Tổ chức dạy học stem chủ đề bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vật lí 9 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

VÕ THỊ THANH UYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG" VẬT LÍ 9 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ

ĐÀ NẴNG - NĂM 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

VÕ THỊ THANH UYÊN

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG" VẬT LÍ 9 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí Mã số: 8.14.01.11

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN GIÁO

ĐÀ NẴNG - NĂM 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu là khách quan, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2023

Tác giả

Võ Thị Thanh Uyên

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, bằng tất cả tấm lòng tri ân, tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Lê Văn Giáo đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, quý thầy cô giảng dạy bộ môn lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí, quý thầy cô phòng sau Đại học đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Ban Giám hiệu, Tổ chuyên môn, quý thầy cô giáo, quý đồng nghiệp và các em HS tại Trường THPT iSchool Ninh Thuận đã giúp đỡ nhiệt tình cho tôi trong quá trình tìm hiểu thực tiễn và triển khai thực nghiệm

Cuối cùng, tôi xin biết ơn gia đình, bạn bè luôn bên cạnh, động viên, giúp đỡ tôi vượt qua khó khăn trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

Đà Nẵng, tháng 06 năm 2023

Tác giả

Võ Thị Thanh Uyên

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ILỜI CẢM ƠN IIDANH MỤC VIẾT TẮT IIIDANH MỤC BẢNG BIỂU VII

2 Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu 3

3 Mục tiêu nghiên cứu 4

4 Giả thuyết khoa học 4

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

5.1 Đối tượng nghiên cứu 4

5.2 Phạm vi nghiên cứu 5

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

7 Phương pháp nghiên cứu 5

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 5

7.2 Phương pháp thực tiễn 6

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 6

7.4 Phương pháp thống kê toán học 6

8 Kết quả đạt được 6

9 Cấu trúc luận văn 6

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 8

1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 8

1.1.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề 8

1.1.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề 9

1.1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong DHVL ở trường phổ thông 12

1.1.4 Đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề 14

1.2 Giáo dục STEM 27

1.2.1.Khái niệm giáo dục STEM 27

1.2.2 Mục tiêu giáo dục STEM 29

1.2.3 Phân loại STEM 30

1.2.4 Dạy học STEM theo phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 31

1.3 Thực trạng dạy học STEM tại một số trường THCS trên địa bàn Thành Phố

Chương 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG ” VẬT LÍ 9 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 44

2.1 Mục tiêu chủ đề ‘Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” 44

2.4 Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” 51

Hoạt động STEM 1: CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ 52

Hoạt động STEM 2: TỔ CHỨC CUỘC ĐUA XE THẾ NĂNG 67

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 81

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 82

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 82

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 82

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 82

3.4.Phương pháp thực nghiệm sư phạm 82

3.5 Thời gian thực nghiệm 83

3.6 Các bước tiến hành 83

3.7 Kết quả thực nghiệm sư phạm 84

3.7.1 Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm 84

3.7.2 Kết quả TNSP 85

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 108

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 109TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 9

Bảng 1.2 Các tiêu chí đánh giá và mức độ 20

Bảng 1.3 Bảng kiểm quan sát NL GQVĐ 22

Bảng 1.4 Bảng đánh giá kết quả chủ đề STEM 23

Bảng 3.1 Phiếu đánh giá thiết kế mô hình máy phát điện gió 89

Bảng 3.2 Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “mô hình máy phát điện gió” 91

Bảng 3.3 Phiếu đánh giá hoạt động nhóm 1 “Chế tạo mô hình máy phát điện gió” 92

Bảng 3.4 Phiếu đánh giá hoạt động nhóm 4 “Chế tạo mô hình máy phát điện gió” 92

Bảng 3.5 Bảng tổng điểm trung bình cả chủ đề 93

Bảng 3.7 Phiếu đánh giá việc trình bày sản phẩm “Chế tạo xe thế năng” 98

Bảng 3.8 Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế xe thế năng” - Nhóm 1 99

Bảng 3.9 Phiếu đánh giá hoạt động nhóm “Chế xe thế năng” - Nhóm 4 100

Bảng 3.10 Bảng tổng điểm trung bình cả chủ đề 100

Bảng 3.11 Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề khi thực hiện hai chủ đề của 4 HS 102

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Quá trình đánh giá năng lực 26

Hình 3.1 Học sinh thảo luận thiết kế mô hình máy phát điện gió 87

Hình 3.2 Học sinh trình bày thiết kế mô hình máy phát điện gió 87

Hình 3.3 Học sinh chế tạo mô hình máy phát điện gió 88

Hình 3.5 Học sinh thảo luận bản thiết kế 95

Hình 3.6 Học sinh trình bày bản thiết kế 95

Hình 3.7 Học sinh đo quãng đường xe chạy trong cuộc đua xe thế năng 96

Hình 3.8 Kết quả cuộc đua xe thế năng 96

Hình 3.9 Học sinh trao đổi và hoàn thiện bản thiết kế xe thế năng 101

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Biểu đồ PTNL học sinh 1.2 104

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ PTNL học sinh 2.4 105

Biểu đồ 3.3 Biểu đồ PTNL học sinh 3.2 106

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ PTNL học sinh 4.3 107

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

TÊN ĐỀ TÀI:

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ "BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG" VẬT LÍ 9 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí

