Dạy học tích hợp theo mô hình STEM ở trường trung học phổ thông thông qua môn vật lí (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI PHẠM VĂN VƯƠNG DẠY HỌC TÍCH HỢP THEO MƠ HÌNH STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THƠNG QUA MƠN VẬT LÍ Chun ngành: Lý luận lịch sử giáo dục Mã số: 9.14.01.02 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2020 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học sư phạm Hà Nội Cán hướng dẫn khoa học: 1.PGS.TS Nguyễn Thị Tình PGS.TS Hà Thế Truyền Phản biện 1: PGS.TS Trần Hữu Hoan Học viện Quản lý giáo dục Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thị Thanh Huyền Trường ĐHSP – Đại học Thái Nguyên Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Thị Thanh Hồng Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Vào hồi … … ngày … tháng… năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án thư viện - Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội - Thư viện Quốc Gia Việt Nam MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 1.1 Nghị số 29 – NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 Hội nghị Trung ương khóa XI về: “Đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo” nêu rõ định hướng đổi GD là: “chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trọng kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học”, “học đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp với gia đình xã hội”, đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập quốc tế đất nước 1.2 Dạy học tích hợp trở thành quan điểm dạy học phổ biến giới nhằm nâng cao lực người học, đào tạo người có đầy đủ phẩm chất lực giải vấn đề sống Dạy học tích hợp đảm bảo cách tốt nguyên tắc giáo dục học đôi với hành, lý luận gắn liền với thực tiễn Với phương thức dạy học hướng kỹ tiếp cận vấn đề thực tế, dạy học tích hợp phát huy tốt khả người học đào tạo người học cách toàn diện Những ưu điểm dạy học tích hợp phù hợp mục tiêu, nguyên tắc giáo dục Việt Nam quy định Luật Giáo dục 1.3 Lý luận dạy học tích hợp nhiều nhà giáo dục nghiên cứu vận dụng thành công nước giới Những nghiên cứu có nghĩa quan trọng giáo dục phổ thông Việt Nam việc nghiên cứu, vận dụng vào cơng đổi chương trình, sách giáo khoa phổ thông sau năm 2015 Ở nước, nghiên cứu dạy học tích hợp chủ yếu đào tạo nghề giáo dục tiểu học Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu chuyên sâu dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.4 Chỉ thị 16/CT-TTg Thủ tướng phủ ngày 04 tháng năm 2017 đưa giải pháp: “ Thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp cận xu cơng nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thông ” nhiệm vụ cụ thể với Bộ Giáo dục Đào tạo: “ Thúc đẩy triển khai giáo dục khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM) chương trình giáo dục phổ thơng; tổ chức thí điểm số trường phổ thơng từ năm học 2017 – 2018 ; tăng cường giáo dục kỹ năng, kiến thức bản, tư sáng tạo, khả thích nghi với yêu cầu Cách mạng công nghiệp lần thứ ” Từ lý trên, cho thấy việc nghiên cứu thực đề tài: “Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí ” cần thiết vừa góp phần hồn thiện khung lý thuyết dạy học tích hợp trường THPT vừa cụ thể hóa việc tổ chức dạy học tích hợp dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Mục đích nghiên cứu Trên sở nghiên cứu lí luận thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí, thiết kế quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí góp phần nâng cao chất lượng giáo dục THPT đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục giai đoạn Khách thể đối tượng nghiên cứu 3.1 Khách thể nghiên cứu Dạy học tích hợp trường THPT 3.2 Đối tượng nghiên cứu Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông thông qua môn Vật lí Giả thuyết khoa học Các trường THPT nghiên cứu thực dạy học tích hợp dạy học tích hợp theo mơ hình STEM thơng qua mơn Vật lí, nhiên chủ yếu đạt mức độ khi, nên hiệu dạy học khơng cao Nếu thiết kế qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM thơng qua mơn Vật lí phù hợp với yêu cầu dạy học đặc điểm nhà trường, góp phần nâng cao kết học tập học sinh đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục giai đoạn Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1 Xây dựng sở lý luận dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 5.2 Khảo sát, phân tích đánh giá thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT khu vực Duyên hải Bắc Bộ thơng qua mơn Vật lí 5.3 Thiết kế thực nghiệm qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí Giới hạn phạm vi nghiên cứu 6.1 Giới hạn nội dung nghiên cứu Thiết kế qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT công lập thông qua môn Vật lí 6.2 Giới hạn địa bàn nghiên cứu Đề tài thực khảo sát trường THPT đại diện cho khu vực thành thị, nông thôn số tỉnh thuộc khu vực Duyên hải Bắc Bộ 6.3 Giới hạn khách thể khảo sát Đề tài thực khảo sát 1339 đối tượng bao gồm 399 cán QL GV viên; 940 HS thuộc trường địa bàn nghiên cứu 6.4 Giới hạn thời gian thực đề tài Đề tài thực nghiên cứu từ năm 2015 đến năm 2019 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp luận nghiên cứu đề tài 7.1.1 Tiếp cận hoạt động 7.1.2 Tiếp cận hệ thống – cấu trúc 7.1.3 Tiếp cận lực 7.1.4 Tiếp cận phát triển 7.1.5 Tiếp cận lịch sử - xã hội 7.1.6 Tiếp cận liên ngành 7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận 7.2.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết 7.2.2 Phương pháp phân loại hệ thống hóa lí thuyết 7.3 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn 7.3.1 Phương pháp điều tra 7.3.2 Phương pháp quan sát 7.3.3 Phương pháp vấn 7.3.4 Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động 7.3.5 Phương pháp chuyên gia 7.3.6 Phương pháp nghiên cứu trường hợp 7.3.7 Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm 7.3.8 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 7.4 Phương pháp xử lý thông tin Đóng góp đề tài 8.1 Đóng góp mặt lý luận Đề tài bổ sung làm phong phú sở lý luận dạy học tích hợp dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT, thiết kế tổ chức thực qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM thơng qua mơn Vật lí trường THPT cơng lập, phân tích mục đích, ý nghĩa vai trị việc tổ chức dạy học tích hợp theo mơ hình STEM nhằm phát huy lực học sinh nâng cao chất lượng dạy học trường THPT công lập nhằm đáp ứng yêu cầu đổi bản, toàn diện giáo dục Đồng thời, đề tài góp phần hồn thiện lí luận dạy học đại theo hướng tích hợp trường THPT 8.2 Đóng góp mặt thực tiễn - Đề tài làm rõ thực trạng dạy học tích hợp dạy học tích hợp theo mơ hình STEM đáp ứng yêu cầu đổi bản, toàn diện giáo dục trường THPT công lập vùng Duyên Hải Bắc Bộ để có thêm khoa học đề xuất xây dựng qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT cơng lập thơng thơng qua mơn Vật lí - Kết nghiên cứu đề tài vận dụng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT cơng lập có đặc điểm tương đồng Đồng thời, đề tài làm tài liệu tham khảo cho cán quản lí, giáo viên trường THPT Những luận điểm cần bảo vệ Luận điểm 1: Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT xu hướng tất yếu đổi bản, toàn diện giáo dục, đặc biệt đáp ứng chương trình giáo dục phổ thơng Luận điểm 2: Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí thực năm gần đây, nhiên mức “hiếm khi” “thi thoảng” nên hiệu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM chưa đáp ứng u cầu giáo dục phổ thông Luận điểm 3: Để nâng cao hiệu dạy học đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục giai đoạn cần phải thiết kế dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí phù hợp với yêu cầu dạy học đặc điểm nhà trường 10 Cấu trúc luận án Ngoài phần “Mở đầu”, “Kết luận”, “Danh mục tài liệu tham khảo” “Hệ thống phụ lục Luận án”, nội dung Luận án gồm Chương: Chương Cơ sở lý luận dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí Chương Thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông vùng Duyên Hải bắc Bộ thông qua mơn Vật lí Chương Thiết kế qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC TÍCH HỢP THEO MƠ HÌNH STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THƠNG QUA MƠN VẬT LÍ 1.1 Tổng quan nghiên cứu vấn đề 1.1.1 Nghiên cứu dạy học tích hợp trường trung học phổ thông 1.1.1.1 Các nghiên cứu giới: Dạy học tích hợp bắt đầu đề cập