quản lý hoạt động dạy học môn khoa học môn khoa học tự nhiên ở các trường trung học cơ sở huyện tiên du tỉnh bắc ninh theo hướng giáo dục stem

Theo thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ có đề cập đến giáo dục STEM trong định hướng về nội dung giáo dục như sau: Toán học, Khoa học tự nhiên, Vật lí, Hóa học

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGÔ THỊ DUNG

QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MÔN

KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ở CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC

CƠ SỞ HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH

THEO HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2023

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGÔ THỊ DUNG

QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MÔN

KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ở CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC

CƠ SỞ HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH

THEO HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

Ngành: Quản lý giáo dục

Mã số: 8 14 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quý Nhẫn

THÁI NGUYÊN - 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, khách quan, không trùng lặp với các luận văn khác Thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2023

Tác giả luận văn Ngô Thị Dung

LỜI CẢM ƠN

Với tình cảm chân thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng tới Lãnh đạo trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên, các Thầy giáo Cô giáo đã tham gia giảng dạy và cung cấp những kiến thức cơ bản, sâu sắc, tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại nhà trường

Đặc biệt, với tấm lòng thành kính, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS Nguyễn Quý Nhẫn, người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học và tận tình chỉ bảo, giúp đỡ

em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, mặc dù bản thân em

đã luôn cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những khiếm khuyết Kính mong được sự góp ý, chỉ dẫn của các Thầy, các Cô và các bạn đồng nghiệp

Em xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2023

Tác giả luận văn Ngô Thị Dung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

5 Giả thuyết khoa học 3

6 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu 4

7 Phương pháp nghiên cứu 4

8 Cấu trúc luận văn 5

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN THEO HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 6

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 6

1.1.1 Những nghiên cứu về hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM 6

1.1.2 Những nghiên cứu về quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM 8

1.2 Một số khái niệm cơ bản liên quan đến vấn đề nghiên cứu 11

1.2.1 Hoạt động dạy học 11

1.2.2 Giáo dục STEM 12

1.2.3 Hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM 14

1.2.4 Quản lý hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM 16

1.3 Hoạt động DH môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM 18

1.3.1 Khái quát môn KHTN trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 18

1.3.2 Giáo dục STEM và hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM 19

1.4 Quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM 29

1.4.1 Vai trò của CBQL trường trong quản lý HĐDH môn KHTN ở trường THCS

theo hướng giáo dục STEM 29

1.4.2 Nội dung quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM 30

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM 37

1.5.1 Năng lực của CBQL 37

1.5.2 Năng lực của giáo viên dạy môn KHTN 38

1.5.3 Điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học 39

1.5.4 Sự phối hợp giữa nhà trường và cộng đồng 39

Kết luận chương 1 41

Chương 2: THỰC TRẠNG QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ở CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH THEO HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 42

2.1 Vài nét về giáo dục trung học cơ sở huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 42

2.1.1 Mạng lưới trường lớp và cơ sở vật chất 42

2.1.2 Chất lượng giáo dục 43

2.1.3 Số lượng, chất lượng đội ngũ giáo viên giảng dạy môn Khoa học Tự nhiên ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 44

2.1.4 Thực trạng số lượng, chất lượng đội ngũ cán bộ quản lý trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 45

2.2 Tổ chức khảo sát 45

2.2.1 Mục tiêu khảo sát 45

2.2.2 Khách thể, địa bàn khảo sát 45

2.2.3 Nội dung, thời gian khảo sát 46

2.2.4 Phương pháp khảo sát và xử lý kết quả 46

2.3 Kết quả khảo sát 47

2.3.1 Thực trạng dạy học môn Khoa học Tự nhiên ở các trường trung học cơ sở huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh theo hướng giáo dục STEM 47

2.3.2 Thực trạng quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở các trường trung học cơ sở huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh theo hướng giáo dục STEM 57

2.3.3 Thực trạng các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý dạy học môn KHTN ở các

trường THCS huyện Tiên Du theo hướng giáo dục STEM 64

2.4 Đánh giá chung 66

2.4.1 Điểm mạnh 66

2.4.2 Những tồn tại hạn chế 67

2.4.3 Nguyên nhân tồn tại, hạn chế 68

Kết luận chương 2 69

Chương 3: BIỆN PHÁP QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN THEO HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH 70

3.1 Nguyên tắc đề xuất các biện pháp 70

3.1.1 Đảm bảo tính nhất quán với mục tiêu giáo dục 70

3.1.2 Đảm bảo tính hệ thống, tính kế thừa 71

3.1.3 Đảm bảo tính thực tiễn 72

3.1.4 Đảm bảo tính khả thi, hiệu quả 72

3.2 Đề xuất biện pháp quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh theo hướng giáo dục STEM 73

3.2.1 Tổ chức nâng cao nhận thức cho GV và CBQL về dạy học môn KHTN theo hướng GD STEM 73

3.2.2 Tổ chức bồi dưỡng năng lực dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM cho GV 75

3.2.3 Chỉ đạo xây dựng cộng đồng giáo viên học tập thông qua tổ chức DH môn KHTN theo hướng GD STEM 78

3.2.4 Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất, nguồn tài liệu phục vụ cho hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM 82

3.2.5 Chỉ đạo đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả học tập môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM 85

3.2.6 Tổ chức phối hợp với cộng đồng phục vụ tổ chức dạy học theo hướng giáo dục STEM 89

3.3 Mối quan hệ giữa các biện pháp 91

3.4 Khảo nghiệm tính khả thi và tính cấp thiết của các biện pháp 91

3.4.1 Quy trình khảo nghiệm 91

3.4.2 Kết quả khảo nghiệm 92

Kết luận chương 3 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

PHỤ LỤC

16 TT-BGDĐT Thông tư Bộ Giáo dục và Đào tạo

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Hệ thống trường THCS của huyện Tiên Du (năm học 2021-2022) 42 Bảng 2.2 Đội ngũ GV giảng dạy môn KHTN ở các trường THCS huyện Tiên

Du (năm học 2021 -2022) 44 Bảng 2.3 Chất lượng đội ngũ GV giảng dạy môn KHTN ở các trường THCS

huyện Tiên Du (năm học 2021 -2022) 44 Bảng 2.4: Nhận thức về nội hàm dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định

hướng giáo dục STEM 47 Bảng 2.5: Nhận thức đặc điểm dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định

hướng giáo dục STEM 48 Bảng 2.6: Nhận thức quy trình thiết kế dạy học môn KHTN ở các trường

THCS huyện Tiên Du theo hướng giáo dục STEM 50 Bảng 2.7: Thực trạng các bước trong dạy học môn KHTN ở các trường THCS

huyện Tiên Du theo hướng giáo dục STEM 51 Bảng 2.8: Thực trạng nội dung dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục

STEM 53 Bảng 2.9: Thực trạng các yếu tố về cơ sở vật chất để tổ chức dạy học môn

KHTN ở các trường THCS huyện Tiên Du theo hướng giáo dục STEM 54 Bảng 2.10: Thực trạng hình thức dạy học môn KHTNtheo hướng giáo dục

STEM 56 Bảng 2.11: Thực trạng kiểm tra đánh giá kết quả học tập môn KHTN ở theo

hướng giáo dục STEM 56 Bảng 2.12: Thực trạng lập kế hoạch dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục

STEM 57 Bảng 2.13: Thực trạng sinh hoạt tổ chuyên môn về xây dựng kế hoạch môn

KHTN theo hướng giáo dục STEM 59 Bảng 2.14: Thực trạng hình thức dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục

STEM 61

Bảng 2.15: Thực trạng điều kiện hỗ trợ dạy học môn KHTN theo hướng giáo

dục STEM 62 Bảng 2.16: Thực trạng đánh giá hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo

dục STEM 63 Bảng 2.17: Thực trạng yếu tố ảnh hưởng đến quản lý dạy học môn KHTN ở các

trường THCS huyện Tiên Du theo hướng giáo dục STEM 64 Bảng 3.1 Đánh giá về tính cần thiết của các biện pháp quản lý HĐDH môn

KHTN theo định hướng giáo dục STEM 92 Bảng 3.2 Đánh giá về tính cần thiết của các biện pháp quản lý HĐDH môn

KHTN theo định hướng giáo dục STEM 94

Theo thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ có đề cập đến giáo dục STEM trong định hướng về nội dung giáo dục như sau: Toán học, Khoa học tự nhiên, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học thực hiện giáo dục STEM… Chương trình tổng thể cũng cho biết giáo dục STEM: “Là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các 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” Trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM vừa mang ý nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học, tạo ra không gian trải nghiệm định hướng nghề nghiệp cho HS

Trong môn Khoa học tự nhiên, nhiều nội dung giáo dục được lồng ghép vào giáo dục khoa học: tích hợp giáo dục khoa học với kĩ thuật, với giáo dục sức khoẻ, giáo dục bảo vệ môi trường, phát triển bền vững Đối với môn Khoa học tự nhiên, nhiều người quan niệm đây là sự cộng vào cơ học của 3 môn: Vật lý, Hóa học, Sinh học Tiến sĩ Mai Sỹ Tuấn cho biết: “Môn Khoa học tự nhiên là môn học mới trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018 được xây dựng và phát triển trên nền tảng của Vật lí, Hoá học, Sinh học và Khoa học Trái Đất… nhưng không phải là sự cộng lại cơ học của 3 môn Vật lí, Hoá học, Sinh học