Họ tên học viên: Võ Thị Thanh Uyên

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Giáo

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt: Giáo dục STEM xuất hiện và nhanh chóng được công nhận là giải pháp đúng đắn, triệt để giải

quyết những vướng mắc mà ngành giáo dục toàn cầu đang phải đương đầu và đã được nhiều quốc gia trên thế giới vận dụng Ở Việt Nam giáo dục STEM mới chỉ được quan tâm trong những năm gần đây Vì thế việc nghiên cứu vận dụng giáo dục STEM vào dạy học ở các trường phổ thông là thực sự cần thiết Bên cạnh đó việc bồi dưỡng năng lực cho học sinh đặt biệt là năng lực giải quyết vấn đề là nhiệm vụ quan trọng trong việc trang bị các em học sinh những kỹ năng cần thiết khi cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ tác động to lớn đến kinh tế, xã hội và môi trường toàn cầu hiện nay Việc vận dụng STEM vào dạy học là một trong những biện pháp nhằm phát triển năng lực nói chung và năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh nói riêng, qua đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lí ở trường Trung học cơ sở đồng thời nâng cao sự yêu thích học môn vật lý của học sinh Dựa trên cơ sở lí luận về dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề và cơ sở lí luận về việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM, luận văn đã xây dựng và tổ chức được hai chủ đề STEM liên quan đến nội dung “bảo toàn và chuyển hoá năng lượng”, đồng thời xây dựng Rubric đánh giá đối với các chỉ số hành vi của năng lực giải quyết vấn đề nhằm đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Thực nghiệm sư phạm đã được tiến hành với hai chủ đề STEM để đánh giá phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Kết quả thực nghiệm cho thấy nội dung các nhiệm vụ học tập đã xây dựng là phù hợp với điều kiện thực tiễn và trình độ của các em, cách thức tổ chức và hướng dẫn có tính khả thi Qua đó học sinh đã phát triển được năng lực giải quyết vấn đề

Từ khoá: STEM, năng lực giải quyết vấn đề, năng lượng, bảo toàn và chuyền hoá năng lượng

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn Người thực hiện đề tài

PGS.TS Lê Văn Giáo Võ Thị Thanh Uyên

NAME OF THESIS

ORGANIZE STEM TEACHING ON THE TOPIC "ENERGY CONSERVATION AND TRANSFORMATION" GRADE 9 PHYSICS IN THE DIRECTION OF

DEVELOPING STUDENTS' PROBLEM-SOLVING CAPACITY Major: Theory and methods of teaching Physics

Full name of Master student: Vo Thi Thanh Uyen Supervisor: Assoc.Prof Le Van Giao

Training institution: University of Education - University of Danang

Abstract: STEM education appeared and was quickly recognized as the right solution, thoroughly

solving the problems that the global education sector is facing and has been applied by many countries around the world In Vietnam, STEM education has only received attention in recent years Therefore, the study of applying STEM education to teaching in schools is really necessary In addition, fostering students' capacity, especially problem-solving ability, is an important task in equipping students with necessary skills when the industrial revolution 4.0 is taking place strongly, greatly impacting on the economy, today's global society and environment The application of STEM in teaching is one of the measures to develop students' capacity in general and practical problem-solving capacity in particular, thereby contributing to improving the effectiveness of physics teaching in lower secondary schools and improving students' interest in physics Based on the theoretical basis of teaching to develop problem-solving capacity and the theoretical basis of organizing STEM-oriented teaching, the thesis has developed and organized two STEM topics related to the content of "energy conservation and transformation", and develop a rubric assessment for behavioral indicators of problem-solving ability to assess the development of students' problem-solving capacity Pedagogical experiments were conducted with two STEM themes to assess students' problem-solving capacity development The experimental results show that the content of the developed learning tasks is suitable to the practical conditions and levels of the students, the organization and guidance are feasible Thereby, students have developed problem-solving abilities

Keywords: STEM, problem-solving capacity, energy, energy conservation and transformation

Supervisor confirmation Master student

Assoc.Prof Le Van Giao Vo Thi Thanh Uyen

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Các quốc gia trên thế giới đều coi con người là nhân tố tiên quyết, quyết định đến sự tồn tại và phát triển của đất nước Vì vậy, các nền giáo dục tiên tiến trên thế giới đều đầu tư một cách triệt để, hiệu quả và khai thác được hết tiềm năng của người học Mỗi quốc gia khác nhau sẽ có các cách thức giáo dục và tổ chức giáo dục khác nhau để phù hợp với người học nhất Ở Việt Nam, nền giáo dục đang dần thay đổi và phát triển để hòa vào xu hướng của thế giới Cụ thể, vai trò của người học được phát huy, định hướng giáo dục chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực người học Việc học không còn là truyền đạt một chiều mà chuyển sang lấy học sinh làm trung tâm nhằm vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng đồng thời hình thành các năng lực và phẩm chất Bên cạnh đó đổi mới hình thức kiểm tra đánh giá từ đánh giá kiến thức sang đánh giá năng lực, nhất là năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề

Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Hội nghị lần 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ

nghĩa và hội nhập quốc tế cũng nhấn mạnh: “Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát

triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” [1] Với tinh thần đó, ngành giáo dục đã và đang triển

khai đổi mới dạy học trong nhà trường phổ thông theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh Việc phối hợp đa dạng các phương pháp, hình thức tổ chức trong toàn bộ quá trình dạy học là định hướng quan trọng để phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học nhằm nâng cao chất lượng dạy học

Mục tiêu chính của đổi mới Giáo dục là nhằm tạo ra những con người đáp ứng được yêu cầu của xã hội Vì vậy cần rèn luyện cho học sinh biết phát hiện và giải quyết vấn đề

trong học tập, trong cuộc sống và trong lao động sản xuất Nhiều nước trên thế giới rất quan tâm đến bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua các môn học, từ việc giúp học sinh phát hiện vấn đề, hoạt động tự giác, tích cực, chủ động, sáng tạo để giải quyết vấn đề và thông qua đó chiếm lĩnh tri thức, rèn luyện kĩ năng,phát triển năng lực và đạt được những mục đích học tập khác, từ đó góp phần tích cực vào việc rèn luyện tư duy phê phán, tư duy sáng tạo cho học sinh

Trên cơ sở đó, một trong những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục mang tính hàn lâm, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng việc hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo của người học Phù hợp với định hướng đó, Giáo dục STEM được đưa vào triển khai mạnh mẽ trong nhà trường

“Bản chất của giáo dục STEM là thông qua việc tích hợp các môn học để trang bị cho người học khả năng vận dụng tổng hợp những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết các tình huống và yêu cầu của thực tiễn” [2]

Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, có mối liên hệ rất chặt chẽ với kỹ thuật, tự nhiên và đời sống, là một trong các bộ môn rất thích hợp cho việc tiến hành tổ chức dạy học theo định hướng STEM Dạy học STEM giúp học sinh phát huy năng lực toàn diện, trong đó tiêu biểu nhất là năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo Do đó trong các nhà trường phổ thông hiện nay đang đẩy mạnh triển khai dạy học STEM nhằm tạo cơ hội cho học sinh kết nối những kiến thức được học với những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, giúp học sinh có thể đưa ra các giải pháp sáng tạo khi có cơ hội áp dụng những kiến thức được học, giúp học sinh có những suy nghĩ rộng hơn về những tình huống hay vấn đề nhất định, học sinh được vận dụng vào thực tiễn, tự chiếm lĩnh kiến thức

Vì vậy có thể nói dạy học STEM đã mang lai những giá trị nhất định và thực sự đã tạo ra sự bùng nổ xu hướng giáo dục STEM hiện nay

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: Tổ chức dạy học STEM chủ đề "Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng" Vật lí 9 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

2 Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là quan điểm lớn được thể hiện trong chương trình giáo dục hiện nay Việc tổ chức dạy học Vật lí không những giúp HS hình thành thế giới quan khoa học mà còn góp phần vào việc hoàn thiện phẩm chất, năng lực chung cũng như năng lực chuyên biệt của bộ môn Việc vận dụng mô hình giáo dục STEM vào dạy học Vật lí sẽ là một giải pháp hiệu quả vừa giúp HS có điều kiện tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó gây dựng được niềm tin khoa học đối với HS Qua quá trình thực hiện các nhiệm vụ trong bài học STEM mà năng lực của HS được rèn luyện và phát triển đặc biệt là NLGQVĐ

Qua tìm hiểu, chúng tôi được biết trong những năm gần đây, đã có một số luận văn về tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM dành cho chương trình THCS và một số luận văn dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh như:

Luận văn Thạc sĩ của Nguyễn Thanh Diễm (2019) “Tổ chức dạy học STEM chủ đề “Kính quang học” Vật lí Trung học cơ sở” do PGS.TS Lê Văn Giáo hướng dẫn Trong luận văn này tác giả đã xây dựng 2 chủ đề STEM là kính tiềm vọng và kính thiên văn nhằm phát huy được một số năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí trung học sơ cở

Luận văn Thạc sĩ của Trần Thanh Thảo (2019) “Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM "Truyền nhiệt" nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh THCS” do PGS.TS Nguyễn Văn Biên hướng dẫn Trong luận văn tác giả xây dựng chủ đề tích hợp bộ môn vật lý, công nghệ với hai chủ đề STEM Nhiệt kế và đèn kéo quân, đồng thời xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực

Luận văn Thạc sĩ của Đoàn Thị Thu Hoàng (2021) “Tổ chức dạy học chương Điện học - Vật Lý 7 Theo phương thức giáo dục STEM phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh" do TS Dương Xuân Quý hướng dẫn Tác giả đã xây dựng hai chủ đề STEM và bộ công cụ đánh giá rubrics nhằm đánh giá NLGQVĐ của học sinh

Trong nghiên cứu “Tổ chức dạy học STEM chủ đề “Năng lượng” cho học sinh trung học cơ sở” của tác giả Nguyễn Thị Phương Thuý, tác giả đã xây dựng chủ đề STEM với hệ thống phiếu học tập, các hoạt động học tập theo các phương pháp dạy học tích cực, tuy nhiên nghiên cứu chưa đề cập đến đánh giá phát triển năng lực rubrics

Hiện nay chương trình Vật lý 9 được xây dựng theo các chủ đề STEM nhưng việc dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thì vẫn còn ít nghiên cứu

Kế thừa những nghiên cứu đi trước, chúng tôi tiếp tục nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học theo định hướng STEM, dạy học phát triển NLGQVĐ và các yêu cầu cần đạt về phần Bảo toàn và chuyển hoá năng lượng chương trình Vật lý lớp 9 nhằm tổ chức hoạt động dạy học phần Bảo toàn và chuyển hoá năng lượng theo định hướng STEM nhằm phát triển NLGQVĐ cho HS

3 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng và tổ chức dạy học STEM chủ đề "Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng" Vật

lí 9 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được chủ đề STEM “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” và vận dụng vào tổ chức dạy học Vật lí 9 thì sẽ góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học các kiến thức trong chương “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” theo chủ đề STEM

5.2 Phạm vi nghiên cứu

- Hoạt động dạy và học chủ đề STEM “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” Vật lí 9 ở trường THPT iSchool Ninh Thuận theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu ở trên, chúng tôi đề ra các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

− Nghiên cứu lí luận dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh

− Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM

− Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hiện hành, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo có liên quan đến chủ đề “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng”

− Nghiên cứu thực tiễn, phân thích những khó khăn, sai lầm thường mắc phải của học sinh khi học phần này

− Xây dựng chủ đề STEM “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” theo hướng phát NLGQVĐ cho HS

− Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề STEM “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” theo hướng phát NLGQVĐ cho HS

− Tiến hành thực nghiệm sư phạm với tiến trình dạy học đã soạn thảo để đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã xây dựng cũng như tính khả thi của PPTCDH dạy học STEM, qua đó kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học Từ đó sửa đổi, bổ sung, hoàn thiện để có thể vận dụng linh hoạt mô hình này vào thực tiễn dạy học một số chủ đề khác thuộc chương trình Vật lí trung học cơ sở

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

− Các văn kiện của Đảng và Nhà nước, các văn bản chỉ đạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo liên quan đến dạy học Vật lí theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

− Tài liệu lý luận dạy học môn Vật lí, tài liệu bồi dưỡng thường xuyên định kỳ môn

Điều tra việc dạy học theo định hướng phát triển năng lực hiện nay ở một số trường THCS trên địa bàn Tỉnh Ninh Thuận

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường THCS theo quy trình, phương pháp và hình thức

tổ chức đã đề xuất

7.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học nhằm phân tích, xử lý số liệu thu được và

trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm từ đó rút ra kết luận của đề tài

