Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức dạy học một số chủ đề stem phần điện vật lí 9

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN VĂN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH THÔNG QUA TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ khoa học giáo dục với đề tài phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Điện” Vật lí 9 là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố trong một công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn, tôi gặp không ít khó khăn, nhưng tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, gia đình và bạn bè

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo đại học, Ban Chủ nhiệm khoa Vật lí và Bộ môn Phương pháp dạy học Vật lí trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phùng Việt Hải - người hướng dẫn khoa học, đã dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên,

khích lệ và luôn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý thầy cô giáo và các em học sinh ở trường THCS Nguyễn Bá Phát thành phố Đà Nẵng đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Đà Nẵng, tháng 8 năm 2023

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn

2 Mục tiêu nghiên cứu 11

3 Giả thuyết khoa học 11

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11

4.1 Đối tượng nghiên cứu 11

4.2 Phạm vi nghiên cứu 11

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

6 Phương pháp nghiên cứu 12

7 Đóng góp của đề tài 12

8 Cấu trúc luận văn 13

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 14

CỦA HỌC SINH 14

1.1 Giáo dục STEM 14

1.1.1 Khái niệm về giáo dục STEM 14

1.1.2 Mục tiêu giáo dục STEM 15

1.1.3 Các mức độ áp dụng STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 16

1.1.4 Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học STEM 17

1.2 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 19

1.2.1 Khái niệm chung về năng lực giải quyết vấn đề 19

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề 19

1.2.3 Các biểu hiện hành vi của năng lực giải quyết vấn đề 19

1.2.4 Vai trò của năng lực giải quyết vấn đề trong học tập môn KHTN 22

1.2.5 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề qua giáo dục STEM 22

1.3 Khảo sát thực tiễn dạy học môn KHTN theo chủ đề STEM nhằm phát triển NL

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ĐIỆN”- MÔN KHTN 35

2.3 Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện” môn KHTN 9 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS 37

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng nội dung giáo dục STEM phần“Điện” theo hướng phát triển NL GQVĐ cho học sinh 37

2.3.2 Chủ đề “Máy cắt xốp” 38

2.3.3 Chủ đề “Quạt điện Mini sáng tạo” 62

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 82

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 83

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 83

3.2 Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm 83

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 83

3.4 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 83

3.5 Phân tích diễn biến thực nghiệm 86

3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 92

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 99

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC 102

Biểu đồ 1.3 Kết quả đánh giá tầm quan trọng về dạy học theo mô hình

giáo dục STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

26 Biểu đồ 1.4 Kết quả đánh giá mức độ phù hợp khi dạy phần “Điện”

theo mô hình giáo dục STEM

26 Biểu đồ 1.5 Kết quả đánh giá mức độ đồng ý với quan điểm: Việc tổ

chức dạy học KHTN theo mô hình giáo dục STEM sẽ góp phần hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS

27

Biểu đồ 1.6 Kết quả khảo sát tần suất HS được tổ chức dạy học theo mô hình giáo dục STEM

27 Biểu đồ 1.7 Kết quả khảo sát mức độ hào hứng khi tham gia học tập

theo mô hình giáo dục STEM

27 Biểu đồ 3.1 Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của 4 HS 97

Bảng 2.2 Các hoạt động trong tiến trình dạy học STEM 45 Bảng 2.3 Tiêu chí đánh giá sản phẩm Máy cắt xốp 45 Bảng 2.4 Tiêu chí đánh giá bản thiết kế máy cắt xốp 46 Bảng 2.5 Tiêu chí đánh giá bảng thiết kế Quạt điện mini 70 Bảng 2.6 Tiêu chí đánh giá bảng thiết kế Quạt điện mini 70 Bảng 3.1 Kế hoạch TNSP chủ đề “Chế tạo máy cắt xốp” tại trường Bảng 3.6 Các học sinh được lựa chọn để đánh giá NL GQVĐ 95 Bảng 3.7 Bảng quy đổi điểm dựa trên những biểu hiện NL GQVĐ của

từng HS

95

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.2 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM 29 Hình 1.3 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM 31

Hình 2.2 Chuỗi các hoạt động dạy học chủ đề STEM “Máy cắt xốp” 42

Hình 3.2 HS hoạt động nhóm thảo luận và trả lời câu hỏi trong PHT 88 Hình 3.3 HS thảo luận theo nhóm lên ý tưởng cho bản thiết kế 88 Hình 3.4 HS vẽ và hoàn thiện bản thiết kế cho mô hình của nhóm 89

Hình 3.6 Các nhóm tiến hành báo cáo bản thiết kế 90 Hình 3.7 Học sinh thuyết trình về sản phẩm của nhóm mình 91 Hình 3.8 Các nhóm thử nghiệm máy cắt xốp của nhóm mình 91 Hình 3.9 Nhóm HS cử đại diện lên báo cáo sản phẩm 92

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Bối cảnh toàn cầu hóa hiện nay với cuộc cách mạng 4.0: Sản xuất thông minh dựa trên công nghệ số Mọi thứ hầu hết đều được số hóa Kết nối mọi thứ từ con người đến thực thể lưu trữ một dữ liệu lớn và phức tạp Nhu cầu sử dụng lao động việc làm thay đổi theo đó máy tính sẽ thay thế con người trong khoảng 60% công việc vào năm 2030 vào 50% các ngành sản xuất hiện nay tự động hóa vào năm 2025 Theo dự đoán của U.S Department of Labor năm 2025 riêng nước Mỹ cần 10 triệu lao động nữa cho lĩnh vực STEM [1] Để đáp ứng điều đó học sinh cần phải có các kĩ năng để thành công cho mình, cần sự chuẩn bị về mặt công nghệ, sự đổi mới

