CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VE GIAO DỤC STEM THEO HƯỚNG PHAT TRIEN NANG LỰC GIẢI QUYET VAN DE VÀ SANG TAO CHO HOC SINH 1. Mô hình giáo duc STEM 1. Một số quan niệm về STEM Ban đầu, Quy Khoa học Quốc gia (NSF — National Science Foundation ) sử dụng từ “SMETTM là thuật ngữ viết tắt bởi các chữ cái dau các môn học: Science (Khoa học), Mathematics (Toán hoc), Engineering (Kỹ thuật, Technology (Công nghệ) nhưng sau đó được đôi thành “STEM” như hiện nay vì “SMET” khiến người đọc từ dễ liên tưởng đến một từ khác có ý nghĩa không tích cực. Bốn môn học STEM kẻ trên là bốn lĩnh vực xuất hiện hau hết trong hoạt động hang ngày của chúng ta.
giúp chúng ta giải quyết các van đề từ đơn giản đến phức tạp trong đời sống. Khác với phương pháp học tập truyền thông, các môn học được dạy học mà không có sự kết nỗi với nhau, giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng đạy và học tập giữa ít nhất hai môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Mặc dù, khái niệm về dạy học/ giáo dục STEM đã ra đời khá lâu trước đây nhưng gan 20 năm sau, mọi người mới bắt đầu hiểu hơn về khái niệm “STEM” trong ngữ cảnh giáo dục rằng day học/ giáo dục STEM là phương pháp dạy học đề cao tính tích hợp giữa hai hay nhiều môn học, cụ thé là áp dụng các kiến thức vẻ Khoa học, Toán học, Công nghệ và Kỹ thuật dé giải quyết các van đẻ thực tiễn. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là (Lê Xuân Quang, 2017): a.
Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Đây là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ và cũng là nghĩa rộng khi nói về giáo đục STEM rang đây là chương trình nhằm cung cap, hỗ trợ, 15 tăng cường giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiêu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Tích hợp (liên ngành) cua 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học: Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tông hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế. Đây là cơ hội cho HS vận dụng những kiến thức của 4 lĩnh vực STEM: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học và các kiên thức han lâm được học ở trường dé giải quyết các vấn dé mang tính thực tiễn. Các kiến thức, kĩ năng và phẩm chất từ các môn học STEM đều cần thiết cho mỗi cá nhân trong thời đại ngày nay.
Tính hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên: giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Tác giả Lê Xuân Quang cũng nói: “Thuật ngữ STEM thường được dùng trong 2 ngữ cảnh: ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghé nghiệp" .Trong phạm vi dé tai, tôi chỉ xin nói vẻ thuật ngit STEM với 4 lĩnh vực STEM đối với ngữ cảnh giáo dục được hiểu như sau (Lê Xuân Quang, 2017; Vũ Phương Liên et al. Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học của HS: Hóa hoc, Sinh học. Bởi công việc của các nhà khoa học là luôn đặt ra câu hỏi đề giải quyết một van đề nào đó trong cuộc sống, hoặc cải tiễn công nghệ đã có.
Họ liên tục đặt ra các giả thiết, họ thử nghiệm, thu thập di liệu, tính toán và từ đó hình thành các kiến thức khoa học. Nhưng HS đối với lĩnh vực Khoa học này không phải dé phát minh ra các kiến thức khoa học mới mà đây là môn học cho HS vận dụng các kiến thức Vật lí, Hoa, Sinh. dé hiểu hơn về thé giới tự nhiên: là môi trường dé HS hình thành, phát triển năng lực giải quyết van dé khi phải tìm ra giải pháp, vận dụng các kiến 16 thức khoa học được giảng day ở trường dé giải quyết cho các van dé thực tiễn trong cuộc song. (Nguyễn Thanh Nga et al.-a) Technology (Công nghệ): Theo tác giả Lê Xuân Quang: “link vực Công nghệ cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu về công nghệ được phát triển như thé nào, cung cấp cho HS những kĩ năng dé có thé phân tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sông hang ngày của HS và của cộng dong”.
Engineering (Kỹ thuật): Dé giải quyết các vẫn dé trong cuộc sông, chúng ta dựa vào các kiến thức khoa học đã có và "kỹ thuật” sẽ giúp chúng ta thực thi các phương án mà ta đã dé ra bằng cách lên ý tưởng. thiết kế, xây dựng. Math (Toán học): Toán học không chỉ là những công thức khô khan hay các phép tính cộng, trừ, nhân, chia. Toán học là công cụ dé định lượng, phân tích, truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả.
