skkn vận dụng giáo dục stem trong môn khoa học lớp 5 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học

TÊN BIỆN PHÁP VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM TRONG MÔN KHOA HỌC LỚP 5 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TIỂU HỌC Họ tên: Lê Thị Thúy Hằng Chức vụ: Giáo viên Lớp/ Môn dạ

TÊN BIỆN PHÁP VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM TRONG MÔN KHOA HỌC LỚP 5 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO

HỌC SINH TIỂU HỌC

Họ tên: Lê Thị Thúy Hằng

Chức vụ: Giáo viên

Lớp/ Môn dạy: 5D/ Toán+ Tiếng Việt+ Khoa học Đơn vị công tác: Trường Tiểu học Sơn Thủy

Lệ Thủy, Tháng 01 năm 2024

VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM TRONG MÔN KHOA HỌC LỚP 5 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO

HỌC SINH TIỂU HỌC

1 Lý do thực hiện biện pháp

Thực hiện Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo ĐT theo Nghị quyết số 29-NQ/TW đã nêu

rõ nhiệm vụ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”

Đồng thời trong Luật 2019 đã nêu rõ: “Mục tiêu giáo dục nhằm phát triển toàn diện con người Việt Nam có đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khỏe, thẩm mỹ

và nghề nghiệp; có phẩm chất, năng lực và ý thức công dân; phát huy tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân”

Theo công văn 909/BGDĐT- GDTH đã xác định rằng: “Hoạt động Giáo dục STEM nhằm hỗ trợ, tăng cường giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán, Tin học và Nghệ thuật;

Trong thực tế hiện nay, khi dạy học môn Khoa học lớp 4-5, năng lực khoa học của các em còn có nhiều hạn chế, kĩ năng giải quyết vấn đề và tự giải quyết vấn đề trong cuộc sống cũng như trong hoạt động khoa học chưa cao Việc cần thiết nhất để học sinh học môn Khoa học là nhằm hình thành cho học sinh phương pháp nghiên cứu, tìm hiểu về thế giới tự nhiên, nhận thức về môi trường

tự nhiên, về con người, sức khỏe và an toàn, hình thành kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn Xuất phát từ thực tế dạy học, bản thân tôi đã mạnh dạn đưa

ra biện pháp: “Vận dụng giáo dục STEM trong môn Khoa học lớp 5 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học”.

2 Mục đích của biện pháp

Đề xuất các cách làm, kĩ thuật dạy học để áp dụng giáo dục STEM trong dạy học môn Khoa học lớp 5 nhằm giúp học sinh phát triển năng lực tự chủ và

tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, góp phần hình thành và phát triển ở học sinh năng lực nhận thức khoa học tự nhiên, giúp các em có những hiểu biết ban đầu về thế giới tự nhiên, khả năng vận dụng kiến thức nội môn và liên môn để giải quyết các vấn đề đơn giản trong cuộc sống Tạo hứng thú trong học tập, học sinh yêu thích và có niềm tin vào khoa học; bên cạnh đó phát triển năng lực chung, phẩm chất cần có của học sinh tiểu học góp phần nâng cao chất lượng hiệu quả dạy học môn Khoa học lớp 5

3 Cơ sở lý luận

3.1 Cơ sở khoa học

Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục tích hợp 4 bộ môn, bao gồm Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học) 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 khác trong nhà trường

S- Khoa học: Học sinh sẽ được trang bị khái niệm về định luật và lý thuyết khoa học cơ sở

T- Công nghệ: Học sinh được học khả năng sử dụng và nghiên cứu, tìm hiểu từ những đồ vật đơn giản đến phức tạp

E- Kỹ thuật: Giúp học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng sản phẩm và hiểu được quy trình để làm ra nó

M- Toán học: HS có một nền tảng tổng hợp vững chắc, thể hiện ý tưởng Việc ứng dụng giáo dục STEM giúp học sinh thuận lợi trong việc tìm hiểu

và khám tự nhiên qua quan sát và thực hành thực tế Ngoài ra giáo dục STEM còn giúp học sinh nâng cao năng lực khoa học, vận dụng kiến thức khoa học để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống, năng lực sáng tạo, năng lực thiết kế cho học sinh tiểu học

