Tài liệu tập huấn hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM cấp THCS của Bộ Giáo dục và Đào tạo

Tài liệu tập huấn STEM cấp THCS 2311 cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho giáo viên và học sinh trong giảng dạy và học tập.

• Trường học: Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo
• Chuyên ngành: Giáo Dục STEM
• Đề tài: Hướng Dẫn Xây Dựng Kế Hoạch Bài Dạy STEM Cấp Trung Học Cơ Sở
• Loại tài liệu: Tài Liệu Tập Huấn
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM
• 1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM
• 1.1.1. Thuật ngữ STEM
• 1.1.2. Khoa học – Kĩ thuật – Công nghệ - Toán học
• 1.1.2.1. Khoa học
• 1.1.2.2. Kĩ thuật
• 1.1.2.3. Công nghệ
• 1.1.2.4. Toán học
• 1.1.3. Giáo dục STEM
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN BÀI DẠY STEM
• 2.1. Quy trình xây dựng bài dạy STEM
• 2.1.1. Lựa chọn nội dung dạy học
• 2.1.2. Xác định vấn đề cần giải quyết
• 2.1.3. Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề
• 2.1.4. Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
• 2.1.5. Thiết kế tiến trình dạy học
• 2.1.6. Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo
• 2.1.7. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế
• 2.1.8. Lựa chọn giải pháp thiết kế
• 2.1.9. Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
• 2.1.10. Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh
• 2.2. Đánh giá bài dạy STEM
• 2.2.1. Khái quát về đánh giá bài dạy STEM
• 2.2.2. Một số định hướng đánh giá bài dạy STEM theo Công văn 5555/BGDDT-GDTrH
• 2.2.3. Đánh giá kết quả học tập
• 2.2.4. Định hướng chung
• 2.2.5. Đánh giá trong dạy học bài dạy STEM
• 3. CHƯƠNG 3: MINH HỌA MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM
• 3.1. Hình thang cân- Môn Toán, lớp 6
• 3.2. Sự phản xạ của ánh sáng: Kính tiềm vọng – Môn Khoa học tự nhiên, lớp 7
• 3.3. Các phương pháp tách chất – Môn Khoa học tự nhiên, lớp 6
• 3.4. Đa dạng thực vật – Môn Khoa học tự nhiên, lớp 6
• 3.5. Bản vẽ nhà – Môn Công nghệ, lớp 8
• 3.6. Giá để điện thoại – Môn Công nghệ, lớp 8
• 3.7. Thiết kế sơ đồ tư duy: Em là tuyên truyền viên giỏi, Môn Tin học, lớp 6
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tài liệu tập huấn STEM cấp THCS 221226 140656

Tài liệu tập huấn STEM cấp THCS 221226 140656 được biên soạn nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng cho giáo viên trong việc triển khai giáo dục STEM tại các trường trung học cơ sở. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành cụ thể, giúp giáo viên thiết kế bài dạy STEM hiệu quả. Việc áp dụng giáo dục STEM trong trường học sẽ góp phần phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh, đồng thời đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.

1.1. Mục tiêu của tài liệu tập huấn STEM

Tài liệu tập huấn STEM nhằm mục tiêu nâng cao năng lực cho giáo viên, giúp họ hiểu rõ hơn về giáo dục STEM và cách áp dụng vào thực tiễn giảng dạy. Điều này không chỉ giúp giáo viên tự tin hơn trong việc thiết kế bài dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực cho học sinh.

1.2. Nội dung chính của tài liệu tập huấn

Nội dung tài liệu bao gồm các khái niệm cơ bản về giáo dục STEM, quy trình xây dựng bài dạy STEM, và các phương pháp giảng dạy hiệu quả. Tài liệu cũng cung cấp các ví dụ minh họa cụ thể để giáo viên có thể áp dụng ngay vào lớp học.

II. Vấn đề và thách thức trong giáo dục STEM cấp THCS

Giáo dục STEM tại cấp trung học cơ sở đang đối mặt với nhiều thách thức, từ việc thiếu nguồn lực đến sự chưa đồng bộ trong chương trình giảng dạy. Những vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo giáo dục STEM phát triển bền vững và hiệu quả. Việc nhận diện và phân tích các thách thức này sẽ giúp các nhà quản lý giáo dục có những giải pháp phù hợp.