đến vào cuối năm 1980 – đầu năm 1990 Khi nghiên cứu tích hợp chương trình dạy học số nước, phân chia chương trình dạy học thể quan điểm tích hợp nước sử dụng theo nhóm: Nhóm 1: Gồm Nga, Trung Quốc Tích hợp tạo môn học (xuyên môn) thể rõ chương trình, sách giáo khoa Tiểu học, THCS THPT thể chủ đề tích hợp khơng tạo mơn học (tích hợp nội dung mơn học khác có liên quan mơn học truyền thống) Nhóm 2: Gồm Pháp, Đức Tích hợp tạo mơn học (tích hợp xun mơn thể rõ chương trình bậc Tiểu học) Từ THCS đến đầu cấp THPT thể chủ yếu tích hợp tạo mơn học (liên môn), cuối cấp THPT thực theo hướng tích hợp lồng ghép nội dung mơn học khác Nhóm 3: Các Quốc gia cịn lại mà điển hình là: Anh, Mỹ, Đài Loan, Singapore, Niu Dilân, Hàn Quốc, Nhật Bản Tích hợp tạo mơn học (xun mơn) thể chương trình tiểu học tới đầu cấp THCS Từ cuối cấp THCS đến THPT thể chủ yếu tạo mơn học (tích hợp liên mơn) tích hợp nội dung mơn học khác 1.1.1.2 Các nghiên cứu Việt Nam Kể từ cuối năm 80 kỷ XX năm đầu kỷ XXI, quan điểm tiếp cận tích hợp ảnh hưởng tới giáo dục Việt Nam Nằm lộ trình đổi đồng phương pháp dạy học kiểm tra, đánh giá trường phổ thông theo định hướng phát triển lực học sinh đáp ứng cách mạng 4.0, Bộ Giáo dục Đào tạo tiếp tục đạo Sở giáo dục, sở giáo dục tăng cường bồi dưỡng, nâng cao lực cho đội ngũ giáo viên sẵn sàng đáp ứng mục tiêu đổi mới, tăng cường lực dạy học theo hướng “ tích hợp, liên mơn”, dạy học tích hợp theo mơ hình STEM vấn đề cần ưu tiên Có thể điểm qua số nghiên cứu DHTH Việt Nam: Nguyễn Thị Ánh Tuyết, Dương Tiến Sỹ, Trần Bá Hoành; Nguyễn Phúc Chỉnh 1.1.2 Nghiên cứu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT 1.1.2.1 Trên giới Theo thống kê Josh Brown - Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 Mỹ có 60 báo tạp chí khoa học liên quan trực tiếp đến dạy học STEM xuất từ tạp chí tiếng lĩnh vực giáo dục Mỹ, điều cho thấy sở khoa học cho việc nghiên cứu dạy học STEM Với mục đích nghiên cứu xu hướng dạy học STEM Nhiều quốc gia quan tâm nghiên cứu ứng dụng dạy học STEM: Mỹ; Pháp; Anh; ; Malaysia… 1.1.2.2 Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM Việt Nam Ở Việt Nam, mơ hình dạy học tích hợp STEM đưa vào Việt Nam từ năm 2010 thông qua Liên doanh DTT - EDUSPEC phối hợp với Trường Icarnegie - Hoa Kỳ tảng môn học công nghệ thông tin (CNTT) Robotics cho khối phổ thông từ lớp đến lớp 12 Mô hình mở rộng triển khai thí điểm trường phổ thông thuộc thành phố Hà Nội, Đà Nẵng Thành phố Hồ Chí Minh Các nội dung chương trình STEM triển khai theo chuẩn quốc tế phù hợp với mục tiêu Bộ Giáo Dục Đào Tạo Hiện số tổ chức giáo dục triển khai hoạt động dạy học STEM công ty Endeavor Learning Institute Học viện sáng tạo S3 Tuy nhiên, hoạt động dạy học STEM chưa phải hoạt động thức trường phổ thông mà hoạt động độc lập công ty giáo dục mảng kinh doanh hoạt động truyền thông cộng đồng.Sự phối hợp Bộ Giáo dục Đào tạo với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm dạy học STEM cho 14 trường THCS THPT tỉnh thành Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh Nam Định Đã mang lại hiệu thiết thực việc áp dụng lý thuyết vào thực hành trình học tập học sinh em vận dụng kiến thức học vào thực tiễn tạo mơ hình, sản phẩm thiết thực phục vụ sống sinh hoạt Nhận thấy vai trò dạy học STEM giải pháp quan trọng hiệu việc đổi toàn diện giáo dục Việt Nam sau năm 2015 đặc biệt thị 16/CT - TTg ngày 04 tháng năm 2017 Thủ Tướng Chính Phủ, Bộ giáo dục quán triệt tinh thần dạy học STEM việc thực chương trình giáo dục phổ thơng Dạy học STEM xuất Việt Nam bước đầu dành quan tâm cộng đồng quan chức đặc biệt từ phía Bộ Giáo dục Đào tạo 1.1.3 Khái quát kết nghiên cứu cơng trình cơng bố vấn đề đặt luận án tiếp tục giải 1.1.3.1 Khái quát kết nghiên cứu cơng trình khoa học cơng bố Trên sở tổng quan cơng trình nghiên cứu nước ngồi nước có liên quan đến dạy học tích hợp trường trung học phổ thơng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT cho thấy: tác giả bàn tới dạy học STEM khía cạnh khác nhau, nhiên, nghiên cứu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông thông qua môn Vật lí chưa có tác giả nghiên cứu chuyên sâu 1.1.3.2 Những vấn đề đặt luận án tiếp