Dạy STEM: Làm Nến Thơm Tự Nhiên, Phát Triển Năng Lực KH Tự Nhiên 8 - PƯHH (Nguyễn Thị Ánh Duyên)

Dạy học STEM sáng tạo: Làm nến thơm từ thiên nhiên! Phát triển năng lực KHTN 8 (phản ứng hóa học) một cách thú vị, dễ hiểu, ứng dụng thực tế.

• Tác giả: Nguyễn Thị Ánh Duyên
• Người hướng dẫn: TS. Trần Đức Mạnh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm
• Chuyên ngành: Hóa Học
• Đề tài: Dạy Học Theo Định Hướng Stem Thông Qua Hoạt Động Làm Nến Thơm Từ Thiên Nhiên Nhằm Phát Triển Năng Lực Cho Học Sinh Môn Khoa Học Tự Nhiên 8 Chủ Đề “Phản Ứng Hóa Học”
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• BẢNG CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỀ TÀI
• 1. PHẦN 1: KHÁI QUÁT ĐỀ TÀI
• 1.1. Lí do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu đề tài
• 1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Các phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa nghiên cứu
• 1.7. Nội dung chính
• 2. PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRONG DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “PHẢN ỨNG HÓA HỌC”
• 1.1. Khái niệm giáo dục STEM
• 1.2. Mục tiêu của giáo dục STEM
• 1.3. Vai trò của giáo dục STEM
• 1.4. Giáo dục STEM trên thế giới và tại Việt Nam
• 1.4.1. Giáo dục STEM trên thế giới
• 1.4.2. Giáo dục STEM tại Việt Nam
• 1.5. Định hướng giáo dục STEM trong CT GDPT 2018
• 1.6. Giáo dục STEM trong môn Khoa học tự nhiên cấp THCS
• 1.6.1. Mục tiêu môn Khoa học tự nhiên
• 1.6.2. Định hướng giáo dục STEM trong môn Khoa học tự nhiên
• 1.7. Quy trình xây dựng bài dạy STEM và thiết kế tiến trình dạy học
• 1.8. Phát triển năng lực khoa học tự nhiên của học sinh trong dạy học STEM
• 1.8.1. Các biểu hiện cụ thể của năng lực khoa học tự nhiên
• 1.8.2. Các phương pháp hình thành, phát triển năng lực khoa học tự nhiên
• 1.9. Kiểm tra đánh giá trong giáo dục STEM
• 1.9.1. Đánh giá truyền thống
• 1.9.2. Đánh giá trong giáo dục STEM
• 1.10. Cơ sở thực tiễn
• 1.10.1. Thực trạng dạy học theo mô hình giáo dục STEM phát triển năng lực Khoa học tự nhiên ở trường THCS Lương Thế Vinh
• 1.10.2. Những thuận lợi và khó khăn của thực trạng tổ chức dạy học STEM qua hoạt động làm nến thơm từ thiên nhiên bộ môn khoa học tự nhiên 8 trong chủ đề “Phản ứng hóa học” ở trường THCS Lương Thế Vinh
• 1.11. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC TRONG CHỦ ĐỀ “PHẢN ỨNG HÓA HỌC”
• 2.1. Phân tích nội dung kiến thức trong chủ đề “Phản ứng hóa học”
• 2.1.1. Biến đổi vật lí và biến đổi hoá học
• 2.1.2. Phản ứng hoá học
• 2.1.3. Diễn biến phản ứng hoá học
• 2.1.4. Hiện tượng kèm theo các phản ứng hoá học
• 2.1.5. Năng lượng của phản ứng hoá học
• 2.1.6. Phản ứng toả nhiệt, phản ứng thu nhiệt
• 2.1.7. Phản ứng toả nhiệt, phản ứng thu nhiệt
• 2.2. Thiết kế quy trình và tổ chức dạy học theo định hướng STEM thông qua hoạt động làm nến thơm từ thiên nhiên nhằm phát triển năng lực cho học sinh môn khoa học tự nhiên 8 trong chủ đề “Phản ứng hóa học”
• 2.2.1. Mục tiêu của chủ đề
• 2.2.2. Tiến trình dạy học
• 2.3. Xây dựng công cụ đánh giá phát triển năng lực khoa học tự nhiên của học sinh trong dạy học STEM chủ đề “Phản ứng hóa học”
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích, nhiệm vụ và đối tượng của thực nghiệm sư phạm
• 3.1.1. Mục đích của của thực nghiệm sư phạm
• 3.1.2. Nhiệm vụ của của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.3.1. Kết quả định tính
• 3.3.2. Kết quả định lượng
• 3. PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. STEM Lớp 8 Bí quyết học Phản ứng Hóa học qua Nến thơm