Đánh giá thực trạng dạy học vật lí theo hướng phát triển năng lực GQVĐ của học sinh ở trường THCS trên địa bàn Tỉnh Ninh Thuận, chỉ ra nguyên nhân làm cơ sở cho việc đề xuất quy trình tổ chức dạy học theo hướng phát triển năng lực GQVĐ của HS dạy học STEM

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, cấu trúc luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học STEM theo hướng phát triển năng

lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh

Chương 2: Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng” theo

hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH

1.1 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

1.1.1 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

Một trong những điểm mới và cũng là quan điểm xuyên suốt của chương trình giáo dục phổ thông mới là chuyển từ dạy học cung cấp nội dung sang dạy học theo định hướng phát triển NL, phẩm chất người học Khái niệm NL có nguồn gốc Latinh: “competentia” nghĩa là “gặp gỡ” Ngày nay khái niệm NL được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận khác nhau

Theo từ điển giáo khoa tiếng Việt: “NL là khả năng làm tốt công việc” [3]

Theo chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể 2018 đã xác định: “NL

là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhau như hứng thú, niềm tin, ý chí, thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể” [4]

Về năng lực giải quyết vấn đề cũng có rất nhiều cách hiểu và diễn đạt khác nhau

Theo quan niệm của PISA 2003: “Năng lực GQVĐ là năng lực của một cá nhân sử

dụng các quá trình nhận thức để giải quyết một tình huống thực, phức hợp mà chưa xác định được rõ ràng phương thức giải quyết” [5] Trong dự thảo PISA 2015 bổ sung thêm

khía cạnh hợp tác của năng lực GQVĐ: “Năng lực hợp tác GQVĐ là năng lực cá nhân giải

quyết có hiệu quả trong một quá trình mà có sự tham gia của hai hay nhiều cá thể cố gắng để giải quyết vấn đề bằng các chia sẻ sự hiểu biết và nỗ lực cần thiết để đi đến một giải pháp và kết hợp những kiến thức, kĩ năng và nỗ lực để thực hiện giải pháp của họ” [6]

Theo khung lý thuyết của Polya [7], GQVĐ gồm 4 quy trình: hiểu vấn đề, lên kế hoạch, thực hiện kế hoạch và rà soát, kiểm tra Nghĩa là, để GQVĐ, cần phải tự làm quen hoàn toàn với vấn đề trước khi đưa ra một kế hoạch hay một chiến lược để giải quyết vấn đề đó, cần phải thực hiện các bước hành động một cách chính xác kế hoạch hành động Và việc rất quan trọng là nhìn lại quá trình, xem xét kỹ lưỡng để có thể nhìn ra các giải pháp thay thế hoặc hiểu rõ hơn vấn đề đã xử lý

Như vậy có thể hiểu NL giải quyết vấn đề của HS là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, cảm xúc, động cơ của HS để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải không có sẵn ngay lập tức

Vấn đề thực tiễn đối với HS phổ thông là một bài toán nảy sinh từ tình huống thực tiễn, đặt ra một tình huống có vấn đề cần giải quyết, đòi hỏi HS phải huy động các kiến thức và kĩ năng để giải quyết Theo chúng tôi, có thể hiểu: Đánh giá NL giải quyết vấn đề thực tiễn của HS trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông là đánh giá khả năng HS áp dụng các kiến thức, kĩ năng đã học vào giải quyết các tình huống thực tiễn, từ đó có biện pháp bồi dưỡng, rèn luyện NL giải quyết vấn đề thực tiễn cho HS

1.1.2 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề

Mô hình cấu trúc năng lực xây dựng theo các đơn vị của năng lực Mỗi năng lực gồm có các hợp phần, mỗi hợp phần gồm các thành tố năng lực Trong đó, từng thành tố năng lực có các chỉ số hành vi gắn với tiêu chí chất lượng tương ứng

Bảng 1.1 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

M1: Quan sát, mô tả được các quá trình, hiện tượng trong tình huống để làm rõ vấn đề cần giải quyết

M2: Giải thích thông tin đã cho, mục tiêu cuối cùng thực hiện để làm rõ vấn đề cần giải quyết

M3: Phân tích, giải thích thông tin đã cho, mục tiêu cần thực hiện và phát hiện vấn đề cần giải quyết

1.2 Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu

M1: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, trình bày được một số câu hỏi riêng lẻ

M2: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, trình bày được các câu hỏi liên quan đến vấn đề cần giải quyết

M3: Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, trình bày được câu hỏi liên quan đến vấn đề và xác định được vấn đề cần giải quyết

1.3 Phát biểu vấn đề

M1: Sử dụng được ít nhất một phương thức (văn bản, hình vẽ, biểu bảng, lời nói, ) để diễn đạt lại vấn đề

M2: Sử dụng được ít nhất hai phương thức để diễn đạt lại

M1: Diễn đạt lại được tình huống một cách đơn giản M2: Diễn đạt lại được tình huống trong đó có sử dụng các hình vẽ, kí hiệu để làm rõ thông tin của tình huống

M3: Diễn đạt lại được tình huống bằng nhiều cách khác nhau một cách linh hoạt

M2: Lựa chọn được nguồn thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề và đánh giá nguồn thông tin đó

M3: Lựa chọn được toàn bộ các nguồn thông tin về kiến

thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề cần thiết và đánh giá được độ tin cậy của nguồn thông tin

M1: Thu thập, phân tích thông tin liên quan đến vấn đề; xác định thông tin cần thiết để giải quyết vấn đề

M2: Đưa ra phương án giải quyết (Đề xuất giả thuyết, phương án kiểm tra giả thuyết bằng suy luận lí thuyết hoặc

M1: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó bằng văn bản M2: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, diễn đạt các kế hoạch cụ thể đó bằng sơ đồ, hình vẽ

