CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIẢNG DẠY THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TẠI TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
1.4 Lý luận về hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại Trường
1.4.1 Mục tiêu của hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại Trường Trung học phổ thông
Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông.
Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu
23 tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất để đảm bảo giáo dục toàn diện
Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM thông qua các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.
Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM
Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh.
Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. Điều này thể hiện mục tiêu kết nối với cộng đồng trong giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM
Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.
1.4.2 Nội dung của hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại Trường Trung học phổ thông
24 Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2020a), nội dung của giáo dục STEM tại trường THPT bao gồm bài học STEM, hoạt động trải nghiệm STEM, đề tài/ dự án nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. Trong phạm vị của đề tài, nội dung hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM là các bài học STEM
Nội dung bài học STEM gắn liền với các vấn đề thực tiễn trong đời sống xã hội, khoa học, công nghệ. Giáo viên yêu cầu học sinh tìm ra giải pháp cho các vấn đề; từ đó, học sinh đạt được kiến thức, đáp ứng yêu cầu của bài học.
Cấu trúc bài học STEM được chia thành 5 hoạt động chính, thể hiện rõ 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật (xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất các giải pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mô hình (nguyên mẫu); thử nghiệm và đánh giá;
chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế:
Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu cầu chế tạo một sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thể. Giáo viên đưa ra yêu cầu giải quyết tình huống hoặc tìm hiểu, cải tiến một ứng dụng nào đó. Học sinh cần thu thâp thông tin, phân tích các tình huống, giải thích được ứng dụng từ đó xác định vấn đề cần giải quyết.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuẩt các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu
Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền để giải thích, chứng minh và lựa chọn, hoàn thiện phương án tốt nhất
Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đã được lựa chọn; thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo.
Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu
1.4.3 Phương pháp của hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại Trường Trung học phổ thông
25 Các phương pháp đối với hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM mang tính định hướng cho hành động của học sinh, kích thích các em tự tìm tòi và khám phá, lôi cuốn học sinh vào các hoạt động nhóm, chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng giải quyết vấn đề.
Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019) đã đề xuẩt một số phương pháp giảng dạy hiệu quả theo định hướng giáo dục STEM
Phương pháp 1: Dạy học dựa trên vấn đề. Đây là cách tiếp cận giảng dạy trong đó giáo viên trình bày một vấn đề với cấu trúc lỏng lẻo thông thường dưới dạng câu hỏi định hướng, và học sinh cần phải trình bày vấn đề, định nghĩa, tạo ra vấn đề học tập và sau đó xây dựng giải pháp cho vấn đề. Phương pháp này thường được tổ chức theo hình thức làm việc nhóm.
Phương pháp 2: Dạy học khám phá theo mô hình 5E. 5E viết tắt của Engage (gắn kết), Explore (khám phá), Explain (Giải thích), Elaborate (áp dụng), và Evaluate (đánh giá). Phương pháp này tạo điều kiện và môi trường để học sinh tự học tập dựa trên các kiến thức và trải nghiệm đã có. Hiện nay đã có bổ sung một giai đoạn nữa là Engineer (chế tạo) được sử dụng phù hợp hơn cho việc tổ chức giảng dạy các bài học STEM.
Phương pháp 3: Dạy học dựa trên thiết kế. Giáo viên trình bày một vấn đề, học sinh thiết kế một sản phẩm giúp giải quyết vấn đề.
Phương pháp 4: Học tập dựa trên thách thức. Giáo viên và học sinh cùng làm việc để học hỏi về những vấn đề thú vị, đề xuất giải pháp đối với các vấn đề thực tiễn.
Phương pháp 5: Dạy học dự án. Giáo viên tổ chức cho học sinh thực hiện một dự án học tập. Đây được xem là phương pháp dạy học tích cực rất phù hợp để tổ chức dạy học các chủ đề/ bài học STEM đòi hỏi chế tạo sản phẩm
1.4.4 Hình thức của hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại Trường Trung học phổ thông
26 Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2020a), các hình thức tổ chức giáo dục STEM sẽ do các trường tự áp dụng linh hoạt tùy vào đặc thù của môn học và các điều kiện hỗ trợ.