Phương pháp giáo dục STEM đang thay đổi cách học sinh tiếp cận các môn khoa học, biến lý thuyết trừu tượng thành trải nghiệm thực tiễn. Chủ đề 'STEM: Nến Thơm & Phản Ứng Hóa Học Lớp 8' là một ví dụ điển hình, tích hợp kiến thức từ Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học để giải quyết một bài toán cụ thể: tạo ra một sản phẩm hữu ích. Thay vì chỉ học các phương trình khô khan, học sinh được tham gia vào một dự án STEM cho học sinh THCS đầy sáng tạo. Hoạt động này không chỉ củng cố kiến thức về phản ứng hóa học mà còn phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề. Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Ánh Duyên (2024), việc áp dụng mô hình STEM qua hoạt động làm nến thơm giúp 'phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn', tạo ra sự hứng thú và chủ động trong học tập. Dự án này cho phép học sinh trực tiếp quan sát các hiện tượng như nóng chảy và bay hơi, hiểu rõ bản chất của sự cháy của nến và khám phá các loại vật liệu như sáp ong hay sáp đậu nành. Qua đó, kiến thức hóa học hữu cơ lớp 8 trở nên sinh động và dễ ghi nhớ hơn bao giờ hết, đáp ứng mục tiêu của Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018 là phát triển năng lực toàn diện cho người học.

1.1. Tầm quan trọng của giáo dục STEM trong môn Hóa học 8

Giáo dục STEM không phải là một môn học riêng lẻ. Đây là một phương pháp tiếp cận liên môn, nhấn mạnh vào việc ứng dụng kiến thức vào thực tế. Trong môn Hóa học lớp 8, nơi học sinh bắt đầu làm quen với các khái niệm phức tạp như phản ứng oxy hóa hay hydrocarbon, STEM đóng vai trò cầu nối. Theo định hướng của CT GDPT 2018, giáo dục STEM giúp học sinh 'vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn'. Dự án làm nến handmade là một thí nghiệm hóa học vui, giúp học sinh nhận thấy Hóa học hiện diện ngay trong cuộc sống hàng ngày, từ việc lựa chọn tinh dầu thiên nhiên cho đến việc quan sát quá trình đông đặc của sáp. Cách tiếp cận này giúp phát triển năng lực khoa học tự nhiên một cách bền vững.

1.2. Tại sao Nến thơm là dự án STEM lý tưởng cho học sinh

Nến thơm là một sản phẩm hoàn hảo cho một dự án STEM cho học sinh THCS. Quá trình tạo ra nó bao hàm đầy đủ các yếu tố cốt lõi. Về Khoa học (Science), học sinh khám phá phản ứng cháy và sự thay đổi trạng thái vật chất. Về Công nghệ (Technology), các em học cách sử dụng công cụ để đun chảy sáp và tạo khuôn. Về Kỹ thuật (Engineering), học sinh phải thiết kế cây nến sao cho cháy đều và tỏa hương tốt. Về Toán học (Mathematics), các em cần tính toán tỉ lệ sáp, bấc nến và tinh dầu. Hơn nữa, nguyên liệu dễ tìm và quá trình thực hiện có thể điều chỉnh để phù hợp với điều kiện của một bài thực hành hóa 8, đảm bảo tính khả thi và an toàn.

II. Thách thức dạy Phản ứng Hóa học Lớp 8 theo phương pháp cũ

Việc giảng dạy chủ đề 'Phản ứng Hóa học' theo phương pháp truyền thống thường gặp nhiều rào cản. Học sinh chủ yếu tiếp thu kiến thức một cách thụ động qua sách giáo khoa và các bài giảng lý thuyết. Điều này dẫn đến tình trạng kiến thức trở nên trừu tượng, khó hình dung và thiếu kết nối với thực tiễn. Nghiên cứu thực trạng tại trường THCS Lương Thế Vinh cho thấy, dù giáo viên nhận thức được tầm quan trọng của STEM, việc triển khai vẫn còn hạn chế do nhiều yếu tố. Học sinh khó có thể hiểu sâu sắc bản chất của một phản ứng tỏa nhiệt nếu chỉ nhìn vào phương trình trên bảng. Các khái niệm như liên kết hóa học bị phá vỡ và hình thành lại trong diễn biến phản ứng hóa học vẫn là một 'hộp đen'. Sự thiếu vắng các thí nghiệm hóa học vui và các hoạt động thực hành làm giảm hứng thú, khiến Hóa học trở thành một môn học khó và khô khan. Khoảng cách giữa việc 'biết' lý thuyết và 'hiểu' để vận dụng là thách thức lớn nhất mà phương pháp dạy học truyền thống cần phải vượt qua khi tiếp cận chủ đề quan trọng này.

2.1. Sự trừu tượng của khái niệm hóa học hữu cơ lớp 8

Các hợp chất hydrocarbon trong sáp nến paraffin là một phần của hóa học hữu cơ lớp 8. Tuy nhiên, khi chỉ được dạy bằng công thức phân tử như CnH2n+2, học sinh khó có thể hình dung cấu trúc và tính chất của chúng. Việc thiếu mô hình trực quan và ứng dụng thực tế khiến các khái niệm này trở nên xa vời. Dự án STEM làm nến thơm giúp giải quyết vấn đề này bằng cách cho học sinh tương tác trực tiếp với vật liệu, cảm nhận sự khác biệt giữa các loại sáp và hiểu rằng những công thức phức tạp đó thực chất đang mô tả những chất rất quen thuộc.

2.2. Khoảng cách giữa lý thuyết và bài thực hành hóa 8

Nhiều bài thực hành hóa 8 trong chương trình truyền thống vẫn mang tính minh họa, tức là học sinh thực hiện theo các bước có sẵn để xác nhận lại một lý thuyết đã học. Cách làm này ít phát huy được tính sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề. Ngược lại, một dự án STEM như làm nến thơm đặt ra một bài toán mở. Học sinh phải tự nghiên cứu, thiết kế quy trình, thử nghiệm và tối ưu hóa sản phẩm. Quá trình này giúp các em thực sự 'sống' cùng kiến thức, biến lý thuyết về sự cháy của nến thành một sản phẩm cụ thể, có thể cầm nắm và đánh giá.

III. Giải mã khoa học sau ngọn nến Từ Vật lý đến Hóa học

Một cây nến đang cháy là một phòng thí nghiệm thu nhỏ, nơi các hiện tượng vật lý và hóa học diễn ra đồng thời và liên tục. Hiểu được quá trình này là chìa khóa để nắm vững chủ đề 'STEM: Nến Thơm & Phản Ứng Hóa Học Lớp 8'. Ban đầu, nhiệt từ ngọn lửa làm sáp nến rắn (thường là hợp chất hydrocarbon) chuyển sang thể lỏng. Đây là một biến đổi vật lý gọi là sự nóng chảy. Sáp lỏng sau đó được hút lên bấc nến thông qua hiện tượng mao dẫn. Tại đây, nhiệt độ cao làm sáp lỏng hóa hơi, tạo thành nhiên liệu ở thể khí. Chính hơi sáp này tham gia vào phản ứng cháy với oxy trong không khí. Phản ứng này là một phản ứng oxy hóa, giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng, một ví dụ điển hình của phản ứng tỏa nhiệt. Sản phẩm của sự cháy bao gồm khí cacbonic (CO2), hơi nước (H2O) và đôi khi là muội than (cacbon) nếu quá trình cháy không hoàn toàn. Toàn bộ chu trình này minh họa một cách hoàn hảo sự tương tác giữa các trạng thái vật chất và bản chất của một phản ứng hóa học.

3.1. Các biến đổi vật lý Nóng chảy bay hơi và mao dẫn

Trước khi phản ứng hóa học xảy ra, một chuỗi các biến đổi vật lý phải diễn ra. Đầu tiên là sự nóng chảy, quá trình sáp chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Mỗi loại sáp như sáp paraffin hay sáp đậu nành có nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Tiếp theo, hiện tượng mao dẫn đóng vai trò quan trọng, giúp vận chuyển sáp lỏng từ chân nến lên ngọn bấc. Cuối cùng, nhiệt lượng cực lớn gần ngọn lửa gây ra sự bay hơi, biến sáp lỏng thành hơi. Việc phân biệt rõ ràng các quá trình vật lý này giúp học sinh không nhầm lẫn chúng với biến đổi hóa học, một năng lực cốt lõi trong môn Khoa học tự nhiên.

3.2. Phản ứng cháy của nến Một phản ứng oxy hóa tỏa nhiệt

Sự cháy của nến là một phản ứng hóa học điển hình. Cụ thể, đó là một phản ứng oxy hóa nhanh giữa hơi hydrocarbon (từ sáp nến) và oxy (từ không khí). Phản ứng này là một phản ứng tỏa nhiệt mạnh, giải phóng năng lượng duy trì ngọn lửa. Phương trình chữ tổng quát có thể được viết là: Hydrocarbon + Oxy → Khí Cacbonic + Hơi nước + Năng lượng. Khi oxy không đủ, quá trình cháy không hoàn toàn sẽ tạo ra muội than (cacbon), chính là khói đen mà chúng ta thường thấy. Việc nghiên cứu phản ứng này giúp học sinh hiểu rõ về chất tham gia, sản phẩm và điều kiện của phản ứng.

IV. Hướng dẫn Dự án STEM Nến thơm Quy trình và Kỹ thuật

Để thực hiện thành công chủ đề 'STEM: Nến Thơm & Phản Ứng Hóa Học Lớp 8', việc xây dựng một quy trình rõ ràng là cực kỳ quan trọng. Dựa trên tài liệu 'Thiết kế quy trình và tổ chức dạy học theo định hướng STEM' của Nguyễn Thị Ánh Duyên (2024), dự án được chia thành 5 hoạt động chính, tuân thủ theo quy trình kỹ thuật được hướng dẫn trong Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH. Bước đầu tiên là xác định vấn đề và nhiệm vụ thiết kế. Tiếp theo, học sinh nghiên cứu kiến thức nền về phản ứng hóa học và các loại vật liệu như sáp ong, sáp đậu nành. Sau đó, các nhóm trình bày bản thiết kế, lựa chọn phương án tối ưu. Giai đoạn quan trọng nhất là chế tạo và thử nghiệm sản phẩm nến handmade, đòi hỏi sự cẩn thận và tuân thủ an toàn phòng thí nghiệm. Cuối cùng, các nhóm trình bày, chia sẻ sản phẩm và thảo luận, rút kinh nghiệm. Quá trình này không chỉ tạo ra một cây nến thơm mà còn rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, tư duy thiết kế và khả năng trình bày, báo cáo một cách khoa học.

4.1. Lựa chọn nguyên liệu Sáp paraffin sáp ong sáp đậu nành

Việc lựa chọn nguyên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Sáp nến paraffin là sản phẩm từ dầu mỏ, giá rẻ và dễ sử dụng nhưng có thể tạo ra muội than. Sáp ong là nguyên liệu tự nhiên, có mùi thơm nhẹ và cháy sạch hơn nhưng giá thành cao. Sáp đậu nành ngày càng phổ biến vì là nguồn gốc thực vật, thân thiện với môi trường, cháy chậm và giữ mùi tinh dầu thiên nhiên tốt. Học sinh cần nghiên cứu đặc tính của từng loại sáp để đưa ra lựa chọn phù hợp với tiêu chí của dự án, chẳng hạn như chi phí, độ an toàn và mục tiêu về môi trường.

4.2. Các bước thực hiện và quy tắc an toàn phòng thí nghiệm

Quy trình làm nến handmade bao gồm các bước chính: chuẩn bị khuôn và bấc nến; đun chảy sáp ở nhiệt độ thích hợp; thêm màu và tinh dầu thiên nhiên; đổ sáp vào khuôn và để nguội. Trong suốt quá trình, an toàn phòng thí nghiệm phải được đặt lên hàng đầu. Sáp nóng có thể gây bỏng, do đó cần sử dụng găng tay và kính bảo hộ. Việc đun sáp nên được thực hiện bằng phương pháp đun cách thủy để kiểm soát nhiệt độ, tránh nguy cơ bắt lửa. Giáo viên cần giám sát chặt chẽ và hướng dẫn học sinh các thao tác an toàn để đảm bảo bài thực hành hóa 8 diễn ra suôn sẻ.