3.2 Cơ sở pháp lí

Trong những năm qua, Đảng, Chính phủ, Bộ giáo dục và Đào tạo đã có nhiều văn bản chỉ đạo, hướng dẫn thực hiện và đổi mới giáo dục trong đó liên quan đến giáo dục STEM được ban hành, cụ thể như: Nghị quyết số 29/NQ- TW Hội nghị lần thứ 8 của Ban chấp hành Trung ương Đảng về đổi mới căn bản,

toàn diện giáo dục và Đào tạo; Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 của Thủ

tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4;

Bộ giáo dục- Đào tạo cũng ban hành Công văn số 909/BGDDT-GDTH về hướng dẫn tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong giáo dục Tiểu học Quyết định số 131/QĐ-TTg ngày 25/1/2022 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Đề

án “Tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin và chuyển đổi số trong giáo dục

và đào tạo giai đoạn 2022 – 2025, định hướng đến năm 2030”

Căn cứ vào các văn bản chỉ đạo của Bộ Giáo dục- Đào tạo, Phòng

GD-ĐT Huyện Lệ Thủy (công văn số 880) hướng dẫn tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong giáo dục Tiểu học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học

3.3 Cơ sở thực tiễn

Việc thiết kế bài học STEM được thực hiện dựa trên việc phân tích mạch nội dung, yêu cầu cần đạt trong chương trình, bối cảnh và vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn thuộc các lĩnh vực khác nhau của đời sống, nội dung khám phá hoặc giải quyết một số vấn đề gần gũi như khám phá bản thân và vấn đề trong học tập, tìm hiểu các hiện tượng và vấn đề thường gặp ở gia đình, cộng đồng và thế giới tự nhiên xung quanh Kế hoạch bài học STEM được thực hiện theo khung bài dạy của Công văn 2345/BGDĐT-GDTH ngày 07/06/2021

Hoạt động trải nghiệm STEM là hình thức tổ chức các hoạt động giáo dục STEM thông qua câu lạc bộ STEM, ngày hội STEM, dự án học tập STEM hoặc các hoạt động trải nghiệm STEM tại trường tiểu học nhằm tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần phát triển năng lực, phẩm chất và bồi dưỡng đam mê, năng khiếu cho học sinh

Đã có nhiều tác giả biên soạn các tài liệu liên quan về giáo dục STEM như: “Tài liệu tập huấn triển khai thực hiện giáo dục STEM cấp tiểu học tiếp cận theo chương trình GDPT 2018” của Bộ giáo dục và Đào tạo; “Bài giảng hoạt động giáo dục STEM lớp 5 NXBGDVN” Nhóm Tác giả: TS Tưởng Duy Hải (Chủ biên); “Giáo dục STEM Lớp 5 NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội” Nhóm tác giả: Lê Anh Vinh (Chủ biên)

4 Cách thức tiến hành

4.1 Tìm hiểu chương trình Khoa học lớp 5 và lựa chọn chủ đề phù hợp với giáo dục STEM

Đối với chương trình dạy môn Khoa học hiện hành cho thấy kênh chữ nhiều, kênh hình ít, nặng về lý thuyết chưa lôi cuốn được học sinh trong quá trình tìm hiểu để phát hiện ra kiến thức mới của bài học đồng thời học sinh ít được trải nghiệm, tự mình sáng tạo ra các sản phẩm từ những vật liệu thân thiện, gần gũi với đời sống các em Một số em còn chưa biết vận dụng kiến thức đã học vào thực hành làm một số đồ vật theo nội dung từng bài học Kĩ năng quan sát, thuyết trình còn hạn chế Chính vì vậy mà đôi khi tiết học trở nên trầm lắng theo cách học sinh lĩnh hội kiến thức một cách thụ động, không hứng thú, việc học và chuẩn bị bài ở nhà chưa tự giác Vậy làm thế nào để các em tích cực trong học tập, tự giác trong việc học và chuẩn bị bài ở nhà là việc người giáo viên trực tiếp giảng dạy như tôi luôn trăn trở

Để dạy học môn Khoa học gắn với giáo dục STEM đạt hiệu quả, tôi tiến hành rà soát chương trình khoa học lớp 5, các hoạt động có thể vận dụng giáo dục STEM Sau đó cùng tổ khối thống nhất các bài, thảo luận và lựa chọn hình thức dạy học

