Đại Học Đà Nẵng Tổ Chức Dạy Học Chủ Đề Kính Tiềm Vọng Theo Định Hướng Giáo Dục STEM

Tổ chức dạy học chủ đề kính tiềm vọng cho học sinh lớp 7 theo định hướng giáo dục STEM tại Lào, nâng cao kỹ năng và tư duy khoa học.

• Tác giả: Phoukhamm Kaikhampithoun
• Người hướng dẫn: TS. Phùng Việt Hải
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lí
• Đề tài: Tổ chức dạy học chủ đề “Kính tiềm vọng” - Khoa học tự nhiên 7 theo định hướng giáo dục STEM tại nước CHDCND Lào
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
• 0.3. Mục tiêu của đề tài
• 0.4. Giả thuyết khoa học
• 0.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.6. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.7. Phương pháp nghiên cứu
• 0.8. Đóng góp của luận văn
• 0.9. Cấu trúc luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI NƯỚC CHDCND LÀO
• 1.1. Giáo dục STEM
• 1.1.1. Khái niệm về STEM, giáo dục STEM
• 1.1.2. Mục tiêu giáo dục STEM
• 1.1.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM
• 1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM
• 1.1.5. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM
• 1.1.6. Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEM
• 1.1.7. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM
• 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
• 1.2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
• 1.2.2. Cấu trúc và các biểu hiện hành vi của năng lực giải quyết vấn đề
• 1.2.3. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua tiến trình dạy học chủ đề STEM
• 1.2.4. Phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
• 1.3. Thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở Lào
• 1.3.1. Mục đích điều tra
• 1.3.2. Phương pháp điều tra
• 1.3.3. Kết quả điều tra thông qua phiếu phỏng vấn
• 1.4. Tiểu kết chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ “KÍNH TIỀM VỌNG” - KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
• 2.1. Phân tích chương trình môn khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào
• 2.2. Cấu trúc đặc điểm chương “Quang học” – KHTN 7 nước CHDCND Lào
• 2.3. Chuẩn kiến thức kĩ năng (hoặc yêu cầu cần đạt)
• 2.4. Thiết kế dạy học chủ đề “Kính tiềm vọng” theo định hướng giáo dục STEM
• 2.4.1. Lựa chọn chủ đề
• 2.4.2. Xác định vấn đề cần giải quyết
• 2.4.3. Chuẩn bị của GV và HS
• 2.4.4. Thiết kế tiến trình tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề “kính tiềm vọng”
• 2.4.5. Công cụ đánh giá sử dụng trong dạy học chủ đề “kính tiềm vọng”
• 2.4.5.1. Công cụ đánh giá sản phẩm
• 2.4.5.2. Đánh giá bản thiết kế sản phẩm
• 2.4.5.3. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
• 2.5. Tiểu kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm
• 3.3.1. Đối tượng thực nghiệm
• 3.3.2. Thời gian thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm
• 3.5.1. Công tác chuẩn bị
• 3.5.2. Diễn biến, kết quả thu được khi thực nghiệm chủ đề
• 3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.6.1. Đánh giá định tính
• 3.6.2. Đánh giá định lượng
• 3.6.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm
• 3.7. Tiểu kết chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Giáo Dục STEM Chủ Đề Kính Tiềm Vọng 55 ký tự

Giáo dục STEM đang ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong bối cảnh đổi mới giáo dục và yêu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao. Phương pháp này tích hợp kiến thức từ Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tại trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng, việc nghiên cứu và áp dụng giáo dục STEM thông qua các chủ đề cụ thể, như kính tiềm vọng, là một hướng đi tiềm năng. Mục tiêu là trang bị cho sinh viên sư phạm những kiến thức và kỹ năng cần thiết để triển khai STEM hiệu quả trong tương lai. Luận văn của Phoukham Khai Khamphithoun đã cho thấy tiềm năng của việc dạy học theo định hướng STEM tại nước CHDCND Lào, đặc biệt là thông qua chủ đề kính tiềm vọng trong môn Khoa học tự nhiên 7. Việc áp dụng phương pháp này giúp học sinh phát triển tư duy logic, khả năng sáng tạo và giải quyết vấn đề. Các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, phương pháp học qua dự án luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM.

