Thực trạng giảng dạy:
Hiện nay, tại trƣờng THCS chúng tôi đang triển khai cho GV tiếp cận tìm hiểu mô hình giảng dạy theo định hƣớng GD STEM trong các môn học chủ yếu ở các lĩnh vực KHTN. Đặc biệt trong quá trình triển khai, chúng tôi tìm hiểu sâu các bài học trong môn Toán ở các khối lớp từ đó khai thác các chủ đề dạy học theo định hƣớng GD STEM. Quan tâm đến yếu tố Toán học trong bốn yếu tố S,T,E,M sau đó tìm sự liên kết với các môn học vật lí, công
nghệ, tin học, hóa học, sinh học.
Ngay từ khi triển khai CV số 4612/BGDDT – GDTrH ngày 03 tháng 10 năm 2017 về việc thực hiện chƣơng trình giáo dục phổ thông hiện hành theo định hƣớng phát triển năng lực, nhiều GV phổ thông thƣờng xuyên tổ chức trong các hoạt động dạy học các hoạt động hƣớng đến phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh, xong hiệu quả còn hạn chế. Bên cạnh đó, GV cũng tiến hành tổ chức dạy học liên môn đối với các nhóm môn KHTN, với mục tiêu trang bị kiến thức ở các lĩnh vực cho HS, giúp HS có hƣớng nhìn tổng quan tìm đƣợc sự liên kết giữa các môn học trong mỗi giờ học
Tồn tại:
Một số giáo viên còn thiên về dạy học thuyết trình, giảng giải ở phƣơng pháp này giáo viên chƣa chú tâm đến việc khai thác năng lực cá nhân tự hình thành tri thức phƣơng pháp cho học sinh, học sinh chƣa đƣợc học về phƣơng pháp tƣ duy, học sinh chƣa thực sự đƣợc làm quen với sự liên kết, liên môn giữa các môn học với toán học; nói cách khác giáo viên chƣa dạy phƣơng pháp học phù hợp với “đặc thù bộ môn”.
Việc dạy học môn Toán nói chung, dạy chƣơng trình môn Toán lớp 8 nói riêng còn tồn tại nhƣợc điểm nhƣ truyền thụ kiến thức một chiều, học sinh thụ động tiếp nhận tri thức nhƣ vậy sẽ ít đƣợc tham gia vào các khâu cơ bản của quá trình dạy học giải quyết vấn đề. Do đó, việc dạy học chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
Tình hình học tập:
- Học sinh còn tồn tại tâm lí ngại học
- Trong quá trình giải bài tập học sinh gặp khó khăn nhƣ: định hƣớng tìm thuật giải, mắc sai lầm trong khâu suy luận
- Học sinh tiếp thu bài học còn mang tính thụ động, chƣa có cơ hội tham gia phát huy tính chủ động, sáng tạo, năng lực bản thân làm thiếu sự sôi nổi trong một số giờ học
- Học sinh còn lúng túng, hạn chế trong kỹ năng trình bày lời giải
Việc phát triển năng lực GQVĐ thông qua giáo dục STEM sẽ trở thành hƣớng đi mới góp phần khắc phục những khó khăn trong việc giảng dạy theo lối truyền thống, giảm tình trạng thầy thuyết trình – trò thụ động tiếp nhận kiến thức. Phƣơng pháp giáo dục này giúp học sinh hình thành tri thức, phát huy tính tích cực, phát triển tƣ duy khi thực hiện gắn kết, liên môn giữa các môn học có liên quan, tạo hứng thú cho học sinh khi gia các hoạt động, thành lập dự án, thay đổi thái độ học tập. Qua đó không chỉ nâng cao chất lƣợng dạy – học và học sinh đƣợc trực tiếp tham gia vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong đời sống hàng ngày.
1.5.2.Phân tích đặc điểm chương trình môn Toán ở lớp 8
Chƣơng trình môn toán lớp 8 gồm phần Đại số và Hình học . Trong đó:
Phần Đại số gồm :4 chương, cụ thể:
- Chƣơng 1: Nhân và chia đa thức - Chƣơng 2: Phân thức đại số
- Chƣơng 3: Phƣơng trình bậc nhất một ẩn - Chƣơng 4: Bất phƣơng trình bậc nhất một ẩn
Phần hình học gồm: 4 chương, cụ thể:
- Chƣơng 1: Đa giác
- Chƣơng 2: Đa giác – Diện tích đa giác - Chƣơng 3: Tam giác đồng dạng
- Chƣơng 4: Hình lăng trụ đứng, hình chóp đều
Để xác định xem quá trình dạy học môn Toán lớp 8 ở trƣờng THCS, các GV đã sử dụng định hƣớng giáo dục STEM để phát triển các thành tố của NL GQVĐ ở mức độ nào, sử dụng PPDH ra sao, tiến hành tổ chức dƣới những hình thức nào. Chúng tôi tổ chức cuộc khảo sát đối với GV Toán tại trƣờng THCS qua phiếu “Phụ lục 1”.