M3: Phân tích giải pháp thành kế hoạch thực hiện cụ thể, thuyết minh các kế hoạch cụ thể qua sơ đồ, hình vẽ 3.2 Thực

hiện giải pháp

M1: Thực hiện được giải pháp để giải quyết vấn đề cụ thể, giả định (vấn đề học tập) mà chỉ cần huy động một kiến thức, hoặc tiến hành một phép đo, tìm kiếm, đánh giá một thông tin cụ thể

M2: Thực hiện được giải pháp trong đó huy động ít nhất hai kiến thức, hai phép đo, để giải quyết vấn đề M3: Thực hiện giải pháp cho một chuỗi vấn đề liên tiếp, trong đó có những vấn đề nảy sinh từ chính quá trình giải quyết vấn đề

M1: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề, phát hiện ra sai sót, khó khăn

M2: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề phát hiện sai sót, khó khăn và đưa ra những điều chỉnh M3: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề, phát hiện sai sót, khó khăn, đưa ra những điều chỉnh và thực hiện việc điều chỉnh

M1: So sánh kết quả cuối cùng thu được với đáp án và rút ra kết luận khi giải quyết vấn đề cụ thể

M2: Đánh giá được kết quả cuối cùng và chỉ ra nguyên nhân của kết quả thu được

M3: Đánh giá việc giải quyết vấn đề Đề ra giải pháp tối ưu hơn để nâng cao hiệu quả giải quyết vấn đề

M2: Xem xét kết quả thu được trong tình huống mới, phát hiện những khó khăn, vướng mắc cần giải quyết M3: Xem xét kết quả thu được trong tình huống mới, phát hiện những khó khăn, vướng mắc cần giải quyết và diễn đạt vấn đề mới cần giải quyết

1.1.3 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong DHVL ở trường phổ thông

Các cấp độ của năng lực GQVĐ:

Có rất nhiều cách để phân chia các cấp độ của năng lực Tuy nhiên khi căn cứ vào cơ sở kiến thức khoa học cần vận dụng có thể xác định các mức độ sau:

− Học sinh cần vận dụng một kiến thức khoa học để giải quyết vấn đề − Học sinh cần vận dụng một vài kiến thức khoa học để giải quyết vấn đề

Căn cứ theo mức độ quen thuộc hay sáng tạo, có thể học sinh phải giải quyết vấn đề trong các tình huống mà phân thành:

− Các vấn đề và giải pháp mong muốn được rõ ràng và hiển nhiên

− Các vấn đề và giải pháp mong muốn ít rõ ràng, đòi hỏi cách tiếp cận sáng tạo, đạt

“Năng lực của học sinh là khả năng làm chủ những kiến thức, kĩ năng, thái độ, phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lý vào thực tiễn thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra” [8]

Một trong những dấu hiệu quan trọng cần lưu ý về năng lực học sinh là “năng lực được hình thành, phát triển trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập trong lớp học và ngoài lớp học”

Quá trình hình thành năng lực có thể mô hình hóa bằng sơ đồ bậc thang, gồm các bước thăng tiến hình thành năng lực như sau:

Học sinh cũng phải trải qua quá trình tiếp nhận thông tin, xử lý thông tin từ đó biến thành kiến thức của cá nhân Sau quá trình vận dụng kiến thức nhiều lần, sẽ hình thành khả năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề

Từ việc có khả năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, kết hợp với thái độ tích cực, học sinh sẽ tiến hành hành động giải quyết vấn đề Sau khi sử dụng hết các quá trình trên, học sinh đã phát triển năng lực giải quyết vấn đề

1.1.4 Đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề

1.1.4.1 Mục tiêu kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng lực

Kiểm tra, đánh là một phần không thể thiếu trong quá trình dạy học để học sinh tiến bộ Để đạt được mục tiêu đó, kiểm tra, đánh giá cần cung cấp những thông tin phản hồi giúp học sinh biết mình đang ở mức độ nào, tiến bộ đến đâu, còn thiếu sót hay điều chỉnh những mảng kiến thức, kĩ năng nào Tuy nhiên, để HS có thể tiến bộ nhờ kết quả kiểm tra, đánh giá thì cần đánh giá làm sao để HS không sợ hãi, không vì thế mà mất đi sự nỗ lực của bản thân

Đánh giá năng lực giúp học sinh xác định được vị trí của mình, so sánh phát hiện mình đang ở vị trí nào, đã có những thay đổi nào Cần nhận thức được đánh giá là một quá trình học tập, diễn ra trong suốt quá trình dạy và học Không chỉ giáo viên là người đánh giá học sinh, mà học sinh còn biết cách đánh giá lẫn nhau và tự đánh giá chính bản thân

Với cách hiểu đánh giá như trên có thể giúp hình thành năng lực của học sinh Mục tiêu kiểm tra đánh giá là: đưa ra nhận định về năng lực mỗi học sinh, nhóm học sinh và tập

thể lớp, tạo cơ hội cho học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá Từ đó học sinh nhận ra sự tiến bộ của bản thân mình sau một quá trình để tạo động cơ học tập; đồng thời thông qua quá trình kiểm tra đánh giá, giáo viên có cơ sở thực tiễn để nhận ra điểm mạnh, điểm yếu của mình từ đó hoàn thiện hoạt động dạy học, cải thiện và nâng cao chất lượng dạy học

Ta thấy, đánh giá không chỉ hoàn thiện quá trình học của học sinh mà còn nâng cao chất lượng dạy học của giáo viên Tuy nhiên khi thực hiện đánh giá năng lực cần chú ý đến một số đặc điểm đánh giá năng lực như:

- Đánh giá năng lực không dùng để xếp loại học sinh Thang đo trong sử dụng đánh giá năng lực không giống đánh giá kiến thức kĩ năng mà được quy chuẩn về các mức theo quy định chương trình, độ tuổi Do vậy, đánh giá năng lực không dùng để so sánh các học sinh với nhau mà để đánh giá sự tiến bộ của từng học sinh cụ thể