Ban Chỉ đạo đổi mới chương trình sách giáo khoa của Bộ GD&ĐT năm 2017 đã chỉ rõ đối tượng nghiên cứu của Khoa học tự nhiên là các sự vật, hiện tượng, quá trình, các thuộc tính cơ bản về sự tồn tại, vận động của thế giới tự nhiên Môn khoa học tự nhiên góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất chủ yếu, thế giới quan khoa học của học sinh; giáo dục học sinh tinh thần khách quan, tình yêu thiên nhiên, để từ đó biết ứng xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và môi trường Thông qua các hoạt động học tập của môn khoa học tự nhiên, học sinh được rèn luyện

kĩ năng quan sát và thực nghiệm, phát triển năng lực tìm hiểu, khám phá thế giới tự nhiên để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống

Tại các trường THCS huyện Tiên Du, Tỉnh Bắc Ninh đã có một số hoạt động đổi mới nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học môn Khoa học tự nhiên theo hướng giáo dục STEM Các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM tích cực đã được chú ý triển khai thực hiện trong thời gian qua, điển hình như phương pháp nghiên cứu khoa học, “Bàn tay nặn bột”,… đã đạt được những kết quả tương đối cao Đặc biệt, nhiều trường THCS trong toàn huyện đã

tổ chức các hoạt động như: Khơi nguồn sáng tạo, Ngày hội STEM,… được rất nhiều Thầy

Cô, học sinh quan tâm và hưởng ứng Nằm trong lộ trình đổi mới giáo dục một cách toàn diện, dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM giúp cho việc tiếp cận năng lực người học, lượng kiến thức logic tạo nên chủ đề học tập hiệu quả Điều này gây ra không

ít xáo trộn cho học sinh và giáo viên, phải thay đổi thói quen từ phương pháp dạy - học đơn môn sang tích hợp liên môn, đến việc sắp xếp thời khóa biểu sao cho không làm đứt mạch kiến thức và cách kiểm tra, đánh giá Đồng thời, ngoài được đạo tào, bồi dưỡng thì bản thân mỗi GV luôn phải tự nâng cao năng lực, trang bị kiến thức bài bản và thay đổi phương pháp dạy học phù hợp để đáp ứng yêu cầu chương trình giáo dục phổ thông 2018 Bên cạnh đó, công tác quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM còn gặp rất nhiều khó khăn, vướng mắc cần tháo gỡ cho các trường THCS Làm tốt công tác này sẽ góp phần quan trọng đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và nâng cao chất lượng giáo dục của huyện

Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Quản lý hoạt động

dạy học môn khoa học tự nhiên ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh theo hướng giáo dục STEM”

2 Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận về quản lý hoạt động dạy học môn KHTN theo chương trình GDPT mới ở trường THCS và thực tiễn quản lý hoạt động dạy học các môn khoa học tự nhiên ở các trường THCS huyện Tiên Du tỉnh Bắc Ninh, tác giả luận văn đề xuất biện pháp quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh theo hướng giáo dục STEM góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông 2018 cấp THCS

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

3.1 Khách thể nghiên cứu

Hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Quản lý hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng cơ sở lý luận về hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM & quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên theo hướng giáo dục STEM ở trường THCS,

- Khảo sát thực trạng quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học Tự nhiên ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

- Đề xuất biện pháp quản lý hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

5 Giả thuyết khoa học

Thực tế quản lý hoạt động dạy học môn tự nhiên ở các trường THCS huyện Tiên

Du, tỉnh Bắc Ninh đã được quan tâm của các cấp, các ngành như: Chuẩn bị phòng thí nghiệm thực hành, tăng cường cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học; các nhà trường đã tiến hành đổi mới phương pháp dạy học, hình thức kiểm tra đánh giá theo hướng tiếp cận năng lực học sinh… Tuy nhiên việc triển khai thực hiện chương trình môn KHTN theo CTGDPT mới đối với các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh vẫn gặp phải không ít khó khăn trong tổ chức hoạt động dạy học và quản lý hoạt động dạy học Nếu xây dựng được những căn cứ lý luận và thực tiễn về quản lý hoạt động dạy học

môn KHTN theo hướng giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh sẽ đề xuất được một số biện pháp quản lý hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn KHTN trong các trường THCS trên địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

6 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

Luận văn tập trung nghiên cứu: quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở các trường THCS theo hướng giáo dục STEM

Đề tài luận văn tập trung khảo sát thực trạng trên các khách thể khảo sát là CBQL

và GV tại 15 Trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh:

- Lãnh đạo, chuyên viên phòng GD&ĐT huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

- Đội ngũ cán bộ quản lý, giáo viên, học sinh của 15 trường THCS công lập trên địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

Việc triển khai nghiên cứu đề tài được thực hiện từ tháng 11 năm 2022 đến tháng 2 năm 2023

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Nhóm phương phápnghiên cứu lý luận

Nghiên cứu các Văn kiện của Đảng, Nhà nước và những tài liệu lý luận liên quan đến quản lý, quản lý hoạt động dạy học, môn học theo hướng giáo dục STEM

Nghiên cứu tài liệu, sách báo, báo cáo khoa học về quản lý, quản lý hoạt động dạy học, môn học KHTN theo hướng giáo dục STEM

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: Điều tra trên đối tượng là cán bộ quản lý

trường học, giáo viên, học sinh và phụ huynh học sinh một số trường THCS trên địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh nhằm thu thập thông tin về thực trạng việc tổ chức dạy học, công tác quản lý hoạt động dạy học môn KHTN

Phương pháp đàm thoại, phỏng vấn: Trao đổi với lãnh đạo phòng GD&ĐT,

CBQL trường học, giáo viên, học sinh và phụ huynh học sinh để làm sáng tỏ thực trạng của công tác quản lý hoạt động dạy học các môn Tự nhiên ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

Phương pháp quan sát sư phạm: Quan sát các hoạt động dạy học theo định hướng

STEM tại các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Xin ý kiến chuyên gia là CBQL giáo dục,

giáo viên, các chuyên gia tư vấn có kinh nghiệm về tính khả thi và cấn thiết của một số biện pháp đề xuất trong luận văn;

7.3 Phương pháp hỗ trợ

Sử dụng toán thống kê, tính tần suất (tỷ lệ phần trăm) để xử lý kết quả điểu tra, phân tích kết quả nghiên cứu

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Danh mục tài liệu tham khảo, Phụ lục, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận về quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học Tự nhiên

theo hướng giáo dục STEM ở trường THCS

Chương 2: Thực trạng quản lý hoạt động dạy học các môn Khoa học Tự nhiên ở

các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh theo hướng giáo dục STEM

Chương 3: Biện pháp quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo

hướng giáo dục STEM ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN THEO HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Những nghiên cứu về hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM

Trong những năm gần đây, tầm quan trọng của việc cung cấp cho học sinh một nền giáo dục vững chắc về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM) đã được nhấn mạnh Các chuyên gia STEM có trình độ là cần thiết để duy trì cạnh tranh kinh tế trên thị trường toàn cầu và để đáp ứng nhu cầu đương thời như đảm bảo đủ và năng lượng bền vững, chăm sóc sức khỏe hiệu quả và phát triển công nghệ được cân nhắc kỹ lưỡng Hơn thế nữa, tất cả công dân, ngay cả những người không phải là chuyên gia STEM, nên có các kỹ năng và năng lực cần thiết để đối phó với những thách thức của xã hội công nghệ cao và dựa trên thông tin của chúng ta Biết chữ STEM, tức

là nhận thức về bản chất của khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học và sự quen thuộc với một số khái niệm cơ bản từ mỗi môn học, nên là một ưu tiên giáo dục cho tất cả học sinh Một cách tiếp cận đầy hứa hẹn về vấn đề này là sử dụng chương trình giảng dạy STEM tích hợp, mang lại cơ hội để có trải nghiệm phù hợp hơn, ít rời rạc hơn và kích thích hơn cho người học Các vấn đề trong thế giới thực không bị phân mảnh trong các môn học biệt lập khi chúng được dạy trong trường học và để giải quyết những vấn

đề này mọi người cần những kỹ năng liên ngành Các nghiên cứu trong một nhiều lĩnh vực đã chỉ ra rằng học sinh tham gia vào một chương trình giảng dạy tích hợp thực hiện tốt hoặc thậm chí tốt hơn so với các bạn cùng trang lứa trong cách giảng dạy truyền thống với các môn học riêng biệt Hơn nữa, việc sử dụng một chương trình giảng dạy tích hợp đã được tìm thấy để cải thiện việc học tập phi nhận thức của học sinh kết quả, chẳng hạn như sự quan tâm đến STEM và động lực đối với STEM học tập

