Luận văn thạc sĩ Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán: Dạy học chương "hình lăng trụ đứng, hình chóp đều" - Hình học 8 trường Trung học cơ sở theo định hướng giáo dục Steam

Trong giáo dục STEAM, thay vì việc dạy năm môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEAM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế, không chỉ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG

NGUYỄN THỊ THU HÀ

DẠY HỌC CHƯƠNG “HÌNH LĂNG TRỤ ĐỨNG, HÌNH CHÓP ĐỀU” - HÌNH HỌC 8 TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ THEO ĐỊNH HƯỚNG

GIÁO DỤC STEAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN TOÁN

HẢI PHÒNG - 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Dạy học chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” - Hình học 8 Trường trung học cơ sở theo định hướng giáo dục STEAM” là công trình do tôi nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS Đỗ Thị Hồng Minh Các số liệu và kết quả trong luận văn này được thu thập và sử dụng một cách trung thực Các tài liệu sử dụng có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng

Ngày 22 tháng 5 năm 2022

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Thu Hà

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Toán – Khoa học tự nhiên, Phòng Quản lý sau Đại học, Trường Đại học Hải Phòng đã tạo điều kiện, giúp đỡ, tận tình quan tâm, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian nghiên cứu luận văn này

Đặc biệt hơn, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TS Đỗ Thị Hồng Minh - Giảng viên Khoa Toán – Khoa học tự nhiên, Trường Đại học Hải Phòng Cô đã giành nhiều thời gian và truyền đạt vốn kiến thức quý báu để hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ, giúp tôi lĩnh hội được những kiến thức chuyên môn để áp dụng vào thực tiễn giảng dạy

Đồng thời, tôi cũng chân thành cảm ơn đồng nghiệp, học sinh, gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh bên tôi, tận tình giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

Mặc dù bản thân đã ra sức cố gắng, tuy nhiên với kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, tôi mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và các bạn để có điều kiện

bổ sung, hoàn thiện luận văn hơn, đồng thời cũng tôi nâng cao ý thức, trách nhiệm bản thân, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, tháng 05 năm 2022

Học viên

Nguyễn Thị Thu Hà

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vii

DANH MỤC BẢNG, BIỂU viii

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu về dạy học STEAM 5

1.1.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài 5

1.1.2 Các nghiên cứu ở trong nước 6

1.2 Giáo dục STEAM 8

1.2.1 Khái niệm chung về STEAM 8

1.2.2 Mục tiêu và ý nghĩa của giáo dục STEAM 9

1.2.3 Giáo dục STEAM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 10

1.3 Tổ chức dạy học 10

1.3.1 Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEAM 10

1.3.1.4 Dạy học dự án 12

1.3.2 Các hình thức tổ chức giáo dục STEAM 13

1.3.3 Quy trình thiết kế bài học trong giáo dục STEAM 14

1.4 Kiểm tra đánh giá kết quả dạy học các chủ đề STEAM 15

1.4.1 Nguyên tắc đánh giá 15

1.4.3 Xây dựng công cụ đánh giá 16

1.5 Chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” trong chương trình Hình học 8 ở Trường Trung học cơ sở 19

1.5.1 Mục đích, yêu cầu 19

1.5.2 Cơ hội tổ chức STEAM 19

1.6 Thực trạng về dạy học STEAM trong dạy học môn Toán ở Trường Trung

học cơ sở hiện nay 20

CHƯƠNG 2: DẠY HỌC CHƯƠNG “HÌNH LĂNG TRỤ ĐỨNG, HÌNH CHÓP ĐỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEAM 28

2.1 Thiết kế một số chủ đề giáo dục STEAM 28

2.1.1 Định hướng xây dựng chủ đề STEAM trong dạy học 28

2.1.2 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEAM 29

2.2 Tổ chức thực hiện một số chủ đề giáo dục STEAM 31

2.2.1 Chủ đề 1: Thiết kế đèn lồng (Bài: Hình lăng trụ đứng) 31

2.2.2 Chủ đề 2: Tính toán thiết kế, xây dựng mô hình tòa tháp The Blade hình lăng trụ đứng tại Yongsan (Hàn Quốc) 38

2.2.3 Chủ đề 3: Thiết kế hộp quà hình chóp đều (Bài: Hình chóp đều – Hình chóp cụt đều) 44

2.2.4 Chủ đề 4: Thiết kế lịch để bàn (Bài: Hình lăng trụ đứng) 51

2.2.5 Chủ đề 5: Bộ dụng cụ cho người khiếm thị (Phụ lục 3) 59

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 61

3.1 Khái quát quá trình thực nghiệm 61

3.1.1 Mục đích, yêu cầu thực nghiệm 61

3.1.2 Đối tượng thực nghiệm 61

3.1.3 Nội dung thực nghiệm 61

3.2.1 Đánh giá sản phẩm 63

3.2.2 Đánh giá bài kiểm tra 64

3.2.3 So sánh tiêu chí phát triển năng lực 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 72

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

STEAM Khoa học – Science, Công nghệ – Technology, Kỹ thuật

– Engineering, và Toán học – Mathematics

GD-ĐT Giáo dục và Đào tạo

1.2 Mức độ nhận thức của giáo viên về giáo dục STEAM 20

1.3 Mức độ nhận thức của giáo viên về ý nghĩa giáo dục

1.6 Khảo sát giáo viên tổ chức dạy học chủ đề theo định

1.7 Những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán

1.8 Số lượng học sinh tham gia điều tra thực trạng 23 1.9 Mức độ nhận thức của học sinh về giáo dục STEAM 23 1.10 Các cách thức học môn toán của học sinh 24

1.11

Mức độ đánh giá thường xuyên của học sinh về học môn toán theo chủ đề định hướng giáo dục STEAM ở trường học

24

1.12

Khảo sát học sinh về sự hứng thú với phương pháp dạy STEAM (đối với những em đã học môn toán theo phương pháp này)

25

1.13 Các khó khăn thường gặp khi học chủ đề theo định

3.1 Điểm kiểm tra đầu vào của 2 lớp 8A và 8B 54

Số liệu

3.2 Bài dạy thực nghiệm của hai lớp 8A và 8B 55

3.3 Kết quả khảo sát về thái độ học tập chủ đề giáo dục

3.4 Thống kê kết quả các bài kiểm tra của hai lớp TN và

3.5 Kết quả khảo sát về kỹ năng giao tiếp và tiếp thu kiến

3.6 Kết quả khảo sát về sự nhạy bén và tính sáng tạo với

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu

Giáo dục STEAM là một mô hình giáo dục được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam STEAM là phương thức áp dụng giáo dục tương tác đa chiều trong giảng dạy, là phương thức giáo dục dạy học tích hợp theo cách tiếp cận liên môn thông qua thực hành, ứng dụng STEAM là

sự kết hợp giữa các môn học (Khoa học – Science, Công nghệ – Technology,

Kỹ thuật – Engineering, và Toán học – Mathematics) và Nghệ thuật (Art) Trong giáo dục STEAM, thay vì việc dạy năm môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEAM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế, không chỉ giúp học sinh hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể rút ngắn khoảng cách giữa kiến thức hàn lâm tới thực hành để tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày Giáo dục STEAM luôn gắn với những vấn đề xảy ra trong thực tế Nhờ đó, học sinh cảm thấy những bài học trở nên hấp dẫn, sinh động và gần gũi Các chủ

đề học tập rất phong phú, không chỉ về khoa học tự nhiên mà còn về xã hội, văn hóa và các môn nghệ thuật Giáo dục STEAM chú trọng phong cách học tập sáng tạo ở người học và coi trọng việc hình thành và phát triển năng lực người học Dạy học theo định hướng giáo dục STEAM vừa thúc đẩy việc phát triển giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học và nghệ thuật vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, giúp hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất người học

Ngoài ra, trong chương trình giáo dục phổ thông mới [1] có mặt các môn học STEAM như: môn Toán học; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin học Điều này chứng tỏ giáo dục STEAM đã được chú trọng và cũng là sự điều chỉnh kịp thời của giáo dục trước cuộc cách mạng công nghiệp 4.0

Hơn nữa, một trong những mục tiêu quan trọng của của chương trình giáo dục phổ thông [1] là phát triển năng lực con người Bởi vậy để đáp ứng nhu cầu của thực tiễn giáo dục đã đề ra, chúng ta cần phải đổi mới phương

pháp dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh Giáo dục STEAM đáp ứng được mục tiêu phát triển năng lực và phẩm chất người học Giáo dục STEAM giúp cho người học có định hướng nghề nghiệp tương lai Từ đó, tạo ra nguồn nhân lực có phẩm chất, năng lực nhất là trong lĩnh vực kĩ thuật đáp ứng cho công cuộc phát triển đất nước trong thời kì cách mạng công nghệ 4.0

Mặc dù những năm học vừa qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai nhiều hoạt động giáo dục nhằm đổi mới phương pháp dạy học và chương trình giáo dục phổ thông Tuy nhiên, trên thực tế việc áp dụng giáo dục STEAM hiện vẫn còn khá mơ hồ, chưa có nhiều điều kiện triển khai ở các trường THCS Hơn thế, việc kiểm tra, đánh giá hiện nay của các trường THCS, cụ thể là các bài kiểm tra, được tổ chức bằng hình thức trắc nghiệm

và tự luận để kiểm tra kiến thức, kỹ năng, trong khi đánh giá theo mô hình STEAM là đánh giá thông qua sản phẩm thực hành Gần đây, STEAM được quan tâm, ủng hộ khá lớn từ cộng đồng, đặc biệt là sự tham gia của các tổ chức, cá nhân, công ty trong và ngoài nước và trên hết là sự đón nhận và sẵn sàng chi trả của một bộ phận cha mẹ học sinh khu vực thành thị nhưng nhận thức của một bộ phận cán bộ, giáo viên nói chung về STEAM còn hạn chế Đặc biệt trong môn Toán, nhất là phân môn Hình học 8 - chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” là một trong số nội dung khá hấp dẫn đối với học sinh Nội dung chương Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều có tính ứng dụng trong thực tiễn khá cao Đây cũng là một nội dung có nhiều cơ hội áp dụng mô hình giáo dục STEAM Bởi vậy, nếu giáo viên thiết kế và tổ chức dạy học nội dung này theo định hướng giáo dục STEAM sẽ phát huy hết năng lực học tập của học sinh, đặc biệt khơi gợi niềm đam mê, hứng thú đối với môn học của học sinh

Vì những lí do trên nên tôi chọn đề tài: Dạy học chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” - Hình học 8 trường trung học cơ sở theo định

hướng giáo dục STEAM với mong muốn đưa đề tài này áp dụng vào thực

tiễn, nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Toán lớp 8 ở trường THCS

2 Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu vấn đề lý luận và thực tiễn về giáo dục STEAM nói chung và dạy học môn Toán nói riêng, đề tài nhằm dạy học chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” - Hình học 8 trường THCS theo định hướng giáo dục STEAM

3 Giả thiết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức được một số chủ đề giáo dục STEAM thông qua dạy học hình lăng trụ đứng, hình chóp đều ở trường THCS thì có thể giúp học sinh hứng thú, học tập tích cực, chủ động và sáng tạo, giúp học sinh thấy được ứng dụng của các kiến thức liên quan đến hình lăng trụ đứng, hình chóp đều vào cuộc sống, nhằm nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán ở trường THCS

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Toán 8 ở trường THCS

- Đối tượng nghiên cứu: Cách thức dạy học chương Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều ở trường THCS theo định hướng giáo dục STEAM

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu việc thiết kế dạy học chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” - Hình học 8 trường THCS theo định hướng giáo dục STEAM

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Phương pháp điều tra phỏng vấn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

6 Đóng góp của luận văn

- Hệ thống một số vấn đề lý luận và thực tiễn về giáo dục STEAM;

- Thiết kế và tổ chức một số chủ đề giáo dục STEAM thông qua dạy học chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” - Hình học 8 trường Trung học

cơ sở

7 Kết cấu của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn gồm

3 chương:

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

CHƯƠNG 2: DẠY HỌC CHƯƠNG “HÌNH LĂNG TRỤ ĐỨNG, HÌNH CHÓP ĐỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEAM

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu về dạy học STEAM

1.1.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Hiện nay, giáo dục STEAM được áp dụng rộng rãi tại các quốc gia phát

triển trên toàn thế giới như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc,

Tại Hoa Kỳ, có thể được xem là “cái nôi” của giáo dục STEAM hiện đại

Tại quốc gia này, STEAM được đưa vào chương trình giáo dục từ cấp Tiểu học, thông qua đa dạng các đầu sách tham khảo được minh họa sống động, giúp học sinh dễ dàng hình dung được các khái niệm có phần trừu tượng và khó hiểu so với độ tuổi của các em Đồng thời, việc tiếp xúc sớm với STEAM cũng giúp học sinh bổ sung thêm các từ vựng chuyên ngành cần thiết và từng bước hình thành tư duy khoa học Ở bậc Trung học, học sinh Hoa Kỳ được khuyến khích đọc thêm nhiều thể loại sách STEAM khác nhau, từ hư cấu đến phi hư cấu Điều này nhằm giúp các em trau dồi kiến thức chuyên ngành, phát triển các các kỹ năng tư duy, ngôn ngữ và thực hành Song song đó, các hoạt động thí nghiệm, thực hành cũng được tổ chức thường xuyên nhằm đưa các

em đến gần hơn với các lý thuyết đã học

Tại New Zealand, định hướng STEAM được triển khai theo hướng kích

thích tư duy logic và phản biện, đề cao các hoạt động ứng dụng thực tiễn Quốc gia này chủ trương áp dụng phương thức dạy học lấy học sinh làm trung tâm và học dựa tập dựa trên dự án Học sinh sẽ được chủ động trong suốt quá trình nghiên cứu bài học và trình bày ý tưởng trước lớp, sau đó giáo viên mới góp ý giúp các em điều chỉnh New Zealand còn đưa Công nghệ số vào chương trình giảng dạy STEAM để giúp học sinh bắt kịp xu thế của thời đại Yếu tố nghệ thuật và sáng tạo cũng được các trường tại đây tập trung phát triển

Một đại diện từ Trung Đông đang thực hiện giáo dục STEAM khá tốt đó

là Israel Trẻ em Israel được tiếp xúc với STEAM từ những năm Mẫu giáo,

qua 3 bộ môn Khoa học, Công nghệ và Toán Đến cấp bậc Tiểu học, các em

sẽ được học đủ tất cả bộ môn thuộc STEAM, chủ yếu khai thác từ các hoạt động sống hằng ngày Ở cấp Trung học, học sinh sẽ được học kiến thức liên ngành STEAM thay vì các phân môn độc lập Mục tiêu là trang bị cho các em

cả hiểu biết lẫn khả năng vận dụng Quốc gia này còn thường xuyên phối hợp với các tập đoàn công nghệ lớn như Google và IBM để mang lại cho học sinh nhiều chương trình trải nghiệm thực tế

Ở phạm vi Châu Á, chúng ta có Hàn Quốc chính thức đưa STEAM vào chương trình phổ cập giáo dục toàn quốc vào năm 2009 Còn ở đảo quốc Singapore, nhiều trường quốc tế đã sớm cho học sinh tiếp xúc với nhiều thiết

bị tân tiến như máy in 3D và cả các ứng dụng lập trình, nhằm tạo điều kiện cho học sinh tự xây dựng mô hình học tập Trong những năm gần đây Việt Nam cũng đang ngày càng đề cao định hướng STEAM trong giáo dục, chúng

ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn ngay trong phần dưới đây

1.1.2 Các nghiên cứu ở trong nước

Thực hiện chủ trương đổi mới trong giáo dục tạo đà cho sự phát triển giáo dục trong tương lai, đồng thời gắn liền dạy học trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống nhằm góp phần hình thành và phát triển năng lực của học sinh

Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức nhiều cuộc thi như: “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho học sinh trung học” hay cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho giáo viên trung học” Hay cuộc thi STEAM Robotics MakeX là sân chơi bổ ích, trí tuệ, khuyến khích sự sáng tạo dành cho các bạn học sinh đam

mê lĩnh vực lập trình - robotics và hướng cho học sinh tới những giá trị nhân văn trong cuộc sống như chia sẻ, sáng tạo, đồng đội và vui vẻ Đây cũng là những cuộc thi của giáo dục STEAM hướng tới việc hình thành và phát triển năng lực cho học sinh xây dựng những kĩ năng học tập và lao động trong thế

kỉ 21 và đáp ứng những yêu cầu của cuộc cách mạng 4.0 Nhận thấy vai trò của giáo dục STEAM như là một giải pháp quan trọng, hiệu quả trong việc

đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam, Bộ GD-ĐT đã quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEAM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan

Bên cạnh đó, nhiều ý tưởng dạy và thực hành STEAM cũng đang dần được triển khai tại một số địa phương chẳng hạn như dự án trồng cây thâm canh trên phần mái của Trung học phổ thông Lê Hồng Phong, Nam Định hay những chuyến thực tế của Trung học phổ thông Chúc Động, dự án thực tế

“Máy thu rác trên Vịnh Hạ Long” hay “Thiết bị chống đuối nước” của các em học sinh tại Trung học phổ thông Hòn Gai, Hạ Long Thông qua những hoạt động trên, các em phải đào sâu nghiên cứu về đặc điểm các loại đất, loại nước

ở tỉnh mình để tìm ra giải pháp thâm canh phù hợp, được đi thăm các cơ sở sản xuất gạch ngói thủ công hoặc học cách làm việc nhóm để đưa ra được sản phẩm sáng tạo, hiệu quả khi áp dụng vào thực tiễn

Ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều cuốn sách hay về giáo dục STEAM/

STEAM như: Bộ sách “Hoạt động trải nghiệm với Steam” các lớp 6, 7, 8, 9

của NXB giáo dục Việt Nam (2019) [6][9][14][15], cuốn sách này giúp bạn đọc hiểu được quá trình hình thành, phát triển cũng như vai trò, đặc điểm, của giáo dục STEAM và đưa ra một số chủ đề thuộc nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau, yêu cầu học sinh phải làm việc nhóm và vận dụng kiến thức theo hướng tiếp cận liên môn để giải quyết những vấn đề thực tiễn từ môi trường, năng lượng, năng lượng sạch, an toàn thực phẩm, cho robot, qua đó góp phần phát

triển toàn diện năng lực và phẩm chất cho học sinh Cuốn sách “Giáo Dục STEAM/ Steam: Từ Trải Nghiệm Thực Hành Đến Tư Duy Sáng Tạo” của tác

giả Nguyễn Thanh Hải [7] đã đem đến cho người đọc nhiều thông tin hữu ích

về một số nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực giáo dục STEAM Cuốn sách

đã đưa ra những gợi ý cụ thể cho từng chủ đề về giáo dục STEAM giúp cho người đọc có thể vận dụng những gợi ý cụ thể trong việc thiết kế các chủ đề

STEAM Đặc biệt là cuốn sách "Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEAM"

của tác giả Nguyễn Thanh Nga chủ biên xuất bản năm 2018[13] đã cung cấp

một cách khái quát lý luận về giáo dục STEAM và tiến trình tổ chức các chủ

đề giáo dục STEAM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo và định hướng nghề nghiệp cho học sinh Cuốn sách đã cung cấp 15 chủ đề STEAM cùng hướng dẫn tổ chức nhằm định hướng phát triển năng lực sáng tạo và 05 ngành nghề STEAM có định hướng nghề nghiệp và được xây dựng theo các

dự án học tập Hầu hết các chủ đề trong sách đã được thực hiện ở trường trung học và đã được kiểm nghiệm về tính khả thi

Trong quá trình giảng dạy ở các trường THCS, nhiều giáo viên đã nhận thấy được những giá trị mà giáo dục STEAM mang lại, tuy nhiên chưa nhiều giáo viên áp dụng và biết cách thiết kế, tổ chức dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEAM Đa số giáo viên còn gặp nhiều khó khăn trong việc lên ý tưởng, thiết kế bài dạy và điều kiện cơ sở vật chất để triển khai và tổ chức dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEAM

1.2 Giáo dục STEAM

1.2.1 Khái niệm chung về STEAM

STEAM là phương pháp ứng dụng giáo dục tương tác đa chiều vào giảng dạy, là sự kết hợp giữa STEAM (Khoa học – Science, Công nghệ – Technology, Kỹ thuật – Engineering, và Toán học – Mathematics) và Nghệ thuật (Art) được áp dụng trong trường học

Hình 1.1 Hình ảnh các lĩnh vực STEAM

“Giáo dục STEAM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học và nghệ thuật vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.” [1]

Một phần quan trọng khi ứng dụng khái niệm giáo dục STEAM là học sinh không chỉ được dạy kiến thức của mỗi một môn học mà còn được dạy cách học sao cho hiệu quả, cách đặt câu hỏi và phản biện hoặc tranh luận, học cách tự thiết kế thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết khoa học của mình và được khuyến khích để sáng tạo ra cái mới

Như vậy giáo dục STEAM nói đến hình thức giáo dục liên môn học trong một chương trình đào tạo, cụ thể khi dạy học STEAM phải có năm lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán Giáo dục STEAM giúp học sinh phát triển toàn diện về mọi mặt phẩm chất và năng lực

1.2.2 Mục tiêu và ý nghĩa của giáo dục STEAM

Giáo dục STEAM mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới theo chương trình giáo dục phổ thông, cụ thể là [1]:

- Đảm bảo tính toàn diện: Giáo dục STEAM được tổ chức triển khai

trong nhà trường, giáo dục STEAM quan tâm đến tất cả các lĩnh vực: Toán, , Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc lĩnh vực STEAM: Các

chủ đề giáo dục STEAM trong nhà trường đề cao việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được thực hành, hoạt động, trải nghiệm, sáng tạo qua đó thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Trong quá

trình giáo dục STEAM, học sinh hợp tác với nhau qua dự án học tập;

- Kết nối trường học với cộng đồng: Giáo dục STEAM hướng tới giải

quyết các vấn đề có tính thực tiễn, hoặc vấn đề đặc thù kinh tế của địa phương, hoặc kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp,

- Đảm bảo tính hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục

STEAM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEAM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEAM

- Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0: Giáo dục STEAM tạo ra

những con người năng động có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế

kỷ mới phù hợp với cách mạng công nghiệp 4.0 đang phát triển hiện nay Giáo dục STEAM với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang và sẽ là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của thế giới, giúp học sinh thích ứng tốt hơn và

có khả năng sử dụng công nghệ thành thạo hơn trong tương lai

1.2.3 Giáo dục STEAM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018

Mặc dù giáo dục STEAM được đưa vào trong chương trình giáo dục phổ thông mới Tuy mục tiêu của giáo dục STEAM là tương đồng với mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mới, nhưng việc thực hiện giáo dục STEAM còn đang gặp khá nhiều khó khăn về một số mặt như: hình thức kiểm tra đánh giá chưa tương đồng, nhận thức và kĩ năng của đội ngũ giáo viên còn hạn chế và cơ sở vật chất ở các trường còn thiếu,

Do đó, để áp dụng STEAM vào chương trình giáo dục phổ thông một cách bài bản, khoa học thì theo ý kiến của các chuyên gia về giáo dục cần phải có phương án, kế hoạch lâu dài, có lộ trình áp dụng với nhiều mức độ và

hình thức phù hợp [8]

1.3 Tổ chức dạy học

1.3.1 Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEAM

1.3.1.1 Dạy học dựa trên vấn đề

Đây là cách tiếp cận giảng dạy trong đó học sinh được giáo viên trình bày một tình huống có vấn đề, tức là tình huống trong đó chứa đựng những mâu thuẫn cần giải quyết và học sinh cần phải tìm cách giải quyết vấn đề đó Tình huống có vấn đề có thể là một bài toán chưa có thuật giải hay tốt nhất là tình huống gây được cảm xúc và làm cho học sinh ngạc nhiên Có thể tạo ra các tình huống có vấn đề bằng các cách sau:

- Nhận xét trực quan, thực hành, dựa vào hoạt động thực tiễn đưa ra dự đoán

- Lật ngược vấn đề;

- Xem xét tương tự;

- Khái quát hóa;

- Đặt vấn đề đưa đến kiến thức mới trên cơ sở khai thác kiến thức cũ;

- Đưa ra một bài toán có vấn đề mà kiến thức cũ không giải quyết được

từ từ dẫn đến kiến thức mới

- Tìm sai lầm trong lời giải

Với phương pháp học tập này, giáo viên thường tổ chức cho học sinh học tập theo nhóm nhỏ để giải quyết vấn đề, điều này cho phép học sinh thực hành làm việc hợp tác, từng học sinh phải hỗ trợ tìm ra giải pháp, sau đó cùng nhau làm việc theo nhóm để đánh giá từng giải pháp và xác định đâu là giải pháp tốt nhất [12]

1.3.1.2 Khám phá theo mô hình 5E

1) Engage (gắn kết): thầy cô giáo thường hoạt động bằng cách khơi gợi

sự quan tâm, hứng thú của học sinh thu hút học sinh vào nội dung bài học Từ

đó thầy cô đánh giá, xem xét, nhận định qua những kiến thức sẵn có của học sinh về đề tài Nếu thấy học sinh đã biết thì giáo viên cần phải điều chỉnh những bước tiếp theo của mô hình 5E

2) Explore (khảo sát): Qua việc khảo sát vầ tìm hiểu vấn đề, học sinh tự

đưa ra giả định, phỏng đoán, rồi kiểm chứng và tự rút ra kết luận thông qua việc trải nghiệm và làm thí nghiệm, tìm tòi, khám phá, từ đó tự có thêm những hiểu biết về kiến thức liên quan đến chủ đề Trong hoạt động này, giáo viên đóng vai trò là người hướng dẫn, cung cấp tài liệu, nguyên vật liệu giúp học sinh khám phá bằng lối tư duy phản biện qua cách đặt câu hỏi, thu thập thông tin và phân tích dữ liệu Giáo viên có thể chia nhóm học sinh thành các nhóm và phân công việc cụ thể cho từng thành viên của nhóm

3) Explain (giải thích): Giáo viên giúp học sinh giải thích những hiện

tượng liên quan đến chủ đề, dựa trên những kiến thức nền để tìm câu trả lời

cho phỏng đoán của mình Trong bước này học sinh thảo luận với nhau rồi báo cáo với giáo viên những gì tìm hiểu được

4) Elaborate (áp dụng): Trong bước này, học sinh áp dụng những gì

vừa khám phá để làm ra những sản phẩm thực tế hoặc mở rộng kiến thức để liên hệ với những chủ đề khác tương tự trong các môn học hoặc làm những hoạt động khác liên quan đến chủ đề

5) Evaluate (đánh giá): Trong bước này, học sinh cùng giáo viên cùng

nhìn lại, đánh giá những sản phẩm mình vừa làm và xem đã học được điều gì, điều gì làm chưa tốt và nguyên nhân, những sáng kiến nào là hay nhất, vì sao đồng thời so sánh đối chiếu kiến thức vừa thu thập được với kiến thức sẵn có

1.3.1.3 Dạy học dựa trên thiết kế

Trong học tập qua thiết kế, giáo viên đưa ra một vấn đề xác thực có cấu trúc lỏng lẻo để học sinh tìm tòi, khám phá Nhưng thay vì xây dựng một giải pháp mang tính nhận thức, học sinh cần phải thiết kế ra một sản phẩm giúp giải quyết vấn đề bài đặt ra [12]

Dạy học dự án là phương pháp dạy học tích cực rất phù hợp để tổ chức dạy học các chủ đề, bài học STEAM Thông qua các dự án học tập, học sinh thực hành chế tạo ra sản phẩm mong muốn Trong phương pháp học tập theo

dự án, điều quan trọng là học sinh biết cách xây dựng kế hoạch, giải quyết vấn đề để tạo ra sản phẩm mong muốn, từ đó đúc rút được một số kinh nghiệm Bởi vậy, phương pháp học tập này thường mất nhiều thời gian [12]

1.3.2 Các hình thức tổ chức giáo dục STEAM

Giáo dục STEAM không phải là một môn học cụ thể, cũng không phải là một phương pháp dạy học mà là một cách tiếp cận trong dạy học các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Nghệ thuật và Toán Giáo dục STEAM thường được lồng ghép qua các hình thức như tăng cường tích hợp, trải nghiệm, vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tế khi dạy học các bài theo sách giáo khoa; xây dựng bài học theo chủ đề tích hợp kiến thức nhiều môn học vào giải quyết tình huống thực tiễn; áp dụng phương pháp dạy học dựa trên dự án; cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học[3]; sinh hoạt ngoại khóa câu lạc bộ STEAM; các sự kiện STEAM, ngày hội STEAM, hội thi robotic,… các hoạt động đã thu hút được nhiều tổ chức các nhân, học sinh tham gia hưởng ứng

1.3.2.1 Hoạt động trải nghiệm, nghiên cứu khoa học

Giáo dục STEAM thường được triển khai qua hai hoạt động chính là trải nghiệm và nghiên cứu khoa học [4]

- Hoạt động trải nghiệm STEAM:

Trong hoạt động này, học sinh được tham gia khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật khoa học trong thực tiễn đời sống, chẳng hạn như hình thức câu lạc bộ STEAM, trò chơi, , các dự án nghiên cứu, các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEAM

- Hoạt động nghiên cứu khoa học:

Đó là việc tổ chức các cuộc thi nghiên cứu, sáng tạo khoa học kĩ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực khoa học, đời sống như: robot,

năng lượng tái tạo, môi trường, công nghệ cao…Hoạt động thường áp dụng cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kĩ thuật áp dụng chúng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn

1.3.2.2 Bài học, chủ đề STEAM

Đó là bài học hay chủ đề STEAM diễn ra theo quy trình thiết kế kĩ thuật, là một tiến trình linh hoạt từ việc xác định một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến việc tìm tòi, sáng tạo và phát triển giải pháp, chế tạo sản phẩm Điều đó cho phép áp dụng linh hoạt các nội dung và phương pháp dạy học khác nhau, có thể tiến hành bài học với các hình thức khác nhau: trò chơi, trải nghiệm, dự án học

tập [8]

1.3.2.3 Bài học thông thường

Qua mỗi bài học thông thường, dù chưa đạt được mục tiêu dạy học STEAM nhưng GV có thể trang bị những kiến thức nền để học sinh thực hiện các chủ đề STEAM Giáo viên cần có những cố gắng nhất định về nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học để tiếp cận gần đến STEAM hơn[8]

1.3.3 Quy trình thiết kế bài học trong giáo dục STEAM

Qua tham khảo những nghiên cứu của tác giả Billy Nguyễn, quy trình thiết kế bài học STEAM có thể được tiến hành theo 6 bước sau [8]:

Bước 1: Xác định vấn đề:

Giáo viên đưa ra vấn đề hay đặt học sinh trước một tình huống trong thực tế, làm xuất hiện các câu hỏi cần trả lời: vấn đề gì cần làmgì? giải quyết như thế nào? chỉnh sửa hay hoàn thiện ra sao, …? Cần thêm kiến thức gì để thực hiện việc đó?

Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền:

Bằng cách đọc tài liệu, thảo luận, thí nghiệm, thực hành…, học sinh tìm tòi, phát triển các kiến thức, kĩ năng cần thiết có liên quan tới vấn đề đã đưa trong chủ đề STEAM đang nghiên cứu Với ví dụ đã nêu, từng nhóm học sinh tìm tòi kiến thức có liên quan để phục vụ cho việc chuẩn bị triển khai dự án

Bước 3: Đề xuất và lựa chọn giải pháp:

Các thành viên trong nhóm thảo luận đưa ra giải pháp và quyết định lựa chọn 1 giải pháp tối ưu trong số các giải pháp đã được đề xuất đồng thời góp

ý bổ sung thêm các chi tiết

Bước 4: Phát triển và chế tạo một mô hình:

Dựa trên các giải pháp đã đưa ở bước 3, các nhóm thảo luận để thiết kế

kĩ thuật và triển khai chế tạo mô hình theo thiết kế; Phân công nhiệm vụ cho từng thành viên của nhóm tham gia thực hiện và hoàn thiện sản phẩm mong muốn

Bước 5: Thử nghiệm và đánh giá:

Với sản phẩm đã tạo ở bước 4, các nhóm áp dụng, vận hành thử sản phẩm vừa làm ra; phân tích, đánh giá, xin góp ý, … về các ưu điểm, hạn chế

và cách khắc phục; Đưa sản phẩm ra trưng bày và thuyết trình sản phẩm, đồng thời thu thập các thông tin về hiệu quả của sản phẩm (những lời khen, chê, kết quả thí nghiệm, …) rồi viết báo cáo, đại diện báo cáo; các nhóm khác nhận xét, bổ sung

Bước 6: Hoàn thiện thiết kế, đặt tên cho sản phẩm:

Từng nhóm dựa trên việc tiếp thu góp ý của lớp và nhóm khác để hoàn thiện sản phẩm, quyết định đặt tên chính thức cho sản phẩm của nhóm mình

và thảo luận hoàn chỉnh các sản phẩm đã làm, đưa ra quyết định lựa chọn phương án thuyết trình báo cáo, quảng bá sản phẩm

1.4 Kiểm tra đánh giá kết quả dạy học các chủ đề STEAM

1.4.1 Nguyên tắc đánh giá

Đặc điểm của giáo dục STEAM là định hướng sản phẩm, phương pháp giảng dạy là dạy học dựa trên dự án, học tập theo nhóm… 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

- Đánh giá đảm bảo kịp thời, công bằng, khách quan

- Đánh giá cần hướng tới sự phát triển phẩm chất và năng lực và phẩm chất của người học

- Đánh giá không được tạo áp lực cho học sinh;

- Đánh giá chú ý đến tính phát triển của người học, tức là gắn liền với việc vận dụng các kiến thức được học vào giải quyết vấn đề thực tiễn cuộc sống;

- Luôn động viên, khuyến khích sự hứng thú, tính tích cực, sự tiến bộ của từng học sinh;

1.4.2 Các yêu cầu đánh giá

Các yêu cầu đánh giá cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Đánh giá quá trình học tập của học sinh: Việc đánh giá người học phải

được thực hiện trong suốt quá trình dạy học thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối cùng

- Chú trọng về đánh giá năng lực và phẩm chất: Nhằm xác định là khả

năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh thực tế

- Kết hợp đánh giá kết quả học tập cá nhân và của nhóm: Đây còn là cơ

hội người học có thể phát triển các kĩ năng cần thiết cá nhân như các kĩ năng mềm như kĩ năng giao tiếp, kĩ năng hợp tác, kĩ năng làm việc nhóm…

1.4.3 Xây dựng công cụ đánh giá

Đánh giá học tập trong giáo dục STEAM cần tập trung vào kiến thức riêng rẽ của môn học STEAM, kiến thức và kĩ năng tích hợp của các môn học STEAM và các kĩ năng mềm (ví dụ kĩ năng giao tiếp, giải quyết vấn đề, kĩ năng tư duy phản biện và phân tích) của học sinh

Các mức độ để đánh giá trong giáo dục STEAM gồm:[1]

1 Sơ khai: học sinh thể hiện được kiến thức và kĩ năng cơ bản liên quan tới nhiệm vụ học tập

2 Hạn chế: học sinh thể hiện kiến thức và kĩ năng còn hạn hẹp chưa đáp ứng được nhiệm vụ học tập

3 Đang hình thành: học sinh thể hiện về kiến thức, kĩ năng đang hình thành về nội dung kiến thức liên quan tới nhiệm vụ học tập

4 Đáng khen: học sinh đáp ứng đầy đủ về kiến thức đòi hỏi liên quan tới nhiệm vụ học tập

5 Hoàn thành tốt: học sinh thể hiện một cách thành thạo về nội dung và kiến thức liên quan tới nhiệm vụ học tập

6 Nêu gương: học sinh đáp ứng rất tốt yêu cầu và thể hiện một cách thành thạo kĩ năng về nội dung và kiến thức liên quan tới nhiệm vụ học tập Việc đánh giá cần bám sát mục tiêu dạy học

Xây dựng rubic đánh giá

Rubric là một công cụ thường có dạng bảng biểu dùng để đánh giá bằng cách mô tả tất cả các tiêu chí đánh giá bài học, bài tập, bài làm hay công việc

mà người học thực hiện bằng cách xếp loại theo các cấp độ khác nhau trên cơ

sở mục tiêu cần đạt của bài học Rubric, thường được trình bày theo dạng biểu bảng Một rubric gồm 4 thành phần chính:

1) Mô tả nhiệm vụ hay công việc được giao;

2) Các chiều;

3) Thang đo hoặc các mức độ thành tích đạt được;

4) Mô tả các chiều với các mức độ và biểu hiện

Giáo viên có thể tự thiết kế một Rubic phù hợp với từng môn học

Ví dụ minh họa:

Chủ đề: Thiết kế đèn lồng Giáo viên có thể xây dựng rubric đánh giá

sau:

Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm đèn lồng

đa

Điểm đạt được

Tận dụng được nguyên vật liệu có sẵn (băng

keo, bìa catton,…)

2

Đèn lồng sử dụng tốt (đẹp, cân đối) 2

Tiêu chí Điểm tối

đa

Điểm đạt được

Hình thức sản phẩm (tính thẩm mỹ) 1

Chi phí làm sản phẩm tiết kiệm nhất 4

Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá báo cáo và bản thiết kế sản phẩm

được

Bản thiết kế của sản phẩm đèn lồng được vẽ rõ

ràng, đẹp, sáng tạo, đúng kĩ thuật

1

Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của sản phẩm 3

Trình bày rõ ràng, logic, sinh động 4

Phiếu đánh giá số 3: Đánh giá tham gia hoạt động nhóm

được

1.5 Chương “Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” trong chương trình Hình học 8 ở Trường Trung học cơ sở

1.5.1 Mục đích, yêu cầu

Trong chương trình môn Hình học 8 THCS, chương IV là một chương hoàn toàn mới đối với học sinh lớp 8 Ở chương này, các tác giả chỉ giới thiệu cho học sinh một số vật thể trong không gian thông qua các mô hình Qua đó học sinh nhận biết một số khái niệm cơ bản như:

+ Điểm, đường thẳng, mặt phẳng trong không gian;

+ Đoạn thẳng trong không gian, cạnh đường chéo;

+ Hai đường thẳng song song với nhau;

+ Quan hệ song song giữa đường thẳng và mặt phẳng, giữa hai mặt phẳng song song;

+ Quan hệ vuông góc giữa đường thẳng và mặt phẳng, giữa hai mặt phẳng vuông góc

1.5.2 Cơ hội tổ chức STEAM

Chương Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều là một trong những nội dung tương đối quan trọng trong chương trình toán học THCS Đây cũng là một chủ đề có nhiều tiềm năng để phát triển tư duy sáng tạo và rèn trí tưởng tượng cho học sinh và phù hợp với việc tổ chức một số chủ đề giáo dục STEAM thông qua nội dung này Qua dạy học, có thể thấy học sinh còn gặp không ít khó khăn trong việc tiếp cận khái niệm hình lăng trụ đứng, hình chóp đều,

cũng như chưa vận dụng được nhiều trong quá trình giải toán hình học Việc

kết hợp giáo dục STEAM vào tổ chức các hoạt động dạy học là một biện pháp tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh góp phần gây hứng thú cho học sinh và nâng cao chất lượng dạy học môn Toán ở trường THCS

1.6 Thực trạng về dạy học STEAM trong dạy học môn Toán ở Trường Trung học cơ sở hiện nay

Để tìm hiểu thực trạng dạy học môn Toán theo định hướng giáo dục STEAM, với việc sử dụng phiếu khảo sát (Phụ lục số 1) để tiến hành thăm dò

ý kiến của 24 giáo viên môn Toán của một số trường THCS ở huyện Kiến Thụy thành phố Hải Phòng

Bảng 1.1 Số lượng giáo viên Toán tham gia điều tra thực trạng

Kết quả khảo sát như sau:

Với câu hỏi số 1, kết quả thu được ở bảng sau:

Bảng 1.2 Mức độ nhận thức của giáo viên về khái niệm giáo dục STEAM Phương án

Kết quả câu hỏi về ý nghĩa và sự cần thiết của giáo dục STEAM như sau:

Bảng 1.3 Mức độ nhận thức của giáo viên về ý nghĩa giáo dục STEAM

1 Nâng cao hứng thú học tập các môn học

2 Hình thành và phát triển phẩm chất, năng

3 Kết nối trường học với cộng đồng 4 16,7

5 Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0 24 100

Bảng 1.4 Đánh giá của giáo viên về sự cần thiết của giáo dục STEAM

Mức độ Hoàn toàn

không

Không cần thiết lắm Cần thiết

Rất cần thiết

Qua bảng 1.3 cho thấy đa số giáo viên nhận thức được ý nghĩa của giáo dục STEAM Tuy nhiên, từ bảng 1.4 nhận thức về sự cần thiết của giáo dục STEAM của các giáo viên còn rất khác nhau Có 62,5% giáo viên nghĩ rằng giáo dục STEAM là cần, 12,5% các giáo viên nghĩ rằng giáo dục STEAM là không cần thiết, chỉ có 25% giáo viên thấy rằng giáo dục STEAM là rất cần thiết Điều đó chứng tỏ sự hiểu biết các giáo viên đó về giáo dục STEAM còn hạn chế và không được phổ biến ở các trường THCS

Kết quả khảo sát về nhận thức của giáo viên về vai trò của môn Toán được thể hiện qua bảng:

Bảng 1.5 Nhận thức của giáo viên về vai trò của môn Toán

trong giáo dục STEAM

Qua bảng trên cho thấy, có đa số giáo viên hiểu được đúng vai trò của môn Toán trong giáo dục STEAM;

Bảng 1.6 Khảo sát giáo viên tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng

giáo dục STEAM Mức độ Chưa bao giờ Thỉnh thoảng Thường xuyên

Qua bảng trên cho thấy, trên thực tế có 8,3% giáo viên chưa dạy học chủ

đề theo định hướng giáo dục STEAM, 62,5% giáo viên thỉnh thoảng dạy học chủ đề STEAM và chỉ có 29,2% giáo viên thường xuyên dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEAM

Để tìm hiểu lí do việc áp dụng giáo dục STEAM không được thường xuyên, câu hỏi về những khó khăn khi tổ chức dạy học chủ đề môn Toán theo định hướng giáo dục STEAM như sau:

Bảng 1.7 Khó khăn khi tổ chức dạy học môn Toán theo định hướng

giáo dục STEAM

STT Khó khăn khi tổ chức dạy học môn Toán

theo định hướng giáo dục STEAM SL Tỷ lệ %

1 - Không có thời gian đầu tư thiết kế chủ đề 20 83,3

2 - Không có nhiều nguồn tư liệu tham khảo 12 50,0

3 - Nội dung kiến thức trong việc dạy học theo

định hướng STEAM quá khó với học sinh 7 29,2

4

- Dạy học theo định hướng STEAM không

đem lại kết quả cao trong các bài kiểm tra

đánh giá

5

- Cơ sở vật chất hiện nay không đáp ứng

được điều kiện để dạy học theo định hướng

STEAM

STT Khó khăn khi tổ chức dạy học môn Toán

theo định hướng giáo dục STEAM SL Tỷ lệ %

6 - Học sinh không hứng thú với việc học theo

Có thể thấy khó khăn chủ yếu khi dạy học bằng phương pháp STEAM là

do giáo viên không có thời gian đầu tư (83,3%), thiếu thốn cơ sở vật chất (62,5%) và cảm thấy STEAM không đem lại kết quả cao trong các bài kiểm tra đánh giá, đặc biệt là kì thi vào 10 (58,3%)

Như vậy sau cuộc khảo sát các thầy cô dạy môn Toán, cho ta thấy đa số các thầy cô đều hiểu đúng khai niệm, ý nghĩa, ai trò của giáo dục STEAM trong môn Toán Nhưng trên thực tế do có nhiều khó khăn về cơ sở vật chất, thời gian, nên việc áp dụng dạy học môn Toán theo định hướng STEAM còn chưa được thường xuyên

Tiếp theo, tác giả sử dụng phiếu khảo sát (phụ lục số 2) để thăm dò ý kiến của 154 học sinh từ bốn trường THCS nêu dưới đây

Bảng 1.8 Số lượng học sinh tham gia điều tra thực trạng

Với câu hỏi số 1, kết quả thu được ở bảng sau:

Bảng 1.9 Mức độ nhận thức của học sinh về khái niệm giáo dục STEAM

số không nhỏ học sinh (37,7%) chưa hiểu đúng, chưa biết đến khái niệm giáo dục STEAM

Với câu hỏi 2 về hình thức học tập môn Toán ở trường THCS, kết quả thu được ở các bảng sau

Bảng 1.10 Các cách thức học môn toán của học sinh

1 Học theo phương pháp truyền thống (sgk,

ghi bảng, làm bài tập và ôn thi) 119 77,2

Có thể thấy hiện nay học sinh chủ yếu học để phục vụ cho thi cử (92,2%)

và học theo phương pháp truyền thống (77,2%), STEAM chưa được ứng dụng nhiều trong việc giảng dạy

Với câu hỏi số 3 về mức độ thường xuyên được học tập bằng STEAM, kết quả được ghi lại trong bảng dưới đây:

Bảng 1.11 Mức độ đánh giá thường xuyên của học sinh về học môn toán theo chủ đề định hướng giáo dục STEAM ở trường học

Mức độ Chưa bao giờ Thỉnh thoảng Thường xuyên

Qua bảng 1.11, ta thấy đa số học sinh đều chưa được trải nghiệm và học tập với mô hình STEAM (69,5%), 26% học sinh thỉnh thoảng được trải nghiệm và học tập với mô hình STEAM, còn lại chỉ có 4,5% học sinh được tham gia thường xuyên

Với 2 câu hỏi cuối cùng về sự hứng thú và những khó khăn của học sinh khi học STEAM, kết quả khảo sát được thể hiện qua 2 bảng sau:

Bảng 1.12 Khảo sát học sinh về sự hứng thú với phương pháp dạy STEAM

(đối với những em đã học môn toán theo phương pháp này)

Mức độ Rất cần thiết Cần thiết Không cần

thiết lắm

Hoàn toàn không

Qua bảng 1.12 ta có thể thấy 26% học sinh nghĩ rằng giáo dục STEAM đều rất cần thiết, 66,9% học sinh nghĩ rằng giáo dục STEAM đều cần thiết, tuy nhiên vẫn còn 4,5% trong đó nghĩ rằng STEAM không cần thiết và 2,6% trong đó nghĩ rằng STEAM không quan trọng,

Bảng 1.13 Các khó khăn thường gặp khi học chủ đề theo định hướng

giáo dục STEAM

STT Những khó khăn khi học chủ đề theo định

Tỷ lệ

%

1 Không có thời gian để nghiên cứu sâu 142 92,2

3

Dạy học theo định hướng STEAM không

đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát

hiện nay

100 64,9

4 Không hứng thú, cảm thấy không thích 46 30

Ngoài ra, từ bảng 1.13, ta có thể thấy tỉ lệ cao mà học sinh gặp khó khăn (92,2%) cũng giống như giáo viên, là không có thời gian để nghiên cứu sâu,

và cảm thấy STEAM không giúp ích cho các kì thi hiện nay (64,94%) Hơn nữa, khoảng 19,5 % học sinh cảm thấy kiến thức quá khó và 30% học sinh không hứng thú đối với STEAM