2.1. Thiếu nguồn lực và cơ sở vật chất

Nhiều trường học hiện nay vẫn chưa có đủ trang thiết bị và cơ sở vật chất cần thiết để triển khai giáo dục STEM. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng giảng dạy và học tập của học sinh.

2.2. Sự chưa đồng bộ trong chương trình giảng dạy

Chương trình giáo dục hiện tại chưa hoàn toàn tích hợp các môn học STEM, dẫn đến việc giáo viên gặp khó khăn trong việc thiết kế bài dạy liên môn. Cần có sự điều chỉnh để chương trình giáo dục phù hợp hơn với yêu cầu thực tiễn.

III. Phương pháp giảng dạy STEM hiệu quả cho giáo viên

Để triển khai giáo dục STEM hiệu quả, giáo viên cần áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực, khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình học tập. Các phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện.

3.1. Phương pháp học tập dựa trên dự án

Phương pháp học tập dựa trên dự án giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn thông qua các dự án cụ thể. Điều này không chỉ nâng cao hứng thú học tập mà còn phát triển kỹ năng làm việc nhóm.

3.2. Phương pháp học tập trải nghiệm

Học tập trải nghiệm cho phép học sinh tham gia vào các hoạt động thực tế, từ đó giúp họ hiểu rõ hơn về các khái niệm STEM. Phương pháp này cũng khuyến khích sự sáng tạo và khám phá của học sinh.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo dục STEM trong lớp học

Giáo dục STEM không chỉ là lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lớp học. Việc áp dụng các kiến thức STEM vào các tình huống thực tế giúp học sinh thấy được giá trị của việc học và phát triển kỹ năng cần thiết cho tương lai.

4.1. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM

Các hoạt động trải nghiệm STEM giúp học sinh thực hành và áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Điều này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm mà còn phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề.

4.2. Tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật

Tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật là một cách tuyệt vời để học sinh áp dụng kiến thức STEM. Những cuộc thi này không chỉ khuyến khích sự sáng tạo mà còn giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm và thuyết trình.

V. Kết luận và tương lai của giáo dục STEM tại Việt Nam

Giáo dục STEM đang ngày càng trở thành một phần quan trọng trong chương trình giáo dục tại Việt Nam. Việc triển khai giáo dục STEM không chỉ giúp học sinh phát triển kỹ năng cần thiết cho tương lai mà còn góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực cho đất nước. Tương lai của giáo dục STEM phụ thuộc vào sự đầu tư và cải cách từ các cơ quan quản lý giáo dục.

5.1. Định hướng phát triển giáo dục STEM

Cần có những định hướng rõ ràng trong việc phát triển giáo dục STEM, từ chương trình giảng dạy đến đào tạo giáo viên. Điều này sẽ giúp giáo dục STEM phát triển bền vững và hiệu quả.

5.2. Tăng cường hợp tác giữa nhà trường và doanh nghiệp

Hợp tác giữa nhà trường và doanh nghiệp sẽ giúp học sinh có cơ hội thực hành và áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Điều này không chỉ nâng cao chất lượng giáo dục mà còn tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho thị trường lao động.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Tài liệu "Hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM cấp Trung học cơ sở" do Bộ Giáo dục và Đào tạo biên soạn và phát hành năm 2022 trong khuôn khổ Chương trình Phát triển Giáo dục Trung học Giai đoạn 2. Văn bản được ban hành nhằm triển khai Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư và cụ thể hóa Chương trình giáo dục phổ thông 2018 (CT GDPT 2018) ở cấp trung học cơ sở.

Trong chương trình đào tạo đại học và sau đại học khối ngành Sư phạm, tài liệu này giữ vị trí học liệu nghiệp vụ chuyên ngành thuộc học phần Phương pháp dạy học bộ môn và Lí luận dạy học tích hợp. Nội dung tài liệu hướng đến các chuẩn đầu ra (learning outcomes):

• Hệ thống hóa cơ sở lý luận về giáo dục STEM, bao gồm bản chất 4 thành tố Khoa học (S), Công nghệ (T), Kĩ thuật (E), Toán học (M) và mối liên hệ giữa các thành tố này trong cấu trúc chu trình STEM.
• Xác định vị trí, mạch nội dung và định hướng giáo dục STEM trong các môn Toán, Khoa học tự nhiên, Công nghệ và Tin học cấp THCS theo CT GDPT 2018.
• Làm chủ kỹ năng xây dựng tiến trình bài dạy STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật 5 hoạt động và kỹ thuật xây dựng công cụ đánh giá năng lực học sinh.

