skkn khoa học tự nhiên thcs

Trong quy trình bài... qu ging nhau... d/ Chia nhóm theo tháng sinh: Các HS có cùng tháng sinh s làm thành m t nhóm.

DANH M C CÁC B NG

B ng 1.1 K t quđi u tra m c đ quan tâm c a GV đ n phát tri n năng l c cho HS……

B ng 1.2 K t quđi u tra m c đ s d ng ph ng pháp d y h c c a GV………

B ng 1.3 K t quđi u tra m c đ s d ng ph ng ti n d y h c c a GV………

B ng 1.4 K t quđi u tra m c đ quan tâm c a GV t i đ i m i d y h c KHTN……….

B ng 1.5 K t quđi u tra m c đ hi u bi t c a giáo viên t i các v n đ liên quan STEM

Bng 2.1 Phân tích ch ng trình KHTN 6, ch đ v t s ng d i góc đ STEM…

B ng 2.2 Phân tích ch ng trình KHTN 6 có th xây d ng ch đ STEM………

B ng 2.3 H th ng câu h i, vn đ c n gi i quy t trong m i ch đ ………

B ng 2.4 Tiêu chí đánh giá mô hình………

B ng 3.5 B ng phân b t n sut đi m s bài ki m tra……….

B ng 3.6 B ng phân b t n sut tích lũy đi m s bài ki m tra……….

DANH M C CÁC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình 5E áp d ng cho bài h c tích h p STEM………

Hình 1.2 Quy trình nghiên c u khoa h c………

Hình 1.3 Quy trình thi t k k thu t……….

Hình 1.4 Các b c d y h c gi i quy t v n đ ………

Hình 1.5 Quy trình t ch c d y h c d án……….

Hình 1.6 S đ thành ph n c u t o năng l c……….

Hình 1.7 M i quan h gi a các môn h c……….

Hình 1.8 Biu đ m c đ quan tâm c a GV đ n phát tri n năng l c cho HS…………

Hình 2.1 Quy trình thi t k và t ch c d y h c KHTN 6 theo mô hình giáo d c STEM

1.1 T ng quan l ch s nghiên c u giáo d c STEM 3

1.1.1 Giáo d c STEM trên th gi i 3

1.1.2 Giáo d c STEM Vi t Nam 6

1.2 C s lý lu n 8

1.2.1 Khái ni m STEM 8

1.2.2 M t s vn đ v giáo d c STEM 10

1.3 C s th c ti n 28

1.3.1 Th c tr ng giáo d c STEM Vi t Nam hi n nay 28

1.3.2 Th c tr ng giáo d c STEM trong d y h c KHTN, Trung hc c s 30

2 Mô t gi i pháp sau khi có sáng ki n2.1 Phân tích ch ng trình Khoa h c t nhiên 6 d i góc đ giáo d c

2.3 M t s n i dung Khoa h c t nhiên 6 t ch c d y h c theo mô hình giáo

PHN I ĐI U KI N HOÀN C NH T O RA SÁNG KI N1 Lý do chn đ tài

Công ngh 4.0, cu c cách m ng công nghi p th 4 hay cách m ng 4.0 là nh ng cái tên đ c nh c đ n nhi u nh t trên các di n đàn v khoa h c, k thu t, kinh t , y t , giáo d c, công nghip… Công ngh 4.0 bùng n vào đ u th k 21 đã t o ra làn sóng d d i, bao ph và làm chuy n bi n tích c c mi lĩnh v c, ngành ngh c a đ i s ng xã h i Giáo d c trong k nguyên s 4.0 là quá trình chuyn đ i giáo d c t trang b ki n th c sang phát tri n toàn din năng l c và ph m ch t ng i h c Trong Chin l c phát tri n công nghi p Vi t Nam đ n năm 2025, t m nhìn đ n năm 2035 Chính phđã xác đ nh 3 nhóm ngành công nghi p l a ch n u tiên phát tri n, g m: ngành Công nghi p ch bi n, ch to; ngành Đi n t và Vi n thông và ngành Năng l ng m i và năng l ng tái t o Đ đáp ng đ c nhu c u trên, giáo d c c n đào t o m t lc l ng nhân l c thành th o trong lĩnh v c Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t, Toán h c Do v y, vi c to c h i ti p c n v i các mô hình, các xu th giáo d c m i đ c bi t là giáo d c STEM là c n thi t nh m thay đ i căn b n giáo d c ph thông t i Vi t Nam.

STEM bao g m các ch cái vi t t t c a các t Science (khoa h c), Technology (công ngh ), Engineering (k thu t) và Math (toán h c) Giáo d c STEM là m t ch ng trình gi ng d y d a trên ý t ng trang b cho ng i h c nh ng ki n th c, kĩ năng liên quan đ n (các lĩnh v c) khoa h c, công ngh , k thu t và toán h c - theo cách ti p cn liên môn (interdisciplinary) và ng i h c có th áp d ng đ gi i quy t vn đ trong cu c s ng hàng ngày Thay vì các môn h c nh các đ i t ng tách bi t và r i r c, STEM k t h p chúng thành m t mô hình h c t p g n k t d a trên các ng d ng th c t

Giáo d c STEMđ c tìm hi u và áp d ng Vi t Nam trong vài năm tr l i đây, tuy nhiên m i đang b c th nghi m và truy n thông m r ng ch ch a trthành hot đ ng giáo d c chính th c trong nhà tr ng ph thông Giáo d c STEM đ c t ch c trong các tr ng ph thông Vi t Nam th ng t p trung qua các hình th c: d y h c tích hp theo đ nh h ng giáo d c STEM; sinh ho t câu l c b STEM; các cu c thi, các hot đ ng tr i nghi m sáng t o; ph i h p t ch c các ho t đ ng

STEM gia nhà tr ng và các t ch c t nhân; các s ki n STEM, ngày h i STEM…tuy nhiên v n còn r t nhi u h n ch và khó khăn Do đó, giáo d c STEM c n nhn đ c s quan tâm c a toàn xã h i Vi t Nam, giáo d c STEM ch a đ c nghiên c u chuyên sâu Hi n có r t ít công trình, bài báo vc s lí lu n, th c ti n c a giáo d c STEM và ng d ng nó vào vi c d y h c các b môn.

Đ c bi t v i môn Khoa h c t nhiên, là m t môn Khoa h c th c nghi m g n li n vi đ i s ng th c t , v i s t n t i và phát tri n c a chính con ng i, đòi h i ph i d y – h c sao cho h c sinh đ c th c s t duy, sáng t o, bi t làm vi c, nghiên c u khoa h c, giúp vi c ti p thu ki n th c đ c v ng ch c, nh k , nh lâu Tuy nhiên, trên th c t , môn KHTN là m t môn h c còn m i, vi c d y h c KHTN nhiu tr ng còn mang tính hàn lâm, n ng lý thuy t làm cho h c sinh ng i hc, l i t duy, thi u tính chđ ng, sáng t o

Môn KHTN, ni hàm đã mang y u t tích h p, do v y, vi c đ y m nh nghiên c u giáo d c STEM trong d y h c KHTN đ c bi t là KHTN 6 hoàn toàn phù h p v i đ nh h ng đ i m i căn b n, toàn di n n n giáo d c Vi t Nam nh m phát tri n các năng l c c a ng i h c, đáp ng nh ng yêu c u c a xã h i hi n đ i.

V i nh ng lí do trên, tôi chn đ tài “D y h c theo đ nh h ng STEM m t s chđ ph n “v t s ng”, Khoa h c t nhiên 6(KHTN 6)” nh m phát tri n năng

lc cho ng i h c và nâng cao ch t l ng d y h c.

2 Mc đích nghiên c u

V n d ng m t sph ng pháp d y h c theo đ nh h ng STEM vào d y h c KHTN 6 nh m t o hng thú cho ng i h c, giúp ng i h c phát tri n đ c năng l c gi i quy t vn đ th c ti n và nâng cao ch t l ng d y h c.

PH N II MÔ TGI I PHÁP

1 Mô r gii pháp tr c khi t o ra sáng ki n1.1 T ng quan l ch s nghiên c u giáo d c STEM

1.1.1 Giáo d c STEM trên th gi i

D i góc nhìn l ch s , khái ni m v ngành STEM th c ra đã t n t i t khá lâu tr c khi nó phát tri n r ng rãi nh ngày nay Bi u hi n đ u tiên là vi c thành l p các tr ng Đ i h c k thu t t i Châu Âu trong th k 19 nh : Napoleon’s School; for Industry (1806-1815), Rensselaer Polytechnic Institute (1824), Vocational Education Act (1917), Land Grant Act (1862) Đây là nh ng ngôi tr ng đ u tiên trên th gi i đào t o STEM ch t l ng cao, cũng là n i n i khai sinh ra m t khía c nh quan tr ng đáp ng vô s nhu c u c a con ng i trong b t c th i đ i nào.