Theo chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể được Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố năm 2018, “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể” [2] Ngoài ra, chương trình

còn nêu lên một nhận định: “ Việc thực hiện giáo dục STEM là một trong những xu

hướng giáo dục được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới và được quan tâm thích đáng trong đổi mới giáo dục phổ thông của Việt Nam.” [2] Như vậy, giáo dục STEM vừa mang ý nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học, là một giải pháp quan trọng và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học sẽ mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với đổi mới GDPT, đảm bảo giáo dục toàn diện; nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM; hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS; giúp kết nối trường học với cộng đồng; góp phần hướng nghiệp, phân luồng và giúp HS thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0 [3]

Mục tiêu dạy học phát triển năng lực là học sinh phải vận dụng được các kiến thức đã học vào thực tiễn, từ đó giải quyết các vấn đề thực tiễn sinh động xung quanh mang tính vừa sức Với cách tiếp cận bài dạy học thông thường theo sách giáo khoa, sẽ thuận lợi để học sinh giải quyết các tình huống, các vấn đề thực tiễn đơn giản Nếu tiếp cận bài dạy theo chủ đề STEM, học sinh được vận dụng kiến thức không chỉ môn KHTN mà còn nhiều môn học khác để tạo ra mô hình, sản phẩm thật đáp ứng thực tiễn Do đó, dạy học các chủ đề STEM cho phép học sinh giải quyết các vấn đề gắn thực tiễn một cách tương đối trọn vẹn và sâu sắc, tạo điều kiện phát triển năng lực và phẩm chất học sinh một cách tối đa

Trong chương trình khoa học tự nhiên lớp 9, phần “Điện” cung cấp những kiến

thức về đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song, định luật Ôm, điện trở, công suất của dòng điện Đây là những kiến thức cơ bản và cần thiết trong chương trình KHTN

ở cấp THCS Thông qua chủ đề này, tôi muốn tổ chức các hoạt động giáo dục STEM nhằm giúp học sinh đạt được mục tiêu mà chương trình đề ra và trải nghiệm những hoạt động thực hành thú vị, tạo động lực học tập nhằm phát triển năng lực giải quyết

vấn đề (NL GQVĐ) của học sinh Đó cũng chính là lí do của đề tài: “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức dạy học môt số chủ đề STEM phần “Điện” Vật Lí 9.”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình dạy học chủ đề STEM hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và vận dụng được vào tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Điện”- KHTN 9 để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

3 Giả thuyết khoa học

Nếu đề xuất được quy trình dạy học chủ đề STEM hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và vận dụng để thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Điện”- KHTN 9 thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hoạt động dạy học chủ đề STEM phần Điện Vật Lý 9 phát triển năng lực GQVĐ của HS

4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Giới hạn về nội dung nghiên cứu : Đề tài đi sâu nghiên cứu lý luận và thực tiễn dạy học tích hợp theo mô hình STEM ở trường trung học cơ sở, từ đó thiết kế và tổ chức dạy học STEM phần “Điện” – KHTN 9

- Giới hạn về địa bàn nghiên cứu: Thành phố Đà Nẵng - Giới hạn về khách thể được khảo sát: Học sinh lớp 9 - Giới hạn về thời gian thực hiện đề tài: 2/2023 – 9/2023

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu cơ sở lý luận về

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận của giáo dục STEM

+ Nghiên cứu cơ sở lí luận phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Nhiệm vụ 2: Xây dựng cơ sở thực tiễn cho đề tài

+ Nghiên cứu cơ sở thực tiễn về dạy học phát triển (NL GQVĐ) theo chủ đề STEM ở trường trung học cơ sở

Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Điện”- môn

KHTN lớp 9, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

+ Phân tích nội dung kiến thức trong phần “Điện” môn KHTN lớp 9, theo yêu cầu cần đạt

+ Đưa ra ý tưởng xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy học kiến thức trong phần “Điện” môn KHTN lớp 9,

+ Thiết kế tiến trình dạy học một số chủ đề STEM trong dạy kiến thức phần “Điện” môn KHTN lớp 9, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Nhiệm vụ 4: Thực nghiệm sư phạm và đánh giá tác động

+ Tiến hành thực nghiệm sư phạm với HS lớp 9 của một trường THCS, Thành phố Đà Nẵng Diễn biến quá trình thực nghiệm được ghi nhận bằng video

+ Đánh giá tác động bằng cách phân tích hành vi của HS dựa vào cấu trúc của (NL GQVĐ)

6 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lý luận:

 Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách GV và các tài liệu có liên quan để xác định kiến thức, kĩ năng, thái độ mà HS cần nắm vững

 Nghiên cứu và nắm vững mục tiêu chung trong giáo dục, mục tiêu giáo dục của môn Vật lý ở trường phổ thông hiện nay

 Nghiên cứu tài liệu liên quan đến các cách thức tổ chức hoạt động theo hướng giáo dục STEM của HS hiện nay

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Dùng phiếu điều tra để khảo sát tính khả thi

của chủ đề và là cơ sở để sửa chữa, bổ sung ưu - khuyết điểm của đề tài nghiên cứu

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm dạy học phần “Điện” cho học

sinh lớp 9

- Phương pháp xử lý thông tin: Thông tin được sử lý bằng toán học thống kê, đồ thị và

biểu đồ Mã hóa thông tin hợp lý để sử dụng các phần mềm tin học thực hiện thống kê toán học, vẽ đồ thị và biểu đồ các số liệu thu thập khảo sát

7 Đóng góp của đề tài

- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về dạy học theo chủ đề STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS THCS

- Đề xuất quy trình dạy học chủ đề STEM hướng phát triển NL GQVĐ của học sinh - Thiết kế được chủ đề dạy học STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện” môn KHTN lớp 9 nhằm phát NL GQVĐ của HS THCS

- Phát triển công cụ đánh giá NL GQVĐ dựa trên dấu hiệu về chất lượng hành vi và mức độ tự lực của HS khi học một số chủ đề STEM phần “Điện”