V. Đánh giá kết quả Phát triển năng lực khoa học tự nhiên

Mục tiêu cuối cùng của dự án 'STEM: Nến Thơm & Phản Ứng Hóa Học Lớp 8' không chỉ là sản phẩm mà là sự phát triển năng lực của học sinh. Theo CT GDPT 2018, năng lực khoa học tự nhiên bao gồm ba thành phần chính: nhận thức khoa học, tìm hiểu tự nhiên và vận dụng kiến thức. Dự án này tác động mạnh mẽ đến cả ba thành phần. Học sinh không chỉ trình bày lại được kiến thức về phản ứng cháy (nhận thức), mà còn phải tự thiết kế thí nghiệm (tìm hiểu) và chế tạo một sản phẩm thực tế (vận dụng). Công cụ đánh giá cũng cần thay đổi, thay vì bài kiểm tra truyền thống, giáo viên có thể sử dụng Rubrics để đánh giá quá trình làm việc nhóm, chất lượng bản thiết kế, và sản phẩm cuối cùng. Theo nghiên cứu tại trường THCS Lương Thế Vinh, học sinh tham gia dự án STEM cho thấy sự hứng thú và say mê khoa học tăng lên rõ rệt, đồng thời các kỹ năng mềm như giao tiếp, hợp tác và giải quyết vấn đề cũng được cải thiện đáng kể. Đây chính là giá trị cốt lõi mà giáo dục STEM mang lại.

5.1. Tiêu chí đánh giá sản phẩm nến thơm theo Rubrics

Việc đánh giá sản phẩm không chỉ dựa trên cảm tính. Một bộ tiêu chí (Rubrics) rõ ràng cần được xây dựng, bao gồm các khía cạnh như: tính thẩm mỹ, độ hoàn thiện, khả năng cháy ổn định, và hiệu quả tỏa hương của tinh dầu thiên nhiên. Các tiêu chí này giúp việc đánh giá trở nên khách quan và công bằng. Học sinh cũng dựa vào đó để biết mình cần cải thiện sản phẩm ở điểm nào, thúc đẩy một chu trình 'thiết kế - thử nghiệm - cải tiến' liên tục, vốn là tinh thần cốt lõi của kỹ thuật và công nghệ.

5.2. Vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng thực tế

Sau dự án, học sinh có khả năng vận dụng kiến thức đã học để giải thích nhiều hiện tượng. Các em có thể giải thích tại sao nến cần oxy để cháy (bản chất phản ứng oxy hóa), tại sao lại có khói đen (muội than), hay tại sao nến trong cốc cao lại cháy lâu hơn nến ở nơi có gió. Khả năng liên kết kiến thức về sản phẩm của sự cháy như khí cacbonic (CO2) với các vấn đề lớn hơn như hiệu ứng nhà kính cũng được hình thành. Đây là biểu hiện cao nhất của việc học, khi kiến thức không còn nằm trên trang giấy mà đã trở thành công cụ để tư duy và khám phá thế giới xung quanh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRONG DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “PHẢN ỨNG HÓA HỌC” 1. Khái niệm giáo dục STEM Giáo dục STEM (STEM education) là một phương pháp giáo dục tích hợp giữa Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), và Marth (Toán học), kết hợp những phương tiện và phương pháp giáo dục đa dạng như thực hành, thảo luận, và sáng tạo. Ngay từ cái tên đó, có thể thấy được về bản chất STEM mang tính “liên môn” – nghĩa là dạy học liên ngành để tạo ra một học thức toàn diện và khuyến khích học sinh áp dụng kiến thức vào thực tế, phát triển kỹ năng tư duy logic, sáng tạo và xử lý vấn đề. Theo tiến sĩ toán học Trần Nam Dũng đồng thời đang là cố vấn chương trình Tài năng toán – STEM (AIMS) Trường Albert Einstein, cho biết: "Về cơ bản hoạt động giáo dục STEM và STEAM giống nhau.

Khái niệm khởi đầu là STEM như một cách tiếp cận liên môn trong dạy và học, kết nối các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ, toán. Sau này có nhiều biến thể, trong đó có STEAM, tức là có bổ sung thêm Art (nghệ thuật). Tuy nhiên, theo thói quen ta vẫn dùng STEM. Chương trình của Bộ GD&ĐT cũng ghi là STEM.

Tuy nhiên bản chất sẽ là STEAM vì chúng ta luôn chú ý đến tính mỹ thuật của các sản phẩm". Hiện nay, thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM có thể ám chỉ đến các ngành nghề mà kết hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán học, ví dụ: nhóm ngành nghề về công nghệ thông tin; Y sinh; Kỹ thuật, Thiết kế, Điện tử và Truyền thông. Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán học.

Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để năng cao năng lực cho người học. Mục tiêu của giáo dục STEM Giáo dục STEM trong trường THCS hướng đến mục tiêu phát triển kỹ năng và kiến thức trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Mục tiêu Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ánh Duyên 9 Trường ĐHSP - ĐHĐN Năm 2024 - 2025 chính của giáo dục STEM là khuyến khích học sinh áp dụng những kiến thức học được vào thực tế, tạo ra cơ hội cho họ tham gia vào các dự án nghiên cứu, giải quyết vấn đề và phát triển kỹ năng sáng tạo, logic, tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề. STEM cũng hướng đến việc trang bị những kiến thức phục vụ cho nghề nghiệp của học sinh trong tương lai, khi công việc yêu cầu sự hiểu biết sâu rộng về khoa học và công nghệ, cũng như kỹ năng làm việc theo nhóm và giải quyết vấn đề phức tạp.

Vai trò của giáo dục STEM Giáo dục STEM đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực toàn diện cho học sinh thông qua việc tích hợp các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán học, giúp nâng cao hiểu biết đa chiều, khám phá tài năng và đam mê cá nhân, tăng cường sự hứng thú và sự tham gia của học sinh vào quá trình học tập. Bằng cách tạo ra các dự án thực tế và có ý nghĩa, STEM giúp học sinh thấy được mối liên hệ giữa kiến thức học và thế giới xung quanh họ, từ các vấn đề xã hội đến các cơ hội kinh doanh và khởi nghiệp. Điều này khuyến khích sự tò mò và ham muốn học hỏi, từ đó tạo ra một môi trường học tập sâu sắc và thú vị hơn. Giáo dục STEM còn thúc đẩy sự phát triển của các kỹ năng cần thiết cho tương lai như khả năng làm việc độc lập, học tập liên tục, và khả năng thích nghi với sự thay đổi.

Bằng cách tích hợp các lĩnh vực khác nhau có thể cung cấp cho học sinh cơ hội trải nghiệm việc làm việc trong môi trường đa ngành nghề, chuẩn bị cho họ cho những ngành nghề và sự nghiệp tương lai mà có thể yêu cầu sự đa năng và sáng tạo. Ngoài ra còn thúc đẩy sự đa dạng và sự công bằng trong giáo dục, giúp mọi học sinh có cơ hội truy cập và tham gia vào các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và nghệ thuật mà trước đây có thể ít được khám phá hoặc tiếp cận. Điều này góp phần tạo ra một xã hội hiểu biết hơn và sáng tạo hơn, đóng góp không nhỏ vào sự tiến bộ và phát triển của xã hội thông qua việc tạo ra các giải pháp mới cho các vấn đề phức tạp và thách thức của thế giới hiện đại. Tóm lại, giáo dục STEM đóng vai trò quan trọng nhằm đảm bảo giáo dục toàn diện, góp phần nâng cao hứng thú học tập; hình thành và phát triển được các năng lực phẩm chất cần thiết, đồng thời phát triển tiềm năng của học sinh qua việc kết nối trường học với cộng đồng và có thể định hướng nghề nghiệp tương lai.

Giáo dục STEM trên thế giới và tại Việt Nam. Giáo dục STEM trên thế giới Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ánh Duyên 10 Trường ĐHSP - ĐHĐN Năm 2024 - 2025 Phương pháp giáo dục STEM bắt đầu xuất hiện từ những năm 90 tại Mỹ và phổ biến hơn vào khoảng đầu những năm 2000, sau đó tiếp tục lan rộng đến các nước tiên tiến khác như Anh, Úc, Đức, Phần Lan, Canada,… Phương pháp giáo dục này chú trọng vào việc cung cấp cho thế hệ trẻ tương lai những kỹ năng, tư duy cốt lõi, kiến thức đa ngành để giải quyết các vấn đề thực tế của doanh nghiệp và xã hội một cách hiệu quả. Với mục đích thiết thực như vậy, giáo dục STEM hiện đang được rất nhiều quốc gia lớn trên Thế giới triển khai giảng dạy cho các thế hệ tương lai. Những thế hệ này được kỳ vọng sẽ có đủ năng lực để đưa ra các giải pháp sáng tạo và đổi mới tích cực trong mọi lĩnh vực, ngành nghề, đóng góp cho sự phát triển thịnh vượng của quốc gia.