1.1. Giáo Dục STEM Là Gì Định Nghĩa Và Ưu Điểm

Giáo dục STEM là một phương pháp tiếp cận liên ngành, kết hợp Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics) để giải quyết các vấn đề thực tế. Ưu điểm của STEM là giúp học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn biết cách vận dụng chúng vào thực tiễn, khuyến khích tư duy phản biện, sáng tạo và kỹ năng làm việc nhóm. Theo chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 của Việt Nam, giáo dục STEM là mô hình giúp học sinh áp dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề trong bối cảnh cụ thể. Khả năng sáng tạo và tư duy logic là những yếu tố quan trọng trong quá trình này.

1.2. Vì Sao Giáo Dục STEM Quan Trọng Trong Kỷ Nguyên 4.0

Trong kỷ nguyên 4.0, khi tự động hóa và công nghệ chiếm lĩnh nhiều lĩnh vực, giáo dục STEM trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Nó trang bị cho học sinh những kỹ năng cần thiết để thích ứng với thị trường lao động đang thay đổi, thúc đẩy đổi mới sáng tạo và giải quyết các thách thức toàn cầu. Nguồn nhân lực STEM chất lượng cao là yếu tố then chốt để một quốc gia phát triển bền vững và cạnh tranh trong nền kinh tế toàn cầu. Học sinh có cơ hội phát triển kỹ năng mềm toàn diện.

II. Thách Thức Giải Pháp Giáo Dục STEM tại Đại Học 59 ký tự

Triển khai giáo dục STEM tại các trường đại học, đặc biệt là các trường sư phạm, đặt ra nhiều thách thức. Đó là sự thiếu hụt về cơ sở vật chất, đội ngũ giảng viên được đào tạo bài bản và các chương trình giảng dạy phù hợp. Tuy nhiên, việc chủ động tìm kiếm giải pháp, hợp tác với các tổ chức giáo dục và doanh nghiệp, đồng thời xây dựng các chương trình đào tạo STEM sáng tạo có thể giúp vượt qua những khó khăn này. Giáo dục STEM có thể được triển khai vận dụng ở các nước có nền giáo dục phát triển nhằm tạo ra sản phẩm là nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của cách mạng công nghiệp 4.0 và sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ.

2.1. Những Rào Cản Trong Triển Khai STEM Tại Trường Sư Phạm

Một trong những rào cản lớn nhất là sự thiếu hụt về nguồn lực, bao gồm cả tài chính, cơ sở vật chất và đội ngũ giảng viên. Nhiều trường sư phạm chưa có đủ phòng thí nghiệm, thiết bị hiện đại để thực hiện các hoạt động STEM. Bên cạnh đó, chương trình giảng dạy hiện tại có thể chưa đủ linh hoạt để tích hợp các yếu tố STEM một cách hiệu quả. Một số giáo viên còn hạn chế trong việc vận dụng các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học STEM. Cần có sự đầu tư và quan tâm đúng mức để STEM được tiếp cận hiệu quả đến học sinh.

2.2. Giải Pháp Vượt Qua Thách Thức Đào Tạo Hợp Tác

Để vượt qua những thách thức này, cần có một chiến lược toàn diện, tập trung vào đào tạo và bồi dưỡng đội ngũ giảng viên, xây dựng chương trình giảng dạy STEM phù hợp với từng cấp học và ngành đào tạo, đồng thời tăng cường hợp tác với các tổ chức giáo dục, doanh nghiệp và cộng đồng. Quan trọng hơn là tạo ra một môi trường học tập khuyến khích sự sáng tạo, tư duy phản biện và tinh thần khởi nghiệp cho sinh viên. Cần xây dựng lực lượng lao động phù hợp với nhu cầu của nền kinh tế xã hội.

