CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM SÁNG TẠO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
1.4. Giáo dục STEM trong dạy học
1.4.5. Giáo dục STEM trong môn vật lí
Theo từ điển giáo khoa vật lí “Vật lí học nghiên cứu những tính chất và quy luật cơ bản và khái quát nhất cả thế giới vật chất…”. Môn vật lí ở trường hổ thông thực hiện các chức năng sau:
- Trang bị kiến thức vật lí phổ thông cơ bản, hiện đại.
- Phát triển tư duy khoa học của học sinh.
- Phát triển năng lực chung và năng lực môn học - Bồi dưỡng thế giới quan, tư duy biện chứng.
- Giáo dục kĩ thuật tổng hợp thông qua làm rõ các nguyên tắc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kĩ thuật. Thông qua chính quá trình dạy học kiến thức vật lí, học sinh phải huy động các tri thức toán học vào quá trình dạy học kiến thức vật lí, học sinh phải huy động các tri thức toán học vào quá trình chiếm lĩnh kiến thức, tạo thành một sự tích hợp tự nhiên giữa các lĩnh vực STEM.
Như vậy, từ nội dung đến nhận thức, môn vật lí là môn khoa học cơ sở của giáo dục STEM, cung cấp tri thức nền để học sinh có thể vận dụng trong việc xây dựng sản phẩm đáp ứng yêu cầu thực tế.
1.4.5.2. Tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức vật lí theo định hướng giáo dục STEM
Để nguyên cứu tiến trình tổ chức dạy học một kiến thức vật lí theo định hướng giáo dục STEM, thì phải làm rõ thêm những quy trình thực hiện nhiệm vụ STEM của học sinh.
Bảng 1.3. Sơ đồ tiến trình tổ chức dạy học một số kiến thức vật lí theo định hướng giáo dục STEM.[13]
Bước 1. Xây dựng chủ đề
Trên cơ sở môn học, GV nguyên cứu muc tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng của môn học đối chiếu với mục tiêu và nội dung giáo dục trải nghiệm sáng tạo theo định hướng STEM để tìm ra những điểm tương đồng. Tìm hiểu mối quan hệ giữa nội dung học tập với với giáo dục trải nghiệm sáng tạo định hướng STEM. Thông qua đó, tìm ra các vấn đề, các thách thức trong thế giới thực liên quan đến nội dung của môn học và nội dung hoạt động trải nghiệm sáng tạo STEM từ đó xây dựng thành các chủ đề học tập môn Vật lí theo định hướng giáo dục STEM.
Bước 2. Xây dựng nội dung học tập
Đây là giai đoạn giáo viên cụ thể hóa mục tiêu kiến thức của chủ đề học tập, hướng tới hình thành các năng lực chuyên biệt. Căn cứ vào thời gian dự kiến, mục tiêu và có thể là đặc điểm tâm sinh lí, yếu tố cùng miền để xây dựng nội dung cho phù hợp.
Ở đây, cần trả lời các vấn đề có các hoạt động gì? Các hoạt động đó nhằm mục tiêu Xây dựng chủ đề
Xây dựng nội dung định hướng giáo dục STEM
Thiết kế nhiệm vụ và trợ giúp
Đánh giá Tổ chức thực hiện
Điều Chỉnh
gì? Nội dung dạy học có liên quan như thế nào với các nội dung môn vật lí ? Biểu hiện thực tế của mối liên hệ đó?
Bước 3. Thiết kế nhiệm vụ và trợ giúp
Trên cơ sở nội dung của chủ đề, xây dựng các nhiệm vụ học tập tương ứng. Cần xác định rõ người thực hiện nhiệm vụ, làm cá nhân hay nhóm, nhiệm vụ thực hiện trên giai đoạn nào, thời gian bao lâu… Một số loại hình nhiệm vụ như: thu thập thông tin, tiến hành thí nghiệm, thiết kế, trình bày…
Khi xây dựng các nhiệm vụ cần hướng đến hình thành các năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực tực học, năng lực quản lí, sáng tạo, giao tiếp và các năng lực chuyên biệt đã xác định cho môn Vật lí .