- Đánh giá năng lực thông qua việc thực hiện nhiệm vụ Năng lực chỉ được bộc lộ thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ Tuy nhiên để thực hiện một hoạt động nào đó có kết quả thì bao giờ cũng có một quá trình bao gồm từ nhận thức tới sự tác động của tình cảm để lựa chọn cách hành động sau đó tiến hành hành động để có kết quả Bên cạnh đó, việc thực hiện trong một bối cảnh cụ thể các cá nhân sẽ có sự tác động hợp lý tùy vào kinh nghiệm và khả năng riêng

- Năng lượng hình thành và phát triển qua một quá trình Năng lực được bộc lộ thông qua quá trình thực hiện một nhiệm vụ cụ thể Không phải tất cả các năng lực đều là bẩm sinh có những năng lực được hình thành thông qua các nhiệm vụ Mặt khác các nhiệm vụ gắn với thực tế đời sống thì học sinh không thể giải quyết chỉ bằng quá trình khi đánh giá năng lực

Vậy kiến thức của một lĩnh vực mà cần vận dụng kiến thức tổng hợp đã học, cần chú trọng đánh giá năng lực học sinh là công khai hóa nhận định về năng lực học sinh, nhóm tập thể lớp, phát triển kĩ năng tự đánh giá, giúp học sinh tự nhận ra sự tiến bộ của mình Đồng thời giúp giáo viên điều chỉnh nâng cao chất lượng dạy học phù hợp với thực tiễn Do đó cần chú trọng quá trình khi đánh giá năng lực

Như đã nói ở trên, năng lực GQVĐ còn là khả năng cá nhân tham gia vào quá trình nhận thức Quá trình này xảy ra bên trong hệ thống nhận thức của cá nhân và được suy ra

gián tiếp từ thay đổi trong hành vi Đối với năng lực GQVĐ, thì tư duy sáng tạo và tư duy phê phán là hai thành phần quan trọng Vì quá trình giải quyết vấn đề đòi hỏi phải có tư duy sáng tạo để tìm ra các giải pháp cho vấn đề mới, và tư duy phê phán để kết hợp với tư duy sáng tạo đánh giá các giải pháp

Để GQVĐ, việc đầu tiên phải tìm hiểu và nhận ra sự tồn tại của tình huống có vấn đề HS cần trình bày được tình huống có vấn đề dưới dạng bài toán khoa học từ đó lập kế hoạch và thực hiện các giải pháp Trong quá trình thực hiện các giải pháp, tình huống có vấn đề có thể thay đổi hoặc phát sinh Do đó, có thể vấn đề học sinh nhận thức được chưa được giải quyết ngay do chưa đủ thông tin Điều đó yêu cầu HS khi GVVĐ phải chủ động khám phá vấn đề để hiểu rõ và đưa ra các phương án mới dựa vào kiến thức đã học

Đánh giá NLGQVĐ bao gồm đánh giá cách đạt được mục tiêu và thái độ sẵn sàng giải quyết vấn đề Trong đó thái độ tham gia GQVĐ bị chi phối bởi mục tiêu cá nhân Tóm lại việc GQVĐ phụ thuộc và nhiều yếu tố như mục tiêu cá nhân, môi trường, sự hỗ trợ, và đặc biệt bối cảnh vấn đề

Với mục đích xây dựng các bảng kiểm tra để đánh giá NL HS và sử dụng trong quá trình dạy học, trên cơ sở định hướng đổi mới chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo nghiên cứu phân chia và mô tả các tiêu chí và mức độ để đánh giá các NLGQVĐ

Đánh giá NLGQVĐ thông qua quan sát HS trong quá trình làm sản phẩm, do vậy trên cơ sở cấu trúc NL nghiên cứu lựa chọn tiêu chí cơ bản và đặc biệt là thông qua các biểu hiện của người học để xây dựng bảng kiểm quan sát Bên cạnh đó, nghiên cứu mô tả mức độ của từng tiêu chí làm cơ sở để đánh giá

1.1.4.2 Hình thức, phương pháp và công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

a Hình thức kiểm tra, đánh giá theo định hướng năng lực * Đánh giá kết quả và đánh giá quá trình:

- Đánh giá kết quả thường được sử dụng sau khi kết thúc chủ đề học tập để học sinh nhận biết được khả năng của bản thân

- Đánh giá quá trình được sử dụng trong suốt quá trình tham gia hoạt động học để học sinh có thể tự điều chỉnh trong quá trình thực hiện nhiệm vụ và giáo viên có những điều chỉnh về nhiệm vụ, yêu cầu sao cho phù hợp nhất

* Đánh giá theo tiêu chí: mỗi học sinh được đánh giá dựa trên các tiêu chí đã định rõ Khi đánh giá theo tiêu chí thì chất lượng thành tích không phụ thuộc vào năng lực cao hay thấp mà phụ thuộc vào mức độ năng lực của người được đánh giá so với các tiêu chí

đã đề ra Do đó, đánh giá theo tiêu chí được dùng để đánh giá mức độ năng lực cá nhân

* Đánh giá theo chuẩn: là đưa ra nhận xét về mức độ cao, thấp năng lực cá nhân so

với người khác

* Đánh giá đồng đẳng: học sinh tham gia đánh giá sản phẩm công việc của các học

sinh khác

Ngoài ra còn có đánh giá qua thực tiễn, tự suy ngẫm và tự đánh giá

b Một số phương pháp kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng lực

Thông tin về năng lực người học cần được thu thập trong suốt thời gian học tập, được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau Các phương pháp đánh giá năng lực như:

- Phương pháp quan sát: thu thập thông tin về đối tượng bằng cách quan sát thông qua

các tri giác trực tiếp Sử dụng phương pháp quan sát khi muốn đánh giá: + Mức độ tích cực tham gia của học vào thảo luận nhóm

+ Các kỹ năng giao tiếp giữa các cá nhân trong nhóm

+ Các phản ứng của HS đối với nội dung bài học, nhiệm vụ giáo viên giao + Cách phản ứng của HS đối với điểm kiểm tra

+ Nhịp độ bài học: Nhanh hay chậm + Mức độ hứng thú của HS trong học tập

Phương pháp quan sát phù hợp trong sử dụng đánh giá quá trình học

- Phương pháp vấn đáp:

Ưu điểm:

+ Kích thích tính cực độc lập tư duy ở HS để tìm ra câu trả lời tối ưu trong thời gian nhanh nhẩt

+ Bồi dưỡng HS năng lực diễn đạt bằng lời nói; tăng hứng thú học tập qua kết quả trả lời

+ Giúp GV thu tín hiệu ngược từ HS một cách nhanh gọn kể kịp thời điều chỉnh hoạt động của mình, mặt khác có điều kiện quan tâm đến từng HS, nhất là những HS giỏi và kém

+ Tạo không khí làm việc sôi nổi, sinh động trong giờ học Nhược điểm:

+ Dễ làm mất thời gian ảnh hưởng không tốt đến kế hoạch lên lớp cũng như mất nhiều thời gian để soạn hệ thống câu hỏi

+ Nếu không khéo léo sẽ không thu hút được toàn lớp mà chỉ là đối thoại giữa GV và một HS

Vấn đề then chốt của phương pháp vấn đáp là vấn đề đặt câu hỏi - đây vừa là một vẩn đề khoa học, vừa là một nghệ thuật Để HS phát huy được tính tích cực và trả lời đúng vào vấn đề thì:

+ GV phải chuẩn bị tốt những câu hỏi sẽ đặt ra cho HS: xác định rõ mục đích, yêu cầu của vấn đáp, nội dung câu hỏi, dự kiến trả lời, đối tượng sẽ hỏi

+ Đặt câu hỏi tốt: nội dung câu hỏi phải chính xác, sát trình độ HS, phương pháp phải ngắn gọn dễ hiểu

+ Hướng dẫn HS trả lời tốt: bình tĩnh lắng nghe và theo dõi câu trả lời của HS, hướng dẫn tập thể nhận xét bổ sung, rồi GV mới tổng kết, chú ý động viên những em trả lời tốt và có cố gắng phát biểu, dù chưa đúng

Vì vậy, nên sử dụng phương pháp kiểm tra đánh giá vấn đáp đối với những nội dung cần đánh giá khả năng phản xạ của người học

- Phương pháp kiểm tra viết: gồm

+ Hình thức trắc nghiệm khách quan: thường được sử dụng đối với những nội dung ít đòi hỏi kỹ năng phân tích, tổng hợp, sáng tạo

+ Phương pháp kiểm tra đánh giá tự luận: thường được sử dụng đối với những nội dung phức tạp, đòi hỏi kỹ năng tư duy phân tích, tổng hợp, giải quyết vấn đề

- Phương pháp đánh giá bằng thang năng lực: Thang đánh giá mức độ phát triển năng

lực thường là thang định danh, quy định thứ tự định tính về các đặc điểm hành vi cần quan sát đánh giá ở người học Người đánh giá thiết lập danh sách bao gồm các hành vi cụ thể ở từng thành tố của năng lực để quan sát người học hoặc người học sử dụng để tự khẳng định xem mỗi hành vi đã thực hiện như thế nào

c Các công cụ kiểm tra đánh giá theo định hướng năng lực

- Phiếu hướng dẫn đánh giá theo tiêu chí Rubric: là bảng thang điểm chi tiết mô tả đầy

đủ các tiêu chí mà người học cần phải đạt được Nó là một công cụ đánh giá chính xác mức độ đạt chuẩn của HS và cung cấp thông tin phản hồi để HS tiến bộ không ngừng Một tiêu chí tốt cần có những đặc trưng: Được phát biểu rõ ràng; Ngắn gọn; Quan sát được; Mô tả hành vi; Được viết sao cho HS hiểu được Hơn nữa phải chắc chắn rằng mỗi tiêu chí là riêng biệt, đặc trưng cho dấu hiệu của bài kiểm tra

Nguyên tắc thiết kế Rubric:

+ Các mô tả tiêu chí cần phải được diễn đạt theo phổ đi từ mức cao nhất đến mức thấp nhất hoặc ngược lại

+ Các mô tả tiêu chí cần phải chỉ ra được ranh giới giữa các mức độ hoàn thành đối với từng HS và giữa các HS với nhau

+ Các mô tả tiêu chí cần phải thể hiện được hết các đặc tính khía cạnh của hoạt động hoặc kết quả sản phẩm thực hiện theo mục tiêu

+ Các mô tả tiêu chí cần phải chỉ ra được những định hướng mà HS hoặc GV cần hướng tới để thực hiện mục tiêu, giúp họ tự đánh giá và cùng đánh giá

Quy trình thiết kế Rubric:

+ Bước 1: Xác định chuẩn kiến thức kĩ năng của kiến thức ở nội dung bài học + Bước 2: Xác định mục tiêu dạy học theo cấp độ nhận thức, nhiệm vụ công việc + Bước 3: Xác định các tiêu chí cùng HS:

• Liệt kê các tiêu chí và thảo luận để lựa chọn, phân loại tiêu chí, từ đó xác định các tiêu chí cần thiết

• Bổ sung thông tin cho từng tiêu chí

• Phân chia các mức độ của mỗi tiêu chí Các mức độ phân bậc này cần mô tả chính xác mức độ chất lượng tương ứng

• Gắn điểm cho mỗi mức độ, điểm cao nhất ứng với mức cao nhất • Lập bảng Rubric

+ Bước 4 Áp dụng thử HS thử nghiệm Rubric đối với các bài làm mẫu do GV cung

cấp Phần thực hành này có thể gây sự tự tin ở HS bằng cách chỉ cho HS cách GV sử dụng Rubric để đánh giá bài làm của các em thế nào Đồng thời nó cũng thúc đẩy sự thống nhất giữa HS và GV về độ tin cậy của Rubric

+ Bước 5: Điều chỉnh Rubric cho phù hợp dựa trên thông tin phản hồi từ việc áp dụng

thử

+ Bước 6: Sử dụng Rubric cho hoạt động đánh giá và tự đánh giá hoặc đánh giá đồng