Trong m t th p k gn đây v n đ nghiên c u v giáo d c STEM đã, đang đ c r t nhi u nhà giáo d c quan tâm và nghiên c u nhi u qu c gia trên th gi i V i nh ng ti p c n khác nhau, giáo d c STEM sđ c hi u và tri n khai theo nh ng cách khác nhau.

STEM có ngu n g c t qu khoa h c qu c gia (NSF) vào nhng năm 1990 vàđã đ c s d ng nh m t c m t vi t t t chung cho m i s ki n, chính sách, ch ngtrình hoc liên quan đ n m t ho c m t s môn h c thu c 4 lĩnh v c S (Khoa h c), T (Công ngh), E (Kĩ thu t) và M (Toán h c) T i M , đ u nh ng năm 90, đã hìnhthành xu h ng giáo d c m i g i là giáo d c STEM Trong ch ng trình giáo d c STEM, các môn h c v khoa h c công ngh không gi ng dy đ c l p mà tích h p l i v i nhau thành m t môn hc thông qua ph ng pháp gi ng d y b ng d án, tr i nghi m, thc hành…M t ví d cho s coi tr ng giáo d c STEM là ngày h i khoa h c toàn qu c t i Nhà Tr ng l n th 5, 23/03/2015, t ng th ng Mđã dành c ngày đtrao đ i, trò chuy n v i các nhà khoa h c nhí, các s n ph m sáng t o c a h c sinh đ c tr ng bày trong văn phòng Nhà Tr ng Nghiên c u các n c có n n khoa h c phát tri n nói chung nh M , Anh, Đ c… cho th y ngày h i khoa h c không ch thu hút đ c s quan tâm c a đông đ o h c sinh, ph huynh mà còn thu hút s quan tâm m nh m c a gi i truy n thông, chính khách, bi h n ai h t h hi u t m quan tr ng

c a vic nuôi d ng, th i bùng ni m đam mê khoa h c trong gi i tr là vô cùng quan trng đ i v i s phát tri n b n v ng c a qu c gia.

M t th ng kê M cho th y tnăm 2004 đ n năm 2014, vi c làm liên quan đ n khoa h c và k thu t tăng 26%, g p hai l n so v i t c đ tăng tr ng trung bình c a các ngành nghkhác Trong khi đó, vi c làm STEM có t c đ tăng tr ng g p 4 l n so v i tc đ tăng tr ng trung bình c a các ngành khác n u tính t năm 1950 đ n 2007 V i s phát tri n c a khoa h c k thu t thì nhu c u vi c làm liên quan đ n STEM ngày càng ln, đòi h i ngành giáo d c cũng ph i có nh ng thay đ i đ đáp

ng nhu c u c a xã h i Giáo d c STEM có th t o ra nhng con ng i đáp ng đ c nhu c u công vi c c a th k mi, có tác đ ng l n đ n s thay đ i nên kinh t đ i m i Trong m t bài phát biu tr c th ng ngh vi n M , Bill Gates đã t ng nói: “Chúng ta không th duy trì đ c n n kinh t d n đ u toàn c u tr khi chúng ta xây dng đ c l c l ng lao đ ng có ki n th c và k năng đ sáng t o” Bill Gates đ c bi t nh n mnh đ n vai trò c a giáo d c trong vi c xây d ng l c l ng lao đ ng này Ông nói tip: “Chúng ta cũng không th duy trì đ c m t n n kinh t sáng t o tr phi chúng ta có nhng công dân đ c đào t o t t v toán h c, khoa h c và k thu t”

Vai trò c a giáo dc STEM luôn đ c các nhà khoa h c nh n m nh và đánh giá cao Tháng 4 năm 2013, T ng th ng Barack Obama phát bi u t i H i ch Khoa h c Nhà Trng hàng năm l n th ba: “M t trong nh ng đi u mà tôi t p trung khi làm T ng th ng là làm th nào chúng ta t o ra mt ph ng pháp ti p c n toàn di n cho khoa h c, công ngh , k thu t và toán hc (STEM)…Chúng ta c n ph i u tiên đào to đ i ngũ giáo viên trong các lĩnh v c này và đ đ m b o r ng t t c chúng ta là m t quc gia ngày căng danh cho các giáo viên s tôn tr ng cao h n mà h x ng đáng” Do nhu c u nhân l c cho các ngành liên quan đ n STEM trong t ng lai, M đã nhìn nh n sâu s c v v n đ này, đã và đang có nh ng đ u t đ phát tri n giáo d c STEM

Các nghiên c u liên quan đ n giáo d c STEM c a Trung Qu c b t đ u mu nh n so v i M Giai đo n đ u tiên, m t vài h c gi b t đ u nghiên c u v giáo d cSTEM ch vào năm 2008 Sau vài năm tìm hi u, giáo d c STEM đã xu t hi n TrungQu c vào kho ng năm 2013, m i ng i ngày càng quan tâm đ n giáo d c STEM.

Giai đo n hai, t năm 2010 đ n 2015, các h c gi trong n c nh Zhongjian Zhao, Huicheng Zhao và Shengquan Yu đã có nhi u nghiên c u v giáo d c STEM N i dung nghiên c u bao g m di n gi i v giáo d c STEM c a n c ngoài (t p trung nghiên c u nhi u nh t là STEM t i M ) và nghiên c u lý thuy t v n i đ a hóa giáo d c STEM c a Trung Qu c Giai đo n ba là đào sâu th i gian nghiên c u T năm 2015 đ n 2021, s l ng các bài nghiên c u trong năm 2021 và các nhà nghiên c u tăng đ t bi n, các đ tài nghiên c u đ c đào sâu h n S bùng n c a giáo d c STEM Trung Qu c đ c thúc đ y b i chính sách khuy n khích c a chính ph , các sáng ki n c a các tr ng h c cũng nh nh n th c c a ph huynh trong vi c chu n b cho con cái h phát tri n nhân cách toàn di n là khá n i b t trong nh ng năm g n đây.

Đã có r t nhi u ch ng trình và n l c thi t l p cách ti p c n qu c gia v giáo d c STEM Úc Trong năm 2009, ch ng trình iSTEM (Invigorating STEM) đ c thành lp nh là m t ch ng trình làm giàu tri th c cho h c sinh trung h c Sydney, Úc Ch ng trình t p trung vào vi c cung c p các ho t đ ng cho sinh viên quan tâm và gia đình c a h trong STEM Thành công c a ch ng trình đã d n đ n nhi u tr ng đ i h c và t ch c khoa h c h tr cho ch ng trình Ch ng trình iSTEM (iSTEM.com.au) cũng t ch c m t ch ng trình làm giàu đ đ a h c sinh và giáo viên vào Ch ng trình H c vi n Không gian Hoa Kỳ (Spacecamp.com.au) S công nh n c p qu c gia vch ng trình iSTEM bao g m gi i th ng NSW State Engineering and Science vĐ i m i trong gi ng d y Toán và Khoa h c và Gi i th ng Nhân quy n Hàng năm c a T ch c GoWest Vào năm 2015, ng i 13 sáng lp và đi u ph i ch ng trình, ti n sĩ Ken Silburn, đã nh n đ c gi i th ng c a Th t ng Chính ph v Gi ng d y Khoa h c Trung c p Trong tài li u th o lu n c a chính ph Queensland, tht ng Úc cũng kh ng đ nh t m quan tr ng c a giáo d c

STEM: “Khoa h c, công ngh , k thu t và toán h c (STEM) giúp giáo d c k năngcho ng i h c đóng vai trò quan tr ng trong t m nhìn Nhà n c thông minh” [39].

Tháng 11/2016, Giáo s Dan Shechtman, ng i đo t gi i Nobel v nghiên c u hóa h c và khoa h c v t li u, cho bi t Israel ph i làm nhiu h n n a đ thúc đ y

nghiên c u khoa hc đ đ m b o gi đ c công ngh c a mình “Chính ph ph i khuy n khích các nghiên c u khoa h c và k thu t đ tu i tr ”, Shechtman nói trong m t cu c ph ng vn qua đi n tho i vào tu n tr c “T t c tr em đ u ph i h c ch ng trình c t lõi và chính ph ph i nâng cao trình đ c a m t s giáo viên” Tháng 9/2013, Tht ng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát bi u: Malaysia d ki n 60% tr em và thanh thiu niên tham gia ch ng trình giáo d c v khoa h c, công ngh , k thu t và toán h c (STEM) và s nghi p cho mt t ng lai t t đ p h n c a đ t n c Najib cho bi t tr em và thanh thi u niên có th b cu n hút b i khoa h c thông qua mt ph ng pháp gi ng d y và h c t p thú v h n Đó là hãy cho h tham gia vào các d án th c t và cung c p cho h m t s dán đ y thách th c đ tìm gi i pháp so v i cách ti p c n t trên xu ng mà ông c m th y khá là nhàm chán Bên c nh đó các n c đ u đã và đang phát tri n m nh m Giáo d c STEM.

