Một trong những yêu cầu đối với giáo viên (GV) khi giảng dạy STEM là cần biết cách thiết kế các hoạt động STEM một cách sáng tạo. Tuy nhiên, hiện nay thì GV vẫn còn chưa nhận thức rõ bản chất dạy học STEM cũng như cách để thiết kế hoạt động STEM trong môn học. Dù rằng giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong Chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác nhằm phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh (HS) phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM và định hướng nghề nghiệp cho HS. Chính vì từ những lí do cơ bản vừa nêu, nên đề tài này sẽ nghiên cứu vấn đề về giảng dạy bộ môn Công nghệ ở cấp THPT theo định hướng Công nghiệp trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long theo hướng tiếp cận giáo dục STEM. Từ đây có thể hình thành một tổng quan nhằm định hướng cho GV dạy bộ môn Công nghệ tại Vĩnh Long.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HUỲNH PHÚC LINH DẠY HỌC CÔNG NGHỆ Ở TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH LONG THEO TIẾP CẬN GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành: LL PPDH môn KTCN MÃ SỐ: 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ HUY HOÀNG Vĩnh Long – 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Huỳnh Phúc Linh Là học viên lớp cao học K28, MSHV: K28-0953, khoa Sư Phạm Kĩ Thuật - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tơi xin cam đoan rằng tồn Luận văn nghiên cứu trình bày dưới kết thân tơi thực dưới hướng dẫn PGS.TS Lê Huy Hoàng Những kết nghiên cứu tác giả, nhóm tác giả khác, số liệu sử dụng luận văn có trích dẫn nguồn đầy đủ Tất số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, nghiêm túc, khách quan, chưa tác giả khác công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Huỳnh Phúc Linh i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc đến người Thầy hướng dẫn tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu này, PGS TS Lê Huy Hồng - Thầy tận tình bảo tạo điều kiện thuận lợi nhất, giúp đỡ kiến thức, phương pháp nghiên cứu, góp ý đề tài nghiên cứu tơi suốt q trình tơi thực luận văn Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học sư phạm Hà Nội, quí Thầy Cơ phịng sau Đại học, q Thầy Cơ khoa Sư Phạm Kỹ Thuật, q Thầy Cơ phịng, khoa giảng dạy bạn học viên suốt thời gian vừa qua, tảng vững bền mà tơi có đủ kiến thức để hồn thành nghiên cứu đề tài luận văn Tôi xin gửi biết ơn đến BGH, q Thầy Cơ, Cán quản lí phịng giáo dục nghề nghiệp trường Cao đẳng nghề TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện môi trường học tập cho tập thể lớp suốt thời gian qua Cuối lời, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Cha Mẹ tơi, gia đình nhỏ tơi, bạn học viên chuyến hành trình này, đồng nghiệp nơi tơi công tác, hỗ trợ, động viên, bên cạnh tơi để tơi có thêm nhiều động lực hồn thành tốt luận văn khóa học lần Rất mong nhận ý kiến đóng góp dẫn quý Thầy Cô bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Trân trọng Vĩnh Long, ngày 26 tháng năm 2020 Tác giả luận văn Huỳnh Phúc Linh ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt HS GV CMHS THPT PPDH STEM ĐC ĐLC TN CNTT CMCN NCKH KTĐG Nghĩa tiếng Việt Học sinh Giáo viên Cha Mẹ học sinh Trung học phổ thông Phương pháp dạy học Khoa học, Công nghệ, Kĩ Thuật Toán học Đối chứng Độ lệch chuẩn Thực nghiệm Công nghệ thông tin Cách Mạng công nghiệp Nghiên cứu khoa học Kiểm tra đánh giá MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii MỤC LỤC .iv iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu .6 Khách thể, đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu 7 Bố cục luận văn Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.1 Giáo dục STEM giới 1.1.2 Giáo dục STEM Việt Nam 11 1.2 Khái niệm giáo dục STEM 16 1.3 Một số vấn đề giáo dục STEM 18 1.3.1 Mục tiêu giáo dục STEM 18 1.3.2Tiến trình khoa học giáo dục STEM 19 1.3.3 Hình thức tổ chức STEM 20 1.3.4 Phân loại STEM .23 1.4 Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM 25 1.4.1 Cơ sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM 25 1.4.2 Đặc điểm dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM 32 iv 1.4.3 Quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM .34 1.5 Thực trạng dạy học môn Công nghệ góc độ định hướng giáo dục STEM 42 1.5.1 Thực trạng giáo dục STEM trường phổ thông 42 1.5.2 Từ điều tra thực tiễn .44 Kết luận chương 56 Chương 2: DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 58 2.1 Phân tích mơn Cơng nghệ THPT góc độ STEM 58 2.1.1 Mục tiêu môn Công nghệ cấpTHPT .58 2.1.2 Cấu trúc nội dung môn Công nghệ cấp THPT .58 2.1.3 Những lực cần đạt 60 2.2 Mối quan hệ môn Công nghệ cấp THPT với giáo dục STEM .61 2.3 Vận dụng quy trình giáo dục STEM dạy học môn Công nghệ cấp THPT theo định hướng Công nghiệp: .62 2.3.1 Xây dựng chủ đề .62 2.4.2 Cơ sở vật chất thực giáo dục STEM nhà trường .68 2.4.3 Đánh giá giáo dục STEM .70 2.4.4 Phương pháp kỹ thuật kiểm tra đánh giá 81 2.5 Một số kế hoạch hoạt động dạy học chủ đề STEM 85 2.5.1 Chuyên đề “Thiết kế hệ thống cảnh báo gia đình” 85 2.5.2 Chuyên đề “Nghề nghiệp STEM” 98 Kết luận chương 109 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 110 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .110 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 110 v 3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm .111 3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 111 3.4.1 Chuẩn bị thực nghiệm 111 3.4.2 Tổ chức thực nghiệm 112 3.4.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 112 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm .114 3.5.1 Đánh giá định tính .117 3.5.2 Đánh giá định lượng: 118 Kết luận chương 122 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 PHỤ LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tỉ lệ học sinh đăng kí tham gia chương trình giáo dục STEM ( từ năm 2011 – 2015) số quốc gia [28] Bảng 1.2 Kết mức độ quan tâm GV tới lực thông qua giảng 46 Bảng 1.3 Mức độ GV sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực .47 Bảng 1.4 Kết hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn 49 Bảng 1.5 Kết mức độ GV tổ chức cho HS hợp tác làm sản phẩm trình dạy học .50 Bảng 1.6 Kết mức độ GV ý định hướng hứng thú HS .52 Bảng 1.7 Kết khảo sát mức độ GV sử dụng sở vật chất dạy học môn Công nghệ 53 Bảng 1.8 Kết khảo sát phịng học mơn Công nghệ 54 Bảng 1.9 Kết mức độ nhận thức GV STEM .55 Bảng 1.10 Mối quan tâm STEM GV môn Công nghệ 55 Bảng 2.1 Một số nội dung chương trình mơn Cơng nghệ THPT lựa chọn để xây dựng chủ đề STEM .62 Bảng 2.2 Các tiêu chí đánh giá lực 72 Bảng 2.3 Các mức độ lực giải vấn đề [4] 73 Bảng 2.4 Bảng kiểm quan sát lực giải vấn đề HS .75 Bảng 2.5 Các mức độ lực hợp tác [4] 75 Bảng 2.6 Bảng kiểm quan sát lực hợp tác HS .78 Bảng 2.7 Tiêu chí đánh giá lực sáng tạo HS [5] 79 Bảng 2.8 Tiêu chí đánh giá tư kỹ thuật HS [5] .80 vii Bảng 3.1 Thống kê kết kiểm tra trước thực nghiệm 113 Bảng 3.2 Phân bố tần suất 114 Bảng 3.3 Tổng hợp tham số thống kê 114 Bảng 3.4 Thống kê kết kiểm tra sau thực nghiệm .118 Bảng 3.5 Phân bố tần suất 118 Bảng 3.6 Tổng hợp tham số thống kê 119 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Sự chênh lệch tăng trưởng việc làm nhóm ngành STEM khơng STEM Hoa Kỳ 10 Hình 1.2 Mơ hình giáo dục STEM 17 Hình 1.3 Tiến trình khoa học giáo dục STEM .20 Hình 1.4 Sơ đồ chủ đề STEM dạy môn học .21 Hình 1.5 Sơ đồ chủ đề STEM dạy nhiều mơn học 21 Hình 1.6 Sơ đồ chủ đề STEM dạy nhiều môn học phối hợp 22 Hình 1.7 Phân loại STEM theo mục đích dạy học 23 Hình 1.8 Phân loại STEM theo Giải vấn đề 24 Hình 1.9 Phân loại giáo dục STEM theo phương diện 25 Hình 1.10 Mơ hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM [29] 27 Hình 1.11 Quy trình nghiên cứu khoa học áp dụng vào tiến trình dạy STEM 31 Hình 1.12 Quy trình dạy học mơn Cơng nghệ theo định hướng GD STEM 34 Hình 1.13 Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM TS Nguyễn Thanh Nga cộng 35 Hình 1.14 Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM nhóm tác giả Trần Thái Toàn, Phan Thị Thanh Hội .36 Hình 1.15 Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM TS Lê Xuân Quang .37 Hình 1.16 Biểu đồ mức độ GV sử dụng PP kĩ thuật dạy học tích cực .48 Hình 1.17 Biểu đồ kết hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn 50 ix ... NGHỆ THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 58 2.1 Phân tích mơn Cơng nghệ THPT góc độ STEM 58 2.1.1 Mục tiêu môn Công nghệ cấpTHPT .58 2.1.2 Cấu trúc nội dung môn Công nghệ cấp THPT. .. đồ chủ đề STEM dạy nhiều môn học phối hợp 22 Hình 1.7 Phân loại STEM theo mục đích dạy học 23 Hình 1.8 Phân loại STEM theo Giải vấn đề 24 Hình 1.9 Phân loại giáo dục STEM theo phương... CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.1 Giáo dục STEM giới 1.1.2 Giáo dục STEM Việt Nam 11 1.2 Khái niệm giáo dục STEM