Nhận thấy rằng giáo dục STEM có vai trò giống như một giải pháp quan trọng

và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam Từ năm

2010, thông qua Liên doanh DTT - EDUSPEC phối hợp với Trường Icarnegie - Hoa

Kỳ, mô hình giáo dục STEM được đưa vào Việt Nam trên nền tảng là 2 môn học CNTT

và Robotics cho khối phổ thông từ lớp 1 đến lớp 12 Mô hình đã được mở rộng triển

khai thí điểm tại các trường phổ thông thuộc 3 thành phố Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh Từ năm học 2014-2015, phương thức giáo dục STEM đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học và từ đó đến nay tiếp tục chỉ đạo các địa phương trên toàn quốc tích hợp STEM trong việc thực hiện chương trình phổ thông hiện hành ở những môn có liên quan, đồng thời triển khai thí điểm giáo dục STEM tại một số trường lựa chọn Trong dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp tiếp cận STEM của Anh vào bối cảnh Việt Nam năm

2016 - 2017” của hội đồng Anh tại Việt Nam và Bộ Giáo dục và Đào tạo của Việt Nam

đã triển khai tới 14 trường THCS công lập, dân lập và trường Trung học phổ thông tại

5 tỉnh miền Bắc gồm Hà Nội (8 trường), Hải Dương (3 trường), Nam Định (1 trường), Hải Phòng (1 trường), và Quảng Ninh (1 trường) Việc triển khai thí điểm giáo dục STEM bước đầu đem lại những kết quả tích cực, cụ thể: Cán bộ quản lí, giáo viên đã

có nhận thức đúng về tầm quan trọng của giáo dục STEM đối với việc hình thành các năng lực và phẩm chất của học sinh theo mục tiêu đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 Cán bộ quản lí, giáo viên cốt cán các trường triển khai thí điểm đã bước đầu nắm bắt và xây dựng được một số chủ đề giáo dục STEM để tổ chức cho học sinh thực hiện Trên 50 chủ đề học tập đã được triển khai ở các nhà trường tham gia thí điểm Các chủ đề dạy học này hầu hết được xuất phát từ các vấn đề gặp phải ngay trong cộng đồng nơi các em sinh sống Trong quá trình thực hiện các bài học theo chủ đề giáo dục STEM, học sinh đã chủ động, tích cực đề xuất và thực hiện các sản phẩm học tập dưới sự hướng dẫn của giáo viên Rất nhiều các sản phẩm của các em đã được dự thi và đạt giải cao ở các cuộc thi: Khoa học kĩ thuật, Vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết tình huống thực tiễn; Sáng kiến giáo dục STEM - SchoolLAB dành cho học sinh trung học Các trường thí điểm đã thực hiện nội dung giáo dục STEM một cách chủ động, sáng tạo, trong đó nhiều trường đã tổ chức câu lạc bộ STEM để hoc sinh đăng kí tự nguyện tham gia Một

số công trình nghiên cứu trong nước về giáo dục STEM: - TS Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), TS Phùng Việt Hải, TS Nguyễn Quang Linh, TS Hoàng Phước Muội, Thiết kế

và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông (2018) đã trình bày một số cơ sở lý luận về giáo dục STEM và tiến trình tổ chức các

chủ đề giáo dục STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo và định hướng nghề nghiệp cho HS Bên cạnh đó, sách cung cấp 15 chủ đề STEM định hướng phát triển năng lực sáng tạo và 05 ngành nghề STEM định hướng nghề nghiệp - được xây dựng theo các dự án học tập Phần lớn các chủ đề trong sách đã được thực hiện ở các trường trung học và đã được đánh giá về tính khả thi Nhìn chung, giáo dục STEM ở Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ Một số đề tài cấp Bộ cũng đã được triển khai tại Trường Đại học sư phạm hay Viện Khoa học giáo dục Tuy nhiên, các đề tài này đều trong giai đoạn mới bắt đầu và chưa có kết quả được công bố ở tầm quốc tế Phương pháp dạy học theo hướng giáo dục STEM mang tính chất liên ngành, nó tạo cơ hội cho giáo viên lập kế hoạch về cách học sinh có thể học qua các ranh giới kỷ luật trong Toán học, Vật lý, Khoa học, Công nghệ, Thiết kế và Kỹ thuật Giáo viên có thể hỗ trợ học sinh thu hẹp khoảng cách giữa khu vực học tập riêng biệt thông qua một dự án duy nhất Quan điểm tích cực của giáo viên nhấn mạnh cách tiếp cận giáo dục STEM sẽ cho phép học sinh tích lũy kinh nghiệm trong việc giải quyết các vấn đề mà tồn tại trong thế giới thực không được xác định rõ ràng và những yêu cầu học sinh rút ra kiến thức từ các môn học STEM Đồng thời, các dự án STEM đóng vai trò là chất xúc tác giúp học sinh tư duy phê bình và sáng tạo trong các lĩnh vực chủ đề STEM Những thuộc tính này chẳng hạn như có thể nhìn thấy các liên kết trên các môn học và có khả năng suy nghĩ nghiêm túc và sáng tạo trong các lĩnh vực STEM Theo tác giả luận văn,

để thu hút nhiều học sinh học tập môn KHTN theo hướng giáo dục STEM, các nhà giáo dục nên cung cấp và thu hút học sinh vào các trải nghiệm học tập thực tế, kích thích tư duy, làm việc với người khác và áp dụng kiến thức, kỹ năng và sự sáng tạo của

họ trong việc tìm kiếm các giải pháp đến các vấn đề trong thế giới thực, và điều đó liên quan đến bối cảnh riêng của họ

1.1.2 Những nghiên cứu về quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM

Thông qua tài liệu công bố dưới dạng sách của nhóm tác giả Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội, Nguyễn Anh Dũng, Ngô Trọng Tuệ: “Dạy học chủ đề STEM cho HS THCS và trung học phổ thông”, “Thiết kế

và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho HS THCS và trung học phổ thông”, nội dung

sách đã đưa ra cơ sở lí luận về dạy học STEM, tập trung xây dựng các chủ đề STEM trong trường trung học Nhóm tác giả Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải (đồng chủ biên) cùng các tác giả Trần Minh Đức, Nguyễn Văn Hạnh, Chu Cẩm Thơ, Nguyễn Anh Thuấn, Đoàn Văn Được, Trần Bá Trình (2018) công bố tài liệu về “Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông” Tài liệu đã chỉ rõ cơ sở khoa học của giáo dục STEM; Quy trình xây dựng và tổ chức thực hiện giáo dục STEM ở trường phổ thông; Giáo dục STEM trong môn khoa học tự nhiên; Minh họa một số chủ đề giáo dục STEM Qua đó, các tác giả cho rằng để tổ chức được giáo dục STEM trong nhà trường, GV cần có nhận thức đúng về bản chất của giáo dục STEM, tính liên môn và yêu cầu hướng dẫn HS vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết vấn đề cụ thể Từ đó phát triển năng lực STEM cho HS Bên cạnh đó, GV phải có năng lực phân tích, chẩn đoán nhu cầu, năng lực của HS và thực hiện dạy STEM theo quy trình được gợi ý Đồng thời, nhấn mạnh giai đoạn HS trải nghiệm để đối chiếu, so sánh giữa lý thuyết với thực tiễn

Thực hiện tập huấn GV về giáo dục STEM ở phổ thông, năm 2019 Vụ giáo dục trung học đã công bố tài liệu tập huấn “Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học” theo chương trình phát triển giáo dục trung học Ngoài việc cung cấp những vấn đề chung về giáo dục STEM thì tài liệu tập huấn nhấn mạnh năng lực phân tích liên môn, xây dựng chủ đề STEM là năng lực quan trọng mà GV cần được bồi dưỡng và tự bồi dưỡng Tài liệu còn cung cấp các chủ đề minh họa cụ thể

là giáo án dạy học STEM đã được thực hiện ở một số trường phổ thông

Ngoài ra còn có một số công trình đăng trên tạp chí đề cập đến giáo dục STEM như: Nguyễn Đức Mậu, Đinh Thị Ngoan (2019) [4] Thiết kế chủ đề “Pin chanh” (chương trình Hóa học vô cơ lớp 12) theo định hướng giáo dục STEM; Nguyễn Đức Mậu, Dương Thị Anh Tuyết (2018) [5] “Dạy học chủ đề Axit - bazo (Hóa học 11) theo định hướng giáo dục STEM”…

Các đề tài của cuộc thi Khoa học kỹ thuật những năm gần đây được triển khai thực hiện thuộc các lĩnh vực cơ khí, môi trường, sản phẩm nhúng… Đây là những hình thức của giáo dục STEM Các cuộc thi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho học sinh hình thành những kĩ năng học tập và lao động trong thế kỉ

21 của Bộ GD & ĐT, đó cũng là mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới Nhận thấy

vai trò của giáo dục STEM như là một giải pháp quan trọng và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam sau năm 2015, trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ Giáo dục Trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải quyết vấn đề, các phương pháp thực hành, dạy học theo dự án trong các môn học; tích cực ứng dụng CNTT phù hợp với nội dung bài học; Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan

Hiện nay, Bộ GD & ĐT đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm về giáo dục STEM cho 14 trường THCS và THPT tại các tỉnh thành như Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định Theo chương trình tài trợ của Đại sứ Quán Hoa Kỳ, Dương Tuấn Hưng và các cựu du học sinh từng nhận học bổng VEF đã thực hiện Dự án đào tạo STEM của VEF (Mỹ) dành cho các trường phổ thông tỉnh Lào Cai Đây là những bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia

Nhìn chung những nghiên cứu trên thế giới và nghiên cứu trong nước về dạy học theo hướng STEM và quản lý dạy học theo hướng STEM có thể nhận thấy một số vấn

đề nghiên cứu tiếp cận về dạy học theo hướng STEM hướng đến tập trung khai thác quy trình dạy học và đặc biệt là hoạt động học của học sinh; lôi cuốn học sinh vào hoạt động tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ Trong đó, nhà giáo dục cần tập trung nghiên cứu xây dựng các thiết kế/chủ đề dạy học theo STEM Tuy nhiên một số vấn đề sau đây chưa được

đề cập hoặc chưa được làm sáng tỏ và là những vấn đề mà đề tài sẽ nghiên cứu cơ sở khoa học và khung lí luận của giáo dục STEM nói chung, quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh nói riêng

Nhìn tổng thể, cho đến nay vẫn chưa có một công trình nghiên cứu nào đề cập đến quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM

ở các trường THCS trong địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh một cách có hệ thống

và đầy đủ nhất Vì vậy, luận văn cho rằng việc quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM ở các trường THCS huyện Tiên Du, tỉnh

Bắc Ninh là cần thiết, nó góp phần nâng cao chất lượng dạy - học trong các nhà trường, đáp ứng được yêu cầu giáo dục cấp THCS của tỉnh Bắc Ninh nói chung và mục tiêu giáo dục THCS huyện Tiên Du nói riêng

1.2 Một số khái niệm cơ bản liên quan đến vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Hoạt động dạy học

Có rất nhiều quan niệm khác nhau về hoạt động dạy học Theo tác giả Nguyễn Ngọc Quang (Sự chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy học- năm 2000) thì “Dạy là sự điều khiển tối ưu hóa quá trình người học chiếm lĩnh nội dung học, trong và bằng cách đó phát triển và hình thành nhân cách (năng lực và phẩm chất)”,

“Học là quá trình tự giác, tích cực, tự lực, chiếm lĩnh khái niệm khoa học (nội dung học) dưới sự điều khiển sư phạm của giáo viên.” Như vậy, dạy học là hai mặt của một quá trình luôn luôn tác động qua lại, bổ sung cho nhau, quyết định lẫn nhau thông qua hoạt động cộng tác nhằm tạo cho người học khả năng phát triển trí tuệ, góp phần hoàn thiện nhân cách, phát triển năng lực Trong đó, vai trò của nhà sư phạm có vai trò và tác động chủ đạo là định hướng tổ chức, thực hiện việc truyền thụ tri thức đến người học một cách hợp lý, khoa học Người học có ý thức tự giác tiếp thu một cách độc lập, sáng tạo những kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo, hình thành năng lực và thái độ đúng đắn hình thành nhân cách của bản thân

Theo quan điểm lý thuyết về dạy học hiện đại, hoạt động dạy học bao gồm hoạt động của thầy và trò Nhà tâm lý học A.Mentriskaia (Giao tiếp sư phạm -Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1966-tác giả Hoàng Anh - Vũ Kim Thanh) viết: “Hai hoạt động của thầy

và trò là hai mặt của một hoạt động” Hoạt động dạy học gồm hai mặt của quá trình đó

là dạy và học luôn đi kèm biện chứng với nhau Hoạt động dạy: “là hoạt động của giáo viên nhằm tạo ra, tổ chức và hướng dẫn hoạt động học của học sinh, nhờ đó mà ảnh hưởng đến sự phát triển nhân cách của người học”; hoạt động học: “là một hoạt động của học sinh nhằm chiếm lĩnh giá trị tri thức văn hóa của nhân loại, nhờ đó mà hình thành và phát triển những năng lực và nhu cầu của mỗi người” (Bùi Minh Hiền- 2006- Quản lí giáo dục) Hay theo tác giả Nguyễn Văn Tuấn (Quản lí giáo dục- 2009) thì hoạt động học “là một hoạt động nhận thức độc đáo của người học, thông qua đó người học chủ yếu thay đổi chính bản thân mình và ngày càng có năng lực hơn trong hoạt động tích cực nhận thức và cải biến hiện thực khách quan”

Như vậy, hoạt động dạy học là “hệ thống những hành động phối hợp, tương tác giữa giáo viên và học sinh, trong đó, dưới tác động chủ đạo của giáo viên, học sinh tự giác, tích cực, chủ động lĩnh hội hệ thống tri thức khoa học, kỹ năng, kỹ xảo, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, hình thành thế giới quan khoa học và những phẩm chất của nhân cách” (Bùi Minh Hiền-2006- Quản lí giáo dục)

Từ các nhận định trên, tác giả luận văn rút ra một số đặc trưng cơ bản của hoạt động dạy học như sau: Hoạt động dạy học là hoạt động có mục đích rõ ràng, có nội dung chương trình cụ thể Hoạt động dạy học thể hiện vai trò chủ đạo của giáo viên Trên cơ sở đó, người giáo viên có thể sử dụng các phương tiện đa dạng (ngôn ngữ, thiết bị, tài liệu), tổ chức đa dạng về hoạt động: nhận thức, trí tuệ, vận động, thao tác tại một môi trường nhất định (lớp học, xưởng thực hành, phòng thí nghiệm) Hoạt động dạy học là một quá trình

sư phạm, dưới vai trò chủ đạo của giáo viên, học sinh tự giác tích cực, chủ động tiến hành hoạt động nhận thức, nhằm thực hiện mục đích, nhiệm vụ dạy học đã đề ra (nhằm lĩnh hội tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, phát triển năng lực hoạt động trí tuệ và các các phẩm chất trí tuệ, hình thành nhân cách) Kết quả hoạt động dạy được đánh giá thông qua kết quả hoạt động học tập Hai hoạt động Dạy và Học tồn tại trong sự thống nhất và tương tác lẫn nhau, cùng hướng đến thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ dạy học

1.2.2 Giáo dục STEM

a) Khái niệm STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [2]

STEM là thuật ngữ rút gọn được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển

về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của Mỹ Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ (NSF) vào năm 2001 Trước đó, năm 1990, NSF dùng thuật ngữ SMET tuy nhiên thuật ngữ này có cách phát âm giống từ “SMUT” (một

từ có ý nghĩa không tích cực), vì vậy SMET sau nay được đổi thành STEM Hiện nay thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp

Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm

của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Quan

tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học

Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, ví dụ: Nhóm ngành nghề về CNTT; Y sinh; Kĩ thuật, Điện tử và Truyền thông… [2]

Tùy từng ngữ cảnh khác nhau mà STEM được hiểu như là các môn học hay các lĩnh vực

Từ các nhận định trên, tác giả luận văn cho rằng STEM là sự kết hợp kỹ năng và kiến thức thuộc 04 lĩnh vực khoa học- công nghệ- kĩ thuật- toán học đón đầu xu hướng cách mạng công nghiệp 4.0, thực tế hóa những kiến thức khô khan để hướng đến sát hơn với cái đích cuối cùng là khả năng hành động và giải quyết vấn đề thông qua áp dụng kiến thức, tạo ra môi trường giáo dục gần gũi, có tính ứng dụng cao

b) Khái niệm giáo dục STEM

Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA) được thành lập năm 1944, đã luận giải cách hiểu về giáo dục STEM là: “Giáo dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM

và có thể góp phần vào cạnh tranh trong nền kinh tế mới” (Tsupros, Kohler, &Hallinen, 2009) [36]

Đây là cách hiểu GD Stem là cách tiếp cận tích hợp liên ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể phải có sự kết hợp của bốn lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Quan niệm về GD STEM cũng cho thấy được tầm quan trọng trong việc giúp học sinh vận dụng kiến thức các môn khoa học, công nghệ,

kỹ thuật và toán trong việc giải quyết các vấn đề thực tế đời sống Mục đích của các chương trình giáo dục STEM không nhằm tạo ra các nhà khoa học, nhà toán học hay các kỹ sư mà nhằm truyền cảm hứng trong học tập, học sinh thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức (nhất là kiến thức khoa học và toán), và nhận thức được tầm quan trọng của các kiến thức STEM ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của xã hội trong tương

lai Ngoài ra, các kỹ năng thực hành khoa học và kỹ thuật cũng góp phần quan trọng trong việc vận dụng các kiến thức được học để giải quyết vấn đề và tạo thành sản phẩm Bàn về giáo dục STEM, có một số quan niệm cho rằng:

-Thứ nhất, “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học” (quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ) [11] Như vậy, có thể nói Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học

-Thứ hai, Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ

đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường” [11]

- Thứ ba, giáo dục STEM được quan niệm STEM là chương trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy cho HS bốn lĩnh vực cụ thể (Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học) trong một liên ngành và phương pháp tiếp cận ứng dụng Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tổng hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế [11]

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn này, đề tài tiếp cận thống nhất cách hiểu

GD STEM là hướng tiếp cận tích hợp kiến thức khoa học, liên ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể có bốn lĩnh vực: Khoa học, công nghệ, kỹ thuật

và toán học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực Để thông qua đó học sinh được tiếp cận với những bài toán, tình huống, vấn đề của thực tiễn cuộc sống, lao động và học tập thông qua quá trình học sinh tương tác với các kiến thức liên ngành hướng đến sự vận dụng kỹ thuật trong việc giải quyết các vấn đề