Bảng thời lượng và sử dụng hình thức dạy học

STEM Hoạt động trải nghiệm STEM

Con người và sức

khỏe Bài 19: Phòng tránh tainạn giao thông đường bộ 2 tiết 2 tiết

Vật chất và năng

Sử dụng năng

lượng

Bài 41: Năng lượng mặt

Bài 44: Sử dụng năng lượng gió và năng lượng nước chảy

Thực vật và động

vật Bài 53: Cây con mọc lêntừ hạt 2 tiết 2 tiết

Môi trường và tài

nguyên thiên

nhiên

Bài 68: Một số biện pháp bảo vệ môi trường 2 tiết 2 tiết

Qua tìm hiểu chương trình Khoa học lớp 5, với số lượng bài học STEM

và Hoạt động trải nghiệm STEM là khá nhiều, đây là cơ hội cho học sinh hoạt động Câu lạc bộ STEM, giúp cho học sinh có thể vận dụng khoa học vào đời sống thực tiễn với các hoạt động Từ những vật liệu dễ tìm kiếm, thân thiện với môi trường, gần gũi với đời sống, các em sẽ tạo ra các sản phẩm theo nội dung bài học từ đơn giản đến phức tạp

4.2 Khảo sát năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 5 ( theo CTGD phổ thông 2018- TT 32)

Vào đầu năm học, tôi tiến hành khảo sát về năng lực giải quyết vấn đề trong môn Khoa học của học sinh lớp tôi, cụ thể như sau:

Bảng khảo sát năng lực của học sinh lớp 5D

Năm học: 2023 - 2024 TT

1 Nhận ra ý tưởng thiết kế 27 10 37 13 48.1 4 14.9

2 Hình thành ý tưởng, đề

xuất, lựa chọn giải pháp 27 10 37 12 44.4 5 18.6

3 Thiết kế và tổ chức hoạt

động

4 Đánh giá, nhận xét, cải

tiến

Qua bảng khảo sát, tôi nhận thấy rằng: Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh còn hạn chế Học sinh chưa nhận ra được ý tưởng thiết kế, khả năng hình

thành ý tưởng, đề xuất và lựa chọn giải pháp chưa cao Sự phân công các nhiệm

vụ trong nhóm chưa rõ ràng, khả năng thiết kế, phác thảo bản vẽ còn hạn chế Bên cạnh đó, kĩ năng trình bày sản phẩm trước lớp chưa mạch lạc, việc nhận xét

và tự nhận xét, đưa ra phương án cải tiến chưa thật hiệu quả Cho nên việc vận dụng hoạt động giáo dục STEM vào môn Khoa học lớp 5 sẽ giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề

4.3 Tổ chức dạy học môn Khoa học theo Bài học STEM trong môn Khoa học lớp 5

Giáo dục STEM giúp cho học sinh nâng cao năng lực khoa học, vận dụng kiến thức khoa học để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống, năng lực sáng tạo, năng lực thiết kế Để phát huy những năng lực đó cho học sinh lớp 5 trong môn Khoa học là rất quan trọng

Trong giáo dục STEM có 3 hoạt động chủ yếu là Bài học STEM, Hoạt động trải nghiệm STEM và Làm quen với nghiên cứu khoa học, kỹ thuật Nhưng

ở cấp Tiểu học chỉ tập trung ở 2 hoạt động chính là Bài học STEM và Hoạt động trải nghiệm STEM

Với hình thức bài học STEM ở tiểu học, sẽ giúp cho học sinh tìm tòi

khám phá, trải nghiệm và thực hành, chế tạo thành thạo các sản phẩm Bài học

STEM được áp dụng quy trình thiết kế kĩ thuật như sau:

Bước 1 Xác định vấn đề

Khi dạy học, việc xác định vấn đề cho học sinh là một thử thách kĩ thuật, học sinh cần tạo ra một sản phẩm sáng tạo, tôi hướng dẫn học sinh xác định đúng vấn đề, đưa ra những thử thách, những tình huống để khơi gợi ý tưởng sản phẩm của học sinh và đưa ra tiêu chí để làm sản phẩm

Ví dụ, ở Bài 31: Chất dẻo (Trang 64)

Tôi dẫn dắt học sinh tiếp nhận vấn đề thông qua tình huống có vấn đề xuất phát từ cuộc sống Tôi sử dụng video và hình ảnh về vấn đề ô nhiễm môi trường,

đó là rác thải

Giao nhiệm vụ: Em cần làm gì để hạn chế rác thải nhựa, bảo vệ môi

trường? Tìm hiểu về chất dẻo và những tính chất của nó, thực hành làm một số đồ dùng tái chế từ chất dẻo theo các tiêu chí sau:

+ Sử dụng vật liệu đa số là từ chất dẻo

+ Sử dụng vật liệu dễ kiếm, đã qua sử dụng

+ Sản phẩm có giá trị sử dụng

+ Có tính sáng tạo, đảm bảo tính thẩm mĩ cao

+ Có ý nghĩa về mặt môi trường

Bước 2 Nghiên cứu kiến thức nền

Học sinh tìm hiểu các thông tin liên quan đến kiến thức bài học thông qua đọc sách, tài liệu, thiết bị minh họa,… Tôi tổ chức các hoạt động để học sinh suy nghĩ, nêu các thắc mắc về thông tin hay kiến thức về sản phẩm Tôi khuyến khích học sinh hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm Tùy vào đối tượng học sinh lớp tôi đang dạy, rồi xây dựng các hoạt động khám phá phù hợp, liên kết chặt chẽ với vấn

đề cần giải quyết để tạo ra sản phẩm theo tiêu chí hoặc yêu cầu đã đặt ra

Ví dụ: Khi dạy Bài 31: Chất dẻo (Trang 64), tôi cho học sinh quan sát

hình dạng, độ cứng của một số sản phẩm được làm ra từ chất dẻo thông qua hình ảnh trong sách giáo khoa và nêu tên một số đồ dùng bằng nhựa trong hình Thông qua các hoạt động của học sinh để có kết quả:

Hình 1: Các ống nhựa cứng, chịu được sức nén; các máng luồn dây điện thường không cứng lắm, không thấm nước.

Hình 2: Các loại ống nhựa có màu trắng hoặc đen, mềm, đàn hồi có thể cuộn lại được, không thấm nước.

Hình 3: Áo mưa mỏng mềm, không thấm nước

Hình 4: Chậu, xô nhựa nhiều màu sắc, không thấm nước.

Tôi tiếp tục cho học sinh tìm hiểu tính chất, công dụng và cách bảo quản các đồ dùng bằng chất dẻo thông qua các câu hỏi:

Câu 1: Chất dẻo có sẵn trong tự nhiên không? Nó được làm ra từ gì? Câu 2: Nêu tính chất chung của chất dẻo

Câu 3: Ngày nay, chất dẻo có thể thay thế những vật liệu nào để chế tạo

ra các sản phẩm thường dùng hằng ngày? Tại sao?

HS thu được kết quả:

+ Chất dẻo không có sẵn trong tự nhiên, nó được làm ra từ than đá và dầu mỏ.

+ Nêu tính chất của chất dẻo là cách điện, cách nhiệt, nhẹ, rất bền, khó

vỡ, có tính dẻo ở nhiệt độ cao

+ Ngày nay, các sản phẩm bằng chất dẻo có thể thay thế cho gỗ, da, thủy tinh, vải và kim loại vì chúng bền, nhẹ, sạch, nhiều màu sắc đẹp và rẻ.

+ Các đồ dùng bằng chất dẻo sau khi dùng xong cần được rửa sạch và lau chùi bảo đảm vệ sinh.

Liên hệ thực tế: Qua những thông tin vừa tìm hiểu các em thấy đồ nhựa

và các đồ dùng từ chất dẻo được sử dụng rất rộng rãi phải không nào? Em cần làm gì để hạn chế rác thải nhựa, bảo vệ môi trường?