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phần nội dung luận văn gồm 3 chương đó là:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học các chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện”- môn KHTN lớp 9

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

CỦA HỌC SINH 1.1 Giáo dục STEM

1.1.1 Khái niệm về giáo dục STEM

Theo Tài liệu tập huấn Cán bộ quản lý, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học của Bộ Giáo dục và Đào tạo, (2019) [1] thì:

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học)

Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM, trong đó:

+ Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học

+ Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề

+ Mathematics là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với người khác

Hình 1.1 Chu trình STEM

“Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy

trình kỹ thuật Các kỹ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa học (như Vật lý, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh ra kiến thức khoa học mới Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu trình STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo ra "Công nghệ" mới Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kỹ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn [1]

1.1.2 Mục tiêu giáo dục STEM

Thực hiện giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông 2018 nhằm hướng đến các mục tiêu: [1]

– Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất

– Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh

– Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương

– Hướng nghiệp, phân luồng học sinh: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các

1.1.3 Các mức độ áp dụng STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018

Theo công văn 3089/BGDDT-GDTrH, ngày 14/8/2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học [2], các hình thức tổ chức giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông được thể hiện cụ thể qua 3 dạng:

 Dạy học các môn học theo bài học STEM

Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập

• Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM

Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp

Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp

Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh

• Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật Hoạt động này không mang tính đại trả mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM

1.1.4 Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học STEM

Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp.[1]

Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật

Quy trình thiết kế kỹ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải pháp Theo quy trình này, học sinh thực hiện các hoạt động:

(1) Xác định vấn đề

(2) Nghiên cứu kiến thức nền (3) Đề xuất các giải pháp/thiết kế (4) Lựa chọn giải pháp/thiết kế (5) Chế tạo mô hình (nguyên mẫu) (6) Thử nghiệm và đánh giá

(7) Chia sẻ và thảo luận

(8) Điều chỉnh thiết kế Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thực hiện

qua 5 hoạt động chính:

HĐ1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo)

HĐ2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế HĐ3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế

HĐ4: Chế tạo mô hình/thiết bị theo phương án thiết kế (đã được cải tiến

theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá

HĐ5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo; điều chỉnh thiết kế

ban đầu

Trong quy trình kỹ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục.[1]

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 sản phẩm

Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của chủ đề STEM, tuy nhiên trong hoạt động 2 và hoạt động 4 quá trình này cần được khai thác triệt để Trong hoạt động 2 học sinh sẽ thực hiện các quan sát, tìm tòi, khám phá để xây dựng, kiểm chứng các quy luật, qua đó học được kiến thức nền đồng thời rèn luyện các kỹ năng tiến trình như: quan sát, đưa ra dự đoán, tiến hành thí nghiệm, đo đạc, thu thập số liệu, phân tích số liệu… Trong hoạt động 4, quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện giúp học sinh kiểm chứng các giải pháp khác nhau để tối ưu hoá sản phẩm

Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng) Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân.[2]

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo

Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh.[1]

Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học

Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ, tin học và toán Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên toán, công nghệ, tin học và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ, tin học và toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề Điều đó có liên quan đến việc học toán, công nghệ, tin học và khoa học của học sinh.[1]

Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập

Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối ưu Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng Ngược lại, các phương

án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM [1]

1.2 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 1.2.1 Khái niệm chung về năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của học sinh đó để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức [5]

1.2.2 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được thể hiện thông qua những hoạt động trong quá trình giải quyết vấn đề Phân tích cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề qua tiến trình giải quyết vấn đề có thể thấy có 4 thành tố sau:

- Năng lực tìm hiểu vấn đề: Nhận biết, phát hiện vấn đề, xác định được những thông tin đã cho, thông tin cần tìm Theo Whimbey & Lockhead: Người giải quyết vấn đề tốt là người biết tìm hiểu các sự kiện và mối quan hệ trong vấn đề một cách đầy đủ, chính xác Còn người giải quyết vấn đề không tốt thường không nhận thấy được tầm quan trọng của việc độ thông tin nên dễ hiểu sai, dẫn đến thất bại trong qua

- Năng lực đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề: Phân tích, sắp xếp, kết nối các thông

tin với kiến thức đã biết và đưa ra giải pháp, lựa chọn giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề Năng lực này bao gồm mô tả vấn đề bằng ngôn ngữ KHTN, thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng để giải quyết tình huống

– Năng lực thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề: Thực hiện giải pháp, điều chỉnh giải

pháp cho phù hợp với thực tiễn khi có sự thay đổi

- Năng lực đánh giá và phản ánh giải pháp, xây dựng vấn đề mới: Đánh giá giải pháp

đã thực hiện và vấn đề đặt ra; phản ánh giá trị của giải pháp, xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm

Như vậy, năng lực giải quyết vấn đề gồm 4 thành tố, mỗi thành tố bao gồm một số hành vi khi học sinh làm việc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong quá trình giải

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

cần 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 các 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 2 phương thức để diễn đạt

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

2.2 Tìm kiếm thông tin liên quan đến vấn đề

M1: Bước đầu thu thập thông tin về kiến thức và phương pháp cần sử dụng để giải quyết vấn đề từ các nguồn khác nhau

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 cầ thiết và đánh giá được độ tin cậy của nguồn thông tin

2.3 Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề

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 lý thuyết

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: Thực hiện giải pháp cho một chuỗi vấn đề liên tiếp, trong đó có những vấn đề nảy sinh từ chính quá 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 đọng 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

M1: Đánh giá các bước trong quá trình giải quyết vấn đề, phát hiện 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 và 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

4.2 Phát hiện vấn đề cần giải quyết mới

M1: Đưa ra khả năng ứng dụng của kết quả thu được trong tình huống mới

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

1.2.4 Vai trò của năng lực giải quyết vấn đề trong học tập môn KHTN

- Đối với HS:

+ Giúp HS hiểu và nắm chắc các nội dung cơ bản của bộ môn KHTN Ngoài ra HS có thể tự mình tìm hiểu thêm nhằm mở rộng và nâng cao kiến thức

+ Giúp HS vận dụng những kiến thức KHTN vào thực tiễn đời sống

+ Giúp HS hình thành kỹ năng giao tiếp, tổ chức, khả năng tư duy, tinh thần hợp tác, hòa nhập cộng đồng

- Đối với GV:

+ Giúp GV đánh giá một cách chính xác khả năng tiếp thu và trình độ tư duy của HS, tạo điều kiện cho việc phân loại HS một cách chính xác Từ đó xây dựng các phương pháp dạy học phù hợp cho từng đối tượng học sinh

+ Giúp GV có điều kiện uốn nắn những kiến thức sai lệch, không chuẩn xác, định hướng kiến thức cho HS

+ Giúp GV dễ dàng biết được NL nhận xét, đánh giá, khả năng vận dụng lí luận vào thực tiễn xã hội của HS Từ đây định hướng phương pháp GD tư tưởng học tập cho HS

1.2.5 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề qua giáo dục STEM

Để phát triển năng lực giải quyết vấn đề qua giáo dục STEM cần thực hiện qua

Vấn đề không phải lúc nào cũng được đưa ra dưới dạng tường minh, mà có thể được đưa ra một cách gián tiếp thông qua tình huống cụ thể nào đó Do đó, HS phải biết cách phát hiện vấn đề cần nghiên cứu một cách cụ thể, rõ ràng Để sớm nhận ra vấn đề đòi hỏi nhiều ở kinh nghiệm, kiến thức và kỹ năng của HS

Xác định, làm rõ bản chất của vấn đề

Một trong những yêu cầu quan trọng khi GQVĐ là xác định đúng bản chất của vấn đề Để xác định đúng bản chất của vấn đề HS cần phân tích kỹ lưỡng nguyên nhân của vấn đề nhằm tìm ra nguyên nhân gốc của vấn đề Nếu chưa hiểu rõ nguồn gốc của

vấn đề sẽ dễ dẫn đến cách giải quyết sai lệch, hoặc vấn đề cứ lặp đi lặp lại Nếu nói theo ngôn ngữ của y khoa, việc "bắt không đúng bệnh" thì chỉ trị triệu chứng, chứ không trị được bệnh

Biểu đạt vấn đề cần giải quyết

Khi đã làm rõ bản chất của vấn đề HS cần mô tả hay diễn đạt vấn đề theo cách hiểu của mình một cách rõ ràng, cụ thể bằng ngôn ngữ nói hoặc viết

Xác định mục tiêu cho vấn đề cần giải quyết

Việc xác định mục tiêu cho vấn đề tuy đơn giản nhưng lại hết sức cần thiết Nếu mục tiêu không được xác định một cách cụ thể rõ ràng thì việc tìm kiếm giải pháp cho vấn đề sẽ trở nên lang mang thậm chí không biết tập trung trí tuệ, sức lực của mình vào đâu, để làm gì Alex Morrison, tác giả, nguyên Giám đốc điều hành của Canadian Institute of Strategic Studies lưu ý: “Chỉ khi bạn định hình mục tiêu một cách rõ ràng trong tâm trí, bạn mới có thể hành động để đạt mục tiêu ấy”

Giai đoạn 2 Tìm kiếm giải pháp cho vấn đề

Căn cứ vào mục tiêu đặt ra và các thông tin thu thập được từ việc phân tích vấn vấn đề HS tích cực nghiên cứu để đưa ra các giải pháp cho vấn đề Mỗi giải pháp sẽ có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau Do đó, nếu càng có nhiều giải pháp được đưa ra thì HS càng có thêm cơ hội để lựa chọn ra giải pháp tốt nhất Vì vậy, ở giai đoạn này HS cần liệt kê tất cả những giải pháp có thể để sau đó xác định một giải pháp tối ưu

Giai đoạn 3 Lựa chọn giải pháp tối ưu

Mỗi vấn đề thường chỉ có một giải pháp tốt nhất để giải quyết một cách hiệu quả Do đó, HS cần phân tích, xem xét, đánh giá tất cả các giải pháp để lựa chọn một giải pháp tối ưu nhất

Giai đoạn 4 Tổ chức thực hiện giải pháp đã lựa chọn

Có thể nói đây là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình GQVĐ bởi nếu HS không thực hiện tốt ở giai đoạn này thì toàn bộ quá trình GQVĐ sẽ thất bại

Thực hiện giải pháp là biến những ý tưởng của giải pháp tối ưu được lựa chọn bằng việc lên một kế hoạch thực hiện với sự cân nhắc nhiều yếu tố như thời gian, bối cảnh, địa điểm, các phương tiện hỗ trợ và tiến hành những hành động cụ thể để thực hiện giải pháp

Giai đoạn 5 Đánh giá kết quả, hiệu quả khi thực hiện giải pháp và khái quát hóa kết quả thu được

Sau khi thực thi giải pháp, HS cần dựa trên mục tiêu đã đề ra để xác định những mục tiêu nào đã đạt được và mục tiêu nào chưa hoàn thành cũng như lý do chưa thực hiện được Bằng cách này, HS có thể kiểm tra xem cách giải quyết đó có thành công như mong đợi hay không, có tạo những ảnh hưởng không mong đợi nào không và

quan trọng nhất là rút kinh nghiệm cho lần sau Hoặc đặt trường hợp vấn đề vẫn chưa được giải quyết thì HS phải tìm hiểu nguyên nhân và tìm cách khắc phục cho đến khi vấn đề được giải quyết Nếu vấn đề đã được giải quyết thì HS cần tổng hợp, khái quát hóa kết quả thu được cũng như suy nghĩ đề xuất vấn đề mới nếu cần thiết