1.2.3 Hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM

Dạy học là một bộ phận của quá trình sư phạm tổng thể, là một trong những con đường để thực hiện mục đích giáo dục Theo tác giả Trần Thị Hương “Hoạt động dạy học là hoạt động tương tác, phối hợp và thống nhất biện chứng giữa hoạt động chủ đạo của người dạy và hoạt động tự giác tích cực, chủ động của người học nhằm thực hiện

mục tiêu dạy học” (Trần Thị Hương, Hoạt động dạy học-2014) Trong hoạt động học giáo viên đóng vai trò thiết kế các hoạt động, là người tổ chức các hoạt động lĩnh hội, trải nghiệm sao cho việc tiếp thu tri thức diễn ra một các tự nhiên và phù hợp với từng

cá nhân Quá trình tiếp nhận của HS căn cứ vào cách thức tổ chức của giáo viên dựa trên yêu cầu nhiệm của từng bài học cụ thể HS căn cứ vào từng nhiệm vụ để sử dụng các thao tác, phương tiện phù hợp với nhu cầu hứng thú của ban thân để tiếp nhận tri thức trong quá trình thực hiện các hoạt động mà giáo viên tổ chức Theo Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên của Bộ Giáo dục và Đào tạo thì “Hoạt động dạy học là một hệ toàn vẹn gồm các hoạt động dạy và hoạt động học luôn tương tác với nhau, thâm nhập vào nhau, sinh thành ra nhau Sự tương tác giữa dạy và học mang tính chất cộng tác, trong đó dạy vai trò chủ đạo, hoạt động học giũ vai trò chủ động” (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2011)

Như vậy, hoạt động dạy học là sự tương tác và thống nhất giữa hoạt “dạy” của giáo viên và hoạt động “học” của HS Trong đó giáo viên đóng vai trò chủ đạo thiết kế thi công các hoạt động học tập Hoạt động dạy và hoạt động học tồn tại biện chứng, tương tác lẫn nhau, sự tồn tại của hoạt động này không thể thiếu hoạt động kia và ngược lại

Dạy học luôn hướng đến quá trình thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ của hoạt động dạy học, từ đó HS lĩnh hội kiến thức, hình thành kỹ năng, phát triển năng lực nhận thức,

kĩ năng thực hành Dạy học môn KHTN là quá trình dạy học có sự kết hợp nhuần

nhuyễn lí thuyết với thực nghiệm Qua đó, nhiều kiến thức khoa học tự nhiên rất gần gũi với cuộc sống hằng ngày giúp HS hình thành và phát triển năng lực tìm tòi, khám phá Đây là điều kiện thuận lợi để tổ chức cho học sinh trải nghiệm, nâng cao năng lực nhận thức kiến thức khoa học, năng lực tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thức khoa

học vào thực tiễn

Như vậy, hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường trung học cơ sở là quá trình người giáo viên tổ chức điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh lĩnh hội kiến thức, kỹ năng về lĩnh vực khoa học tự nhiên qua đó phát triển năng lực trí tuệ, phẩm chất trí tuệ, góp phần hình thành và phát triển nhân cách

Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các bạn học sinh được áp dụng kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực khoa

học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, được truyền đạt đan xen lẫn nhau cho học sinh trên cơ sở học thông qua thực hành và hướng đến giải quyết các vấn đề thực tiễn Theo đó, “các bài học STEM đuợc gắn kết với các vấn đề thực tiễn đời sống xã hội, khoa học, công nghệ và học sinh đuợc yêu cầu tìm các giải pháp đế giải quyết vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt của bài học” (công văn 3089 -Bộ GD ĐT 2020) Ngoài ra, giáo dục STEM còn chú trọng trang bị cho học sinh những

kỹ năng mềm cần thiết cho sự thành công trong công việc sau này như kỹ năng cộng tác,

làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản biện…

Theo cách tiếp cận của tác giả luận văn thì dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM được hiểu là quá trình thống nhất giữa giáo viên và học sinh Thông qua đó giúp HS lĩnh hội những kiến thức, kĩ năng của môn KHTN theo hướng tiếp cận liên môn, trong đó những kiến thức lý thuyết được kết hợp chặt chẽ với bài học thực tiễn thông qua việc người học được áp dụng kiến thức liên môn: Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và Toán, trong giải quyết những tình huống bài toán của thực tiễn Qua đó người học được khám phá, phát hiện tri thức mới, hình thành kỹ năng, đặc biệt

là năng lực giải quyết vấn đề trong thực tiễn

1.2.4 Quản lý hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM

a) Quản lý

Xuất phát từ những góc độ nghiên cứu khác nhau, cũng như từ những vấn đề đặc trưng khác nhau rất nhiều học giả trong và ngoài nước đã đưa ra nhiều định nghĩa không giống nhau về quản lý:

Theo từ điển tiếng Việt, Quản lý là tổ chức và điều khiển các hoạt động theo những yêu cầu nhất định

Theo tác giả Nguyễn Thị Mỹ Lộc và tác giả Nguyễn Quốc Chí: “Quản lý là sự tác động có định hướng, có chủ đích của chủ thể quản lý (người quản lý) đến khách thể quản lý (người bị quản lý) trong một tổ chức nhằm làm cho tổ chức vận hành và đạt được mục đích của tổ chức” [21]

Trong cuốn Những khái niệm cơ bản về lý luận quản lý giáo dục tác giả Nguyễn Ngọc Quang cho rằng “Quản lý là tác động có mục đích, có kế hoạch của chủ thể quản

lý đến tập thể những người lao động nói chung là khách thể quản lý nhằm thực hiện mục tiêu đã dự kiến” [16]

Lý luận và thực tế cho thấy quản lý không những là một môn khoa học mà nó còn

là một “nghệ thuật” đòi hỏi sự vận dụng tinh tế, khôn khéo để đạt tới mục đích Mục tiêu quản lý là định hướng toàn bộ hoạt động quản lý đồng thời là công cụ để đánh giá kết quả quản lý

Như vậy quản lý là hoạt động có ý thức của con người nhằm định hướng, tổ chức,

sử dụng các nguồn lực và phối hợp hành động của một nhóm người hay một cộng đồng người để đạt được mục tiêu đề ra một cách hiệu quả nhất

Khi xem xét khái niệm quản lý cần chú ý 3 điểm sau: (1) quản lý là những tác động có mục đích lên những tập thể, nhóm xã hội, tổ chức; (2) quản lý là công tác phối hợp có hiệu quả hoạt động của những người cộng sự khác nhau cùng chung một tổ chức; (3) quản lý là các hoạt động được thực hiện nhằm đảm bảo hoàn thành công việc qua những nỗ lực của người khác

Với tất cả các quan điểm đã trình bày trên, trong luận văn này chúng tôi sử dụng

khái niệm quản lý: Quản lý là quá trình nhà quản lý tác động có mục đích, có kế hoạch

đến khách thể quản lý trong một tổ chức nhằm đạt được mục tiêu của tổ chức, phù hợp với quy luật vận hành của tổ chức đó

b) Quản lý dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM

Dựa trên các khái niệm có liên quan, quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học

tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM là hệ thống các tác động hướng đích của chủ thể quản lý nhà trường tới đối tượng quản lý dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM trong hoạt động dạy học nhằm nâng cao chất lượng hiệu quả dạy học các môn KHTN, năng lực dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong việc đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo trong bối cảnh mới

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn này, đề tài tập trung vào chủ thể quản lý

là Hiệu trưởng trường THCS, nên khái niệm quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học

tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM ở trường THCS được hiểu là: Hệ thống các

tác động có mục đích, kế hoạch của Hiệu trưởng trường THCS tới quá trình dạy học môn KHTN theo hướng tổ chức tích hợp kiến thức liên môn (Toán học, Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học) thông qua các chủ đề STEM, gắn với các vấn đề của thực tiễn đời sống, hoạt động lao động nhằm hình thành và phát triển ở học sinh năng lực

đặc thù gắn với môn học, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề và các năng lực khác đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dực phổ thông hiện nay

1.3 Hoạt động DH môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM

1.3.1 Khái quát môn KHTN trong chương trình giáo dục phổ thông 2018

Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, môn Khoa học tự nhiên được xây dựng và phát triển trên nền tảng của Vật lý, Hoá học, Sinh học và Khoa học Trái Đất Đây là môn học bắt buộc yêu cầu học sinh phải đạt được 3 phẩm chất, 3 năng lực, 3

năng lực chuyên môn Môn Khoa học tự nhiên là môn học mới (so với chương trình

giáo dục hiện hành, là môn học bắt buộc ở các lớp 6, 7, 8 và 9 của Trung học cơ sở Khoa học tự nhiên sẽ được dạy trong 35 tuần / năm học, tổng số 140 tiết / năm học, mỗi tuần dạy 4 tiết [Thông tư 32 chương trình môn KHTN] [1] Chương trình môn Khoa học Tự nhiên của lớp 6, 7, 8, 9 đều có 3 phần tương ứng với kiến thức thuộc lĩnh vực Vật lí, Sinh học, Hoá học được sắp xếp theo trình tự thời gian như sau:

Lớp 6: Hoá học (20%) - Vật lí (32%) - Sinh học (38%)

Lớp 7: Hoá học (24%) - Vật lí (28%) - Sinh học (38%)

Lớp 8: Hoá học (31%) - Vật lí (28%) - Sinh học (31%)

Lớp 9: Hoá học (31%) - Vật lí (30%) - Sinh học (29%)

Tổng số tiết của 3 môn Vật lí, Hoá học, Sinh học trong chương trình hiện hành là

595 tiết; tổng số tiết của môn Khoa học Tự nhiên là 560 tiết, giảm 35 tiết so với chương trình hiện hành

Môn KHTN hình thành và phát triển cho HS năng lực tìm hiểu tự nhiên, bao gồm: Nhận thức kiến thức khoa học tự nhiên; tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên; vận dụng kiến thức vào thực tiễn Mục tiêu của môn học là giúp học sinh trình bày, giải thích và vận dụng được những kiến thức phổ thông cốt lõi về thành phần cấu trúc, sự đa dạng, tính hệ thống, quy luật vận động, tương tác và biến đổi của thế giới tự nhiên; Với các chủ đề khoa học: chất và sự biến đổi của chất, vật sống, năng lượng và sự biến đổi vật

lí, Trái Đất và bầu trời; Vai trò và cách ứng xử phù hợp của con người với môi trường

tự nhiên Thông qua đó, HS bước đầu thực hiện được một số kỹ năng cơ bản trong tìm tòi, khám phá một số sự vật, hiện tượng trong thế giới tự nhiên và trong đời sống: quan sát, thu thập thông tin; dự đoán, phân tích, xử lí số liệu; dự đoán kết quả nghiên cứu;

suy luận, trình bày Từ đó HS vận dụng kiến thức khoa học vào một số tình huống đơn giản, mô tả, dự đoán, giải thích được các hiện tượng khoa học đơn giản Ứng xử thích hợp trong một số tình huống có liên quan đến vấn đề sức khoẻ của bản thân, gia đình

và cộng đồng Trình bày được ý kiến cá nhân nhằm vận dụng kiến thức đã học vào bảo

vệ môi trường, bảo tồn thiên nhiên và phát triển bền vững

Môn KHTN góp phần chủ yếu trong việc hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của học sinh; đóng vai trò quan trọng trong việc giáo dục học sinh phẩm chất

tự tin, trung thực, khách quan, tình yêu thiên nhiên, nắm được, tôn trọng và biết vận dụng các quy luật của tự nhiên

Môn KHTN được cấu trúc theo các chủ đề liên môn, nhằm hình thành nhận thức

về các nguyên lý, quy luật chung của thế giới tự nhiên, vai trò của khoa học tự nhiên đối với sự phát triển của xã hội và bước đầu vận dụng được kiến thức KHTN trong sử dụng và khai thác tài nguyên thiên nhiên một cách bền vững Theo đó, nội dung môn KHTN sẽ được thiết kế theo các chủ đề, phản ánh quy luật chung nhất của giới tự nhiên Kiến thức ở mỗi phân môn khoa học được sử dụng làm nguyên liệu/ví dụ thể hiện cho các nguyên lý chung đó Bên cạnh đó, các chủ đề liên môn được xây dụng dựa trên tiếp cận logic cuộc sống, nội dung được lựa chọn cần phải liên quan mật thiết và có ý nghĩa đối với đời sống con người [Trích tài liệu của Bộ Giáo dục và Đào tạo tập huấn cho cán bộ quản lý thực hiện Chương trình Giáo dục phổ thông 2018]

1.3.2 Giáo dục STEM và hoạt động dạy học theo hướng giáo dục STEM

1.3.2.1 STEM và giáo dục STEM ở trường THCS

STEM là một chương trình giảng dạy theo cách tiếp cận liên môn nhằm trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Từ đó người học có thể áp dụng kiến thức để giải quyết vấn

đề trong cuộc sống hàng ngày Thay vì GV phải giảng dạy bốn môn học rời rạc thì STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tiễn Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay

“Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật

và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh kế mới” (Theo Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học Mỹ-NSTA)

Có thể nhìn các thành tố trong Giáo dục STEM dưới góc nhìn phát triển năng lực của người học Chẳng hạn, yếu tố “Kỹ thuật” trong Giáo dục STEM tạo ra năng lực kỹ thuật của người học thể hiện qua khả năng giải quyết vấn đề nảy sinh trong thực tiễn đời sống bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất

để tạo ra chúng

Hiểu một cách đơn giản là học sinh được trang bị kỹ năng lực kỹ thuật thì sẽ có khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó Học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp, kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) nhằm có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật

Chương trình giáo dục phổ thông 2018 là chương trình giáo dục hướng đến phát triển năng lực, chú trọng đến mục tiêu và yêu cầu cần đạt là hướng phát triển năng lực

HS Từ đó đề ra yêu cầu trong tổ chức dạy học phải hướng đến phát triển năng lực HS Giáo dục môn học khoa học tự nhiên giúp học sinh dần hình thành và phát triển năng lực khoa học tự nhiên qua quan sát và thực nghiệm, vận dụng tổng hợp kiến thức, kĩ năng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống; đồng thời cùng với các môn Toán, Vật

lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học thực hiện giáo dục STEM, 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 (Theo TT 32/2018) Muốn vậy, từ khâu tổ chức thiết kế kế hoạch bài dạy đến khâu tổ chức thực hiện, kiểm tra đánh giá phải bám sát yêu cầu phát triển năng lực của HS Cụ thể: Tổ chức thiết kế kế hoạch bài; Tổ chức thực hiện; Kiểm tra đánh giá

Thật vậy, giáo dục STEM là định hướng giáo dục sử dụng những kiến thức liên môn, qua đó hình thành và phát triển cho HS năng lực giải quyết vấn đề (năng lực xử

lý các vấn đề thực tiễn) Vận dụng GD STEM trong trường học là một xu hướng đúng, tất yếu trong lôgic của quá trình sư phạm, đặc biệt là trong trường PT (đối với dạy học môn KHTN) Tiếp cận GD STEM là một hướng tiếp cận đúng, phù hợp để thiết kế và

tổ chức dạy học môn KHTN ở trường THCS

1.3.2.2 Đặc điểm hoạt động dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM

Bản chất của GD STEM là tích hợp, là định hướng hành động do đó rất ưu thế đối với phát triển năng lực cho học sinh Vì thế đặc điểm của dạy học môn Khoa học

tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM cũng mang những nét bản chất của dạy học tích hợp và dạy học định hướng năng lực, cụ thể:

- Tính tích hợp: Ở THCS, nội dung dạy học môn Khoa học tự nhiên mang tính

tích hợp kiến thức thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học trên cơ

sở tiếp cận thực tiễn cuộc sống Thay vì học bốn môn học như các đối tượng tách biệt

và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn

Mục tiêu của dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM đó là HS được lĩnh hội kiến thức, kỹ năng gắn với chủ đề môn học /bài học Chủ đề dạy học không giới hạn kiến thức duy nhất trong một môn học hay một lĩnh vực mà vấn đề HS tiếp cận và giải quyết là lĩnh vực của cuộc sống được thiết kế theo chủ đề Phương pháp và và hình thức tổ chức dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM mang tính tích hợp thể hiện ở hoạt động có làm việc cá nhân/nhóm (nhóm có thảo luận/thực hành/nhóm nghiên cúu dự án…) Quá trình này đòi hỏi HS tham gia với nhiều mức độ khác nhau,… Về hình thức tổ chức dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM có thể kể đến 2 hình thức khá phổ biến là bài học STEM và trải nghiệm STEM (theo CV 3089-Bộ GDĐT) Thông qua đó, kết quả đạt được đó là HS được trải nghiệm và hình thành phát triển nhiều năng lực giao tiếp, hợp tác, vận dụng kiến thức lý thuyết và thực tiễn Đặc điểm của giáo dục STEM là định hướng sản phẩm, phương pháp giảng dạy là dạy học dựa trên dự án, học tập theo nhóm… Kết quả dạy học môn Khoa học Tự nhiên là sự đánh

giá về mức độ đạt chuẩn (yêu cầu cần đạt) của chương trình dạy học Do vậy, việc đánh giá thường xuyên, đa dạng hóa các hình thức và công cụ đánh giá là rất cần thiết Ở đây, giáo viên có thể đánh giá dựa trên các hoạt động trên lớp, đánh giá qua việc trình bày, báo cáo sản phẩm của người học… cần đảm bảo nguyên tắc kết hợp đánh giá của giáo viên với tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau của học sinh

- Đánh giá phải hướng tới sự phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh thông qua mức độ đạt chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ và các biểu hiện năng lực, phẩm chất của người học

- Đánh giá cần chú ý đến tính phát triển, đánh giá năng lực của người học trong việc vận dụng các kiến thức được học vào thực tiễn cuộc sống Không so sánh học sinh này với học sinh khác; coi trọng việc động viên, khuyến khích học sinh; giúp học sinh phát huy năng khiếu cá nhân; đảm bảo kịp thời, công bằng, khách quan, không tạo áp lực cho học sinh

Phạm vi đánh giá là toàn bộ nội dung và yêu cầu cần đạt của chương trình dạy học môn Khoa học Tự nhiên Đối tượng đánh giá là sản phẩm và quá trình học tập, rèn luyện của HS thông qua học tập môn KHTN Hoạt động đánh giá quá trình môn Khoa học Tự nhiên do GV phụ trách môn học tổ chức, dựa trên kết quả đánh giá của GV, cha mẹ HS, của bản thân HS được đánh giá và của các HS khác trong tổ, trong lớp

