Trang 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANGDẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 4 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEMLUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Trang 2 ĐẠI HỌC THÁI NGU
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 4 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2023 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 4 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ngành: Giáo dục học (Giáo dục Tiểu học) Mã số: 8 14 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HOÀI ANH THÁI NGUYÊN - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, khách quan, không trùng lặp với các luận văn khác Thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hương Giang i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, TS Nguyễn Hoài Anh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này Tôi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Giáo dục Tiểu học - trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo trong khoa Giáo dục Tiểu học đã tạo điều kiện giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn bộ các thầy cô giáo trường Tiểu học Tràng An, trường Tiểu học Trần Quốc Toản và trường Tiểu học Trưng Vương đã tạo điều kiện cho chúng tôi hoàn thành phiếu điều tra trong đề tài của mình Tôi xin cảm ơn gia đình, toàn thể bạn bè đã giúp đỡ và động viên khuyến khích chúng tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài nghiên cứu này Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 12 năm 2023 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hương Giang ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU 1 1 Lí do chọn đề tài 1 2 Mục đích nghiên cứu 3 3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3 4 Giả thiết khoa học 3 5 Phương pháp nghiên cứu 3 6 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 4 7 Cấu trúc đề tài 4 NỘI DUNG 5 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5 1.1 Khái quát về tình hình nghiên cứu giáo dục STEM 5 1.1.1 Nghiên cứu trên thế giới 5 1.1.2 Nghiên cứu trong nước 8 1.2 Một số khái niệm công cụ 11 1.2.1 Khái niệm STEM và giáo dục STEM 11 1.2.2 Các hình thức tổ chức giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông 13 1.2.3 Vai trò của STEM đối với học sinh tiểu học 15 1.2.4 Định hướng STEM trong chương trình Giáo dục phổ thông mới 18 1.3 Các môn học thuộc lĩnh vực giáo dục STEM ở tiểu học 20 1.3.1 Toán học 20 1.3.2 Kĩ thuật 21 1.3.3 Khoa học 22 iii 1.3.4 Công nghệ 23 1.4 Đặc điểm nhận thức của học sinh lớp 4 ở Tiểu học 25 1.4.1 Về tri giác 25 1.4.2 Về chú ý 26 1.4.3 Về tư duy 27 1.4.4 Về tưởng tượng 27 1.4.5 Về trí nhớ: 28 1.4.6 Về ngôn ngữ 28 1.5 Thực trạng dạy học môn Toán 4 theo định hướng giáo dục STEM 29 1.5.1 Mục đích, đối tượng, phương pháp khảo sát 29 1.5.2 Nội dung khảo sát 29 1.5.3 Kết quả khảo sát 30 Kết luận chương 1 35 Chương 2 THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY TOÁN 4 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 37 2.1 Nguyên tắc thiết kế bài học theo định hướng giáo dục STEM 37 2.1.1 Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn 37 2.1.2 Cấu trúc bài học STEM nên được xây dựng kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật 37 2.1.3 Phương pháp dạy học bài học STEM cần đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm 37 2.1.4 Hình thức tổ chức bài học STEM cần lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm kiến tạo 38 2.1.5 Nội dung bài học STEM cần áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà HS đã và đang học 38 2.1.6 Phương án giải quyết vấn đề trong bài học STEM có thể có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập 38 2.2 Quy trình thiết kế và tổ chức bài học theo định hướng giáo dục STEM 38 2.2.1 Giai đoạn chuẩn bị 39 2.2.2 Giai đoạn tổ chức thực hiện 39 iv 2.3 Một số kế hoạch bài dạy Toán 4 theo định hướng giáo dục STEM 41 2.3.1 Thiết kế một số kế hoạch bài dạy mạch nội dung Số và phép tính 41 2.3.2 Thiết kế một số kế hoạch bài dạy mạch nội dung Hình học và đo lường52 2.3.3 Thiết kế một số kế hoạch bài dạy yếu tố Thống kê và Xác suất 76 Kết luận chương 2 88 Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 89 3.1 Mục đích thực nghiệm 89 3.2 Nội dung thực nghiệm 89 3.3 