1.5.3.Mục đích, nội dung khảo sátMục đích: Mục đích:
- Để có căn cứ xây dựng, lựa chọn đƣợc phƣơng pháp có hiệu quả trong dạy học môn Toán theo định hƣớng phát triển năng lực GQVĐ cho HS thông qua GD STEM. Chúng tôi tổ chức điều tra khảo sát thực tế với mục đích tìm hiểu về thực tế dạy học chƣơng trình môn Toán –Lớp 8 THCS của GV nhằm thu thập các thông tin về một số nội dung chính sau:
- Nhận thức của GV về việc dạy học môn Toán ở trƣờng THCS theo “định hƣớng phát triển năng lực” GQVĐ cho HS; dạy học vận dụng giáo dục STEM trong nhà trƣờng phổ thông.
- Thực trạng của việc dạy học sử dụng phƣơng pháp truyền thống thì khả năng nắm bắt và vận dụng kiến thức của HS ra sao.
- Tính cấp thiết của việc đổi mới PPDH phát triển năng lực GQVĐ thông qua GD STEM cho HS THCS.
1.5.4. Đối tượng địa bàn, phương pháp khảo sát
Để tìm hiểu thực trạng về phƣơng pháp giảng dạy của GV chúng tôi tổ chức khảo sát, trao đổi và điều tra bằng hình thức “phiếu thăm dò” ý kiến của các GV dạy môn Toán của trƣờng THCS Hội Hợp.
1.5.5.Kết quả khảo sát
Thông qua phiếu điều tra GV về thực trạng dạy học môn Toán lớp 8 - THCS chúng tôi nhận thấy:
Phần lớn GV đều biết và đánh giá tầm quan trọng về việc dạy học theo định hƣớng phát triển năng lực HS, đặc biệt DH phát triển năng lực GQVĐ thông qua mô hình GD STEM, tuy nhiên để vận dụng vào giảng dạy còn ít, và mức độ vận dụng chƣa đạt hiệu quả cao. Việc chuẩn bị bài soạn và tổ chức giờ học của GV còn nặng theo công thức đƣờng mòn. Đánh giá cũng cho thấy, HS chƣa có động cơ, hứng thú tìm hiểu các vấn đề đặt ra, còn nhiều HS ít liên hệ kiến thức Toán học với thực tiễn. Cụ thể nhƣ sau:
Về PPDH:
+ Những hình thức tổ chức dạy học theo các phƣơng pháp truyền thống vẫn đƣợc đa số GV thƣờng xuyên sử dụng.
+Sử dụng các phƣơng tiện kĩ thuật và phƣơng pháp thực nghiệm thỉnh thoảng đƣợc GV áp dụng.
+ 82% GV chƣa bao giờ tổ chức dạy học thông qua GD STEM cho HS theo một chủ đề nào đó.
+ 13,3 % GV chƣa áp dụng hình thức dạy học nhằm phát triển năng lực cho HS.
+ 64,3 % GV biết và thỉnh thoảng sử dụng hình thức dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong các giờ dạy.
+ 8% GV đã áp dụng dạy học dự án, vận dụng GD STEM tuy nhiên tần suất áp dụng là ít.
Về cách tổ chức cho HS tiếp cận thông tin khi học chƣơng trình môn Toán lớp 8 :
+ 100% GV cho HS tìm hiểu thông tin trong tài liệu SGK.
+15% GV cho HS vận dụng kiến thức vào thực tế giải quyết vấn đề trong đời sống.
Về biểu hiện tích cực của HS trong khi học tập:
+ Đa số HS có biểu hiện hứng thú với bài giảng tuy nhiên số lƣợng HS tích cực giải quyết vấn đề và có ý tƣởng sáng tạo là chƣa nhiều.
+ Về số lƣợng HS có biểu hiện tích cực:
42,9% GV cho rằng số ít HS có biểu hiện tích cực.
50% GV cho rằng khoảng 50% số học sinh có biểu hiện tích cực. 8,1% GV cho rằng phần lớn HS có biểu hiện tích cực.
- Có 57,1% GV cho rằng dạy học phát triển năng lực theo định hƣớng giáo dục STEM là hiệu quả.