Bước 3 Đề xuất và lựa chọn giải pháp

Ở bước này, học sinh sẽ đề xuất các giải pháp dựa trên các thông tin, kiến thức đã tìm hiểu được Để đề xuất các giải pháp thường sử dụng phương pháp công não kết hợp với sử dụng các công cụ hỗ trợ tư duy Tôi tạo không gian cho học sinh sáng tạo, đồng thời hướng dẫn phù hợp để việc đề xuất ý tưởng có sự gắn kết với các kiến thức đã tìm hiểu ở hoạt động trước đó Tôi tổ chức để học sinh chia sẻ các ý tưởng thiết kế của mình với nhau để từ đó có thể giúp các em điều chỉnh và hoàn thiện thiết kế

Ví dụ: Khi đề xuất, lựa chọn giải pháp thiết kế mô hình làm chậu hoa

từ các vật liệu được làm bằng chất dẻo ở Bài 31: Chất dẻo (Trang 64)

Yêu cầu học sinh: Kiểm tra sự chuẩn bị đồ dùng của các nhóm

Học sinh đề xuất ý tưởng lựa chọn sản phẩm sẽ làm

+ Học sinh phác thảo bản vẽ mô hình sản phẩm ra giấy và nêu rõ nguyên vật liệu sử dụng để làm ra sản phẩm vào phiếu học tập

Khi HS đã thực hiện xong các yêu cầu, tôi cho HS quan sát một vài hình ảnh về các sản phẩm làm từ nhựa đã chuẩn bị sẵn, định hướng giải pháp

Bước 4 Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá

Học sinh dựa vào bản thiết kế đã hoàn thiện để thực hiện chế tạo sản phẩm Trong giờ học, các em thực hiện thao tác kĩ thuật kết hợp sử dụng các nguyên vật liệu phù hợp Do đó, để đảm bảo được tính hiệu quả của hoạt động này, tôi đưa ra dự kiến về nguyên vật liệu và công cụ có thể cung cấp cho học sinh để định hướng từ hoạt động thiết kế hoặc giới hạn trong nhiệm vụ học tập của học sinh

Chẳng hạn, khi chế tạo thử nghiệm, hoàn thành sản phẩm chậu hoa từ vật liệu được làm bằng chất dẻo ở Bài 31: Chất dẻo (Trang 64) Tôi nhắc nhở về an toàn khi thực hành

Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm, lựa chọn vật liệu và thực hành làm sản phẩm

Bảng phân công nhiệm vụ của nhóm Cá Vàng

1 Nguyễn Hoàng Anh Tú Đo, cắt trên vật liệu được làm bằng chất dẻo

2 Dương Thị Thái Bình Cắt bông hoa trang trí cho chậu hoa

3 Võ Bảo Ngọc Diệp Phụ trách dán bông hoa vào chậu

4 Dương Minh Tiến Đục lỗ ở chậu hoa

5 Nguyễn Quốc Học Dán các họa tiết trang trí

6 Võ Lê Linh Thảo Cắt họa tiết để trang trí

Học sinh chế tạo mẫu theo bản vẽ (hoạt động nhóm, cá nhân): Cắt, dán, trang trí,

HS dựa trên các tiêu chí đánh giá sản phẩm để thử nghiệm và tự đánh giá sản phẩm

Sau khi chế tạo, học sinh sẽ thử nghiệm và ghi nhận lại các kết quả từ sản phẩm Có thể định hướng để học sinh suy nghĩ về các cải tiến cần có làm cho sản phẩm có thể hiệu quả hơn

Ví dụ, Học sinh có thể thử nghiệm trồng cây hoa vào chậu hoa làm bằng chai nhựa chưa trang trí và thử nghiệm nếu chậu hoa cao hơn cây, chậu hoa không đục lỗ ở dạy Bài 31: Chất dẻo (Trang 64)

Bước 5 Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

Khi kết thúc quy trình kĩ thuật một sản phẩm, một giải pháp được hoàn thiện đáp ứng yêu cầu cho trước giải quyết vấn đề hay một nhiệm vụ Tôi cho học sinh chia sẻ sản phẩm trước lớp và mở rộng hơn với người thân, gia đình và cộng đồng

Hoạt động này giúp học sinh củng cố lại các khái niệm hay kiến thức đã chiếm lĩnh được sau quá trình thiết kế chế tạo sản phẩm

Ví dụ, sau khi các nhóm hoàn thành sản phẩm chậu hoa được làm từ vật liệu bằng chất dẻo trong Bài 31: Chất dẻo (Trang 64)

Tôi cho học sinh tham quan sản phẩm của nhóm bạn và nêu lại tiêu chí đánh giá sản phẩm

Các nhóm tiến hành trình bày và giới thiệu sản phẩm của nhóm mình Sau

đó nhận xét, đánh giá, góp ý, các nhóm điều chỉnh thiết kế (nếu có)