8. Cấu trúc luận văn
1.3.2. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực giải quyết vấn là khả năng một cá nhân sử dụng hiệu quả quá trình nhận thức để hiểu và giải quyết các tình huống có vấn đề. Mà ở đó học sinh chưa tìm hiểu ngay ra giải pháp một cách rõ ràng. Nó bao gồm cả thái độ sẵn sàng tham gia vào các tình huống có vấn đề để trở thành một công dân có tinh thần xây dựng và tự phản ánh.Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực chủ yếu của con người, được cấu trúc thành 3 thành phần-thành tố như sau:[1]
Thành tố Chỉ số hành vi
Phát hiện và làm rõ vấn đề - Phân tích tình huống - Phát hiện vấn đề - Phát biểu vấn đề
Đề xuất và lựa chọn giải pháp - Thu thập các thông tin có liên quan đến vấn đề - Đề xuất các giải pháp
- Lựa chọn giải pháp phù hợp Thực hiện và đánh giá giải pháp - Thực hiện giải pháp đã chọn
- Đánh giá giải pháp
- Nhận thức và vận dụng phương pháp hành động vào bối cảnh mới
1.3.3. Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng
giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS
Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học [1].
Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế - xã hội. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau [1]:
a) Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM.
Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.
b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó,
nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM.
Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp.
Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp.
Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh.
c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật.
Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật. Hoạt động này không mang tínhđại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn.
Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.
1.4. Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào
1.4.1. Mục đích điều tra
Để chuẩn bị cho soạn thảo tiến trình dạy học một số kiến thức về “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 theo định theo định hướng GD STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tại trường Trung học cơ sởtrườngcao đăng sư phạm Savannakhet và trường Trung học cơ sở Thasano nước CHDCND Lào, tôi tiến hành điều tra điều tra thực tế dạy và học của giáo viên và học sinh về dạy học theo mô hình giáo dục STEM nhằm:
- Tìm hiểu thực trạng dạy và học môn Khoa học tự nhiên ở THCS của giáo viên và học sinh;
- Tìm hiểu sự hiểu biết và vận dụng vào giảng dạy của GV về giáo dục STEM;
- Sự cần thiết của giáo dục STEM trong dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS nước CHDCND Lào.
- Những khó khăn của giáo viên và học sinh khi áp dụng mô hình GD STEM trong dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS nước CHDCND Lào.
- Tìm hiểu hứng thú của học sinh khi giáo viên áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
1.4.2. Phương pháp điều tra
Việc điều tra được thực hành ở một số trường THCS Thành phố Cay Xỏn Phom Vi Hản, CHDCND Lào:
- Gặp gỡ và trao đổi trực tiếp với lãnh đạo nhà trường, tổ trưởng chuyên môn, trao đổi với các giáo viên dạy môn Khoa học tự nhiên
- Điều tra GV: Trao đổi trực tiếp, tham khoả giáo án, cách giảng dạy trong thời gian qua kiến thức về STEM và sử dùng phiếu điều tra.
- Điều tra HS: Trao đổi trực tiếp thông qua các bài kiểm tra. - Dự giờ của một số GV.
1.4.3. Đối tượng điều tra
Chúng tôi sử dụng phiếu điều tra về tình hình dạy và học theo định hướng giáo dục STEM của GV trường Trung học cơ sởtrường cao đăng sư phạm Savannakhet và GV trường Trung học cơ sở Thasano với 9 GV dạy môn Khoa học tự nhiên và HS trường Trung học cơ sở trường cao đăng sư phạm Savannakhet và HS trường Trung học cơ sở Thasano với 50 HS khối lớp7 có lực học đồng đều như nhau.
1.4.4. Kết quả điều tra
Qua việc điều tra GV và HS trên thông qua phiếu điều tra tình hình dạy và học được kết quả sau:
* Đối với GV
- Với câu hỏi “Thầy (cô) có tự tìm hiểu hoặc được tập huấn về giáo
dục STEM không?”