1.3 Khảo sát thực tiễn dạy học môn KHTN theo chủ đề STEM nhằm phát triển NL GQVĐ ở trường trung học

1.3.1 Mục đích điều tra

Điều tra thực trạng dạy học KHTN lớp 9 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THCS tại Thành phố Đà Nẵng từ đó đề xuất các biện pháp để phát triển NL GQVĐ cho HS

1.3.2 Đối trượng điều tra

Đối với GV: chúng tôi tiến hành khảo sát 23 GV

Đối với HS: chúng tôi tiến hành khảo sát 210 HS lớp 9 của trường THCS Nguyễn Bá Phát, Đà Nẵng

1.3.4 Kết quả điều tra  Đối với GV:

a Thực trạng dạy học theo mô hình giáo dục STEM của GV

Hình 1.1 ta thấy: có 54% GV hiếm khi tổ chức dạy học theo mô hình giáo dục STEM, ở mức độ chưa bao giờ chiếm 39% GV và 6% GV ở mức độ đôi khi Có thể thấy,

dạy học theo mô hình Giáo dục STEM vẫn vô cùng mới mẻ với GV trường THCS và còn

gặp nhiều khó khăn

Biểu đồ 1.1 Kết quả tần suất GV dạy học thông qua mô hình giáo dục STEM

Đa số GV cho rằng khó khăn lớn nhất vẫn là tốn nhiều thời gian chuẩn bị và thực hiện chiếm 62% Ngoài ra còn một số khó khăn và tỉ lệ được mô tả ở bảng 1.2 dưới

Bảng 1.1 Kết quả đánh giá mức độ khó khăn khi GV dạy học theo mô hình giáo dục STEM

Chưa có đủ điều kiện về cơ sở vật chất, thiết bị, kinh phí thực hiện 41,7%

Việc đánh giá hiện nay còn chú trọng đánh giá kiến thức chưa thực sự

b Nhận thức của GV về dạy học phát triển năng lực cho HS trong quá trình dạy học

Qua biểu đồ 1.2 có thể thấy trong quá trình dạy học đã có 79% GV chú trọng đến việc hình thành và phát triển năng lực GQVĐ của HS, 39% GV chú trọng NL tự chủ và tự học, 55% GV chú trọng đến NL tính toán, 64% GV chú trọng phát triển NL giao tiếp và hợp tác Có thể thấy GV đã dần quan tâm đến việc hình thành và phát triển NL của HS, đặc biệt là NL GQVĐ Với biểu đồ 1.3, ta thấy có 67% GV cho rằng việc bồi dưỡng, hình thành và phát triển NL GQVĐ là rất cần thiết, 33% GV cho rằng là cần thiết và không có GV nào nhận định là không cần thiết

Biểu đồ 1.2 Kết quả khảo sát về NL mà GV chú trọng phát triển trong quá trình dạy

Biểu đồ 1.3 Kết quả khảo sát về tầm quan trọng việc phát triển năng lực GQVĐ

Biểu đồ 1.4 cho thấy có 64% GV đánh giá tầm quan trọng về dạy học theo mô hình giáo dục STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS mức độ rất phù hợp, 32% GV

đánh giá ở mức độ phù hợp

Biểu đồ 1.4 Kết quả đánh giá tầm quan trọng về dạy học theo mô hình giáo dục STEM nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

c Đánh giá về mức độ phù hợp khi dạy phần “Điện” theo mô hình giáo dục STEM

Ở biểu đồ 1.5 cho chúng ta thấy, 25% GV cho rằng tổ chức dạy học một số kiến thức phần“Điện” theo mô hình giáo dục STEM là phù hợp, 50% GV cho rằng rất phù hợp, không có GV nào đánh giá mức độ bình thường và không phù hợp

Biểu đồ 1.5 Kết quả đánh giá mức độ phù hợp khi dạy phần “Điện” theo mô hình

Biểu đồ 1.6 Kết quả đánh giá mức độ đồng ý với quan điểm: Việc tổ chức dạy học KHTN theo mô hình giáo dục STEM sẽ góp phần hình thành và phát triển

NL GQVĐ của HS  Đối với HS:

Biểu đồ 1.7 ta thấy, các em HS ở khu vực khảo sát đa số chưa bao giờ tiếp xúc với mô hình giáo dục STEM, chiếm 87% tỉ lệ HS Còn lại 12% HS nhận định ở mức độ hiếm

Qua biểu đồ 1.8 ta thấy có đến 78% HS rất hào hứng khi được tổ chức học tập theo mô hình giáo dục STEM, 18% HS đánh giá ở mức độ bình thường

 Kết luận rút ra từ phân tích kết quả điều tra

Trên cơ sở phân tích kết quả điều tra thực tiễn, chúng tôi đưa ra một số kết luận sau:

Việc dạy và học nhằm phát triển NL của HS đang được GV và cả HS rất quan tâm, đặc biệt là NL GQVĐ Qua đó đòi hỏi đội ngũ GV cần phải sử dụng những phương pháp, hình thức giảng dạy tích cực và đổi mới trong việc kiểm tra đánh giá

Đa số GV cho rằng tổ chức dạy học một số kiến thức phần “Điện” theo mô hình giáo dục STEM là phù hợp, qua đó sẽ góp phần hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS

Qua khảo sát có thể thấy, mặc dù HS rất ít khi được học thông qua mô hình giáo dục STEM nhưng khi được khảo sát thì các em rất hào hứng khi được tham gia Do đó, chúng tôi lựa chọn tổ chức dạy học thông qua mô hình giáo dục STEM môn KHTN ở trường THCS nhằm bồi dưỡng, hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS

1.3.5 Biện pháp phát triển NL GQVĐ của học sinh thông qua dạy học theo giáo dục STEM

- Tạo cơ hội cho học sinh tìm tòi, khám phá và thực hiện

- Tạo tình huống và thu hút học sinh tham gia vào các vấn đề tình huống xã hội, tình cảm, thể chất, học tập, nhận thức

- Khuyến khích học sinh tự giải quyết tình huống để học sinh giải quyết một số nhiệm vụ đơn giản liên quan đến kinh nghiệm của bản thân

- Dạy học sinh cách tư duy giải quyết vấn đề và thu hút học sinh tham gia vào việc giảng dạy này Đưa ra các ví dụ thực tế và cùng học sinh tìm cách giải quyết vấn đề , khuyến khích và động viên học sinh kiên trì và gắn bó khi họ tham gia giải quyết vấn đề

- Khi học sinh gặp khó khăn khi làm việc gì đó hãy:

+ Đặt câu hỏi và tham gia thảo luận để khơi gợi kinh nghiệm và ý tưởng của học sinh về những điều các em đã biết, xác định mối quan hệ giữa các thông tin và cung cấp các giải pháp hợp lí về cách các em có thể giải quyết vấn đề

+ Nếu học sinh tiếp tục gặp khó khăn trong việc giải quyết vấn đề hãy đưa ra các đề xuất hoặc đề xuất giải pháp tùy thuộc vào sự hiểu biết của học sinh về yêu cầu thực hiện nhiệm vụ

1.4 Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM theo hướng phát triển NL GQVĐ của HS

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn về giáo dục STEM ở Việt Nam thời gian qua, chúng tôi đề xuất quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM bao

gồm 6 bước:

Hình 1.2 Quy trình thiết kế chủ đề STEM theo hướng phát triển NL GQVĐ của HS

 Bước 1: Lựa chọn chủ đề STEM

Để xác định chủ đề STEM, giáo viên có thể lựa chọn một trong hai cách sau:

Cách 1: Xây dựng mạch nội dung chủ đề trong chương trình (cơ sở khoa học) → Lựa

chọn chủ đề STEM để vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn Để chọn chủ đề STEM theo cách này, GV cần phải:

- Xác định mục tiêu của phần/ chương trong môn KHTN

- Xác định các mạch nội dung có thể gắn với các sản phẩm ứng dụng thực tiễn

- Phân tích các sản phẩm ứng dụng và xác định kiến thức các môn thuộc lĩnh vực STEM để GQVĐ

- Đặt tên cho chủ đề STEM

Cách 2: Xuất phát từ vấn đề thực tiễn → Lựa chọn chủ đề STEM nhằm xác định kiến

thức làm cơ sở khoa học trong chương trình để GQVĐ thực tiễn Để lựa chọn chủ đề GD STEM theo cách này, GV cần phải:

- Xác định vấn đề thực tiễn gắn liền với môn KHTN Đây là tình huống có vấn đề, có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày, con người cần giải quyết một công việc nào đó, thôi thúc HS tìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi HS giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế

- Xác định nội dung môn KHTN liên quan vấn đề thực tiễn - Xác định kiến thức các môn thuộc lĩnh vực STEM để GQVĐ - Đặt tên cho chủ đề GD STEM

B1 Lựa chọn chủ đề STEM

B2 Xác định mục tiêu của chủ đề GD STEM

B3 Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề GD

Việc lựa chọn chủ đề GD STEM, GV có thể thực hiện theo một trong hai cách đã nêu trên tùy thuộc vào từng nội dung hoặc tình hình thực tiễn của địa phương Trong quá trình lựa chọn, GV có thể phát huy ý tưởng sáng tạo của HS khi khuyến khích HS đề xuất và thảo luận lựa chọn vấn đề STEM Xuất phát từ thực tiễn cuộc sống xung quanh, sau khi tìm hiểu thực trạng, tiến hành điều tra, thảo luận nhóm và tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu, HS sẽ đưa ra nhiều ý tưởng chủ đề GD STEM hấp dẫn khác nhau Từ đó, lựa chọn ra những chủ đề sáng tạo, thiết thực phục vụ cho cuộc sống hằng ngày

 Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề GD STEM

- Mục tiêu: Xác định được các mục tiêu kiến thức, năng lực, phẩm chất mà HS cần

hướng tới sau khi thực hiện chủ đề GD STEM

- Cách tiến hành:

+ Về kiến thức: Nêu cụ thể nội dung kiến thức học sinh cần học thông qua chủ đề GD STEM Sử dụng các động từ hành động để viết mục tiêu sao cho các mục tiêu có thể lượng hóa và đánh giá được

+ Về năng lực: Nêu cụ thể yêu cầu học sinh làm được gì (biểu hiện cụ thể của năng lực chung và năng lực đặc thù cần phát triển) trong hoạt động học để chiếm lĩnh và vận dụng kiến thức theo yêu cầu cần đạt của môn học Các NL mà HS trong quá trình khám phá tri thức và vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo ra các sản phẩm có giá trị thực tế Các NL hướng tới thường là NL GQVĐ, NL sáng tạo, NL hợp tác

+ Về phẩm chất: Nêu cụ thể yêu cầu về hành vi, thái độ (biểu hiện cụ thể của phẩm chất cần phát triển gắn với nội dung chủ đề GD STEM) của học sinh trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập và vận dụng kiến thức vào cuộc sống

 Bước 3: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề GD STEM

- Mục tiêu: Xây dựng được bộ câu hỏi định hướng phục vụ cho tổ chức hoạt

động STEM

- Cách tiến hành: Tập trung trả lời 3 câu hỏi, từ đó lí giải các giai đoạn tổ chức DH

của STEM

+ Thiết bị/sản phẩm hoạt động dựa trên nguyên tắc khoa học nào? + Sơ đồ thiết kế ra sao?

+ Cần sử dụng những dụng cụ nào và cách thức chế tạo như thế nào?

 Bước 4: Xác định nội dung cụ thể cần sử dụng để GQVĐ trong chủ đề STEM

- Mục tiêu: Xây dựng các nội dung cụ thể trong từng môn học liên quan đến từng vấn

đề

- Cách tiến hành: Tìm hiểu xem trong môn Vật lý, Toán học, Hóa học, Công nghệ,

Sinh học… có những nội dung nào liên quan đến chủ đề  Bước 5: Thiết kế hoạt động học tập

- Mục tiêu: Xác định tiến trình hoạt động trong DH của chủ đề GD STEM - Cách tiến hành:

+ Xác định điều kiện tổ chức hoạt động: không gian (lớp học, ở nhà, phòng thí nghiệm, cơ sở sản xuất…), thời gian tổ chức hoạt động

+ Xác định các phương pháp và kĩ thuật DH chủ đạo để tổ chức hoạt động: DH GQVĐ, DH khám phá, DH dự án, DH hợp tác….; mảnh ghép, khăn trải bàn, bản đồ tư duy…

+ Xác định phương tiện tổ chức hoạt động

+ Xác định các bước thực hiện hoạt động: nêu rõ các thao tác tiến hành hoạt động Theo đó, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau: [1]

Hình 1.3 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM

Hoạt động 1: Xác định vấn đề, tiêu chí sản phẩm (dụng cụ/thiết bị… cần chế tạo)

Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm

– Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu

HĐ1 • Xác định vấn đề, tiêu chí sản phẩm (dụng cụ/thiết bị cần chế tạo.

HĐ2 • Nghiên cứu kiến thức nền + Đề xuất các giải pháp/Bản thiết kế

HĐ3 • Lựa chọn giải pháp/thiết kế, chọn dụng cụ (Trình bày/bảo vệ)

HĐ4 • Chế tạo mẫu, thử nghiệm sản phẩm

HĐ5 • Trình bày, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh

– Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng,

sản phẩm, công nghệ

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Bài

ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ)

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện,

cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ)

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền + Đề xuất các giải pháp/Bản thiết kế

Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học" thông thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh Thay vào đó, học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng

– Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp

– Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận,

hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung

(Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế)

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu

đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp/thiết kế, chọn dụng cụ (Trình bày/bảo vệ)

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm

– Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế

– Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa

chọn/hoàn thiện

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình

bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá sản phẩm

Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi

– Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế

– Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử

nghiệm và điều chỉnh

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật… đã

chế tạo và thử nghiệm, đánh giá

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị

thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện

Hoạt động 5: Trình bày, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện

– Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu – Nội dung: Trình bày và thảo luận

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã

chế tạo được + Bài trình bày báo cáo

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản

phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện [2]

Bước 6: Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá HS

- Mục tiêu: Đánh giá sản phẩm và sự hợp tác trong hoạt động học tập của HS - Cách tiến hành:

+ Thiết kế phiếu đánh giá sản phẩm: Xây dựng các tiêu chí đánh giá → Phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu → Thiết lập phiếu đánh giá

+ Thiết kế phiếu đánh giá hoạt động nhóm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá → Phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu → Hoàn thành phiếu đánh giá

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Qua nghiên cứu lý luận về giáo dục STEM, năng lực GQVĐ, đánh giá NL GQVĐ và tiến hành điều tra, khảo sát về thực trạng dạy và học của GV, HS ở trường THPT, chúng tôi nhận thấy, việc tổ chức dạy học theo mô hình giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực GQVĐ của HS là rất cần thiết và có tính khả thi

Từ những cơ sở lý luận và thực tiễn đã nghiên cứu, chúng tôi đề xuất xây dựng quy trình dạy học một số kiến thức phần “Điện” theo mô hình giáo STEM nhằm hình thành và phát triển NL GQVĐ của HS sao cho phù hợp với khả năng của HS và thực tiễn của nhà trường

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ĐIỆN”- MÔN KHTN nối tiếp, mắc song song - Năng lượng của dòng điện` và công suất điện

– Thực hiện thí nghiệm đơn giản để nêu được điện trở có tác dụng cản trở dòng điện trong mạch

– Nêu được (không yêu cầu thành lập): Công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn (theo độ dài, tiết diện, điện trở suất); công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch một chiều nối tiếp, song song

– Sử dụng công thức đã cho để tính được điện trở của một đoạn dây dẫn, điện trở tương đương của đoạn mạch một chiều nối tiếp, song song trong một số trường hợp đơn giản

– Thực hiện thí nghiệm để xây dựng được định luật Ohm: cường độ dòng điện đi qua một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó

– Thực hiện thí nghiệm để rút ra được: Trong đoạn mạch điện mắc nối tiếp, cường độ dòng điện là như nhau cho mọi điểm; trong đoạn mạch điện mắc song song, tổng cường độ dòng điện trong các nhánh bằng cường độ dòng điện chạy trong mạch chính

– Tính được cường độ dòng điện trong đoạn mạch một chiều mắc nối tiếp, mắc song song, trong một số trường hợp đơn giản

– Nêu được công suất điện định mức của dụng cụ điện (công suất mà dụng cụ tiêu thụ khi hoạt động bình thường)

– Lấy ví dụ để chứng tỏ được dòng điện có năng lượng

– Tính được năng lượng của dòng điện và công suất điện trong trường hợp đơn giản

– Lắp được mạch điện và đo được giá trị cường độ dòng điện trong một đoạn mạch điện mắc nối tiếp – Lắp được mạch điện và đo được giá trị cường độ dòng điện trong một đoạn mạch điện mắc song song

2.1.2 Đặc điểm phần “Điện”

- Phần “Điện” là phần đầu của chương trình KHTN lớp 9 hiện hành bao gồm 7 bài Đặc biệt, phần “Điện” - KHTN 9 là một phần quan trọng của chương trình sách giáo khoa KHTN lớp 9 hiện hành, mà trong chương trình Giáo dục phổ thông mới, đây là một phần nội dung quan trọng của môn Khoa học tự nhiên (lớp 9) trong giai đoạn giáo dục cơ bản, có nhiều kiến thức gắn với thực tiễn hàng ngày, dễ dàng góp phần nâng cao chất lượng mong muốn nâng cao chất lượng dạy học phần kiến thức này theo định hướng phát triển năng lực học sinh