1.1.2 Giáo d c STEM Vi t Nam

Khác v i các n c phát tri n trên th gi i nh M , giáo d c STEM du nh p vào Vi t Nam không ph i b t ngu n t các nghiên c u khoa h c giáo d c hay t chính sáchvĩ mô v ngu n nhân l c mà b t ngu n t các cu c thi Robot dành cho h c sinh t c p ti u h c d n ph thông trung h c do các công ty công ngh t i Vi t Nam tri n khai cùng v i các t chc n c ngoài Ch ng trình giáo d c STEM l n đ u đ c Công ty c ph n DDT Eduspec gi i thi u t i 2 thành ph l n là Hà N i và HChí Minh, sau đó đ c tri n khai t i Đà N ng vào năm 2013, C n Th vào năm 2016 Hin nay đã có hàng ch c nghìn h c sinh t i các thành ph này theo h c và tham d nhi u cu c thi trong su t nhng năm v a qua Vi t Nam các trung tâm giáo d c ngoi khóa đã s m áp d ng các ch ng trình đào t o STEM cho h c sinh nh : Endeavor Learning Institute, h c vi n sáng t o S3… đã đ c nhi u ph huynh và h c sinh quan tâm.

Th c hi n chtr ng đ i m i căn b n và toàn di n, t năm 2012 B Giáo d c và Đào t o hàng năm đã t ch c các cu c thi “V n d ng ki n th c liên môn đ gi i quy t các tình hu ng th c t dành cho h c sinh Trung hc” và “D y h c theo ch đtích h p liên môn dành cho giáo viên Trung hc” Đ c bi t là cu c thi “Nghiên c u khoa h c dành cho h c sinh Trung hc” đã tr thành đi m sáng trong ho t đ ng giáo

d c Qua các cuc thi đã t o c h i cho giáo viên và h c sinh giao l u, h c h i, chia s kinh nghi m trong vic đ i m i d y và h c đ ng th i kích thích s sáng t o, say mê nghiên cu, tăng kh năng v n d ng ki n th c vào th c t [14].

Th c hi n Ch th s 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 c a Th t ng Chính ph v vi c tăng c ng năng l c ti p c n cu c Cách m ng công nghi p l n th 4, B Giáo d c và Đào t o đã ph i h p v i H i đ ng Anh tri n khai ch ng trình thí đi m giáo d c STEM cho m t s tr ng trung h c t i m t s t nh, thành ph Cũng trong năm h c 2017-2018, giáo d c STEM đã đ c B Giáo d c và Đào t o đ a vào các văn b n h ng d n th c hi n nhi m v giáo d c trung h c và đ n nay ti p t c ch đ o các đ a ph ng trên toàn qu c tích h p STEM trong quá trình th c hi n ch ng trình giáo d c ph thông hi n hành nh ng môn có liên quan Bên c nh đó, giáo d c STEM đã đ c đ a vào nhi m v năm h c c a nhi u S Giáo d c và Đào t o trên c n c [14]

Tr c đó, B Giáo d c và Đào t o đã tri n khai các phong trào, các cu c thi trong nhà tr ng ph thông theo h ng này, đi n hình nh : cu c thi khoa h c k thu t dành cho h c sinh trung h c; v n d ng ki n th c liên môn vào gi i quy t tình hu ng th c ti n; sáng ki n giáo d c STEM – SchoolLAB dành cho h c sinh trung h c… T nh ng ch ng trình thí đi m, nh ng phong trào, cu c thi này b c đ u đã có nh ng tác đ ng tích c c, lan t a, làm chuy n bi n trong d y và h c t i các tr ng ph thông trên c n c Trên c s đó, h c sinh đ c th c hành, tr i nghi m nhi u h n, h c t p g n v i cu c s ng th c h n Tuy nhiên, các phong trào v n d ng l i hình th c các cu c thi, thao gi ng mà ch a tr thành ho t đ ng th ng xuyên, ph bi n và t nguy n c a giáo viên ph thông.

T i công văn s 3089/BGDĐT-GDTrH, ngày 14/8/2020 c a B Giáo d c vàĐào t o v vi c ti p t c tri n khai th c hi n Ch th s 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 c a Tht ng Chính ph v vi c tăng c ng năng l c ti p c n cu c cách m ng công nghi p l n tht ; nh m h tr các tr ng ph thông tri n khai th c hi n có hi u qugiáo d c Khoa h c, Công ngh, Kĩ thu t và Toán h c (STEM), B Giáo d c và Đàoto (GDĐT) h ng d n m t s n i dung th c hi n giáo d c STEM và t ch c, qu n

lý hot đ ng giáo d c STEM trong tr ng trung h c Theo đó, n i dung bài h c STEM đu c g n k t v i các v n đ th c ti n đ i s ng xã h i, khoa h c, công ngh và hc sinh đu c yêu c u tìm các gi i pháp đ gi i quy t v n đ , chi m lĩnh ki n th c, đáp ng yêu c u c n đ t c a bài h c.

Ti Nam Đ nh, giáo d c STEM r t đ c s quan tâm và ng h c a toàn xã h i Hàng năm, S GDĐT và S KHCN th ng xuyên t ch c các cu c thi v STEM t o mt sân ch i lành m nh, nh m kh i d y ti m năng, tính sang t o và phát tri n năng l c cho các em h c sinh V i m c đích t o ra m t sân ch i lành m nh, t o h ng thú h c t p và phát trin năng l c cho h c sinh, giúp h c sinh nh n rõ t m quan tr ng c a vi c hc đi đôi v i hành, tr ng THCS Phùng Chí Kiên là đ n v tiên phong trong vic đ a giáo d c STEM vào các môn h c Tuy b c đ u g p r t nhi u khó khăn nh ng đã đ t đ c nh ng thành t u nh t đ nh, th y cô giáo và các em h c sinh trong CLB STEM đã đ t đ c r t nhi u gi i th ng trong các cu c thi c p Phòng, S Giáo D c t ch c.

1.2 C s lý lu n

1.2.1 Khái ni m STEM

1.2.1.1 STEM

STEM là thu t ng vi t t t c a 4 t ti ng Anh Science (khoa h c), Technology (công ngh ), Engineering (kĩ thu t) và Mathematics (toán), đây đ u là các môn h cđã và đang đ c gi ng d y trong các nhà tr ng Ph thông t i nhi u qu c gia STEM là m t ch ng trình gi ng d y d a trên ý t ng trang b cho ng i h c nh ng ki nth c, kĩ năng liên quan đ n (các lĩnh v c) khoa h c, công ngh , k thu t và toán h c-theo cách ti p c n liên môn (interdisciplinary) và ng i h c có th áp d ng đ gi iquy t v n đ trong cu c s ng hàng ngày Thay vì d y b n môn h c nh các đ i t ngtách bi t và r i r c, STEM k t h p chúng thành m t mô hình h c t p g n k t d a trêncác ng d ng th c t Có th nói, giáo d c STEM không h ng đ n m c tiêu đào t ođ h c sinh tr thành nh ng nhà toán h c, nhà khoa h c, k s hay nh ng k thu tviên mà ch y u là trang b cho h c sinh ki n th c, k năng đ làm vi c và phát tri ntrong th gi i công ngh hi n đ i ngày nay.

1.2.1.2 Giáo d c STEM

Hi n nay, giáo d c STEM đ c nhi u t ch c, nhà giáo d c quan tâm nghiên c u.ng c nh giáo d c và trên bình di n th gi i, STEM đ c hi u v i nghĩa là giáo d c STEM [1] Giáo d c STEM có m t s cách hi u khác nhau.

-Theo B Giáo d c Hoa Kỳ (2007): “Giáo d c STEM là m t ch ng trình nh m cung c p h tr , tăng c ng, giáo d c Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t và Toán h c (STEM) ti u h c và trung h c cho đ n b c sau đ i h c”.

-Nhóm tác gi Tsupros N., Kohler R., và Hallinen J (2009) cho r ng: “Giáo d c STEM là m t ph ng pháp h c t p ti p c n liên ngành, đó nh ng ki n th c hàn lâm đ c k t h p ch t ch v i các bài h c th c t thông qua vi c HS đ c áp d ng nh ng ki n th c Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t và Toán h c vào trong nh ng b i c nh c th t o nên m t k t n i gi a nhà tr ng, c ng đ ng và các doanh nghi p cho phép ng i h c phát tri n nh ng kĩ năng STEM và tăng kh năng c nh tranh trong n n kinh t m i”.

