Dạy Học Môn Toán Theo Định Hướng Giáo Dục STEM Cho Học Sinh Lớp 11 Nước Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân Lào

Theo [12], từ khóa STEM xuất hiện từ năm 2000 bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) nhằm hỗ trợ nghiên cứu giáo dục và các ngành khoa học kỹ thuật cơ bản. STEM là viết tắt của Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). STEM kết hợp bốn ngành này thành một môn học mới, giúp người học tiếp cận thế giới đa chiều hơn. STEM trang bị kiến thức, kỹ năng liên quan đến Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, giúp người học áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Giáo dục STEM giúp trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.

Mục tiêu của giáo dục STEM bao gồm phát triển năng lực đặc thù của các môn học STEM, phát triển năng lực cốt lõi cho học sinh, và trang bị kỹ năng phù hợp để đáp ứng yêu cầu của thế kỷ 21. GD STEM trang bị cho HS những kĩ năng phù hợp để áp dụng yêu cầu thách thức trong thế kỉ XXI. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, HS sẽ được phát riêng tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công. Giáo dục STEM như là một giải pháp trong cải cách GD của các quốc gia, hướng tới phát triển con người để đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, phát triển của quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh.

Việc giảng dạy kiến thức nói chung và kiến thức toán nói riêng được tiến hành trong hoàn cảnh mà học sinh ít có điều kiện để nghiên cứu, quan sát, thực nghiệm, sáng tạo và vận dụng kiến thức trong giải quyết vấn đề thực tiễn, đặc biệt đối với HS trung học cơ sở (THCS) và HS trung học phổ thông (THPT). Trong luận văn này, tác giả đã tìm hiểm nghiên cứu và vận dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM (GD STEM), hiện nay đang còn tương đối mới ở Lào.

Việc triển khai STEM còn gặp nhiều khó khăn do thiếu nguồn lực, cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên được đào tạo bài bản. Cần có những giải pháp cụ thể để vượt qua những thách thức này và đưa giáo dục STEM vào thực tiễn dạy học. Cần có sự đầu tư về cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học, cũng như đào tạo, bồi dưỡng đội ngũ giáo viên để đáp ứng yêu cầu của giáo dục STEM.

Dạy học dự án là một phương pháp hiệu quả để triển khai giáo dục STEM. Học sinh được giao một dự án cụ thể, liên quan đến các kiến thức toán học và các môn khoa học khác. Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh phải tự tìm tòi, nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm. Phương pháp này giúp học sinh phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm.

Dạy học theo vấn đề là một phương pháp khác có thể được sử dụng trong dạy học Toán STEM. Học sinh được đặt trước một vấn đề thực tiễn, liên quan đến các kiến thức toán học. Học sinh phải sử dụng kiến thức toán học để phân tích, giải quyết vấn đề. Phương pháp này giúp học sinh thấy được ứng dụng của toán học trong cuộc sống, từ đó tăng hứng thú học tập.

Chủ đề lượng giác có thể được ứng dụng để giải quyết các bài toán về đo đạc, xây dựng. Học sinh có thể sử dụng các kiến thức về sin, cos, tan để tính toán khoảng cách, chiều cao của các vật thể. Ví dụ, học sinh có thể sử dụng lượng giác để đo chiều cao của một tòa nhà, hoặc tính khoảng cách giữa hai điểm trên bản đồ.

Chủ đề hình học không gian có thể được ứng dụng để thiết kế các công trình kiến trúc, mô hình. Học sinh có thể sử dụng các kiến thức về hình chóp, hình trụ, hình cầu để thiết kế các mô hình nhà cửa, cầu cống. Ví dụ, học sinh có thể thiết kế một mô hình nhà có hình dạng độc đáo, hoặc thiết kế một cây cầu có khả năng chịu lực tốt.

Quy trình STEM bao gồm các bước sau: (1) Xác định vấn đề: Xác định một vấn đề thực tiễn cần giải quyết. (2) Nghiên cứu kiến thức nền: Nghiên cứu các kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học liên quan đến vấn đề. (3) Đề xuất giải pháp: Đề xuất các giải pháp để giải quyết vấn đề. (4) Thiết kế và chế tạo sản phẩm: Thiết kế và chế tạo một sản phẩm để thực hiện giải pháp. (5) Thử nghiệm và đánh giá: Thử nghiệm sản phẩm và đánh giá hiệu quả của giải pháp. (6) Chia sẻ và cải tiến: Chia sẻ kết quả và cải tiến sản phẩm.

Chủ đề dạy học STEM cần đáp ứng các tiêu chí sau: (1) Gắn liền với thực tiễn: Chủ đề cần liên quan đến các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống. (2) Có tính ứng dụng cao: Chủ đề cần có khả năng ứng dụng vào thực tế. (3) Phù hợp với trình độ của học sinh: Chủ đề cần phù hợp với trình độ kiến thức và kỹ năng của học sinh. (4) Phát triển kỹ năng: Chủ đề cần giúp học sinh phát triển các kỹ năng cần thiết, như kỹ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng sáng tạo.

Đánh giá quá trình học tập STEM bao gồm việc quan sát, theo dõi hoạt động của học sinh trong quá trình thực hiện dự án, giải quyết vấn đề. Giáo viên có thể sử dụng các phiếu quan sát, bảng kiểm để ghi lại những tiến bộ của học sinh. Đánh giá quá trình giúp giáo viên nắm bắt được những khó khăn của học sinh, từ đó có những hỗ trợ kịp thời.

Đánh giá sản phẩm STEM bao gồm việc đánh giá chất lượng, tính sáng tạo, tính ứng dụng của sản phẩm. Giáo viên có thể sử dụng các tiêu chí đánh giá cụ thể để đánh giá sản phẩm. Đánh giá sản phẩm giúp học sinh thấy được kết quả của quá trình học tập, từ đó tăng cường động lực học tập.