Bộ đã đưa ra 3 hình thức:
Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM: Giáo viên thiết kế và triển khai các bài học STEM trong quá trình dạy học các môn học thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc liên môn.
Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM: hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch hàng năm của nhà trường thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc trải nghiệm thực tế.
Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật: hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật được thực hiện dưới dạng đề tài/ dự án bởi cá nhân hoặc nhóm học sinh có hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp
Trong phạm vi của đề tài, tác giả chỉ tập trung vào giảng dạy các môn khoa học theo bài học STEM. Các bài học STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học STEM cần bám sát chương trình của các môn học. Giáo viên hướng dẫn học sinh thực hiện bài học STEM thông qua nghiên cứu tài liệu và vận dụng kiến thức bằng cách: lựa chọn giải pháp cho vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế. Hình thức này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.
1.4.5 Kiểm tra, đánh giá của hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại Trường Trung học phổ thông
Đánh giá kế hoạch và tài liệu dạy học
Mức độ phù hợp của chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung và phương pháp được sử dụng
Mức độ rõ ràng của mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức và sản phẩm cần đạt được của mỗi nhiệm vụ học tập
27
Mức độ hợp lí của phương án kiểm tra đánh giá trong quá trình tổ chức hoạt động học của học sinh
Đánh giá tổ chức hoạt động học cho học sinh
Mức độ sinh động, hấp dẫn học sinh của phương pháp và hình thức chuyển giao nhiệm vụ học tập
Khả năng theo dõi, quan sát, phát hiện kịp thời những khó khăn của học sinh
Mức độ phù hợp, hiệu quả của các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích học sinh hợp tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập.
Mức độ hiệu quả hoạt động của giáo viên trong việc tổng hợp, phân tích, đánh giá kết quả hoạt động và quá trình thảo luận của học sinh.
Trong đánh giá STEM, giáo viên cần thay đổi trọng tâm từ đánh giá tổng kết sang đánh giá quá trình. Đánh giá học tập trong giáo dục STEM tập trung vào kiến thức riêng lẻ của môn học STEM, kiến thức và kỹ năng tích hợp của các môn học STEM và các kỹ năng mềm (ví dụ kỹ năng làm việc nhóm, tư duy phản biện và phân tích) của học sinh.
Các nội dung đánh giá cần chú trọng về năng lực và phẩm chất
1.4.6 Điều kiện hỗ trợ của hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM tại trường Trung học phổ thông
Theo Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019), hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM cần được coi trọng và quan tâm đầy đủ, toàn diện tới từng lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.
Cần có sự hiểu biết đầy đủ, toàn diện và thống nhất về giáo dục STEM nói chung và hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM. Hơn nữa, cần các cơ chế và chính sách phù hợp nhằm phát huy tối đa các nguồn lực.
Đảm bảo tính hiệu quả và đồng bộ với các hoạt động giáo dục đang diễn ra trong nhà trường khi triển khai hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM.
28 Đảm bảo nguồn nhân lực thực hiện hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM thông qua bồi dưỡng các lĩnh vực STEM cho đội ngũ giáo viên. Đồng thời, tạo điều kiện và khuyến khích tinh thần lao động sáng tạo của giáo viên
Đảm bảo cơ sở vật chất cho hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM, triển khai hệ thống không gian sáng chế, không gian trải nghiệm.
Kết nối với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, các trung tâm, viện nghiên cứu để được hỗ trợ nhân lực và vật lực cho các hoạt động.
Hoạt động giảng dạy theo định hướng giáo dục STEM cần gắn liền với việc nâng cao chất lượng giáo dục của toàn trường.