-Tác gi Lê Xuân Quang (2017) cho r ng: “Giáo d c STEM là m t quan đi m d y h c theo ti p c n liên ngành t hai trong các lĩnh v c Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t và Toán h c tr lên Trong đó n i dung h c t p đ c g n v i th c ti n, PPDH theo quan đi m d y h c đ nh h ng hành đ ng.” [3]

-Ngoài ra, giáo d c STEM đ c hi u theo h ng là m t ph ng pháp d y h c theo ti p c n liên ngành t ng h p thành m t mô hình h c t p t các lĩnh v c Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t và Toán h c.

T ch c uy tín nh t hin nay trong lĩnh giáo d c khoa h c trên th gi i là Hi p h i các giáo viên d y khoa h c qu c gia M (National Science Teachers Association – NSTA) đ c thành l p năm 1944, đã đ xu t ra khái ni m giáo d c STEM (STEM education) vi cách đ nh nghĩa ban đ u nh sau: “Giáo d c STEM là m t cách ti p c n liên ngành trong quá trình hc, trong đó các khái ni m h c thu t mang tính nguyên tc đ c l ng ghép v i các bài h c trong th gi i th c, đó các h c sinh áp d ng các ki n th c trong khoa h c, công ngh , k thu t và toán vào trong các b i c nh c th , giúp k t n i gia tr ng h c, c ng đ ng, n i làm vi c và các t ch c toàn cu, đ t đó phát tri n các năng l c trong lĩnh v c STEM và cùng v i đó có th

c nh tranh trong n n kinh k m i”.Xin l u ý “liên ngành” khác v i “đa ngành” M c dù cũng là có nhi u ngành, nhi u lĩnh v c nh “liên ngành” th hi n s k t n i và b tr l n nhau trong các ngành Do v y, n u mt ch ng trình h c, m t tr ng h c ch có nhi u môn, nhi u giáo viên d y các ngành khác nhau mà không có s k t n i và b tr ln nhau thì ch a đ c g i là giáo d c STEM.

1.2.2 M t s vn đ v giáo d c STEM

1.2.2.1 Đ c đi m c a giáo d c STEM

Nh v y, có th hi u STEM v i các đ c đi m nh sau:

Th nh t, Giáo d c STEM là ph ng th c giáo d c tích h p theo cách ti p c n liên môn (interdisciplinary) và thông qua th c hành, ng d ng Thay vì d y b n môn h c nh các đ i t ng tách bi t và r i r c, STEM k t h p chúng thành m t mô hình h c t p g n k t d a trên các ng d ng th c t Giáo d c STEM s phá đi kho ng cách gi a hàn lâm và th c ti n, STEM k t h p chúng thành m t mô hình h c t p g n k t d a trên các ng d ng th c t

Th hai, Giáo d c STEM đ cao đ n vi c hình thành và phát tri n năng l c gi i quy t v n đ cho ng i h c Trong m i bài h c theo ch đ STEM, đ t tr c m t v n đ th c ti n, h c sinh, sinh viên s d ng các ki n th c thu c các môn h c v i t duy logic, sáng t o.

Th ba, Giáo d c STEM k t n i t tr ng h c, c ng đ ng đ n các t ch c toàn c u Quá trình giáo d c STEM không ch h ng đ n v n đ c th c a n i ng i h c mà ph i đ t trong m i liên h v i b i c nh kinh t toàn c u và các xu h ng chung c a th gi i, ví d nh bi n đ i khí h u, năng l ng tái t o…

1.2.2.2 M c tiêu c a giáo d c STEM

Trong CT GDPT năm 2018: “Giáo d c STEM là mô hình giáo d c d a trên cách ti p c n liên môn, giúp h c sinh áp d ng ki n th c khoa h c, công ngh , kĩ thu t và toán h c vào gi i quy t m t s v n đ th c ti n trong b i c nh c th ”.

Nh v y, trong CT GDPT năm 2018, giáo d c STEM v a mang ý nghĩa thúcđ y giáo d c các lĩnh v c khoa h c, công ngh , kĩ thu t và toán h c v a th hi nph ng pháp ti p c n liên môn, phát tri n năng l c và ph m ch t ng i h c Ngoàira, giáo d c STEM còn góp ph n th c hi n các m c tiêu sau [24]:

-Phát tri n các năng l c đ c thù c a các môn h c thu c lĩnh v c STEM cho HS Đó là kh năng v n d ng ki n th c, kĩ năng liên quan đ n các môn Khoa h c, Công ngh , Kĩ thu t Toán h c, bi t liên k t các ki n th c đ gi i quy t các v n đ th c ti n -Phát tri n các năng l c chung cho HS, phát tri n năng l c gi i quy t v n đ và sasg t o, năng l c giao ti p và h p tác, năng l c t ch và t h c.

-Đ nh h ng ngh nghi p cho HS Giáo d c STEM s t o cho HS ki n th c n n t ng cho vi c h c t p m c đ cao h n cũng nh cho ngh nghi p trong t ng lai.

1.2.2.3 M t s cách ti p c n giáo d c STEM

Ti p c n theo mô hình 5E áp d ng cho bài h c tích h p STEM

Vào khong năm 1987 ti n sĩ Rodger W Bybee (Hình 1) cùng v i các c ng s c a mình làm vi c trong t ch c giáo d c Nghiên Cu Khung Ch ng Trình D y Sinh H c (BSCS – Biological Sciences Curriculum Study), có tr s t i Colorado, Mđã đ xu t m t mô hình d y h c c i ti n cho ch ng trình h c các môn b c ti u

h c Mô hình 5E d a trên lí thuy t ki n t o (constructivism) v h c tp, theo đóng i h c xây d ng ki n th c t quá trình tr i nghi m Thông qua cách hi u và ph n ánh v các hot đ ng đã tr i qua, v a mang tính cá nhân và tính xã h i, ng i h c có th hòa h p ki n th c m i v i nh ng khái nim đã bi t tr c đó M c đích c a mô hình này nh m t o ra không gian và th i gian (gi chung là các c h i) đ ng i h c có th t xây d ng các khái ni m m t cách v ng ch c và ng d ng nó trong nh ng hoàn c nh c th m t cách có trình t

Hình 1.1 Mô hình 5E áp d ng cho bài h c tích h p STEM

Engagement (G n k t)

Trong giai đo n đ u c a chu kỳ h c t p, giáo viên làm vi c đ đ t đ c s hi u bi t v ki n th c s n có c a h c sinh và xác đ nh b t kỳ kho ng tr ng ki n th c nào Đi u quan tr ng là khuy n khích quan tâm đ n các khái ni m s p t i đ h c sinh có th s n sàng tìm hi u Giáo viên có th làm cho h c sinh đ t câu h i m ho c ghi l i nh ng gì h đã bi t v ch đ Thông qua các ho t đ ng đa d ng, giáo viên thu hút s chú ý và quan tâm c a h c sinh, t o không khí trong l p h c, h c sinh c m th y có s liên h và k t n i v i nh ng ki n th c ho c tr i nghi m tr c đó Giai đo n này cho phép h c sinh g n k t, liên h l i v i các tr i nghi m và quan sát th c t mà các em đã có tr c đó Trong b c này, các khái ni m m i cũng s đ c gi i thi u cho các em.

Kh o sát (Exploration)

Trong giai đo n này, h c sinh đ c ch đ ng khám phá các khái ni m m ithông qua các tr i nghi m h c t p c th Giáo viên cung c p nh ng ki n th c ho cnh ng tr i nghi m mang tính c b n, n n t ng, d a vào đó các ki n th c m i có thđ c b t đ u Giai đo n này, h c sinh s tr c ti p khám phá và thao tác trên các v t

li u ho c h c c đã đ c chu n b s n Giáo viên có th yêu c u h c sinh th c hi n các ho t đ ng nh quan sát, làm thí nghi m, thi t k , thu s li u.

Gi i thích (Explanation)

giai đo n này, giáo viên s h ng d n h c sinh t ng h p ki n th c m i và đ t câu h i n u h c n làm rõ thêm Giáo viên t o đi u ki n cho h c sinh đ c trình bày, miêu t , phân tích các tr i nghi m ho c quan sát thu nh n đ c b c Khám phá b c này, giáo viên có th gi i thi u các thu t ng m i, khái ni m m i, công th c m i, giúp h c sinh k t n i và th y đ c s liên h v i tr i nghi m tr c đó Đ giai đo n này có hi u qu , giáo viên nên yêu c u h c sinh chia s nh ng gì mà các em đã h c đ c trong giai đo n Khám phá tr c khi gi i thi u thông tin chi ti t m t cách tr c ti p h n.