- Tính thiết kế: Dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM

là hoạt động định hướng thực hành và định hướng sản phẩm trong việc tổ chức hoạt động dạy học, được chi phối bởi những sản phẩm đã được thỏa thuận giữa GV và HS

Do vậy, tư tưởng thiết kế là một đặc điểm quan trọng khi giáo dục STEM xuất phát từ Công nghệ và Kĩ thuật Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra Người học đóng vai trò của một nhà phát minh sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến, thiết kế lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết

- Tính toàn diện: Giáo dục STEM nói chung nhằm hướng tới mọi đối tượng HS

không phụ thuộc giới tính, dân tộc, vùng miền bởi mục tiêu của giáo dục STEM là đảm bảo cho tất cả các công dân có năng lực về STEM, tăng cường sự đóng góp của cộng đồng cho các thành tựu về kinh tế, khoa học, kĩ thuật… Bên cạnh đó những vấn

đề trong thực tiễn cuộc sống luôn đem đến cho con người những cảm xúc nhất định Dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM tạo môi trường giả lập, chứa đựng nhiều phong cách học tập khác nhau đem đến cho HS những cơ hội trải nghiệm hành động và trải nghiệm cảm xúc Dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM là nhấn mạnh việc học tập trong những điều kiện phức hợp nhưng vẫn đảm bảo việc nắm vững những kiến thức cơ bản, rèn luyện những kĩ năng cơ bản

Đặc điểm hoạt động học tập môn KHTN của học sinh THCS : Đây là môn học mới trong chương trình giáo dục phổ thông 2018, được xây dựng dựa trên quan điểm dạy học tích hợp nền tảng kiến thức của nhiều môn gồm: Vật lý, Hoá học, Sinh học và Khoa học Trái đất Bên cạnh đó, trong quá trình học tập còn lồng ghép một số nội dung giáo dục như giáo dục kỹ thuật, sức khoẻ, bảo vệ môi trường, phát triển bền vững Học sinh được hướng dẫn cách vận dụng kiến thức tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực tiễn như làm sữa chua, muối dưa hay trồng nấm rơm Từ đó, việc tiếp cận kiến thức trở nên dễ dàng và mỗi giờ học trở nên thú vị hơn so với trước đây Không chỉ thay đổi hướng tiếp cận nội dung trong lĩnh vực sinh học, kiến thức cơ bản ở lĩnh vực vật lý, hóa học, khoa học trái đất cũng bổ sung vào môn học, giúp học sinh hiểu rõ bản chất sinh học và có khả năng tự liên hệ ở các lĩnh vực liên quan Nhờ vậy, học sinh dễ dàng vận dụng nhiều kiến thức khác nhau để giải thích một hiện tượng tự nhiên, đưa ra giải pháp khi gặp vấn đề trong cuộc sống Nếu trước đây, việc học tập của HS chủ yếu thông qua hình thức nghe - nhìn, thầy cô hỏi - trò đáp Hiện tại, để đáp ứng các yêu cầu cần đạt của môn Khoa học tự nhiên trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018, học sinh cần thực sự hoạt động, thực hành trong các giờ học Qua đó, các em mới bộc lộ năng lực, phẩm chất, điểm mạnh, yếu; nhận ra sở thích, sở trường của bản thân, từng bước định hướng nghề nghiệp trong tương lai Đồng thời, giáo viên có căn cứ để giúp học sinh cải thiện năng lực học tập

1.3.2.3 Các bước tổ chức dạy học môn KHTN theo hướng GD STEM

Một bài giảng STEM luôn cần gắn với thực tế để học sinh cảm thấy sự liên quan giữa bài học và cuộc sống thực tiễn của chính mình Từ những kiến thức được học giúp học sinh nhận có khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng vào thực tế, rèn luyện tư

duy giải quyết vấn đề thực tế ngay từ khi còn là học sinh

Mà học sinh tư duy giải quyết vấn đề thực tế ngay từ khi còn thấy sự liên quan giữa bài học và cuộc sống vào thực tiễn cuộc sống Không so sánh học sinh theo chủ

đề khoa học, vừa cầuộc sống được thiết kần phải nắm được các quy trình các bưsinh.tư duy giải quyết vấn theo định hướng STEM:

Bước 1 Xây dựng bài học môn KHTN theo hướng GD STEM

Trong bước này, người giáo viên cần nghuên cứu cụ thể chương trình môn học, nội dung dạy học để xác định, lựa chọn nội dung dạy học nhằm hướng đến HS: giúp

HS phát hiện kiến thức mới/ vận dụng kiến thức đã học - giải quyết vấn đề của thực tiễn, đưa ra cách xử lý, phương án xử lý đạt hiệu quả cao Từ những yêu cầu và mục tiêu cần hình thành đó, HS xác định/ cấu trúc thành các vấn đề của thực tiễn cuộc sống Tham chiếu vào thực tiễn sản xuất, lao động hoặc sinh hoạt hàng ngày, trên cơ sở đó phát hiện những vấn đề có tính ứng dụng phức hợp chứa đựng các vấn đề của thực tiễn

để giải quyết nó - Hành động học của HS cần được tổ chức và thiết kế theo trình tự các bước đảm bảo sự lôgic

GV dự kiến yêu cầu đặt ra đối với HS khi tổ chức BH STEM như: thời gian/yêu cầu về sản phẩm/tiêu chí đánh giá ? và phương án tổ chức hoạt động dạy học BH STEM? Dự kiến và chuẩn bị các điều kiện về phương pháp, bài giảng, phưong tiện và CSVC cần thiết cho quá trình dạy học bài học STEM

Bước 2: Tổ chức tiến trình dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM

Căn cứ vào những vấn đề thực tiễn, GV có thể lựa chọn chủ đề STEM nhằm xác định kiến thức làm cơ sở khoa học trong chương trình để giải quyết vấn đề thực tiễn

Để lựa chọn chủ đề STEM, GV cần xác định vấn đề thực tiễn gắn liền với môn KHTN (Đây là các 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 học sinh tìm hiểu và thực hiện

để đáp ứng nhu cầu Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi

học sinh giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế) Sau đó xác định nội dung môn KHTN liên quan vấn đề thực tiễn, trên cơ sở kiến thức các môn thuộc lĩnh vực giáo dục STEM sẽ tìm ra cách giải quyết vấn đề

- Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM gồm: Mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ, và năng lực mà người học cần hướng tới Về kiến thức: Trình bày về nội dung kiến thức người học học được thông qua chủ đề

- Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM

- Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM (Tìm hiểu xem trong môn Sinh học, Toán học, Vật lí, Hóa học, Công nghệ,

có những nội dung nào liên quan đến chủ đề)

-Thiết kế hoạt động học tập (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; phương pháp và kĩ thuật dạy học chủ đạo để tổ chức hoạt động: dạy học giải quyết vấn

đề, dạy học khám phá, dạy học dự án, dạy học hợp tác )

- Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá (bao gồm: Thiết kế phiếu đánh giá sản phẩm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá; phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu; thiết lập phiếu đánh giá) Thiết kế phiếu đánh giá hoạt động nhóm (bao gồm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá; Phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu; Hoàn thành phiếu đánh giá)

Qua quá trình xây dựng, giáo viên có thể hình dung các khó khăn học sinh có thể gặp phải, các cơ hội vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề cũng như xác định được đúng đắn các tiêu chí của sản phẩm Sau khi thực hiện chủ đề, học sinh báo cáo kết quả quá trình ứng dụng STEM giải quyết vấn đề thực tiễn, có thể đề xuất một số vấn đề mới phát sinh, ý tưởng mới liên quan đến chủ đề Giáo viên kết luận vấn đề, tổng kết

1.3.2.4 Nội dung DH môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM

Từ đặc điểm của chương trình môn Khoa học tự nhiên là được xây dựng dựa trên

sự kết hợp của 3 trục cơ bản là: Chủ đề khoa học - Các nguyên lý/khái niệm chung của khoa học - Hình thành và phát triển năng lực Trong đó, các nguyên lý/khái niệm chung

sẽ là vấn đề xuyên suốt, gắn kết các chủ đề khoa học của chương trình Khoa học tự nhiên là lĩnh vực nghiên cứu về thể giới tự nhiên, nghiên cứu các quy luật vận động và phát triển chung Kiến thức của lĩnh vực KHTN có thể đến từ các phân môn khác nhau như Sinh học, Vật lý, Hóa học, Khoa học Trái Đất và không gian, thiết kế theo các chủ

đề thể hiện các nguyên lý vận động, phát triển chung của giới tự nhiên

Nội dung DH môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM gồm:

- Chủ đề khoa học chủ yếu của chương trình:

Chất và sự biến đổi của chất: chất có ở xung quanh ta, cấu trúc của chất, chuyển hoá hoá học các chất

Vật sống: Sự đa dạng trong tổ chức và cấu trúc của vật sống; các hoạt động sống; con người và sức khoẻ; sinh vật và môi trường; di truyền, biến dị và tiến hoá

Năng lượng và sự biến đổi: năng lượng, các quá trình vật lí, lực và sự chuyển động Trái Đất và bầu trời: chuyển động trên bầu trời, Mặt Trăng, hệ Mặt Trời, Ngân

Hà, hoá học vỏ Trái Đất, một số chu trình sinh - địa - hoá, Sinh quyển

Các chủ đề được sắp xếp chủ yếu theo logic tuyến tính, có kết hợp ở mức độ nhất định với cấu trúc đồng tâm, đồng thời có thêm một số chủ đề liên môn, tích hợp nhằm hình thành các nguyên lí, quy luật chung của thế giới tự nhiên [Thông tư 32 chương trình môn KHTN]

Như vậy, nội dung dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM được thiết

kế theo chủ đề, chủ đề được xây dựng trên chương trình dạy học, đảm bảo yêu cầu cần đạt về phát triển năng lực HS, đặc điểm hoạt động học tập của HS THCS Bản chất của chủ đề dạy học môn KHTN theo hướng giáo dục STEM thể hiện tích hợp, thực tiễn (người học vừa được học lý thuyết vừa được thực hành), hình thức chú trọng trọng tâm hoạt động của HS

- Các nguyên lý chung của khoa học tự nhiên trong chương trình

Các nguyên lý chung: Tính cấu trúc; Sự đa dạng; Sự tương tác; Tính hệ thống, Sự vận động và biến đổi

Các nguyên lý chung, khái quát của khoa học tự nhiên là nội dung cốt lõi của môn KHTN Các nội dung vật lý, hoá học, sinh học, Trái Đất và bầu trời được tích hợp, xuyên suốt trong các nguyên lí đó Các kiến thức vật lý, hoá học, sinh học, Trái Đất và bầu trời là những dữ liệu vừa làm sáng tỏ các nguyên lí tự nhiên, vừa được tích hợp theo các logic khác nhau trong hoạt động khám phá tự nhiên, trong giải quyết vấn đề công nghệ, các vấn đề tác động đến đời sống của cá nhân và xã hội Hiểu biết về các nguyên lý của tự nhiên, cùng với hoạt động khám phá tự nhiên, vận dụng kiến thức khoa học tự nhiên vào giải quyết các vấn đề của thực tiễn là yêu cầu cần thiết để hình thành và phát triển năng lực khoa học tự nhiên ở HS Sự phù hợp của mỗi chủ đề vật

lý, hoá học, sinh học, Trái Đất và bầu trời với các nguyên lý chung của khoa học được lựa chọn ở các mức độ khác nhau Có nguyên lý cần được thể hiện ở mức độ phù hợp cao, nhưng cũng có nguyên lý chỉ thể hiện ở mức độ thấp [Thông tư 32 chương trình môn KHTN] [1]

1.3.2.5 Phương thức tổ chức DH môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM

Phương thức tổ chức DH môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM

về bản chất là mở rộng các hoạt động dạy và học bằng cách tạo môi trường, bối cảnh

cụ thể để HS được trải nghiệm, vận dụng kiến thức, sử dụng kĩ năng và thể hiện thái

độ của bản thân Trong dạy học STEM nói chung, các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực được sử dụng để tạo động cơ, thúc đẩy nhu cầu khám phá và hỗ trợ xây dựng,

tổ chức các hoạt động nhận thức tích cực ở người học Để huy động vốn kiến thức, kinh nghiệm, khuyến khích tư duy của người học

Dựa vào phân loại ở trên cho thấy giáo dục STEM thường được thực hiện trong hai bối cảnh:

- Học tập thông qua chủ đề được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một phần) Về bản chất, là lấy chủ đề giáo dục STEM làm xuất phát điểm của quá trình nhận thức HS sẽ được đối diện với nó trước, thông qua đó HS phải đi tìm hiểu, nghiên cứu HS tự định hướng nghiên cứu các kiến thức có liên quan Ở chủ đề dạng này, GV thường sử dụng dạy học giải quyết vấn đề

- Dạy học giải quyết vấn đề: là phương pháp, trong đó giáo viên đặt ra trước học sinh một (hay hệ thống) vấn đề nhận thức, chuyển học sinh vào tình huống có vấn đề, sau đó giáo viên phối hợp cùng học sinh (hoặc hướng dẫn, điều khiển học sinh) giải quyết vấn đề, đi đến những kết luận cần thiết của nội dung học tập Đây là phương pháp được xem xét nhiều về mặt tính chất hoạt động của HS và GV trong dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM

- Học tập thông qua chủ đề có tính chất vận dụng Là chủ đề được xây dựng trên

cơ sở kiến thức HS đã được học HS tiếp tục được vận dụng kiến thức vào trong cuộc sống và làm sáng tỏ những lí thuyết HS đã được học Ở chủ đề dạng này, GV thường

sử dụng PPDH dựa trên dự án

- Dạy học dự án trong dạy học môn khoa học tự nhiên; Giáo viên có thể thiết kế

dự án tìm hiểu các vấn đề khoa học tự nhiên trong thực tiễn và giao nhiệm vụ cho học sinh thực hiện Một số nội dung kiến thức khoa học dạy học dự án được thiết kế dưới dạng các dự án, đòi hỏi người học giải quyết một nhiệm vụ học tập phức hợp trong vận dụng các kiến thức từ các môn học, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành liên quan đến thực tiễn

Nhiệm vụ này được một nhóm học sinh thực hiện với tính tự lực cao trong toàn

bộ quá trình học tập, từ việc xác định ý tưởng, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, giám sát, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện

Dạy học dự án chủ đề theo hướng giáo dục STEM trong môn khoa học Tự nhiên gắn với thực tiễn là hình thức dạy học, trong đó vấn đề thực tiễn được thiết kế thành các nhiệm vụ học tập của học sinh, nội dung kiến thức có liên quan đến môn học Khoa học tự nhiên và một số môn học khác Các nhiệm vụ học tập của học sinh đòi hỏi tiến trình giải quyết phức tạp, cần nhiều thời gian và sự nỗ lực cao của người học Học sinh thực hiện dự án theo nhóm trong giờ học, ngoài giờ học chính khóa và thường tiến hành tại nhà, mang tính tự lực cao Giáo viên là người hỗ trợ và giám sát học sinh thông qua nhiều kênh khác nhau (trực tiếp, mạng xã hội, các thiết bị công nghệ nghe nhìn, ) Ngoài 2 phương thức cơ bản trên dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM, giáo viên còn sử dụng các phương thức như:

- Dạy học dưới dạng tổ chức các tình huống trong thực tiễn đời sống Từ thực tế

có thể thiết kế các tình huống mang tính giả định hoặc có thật và đòi hỏi học sinh huy động kiến thức, kinh nghiệm để giải quyết dưới sự hỗ trợ của giáo viên

- Dạy học trải nghiệm thông qua thực hành trong phòng thí nghiệm, ngoài thực địa Đây là hình thức tổ chức dạy học tại hiện trường gắn với sản xuất, nông trường, nông trại nhằm giúp học sinh lĩnh hội kiến thức, củng cố, rèn luyện kỹ năng, học thông qua làm để phát triển năng lực

- Dạy học sử dụng các thí nghiệm ảo Giáo viên có thể sử dụng ứng dụng các video thí nghiệm để hướng dẫn học sinh thực hành thông qua thí nghiệm ảo để lĩnh hội kiến thức, kỹ năng bài học

1.4 Quản lý hoạt động dạy học môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM

1.4.1 Vai trò của CBQL trường trong quản lý HĐDH môn KHTN ở trường THCS theo hướng giáo dục STEM

Giáo dục STEM là xu thế tất yếu của nền giáo dục tiên tiến, hiện đại mà chương trình giáo dục phổ thông 2020 cũng đang hướng tới về mục tiêu tổng thể, định hướng nội dung chương trình Hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM hiện nay là một hoạt động còn khá mới mẻ mà việc triển khai còn chưa thành một hệ thống thống nhất đồng loạt trong toàn ngành Nhà quản lý giáo dục các cấp cần phải thấy tầm quan trọng của giáo dục STEM và thể hiện được vai trò của mình trong quản lý hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên cho giáo viên theo định hướng giáo dục STEM Cán bộ quản lý trường THCS phải có nhận thức đúng về sự cần thiết phát triển chương trình môn học Cán bộ quản lý nhà trường có vai trò rất quan trong trong thay đổi nhận thức của giáo viên dạy môn KHTN về phát triển chương trình môn học theo hướng giáo dục STEM đáp ứng yêu cầu chương trình giáo dục phổ thông 2018 Các chủ trương, chính sách của Đảng, Nhà nước về giáo dục nói chung và đổi mới phương pháp dạy học nói riêng được cụ thể hóa thành những nghị quyết, chỉ thị, là cơ

sở để các nhà quản lý triển khai mạnh mẽ đổi mới dạy học, vận dụng dạy học tích hợp môn khoa học tự nhiên trong các trường trung học cơ sở Những văn bản chỉ thị của ngành Giáo dục và Đào tạo đã được các cấp quản lý cụ thể hóa và hướng dẫn thực hiện chính là môi trường pháp lý thuận lợi cho việc sử dụng mô hình dạy học tích hợp môn khoa học tự nhiên ở các trường THCS hiện nay

Để quản lý tốt dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM, người quản lý phải có kiến thức về các môn KHTN, nắm vững nguyên tắc và các