Toán học là lĩnh vực không thẻ thiểu trong quá trình thiết kẻ, xây dựng dé tạo ra các sản phâm công nghệ. Đối với ngữ cảnh giáo dục, phương pháp STEM có sự phù hợp đối với nền giáo dục Việt Nam trong giai đoạn đôi mới, chú trọng phát triển toàn diện phâm chat và năng lực cho HS thông qua việc dạy học tích hợp các môn Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học. Giáo đục STEM có thẻ được hiểu và dién giải ở nhiều cap độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn hoc STEM, bài học STEM, hoạt động STEM.
(Lê Xuân Quang, 2017) Các lĩnh vực STEM tác động qua lại với nhau theo một chu trình như hình bên dưới (Hình 1. Chu trình STEM này cũng tương tự như quá trình thiết kế kĩ thuật, các cong nghệ liên tục được cải tiễn hay tạo ra dé giải quyết các vấn dé trong cuộc sông. Trong thực tế, khi các công nghệ cũ không thê đáp ứng được các yêu cầu mới liên tục xuất hiện trong cuộc sông, dé chất lượng cuộc sống ngày càng tốt hơn các “kiến thức khoa học” 17 mới (Knowledge) sẽ được hình thành hoặc bị thay đôi để phù hợp hơn với thực tiễn thông qua quá trình “khoa hoc” (science). Từ những kiến thức khoa học đó, công nghệ mới (Technology) ra đời hoặc công nghệ trước đó được cải tiến lại nhờ vào quy trình “ky thuật” (Engineering).
Trong đó, “toán học” (Math) được đặt ở trung tâm của chu trình, bởi toán học là công cụ cần thiết cho cả hai quá trình: khoa học, kỹ thuật (Vụ GDPT, 2019). Science e Technology Math Knowledge Engineering Hình 1. Chu trình STEM (Nguồn: https://www. Mục tiêu giáo dục STEM Dựa trên quyền “Thiết kế và tô chức chú dé giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phô thông".
(Nguyễn Thanh Nga et al. Mục tiêu của giáo dục STEM gồm: 18 (1): Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc vé STEM cho học sinh: Các môn học đặc thù của lĩnh vực STEM gồm Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Dé phát triển các năng lực này, HS cần liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học; sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ và kê cả hiểu biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm dé giải quyết các vấn dé thực tiễn. (2): Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh: Giáo dục STEM nhằm chuân bị cho học sinh những cơ hội được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác đẻ thành công,.
dé đối đầu với những thách thức cho nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thé ky 21. (3): Định hướng nghé nghiệp cho học sinh: Giáo dục cho học sinh có những kiến thức, kỹ năng mang tính nên tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học sinh. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM Đảm bảo sự phù hợp, đáp ứng các mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mon Vật Li 2018 Quan điềm Chương trình giáo duc phô thông môn Vật Li, ban hành kèm theo thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018: *Chương trình môn Vật lí coi trọng việc rèn luyện kha năng vận dung kiến thức, kĩ năng đã học để tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số van đề thực tiễn, đáp ứng đòi hỏi của cuộc sống; vừa dam bao phat triển nang lực vật lí— biểu hiên của năng lực khoa học tự nhiên, vừa đáp ứng yêu cầu định hướng nghề nghiệp của học sinh" (Bộ Giáo Dục và Đào tạo, 2018). Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục hoàn toàn phù hợp dé phát triển năng lực, phẩm chất cũng như đáp ứng mục tiêu của Chương trình giáo dục phô thông hiện hành.
Tại Công văn số 3089 /BGGDDT-GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM trong giáo dục trung học cũng khuyến khích tăng cường áp dụng giáo dục STEM cũng công nhận 19 giáo duc STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho hoc sinh những kiến thức khoa học gắn liên với ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Nâng cao sự hứng thú, khơi gợi niềm yêu thích của học sinh đỗi với các môn khoa học tự nhiên Trong những năm gần đây, số lượng học sinh lựa chọn học các môn khoa học tự nhiên có sự giảm sút đáng kể so với các số lượng học sinh lựa chọn theo các nhóm ngành xã hội, điều này dan đến sự thiếu hụt nguồn nhân lực về các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ và làm chậm đi quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước (Lâm & Nam, 2022). Đề giải quyết vẫn đề này, thì giáo dục STEM là phương án phù hợp, là cần thiết trong bỗi cảnh hiện nay. Thông qua các bài học STEM, các em sẽ thấy những kiến thức mà các em được học ở trường không chỉ là những con số vô nghĩa.
những kiến thức khô khan, hay thậm chí không biết dùng dé làm gì, mà các em sẽ thấy được ý nghĩa của chúng, các em sẽ thấy mình cần dùng đến chúng. biết cách sử dụng những kiến thức ấy như thế nào dé giải quyết những van đề trong cuộc sống của chính các em. Vì vậy mà các em sẽ càng mong muốn tìm tòi học hỏi nhiều hơn nữa, tìm thay hứng thú đối với các bài học bởi các em thay được ý nghĩa của các kiên thức ma mình được tiệp nhận.