Áp d ng c th (Elaborate)

Giai đo n này t p trung vào vi c t o cho h c sinh có đ c không gian áp d ng nh ng gì đã h c đ c Giáo viên giúp h c sinh th c hành và v n d ng các ki n th c đã h c đ c b c Gi i thích, giúp h c sinh làm sâu s c h n các hi u bi t, khéo léo h n các k năng, và có th áp d ng đ c trong nh ng tình hu ng và hoàn c nh đa dng khác nhau Đi u này giúp các ki n th c tr nên sâu s c h n Giáo viên có th yêu c u h c sinh trình bày chi ti t ho c ti n hành kh o sát b sung đ c ng c các k năng m i Giai đo n này cũng nh m giúp h c sinh c ng c ki n th c tr c khi đ c đánh giá thông qua các bài ki m tra.

Đánh giá (Evaluation)

Mô hình 5E cho phép đánh giá chính th c (d i d ng các bài ki m tra) và phichính th c (d i d ng nh ng câu h i nhanh) Trong giai đo n này, giáo viên có thquan sát h c sinh thông qua các ho t đ ng nhóm nh ho c nhóm l n đ xem s t ngtác trong quá trình h c Cũng c n l u ý là h c sinh ti p c n các v n đ theo m t cáchkhác d a trên nh ng gì h h c đ c Các y u t h u ích khác c a Giai đo n đánh giábao g m t đánh giá, bài t p vi t và bài t p tr c nghi m, ho c các s n ph m đây,giáo viên s linh ho t s d ng các k thu t đánh giá đa d ng đ nh n bi t quá trình

nh n th c và kh năng c a t ng h c sinh, t đó đ a ra các ph ng h ng đi u ch nh và h tr h c sinh phù h p, giúp h c sinh đ t đ c các m c tiêu h c t p nh đã đ ra.

Ti p c n theo mô hình nghiên c u khoa h c

Nghiên c u khoa h cđ c hi u là quá trình khám phá th gi i s v t xung quanh thông qua các suy lu n,đánh giá, các nh n đ nh, thí nghi m đ hi u bi t thêm v các hin t ng, quy lu t v n hành c a s s ng [12] Ph ng pháp nghiên c u khoa hc là ph ng pháp nghiên c u trong đó các v n đ khoa h c, nh ng s li u liên quan đ c thu th p nh m xây d ng nh ng gi thuy t và đ c ki m ch ng b ng th c nghi m Theo cách ti p cn này ng i h c đ c tìm hi u v cách các nhà khoa h c khám phá ho c tr l i các câu h i khoa h c Vi c ti p c n nghiên c u khoa hc đ c th c hi n theo quy trình sau:

Hình 1.2 Quy trình nghiên c u khoa h c

Ti p c n theo mô hình thi t kkĩ thu t

Thi t klà năng l c quan sát và phát hi n v n đ c n gi i quy t, đ i m i trong th c tin; đ xu t đ c gi i pháp k thu t, công ngh đáp ng nhu c u, gi i quy t các vn đ đã đ t ra; hi n th c hóa gi i pháp kĩ thu t, công ngh ; th nghi m và đánh giámc đ đáp ng nhu c u v m t s v n đ đ t ra Quá trình thi t k là m t chi n l c gi i quy t vn đ có tính h th ng, v i các tiêu chí ràng bu c, s d ng đ phát tri n nhi u gi i pháp kh thi nh m đáp ng các nhu c u c a con ng i.

Ti p c n theo quy trình Escape Room

Escape Room là mt trò ch i theo nhóm Trong trò ch i này ng i ch i có nhi m v gi i quyt câu đ , các nhi m v khác nhau m t ho c nhi u căn phòng đ đ t đ c m c tiêu c th trong m t th i gian xác đ nh Thông qua trò ch i, ng i ch i hình thành đ c nhi u kĩ năng nh gi i quy t v n đ , kh năng sáng t o, tinh thn đ ng đ i, cách th c hi n m c tiêu…

Vi c s d ng Escape Room trong giáo d c STEM giúp hc sinh đ c làm vi c và h c t p v i quy trình nghiên c u khoa h c, thi t kkĩ thu t góp ph n hình thành, phát trin năng l c STEM cho ng i h c.

Hình 1.3 Quy trình thi t k k thu t

1.2.2.4 Đ c tr ng c a bài h c STEM

V hình th c, các bài h c STEM ging nh các bài khoa h c có thí nghi m, tuy nhiên, các bài dy STEM có đ c tr ng sau:

M t là, bài hc STEM đ c g n v i m t tình hu ng, v n đ th c ti n Nh ng tình hu ng, vn đ th c ti n có ý nghĩa v i HS Tuy nhiên, vi c l a ch n tình hu ng ph i phù h p v i khnăng nh n th c, đi u ki n v t ch t c a ng i h c

Hai là, bài h c STEM d n HS vào chu i hot đ ng tìm tòi, khám phá có “k t thúc m” Trong các bài h c STEM, con đ ng h c t p có k t thúc m , các thnghi m khoa h c s d ng nhi u cách ti p c n khác nhau, cho k t quch a ch c gi ng nhau, có th m c sai l m, ch p nh n h c t sai l m và th l i Trong quy trình bài

h c, các nhóm HS th nghim các ý t ng d a trên nghiên c u c a mình S t p trung c a HS là phát tri n các gi i pháp Bài h c STEM không quá ràng bu c v ki n thc, kĩ năng, đi u ràng bu c (n u có) ch là nh ng v t li u đ c cung c p s n ho c cách gi i hn đi u ki n s n ph m “Vi c gi i h n ngu n l c t o ra s n ph m không làm h n ch tính sáng t o ca ng i h c mà làm tăng kh năng thích ng v i vi c GQVĐ trong m t hoàn c nh c th c a nhà tr ng” [25].

Ba là, bài h c STEM th ng đ c mô ph ng theo quy trình thi t k kĩ thu t Quy trình thi t kkĩ thu t mô t cách mà các kĩ s s d ng đ GQVĐ, tr c m t tình hu ng th c tng i thi t k kĩ thu t đ t ra các câu h i, hình dung ra gi i pháp, l p k ho ch, t o ra mô hình (lí thuy t) ti n hành ch t o th nghi m ki m nghi m mô hình lí thuy t, c i ti n (nu có) và đ a vào ng d ng Shulmam (2006) đã l p lu n r ng, quy trình thi t kkĩ thu t có th tr thành chi n l c s ph m cho GD kĩ thu t, h trhình thành các thói quen t duy kĩ thu t [25], phù h p v i ti n trình bài h c STEM v n d ng Xu t phát t m t tình hu ng, vn đ do GV nêu ra, HS xác đ nh đ c v n đ c n gi i quy t, xây d ng m t mô hình lí thuy t (mô hình t ng t ng) Tđó, d a theo quy trình mà các kĩ s đã làm chuy n mô hình t ng t ng thành mô hình th c nghi m (mô hình v t cht) đ GQVĐ.

B n là, ài hc STEM h ng t i vi c phát tri n NL cho HS Bài h c STEM t o c h i cho HS v n d ng ki n th c, kĩ năng nhi u lĩnh v c khác nhau vào quá trình gi i quy t tình hu ng th c tin, “chuy n hóa” ki n th c, kĩ năng thành NL Đ ng th i, nh quá trình gi i quy t tình hung, HS tích lũy d n d n các ki n th c, kĩ năng m i - t phát tri n NL c a mình

Thnăm, bài h c STEM có các n i dung Toán h c và Khoa h c đ c liên k t ch t chđ gi i quy t v n đ đ t ra V i nhi m v thi t k các s n ph m, vi c d y h c có th tt h n n u có giáo viên ngh thu t Các đ i mu n s n ph m c a mình thu hút, h p dn, đ c th tr ng ch p nh n thì c n có ngh thu t thêm vào Khi ngh thut đ c thêm vào, các t vi t t t STEM s tr thành STEAM.

Th sáu, bài h c STEM không có câu tr li đúng duy nh t k c vi c th -sai - chnh cũng là m t ph n c n thi t c a bài h c Có nh ng thí nghi m khoa h c cho các đ i s đ c di n ra cùng lúc, có th gi ng nhau nh ng ch a ch c đã ra k t

qu ging nhau Qua đó, HS có th ch p nh n các k t qu t ng t ho c bác b m t gi thuyt nào đó L p h c STEM h tr các HS đ a ra nhi u câu tr l i đúng và nhi u cách ti p c n Khi th c hi n các gi i pháp, vi c không thành công và đi u ch nh cũng là m t ph n c a bài h c STEM.

1.2.2.5 Quy trình xây d ng và t ch c d y h c STEM

Vi các đ c tr ng c a bài h c STEM đã trình bày, m t bài h c STEM có th đ c xây d ng theo các b c sau [37]:

B c 1: L a ch n n i dung d y h c

Chu n b các n i dung d y h c STEM giáo viên có th l a ch n m t s cách sau:

- GV d a vào ki n th cđã h c trong ch ng trình môn h c và các hi n t ng g n v i th c ti n tđó tìm nh ng đi m chung trong ch ng trình đ có th liên k t ho c t m t chđ phân tích thành các n i dung STEM.