đẳng đối với HS và GV

- Hồ sơ học tập: Hồ sơ học tập là bộ sưu tập có hệ thống các hoạt động học tập của HS

trong thời gian liên tục Nó giúp GV và HS đánh giá sự phát triển và trưởng thành của HS Thông qua hồ sơ học tập, HS hình thành ý thức sở hữu hồ sơ học tập của bản thân, từ đó biết được bản thân tiến bộ đến đâu, cần hoàn thiện ở mặt nào

Một số công cụ khác: Ghi chép ngắn, bài thuyết trình đa phương tiện, tập san, bài kiểm tra Dựa vào các mức độ của NL GQVĐ (Bảng 1.2) để đưa ra bảng kiểm đánh giá NL

Phân tích được tình huống trong học tập Phát hiện và nêu được tình huống có VĐ trong học tập

Đề xuất, lựa chọn giải

pháp

Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến VĐ

Đề xuất các giải pháp giải quyết VĐ

Thực hiện và đánh giá giải

pháp giải quyết VĐ

Thực hiện giải pháp giải quyết VĐ và nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp thực hiện

Nhận ra ưu nhược điểm của giải pháp thực hiện

Đánh giá kết quả thực hiện sản phẩm của HS nhằm kiểm tra giả thuyết của đề tài chúng ta vừa đánh giá định tính vừa đánh giá định lượng

*Tiêu chí đánh giá định tính

Căn cứ vào quá trình quan sát, theo dõi HS trong quá trình học tập và kết quả hoạt động, có thể đánh giá định tính dựa theo các tiêu chí sau:

- Trong các sản phẩm của chủ đề, các em có giới thiệu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị, cung cấp thông tin về sản phẩm, có thể hiện khả năng tìm tòi cũng như sự hiểu biết sâu sắc về các thiết bị mà các em tiến hành nghiên cứu - Khả năng chế tạo thiết bị của HS

- Khă năng liên hệ thực tiễn, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn

*Tiêu chí đánh giá định lượng

Căn cứ vào điểm đánh giá sản phẩm của các nhóm, chúng ta sẽ đánh giá kết quả thực hiện của HS về mặt định lượng Chúng ta căn cứ vào kết quả hoạt động và sản phẩm công bố của HS Thông qua kết quả này, chúng ta sẽ đánh giá khả năng thuyết trình về sản phẩm, thể hiện sự thông hiểu, nắm vững, vận dụng được sơ đồ cấu tạo, nguyên lí hoạt động trong lí thuyết vào thực tiễn, đặc biệt là nắm rõ những ứng dụng cụ thể của sản phẩm trong từng trường hợp cụ thể Bảng tiêu chí đánh giá bao gồm bảng tiêu chí đánh giá bài trình diễn

phù hợp với nội dung, không có lỗi liên kết file & slide, chính tả;

5

- Slide đầu thể hiện sinh động chủ đề, ngày tháng báo cáo Slide cuối có lời cảm ơn, có các slide về nguồn tài liệu tham khảo

d Quy trình đánh giá năng lực

Việc đánh giá cần bám sát mục tiêu dạy học, do đó, nếu mục tiêu dạy học thể hiện rõ cả ba yếu tố: nội dung cốt lõi cần đạt, hành vi cần thực hiện và mức độ chất lượng cần có của

hành vi đó, thì việc đánh giá cũng sẽ phải thể hiện được cả ba yếu tố này Điều đó đòi hỏi phải phối hợp đánh giá quá trình và đánh giá kết quả

Hình 1.1 Quá trình đánh giá năng lực

Đánh giá theo nghĩa rộng bao gồm hai quá trình: kiểm tra (assessment) và đánh giá (evaluation) Trong sơ đồ dưới đây quá trình thu thập các thông tin về các biểu hiện năng lực của học sinh chính là quá trình kiểm tra và quá trình so sánh thông tin thu được với các tiêu chí trong cấu trúc năng lực chính là quá trình đánh giá

Đánh giá năng lực sẽ phải thông qua đánh giá các hành vi của năng lực đó trong các bối cảnh cụ thể Do đó, để đánh giá năng lực cần chuyển hoá các hành vi năng lực thành các mục tiêu dạy học cụ thể, việc đánh giá các hành vi này sẽ được sử dụng theo các bước:

• Giao nhiệm vụ cho học sinh thực hiện các hành vi cần đánh giá

• Thu thập các minh chứng về hành vi cần đánh giá Tùy theo các hành vi khác nhau mà ta sẽ sử dụng những công cụ khác nhau để thu thập minh chứng về các hành vi này Đó có thể là phiếu học tập, hồ sơ dự án, sản phẩm dự án hoặc thông qua quan sát trực tiếp quá trình của học sinh

Đánh giá các thông tin thu được thông qua việc so sánh các minh chứng với các tiêu chí chất lượng hành vi đã mô tả trong cấu trúc năng lực Ví dụ quen thuộc nhất của việc này đó là đối chiếu bài làm của học sinh với đáp án của giáo viên Với các hành vi phức tạp

như thuyết trình, làm thí nghiệm … cần sử dụng bảng đánh giá theo tiêu chí (Rubric) để hỗ trợ quá trình so sánh này nhằm đảm bảo tính khách quan trong việc đánh giá

1.2 Giáo dục STEM

1.2.1.Khái niệm giáo dục STEM * STEM là gì?

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học) Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Các kiến thức và kĩ năng này (gọi là kĩ năng STEM) phải được tích hợp, lồng

ghép và bổ trợ cho nhau giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày

+ Khoa học: Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái đất

nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày

+ Công nghệ: phát triển khả năng sử dụng, hiểu và đánh giá công nghệ của HS, tạo cơ

hội để HS hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của cộng nghệ mới tới cuộc sống

+ Kỹ thuật: phát triển sự hiểu biết ở HS và cách công nghệ đang phát triển thông qua

quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu Kỹ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất

+ Toán: là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận một cách hiệu

quả thông qua việc tính toán, giải thích các giải pháp giải quyết các VĐ về toán học trong các tình huống đặt ra

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp