CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1. Dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề 1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề NL GQVĐ của HS được hiểu là sự huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng, thái độ, xúc cảm, động cơ của HS đó để giải quyết các tình huống thực tiễn trong bối cảnh cụ thể mà các giải pháp không có sẵn ngay lập tức. Cấu trúc và các biểu hiện hành vi của năng lực giải quyết vấn đề 1.
Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề Hình 1-1. Cấu trúc NL GQVĐ NL tìm hiểu VĐ NL đề xuất giải pháp GQVĐ Cấu trúc NL GQVĐ NL thực hiện giải pháp GQVĐ NL đánh giá và phản ánh giải pháp, xây dựng VĐ mới Như vậy, NL GQVĐ gồm 4 thành tố, mỗi thành tố bao gồm một số hành vi khi HS làm việc độc lập hoặc khi làm việc nhóm trong quá trình GQVĐ [19]. Cấu trúc của NL GQVĐ NL thành tố Chỉ số hành vi 1. Phân tích tình 1.
Phân tích được tình huống trong học tập/ thực tiễn huống, phát hiện VĐ Mô tả đúng và đủ các thông tin về quá trình, hiện tượng từ đó và phát biểu VĐ cần làm cơ sở phân tích phát hiện trong quá trình, hiện tượng tồn giải quyết tại VĐ cần giải quyết 1. Phát hiện VĐ Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tượng, phân tích phát hiện trong quá trình, hiện tượng tồn tại VĐ cần giải quyết (hiện tượng, quá trình mới, khác hay mâu thuẫn với những cái đã biết) 1. Phát biểu VĐ Nêu/ Phát biểu VĐ cần giải quyết dưới dạng câu hỏi khoa 7 học. Chia sẻ thông tin VĐ (trong trường hợp làm việc theo nhóm) 2.
Đề xuất và lựa 2. Thu thập thông tin, xử lí (kết nối, lựa chọn, sắp xếp, …) chọn giải pháp các thông tin liên quan đến VĐ. Phân tích thông tin. Xác định, tìm ra kiến thức và/ hay phương pháp vật lí/ liên môn cần sử dụng cho việc GQVĐ.
Đề xuất giải pháp GQVĐ. Đánh giá, lựa chọn giải pháp tối ưu. Lập kế hoạch và 3. Lập kế hoạch thực hiện thực hiện giải pháp 3.
Phân công nhiệm vụ (trong trường hợp làm việc theo nhóm) 3. Thực hiện kế hoạch 3. Điều chỉnh hành động trong quá trình thực hiện giải pháp 4. Đánh giá, hoàn 4.
Đánh giá quá trình GQVĐ (từ đầu đến kết thúc) thiện quá trình 4. Hoàn thiện quá trình GQVĐ (từ đầu đến kết thúc) GQVĐ và đưa ra khả năng áp dụng 4. Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc giải kết quả thu được quyết tương tự trong việc GQVĐ tương tự 1. Thang đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Bảng 1-2.
Thang đánh giá NL GQVĐ NL thành Chỉ số Các mức độ biểu hiện của hành vi tố hành vi Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 1. Phân Không Phân tích được Phân tích Tự phân tích tích tình tích được phân tích tình huống được tình hợp lí tình huống, tình huống được tình nhưng còn huống nhưng huống phát hiện trong học huống nhiều sai sót, còn ít sai sót, 8 VĐ và tập/ thực dựa vào sự có trao đổi phát biểu tiễn hướng dẫn của với bạn bè VĐ cần GV giải quyết 1. Phát Không Phát hiện được Phát hiện Tự phát hiện hiện VĐ phát hiện VĐ, nhưng được VĐ, đúng VĐ được VĐ còn nhiều sai nhưng còn ít sót, phải dựa sai sót, có vào sự hướng trao đổi với dẫn của GV bạn bè 1. Phát Không Phát biểu được Phát biểu Tự phát biểu biểu VĐ phát biểu VĐ nhưng còn được VĐ đúng VĐ, được VĐ nhiều sai sót, nhưng còn ít diễn đạt VĐ dựa vào sự sai sót, có hoàn toàn hướng dẫn của trao đổi với bằng ngôn GV bạn bè ngữ khoa học 1.
Chia Không chia Chia sẻ thông Chia sẻ thông Chia sẻ sẻ thông sẻ thông tin về VĐ với tin, nêu VĐ thông tin, tin VĐ tin VĐ với các thành viên khi vừa phát nêu VĐ khi (trong các thành trong nhóm hiện vừa phát hiện trường hợp viên khác khi có thành và giải thích làm việc trong nhóm viên trong thông tin vừa theo nhóm) nhóm yêu cầu tìm được với các thành viên khác 2. Thu Không xác Xác định được Xác định Xác định xuất và thập thông định được và biết tìm được và biết được và biết lựa chọn tin, xử lí và không hiểu các thông cách tìm hiểu cách tìm hiểu giải pháp (kết nối, biết tìm tin có liên các thông tin các thông tin GQVĐ lựa chọn, hiểu các quan đến VĐ, có liên quan có liên quan sắp xếp, thông tin nhưng còn sai đến VĐ bằng đến VĐ bằng …) các liên quan sót, dựa vào SGK, SGK, 9 thông tin đến VĐ hướng dẫn của internet. Các internet, tài liên quan GV nguồn tìm liệu tham đến VĐ kiếm thông khảo, trao tin còn thiếu đổi với bạn sự đa dạng bè hoặc liên lạc với những người có chuyên môn 2. Phân Không Phân tích được Phân tích Tự phân tích tích thông phân tích các thông tin, được các đúng các tin được thông nhưng còn sai thông tin thông tin liên tin vừa tìm sót nhiều, dựa nhưng còn sai quan đến VĐ được vào hướng dẫn sót ít, có trao của GV đổi với bạn bè 2.
Xác Không xác Xác định, tìm Xác định, tìm Tự xác định, định, tìm định, tìm ra ra kiến thức ra kiến thức tìm ra kiến ra kiến kiến thức và/ hay và/ hay thức và/ hay thức và/ và/ hay phương pháp phương pháp phương pháp hay phương vật lí/ liên môn vật lí/ liên vật lí/ liên phương pháp vật lí/ cần sử dụng môn cần sử môn cần sử pháp vật lí/ liên môn cho việc dụng cho việc dụng cho liên môn cần sử GQVĐ nhưng GQVĐ việc GQVĐ cần sử dụng cho còn thiếu sót nhưng còn dụng cho việc nhiều, dựa vào thiếu, có trao việc GQVĐ GQVĐ hướng dẫn của đổi với bạn GV bè 2. Đề Không đề Đề xuất được Đề xuất được Tự đề xuất xuất giải xuất được một số giải một số giải được một số pháp giải pháp pháp nhưng pháp, có trao giải pháp 10 GQVĐ GQVĐ thiếu hợp lí, đổi với bạn hợp lí và có dựa vào hướng bè, tính khả tính khả thi dẫn của GV thi chưa cao cao 2. Đánh Không lựa Lựa chọn được Lựa chọn Tự so sánh giá, lựa chọn được giải pháp được giải được ưu, chọn giải giải pháp nhưng theo pháp sau khi nhược điểm pháp tối ưu cảm tính, dựa trao đổi với của từng giải vào số đông, bạn bè, vẫn pháp, lựa chưa phù hợp, còn dựa vào chọn được dựa vào hướng số đông, chưa giải pháp tối dẫn của GV có tính khả ưu thi cao 3. Lập kế Không lập Lập kế hoạch Thảo luận Tự lập ra kế hoạch và hoạch thực được kế GQVĐ một nhóm, đưa ra hoạch thực thực hiện hiện hoạch cách thụ động, kế hoạch thực hiện giải giải pháp GQVĐ làm theo số hiện giải pháp một đông hoặc pháp một cách hợp lí hướng dẫn của cách hợp lí GV 3.
Phân Không Nhận nhiệm Nhận nhiệm Trao đổi để công nhiệm nhận vụ theo phân vụ theo phân phân chia vụ (trường nhiệm vụ công của nhóm công của nhiệm vụ hợp làm hoặc không dù không phù nhóm và phù phù hợp với việc theo có đóng hợp với khả hợp với khả từng cá nhân nhóm) góp cụ thể năng năng trong nhóm, cho công nhận nhiệm việc chung vụ khi phù của nhóm hợp với khả năng 3. Thực Không Chưa hoàn Thực hiện và Thực hiện và hiện kế thực hiện thành kế hoàn thành kế hoàn thành 11 hoạch được kế hoạch, hoặc hoạch nhưng kế hoạch một hoạch hoàn thành còn ít sai sót cách thành nhưng dựa vào công sự hướng dẫn của GV và còn nhiều sai sót 3. Điều Không Điều chỉnh Điều chỉnh Tự điều chỉnh hành điều chỉnh được hành được hành chỉnh được động trong hành động động trong quá động trong hành động quá trình trong quá trình thực hiện quá trình thực hợp lí để giải thực hiện trình thực giải pháp hiện giải quyết được giải pháp hiện giải nhưng lại tiếp pháp nhưng khó khăn pháp khi tục gặp khó lại tiếp tục đang gặp gặp khó khăn mới, gặp khó khăn phải khăn hoàn thành mới, hoàn nhờ vào sự thành nhờ giúp đỡ của trao đổi kinh GV nghiệm với bạn bè 4. Đánh Không Đánh giá quá Đánh giá Tự đánh giá giá, hoàn giá quá đánh giá trình GQVĐ được quá được quá thiện quá trình được quá của cá trình GQVĐ trình GQVĐ trình giải GQVĐ (từ trình nhân/nhóm khi của cá nhân/ của cá quyết và đầu đến kết GQVĐ của có gợi ý của nhóm sau khi nhân/nhóm đưa ra thúc) cá nhân/ GV trao đổi với khả năng nhóm bạn bè áp dụng 4.
Hoàn Không Hoàn thiện quá Hoàn thiện Tự hoàn kết quả thiện quá hoàn thiện trình GQVĐ quá trình thiện quá thu được trình quá trình khi có sự GQVĐ theo trình GQVĐ trong việc GQVĐ (từ GQVĐ hướng dẫn của nhận xét GQVĐ đầu đến kết GV chung của 12 tương tự thúc) nhóm 4. Đưa ra Không đưa Đưa ra được Đưa ra được Tự đưa ra khả năng ra được khả năng áp khả năng áp được khả áp dụng khả năng dụng kết quả dụng kết quả năng áp dụng kết quả thu áp dụng thu được trong thu được kết quả thu được trong kết quả thu việc GQVĐ trong việc được trong việc GQVĐ được trong tương tự khi có GQVĐ tương việc GQVĐ tương tự việc sự hướng dẫn tự theo nhận tương tự GQVĐ của GV xét chung của tương tự nhóm 1. Giáo dục STEM 1. Khái niệm giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia.
Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1.1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các VĐ; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. Chu trình STEM “Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với NL tư duy phản biện, luôn đặt ra những 13 câu hỏi/VĐ cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/VĐ khoa học.