- Xu t phá t nhu c u th c ti n trong sinh ho t, sàn xu t và h c t p

- Tham kh o nh ngý t ng có s n, tìm thu n l i và khó khăn khi ch t o, thi t k s n ph m tđó c i ti n s n ph m d a vào tình hình th c t t i đ a ph ng và nhà tr ng

B c 2: Xác đ nh rõ v n đ c n gi i quy t

D a trên vi c l a ch n n i dung chđ , bài d y STEM, giáo viên có th đ a ra các tình hu ng có vn đ g n v i th c ti n làm cho h c sinh có nhu c u th c hi n nhi m v h c tp đ ph i gi i quy t ngay Giáo viên đ a ra các tình hu ng có v n đ thông qua các câu h i g i mnh “có quy trình tr ng n m s ch v i th i gian ng n và giá thành r hay không? thi t k thùng rác thông minh d a trên v t li u tái ch li u có khthi…” thông qua vi c tr l i các câu h i đó h c sinh s t tìm hi u các ki n thc liên quan đ ng th i cũng giúp các em phát tri n các năng l c.

B c 3: Giáo viên đ a ra các tiêu chí ch t l ng, s n ph m nh th nào đ c coi là đ t k t qu

Tiêu chí cht l ng s n ph m trong bài d y STEM là y u t có vai trò quan trng trong đ nh h ng m c tiêu, n i dung và hính th c t ch c ho t đ ng d y h c

Tcác tiêu chí đ t ra h c sinh s l a ch n các gi i pháp phù h p nh t v i b i c nh và đ c đi m tình hình hi n có.

Sau khi đ t v n đ , GV c n đ t ra các tiêu chu n cho s n ph m Ví d mô hình tr ng nm r m, n m m , quy trình s n xu t s a chua… nh th nào là đ ch t l ng, các trang thi t b hi n có Vi c l a ch n gi i pháp ti u nh t cho s n ph nên cho HS quy trình th - sai - chnh đ đ a ra quy trình đúng, GV có th tùy m c tiêu đ thay đ i th t các bài h c thành ph n Trong các ph ng án đã đ a ra, GV s s d ng các câu h i (thông qua kinh nghi m, hi u bit) đ đ nh h ng HS l a ch n m t ph ng án phù h p v i HS Các nhóm sau khi ch t o xong s n ph m đ u tiên, c n th nghi m k t qu Ghi chép l i s li u thu thp đ c và phân tích s li u đó Thông qua quá trình th - sai – ch nh, GV không ch d y cho HS ki n th c mà cao h n là dy cho HS cách t duy t đó phát tri n năng l c.

B c 4: T ch c hoat đ ng d y h c

GV xây d ng t ch c hot đ ng bài h c n i dung tích h p STEM hi u qu da theo các ph ng pháp và k thu t d y h c tích c c M i ho t đ ng đ c thi t k v m c tiêu, n i dung, s n ph m h c t p c a hc sinh…ph i rõ ràng, c th , chi ti t Tùy vào các ki u t ch c d y h c khác nhau thì ni dung đ c th c hi n trong các

-Tăng kh năng v n d ng lý thuy t vào th c hành th c t cho h c sinh.-Đánh giá k t qu d y h c và ho t đ ng c a HS thông qua nhi u hình th c- Phát trin năng l c, đ c bi t là năng l c sáng t o cho h c sinh.

D y h c theo nhóm nh , trong đó HS c a m t l p h c đ c chia thành các nhóm nh , trong kho ng th i gian gi i h n, m i nhóm t l c hoàn thành các nhi m v h c t p trên c s phân công và h p tác làm vi c K t qu làm vi c c a nhóm sau đó đ c trình bày và đánh giá tr c toàn l p.

D y h c nhóm n u đ c t ch c t t s phát huy đ c tính tích c c, tính trách nhi m; phát tri n năng l c c ng tác làm vi c và năng l c giao ti p c a HS.

* Quy trìnhth c hi n

Ti n trình d y h c nhóm có th đ c chia thành 3 giai đo n c b n: a Làm vi c toàn l p: Nh p đ và giao nhi m v -Chu n b báo cáo k t qu

c Làm vi c toàn l p: Trình bày k t qu , đánh giá -Các nhóm trình bày k t qu

-Đánh giá k t qu * M t s l u ý

Có r t nhi u cách đ thành l p nhóm theo các tiêu chí khác nhau, không nên áp d ngm t tiêu chí duy nh t trong c năm h c S l ng HS/1 nhóm nên t 4- 6 HS.

Nhi m v c a các nhóm có th gi ng nhau, ho c m i nhóm nh n m t nhi m v khác nhau, là các ph n trong m t ch đ chung.

D y h c nhóm th ng đ c áp d ng đ đi sâu, luy n t p, c ng c m t ch đ đã h c ho c cũng có th tìm hi u m t ch đ m i.

Các câu h i ki m tra dùng cho vi c chu n b d y h c nhóm: -Ch đ có h p v i d y h c nhóm không?

-Các nhóm làm vi c v i nhi m v gi ng hay khác nhau? -HS đã có đ ki n th c đi u ki n cho công vi c nhóm ch a? -C n trình bày nhi m v làm vi c nhóm nh th nào?

-C n chia nhóm theo tiêu chí nào?

-C n t ch c phòng làm vi c, kê bàn gh nh th nào? * Các k thu t chia nhóm:

Khi t ch c cho HS ho t đ ng theo nhóm, GV nên s d ng nhi u cách chia nhóm khác nhau đ gây h ng thú cho HS, đ ng th i t o c h i cho các em đ c h c h i, giao l u v i nhi u b n khác nhau trong l p D i đây là m t s cách chia nhóm: a/ Chia nhóm theo s đi m danh, theo các màu s c, theo các loài hoa, các mùa trong năm

-GV yêu c u HS đi m danh t 1 đ n 4/5/6 (tùy theo s nhóm GV mu n có là 4,5 hay 6 nhóm…); ho c đi m danh theo các màu (xanh, đ , tím, vàng ); ho c đi m danh theo các loài hoa (h ng, lan, hu , cúc ); hay đi m danh theo các mùa (xuân, h , thu, đông )

-Yêu c u các HS có cùng m t s đi m danh ho c cùng m t m u/cùng m t loàihoa/cùng m t mùa s vào cùng m t nhóm.

d/ Chia nhóm theo tháng sinh: Các HS có cùng tháng sinh s làm thành m t nhóm Ngoài ra còn có nhi u cách chia nhóm khác nh : nhóm cùng trình đ , nhóm h n h p, nhóm theo gi i tính

D y h c gi i quy t vn đ * B n ch t

D y h c (DH) phát hi n và gi i quy t v n đ (GQVĐ) là PPDH đ t ra tr cHS các v n đ nh n th c có ch a đ ng mâu thu n gi a cái đã bi t và cái ch a bi t,chuy n HS vào tình hu ng có v n đ , kích thích h t l c, ch đ ng và có nhu c u

-V n đ / tình hu ng có th di n t b ng kênh ch ho c kênh hình, ho c k t h p c hai kênh ch và kênh hình hay qua ti u ph m đóng vai c a HS

-V n đ / tình hu ng c n có đ dài v a ph i

-V n đ / tình hu ng ph i ch a đ ng nh ng mâu thu n c n gi i quy t, g i ra cho HS nhi u h ng suy nghĩ, nhi u cách gi i quy t v n đ

T ch c cho HS gi i quy t, x lí v n đ / tình hu ng c n chú ý:

- Các nhóm HS có th gi i quy t cùng m t v n đ / tình hu ng ho c các v n đ / tình hu ng khác nhau, tuỳ theo m c đích c a ho t đ ng.

-HS c n xác đ nh rõ v n đ tr c khi đi vào gi i quy t v n đ

-C n s d ng ph ng pháp đ ng não đ HS li t kê các cách gi i quy t có th có -Cách gi i quy t t i u đ i v i m i HS có th gi ng ho c khác nhau.

Hình 1.4 Quy trình tìm gi i pháp cho vn đ

năng c a HS HS đ c tham gia ch n đ tài, n i dung h c t p phù h p v i kh năngvà h ng thú cá nhân N i dung d án có s k t h p tri th c c a nhi u lĩnh v c ho cmôn h c khác nhau nh m gi i quy t m t v n đ mang tính ph c h p Các d án h c

t p th ng đ c th c hi n theo nhóm, trong đó có s c ng tác làm vi c và s phân công công vi c gi a các thành viên trong nhóm S n ph m c a d án không gi i h n trong nh ng thu ho ch lý thuy t; s n ph m này có th s d ng, công b , gi i thi u.

