Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM - ART (STEAM) trong dạy học phát triển năng lực học sinh phổ thông theo chương trình mới

STEM - Art (gọi tắt là STEAM) là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) kết hợp với nghệ thuật (Art). Tổ chức dạy học theo phương pháp giáo dục STEAM không chỉ giúp học sinh nhận biết được sự phong phú của nội dung chủ đề học tập mà còn giúp học sinh hình thành năng lực sáng tạo, tư duy phê phán, yêu thích khám phá khoa học, có ý thức gắn kết nội dung học tập các môn Khoa học tự nhiên với nghệ thuật.

Tạ Kim Chi Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM - ART (STEAM) dạy học phát triển lực học sinh phổ thơng theo chương trình Tạ Kim Chi Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam 52 Liễu Giai, Ba Đình, Hà Nội, Việt Nam Email: takimchi1310@gmail.com TĨM TẮT: STEM - Art (gọi tắt STEAM) thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Tốn học) kết hợp với nghệ thuật (Art) Tổ chức dạy học theo phương pháp giáo dục STEAM không giúp học sinh nhận biết phong phú nội dung chủ đề học tập mà cịn giúp học sinh hình thành lực sáng tạo, tư phê phán, yêu thích khám phá khoa học, có ý thức gắn kết nội dung học tập môn Khoa học tự nhiên với nghệ thuật… TỪ KHĨA: Giáo dục STEAM; liên mơn; học STEAM; lực cân bằng; khối xây dựng giấy Nội dung nghiên cứu 2.1 STEM Art gì? STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tốn học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học quốc gia Sự phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học mơ tả chu trình STEM (xem Hình 1) “Science” chu trình STEM mơ tả mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể quy trình sáng tạo khoa học “Engineering” chu trình STEM mô tả mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể quy trình kĩ thuật Trong chu trình STEM, “Science” hiểu không “Kiến thức” thuộc mơn khoa học (Vật lí, Hố học, Sinh học) mà bao hàm “Quy trình khoa học” để phát minh kiến thức khoa học “Engineering” chu STEM không “Kiến thức” thuộc lĩnh vực “Kĩ thuật” mà Duyệt đăng 05/12/2020 bao hàm”Quy trình kĩ thuật” để sáng tạo “Công nghệ” mới… Science Technology Math Knowledge Scientists: answer questions (Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi) Đặt vấn đề Chương trình giáo dục (GD) phổ thơng xây dựng theo hướng tiếp cận GD đại, nhằm mục đích hình thành phẩm chất, lực cho học sinh (HS) Một phương pháp GD đề cập nhiều bối cảnh dạy học (DH) tích hợp liên mơn, thực DH GD STEAM DH GD STEAM đánh thức “nghệ sĩ” bên người học, góp phần tạo hệ trẻ động, sáng tạo Do vậy, nhà trường cần đặc biệt quan tâm cách thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEAM DH Như vậy, thực mục tiêu mà chương trình GD phổ thơng đặt Nhận chỉnh sửa 17/10/2020 Engineers: Solve problems (Kĩ sư: Giải vấn đề) Nhận 30/9/2020 Engineering the STEM cycle Hình 1: Chu trình STEM (theo https://www.knowatom com) STEM Art (gọi tắt STEAM) là khái niệm DH liên ngành kết hợp nghệ thuật (Art) với môn học STEAM là ý tưởng sáng tạo ban đầu Trường Thiết Kế Rhode Island (Mĩ), sau sử dụng nhiều nhà GD lan rộng Hoa Kì Đây phương pháp tiếp cận GD kiểu mới, Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Nghệ thuật Toán học sử dụng để giảng dạy hướng dẫn cho HS. STEAM là chuyển đổi từ cách thức GD truyền thống, dựa vào tiêu chuẩn điểm số để đánh giá, với mục đích giúp HS hiểu liên quan khối kiến thức Số 36 tháng 12/2020 19 NGHIÊN CỨU LÍ LUẬN vận dụng tốt vào thực tế Thúc đẩy đổi sáng tạo, tinh tế, thẩm mĩ tính nhân văn sản phẩm khoa học cơng nghệ Đó lí phương pháp GD STEAM đời STEM Art bao gồm có hai ý nghĩa chính: - Thứ mục đích đời sản phẩm khoa học kĩ thuật để phục vụ người Do đó, chữ Art cần hiểu theo nghĩa tính nhân văn, hướng thiện Những sản phẩm khơng ngược lại giá trị phát triển bền vững - thứ mà giới khát khao theo đuổi - Thứ hai sản phẩm khoa học cơng nghệ cần có tinh tế, thẩm mĩ định thiết kế Khi khoa học ngày phát triển địi hỏi sản phẩm ngày cao Do đó, nghệ thuật len lỏi hoà trộn vào thứ, khiến cho sản phẩm trở nên hoàn thiện hơn, tinh tế GD STEAM phương thức GD nhằm trang bị cho HS kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho HS lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng… Đáp ứng yêu cầu đào tạo phẩm chất lực HS Chương trình GD phổ thơng Có thể đưa GD STEAM vào nhà trường phổ thông theo số cách thức sau: a Thực DH tích hợp liên mơn Đây hình thức tổ chức GD STEAM chủ yếu nhà trường Theo phương thức này, học, hoạt động GD STEAM triển khai q trình DH mơn học STEAM theo hướng tiếp cận liên môn Các chủ đề, học, hoạt động STEAM bám sát chương trình mơn học thành phần Hình thức GD STEAM khơng làm phát sinh thêm thời gian học tập Ví dụ, chương trình lớp (Trung học sở) có chủ đề: mơi trường, thiên nhiên, khoa học… dạy tích hợp liên mơn với mơn Mĩ thuật theo phương thức GD STEAM b Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEAM Các trường phổ thơng triển khai GD STEAM thơng qua hình thức câu lạc Tham gia câu lạc STEAM, HS học tập nâng cao trình độ, triển khai dự án nghiên cứu, tìm hiểu ngành nghề thuộc lĩnh vực STEAM Đây hoạt động theo sở thích, khiếu HS Ví dụ: Câu lạc khám phá STEAM; Câu lạc Em yêu khoa học STEAM, … c Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật GD STEAM triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo khoa học kĩ thuật Hoạt động phát HS có lực, sở thích hứng thú với hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kĩ thuật kết hợp với yếu tố nghệ thuật giải vấn đề thực tiễn Bên cạnh đó, tham gia câu lạc STEAM nghiên 20 TẠP CHÍ KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM cứu khoa học, kĩ thuật hội để HS thấy hình thành lực, sở thích, ước mơ thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEAM 2.2 Quy trình xây dựng chủ đề STEAM DH STEAM khơng hình thành lực thiết yếu cho HS mà giúp HS cảm nhận ý nghĩa thực tế học Do vậy, muốn xây dựng chủ đề DH theo phương thức STEAM có hiệu quả, cần thực bước sau: Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, gắn kết kiến thức tự nhiên, quy trình thiết bị cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn để lựa chọn chủ đề học Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Sau chọn chủ đề học, cần xác định vấn đề cần giải để giao cho HS thực cho giải vấn đề đó, HS phải học kiến thức, kĩ cần dạy chương trình mơn học lựa chọn vận dụng kiến thức, kĩ biết để xây dựng học Trong trình xây dựng, giáo viên hình dung khó khăn HS gặp phải Ví dụ: Những kiến thức học, trình thực sản phẩm, xây dựng ý tưởng, hội vận dụng kiến thức để giải vấn đề xác định đắn tiêu chí sản phẩm bước Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị/giải pháp giải vấn đề Sau xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm Các tiêu chí phải hướng tới việc định hướng trình học tập vận dụng kiến thức HS không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động DH Tiến trình tổ chức hoạt động DH thiết kế theo phương pháp kĩ thuật DH tích cực với hoạt động học nêu Mỗi hoạt động học thiết kế rõ ràng mục đích, nội dung sản phẩm học tập mà HS phải hồn thành Các hoạt động học tổ chức lớp học (ở trường, nhà cộng đồng) Cần thiết kế học điện tử mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học HS bên lớp học 2.3 Tiêu chí đánh giá học STEAM Mỗi học STEAM thực nhiều tiết học nên hoạt động học thực Tạ Kim Chi ngồi lớp học Vì thế, tiết học thực số hoạt động học tiến trình học theo phương pháp DH tích cực sử dụng Có thể vận dụng tiêu chí đánh giá tiến trình DH nêu rõ Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH ngày 08 tháng 10 năm 2014 để vận dụng đánh giá hoạt động trải nghiệm STEAM Cụ thể sau: - Trong kế hoạch tài liệu DH cần xác định: Mức độ phù hợp chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung phương pháp DH sử dụng; Mức độ rõ ràng mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức sản phẩm cần đạt nhiệm vụ; Mức độ phù hợp thiết bị DH, học liệu sử dụng hoạt động học HS; Mức độ hợp lí phương án kiểm tra, đánh giá tổ chức hoạt động học HS - Trong tổ chức hoạt động cho HS cần cứ: Mức độ sinh động, hấp dẫn HS phương pháp hình thức chuyển giao nhiệm vụ học tập; Khả theo dõi, quan sát, phát kịp thời khó khăn HS; Mức độ phù hợp, hiệu biện pháp hỗ trợ khuyến khích HS hợp tác, giúp đỡ học tập; Mức độ hiệu hoạt động giáo viên việc tổng hợp, phân tích, đánh giá kết hoạt động trình thảo luận HS - Trong hoạt động HS cần quan sát, ghi nhận: Khả tiếp nhận sẵn sàng thực nhiệm vụ học tập tất HS lớp; Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác HS thực nhiệm vụ học tập; Mức độ tham gia tích cực HS trình bày, trao đổi, thảo luận kết thực hiện; Mức độ đắn, xác, phù hợp kết thực nhiệm vụ học tập HS 2.4 Thiết kế minh họa tiến trình tổ chức dạy hoạt động dạy học STEAM - Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Nội dung: Chủ đề lực cân - mơn Vật lí lớp - Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Chứng minh lực cân thông qua xếp khối giấy - Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị/giải pháp giải vấn đề Các hình/khối lắp ráp, chứng minh lực cân - Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động DH THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DH BÀI LỰC CÂN BẰNG – LỚP (Tiết 2) CHỦ ĐỀ STEM - ART: Khối xây dựng giấy I Mục tiêu: - HS tạo khối xây dựng giấy chứng minh lực cân khối giấy - HS hiểu lực cân mối liên quan mĩ thuật với khoa học tự nhiên - Yêu thích khám phá khoa học, có ý thức gắn kết nội dung học tập khoa học tự nhiên với mĩ thuật II Đồ dùng thiết bị DH - Dụng cụ: Giấy màu nhiều màu, kéo, thước kẻ, băng dính mặt - Những hình ảnh sản phẩm thực tế liên quan đến lực cân (nếu có) - Điều kiện thực hiện: + Thời gian: 45 phút + Địa điểm: Tại lớp học câu lạc khoa học + Đối tượng HS: Lớp III Tiến trình DH A Hoạt động khởi động GV gợi ý HS kiến thức liên quan đến lực cân học tiết trước, liên hệ với Hoặc cho HS quan sát sản phẩm STEAM… để tạo bất ngờ, kích thích tị mị HS B Hoạt động khám phá/hình thành kiến thức Giới thiệu GV gợi ý HS: - Về sản phẩm làm từ giấy (Ví dụ nghệ thuật gấp giấy origami); cách sử dụng giấy làm vật liệu tạo lên cấu trúc vững chắc; cách tạo lực cân từ mảnh giấy mỏng manh đặt vật nặng lên mà khơng sợ đổ… - Khuyến khích HS tham gia thử nghiệm chứng minh với tò mò, tưởng tượng - Về nội dung, kiến thức học trước: Lực gì? Lực cân gì? - Dẫn dắt HS vào phần thực hành, chứng minh lực cân thông qua thí nghiệm STEM Art (khối xây dựng giấy) Các bước làm mơ hình + Bước 1: Cắt băng giấy màu có kích thước 9cm x 3cm Lưu ý: Số lượng băng giấy theo ý thích Tuy nhiên 20 băng giấy kích thước 9cm x 3cm Số lượng băng giấy nhiều, tòa tháp đẹp + Bước 2: Chia băng giấy làm phần Đo từ mép giấy vào theo khoảng cách 3cm, 6cm, 9cm Đánh dấu điểm, sau kẻ đường thẳng mờ, chia băng giấy thành phần Làm tương tự với băng giấy khác hết số lượng + Bước 3: Gấp băng giấy thành hình tam giác Dán cạnh hở lại với để tạo thành hình tam giác + Bước 4: Cắt số “ván” giấy có kích thước 12cm x 3cm + Bước 5: Lắp ráp khối (xem Hình 2) Số 36 tháng 12/2020 21 NGHIÊN CỨU LÍ LUẬN Hình 2: Cách tạo khối C Hoạt động thực hành Gấp khối hình tam giác lắp ráp khối với để tạo lực cân Lưu ý: Định vị hình tam giác thành hàng xen kẽ liên tiếp (một khối quay lên, khối quay xuống) Khi miếng giấy tam giác xếp vững tạo khối Sau đó, đặt hai “ván” giấy lên tầng khối xếp Lúc này, lực phân bố cân làm kết cấu đứng vững, ko bị đổ Có thể kiểm tra cấu trúc giấy cách đặt vật thể (xem Hình 3) D Hoạt động vận dụng/mở rộng - GV gợi ý HS quan sát lực cân khối (vuông, chữ nhật, tam giác…) vận dụng thực tế cơng trình kiến trúc xây dựng, sáng tạo đồ trang trí nội thất… - GV kể cho HS hiểu biết