tục giải Thứ nhất, làm rõ chất dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông; xác định mối liên hệ tương tác môn học dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng; trình bày qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông liệt kê đường dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng Từ đó, xây dựng lý luận dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí, làm rõ khái niệm dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí thành tố dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí Thứ hai, phân tích, đánh giá thực trạng dạy học tích hợp trường trung học phổ thông thông qua môn Vật lí thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí để có sở thực tiễn vững cho việc áp dụng kỹ thuật thiết kế dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 11 1.2.3.4 Phương pháp dạy học tích hợp trường THPT thơng thơng qua mơn Vật lí 1.2.3.5 Phương tiện dạy học tích hợp trường THPT thơng thơng qua mơn Vật lí 1.2.3.6 Kiểm tra, đánh giá dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3 Những vấn đề lý luận dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 1.3.1 Khái niệm dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 1.3 1.1 Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) [84] STEM thuật ngữ rút gọn sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học Mỹ Thuật ngữ lần giới thiệu Quỹ Khoa học Mỹ (NSF) vào năm 2001 Trước đó, năm 1990, NSF dùng thuật ngữ SMET nhiên thuật ngữ có cách phát âm Theo đó, dạy học theo mơ hình STEM hiểu : Dạy học theo mơ hình STEM hoạt động giáo dục có tính chất liên mơn đề cập từ hai môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Trong nội dung học tập gắn với thực tiễn phương pháp dạy học gắn với lực hành động 1.3.1.2 Mục tiêu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT 1.3.1.3 Mối liên hệ tương tác mơn học dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT 1.3.1.4 Quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT 1.3.1.5 Các đường dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT 1.3.2 Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 12 1.3.2.1 Cơ sở khoa học dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3.2.2 Khái niệm dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí định hướng dạy học môn vật lý liên môn với từ hai số môn khoa học, công nghệ toán học trở lên, giúp cho HS phát triển khả huy động tổng hợp kiến thức, kỹ dạy học Vật lí thuộc nhiều lĩnh vực khác để giải có hiệu vấn đề việc học nghiên cứu mơn Vật lí để ứng dụng kiến thức vào sống, thực trình lĩnh hội tri thức Vật lí rèn luyện kỹ năng; phát triển lực cần thiết, lực hành động áp dụng kiến thức khoa học Vật lí vào giải vấn đề thực tiễn sống 1.3.2.3 Mục tiêu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3.2.4 Quy trình nội dung dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3.2.5 Hình thức, phương pháp dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3.2.6 Vai trị giáo viên học sinh dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3.2.7 Phương tiện dạy học tích hợp mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.3.2.8 Đánh giá kết dạy học tích hợp mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông thông qua môn Vật lí 1.4.1 Các yếu tố chủ quan 1.4.2 Các yếu tố khách quan 1.4.2.1 Cơ sở vật chất dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 13 1.4.2.2 Mơi trường dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 1.4.2.3 Tài liệu học tập dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí CHƯƠNG THỰC TRẠNG DẠY HỌC TÍCH HỢP THEO MƠ HÌNH STEM Ở CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ THƠNG QUA MƠN VẬT LÍ 2.1 Khái qt địa bàn nghiên cứu tổ chức khảo sát thực trạng 2.1.1 Khái quát địa bàn khảo sát thực trạng 2.2 Tổ chức khảo sát thực trạng 2.2.1 Mục đích khảo sát thực trạng 2.2.2 Nội dung nghiên cứu thực trạng (1) Thực trạng dạy học tích hợp trường THPT (2) Thực trạng dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí (3) Thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí (4) Thực trạng yếu tố ảnh hưởng đến dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí (5) Xác định ưu điểm, hạn chế nguyên nhân chúng 2.2.3 Khách thể đối tượng khảo sát thực trạng Luận án khảo sát 1339 đối tượng thuộc 07 trường THPT 2.2.4 Thời gian khảo sát 1/2017 đến tháng 5/2018 2.2.5 Phương pháp nghiên cứu thực trạng * Phương pháp điều tra * Phương pháp quan sát * Phương pháp nghiên cứu sản phẩm 14 * Phương pháp chuyên gia * Phương pháp xử lý số liệu thống kê toán học 2.2.6 Cách thức xử lý số liệu khảo sát Cơng thức tính trung bình có trọng số (mean) n a x + a x + a x + a x + a x + + an xn Xi = 1 2 3 4 5 = N a x k =1 n k k a k =1 k Trong x1, x2 ., xn phần tử tập mẫu; trọng số phần tử xi Với tất nội dung khảo sát, xk có giá trị 1, 2, 3, tương ứng với mức độ từ thấp đến cao 2.3 Thực trạng dạy học tích hợp trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 2.3.1 Thực trạng nhận thức CBQL, GV, HS dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí Đa số ý kiến cho rằng: dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí “ quan trọng” “quan trọng”, khơng có ý kiến nhận thức vai trị khơng quan trọng quan trọng 2.3.2 Thực trạng mức độ thực dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí Đa số GV dạy mơn Vật lí trường THPT thực dạy học tích hợp với mức độ khác chủ yếu mức " thỉnh thoảng” 2.3.3 Thực trạng thực nội dung dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí Các nội dung tích hợp chủ yếu tích hợp nội mơn, giáo viên sử dụng tích hợp xun mơn, tích hợp đa mơn, cá biệt có giáo viên chưa sử dụng tích hợp theo chủ đề dạy học 2.3.4 Thực trạng lựa chọn sử dụng hình thức tổ chức dạy học tích hợp Kết bảng 2.5 cho thấy: GV sử dụng đa dạng hình thức tổ 15 chức dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí, hình thức sử dụng chủ yếu “dạy học lớp”, cịn hình thức khác sử dụng hơn, chủ yếu mức “thi thoảng” “hiếm khi” 2.3.5 Thực trạng lựa chọn sử dụng hệ thống phương pháp dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí GV sử dụng đa dạng hệ thống PPDH, song số phương pháp dạy học chưa quan tâm sử dụng mức, mà tập trung nhiều vào việc lựa chọn sử dụng PPDH truyền thống, thông dụng 2.3.6 Thực trạng sử dụng phương tiện dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí GV nghiên cứu sử dụng đa dạng phương tiện dạy học có trọng đến sử dụng phương tiện dạy học cho phù hợp với việc đổi phương pháp dạy học môn Vật lí 2.3.7 Thực trạng kiểm tra đánh giá dạy học tích hợp trường THPT Kiểm tra đánh giá kết dạy học tích hợp trường THPT thơng qua mơn Vật lí chủ yếu dựa theo phương pháp kiểm tra đánh giá truyền thơng theo hình thức thi Bộ giáo dục trắc nghiệm theo cấp độ Bên cạnh có số giáo viên sử dụng hình thức đánh giá theo lực học tập học sinh 2.4 Thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 2.4.1 Thực trạng nhận thức CBQL, GV dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Đa số CBQL, GV, HS tìm hiểu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT Phổ thơng thơng qua mơn Vật lí Tuy nhiên, việc tìm hiểu chủ yếu góc độ để biết chưa tham gia lớp tập huấn thực tế để hiểu biết cách đầy đủ 2.4.2 Thực trạng mức độ thực dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 16 Đa số GV nghiên cứu chưa thực dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí (71,65%) 2.4.3 Thực trạng nội dung dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Nội dung dạy học tích hợp theo mơ hình STEM theo số chủ đề dạy học đơn giản, đa số chưa thực hiện, 2.4.4 Thực trạng hình thức tổ chức dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Hình thức dạy học tích hợp theo mơ hình STEM đơn giản dạy học lớp cá biệt thỉnh thoảng, sử dụng theo hình thức tích cực nhằm phát triển lực người học đa số chưa thực 2.4.5 Thực trạng phương pháp dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Qua số liệu khảo sát thấy giáo viên sử dụng số phương pháp dạy học tích cực trình dạy học, nhiên mức độ thấp 2.4.6 Thực trạng phương tiện dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Phương tiện dạy học dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí mức độ hạn chế 2.4.7 Thực trạng kiểm tra đánh giá kết dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Kết cho thấy: GV theo