III. Phương Pháp Dạy STEM Chủ Đề Kính Tiềm Vọng Hiệu Quả 60 ký tự

Chủ đề kính tiềm vọng là một ví dụ điển hình về cách tích hợp STEM vào chương trình giảng dạy. Thông qua việc thiết kế và chế tạo kính tiềm vọng, sinh viên có thể áp dụng kiến thức về quang học, cơ học và vật liệu để giải quyết một vấn đề kỹ thuật cụ thể. Quá trình này giúp sinh viên phát triển kỹ năng làm việc nhóm, tư duy thiết kế và khả năng giải quyết vấn đề một cách sáng tạo. Chương “Quang học” – Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào đề cập đến các kiến thức về nguồn sáng, tia sáng, sự truyền thẳng của ánh sáng, sự phản xạ ánh sáng qua gương phẳng. Kiến thức về sự phản xạ ánh sáng qua gương phẳng có thể xây dựng thành chủ đề STEM về kính tiềm vọng để tổ chức dạy học, qua đó phát triển năng lực học sinh.

3.1. Thiết Kế Bài Giảng STEM Về Kính Tiềm Vọng Hướng Dẫn Chi Tiết

Thiết kế bài giảng STEM về kính tiềm vọng cần bắt đầu bằng việc xác định rõ mục tiêu học tập, các kiến thức và kỹ năng cần đạt được. Sau đó, lựa chọn các hoạt động phù hợp, chẳng hạn như nghiên cứu về nguyên lý hoạt động của kính tiềm vọng, thiết kế bản vẽ kỹ thuật, lựa chọn vật liệu và chế tạo mô hình. Cần tạo điều kiện cho sinh viên tự khám phá, thử nghiệm và đưa ra các giải pháp sáng tạo. Chương trình giáo dục và thể thao đến năm 2025 nhằm và tập trung vào 5 lĩnh vực, cần cải thiện chất lượng của GDPT bên trong và bên ngoài nhà trường.

3.2. Đánh Giá Hiệu Quả Dự Án STEM Kính Tiềm Vọng Tiêu Chí Quan Trọng

Đánh giá hiệu quả dự án STEM kính tiềm vọng cần dựa trên nhiều tiêu chí, bao gồm kiến thức khoa học, kỹ năng kỹ thuật, khả năng giải quyết vấn đề, làm việc nhóm và trình bày sản phẩm. Cần sử dụng các phương pháp đánh giá đa dạng, chẳng hạn như quan sát, phỏng vấn, đánh giá sản phẩm và bài kiểm tra. Quan trọng là phải cung cấp phản hồi kịp thời và mang tính xây dựng cho sinh viên để họ có thể cải thiện và phát triển hơn nữa. Cần nâng cao chất lượng đào tạo và bồi dưỡng các giáo viên.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Kết Quả Nghiên Cứu Kính Tiềm Vọng 58 ký tự

Các nghiên cứu về ứng dụng giáo dục STEM thông qua chủ đề kính tiềm vọng đã cho thấy những kết quả tích cực. Sinh viên tham gia dự án không chỉ nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề. Ngoài ra, dự án còn giúp sinh viên nâng cao ý thức về tầm quan trọng của khoa học và công nghệ trong cuộc sống. Giáo dục STEM đang được triển khai vận dụng ở các nước có nền giáo dục phát triển nhằm tạo ra sản phẩm là nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của cách mạng công nghiệp 4.0 và sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ.

4.1. Bài Học Kinh Nghiệm Từ Dự Án Kính Tiềm Vọng Thực Tế Triển Khai

Từ các dự án thực tế, có thể rút ra nhiều bài học kinh nghiệm quý báu. Chẳng hạn, việc lựa chọn chủ đề phù hợp với trình độ và sở thích của sinh viên là rất quan trọng. Cần tạo điều kiện cho sinh viên tự do sáng tạo, đồng thời cung cấp sự hướng dẫn và hỗ trợ kịp thời khi cần thiết. Quan trọng nhất là phải tạo ra một môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự hợp tác và chia sẻ kiến thức giữa các thành viên trong nhóm. Cần cải thiện hệ thống quản trị và quản lí giáo dục với một sự nhấn mạnh vào việc phát triển năng lực của từng cấp người quản lí giáo dục và thể thao.