Tài liệu được cấu trúc thành 3 chương theo mạch phát triển từ cơ sở lý luận, phương pháp thiết kế - đánh giá bài dạy, đến hệ thống bài minh họa thực tế theo chuẩn hướng dẫn chuyên môn của Bộ Giáo dục và Đào tạo.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc tài liệu gồm 3 chương với logic phát triển nội dung chặt chẽ từ lý luận nền tảng đến quy trình ứng dụng sư phạm:

• Chương 1: Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM Cung cấp định nghĩa thuật ngữ STEM dưới góc độ giáo dục và nghề nghiệp; phân tích đặc trưng 4 lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, công nghệ và toán học; phân tích định hướng giáo dục STEM trong CT GDPT 2018 đối với 4 môn học cấp THCS (Toán học, Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học); thuyết minh 3 cơ sở thiết kế hoạt động gồm Chu trình STEM, Quy trình thiết kế kĩ thuật (7 bước) và Phương pháp khoa học (6 bước); phân loại 3 hình thức tổ chức gồm dạy học bài dạy STEM, trải nghiệm STEM và nghiên cứu khoa học kĩ thuật.

• Chương 2: Xây dựng và thực hiện bài dạy STEM Quy định quy trình lựa chọn nội dung, xác định vấn đề và xây dựng tiêu chí sản phẩm; chuẩn hóa tiến trình bài học STEM theo 5 hoạt động học tập tương ứng với quy trình thiết kế kĩ thuật; hướng dẫn tiêu chuẩn đánh giá bài dạy theo khung Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH và Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH; phân tích các hình thức đánh giá (chẩn đoán, quá trình, tổng kết) cùng kỹ thuật thiết kế phiếu đánh giá theo tiêu chí (Rubric) và hồ sơ học tập theo các Thông tư số 58/2011/TT-BGDĐT, Thông tư số 26/2020/TT-BGDĐT và Thông tư số 22/2021/TT-BGDĐT.

• Chương 3: Minh họa một số kế hoạch bài dạy STEM Cung cấp 7 kế hoạch bài dạy mẫu hoàn chỉnh thuộc các môn học cấp THCS:

  1. Hình thang cân – Môn Toán, lớp 6.
  2. Sự phản xạ của ánh sáng: Kính tiềm vọng – Môn Khoa học tự nhiên, lớp 7.
  3. Các phương pháp tách chất – Môn Khoa học tự nhiên, lớp 6.
  4. Đa dạng thực vật – Môn Khoa học tự nhiên, lớp 6.
  5. Bản vẽ nhà – Môn Công nghệ, lớp 8.
  6. Giá để điện thoại – Môn Công nghệ, lớp 8.
  7. Thiết kế sơ đồ tư duy: Em là tuyên truyền viên giỏi – Môn Tin học, lớp 6.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Chu trình STEM: Mô tả mối liên hệ giữa Khoa học (quá trình đi từ Công nghệ hiện hữu sang Tri thức thông qua phương pháp khoa học) và Kĩ thuật (quá trình sử dụng Tri thức khoa học để sáng tạo ra Công nghệ mới thông qua thiết kế kĩ thuật), trong đó Toán học đóng vai trò công cụ phân tích, mô hình hóa định lượng.
• Quy trình thiết kế kĩ thuật (7 bước): 1. Xác định vấn đề $\rightarrow$ 2. Nghiên cứu tổng quan $\rightarrow$ 3. Xác định yêu cầu $\rightarrow$ 4. Đề xuất, đánh giá và lựa chọn giải pháp $\rightarrow$ 5. Xây dựng nguyên mẫu $\rightarrow$ 6. Kiểm chứng giải pháp $\rightarrow$ 7. Công bố kết quả.
• Phương pháp khoa học (6 bước): Đặt câu hỏi nghiên cứu $\rightarrow$ Tìm hiểu tổng quan $\rightarrow$ Xây dựng giả thuyết $\rightarrow$ Kiểm tra bằng thực nghiệm (quản lý biến độc lập, biến phụ thuộc, biến kiểm soát) $\rightarrow$ Phân tích kết quả và kết luận $\rightarrow$ Công bố kết quả.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng sư phạm kĩ thuật: Phân tích nội dung chương trình môn học để xác định chủ đề STEM nội môn hoặc liên môn; thiết kế các tiêu chí kỹ thuật của sản phẩm học tập; biên soạn kế hoạch bài dạy theo đúng khung cấu trúc hoạt động học tích cực.
• Kỹ năng thiết kế công cụ kiểm tra, đánh giá: Xây dựng ma trận tiêu chí đánh giá hai chiều (Rubric) từ 3 đến 8 tiêu chí và từ 3 đến 5 mức độ; xây dựng bảng kiểm, phiếu quan sát và hồ sơ học tập (nhật ký chế tạo, bản vẽ thiết kế).
• Kỹ năng điều hành tiến trình dạy học: Hướng dẫn học sinh vận hành quy trình công não (brainstorming), lập bản vẽ kỹ thuật, thực hiện kiểm thử và cải tiến nguyên mẫu thực nghiệm trong và ngoài lớp học.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tài liệu tiếp cận phương pháp dạy học tích cực dựa trên giải quyết vấn đề (problem-based learning) và dạy học dựa trên dự án (project-based learning). Cốt lõi của phương pháp là tổ chức dạy học thông qua cấu trúc chuẩn 5 hoạt động:

1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo: Giáo viên giao nhiệm vụ học tập có chứa vấn đề thực tiễn; học sinh phát hiện nhu cầu và tiếp nhận các tiêu chí kỹ thuật bắt buộc của sản phẩm cần đạt.
2. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế: Phân hóa thành 2 hình thức:
   • STEM kiến tạo: Học sinh tự lực nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa hoặc tiến hành thí nghiệm dưới sự định hướng của giáo viên để hình thành kiến thức mới của chương trình, từ đó vận dụng phác thảo giải pháp.
   • STEM vận dụng: Học sinh huy động hệ thống kiến thức đã học thuộc các môn STEM để đề xuất giải pháp kỹ thuật.
3. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp thiết kế: Học sinh báo cáo, giải thích, bảo vệ phương án/bản vẽ thiết kế trước lớp; tiếp nhận phản biện từ giáo viên và bạn học để hoàn thiện bản vẽ trước khi chế tạo.
4. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá: Học sinh lựa chọn vật liệu, tiến hành lắp ráp nguyên mẫu, kiểm tra tính năng đối chiếu với các tiêu chí đã đặt ra và thực hiện hiệu chỉnh sai lệch.
5. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh: Tổ chức báo cáo, trưng bày sản phẩm (dưới dạng vật thể, poster, bài trình chiếu); giáo viên tổng kết kiến thức khoa học và định hướng hoàn thiện.