cách kiểm tra đánh giá thông thường, thông qua kiểm tra trắc nghiệm với ma trận đề theo cấp độ: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng vận dụng cao Đặc biệt việc xếp loại chất lượng dựa vào tỉ lệ đỗ kỳ thi THPT Quốc gia 2.5 Thực trạng mức độ ảnh hưởng yếu tố đến dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 2.5.1 Các yếu tố chủ quan 17 Luận án khảo sát thực trạng yếu tố chủ quan (YTCQ) ảnh hưởng đến dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí bao gồm: YTCQ 1: Nhận thức CBQL, GV, HS dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí YTCQ 2: Năng lực dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí YTCQ 3: Tính tích cực chủ động sáng tạo học sinh dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 2.5.2 Các yếu tố khách quan Cán quản lý giáo viên, học sinh thống đánh giá tất yếu tố ảnh hướng nhiều đến dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí CHƯƠNG THIẾT KẾ DẠY HỌC TÍCH HỢP THEO MƠ HÌNH STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG THƠNG QUA MƠN VẬT LÍ 3.1 Những u cầu chung thiết kế dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 3.1.1 Đảm bảo mục tiêu giáo dục phổ thông xu hướng đổi giáo dục 3.1.2 Đảm bảo bán sát nguyên tắc lí luận, yêu cầu kĩ thuật dạy học tương tác, dạy học hợp tác 3.1.3 Đảm bảo tính hệ thống, tính khoa học 3.1.4 Đảm bảo phù hợp với thực tiễn dạy học trường trung học phổ thông địa bàn nghiên cứu 3.1.5 Đảm bảo phù hợp đặc điểm học sinh trung học phổ thông giai đoạn 18 3.1.6 Đảm bảo phù hợp với định hướng phát triển giáo dục 3.2 Thiết kế qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 3.2.1 Nguyên tắc thiết kế 3.2.1.1 Nguyên tắc logic tối ưu 3.2.1.2 Nguyên tắc thích ứng hỗ trợ dạy học tập tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.2.1.3 Ngun tắc tích cực hóa, tăng cường trải nghiệm hoạt động học sinh 3.2.1.4 Nguyên tắc tương tác tham gia hoc sinh Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.2.2 Kỹ thuật thiết kế qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 3.2.2.1 Phân tích chương trình mơn học 3.2.2.2 Nghiên cứu học sinh điều kiện dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.2.2.3 Thiết kế hoạt động học sinh giáo viên dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.2.2.4 Thiết kế mơi trường dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.2.2.5 Xác định biện pháp kỹ thuật phản hồi, giám sát, đánh giá điều chỉnh học tập dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.3 Nội dung quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí GV giữ vai trị giúp đỡ, hướng dẫn, tổ chức, điều khiển hoạt động học HS, khởi xướng mối quan hệ hợp tác GV - HS, HS - HS, làm cho chúng vận động tác động qua lại lẫn hoạt động chung 3.3.1 Xác định mục tiêu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vậ t lí 19 Mục tiêu học tập cụ thể hóa mục tiêu mơn học thời điểm định trình dạy học Mục tiêu học kết cuối mà HS cần đạt tới sau kết thúc chủ đề học tập hay học Xác định mục tiêu có nghĩa định hướng cho hoạt động HS GV học Để xác định mục tiêu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí, GV cần xác định mục tiêu môn học, xác định vị trí học chương trình kế hoạch giảng dạy, xác định trình độ đặc điểm học sinh 3.3.2 Nghiên cứu đối tượng dạy học (HS) Nói cách ngắn gọn, dạy học bán sát mục tiêu, nội dung phát huy lực HS người GV phải hiểu biết sâu sắc HS để từ lựa chọn nội dung phương pháp dạy học cho phù hợp với trình độ nhận thức, lực học tập HS Cụ thể: GV phải hiểu trình độ nhận thức HS mức độ khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn; Tinh thần, thái độ, động cơ, ý thức học tập sao? Sở trường, nguyện vọng, cá tính bật em gì? Những ưu điểm, nhược điểm HS? Cói hiểu GV tìm biện pháp tác động 3.4 Thực nghiệm quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí 3.4.1 Khái quát thực nghiệm 3.4.1.1 Mục đích thực nghiệm 3.4.1.2 Địa điểm đối tượng thực nghiệm 3.4.1.3 Nội dung thực nghiệm 3.4.1.4 Xây dựng giáo án thực nghiệm 3.4.1.5 Phương pháp thực nghiệm 3.4.1.6 Xây dựng kế hoạch thực nghiệm 3.4.1.7 Cách thức tiến hành thực nghiệm 3.4.2 Tiến trình thực nghiệm 3.4.2.1 Thiết kế dạy thực nghiệm 20 3.4.2.2 Thực nghiệm 3.4.3 Đánh giá kết sau thực nghiệm Bảng 3.2 Bảng kết đánh giá kiến thức, kỹ lớp thực nghiệm đối chứng sau thực nghiệm Vận dụng Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng Sig.