Như vậy, qua kết quả tìm hiểu thăm dò ý kiến học sinh về giáo dục STEAM bằng phiếu khảo sát thể hiện bằng các bảng nói trên cho thấy thực tuy học sinh hiểu được khái niệm STEAM, cũng đã được tiếp cận nhưng chưa được thường xuyên, vẫn chưa cảm nhận được lợi ích và sự hứng thú từ STEAM

Kết luận chương 1

Giáo dục STEAM không phải là vấn đề hoàn toàn mới nhưng là một bước phát triển mới của lí luận và thực tiễn dạy học trên thế giới, hướng tới đào tạo ra con người có những kĩ năng của thế kỉ XXI Mục đính chính của giáo dục STEAM là truyền cảm hứng cho học sinh trong học tập, giúp các

em thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức và nhận thức được tầm quan trọng của các kiến thức STEAM ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của

xã hội trong tương lai

Chương 1 đã trình bày những lý luận cơ bản về giáo dục STEAM bao gồm: Tổng quan những nghiên cứu về giáo dục STEAM; Khái niệm và vai trò

và ý nghĩa của giáo dục STEAM; Các hình thức tổ chức giáo dục STEAM; Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEAM cùng cách thức kiểm tra đánh giá kết quả dạy học các chủ đề STEAM, đồng thời trình bày quy trình tổ chức dạy học STEAM trong giáo dục phổ thông Những nội dung

đó là tiền đề cho việc dạy học chương “hình lăng trụ đứng, hình chóp đều” theo định hướng giáo dục STEAM được trình bày trong chương 2

CHƯƠNG 2: DẠY HỌC CHƯƠNG “HÌNH LĂNG TRỤ ĐỨNG, HÌNH

CHÓP ĐỀU” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEAM

2.1 Thiết kế một số chủ đề giáo dục STEAM

2.1.1 Định hướng xây dựng chủ đề STEAM trong dạy học

2.1.1.1 Tiêu chí xây dựng chủ đề STEAM trong dạy học

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

Những chủ đề bài học STEAM phải gắn với thực tiễn để giúp học sinh

thấy được mối liên hệ giữa kiến thức được học và thực tế đời sống

Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEAM kết hợp tiến trình khoa học và quy

trình thiết kế kĩ thuật

1 Xác định vấn đề cần giải quyết

2 Nghiên cứu kiến thức đã có sẵn

3 Liệt kê các giải pháp

4 Lựa chọn giải pháp

5 Xây dựng mô hình dạy học STEAM

6 Thử nghiệm mô hình

7 Thảo luận, đánh giá mô hình

8 Điều chỉnh giải pháp đã lựa chọn

Qua quá trình nghiên cứu thực tiễn, quy trình này được thể hiện qua 6 bước chính:

Bước 1: Xác định vấn đề

Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền

Bước 3: Đề xuất và lựa chọn giải pháp

Bước 4: Phát triển và chế tạo một mô hình

Bước 5: Thử nghiệm và đánh giá

Bước 6: Hoàn thiện thiết kế, đặt tên cho sản phẩm

Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học chủ đề STEAM đưa học sinh vào hoạt

động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và tạo ra sản phẩm

Khi tham gia hoạt động STEAM, học sinh cần được thỏa sức quan sát, tìm hiểu, thử nghiệm, đánh giá để rèn luyện các kỹ năng: quan sát, dự đoán, thử nghiệm, phân tích số liệu, thảo luận, tranh luận….Khi thiết kế và tổ chức dạy học STEAM, giáo viên nên lưu ý đến yếu tố này bởi chính điều này kích

thích học sinh chủ động học và tiếp thu kiến thức rất tốt

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEAM lôi cuốn học sinh vào

hoạt động nhóm kiến tạo

Thu hút học sinh tham gia hoạt động nhóm là điều không hề dễ dàng Phương pháp giáo dục truyền thống quá lâu khiến học sinh có xu hướng học thụ động, đôi khi là giấu dốt, không dám hoặc không chủ động tìm hiểu củng

cố kiến thức từ thầy cô và bạn bè

Hướng đến hoạt động nhóm khi thiết kế và tổ chức dạy học STEAM cũng là một yếu tố quan trọng cần lưu ý

Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEAM áp dụng chủ yếu từ nội dung các

môn khoa học và toán mà học sinh đã và đang học

Trong các bài học STEAM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách

có mục đích nội dung từ các chương trình của các bộ môn khoa học, công nghệ, tin học, toán và nghệ thuật

Tiêu chí 6: Trong tiến trình bài học STEAM một nhiệm vụ có thể có

nhiều cách giải quyết và coi sự thất bại như là một kinh nghiệm trong học tập

2.1.2 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEAM

Tiến trình bài học giáo dục STEAM có thể là sự kết hợp giữa tiến trình khoa học và chu trình thiết kế kĩ thuật Dù vậy, các "bước" trong quy trình không nhất thiết được thực hiện một cách liền mạch, liên tục mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau

Bước 1: Xác định vấn đề:

Trong hoạt động này, giáo viên chuyển giao nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, đó là một nhiệm vụ có gắn với thực tiễn cần học sinh phải hoàn thành Chẳng hạn, yêu cầu học sinh làm sản phẩm học tập cụ thể đòi hỏi học sinh

phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành Giáo viên đề ra tiêu chí cho sản phẩm, đồng thời, tiêu chí đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức

mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm

Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền:

Trong hoạt động này, học sinh tự nghiên cứu nội dung trong sách giáo khoa hoàn thành các phiếu học tập, từ đó học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức kĩ năng theo yêu cầu cần đạt của chương trình giáo dục phổ thông để xây dựng và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề đặt ra

Bước 3: Đề xuất và lựa chọn giải pháp:

Trong hoạt động này, học sinh thuyết trình, trình bày bản thiết kế (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có) Cả lớp cùng giáo viên sẽ góp ý,

từ đó học sinh hoàn thiện bản thiết kế của nhóm mình (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm

Bước 4: Phát triển và chế tạo một mô hình:

Trong hoạt động này học sinh thiết kế kĩ thuật hay đề cương, kế hoạch công việc và triển khai thực hiện để đạt được sản phẩm theo thiết kế, kế hoạch; Nhóm trường chịu trách nhiệm phân công nhiệm vụ cho từng thành viên của nhóm tham và hoàn thiện sản phẩm dự án của nhóm

Bước 5: Thử nghiệm và đánh giá:

Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá

Bước 6: Hoàn thiện thiết kế, đặt tên cho sản phẩm:

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm, quyết định đặt tên chính thức cho sản phẩm của nhóm mình

và thảo luận, quyết định lựa chọn phương án quảng bá sản phẩm (chọn nơi trưng bày, nơi thuyết trình, xuất bản, phát hành…)