Phương pháp đánh giá học tập được tổ chức đa dạng: kết hợp đánh giá chẩn đoán (trước bài học), đánh giá quá trình (thông qua quan sát, hỏi đáp, chấm bản vẽ và sản phẩm thử nghiệm) và đánh giá tổng kết (thông qua bài báo cáo, hồ sơ học tập và sản phẩm cuối cùng). Các chủ thể đánh giá bao gồm giáo viên đánh giá, học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Tính pháp lý và đồng bộ với đổi mới chương trình phổ thông: Nội dung tài liệu được xây dựng trực tiếp trên các quy định chuyên môn hiện hành của Bộ Giáo dục và Đào tạo, gồm Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH (hướng dẫn triển khai giáo dục STEM), Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH (tiêu chí đánh giá bài học trung học), Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH (xây dựng kế hoạch bài dạy) và Thông tư số 22/2021/TT-BGDĐT (đánh giá học sinh THCS và THPT).
• Phân định rõ ràng hai mô hình tổ chức bài học: Phân biệt phương pháp luận giữa bài dạy STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật (định hướng giải pháp/sản phẩm) và bài dạy STEM theo phương pháp khoa học (định hướng khám phá tri thức thông qua kiểm chứng giả thuyết).
• Hệ thống hóa nguyên tắc thiết kế Rubric chuẩn: Cung cấp quy trình 6 bước xây dựng Rubric đánh giá năng lực trong dạy học STEM; đưa ra các tiêu chuẩn định lượng cụ thể: số tiêu chí từ 3–8, số mức độ từ 3–5, loại bỏ các diễn đạt trừu tượng để đảm bảo độ tin cậy và khả năng quan sát thực tế.
• Tích hợp liên môn gắn với định hướng phân luồng nghề nghiệp: Cụ thể hóa mạch kiến thức của 4 môn học cấp THCS (Toán học với 3 mạch kiến thức; Khoa học tự nhiên với 4 chủ đề thế giới tự nhiên; Công nghệ với 4 mạch nội dung; Tin học với 3 mạch DL, ICT, CS) nhằm hỗ trợ giáo viên kết nối dạy học với hướng nghiệp và phân luồng học sinh sau cấp THCS.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên đại học ngành Sư phạm: Sinh viên từ năm thứ ba và năm thứ tư các ngành Sư phạm Khoa học tự nhiên, Sư phạm Toán học, Sư phạm Công nghệ, Sư phạm Tin học và Sư phạm Vật lí/Hóa học/Sinh học sử dụng làm tài liệu học tập các học phần Rèn luyện nghiệp vụ sư phạm, Phương pháp dạy học chuyên ngành và Thực tập sư phạm.
• Học viên cao học: Học viên chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học, Quản lý giáo dục dùng làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu về dạy học tích hợp và phát triển chương trình nhà trường.
• Cán bộ quản lý và giáo viên phổ thông: Cán bộ quản lý trường THCS, tổ trưởng chuyên môn và giáo viên giảng dạy các môn STEM tại trường trung học cơ sở sử dụng làm khung tài liệu sinh hoạt chuyên môn, xây dựng kế hoạch giáo dục môn học và thiết kế giáo án.
• Yêu cầu tiên quyết: Người học cần có kiến thức nền tảng về khoa học cơ bản (thuộc chuyên ngành đào tạo), lí luận dạy học đại cương và hiểu rõ cấu trúc chuẩn đầu ra của Chương trình giáo dục phổ thông 2018.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ cán bộ quản lý giáo dục, giáo viên THCS giảng dạy các môn Toán, Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học, cùng sinh viên và học viên cao học khối ngành đào tạo giáo viên.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức chuyên ngành của môn học phụ trách (Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học hoặc Công nghệ), phương pháp dạy học đại cương và văn bản Chương trình giáo dục phổ thông 2018 cấp THCS.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Tài liệu định hình trực tiếp khung thiết kế bài dạy STEM theo chuẩn 5 hoạt động học tương thích với tiêu chuẩn đánh giá của Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH và cung cấp 7 kế hoạch bài dạy chi tiết cho từng môn học thực tế ở cấp THCS.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học nên nghiên cứu lý luận Chu trình STEM và Quy trình thiết kế kĩ thuật ở Chương 1, thực hành thiết kế tiến trình 5 bước và bảng Rubric theo hướng dẫn ở Chương 2, sau đó đối chiếu với 7 giáo án minh họa tại Chương 3 để tự xây dựng kế hoạch bài dạy hoàn chỉnh.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu đi kèm hệ thống 7 kế hoạch bài dạy minh họa hoàn chỉnh; người học cần sử dụng kết hợp với các văn bản quy phạm: Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH, Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH, Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH và Thông tư số 22/2021/TT-BGDĐT.

---

Kết luận

Tài liệu "Hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM cấp Trung học cơ sở" là văn bản nghiệp vụ sư phạm xác lập cơ sở lý thuyết, quy trình thiết kế và khung đánh giá bài dạy STEM chuẩn hóa cho giáo dục trung học cơ sở. Lộ trình tiếp cận tài liệu đi từ việc làm chủ khái niệm nền tảng và chu trình STEM (Chương 1), vận dụng quy trình thiết kế tiến trình 5 hoạt động và xây dựng công cụ đánh giá Rubric (Chương 2), đến việc phân tích, hiệu chỉnh các kế hoạch bài dạy thực tế (Chương 3). Người học cần kết hợp nghiên cứu các văn bản chỉ đạo chuyên môn của Bộ Giáo dục và Đào tạo để vận dụng phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất và kế hoạch giáo dục của từng nhà trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM 1.1 Thuật ngữ STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Thuật ngữ này được sử dụng khi đề cập đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Hiện nay, thuật ngữ này được dùng chủ yếu trong hai ngữ cảnh là giáo dục và nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh giáo dục, đề cập tới STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học; chú trọng đến dạy học các môn học STEM theo tiếp cận tích hợp liên môn, gắn với thực tiễn, hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực người học.

Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được sử dụng khi đề cập tới ngành nghề thuộc hoặc liên quan tới các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây là những ngành nghề có vai trò quyết định tới sức cạnh tranh của một nền kinh tế, đang và sẽ có nhu cầu cao trong xã hội hiện đại.2 Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán học 1.1 Khoa học Khoa học (science), trong ngữ cảnh STEM được hiểu là khoa học tự nhiên, là một nhánh của khoa học, có mục đích nhận thức, mô tả, giải thích và tiên đoán về các sự vật, hiện tượng và quy luật tự nhiên, dựa trên những bằng chứng rõ ràng có được từ quan sát và thực nghiệm. Khoa học tự nhiên có thể được chia thành bốn lĩnh vực gồm vật lí (physics), hóa học (chemistry), thiên văn học và khoa học Trái đất (astronomy and earth science), và sinh học (biology). Ba lĩnh vực đầu thuộc về khoa học về vật chất (physical science), còn sinh học thì thuộc khoa học về sự sống (life science).

Vật lí học: Là ngành khoa học nghiên cứu các dạng vận động đơn giản nhất của vật chất và tương tác giữa chúng. Vật lí học liên hệ mật thiết với toán học và các môn khoa học tự nhiên khác, cung cấp cơ sở cho kĩ thuật và công nghệ. Bên cạnh đó, vật lí học đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng thế giới quan khoa học. Hóa học: Là ngành khoa học nghiên cứu về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của các đơn chất và hợp chất.

Hóa học là cầu nối các ngành khoa học tự nhiên khác như vật lí, sinh học, y dược và địa chất học. Những tiến bộ trong lĩnh vực hóa học gắn liền với sự phát triển của những phát hiện mới trong các lĩnh vực của các ngành sinh học, y học và vật lí. Hóa học đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống, sản xuất, góp phần vào sự phát triển kinh tế, xã hội. 6 Sinh học: Là ngành khoa học nghiên cứu sự sống và sinh vật sống, bao gồm cấu trúc vật chất, quá trình hóa học, tương tác phân tử, cơ chế sinh lý, sự phát triển và tiến hóa của sinh vật.

Có nhiều nhánh nghiên cứu sinh học như: Hóa sinh học; Thực vật học; Động vật học; Sinh học tế bào; Sinh thái học; Tiến hóa; Di truyền học; Sinh học phân tử; Sinh lý học;. Thiên văn học: Là khoa học nghiên cứu các thiên thể và các hiện tượng có nguồn gốc bên ngoài vũ trụ. Nó nghiên cứu sự phát triển, tính chất vật lí, hoá học, khí tượng học, và chuyển động của các vật thể vũ trụ, cũng như sự hình thành và phát triển của vũ trụ. Thiên văn học là một trong những ngành khoa học cổ nhất.

Khoa học Trái đất: Bao gồm tất cả các lĩnh vực khoa học tự nhiên liên quan đến hành tinh Trái Đất. Đây là một nhánh của khoa học liên quan đến cấu tạo của trái đất và bầu khí quyển của nó. Khoa học trái đất nghiên cứu về các đặc điểm vật lí của hành tinh của loài người, từ động đất đến hạt mưa, và từ lũ lụt đến hóa thạch. Khoa học Trái đất bao gồm bốn nhánh nghiên cứu chính là thạch quyển, thủy quyển, khí quyển, và sinh quyển, mỗi nhánh lại được chia nhỏ thành các lĩnh vực chuyên biệt hơn.2 Kĩ thuật Kĩ thuật (engineerning) là lĩnh vực khoa học sử dụng các thành tựu của toán học, khoa học tự nhiên để giải quyết các vấn đề thực tiễn, đáp ứng nhu cầu của cuộc sống.

Kết quả của nghiên cứu kĩ thuật góp phần tạo ra các giải pháp, sản phẩm, công nghệ mới. Nhờ có kĩ thuật, các nguyên lí khoa học được ứng dụng trong thực tiễn biểu hiện qua các thiết bị, máy móc hay hệ thống phục vụ nhu cầu của đời sống, sản xuất, kiến tạo môi trường sống. Kĩ thuật có thể được chia thành nhiều lĩnh vực như: Kĩ thuật hóa học, kĩ thuật xây dựng, kĩ thuật điện, kĩ thuật cơ khí,.3 Công nghệ Công nghệ (technology) là tri thức có hệ thống về quy trình và kĩ thuật dùng để chế biến vật liệu và thông tin. Nó bao gồm kiến thức, thiết bị, phương pháp và các hệ thống dùng trong việc tạo ra hàng hóa và cung cấp dịch vụ1.