Số GV Không có
9 7 2
Kết quả thu được cho thấy GV (chiếm 78 %) được phỏng vấn cho biết chưa được tìm hiểu hoặc chưa được tập huấn về giáo dục STEM; 2/9 GV (chiếm 22%) được phỏng vấn cho biết có tìm hiểu về giáo dục STEM. Kết quả này chứng tỏ giáo dục STEM ở THCS chưa được chú trọng và chưa được quan tâm.
- Với câu hỏi “Thầy (cô) có tự làm đồ dùng, thiết bị dạy học không?”
Số GV Không có
9 9 0
Kết quả này chứng tỏ GV dạy học ở THCS chưa được chú trọng vào chế tạo các bộ thí nghiệm vào dạy học.
- Với câu hỏi “Theo thầy cô, có cần tổ chức hoạt động dạy học theo
Số GV Không cần Bình thường Cần Rất cần
9 0 0 3 6
Kết quả này cho thấy sau khi giáo viên hiểu về giáo dục STEM thì họ thấy sự cần thiết của việc áp dụng STEM vào dạy học ở trường phổ thông để phát huy năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
- Với câu hỏi “Thầy (cô) đã vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục
STEM chưa?”
Số GV Chưa bao
giờ sử dụng Thỉnh thoảng Thường xuyên
Rất thường xuyên
9 5 4 0 0
Kết quả thu được cho thấy có rất ít GV dạy học sinh theo định hướng giáo dục STEM. Kết quả này cũng phản ánh các giáo viên được phỏng vấn chưa được tiếp cận nhiều với giáo dục STEM
- Với câu hỏi “Theo thầy (cô) việc vận dụng giáo dục STEM trong
dạy học gặp khó khăn gì?”
Kết quả thu được như sau:
Câu hỏi GV lựa chọn
Không đủ thời gian thực hiện 5
Không đủ phương tiện dạy học 8
Học sinh sẽ rất hứng thú 9
Mất nhiều thời gian thiết kế 6
Trình độ HS chưa phù hợp 2
* Đối với HS
- Với câu hỏi “Các thầy (cô) chế tạo và sử dụng thí nghiệm/ứng dụng
kĩ thuật trong dạy học ở mức độ nào? Số HS Không bao giờ Thỉnh
thoảng Thường xuyên Rất thường xuyên
- Với câu hỏi số 2: “Em có thích các giờ học có sử dụng thí nghiệm/
ứng dụng kĩ thuật không?”
Số HS Không Bình thường Thích Rất thích
50 0 6 15 29
Kết quả này cho thấy: HS rất hào hứng khi được học các giờ có thí nghiệm/ứng dụng kỹ thuật.
- Với câu hỏi số 3: “Em có thích học lý thuyết gắn liền với việc trải
nghiệm không?”
Số HS Bình thường Thích Rất thích
50 9 25 12
Kết quả này cho thấy: Các em thích được trải nghiệm thực tế và muốn tự tay thực hiện thí nghiệm để tìm hiểu kiến thức hay chế tạo một sản phẩm.
- Với câu hỏi số 4: “Em có muốn áp dụng lý thuyết đã học để chế tạo
ra sản phẩm gắn với thực tiễn không?”
Số HS Không muốn Bình thường Muốn Rất muốn
50 0 8 14 28
Kết quả này cho thấy: Các em rất mong sau khi học lý thuyết được áp dụng vào thực tiễn.
- Với câu hỏi số 5: “Em có nguyện vọng gì trong các giờ học môn Khoa
học tự nhiên?”
Số HS Giữ nguyên Tăng cường Rất muốn tăng cường
50 10 28 12
Kết quả này cho thấy: Các em mong muốn được ứng dụng lý thuyết vào thực tế và các thầy cô tăng cường sử dụng thiết bị thí nghiệm để tìm hiểu kiến thức mới. Căn cứ vào kết quả điều tra đã thôi thúc tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài
“Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh”.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong chương 1 của luận văn này, chúng tôi đã trình bày: - Các nghiên cứu về giáo dục STEM;
- Những cơ sở lí luận về giáo dục STEM;
- Quy trình thiết kế một chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM; - Các hoạt động của tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM; - Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
Chúng tôi đã điều tra, phỏng vấn GV và HS ở trường Trung học cơ sở trường cao đăng sư phạm Savannakhet và trường Trung học cơ sở Thasano về giáo dục STEM và việc vận dụng STEM vào giảng dạy của GV. Qua đó, thấy được hiểu biết của các GV, HS về giáo dục STEM và sự cần thiết của mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho các môn học nói chung và môn Khoa học tự nhiên nói riêng.