Có th phân chia d y h c d án thành 5giai đo n nh sau:

Hình 1.5 Quy trình t ch c d y h c d án

1.2.2.7.Các con đ ng giáo d c STEM cho h c sinh

Hi n nay, h u ht các tr ng ph thông trên th gi i nói chung và Vi t Nam nói riêng ch a có môn h c STEM mà n i dung d y h c đ c l ng ghép thông qua các môn khoa h c, các hot đ ng ngoài gi lên l p ho c tri n khai câu l c b khoa h c.

* Giáo d c STEM qua các hot đ ng ngoài gi lên l p

Hot đ ng ngoài gi lên l p là m t trong nh ng n i dung giáo d c toàn di n cho h c sinh và là s ti p n i các hot đ ng d y h c trên l p nh m kh c sâu n i dung h c t p c a các môn h cđ ng th i giúp các em trang b đ y đ nh ng ki n th c, kĩ năng c n thi t t đó hình thành và phát tri n năng l c cho ng i h c B ng các ho t đ ng tr i nghi m, ng i h c có c h i th hi n năng l c cá nhân, rèn luy n kĩ năng giao ti p, s ttin và cũng qua đó giáo viên có th phát hi n đ c đi m n i tr i ho c h n ch c a h c sinh tđó có nh ng bi n pháp h tr k p th i [14].

Các hot đ ng ngoài gi lên l p đ c quan tâm và xây d ng v i các ch đ đad ng, h c sinh có th khám phá th gi i t nhiên, khoa hc Trái Đ t, các thành t u

khoa hc kĩ thu t… Thông qua các n i dung đ c xây d ng ng i h c có c h i đ c v n d ng các ki n thc đã phát hi n vào gi i thích th c ti n

Ngoài ra, hình th c t ch c câu l c bcác tr ng trung h c giúp k t n i nh ng h c sinh có chung nim đam mê khám phá tri th c khoa h c V i các d án đ c xây d ng, h c sinh đ c th a s c sáng t o các s n ph m và là ti n đ cho nh ng ý t ng đáp ng yêu c u c a th i đ i công nghi p m i.

* Giáo d c STEM thông qua h th ng các môn khoa h c

Mô hình d y h c STEM các n c trên th gi i ph bi n v i vi c d y thông qua các môn Khoa h c t nhiên N i dung các môn h c nàyđ c truy n t i d i d ng chđ STEM Các ch đ STEM có th đ c d y trong m t môn h c ho c d y trong nhi u môn ph i h p [14]

Trong đó vi c d y STEM thông qua m t môn h c là đ n gi n nh t Ch đ đ c hình thành thông qua các b c là thi t l p v n đ , thi t k ph ng pháp, thu th p thông tin và rút ra k t lu n

Các chđ STEM thông qua nhi u môn h c nghĩa là ch đ STEM bao trùm nhiu h n m t môn h c Các môn h c khác nhau s d y ch đ đó theo góc riêng c a mình Các chđ STEM thông qua nhi u môn ph i h p là hình th c ph c t p nh t Nó đòi h i các môn h c ph i có s g n k t ch t ch v n i dung, nh ng môn h c tr c là ti n đ cho nh ng môn h c sau và có s ph i h p linh ho t gi a các giáo viên ph trách.

1.2.2.8 Ý nghĩa c a d y h c theo đ nh h ng giáo d c STEM

* Giáo d c STEM góp ph n hình thành, phát trin năng l c ng i h c

Năng l c đ c hi u là kh năng th c hi n thành công các ho t đ ng trong m t b i c nh nht đ nh nh có s ph i h p c a ki n th c, k năng và các thu c tính cá nhân khác nh h ng thú, ni m tin, ý chí Năng l c c a m i cá nhân đ c đánh giá da trên ph ng th c và k t qu ho t đ ng c a cá nhân đó khi gi i quy t các v n đ c a cu c s ng [3].

Trong ng c nh giáo dc, năng l c là s k t h p rõ ràng, có h th ng c a ki n thc, kĩ năng và thái đ s n sàng c a m i cá nhân đ gi i quy t v n đ c th m t cách hi u qu và trách nhi m trong nh ng tình hu ng linh ho t [15].

T khái ni m vnăng l c đ c trình bày trên, có th ch ra 2 đ c đi m quan tr ng ca năng l c Th nh t, năng l c là m t h th ng thu c tính cá nhân ch không ch riêng m t thu c tính nht đ nh Th hai, năng l c ch t n t i trong ho t đ ng, thông qua hot đ ng mà năng l c đ c rèn luy n và phát huy [15].

V thành ph n c u to, năng l c đ c c u thành b i các thành t ki n th c, kĩ năng, thái đ , tình c m, đ ng c , t ch t… Các y u t trên đ c liên h v i nhau trong s đ sau [3]:

Hình 1.6 S đ thành ph n c u t o năng l c

Ch ng trình h c ph thông hi n nay đang h ng đ n phát tri n cho h c sinh h thng năng l c chung (năng l c giao ti p và h p tác, năng l c gi i quy t v n đ , năng l c t c h c…) và m t s năng l c chuy n bi t v i t ng b môn Ví d v i b môn KHTNlà năng l c nh n th c tri th c v Sinh h c, V t lý, Hóa h c, năng l c nghiên cu, năng l c th c đ a và năng l c th c hi n trong phòng thí nghi m [15]

D y h c tích hp STEM th ng g n v i các nhi m v th c ti n, do đó c n đòih i s d ng ki n thc, kĩ năng, ph ng pháp m t cách linh ho t và t ng h p Cũngb i xu t phát t th c ti n nên các tình hu ng gn gũi và h p d n v i ng i h c đòihi ng i h c có nhu c u gi i quy t b ng cách đ t v n đ , trình bày v n đ , đ xu t,

th c hi n gii pháp và đ a ra k t lu n [14] Do v y, mô hình giáo d c STEM còn đ c coi là mô hình giáo d c đào t o kĩ năng th k XXI [33] đáp ng nhu c u phát trin năng l c toàn di n cho ng i h c

* Giáo d c STEM giúp trang b ki n thc STEM đ chu n b cho nhu c u nhân l c STEM

T t c 10 công vi c có mc l ng cao nh t đ u thu c lĩnh v c STEM hay t l các công vi c v STEM đang ngày càng tăng cao [38] M đ c coi là cái nôi c a giáo d c tích h p STEM Giáo d c tích hp STEM đã tr thành ch đ quan tr ng trong các cu c th o lu n và các s ki n lên k ho ch n c Mĩ trong nh ng năm g n đây do nhu c u các công vi c liên quan đ n STEM ngày càng tăng cao.

Hi n nay, các t chc cũng đã đ a ra nh ng d n ch ng b ng các con s sau khi nghiên cu đ nh n m nh s c n thi t c a các ngh nghi p liên quan đ n STEM “T c đ tăng tr ng c a các ngh v STEM t năm 1950 đ n năm 2007 đã tăng g p 4 l n so v i tc đ trung bình các ngành ngh nói chung (s li u U.S)” V y v n đ là có c n d y h c tích h p STEM cho h c sinh không hay d y h c cho sinh viên là đ Nhi u ý ki n c a các nhà phân tích đ c đ a ra v i các thu t ng khác nhau nh ng t a chung l i đa s đ u đ a ra quan đi m nên d y h c tích h p STEM ngay t c p h c nh

Giáo d c – xét cho t i cùng thì nhi m v là cung c p cho ng i h c nh ng ki n thc, kĩ năng đ gi i quy t các v n đ trong th c ti n cu c s ng Đ i đa s các vn đ trong cu c s ng không c n t i các ki n th c quá hàn lâm, sâu r ng nh ng c n s t ng h p c a khoa h c, công ngh , k thu t và toán h c

Đ i v i các c p h c nh , vi c d y cho các em t duy theo STEM là v n đ quan tr ng Tuy nhiên, thách thc đ i v i GV là cách th c chu n b ho t đ ng, đ t câu h i, làm thnào đ HS không quá căng th ng nh ng l i đi đúng tr ng tâm c a STEM, làm thnào đ các em có th k t n i t ng lai khoa h c và thành công ngh nghi p.

* Giáo d c STEM góp ph n thi t l p m i quan hđa chi u gi a ki n th c, kĩnăng và ph ng pháp h c t p các môn h c

Khi h c tp đ n môn, các ki n th c, ph ng pháp c a các môn h c đ c l p li Đôi khi x y ra tình tr ng ki n th c r i r c và có s l p l i đ n đi u D y h c tích h p s k t n i các môn h c v i nhau trong stác đ ng qua l i, g n bó m t thi t Tuy nhiên s tích h p đây là s th ng nh t không ph i c ng g p Do v y các ki n th c đ c t ch c m t cách khá hi u qu

M i quan h c a các môn h c có thđ c miêu t theo s đ sau [30]:

Hình 1.7 M i quan h gi a các môn h c

Trong STEM, các lĩnh v c có tác đ ng hai chi u, là công c , là s b tr , là ng d ng, là sthúc đ y S tác đ ng qua l i đó, làm cho 4 lĩnh v c tr nên ch t ch h n, có m i quan h ràng bu c h n.