Ở Mỹ, các trường học và tổ chức giáo dục đã áp dụng các chương trình STEM từ cấp tiểu học đến trung học và thậm chí là đại học. Chương trình này thường bao gồm các hoạt động thực hành, dự án, và các phương pháp học tập có cấu trúc để khuyến khích sự tò mò và sáng tạo của học sinh. Ở châu Âu, nhiều quốc gia như Anh, Phần Lan, và Đức cũng đã thúc đẩy việc tích hợp STEM vào giáo dục. Chính phủ và các tổ chức giáo dục tại đây đang hỗ trợ các dự án và chương trình giáo dục STEM để nâng cao năng lực STEM cho học sinh và thúc đẩy sự phát triển kinh tế và sáng tạo.

Ở châu Á, Nhật Bản nổi tiếng với việc áp dụng các phương pháp giáo dục sáng tạo và thực hành trong lĩnh vực STEM từ cấp học trung học đến đại học. Họ đặc biệt chú trọng vào việc kết hợp giáo dục STEM với giáo dục nghệ thuật và thực hành để phát triển tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh. Bill Gates cũng đã nhấn mạnh về phương pháp giáo dục STEM khi phát biểu trước Thượng Nghị Viện Mỹ: “Chúng ta không thể duy trì được nền kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ khi chúng ta xây dựng được lực lượng lao động có kiến thức về toán học, khoa học, kỹ thuật và kỹ năng để sáng tạo”. Ngoài ra, cựu Tổng thống thứ 45 của Hoa Kỳ – Donald Trump đã có lễ ký một bản ghi nhớ của tổng thống về kế hoạch chiến lược 5 năm cho giáo dục STEM ngay khi ông vừa nhậm chức vào năm 2017.

Giáo dục STEM tại Việt Nam Không chỉ ở phương Tây, giáo dục STEM cũng rất phổ biến tại các quốc gia châu Á như Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc,. trong đó bao gồm cả Việt Nam. Hiện nay, Bộ GD&ĐT Việt Nam đã có kế hoạch triển khai rộng rãi giáo dục STEM Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ánh Duyên 11 Trường ĐHSP - ĐHĐN Năm 2024 - 2025 vào chương trình phổ thông toàn quốc trong thời gian tới. Các trường quốc tế và công lập trọng điểm đã được bố trí phòng học, câu lạc bộ STEM và mở nhiều lớp học ngoại khoá STEM nhằm giúp các học sinh, giáo viên và cả phụ huynh làm quen với phương pháp giáo dục này.

Ngoài ra, nhiều trường học và Sở GD&ĐT tại các tỉnh thành đã chủ động phối hợp với Bộ GD&ĐT để thiết kế các tiết học ngoài giờ lên lớp và dự án STEM cho học sinh tham gia ngay tại trường. Bên cạnh đó, Việt Nam còn thúc đẩy sự phát triển của giáo dục STEM thông qua việc phối hợp với các công ty đa quốc gia, công ty nước ngoài, tổ chức nhiều dự án và cuộc thi STEM như: ngày hội STEM, thi tiếng Anh qua dự án STEM, thi Robot cho học sinh các cấp,. thu hút được sự quan tâm của cả phụ huynh, học sinh. Nhiều học sinh đã đại diện Việt Nam tham gia các cuộc thi STEM tại Hàn Quốc, Trung Quốc, Singapore và đạt được nhiều giải thưởng.

Có thể thấy, giáo dục STEM đang nhận được rất nhiều sự quan tâm từ cộng đồng giáo dục Việt Nam cũng như Thế giới. Đây là một phương pháp giáo dục mới mẻ và tiến bộ, sẽ đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của những mầm non tương lai quốc gia trong thời đại Công nghệ 4.0 – thời đại với đa dạng hướng ngành nghề và vô vàn phương tiện để trẻ có thể tiếp cận và phát triển bản thân. Định hướng giáo dục STEM trong CT GDPT 2018 Theo PGS.TS Lê Huy Hoàng, thành viên Ban Phát triển CT GDPT Tổng thể, Chủ biên CT môn Công nghệ cho biết, ở cấp độ chương trình giáo dục phổ thông, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. Trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục STEM đã được chú trọng thông qua các biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thông mới có đầy đủ các môn học STEM.

Đó là các môn Toán học; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin học. Cũng theo PGS.