Kết quả nghiên cứu ở chương này sẽ làm cơ sở để chúng tôi thiết kế các hoạt động dạy học và thiết kế phiếu đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ở chương 2.
Chương 2
THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7”
2.1.1. Tổng quan của chương “Áp suất”
Trong sách giáo khoa KHTN 7 của chương trình giáo dục phổ thông của nước CHDCND Lào gồm có 3 môn (vật lý, hóa học và sinh học), trong đó môn vật lý có 4 chương, nhưng có kiến thức về “Áp suất” nằm ở chương V. Chương này được chia ra thành 5 bài như sau:
Bảng 2.1. Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7
Tên bài Nội dung Thời
lượng
Bài 21 Tưởng tượng về áp suất
1. Áp lực, diện tích bịép, áp suất
2 tiết 2. Ứng dụng của áp lực vào cuộc sống và
công nghệ hàng ngày
Bài 22 Áp suất chất lỏng - bình thông nhau
1. Sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng
4 tiết 2. Áp suất chất lỏng tác động lên đáy bình
3. Áp suất chất lỏng tác động lên thành bình chứa cùng một chất 4. Công thức tínháp suất chất lỏng 5. Bình thông nhau 6. Ứng dụng Bài 23 Sự truyền áp suất trong chất khí và áp suất khí quyển
1. Sự truyền áp suất trong chất khí
2 tiết 2. Áp suất khí quyển
3. Ứng dụng Bài 24 Thiết bị đo áp
suất khí quyển
1. Độ lớn của áp suất khí quyển
2 tiết 2. Các loại thiết bị đo áp suất khí quyển
Bài 27 Lực đẩy tác dụng lên một chất kết tinh lỏng - Định luật Acsimet 1. Sự tác động lực của chất lỏng lên vật 2 tiết 2. Định luật Acsimet
2.1.2. Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng
Trong sách hướng dẫn dạy học KHTN 7 của chương trình giáo dục phổ thông nước CHDCND Lào đã trình bày mục tiêu chung của sách giáo khoa KHTN 7, trong đó từng bài cũng có mục tiêu riêng biệt. Cụ thể trong chương V “Áp suất” bài 22 “Áp suất chất lỏng-bình thông nhau”, mục tiêu dạy học của đơn vị này được triển khai theo chuẩn kiến thức - kĩ năng của Bộ Giáo dục và Thể Thao nước CNDCND Lào. Sau khi học xong bài này, HS cần đạt được:
Kiến thức:
- Biết được chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên thành bình, đáy bình và cácvật ở trong lòng chất lỏng.
- Xây dựng được công thức tính áp suất chất lỏng qua công thức tính áp suất. - Viết được công thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên, đơn vị các đại lượng trong công thức.
- Nêu được nguyên tắc bình thông nhau và dùng nó để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong cuộc sống.
- Vận dụng được công thức tính áp suất để giải được bài tập, viết được phương trình phản ứng xảy ra giữa vôi sống với nước để xử lí ô nhiễm môi trường.
Kĩ năng:
- Xây dựng được công thức tính áp suất chất lỏng - Quan sát hiện tượng thí nghiệm, rút ra nhận xét. - Kĩ năng xử lí và phân tích thông tin.
- Phát triển kỉ năng giao tiếp, khả năng làm việc theo nhóm.
Thái độ:
- Tích cực trung thực, có ý thức học hỏi, vận dụng trong thực tế.
- Trách nhiệm với công việc, tự chịu trách nhiệm trước cá nhân và tập thể.
2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức
Trong phần này, tác giả sẽ phân tích những nội dung kiến thức cơ bản theo thứ tự đơn vị bài học trong SGK KHTN 7 cơ bản bài 22. Áp suất chất lỏng