Bước 4. Tổ chức thực hiện
Đây là gian đoạn triển khai nội dung học tập tới toàn thể học sinh. Giai đoạn này cần xây dựng môi trường học tập, gợi nhu cầu khám phá, giao tiếp, hợp tác và chia sẻ giữa học sinh trog quá trình thực hiện các nhiệm vụ. giáo viên đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn và tư vấn…
Bước này học sinh sẽ thực hiện hai nhiệm vụ chính:
- Phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích và giao tiếp.
- Học sinh tùy chỉnh các giải pháp, nguyên mẫu hoặc các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm. Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.
Bước 5. Đánh giá
Bước đánh giá được hiểu trên hai khía cạnh. Thứ nhất, giáo viên đáng giá sự hiểu biết của học sinh thông qua việc thực hiện nhiệm vụ (đánh giá tiến trình và sản phẩm của học sinh), đánh giá năng lực HS như năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo và năng lực hợp tác. Thứ hai, GV đánh giá tính khả thi, tính thực tiễn, tính vừa sức, mức độ hấp dẫn…. của chủ đề trên cơ sở đó có những điều chỉnh phù hợp tương ứng từng bước nhằm hoàn thiện chủ đề và nội dung học tập.
1.4.5.3. STEM và dạy học dựa trên sự trải nghiệm
Học tập trải nghiệm là một mô hình học tập khuyến khích sự tham gia vào các hoạt động được định hình trong các bối cảnh liên quan nhất có thể đến kiến thức cần chiếm lĩnh, kĩ năng cần phát triển, thái độ cần hình thành hoặc cần thay đổi.[5]
Đặc điểm của học tập trải nghiệm thể hiện qua việc học sinh:
- Được trực tiếp tham gia vào các loại hình hoạt động và các mối quan hệ giao lưu phong phú đa dạng một cách tự giác.
- Được thử nghiệm, thể nghiệm bản thân trong thực tế, từ đó hiểu mình hơn, tự phát hiện những khả năng của bản thân.
- Được tương tác, giao tiếp với người khác, với tập thể, với cộng đồng, với sự vật hiện tượng… trong cuộc sống.
- Thực sự là một chủ thể tích cực, chủ động, sáng tạo và luôn chứa đựng hai yếu tố không thể tách rời: hành động và cảm xúc.
1.4.5.4. Hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong giáo dục STEM
Hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong giáo dục STEM là hoạt động giáo dục, trong đó nội dung và cách thức tổ chức tạo điều kiện cho từng học sinh được tham gia trực tiếp và làm chủ thể của hoạt động, tự lên kế hoạch, chủ động xây dựng chiến lược hành động cho bản thân và cho nhóm để hình thành và phát triển những phẩm chất, tư tưởng, ý chí, tình cảm, giá trị, kĩ năng sống và những năng lực cần có của công dân trong xã hội hiện đại, qua các hoạt động có học sinh phát huy khả năng sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị cho cá nhân và cộng đồng bằng cách tạo ra các sản phẩm sáng tạo, xây dựng được các nguyên lí, qui trình mới, hình thành các kiến thức mới đóng góp cho bản thân và cộng đồng. [5]
Về giáo dục STEM, thực hành, trải nghiệm sáng tạo và làm ra sản phẩm, một số yêu cầu quan trọng của chương trình là phải gắn kết học lí thuyết với thực hành, sáng tạo ra các sản phẩm số của cá nhân, của nhóm. Sản phẩm có thể chỉ đơn giản là một văn bản, một hình vẽ hay phức tạp hơn như một phần mềm trò chơi được thiết kế theo trí tưởng tượng phù hợp với sở thích các nhân, một phần mềm học tập, một trang Web đơn giản của cá nhân,…
Với phương pháp “Học thông qua hành”, “vừa học vừa chơi”, STEM tạo cho học sinh hứng thú khi học. Thông qua những trò chơi thú vị gắn liền với kiến thức, những dự án học tập sẽ giúp học sinh tiếp thu kiến thức nhanh hơn, nhớ lâu và hiểu sâu hơn. Đồng thời, việc học đối với học sinh sẽ trở thành niềm đam mê, yêu thích thực sự chứ không còn mang tính chất ép buộc nữa.
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kĩ 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 phổ thông, 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 phổ thông với cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, triển khai các dự án nguyên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kì, trong cả năm học.
Các trường phổ thông có thể khai giáo dục STEM thông qau 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 nguyên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kì, trong cả năm học.
Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tha gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc cá lĩnh vực STEM.