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Qua việc nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài chúng tôi nhận thấy:
Trong bối cảnh đổi mới giáo dục theo định hƣớng phát triển NL GQVĐ, tổ chức DH theo mô hình GD STEM là một “phƣơng thức” GD nhằm phát huy đƣợc năng lực ngƣời học, khai thác, khơi dậy tiềm năng giúp ngƣời học khám phá tri thức. Phƣơng pháp này ngƣời học không chỉ hiểu đƣợc kết quả mà quan trọng hơn cả đƣợc trực tiếp tham gia vào các quá trình giải quyết vấn đề. Tuy nhiên, phƣơng pháp này cần phối hợp với các phƣơng pháp khác để nâng cao hiệu quả dạy học.
Đặc điểm nổi bật của môn Toán là chú trọng đến tính ứng dụng, có gắn kết với yếu tố thực tiễn, có liên kết với môn học, hoạt động giáo dục khác. Ở chƣơng trình môn Toán lớp 8 để vận dụng GD STEM trong dạy học theo phát triển năng lực GQVĐ có thể tổ chức các hoạt động thực hành và trải nghiệm.
Dạy học phát triển năng lực theo định hƣớng Giáo dục STEM là một giải pháp hữu ích giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học môn Toán. Có thể nhận thấy việc vận dụng giáo dục STEM cần đƣợc tiến hành trong các hoạt động giáo dục thiết thực thƣờng xuyên, tăng cƣờng sự trải nghiệm và kiến thiết phát huy tót khả năng sáng tạo. Xong, thực tế tại các nhà trƣờng PT cần nhận thức thấy vai trò, ý nghĩa của GD STEM, thống nhất đƣợc PP/HTTC giáo dục trong nhà trƣờng.Nâng cao cao năng lục cho đội ngũ GV trong XD và tổ chức DH theo định hƣớng STEM góp phần thực hiện mục tiêu của CT GDPT 2018.
Từ cơ sở lý luận trên chúng tôi sẽ đề xuất một số những biện pháp ở chƣơng 2 với mục tiêu : “ Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong trong dạy học môn Toán 8 theo định hƣớng giáo dục STEM”
CHƢƠNG 2. BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TOÁN HỌC DỰA TRÊN ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN LỚP 8
2.1. Cơ sở để xây dựng các biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học dựa trên định hƣớng giáo dục STEM trong dạy học môn vấn đề toán học dựa trên định hƣớng giáo dục STEM trong dạy học môn Toán
Trong nhà trƣờng phổ thông, môn Toán không chỉ cung cấp kiến thức mà còn giúp ngƣời học rèn luyện kĩ năng qua đó xây dựng các cơ hội cho học sinh thực hành, trải nghiệm, đƣợc trực tiếp vận dụng toán học vào thực tiễn; phát triển khả năng kết nối giữa các ý tƣởng của toán học, kết nối toán học với thực tiễn, tạo lập liên hệ giữa toán học với các môn học khác, đặc biệt với các môn học thuộc lĩnh vực “Giáo dục STEM” . Với đặc điểm môn Toán gồm : tính logic, tính trừu tƣợng, tính khái quát thì khi giảng dạy, mỗi giáo viên cần sử dụng phƣơng pháp dạy học đảm bảo cân đối giữa “học kiến thức” và “ vận dụng kiến thức” hƣớng đến phát triển NL GQVĐ cho học sinh.
Theo chu trình mỗi bài học STEM, việc tổ chức bài học đặt HS trƣớc các vấn đề thực tiễn cần giải quyết đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế thực hiện giải pháp GQVĐ. Nhƣ vậy,mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho HS GQVĐ và đòi hỏi HS phải huy động các kiến thức đã có, tìm tòi và chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng nhằm đƣa ra giải pháp GQVĐ đó.
“Giải quyết vấn đề” vốn là kĩ năng cơ bản nhƣng vô cùng cần thiết của con ngƣời. Năng lực GQVĐ ở mỗi cá nhân đƣợc thể hiện qua các quá trình :tiếp nhận thông tin, xử lí thông tin, trong đó nhấn mạnh đến “ hệ thống xử lí thông tin”. Trong CT GDPT- CT môn Toán 2018 Việt Nam, yêu cầu về năng lực GQVĐ đƣợc chia rõ đối với từng cấp hoc, mô tả cụ thể qua các thành tố: “Nhận biết,phát hiện được vấn đề cần giải quyết bằng toán học; Lựa chọn,đề xuất được cách thức, giải pháp GQVĐ; Đánh giá được giải pháp đề ra và
khái quát hóa cho vấn đề tương tự; Sử dụng được các kiến thức,kĩ năng toán học tương thích để GQVĐ đặt ra”. Có thể thấy, dạy học hƣớng đến phát triển năng lực GQVĐ có nhiều cơ hội để phát triển trong các môn học, đặc biệt là môn Toán. Bởi vì, đây là môn học có tính ứng dụng “thực tiễn” và “ tăng cƣờng khả năng gắn kết” kiến thức vào các bối cảnh thực liên quan đến đời sống hàng ngày, hay nảy sinh các tình huống có vấn đề.