Để thực hiện một công việc, giải quyết một vấn đề, thường có nhiều công nghệ khác nhau và được phân biệt bởi mức độ hiện đại của công nghệ. Với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật, công nghệ liên tục được đổi mới hướng tới mục tiêu phục vụ ngày càng tốt hơn nhu cầu của con người, của kinh tế, xã hội. Khi sử dụng thuật ngữ công nghệ, có nghĩa là con người đã có tri thức và làm chủ loại hình hoạt động nào đó. Do vậy, công nghệ có tính chuyển giao được.

Mỗi công nghệ được tạo ra là kết quả của một hoạt động kĩ thuật. Có thể hiểu, kĩ thuật là quá trình tìm tòi giải quyết vấn đề, còn công nghệ là sản phẩm, hệ thống, giải pháp giải quyết vấn đề. 1 Định nghĩa bởi Unesco khu vực Châu Á Thái bình dương 7 Công nghệ có thể được phân loại theo lĩnh vực khoa học (công nghệ hóa học, công nghệ sinh học, công nghệ thông tin,.), theo lĩnh vực kĩ thuật (công nghệ cơ khí, công nghệ điện, công nghệ xây dựng, công nghệ vận tải,.) tương ứng hay công nghệ gắn với những hoạt động, đối tượng cụ thể (công nghệ trồng cây trong nhà kính, công nghệ ô tô, công nghệ vật liệu, công nghệ nano,. Trong mỗi giai đoạn của lịch sử, công nghệ luôn luôn là yếu tố có tính chất dẫn dắt, định hình và chi phối sự phát triển của kinh tế, xã hội.

Khi sự đột phá về công nghệ tác động sâu sắc và toàn diện tới mọi mặt đời sống của xã hội, đó là thời điểm diễn ra cuộc cách mạng công nghiệp. Ngày nay, công nghệ sinh học, công nghệ nano, công nghệ số, trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn, công nghệ in 3D là những công nghệ đột phá, và là nền tảng công nghệ của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.4 Toán học Toán học (mathematics) là một ngành nghiên cứu trừu tượng về cấu trúc, trật tự và quan hệ, được phát triển từ các thực hành cơ bản như đếm, đo lường và mô tả hình dạng của các vật thể. Toán học còn liên quan đến lí luận logic và tính toán định lượng. Vì vậy, khi nói đến Toán học, người ta nói đến các mô hình toán học.

Chính các mô hình này giúp biểu diễn và phân tích hầu hết các đối tượng trong thế giới vật chất. Toán học đóng vai trò công cụ nền tảng cho các nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực khoa học tự nhiên. Có thể chia thành hai ngành toán học: - Toán lí thuyết, là ngành toán học nghiên cứu các khái niệm hoàn toàn trừu tượng, các lí thuyết toán. - Toán ứng dụng, là ngành toán nghiên cứu các phương pháp toán học ứng dụng trong khoa học, kĩ thuật, kinh tế, khoa học máy tính, công nghiệp,.

Các lĩnh vực ứng dụng toán gồm có: Giải tích ứng dụng; Phương pháp số và tính toán khoa học; Toán rời rạc; Logic toán; Thống kê toán,.3 Giáo dục STEM 1.1 Khái niệm giáo dục STEM Với những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM được hiểu và triển khai theo những cách khác nhau. Lãnh đạo và quản lý thì tập trung vào đề xuất các chính sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới chuẩn bị nguồn nhân lực cho các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM theo nghĩa hướng nghiệp, phân luồng. Người làm chương trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm, nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các môn học thuộc lĩnh vực STEM trong chương trình. Giáo viên, người trực tiếp đứng lớp sẽ triển khai giáo dục STEM thông qua việc xác định các chủ đề liên môn giữa khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán, thể hiện nó trong mỗi bài dạy, mỗi hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, 8 giải quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh.

Theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Khi chủ đề tích hợp liên môn không chỉ liên quan tới khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán, mà còn quan tâm lồng ghép nghệ thuật và nhân văn (Art), thì sẽ có giáo dục STEAM. Nhằm đa dạng hóa hình thức tổ chức giáo dục STEM trong trường phổ thông, tại Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH, ngày 14/8/2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học, giáo dục STEM được mở rộng hơn. Theo đó, 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.

Nhìn chung, khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức và hành động theo cả hai cách hiểu sau đây: - Một là, TƯ TƯỞNG (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, THÚC ĐẨY giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, và Toán học với mục tiêu “định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan tới các lĩnh vực STEM, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế”.