Đối tượng thực nghiệm 89 3.4 Thời gian thực nghiệm 89 3.5 Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm 90 3.5.1 Đánh giá định tính 90 3.5.2 Đánh giá định lượng 90 3.6 Tổ chức thực nghiệm 92 3.7 Phân tích kết quả thực nghiệm 94 3.7.1 Phân tích kết quả định tính 94 3.7.2 Phân tích kết quả định lượng 96 3.8 Kết luận chung về thực nghiệm sư phạm 111 Kết luận chương 3 112 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 113 1 Kết luận 113 2 Khuyến nghị 113 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 PHỤ LỤC 117 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Viết tắt Viết đầy đủ GV Giáo viên GDPT Giáo dục phổ thông GD & ĐT Giáo dục & Đào tạo GD Giáo dục TH Tiểu học THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông KHGD Khoa học giáo dục KHBD Kế hoạch bài dạy HĐTN Hoạt động trải nghiệm TN&XH Tự nhiên & Xã hội SGK Sách giáo khoa HS Học sinh VD TN Ví dụ TNSP Thực nghiệm ĐC Thực nghiệm sư phạm NL Đối chứng Năng lực iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 GV tham gia giảng dạy lớp 4 29 Bảng 1.2 Mức độ hiểu biết của GV về STEM 30 Bảng 1.3 Mức độ hiểu biết của GV về khái niệm STEM 30 Bảng 1.4 Mức độ nhận thức của GV về vai trò của giáo dục STEM 31 Bảng 1.5 Mức độ hiểu biết của GV về các hình thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM ở cấp Tiểu học 31 Bảng 1.6 Mức độ sẵn sàng dạy học môn Toán lớp 4 theo định hướng giáo dục STEM của GV 32 Bảng 1.7 Mức độ tổ chức hoạt động dạy học môn Toán 4 theo định hướng giáo dục STEM ở trường tiểu học hiện nay 32 Bảng 1.8 Những khó khăn khi tổ chức dạy học môn Toán 4 theo định hướng giáo dục STEM 33 Bảng 1.9 Mức độ HS được tham gia hoạt động dạy học môn Toán 4 theo định hướng giáo dục STEM 34 Bảng 2.1 Tiêu chí đánh giá sản phẩm “Chiếc máy tính tiền tiện dụng” 52 Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá các sản phẩm “Đèn ông sao, chiếc quạt giấy, đèn lồng” 63 Bảng 2.3 Tiêu chí đánh giá sản phẩm “Ngôi nhà cho mèo con” 75 Bảng 2.4 Tiêu chí đánh giá sản phẩm “Xúc xắc kì diệu” 87 Bảng 3.1 Các lớp thực nghiệm, lớp đối chứng khi thực nghiệm sư phạm 89 Bảng 3.2 Đánh giá mức độ hứng thú của HS sau TN 96 Bảng 3.3 Đánh giá mức độ tập trung chú ý của của HS sau TN 98 Bảng 3.4 So sánh mức độ năng lực STEM của HS trước thực nghiệm 100 Bảng 3.5 So sánh mức độ năng lực STEM của HS sau thực nghiệm 101 Bảng 3.6 So sánh mức độ năng lực STEM trước và sau thực nghiệm của HS lớp thực nghiệm 103 Bảng 3.7 Phân phối tần số điểm trước khi thực nghiệm 105 Bảng 3.8 Phân phối tỉ lệ phần trăm kiểm tra đầu vào theo mức độ đánh giá 105 Bảng 3.9 Phân phối tần số điểm sau thực nghiệm 107 Bảng 3.10 Phân phối tỉ lệ phần trăm kiểm tra sau thực nghiệm 107 Bảng 3.11 So sánh mức độ tăng giảm kiểm tra trước và sau thực nghiệm 108 Bảng 3.12 Kết quả xử lý số liệu thống kê lớp TN1 và lớp ĐC1 109 Bảng 3.13 Kết quả xử lý số liệu thống kê lớp TN2 và lớp ĐC2 110 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 HS thảo luận nhóm, thống nhất bản thiết kế “Chiếc máy tính tiền tiện dụng” 50 Hình 2.2 Sản phẩm minh họa: “Chiếc máy tính tiền tiện dụng” 51 Hình 2.3 Bản thiết kế “Chiếc đèn lồng” 59 Hình 2.4 Bản thiết kế “Chiếc đèn ông sao” 60 Hình 2.5 Bản thiết kế “Chiếc quạt giấy” 60 Hình 2.6 Sản phẩm minh họa “Đèn ông sao, chiếc quạt giấy, đèn lồng” 61 Hình 2.7 HS tham quan khu vực trưng bày sản phẩm “Đèn ông sao, chiếc quạt giấy, đèn lồng” 62 Hình 2.8 HS thảo luận nhóm, thống nhất bản thiết kế “Ngôi nhà cho mèo con” 71 Hình 2.9 HS tiến hành chế tạo sản phẩm “Ngôi nhà cho mèo con” 74 Hình 2.10 Sản phẩm minh họa: “Ngôi nhà cho mèo con” 75 Hình 2.11 HS thảo luận nhóm, thống nhất bản thiết kế “Xúc xắc kì diệu” 85 Hình 2.12 Bản thiết kế “Xúc xắc kì diệu” 85 Hình 2.13 Sản phẩm minh họa “Xúc xắc kì diệu” 86 Hình 3.1 Biểu đồ đánh giá mức độ hứng thú của HS sau TN 96 Hình 3.2 Biểu đồ đánh giá mức độ tập trung chú ý của của HS sau TN 98 Hình 3.3 Biểu đồ so sánh mức độ năng lực STEM của HS trước thực nghiệm 100 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh mức độ năng lực STEM của HS sau TN 101 Hình 3.5 Biểu đồ so sánh mức độ năng lực STEM trước và sau thực nghiệm của HS lớp thực nghiệm 104 Hình 3.6 Biểu đồ phân phối tần số điểm trước khi thực nghiệm 106 Hình 3.7 Biểu đồ phân phối tần số điểm sau thực nghiệm 107 vi