4.2. Đề Xuất Để Phát Triển Giáo Dục STEM Qua Dự Án Thực Tế

Để phát triển giáo dục STEM thông qua các dự án thực tế, cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ các cấp quản lý giáo dục, các trường đại học và doanh nghiệp. Cần xây dựng một hệ sinh thái STEM, bao gồm các trung tâm nghiên cứu, phòng thí nghiệm, vườn ươm công nghệ và các tổ chức hỗ trợ khởi nghiệp. Đồng thời, cần tăng cường hợp tác quốc tế để trao đổi kinh nghiệm và học hỏi các mô hình giáo dục STEM tiên tiến. Tạo điều kiện cho học sinh có cơ hội sử dụng công nghệ và kỹ thuật.

V. Kết Luận Tương Lai Giáo Dục STEM Kính Tiềm Vọng 57 ký tự

Giáo dục STEM thông qua chủ đề kính tiềm vọng là một hướng đi đầy tiềm năng để nâng cao chất lượng đào tạo tại các trường đại học sư phạm. Việc áp dụng phương pháp này giúp sinh viên phát triển các kỹ năng cần thiết để trở thành những nhà giáo dục STEM sáng tạo và hiệu quả trong tương lai. Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt như học qua dự án - chủ đề, học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM.

5.1. Triển Vọng Phát Triển Giáo Dục STEM Tại Việt Nam và Lào

Giáo dục STEM đang ngày càng được quan tâm và đầu tư tại cả Việt Nam và Lào. Với sự hỗ trợ của chính phủ, các trường đại học và doanh nghiệp, giáo dục STEM có tiềm năng lớn để phát triển mạnh mẽ trong tương lai, góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực và thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của cả hai quốc gia. Bộ Giáo dục và Thể thao Lào đã xây dựng tầm nhìn đến năm 2030 là “Đến năm 2030, mọi người dân Lào nhận được chất lượng giáo dục một cách công bằng, được tạo điều kiện phát triển bản thân như những công dân tốt của đất nước, có phẩm chất, sức khỏe và kiến thức tốt, để phát triển bền vững quốc gia, đảm bảo có thể giao lưu với các nước trong khu vực và quốc tế”.

5.2. Lời Khuyên Cho Giáo Viên Muốn Bắt Đầu Với Giáo Dục STEM

Đối với các giáo viên muốn bắt đầu với giáo dục STEM, lời khuyên là hãy bắt đầu từ những chủ đề đơn giản và gần gũi với cuộc sống. Hãy tạo điều kiện cho học sinh tự khám phá, thử nghiệm và đưa ra các giải pháp sáng tạo. Quan trọng nhất là hãy tạo ra một môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự hợp tác và chia sẻ kiến thức. Cần cải thiện và phát triển thể dục thể thao để có sức mạnh thể chất và tinh thần khỏe mạnh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp 4.0, việc đổi mới giáo dục nhằm phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao trở thành ưu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia, trong đó có nước CHDCND Lào. Theo chiến lược phát triển giáo dục và thể thao đến năm 2025 của Bộ Giáo dục và Thể thao Lào, mục tiêu là nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông, phát triển năng lực người học, đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội. Giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) được xem là phương thức giáo dục tiên tiến, giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng thực hành.

Luận văn tập trung nghiên cứu tổ chức dạy học chủ đề “Kính tiềm vọng” trong môn Khoa học tự nhiên lớp 7 theo định hướng giáo dục STEM tại trường Trung học cơ sở Xôn Ná Bu Li, tỉnh Sạ Vẳn Ná Khệt, nước CHDCND Lào. Nghiên cứu nhằm thiết kế chủ đề dạy học phù hợp, từ đó bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Thời gian nghiên cứu thực nghiệm diễn ra trong năm học 2020-2021.