(2tailed) t Nhận biết kiến thức 3.06 0.703 3.00 0.679 0.259 0.797 Thông hiểu kiến thức 3.66 0.778 3.61 0.767 0.166 0.870 Vận dụng kiến thức vào thực tiễn 3.73 0.593 3.14 0.662 2.530 0.018 Từ kết thực nghiệm chúng tơi khẳng định tính hiệu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM thơng qua mơn Vật lí đáp ứng u cầu giáo dục THPT với mục đích hình thành phát huy lực học sinh, chuyển từ dạy học tiếp cận nội dung sang dạy học tiếp cận lực * Kết phân tích định tính sau thực nghiệm Ngồi việc phân tích kết định lượng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí, chúng tơi tìm hiểu hứng thú, thuận lợi khó khăn mà GV HS hai nhóm đối chứng thực nghiệm gặp phải trình thực nghiệm phiếu khảo sát kết thu sau: * Về hứng thú HS tham gia học tập tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí sau q trình thực nghiệm Bảng 3.3 Mức độ hứng thú HS tham gia học tập theo tích hợp STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Mức độ hứng thú SL % Vị thứ Rất hứng thú 50 62,50 Hứng thú 22 27,50 Bình thường 6,25 Ít hứng thú 3,75 Không hứng thú 0,00 80 100 Tổng số 21 Trong q trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí, HS tham gia trực tiếp vào q trình hoạt động nhóm, thực hành trình bày ý tưởng vận dụng kiến thức học vào thực tiễn đặc biệt tình cụ thể gặp đời sống hàng ngày, nên học học sinh thấy hứng thú hứng thú q trình học Qua thêm lần khẳng định tính hiệu việc dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông 2018 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Về lý luận Trên sở tổng quan nghiên cứu vấn đề cho thấy, có nhiều cơng trình nghiên cứu dạy học tich hợp nói chung có khơng cơng trình nghiên cứu dạy học tích theo mơ hình STEM giới Việt Nam, nhiên, cơng trình nghiên cứu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí cịn vắng bóng chưa nghiên cứu tương xứng Kế thừa thành công nghiên cứu trước Luận án đã xây dựng hoàn thiện khung lý luận dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí Trong nghiên cứu khẳng định: Dạy học theo mơ hình STEM hiểu hoạt động giáo dục có tính chất liên mơn đề cập từ hai môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Trong nội dung học tập gắn với thực tiễn phương pháp dạy học gắn với lực hành động Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí định hướng dạy học mơn Vật lí liên mơn với từ hai số mơn khoa học, cơng nghệ tốn học trở lên, giúp cho HS phát triển khả huy động tổng hợp kiến thức, kỹ dạy học Vật lí thuộc nhiều lĩnh vực khác để giải có hiệu vấn đề việc học nghiên 22 cứu mơn Vật lí để ứng dụng kiến thức vào sống, thực q trình lĩnh hội tri thức Vật lí rèn luyện kỹ năng; phát triển lực cần thiết, lực hành động áp dụng kiến thức khoa học Vật lí vào giải vấn đề thực tiễn sống Dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí u cầu khách quan cần thiết giáo dục hội nhập xã hội đại Giúp cho học sinh có hứng thú trình học tập, kết nối kiến thức từ nhiều mơn học, hình thành phát huy lực tự học tự rèn, lực vận dụng kiến thức vào sống 1.2 Về thực tiễn Qua nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí cho thấy * Giáo viên sử dụng dạy học tích hợp, dạy học tích hợp thơng qua mơn Vật lí mức độ thường xuyên Tuy nhiên dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí chưa thực hiện, chủ yếu GV thực mức độ cịn hầu hết chưa thực * Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thực trạng trên, yếu tố: Năng lực giáo viên yếu tố chủ quan yếu tố sở vật chất, tài liệu học tập yếu tố khách quan có mức độ ảnh hưởng cao * Việc thiết kế thực quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí nâng cao kết dạy học mơn Vật lí nói riêng kết dạy học trường THPT nói chung Việc nghiên cứu lý luận thực trạng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí sở khoa học xác đáng để luận án khẳng định thêm lần dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí đáp ứng chương trình giáo dục phổ thơng