, sắp xếp thời gian dạy cho bài dạy chuyên đề “Trái Đất và Bầu Trời” 27 Bảng 3.1 Bảng kế hoạch thực nghiệm sư phạm 55 Bảng 3.2 Bảng tổng kết các phiếu đánh giá nhóm HS của GV 61 Bảng 3.3 Bảng thống kê điểm đánh giá năng lực vận dụng kĩ năng, kiến thức kĩ năng đã học vào trong cuộc sống hàng ngày của học sinh 63 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hình thức tổ chức giáo dục STEM 9 Hình 1.2 Quá trình xây dựng bài học STEM 11 Hình 1.3 Thiết kế tiến trình dạy học STEM 13 Hình 1.4 Kết quả điều tra câu hỏi 1 19 Hình 1.5 Kết quả điều tra câu hỏi 2 20 Hình 1.6 Kết quả điều tra câu hỏi 3 21 Hình 1.7 Kết quả điều tra câu hỏi 4 22 Hình 1.8 Kết quả điều tra câu hỏi 5 23 Hình 3.1 Học sinh quan sát video để xác định phương hướng của các chòm sao; đặc điểm của một số thiên thể; hiện tượng nhật thực, nguyệt thực 57 Hình 3.2 Học sinh tham gia hoạt động nhóm hoàn thành nhiệm vụ số 1 58 Hình 3.3 Học sinh tham gia hoạt động nhóm hoàn thành nhiệm vụ số 2 58 Hình 3.4 Học sinh báo cáo và thảo luận nhiệm vụ số 2 58 Hình 3.5 Giáo viên giải thích, thảo luận cùng học sinh 59 Hình 3.6 Học sinh chế tạp sản phẩm 59 Hình 3.7 Hình ảnh học sinh thiết kế, chế tạo mô hình 59 Hình 3.8 Học sinh báo cáo sản phẩm 60 Hình 3.9 Điểm trung bình đánh giá năng lực vận dụng kĩ năng, kiến thức đã học vào thực tiễn của các nhóm HS 62 Hình 3.10 Điểm trung bình đánh của học sinh nam và nữ 65 vi MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài Trong quá trình tăng cường và cải tiến, giáo dục Việt Nam đang chủ động thay đổi để thích ứng tốt hơn với xu thế toàn cầu Bản kế hoạch giáo dục toàn diện mới được triển khai với nhiều cải cách giúp khắc phục những hạn chế của chương trình cũ Các phương pháp giảng dạy truyền thống đang dần được thay thế, nhằm mục tiêu phát triển không chỉ kiến thức mà còn phẩm chất và khả năng của học sinh Điều này yêu cầu sự chuyển đổi sang các phương pháp giáo dục mới, phù hợp hơn và linh hoạt hơn Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xác định mục tiêu cho Chương trình giáo dục Phổ thông mới (2018), đó là 5 phẩm chất và 10 năng lực cốt lõi của học sinh, bao gồm 3 năng lực chung và 7 năng lực đặc biệt như ngôn ngữ, tính toán, khoa học, công nghệ, tin học, thẩm mĩ và thể chất Qua các hoạt động giảng dạy và học tập, học sinh có thể phát triển kỹ năng cá nhân, rèn luyện thói quen tự học, giải thích các quy luật, hiện tượng và quá trình vật lý, và ứng dụng kiến thức và kỹ năng để giải quyết vấn đề thực tế Để đạt được mục tiêu này, Giáo dục STEM, viết tắt của Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Maths) Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tế trong bối cảnh cụ thể Đây là phương pháp giáo dục mới, mang đến một hướng tiếp cận khác trong việc giảng dạy và học tập, do đó cần được quan tâm và hiểu rõ từ toàn xã hội Học STEM là bước tiến quan trọng đối với xu hướng giáo dục tiên tiến, đặt nền tảng vững chắc cho sự phát triển kinh tế - xã hội trong tương lai Giáo dục STEM có thể được tổ chức theo ba hình thức: dạy học các môn khoa học theo 1