Hoàn toàn không giống với mô hình giáo dục truyển thống, hình thức tổ chức học không chia thành từng môn, trong “ Giáo dục STEM” mỗi nội dung học tập đƣợc tổ chức dƣới hình thức các chủ đề. Ở mỗi chủ đề đó đều có yếu tố tích hợp của 4 lĩnh vực khoa học và đặc biệt có gắn liền với đời sống. Nhiệm vụ mỗi bài học STEM đòi hỏi ngƣời học phải tìm tòi, thu thập, khám phá, thiết kế kĩ thuật, tính toán, tạo sản phẩm. Để giải quyết đƣợc vấn đề đó, ngƣời học phải tìm hiểu, nghiên cứu các kiến thức, tìm kiếm thông tin từ các môn học có liên quan với chủ đề bài học,trao đổi, thảo luận giúp tìm ra phƣơng án giải quyết vấn đề.
Do vậy,để đồng hành cùng HS trong mỗi bài học STEM, GV cần chuẩn bị hệ thống các giải pháp phù hợp với vấn đề và có đặc tính hỗ trợ các nhóm HS hƣớng đến PTNL trong quá trình tiến hành bài học.
Qua các hoạt động học tập của “Giáo dục STEM” học sinh sẽ dần đƣợc hình thành và phát triển “ năng lực GQVĐ” bên cạnh đó, hình thành tƣ duy sáng tạo giúp tạo ra những sản phẩm hữu ích cho cuộc sống hàng ngày.
2.1.1 Các cấp độ của Giáo dục STEM trong môn Toán
“Tiếp cận Giáo dục STEM”, môn Toán cần giúp cho HS đƣợc hình thành và phát triển “ kĩ năng toán học”[4]. Nhờ Toán học, HS có kĩ năng, có khả năng thể hiện ý tƣởng một cách chính xác, HS đƣợc áp dụng kiến thức kĩ năng đó vào cuộc sống hàng ngày. So với “mục tiêu giáo dục toán học truyền thống” là truyền thụ kiến thức, rèn kĩ năng giải toán thì “ vận dụng toán học vào thực tiễn” chính là điểm khác biệt rõ nhất của Chƣơng trình GDPT mới.
Các cấp độ giáo dục STEM trong môn Toán đƣợc chia ra nhƣ sau: Cấp độ 1: Dạy toán tập trung nhấn mạnh, xây dựng tính liên hệ toán với một, hai,hoặc ba môn học, và với các lĩnh vực còn lại. Có thể gọi hình thức này là “dạy toán tích hợp, lồng ghép toán với khoa học, kĩ thuật, công nghệ.”
Ví dụ: Ở THCS, Lớp 6, Khi dạy về Trồng cây thẳng hàng, có thể lồng
ghép kiến thức Khoa học : Đƣờng truyền của tia sáng; kiến thức Kĩ thuật : Kĩ năng trồng và chăm sóc cây; Vật lí: Cách đo độ dài đoạn thẳng, đo khoảng cách giữa hai điểm…
Cấp độ 2: Thiết kế mỗi chủ đề học tập với nội dung tích hợp các môn
học, có thể gọi là tích hợp liên môn, chẳng hạn tích hợp chủ đề KHTN, chủ đề Toán học liên kết với Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ.
Ví dụ: Ở Lớp 8, Dạy học chủ đề tích hợp “Đối xứng trục –Quang học”
của Vật lí 7, HS có thể thực hiện thành thạo cách xác định ảnh của vật qua gƣơng phẳng, có cách quan sát tƣ duy về hình ảnh đối xứng trục
Cấp độ 3: Ở cấp độ này, ta đặt ra yêu cầu cao hơn cả là tích hợp cả bốn
nội dung của GD STEM vào thực hành và giải quyết vấn đề, từ thực tiễn cuộc sống xây dựng các chủ đề dạy tích hợp. Dạy học STEM trong cấp độ cao nhất không còn ranh giới giữa các môn học, thực tế có thể hiểu rằng, ta xây dựng một môn học mới : môn STEM.
Ví dụ : Chủ đề: Cân chính xác Đối tƣợng: Học sinh lớp 6
Từ khóa: các loại cân phổ biến( cân điện tử, cân đồng hồ,cân lò xo…),
lò xo, vật liệu cứng, cảm biến lực, chất kết dính, dụng cụ cắt.
Kiến thức Toán học: Độ đo-Trung điểm của đoạn thẳng- Tính toán