- Phần lớn các kiến thức của chương rất gần gũi và có nhiều ứng dụng trong đời sống kĩ thuật Có thể dựa vào các kiến thức để giải thích một số hiện tượng dễ dàng bắt gặp trong cuộc sống như sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác, tính tiền điện của gia đình…Cũng như được ứng dụng trong các thiết bị máy móc…

- Sự tương đồng giữa nội dung phần điện trong môn Vật lí 9 trong chương trình GDPT 2018 và phần điện trong môn KHTN 9 thuộc chương trình GDPT 2018: Khi so sánh nội dung của 2 chương trình, ta có thể thấy được toàn bộ nội dung phần điện KHTN 9 đều có trong chương trình Vật lí 9 Như vậy nội dung phần điện KHTN 9 đã được cắt giảm, tinh gọn để phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông mới

2.2 Định hướng xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện ” môn KHTN 9

Bảng 2.1 Một số chủ đề STEM phần Điện – KHTN 9 STT Tên chủ đề Kiến thức liên quan Yêu cầu cần đạt

1 Máy cắt xốp - Mạch điện một chiều - Điện trở dây dẫn định luật Ôm

- Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

- Đoạn mạch nối tiếp và đoạn mạch song song liệu đơn giản

2 Chế tạo quạt điện - Mạch điện một chiều - Kỹ năng lắp ráp và sử

sáng tạo - Động cơ điện một - Đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song - Điện năng, công, công - Đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song - Điện năng, công, công

2.3 Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện” môn KHTN 9 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng nội dung giáo dục STEM phần“Điện” theo hướng phát triển NL GQVĐ cho học sinh

Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển năng lực GQVĐ (giải quyết vấn đề) cho học sinh thông qua việc kết hợp giữa các môn khoa học, kỹ thuật, toán học và công nghệ Một trong những cách để đạt được mục tiêu này là thông qua việc áp dụng phương pháp học tập dựa trên dự án và giải quyết vấn đề, trong đó học sinh sẽ phải sử dụng các kỹ năng STEM để giải quyết các vấn đề thực tế

Phần "Điện" trong môn KHTN 9 cũng có mục tiêu giúp học sinh hiểu được các khái niệm cơ bản về điện, nắm vững các phương pháp đo đạc, tính toán và sử dụng các dụng cụ điện học Bên cạnh đó, chương trình cũng hướng đến việc phát triển kỹ năng tư duy, phân tích và giải quyết vấn đề của học sinh

Do đó, mối quan hệ giữa phần "Điện" KHTN 9 và mục tiêu, nội dung giáo dục STEM là chương trình này cung cấp cho học sinh những kiến thức và kỹ năng cần thiết để giải quyết các vấn đề liên quan đến điện, qua đó giúp phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh Các nội dung của chương trình này như điện trường, dòng điện, điện trở, mạch điện đơn giản cũng có thể được sử dụng để xây dựng các dự án STEM, chẳng hạn như thiết kế mạch điện tử đơn giản hoặc xây dựng mô hình nhà thông minh

Để xây dựng nội dung giáo dục STEM phần “Điện” theo hướng phát triển NL GQVĐ cho học sinh, cần tuân theo một số nguyên tắc sau:

1 Tập trung vào vấn đề thực tiễn: Nội dung giáo dục STEM nên tập trung vào

các vấn đề thực tế và áp dụng thực tế, giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và ứng dụng các kiến thức STEM vào cuộc sống

2 Thiết kế các hoạt động phù hợp: Nội dung giáo dục STEM cần thiết kế các

hoạt động phù hợp với độ tuổi và trình độ của học sinh, đảm bảo tính thực tế, tính hấp dẫn, sáng tạo và khám phá

3 Sự phối hợp giữa các môn học: Giáo dục STEM không chỉ tập trung vào một

môn học, mà còn phối hợp giữa các môn học như vật lý, hóa học, toán học, công nghệ, … để giúp học sinh hiểu sâu hơn về một vấn đề và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn

4 Học sinh là trung tâm: Học sinh là trung tâm của quá trình giáo dục, các hoạt

động giáo dục STEM cần tạo điều kiện cho học sinh trải nghiệm, khám phá và phát triển kỹ năng, khả năng tự học

5 Giáo viên là người hướng dẫn: Giáo viên không chỉ đơn thuần là người giảng

dạy mà còn là người hướng dẫn, tạo điều kiện cho học sinh tham gia các hoạt động thực tế, giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và tự học

2.3.2 Chủ đề “Máy cắt xốp” 2.3.2.1 Mô tả chủ đề

Chủ đề "Máy cắt xốp” là một chủ đề thú vị để giới thiệu cho học sinh về các khái niệm cơ bản của cơ điện tử, cơ khí và các kỹ thuật xử lý vật liệu Chủ đề này cũng cho phép học sinh thực hành các kỹ năng STEM như thiết kế, chế tạo, kiểm tra và sửa chữa máy móc

Nội dung bài học có thể bao gồm:

● Giới thiệu về các vật liệu đơn giản và tính chất của chúng (ví dụ: xốp polystyrene)

● Các khái niệm cơ bản của điện tử và cơ khí (ví dụ: điện trở, động cơ)

● Thiết kế và xây dựng máy cắt xốp sử dụng các linh kiện cơ khí và điện tử đơn giản như động cơ DC, bàn phím, đèn LED và điện trở

● Thực hành lắp ráp, kiểm tra và sửa chữa máy cắt xốp

Trong quá trình thực hiện chủ đề này, học sinh cũng sẽ được khuyến khích áp dụng các kỹ năng GQVĐ như tư duy sáng tạo, giải quyết vấn đề, kỹ năng thực hành và làm việc nhóm Đây là một cách tuyệt vời để kết hợp các yếu tố của STEM trong một bài học bổ ích và thú vị