thêm kết cấu lực cân thông qua câu chuyện sau: Shigeru Ban biết đến kiến trúc sư tiếng, xây dựng nhiều cơng trình từ chất liệu giấy, bìa carton tái chế cách hiệu Ông kiến trúc sư Nhật Bản lấy vật liệu giấy làm chủ đạo thiết kế chi phí thấp, tái chế kĩ thuật, cơng nghệ thực đơn giản Ơng nhận thấy tính tồn vẹn cấu trúc giấy tốt nhiều so với dự kiến ban đầu Một số cơng trình tiếng ông Nhà thờ Cardboard Catheral ông mô theo cấu trúc hình khối tam giác để tạo lực cân độ bền vững cơng trình (xem Hình 4) Hình 4: Hình ảnh bên bên nhà thờ Cardboard Catheral Hình 3: Gấp khối hình tam giác lắp ráp khối với để tạo lực cân 22 TẠP CHÍ KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HS Giáo viên đánh giá kết học tập thông qua: - Số lượng khối xây dựng giấy mà HS tạo thành - Độ chắn, thăng khối tam giác Tạ Kim Chi xếp - HS phát biểu lực cân thể sản phẩm Bài học STEM - Art – Khối xây dựng giấy kích thích tị mị, khám phá HS giới khoa học Giúp HS phát triển óc tưởng tượng sáng tạo, gắn mĩ thuật với khoa học tự nhiên thực hành Bài học nhờ mà hấp dẫn Những công thức trừu tượng khoa học tự nhiên, mô phỏng, cụ thể hóa nguyên vật liệu mĩ thuật với cách sáng tạo hình đơn giản, giúp HS cảm nhận gần gũi khoa học tự nhiên với nghệ thuật Từ đó, HS u thích sáng tạo trình học STEM ART Kết luận GD STEAM hướng tới GD HS giá trị thực tiễn, khía cạnh khác sống Mỗi học STEAM đề cập giao cho HS giải vấn đề tương đối trọn vẹn, địi hỏi HS phải tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kết hợp song hành nghệ thuật để giải vấn đề Đây tiếp cận liên môn GD STEAM, kiến thức mà HS cần phải học để sử dụng học, thứ không tách rời mà bổ sung, song hành với ẩn sâu ngun lí, ngun tắc khoa học tồn cách tự nhiên chân thực Tài liệu tham khảo [1] Bộ Giáo dục Đào tạo, (2017), Chương trình giáo dục phổ thơng – Chương trình Tổng thể [2] Bộ Giáo dục Đào tạo, (2018), Chương trình giáo dục phổ thơng – Môn Mĩ thuật [3] Bộ Giáo dục Đào tạo, (2006), Chương trình giáo dục phổ thơng – Mơn Mĩ thuật [4] Bộ Giáo dục Đào tạo, (2006), Chương trình giáo dục phổ thơng - Mơn Vật lí [5] Bộ Giáo dục Đào tạo, (2019), Tài liệu tập huấn Xây dựng thực chủ đề giáo dục Steam [6] Nguyễn Thanh Hải, (2019), Tài liệu Giáo dục Stem/ Steam: Từ trải nghiệm thực hành đến tư sáng tạo [7] Sam Hutchinson, (2017), Tài liệu Stem - Khoa học siêu gần gũi - Vicky Barker.  ORANIZING STEM - ART (STEAM) EXPERIENCE ACTIVITIES IN TEACHING AND DEVELOPING STUDENTS’ COMPETENCY UNDER THE NEW GENERAL EDUCATION CURRICULUM Ta Kim Chi The Vietnam National Institute of Educational Sciences 52 Lieu Giai, Ba Dinh, Hanoi, Vietnam Email: takimchi1310@gmail.com ABSTRACT: STEM - Art education (referred to as STEAM) is an abbreviation term that  combines  the  arts  with science, technology, engineering, and mathematics education Organizing teaching activities based on STEAM educational method not only helps students to recognize the richness of the content of learning topics, but also enables students develop creative and critical thinking competency, helps them engage with science, and consciously associates the learning content of natural science subject with art education KEYWORDS: STEAM education; inter- subjects; STEAM lessons; force balance; paper building blocks Số 36 tháng 12/2020 23 ... chất Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động DH Tiến trình tổ chức hoạt động DH thiết kế theo phương pháp kĩ thuật DH tích cực với hoạt động học nêu Mỗi hoạt động học thiết kế rõ ràng mục... STEAM, … c Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật GD STEAM triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo khoa học kĩ thuật Hoạt động phát HS có lực, sở thích... động học HS; Mức độ hợp lí phương án kiểm tra, đánh giá tổ chức hoạt động học HS - Trong tổ chức hoạt động cho HS cần cứ: Mức độ sinh động, hấp dẫn HS phương pháp hình thức chuyển giao nhiệm vụ học