1.3 C s th c ti n

1.3.1 Th c tr ng giáo d c STEM Vi t Nam hi n nay

Sau khi B giáo d c và Đào t o đ a ra ch đ o, h ng d n th c hi n nhi m vnăm h c t năm 2014 v vi c v n d ng mô hình giáo d c STEM trong nhà tr ng đãcó h n 50 d án đ c xây d ng và th c hi n Năm h c 2016 – 2017 ti n hành thí đi m t i 14 tr ng và đã có h n 79 d án đ t k t qu tích c c nh :

- Cán b qu n lý, GV, HS, PH ngày càng có nh n thc đúng đ n v t m quan tr ng c a mô hình giáo d c STEM.

- Các dán STEM b c đ u kh ng đ nh tính kh thi - Phát trin CLB STEM trong nhà tr ng.

- Nhn đ c đ c s quan tâm c a c ng đ ng và c a ph huynh * Ti tr ng THPT chuyên Lê H ng Phong (Nam Đ nh)

Sau trin khai thí đi m giáo d c STEM, tuy còn m t s khó khăn v kinh phí, c s v t ch t nh ng đã có r t nhi u d án đ c th c hi n và có tính kh thi nh : d án giá sách, thâm canh rau s ch trên mái nhà, nm cao to, mĩ ph m thiên nhiên, cây cu Nam Vân… Ngoài các d án, tr ng còn có các cách ti p c n STEM khác nh : tham gia ch t o tên la n c trong h i thao Giáo d c qu c phòng, tham gia cu c thi NCKHKT có 4 đ tài d thi c p qu c gia Bên c nh đó còn duy trì đ c CLB STEM và t ch c thành công ngày h i STEM vi h n 80 s n ph m tham gia.

* Ti tr ng THCS Phùng Chí Kiên

Các hot đ ng giáo d c STEM đ c t ch c cách ti p c n khác nhau, th hi n m t s n i dung:

+ T ch c hot đ ng CLB: Tr ng đã xây d ng CLB Khoa h c kỳ thú, thu hút đ c r t nhi u HS tham gia và đ t đ c k t qu nh t đ nh HS đ c trang b các ki n th c khoa h c tnhiên, các nguyên lý c b n t đó có kh năng l p ráp, sáng to và đam mê v i các s n ph m công ngh Bên c nh đó, HS trung h c còn đ c khám phá khoa h c thông qua các thí nghi m vui, phim khoa h c và l p ráp các thi t b, đ ch i khoa h c Các thành viên c a CLB đã tham gia nhi u cu c thi v STEM do c p Phòng, S t chc và đã mang v cho tr ng r t nhi u thành tích.

+ D y h c tích h p STEM: GV l a ch n các n i dung chính khóa và l p k ho ch d y h c theo mô hình giáo d c STEM M t s chđ đ c th c hi n: Năng l ng và phát tri n b n v ng, th y đi n trong đ i s ng, ng d ng toán h c trong chuyn đ ng ném xiên, hi u ng lá sen, chi t xu t tinh d u s …

+ L p hc đ nh h ng ngh STEM: GV đ a ra các n i dung d y h c STEM có đ nh h ng ngh nghi p cho HS N i dung h c t p là các d án gi i quy t các v n đ c a th c ti n M t s d án đ c th c hi n: “Robot t đ ng đo thân nhi t và kh

khun”, “Mô hình nhà thông minh”, “Thi t b gia đình thông minh”, “Tên l a n c”, “Máy bay không ng i lái”…

Các hot đ ng STEM đ c đ a ra phù h p v i t ng kh i l p t ng n i dung ki n thc mà các em đ c h c Trong th i gian s p t i, nhà tr ng s tri n khai thêm nh ng câu l c b ngo i khóa nhm đáp ng nhu c u khám phá, tìm hi u v STEM dành cho các con h c sinh

T t c các hot đ ng đ c t ch c giúp HS ti p c n v i mô hình giáo d c STEM đã có k t qu n t ng, không ch giúp HS phát hi n các ki n th c khoa h c mà còn phát trin các kĩ năng STEM và năng l c gi i quy t v n đ B c đ u nh n đ c ph n h i tích c c t PH cũng nh s h tr tích c c c a các đ n vi s n xu t…

1.3.2 Th c tr ng giáo d c STEM trong d y h c KHTN, Trung hc c s

Đ tìm hi u th c tr ng giáo d c STEM trong d y h c KHTN, nghiên c u đã tin hành đi u tra giáo viên trong tr ng THCS Phùng Chí Kiên

1.3.2.1 V mc đ quan tâm c a GV đ n phát tri n năng l c c a h c sinh

K t qu cho th y h u ht các giáo viên đ u quan tâm t i s hình thành và phát trin các năng l c chung nh : Năng l c t h c, năng l c gi i quy t v n đ , năng l c

Thông qua s li u thu thp đ c t phi u đi u tra cho th y, các giáo viên đãchú ý t i vi c s d ng các PPDH khác nhau trong d y h c KHTN nh m phát tri n năng l c cho h c sinh Các PPDH th ng xuyên đ c giáo viên s d ng là ph ngpháp thuy t trình, vn đáp tìm tòi, nêu và gi i quy t v n đ , d y h c theo nhóm Còn PPDH d án, d y h c theo chđ tích h p, d y h c th c hành còn ch a đ c s d ng th ng xuyên Đ c bi t là d y h c d án và d y h c tích h p liên môn, đây là hình th c t ch c d y h c ly ng i h c làm trung tâm, giúp phát tri n toàn di n các năng

Kh o sát các giáo viên trong tr ng v vi c s d ng các ph ng ti n d y h c trong quá trình d y h c KHTNcác mc đ th ng xuyên, th nh tho ng, hi m khi và ch a bao gi thu đ c s li u th hi n b ng sau:

Qua b ng trên cho thy c s v t ch t các tr ng đã trang b khá đ y đ v thi t b máy tính, máy chi u nên nhiu giáo viên đã ng d ng công ngh thông tin t ng đ i thành th o trong d y h c M t s ph ng ti n truy n th ng nh tranh hình, m u vt, mô hình đ c s d ng ph bi n Tuy nhiên hi n nay, vi c s d ng CNTT vào vi c d y h c c a các giáo viên r t h n ch GV ch y u s d ng m t vài thi t b , ph n mm c b n trong các gi d y trên l p nh các ph n m m powerpoint, azota, đôi khi s d ng iminmap…

1.3.2.4 V mc đ quan tâm t i đ i m i d y h c KHTN

Nghiên c u tp trung đi u tra m c đ đ ng tình v i m t s quan đi m đ i m i d y h c KHTNcác khía c nh khác nhau nh t o h ng thú h c t p cho h c sinh, đ i m i trong hình th c kim tra đánh giá và đ a ra các tình hu ng g n v i th c ti n trong d y h c… Câu h i đ c đ a ra các m c đ “R t không đ ng ý” đ n “Đ ng ý” theo thang t 1 đ n 5 K t qu thu đ c nh sau:

B ng 1.4 K t quđi u tra m c đ quan tâm c a GV t i đ i m i d y h c

xuyên giao nhi m v cho h c sinh t o ra cács n ph m liên quan đ n môn h c.

7 Trong quá trình d y h c, c n th ng xuyên

thi t k các ho t đ ng liên quan đ n STEM.0%10%26%54%10%

K t qu cho thy đa s GV đã quan tâm đ n vi c t o h ng thú h c t p cho h c sinh Tuy nhiên vic đ i m i hình th c ki m tra đánh giá, đ a ra các tình hu ng g n v i th c tcũng nh c p nh t các thông tin khoa h c m i nh t cho h c sinh ch a đ c th c hi n m t cách th ng xuyên Vi c ti n hành t ch c ho t đ ng cho h c sinh nh m t o ra các s n phm hay đ nh h ng h c sinh v n d ng ki n th c đ gi i quy t các tình hu ng th c tin ch a đ c nhi u Do v y k t qu d y h c ch a đ ng b và có tính h th ng.

1.3.2.5 V mc đ quan tâm đ n các v n đ STEM

Tin hành đi u tra v m c đ quan tâm c a GV đ i v i các v n đ STEM thu đ c s li u nh sau:

B ng 1.5 K t quđi u tra m c đ hi u bi t c a giáo viên t i các v n đ liên quan STEM

STEM và các vn đ liên quan

R t không quan tâm R t quan tâm