tính thiết thực việc phải nghiên cứu đề tài Khuyến nghị 2.1 Đối với Bộ GD &ĐT 23 Tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên trường THPT tập huấn học tập mơ hình mẫu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT thơng qua mơn Vật lí, triển khai nội dung cụ thể, sâu rộng nước đặc biệt GV dạy trường THPT Thực việc đổi kiểm tra đánh giá kỳ thi THPTQG theo hướng sản phẩm đánh giá lực ứng dụng thực tiễn HS 2.2 Đối với Sở GD&ĐT Quán triệt văn đạo Bộ Giáo dục Đào tạo, đồng thời nâng cao nhận thức Hiệu trưởng trường THPT địa bàn để hiểu chất dạy học tích hợp theo STEM Nghiêm túc triển khai hướng dẫn thực nhiệm vụ năm học Bộ Giáo dục Đào tạo đổi phương pháp, hình thức dạy học có đạo kịp thời trường THPT hoạt động chun mơn cho năm học Sở GDĐT có văn đạo trường THPT tổ chức thực đa dạng chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trường THPT nhằm triển khai thực Chỉ thị 16/CT - TTg ngày 04/5/2017 Thủ tướng Chính phủ việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ Đa dạng hóa hình thức học tập, ý hoạt động trải nghiệm, nghiên cứu khoa học học sinh Lựa chọn đội ngũ giáo viên cốt cán chuyên viên có lực nghiên cứu ứng dụng, triển khai sâu rộng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT, đẩy mạnh thực dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT liên tục hiệu quả, tránh thời vụ hình thức 2.3 Đối với Hiệu trưởng trường THPT Quán triệt đạo Sở GDĐT tổ chức thực nhiệm vụ chun mơn, đặc biệt trọng đến việc đổi phương pháp, hình thức dạy học; đối phương pháp, hình thức kiểm tra đánh giá kết học tập Tổ chức thực có hiệu văn đạo chuyên môn, áp dụng linh hoạt, sáng tạo dạy học theo mơ hình STEM 24 Gương mẫu đầu công tác đổi phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá Hiệu trưởng phải nâng cao nhận thức đổi cho toàn thể cán bộ, GV HS, Phụ huynh nhà trường Xây dựng kế hoạch đổi phù hợp vưới điểu kiện thực tế nhà trường thực đồng liệt để tổ chức thực kế hoạch đổi mới, phân công nhiệm vụ cụ thể cho Phó hiệu trưởng chuyên môn Tổ trưởng chuyên môn Truyền lửa, giúp cho giáo viên phải thay đổi, đổi phong cách làm việc, nhiệt tình, trách nhiệm, tâm huyết hiệu Tạo điều kiện để GV tham gia tập huấn tự học tập nâng cao trình độ áp dụng dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường THPT - Đầu tư sở vật chất, trang thiết bị phục vụ dạy học tích hợp theo mơ hình STEM - Tổ chức chun đề sinh hoạt nhóm chun mơn thơng qua nghiên cứu học theo tiết học mẫu dạy học theo mơ hình STEM 2.4 Đối với giáo viên - Tham gia tập huấn, tự nghiên cứu dạy học tích hợp theo mơ hình STEM nhiều hình thức khác nhau, soạn tổ chức thực dạy học tích hợp theo mơ hình STEM theo hình thức từ đơn giản đến phức hợp 25 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Phạm Văn Vương (2017), “Một số vấn đề dạy học tích hợp trường trung học phổ thơng”, Tạp chí Thiết bị Giáo dục, số 159, tháng 12, tr 13 - 16, ISSN 1859 - 0810 Phạm Văn Vương (2019), “Dạy học tích hợp trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí”, Tạp chí Giáo Dục Xã Hội, Số Đặc biệt kỳ 1, tháng 4, tr 42 - 46, ISSN 1859 - 3917 Phạm Văn Vương (2019), “Quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM số trường trung học phổ thơng tỉnh Thái Bình thơng qua mơn Vật lí”, Tạp chí Khoa học Giáo dục Việt Nam, Số 22, tháng 10, tr 109 - 114, ISSN2615 - 8957 Phạm Văn Vương ( 2019), “Quy trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM qua mơn Vât lí trường THPT tỉnh Thái Bình”, Tạp chí Thiết bị Giáo dục, Số đặc biệt, tháng 11, tr 133 - 136, ISSN 1859 - 0810 ... trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí, làm rõ khái niệm dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thông thông qua môn Vật lí thành tố dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường. .. thông qua môn Vật lí Chương Thiết kế qui trình dạy học tích hợp theo mơ hình STEM trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC TÍCH HỢP THEO MƠ HÌNH STEM Ở. .. lý luận dạy học tích hợp trường trung học phổ thơng thơng qua mơn Vật lí 1.2.1 Dạy học tích hợp trường THPT 1.2.1.1 Khái niệm dạy học tích hợp trường trung học phổ thơng Dạy học tích hợp trường