Việc tổ chức dạy học theo định hướng STEM tại Lào còn nhiều hạn chế, với 83% giáo viên chưa biết hoặc mới biết sơ lược về STEM, 75% giáo viên đánh giá rất cần thiết đưa STEM vào trường THCS, nhưng chỉ 8% giáo viên áp dụng thường xuyên. Học sinh cũng bày tỏ mong muốn được học lý thuyết gắn liền với thực tiễn, tăng cường thí nghiệm và trải nghiệm. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển chương trình giáo dục STEM phù hợp với điều kiện thực tế tại Lào, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển năng lực học sinh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình giáo dục STEM, trong đó STEM là sự tích hợp liên môn giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Chu trình STEM mô tả quy trình sáng tạo khoa học và kỹ thuật liên tục phát triển kiến thức và công nghệ mới.

Giáo dục STEM được hiểu là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Mục tiêu giáo dục STEM bao gồm phát triển năng lực đặc thù về STEM, năng lực cốt lõi như tư duy phản biện, sáng tạo, giao tiếp, hợp tác, tự chủ và định hướng nghề nghiệp.

Năng lực giải quyết vấn đề được cấu trúc thành 4 thành tố chính: tìm hiểu vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp và đánh giá, phản ánh giải pháp. Mỗi thành tố bao gồm các hành vi cụ thể như quan sát, phân tích, lập kế hoạch, thực hiện và điều chỉnh giải pháp.

Phương pháp dạy học theo định hướng STEM được thiết kế theo quy trình gồm 5 hoạt động: xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp, lựa chọn giải pháp, chế tạo mẫu thử nghiệm và đánh giá, báo cáo sản phẩm và điều chỉnh. Các phương pháp dạy học tích cực như dạy học dựa trên vấn đề, mô hình 5E, dạy học dự án, học tập dựa trên thách thức được vận dụng linh hoạt nhằm phát triển năng lực học sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết, điều tra thực trạng và thực nghiệm sư phạm.

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập từ chương trình giáo dục môn Khoa học tự nhiên lớp 7 tại Lào, phiếu phỏng vấn 12 giáo viên và 65 học sinh tại các trường THCS trong huyện Xôn Ná Bu Li, tỉnh Sạ Vẳn Ná Khệt. Ngoài ra, dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ quá trình tổ chức dạy học chủ đề “Kính tiềm vọng” tại trường THCS Xôn Ná Bu Li.

• Phương pháp chọn mẫu: Mẫu chọn theo phương pháp phi xác suất, tập trung vào các trường THCS tiêu biểu trong huyện nhằm phản ánh thực trạng dạy học STEM tại địa phương.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phân tích định tính và định lượng để đánh giá thực trạng, hiệu quả dạy học và sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Các công cụ đánh giá bao gồm phiếu quan sát, hồ sơ học tập, bài kiểm tra và đánh giá đồng đẳng.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2020-2021, gồm các giai đoạn: khảo sát thực trạng (tháng 9-10/2020), thiết kế chủ đề và công cụ đánh giá (tháng 11-12/2020), thực nghiệm sư phạm (tháng 1-4/2021), xử lý số liệu và hoàn thiện luận văn (tháng 5-6/2021).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thực trạng nhận thức và áp dụng giáo dục STEM của giáo viên: 83% giáo viên được khảo sát biết về giáo dục STEM nhưng chỉ 8% áp dụng thường xuyên trong dạy học. 75% giáo viên cho rằng việc đưa giáo dục STEM vào trường THCS là rất cần thiết.

2. Hứng thú và mong muốn của học sinh: 83% học sinh thích hoặc rất thích các giờ học có thí nghiệm/ứng dụng kỹ thuật; 82% học sinh mong muốn học lý thuyết gắn liền với thực tiễn; 89% học sinh muốn được áp dụng lý thuyết để chế tạo sản phẩm gắn với cuộc sống.

3. Thiết kế chủ đề “Kính tiềm vọng” theo định hướng STEM: Chủ đề được thiết kế gồm 3 tiết học, tập trung vào kiến thức phản xạ ánh sáng qua gương phẳng, ảnh của vật qua gương phẳng, kết hợp các hoạt động thực hành chế tạo kính tiềm vọng dài 50-100 cm. Tiêu chí đánh giá sản phẩm gồm 6 tiêu chí với tổng điểm 70, trong đó tiêu chí quan sát được vật khi bị che khuất tầm nhìn chiếm 20 điểm.

4. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Qua thực nghiệm tại trường THCS Xôn Ná Bu Li, học sinh thể hiện sự tiến bộ rõ rệt về năng lực giải quyết vấn đề với mức tăng trung bình khoảng 30% so với trước khi thực nghiệm. Học sinh chủ động hơn trong việc đề xuất giải pháp, lập kế hoạch và thực hiện chế tạo sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy giáo viên và học sinh tại Lào có nhận thức tích cực về giáo dục STEM nhưng còn hạn chế trong việc áp dụng thực tế do thiếu kinh nghiệm và tài liệu hướng dẫn. Điều này phù hợp với báo cáo của ngành giáo dục Lào về việc cần tăng cường bồi dưỡng giáo viên và phát triển chương trình phù hợp.

Việc thiết kế chủ đề “Kính tiềm vọng” dựa trên kiến thức chương trình môn Khoa học tự nhiên lớp 7, kết hợp các hoạt động thực hành và đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, đã tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức liên môn và phát triển kỹ năng thực hành. Các biểu đồ kết quả thực nghiệm có thể minh họa sự tăng trưởng năng lực giải quyết vấn đề qua từng hoạt động dạy học.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về dạy học STEM tại Lào, chủ đề này có ưu điểm là ngắn gọn, dễ tổ chức, phù hợp với điều kiện thực tế và khả năng của học sinh trung học cơ sở. Việc áp dụng phương pháp dạy học dự án và mô hình 5E giúp tăng cường sự tương tác, sáng tạo và hợp tác trong lớp học.

Nghiên cứu góp phần bổ sung tài liệu tham khảo cho giáo viên và sinh viên Việt Nam, Lào về tổ chức dạy học STEM, đồng thời mở ra hướng phát triển các chủ đề STEM khác phù hợp với chương trình và điều kiện địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường bồi dưỡng giáo viên về giáo dục STEM: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về thiết kế và tổ chức dạy học STEM, đặc biệt là các chủ đề ngắn gọn, dễ áp dụng. Mục tiêu nâng tỷ lệ giáo viên áp dụng thường xuyên giáo dục STEM lên ít nhất 50% trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh, các trường đại học sư phạm.

2. Phát triển tài liệu và hướng dẫn dạy học STEM phù hợp: Biên soạn tài liệu hướng dẫn thiết kế chủ đề STEM dựa trên chương trình môn học hiện hành, có minh họa cụ thể về phương pháp và công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề. Thời gian hoàn thành trong 1 năm. Chủ thể thực hiện: Bộ Giáo dục và Thể thao Lào phối hợp với các trường đại học.

3. Tăng cường trang thiết bị và điều kiện thực hành: Đầu tư trang thiết bị thí nghiệm, vật liệu tái chế phục vụ dạy học STEM tại các trường THCS, đảm bảo mỗi lớp có đủ dụng cụ để thực hiện các hoạt động chế tạo và thí nghiệm. Mục tiêu trong 3 năm tới đạt chuẩn tối thiểu 1 bộ dụng cụ STEM/lớp. Chủ thể thực hiện: Nhà trường, chính quyền địa phương.

4. Khuyến khích học sinh tham gia các hoạt động trải nghiệm và dự án STEM: Tổ chức các câu lạc bộ STEM, cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật cấp trường và cấp huyện nhằm phát huy năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh. Thời gian triển khai liên tục hàng năm. Chủ thể thực hiện: Nhà trường, các tổ chức giáo dục phi chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giáo viên trung học cơ sở môn Khoa học tự nhiên: Nghiên cứu cung cấp phương pháp và thiết kế chủ đề dạy học STEM cụ thể, giúp giáo viên nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

2. Sinh viên sư phạm ngành Vật lý và Khoa học tự nhiên: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc học tập, nghiên cứu và thực hành phương pháp dạy học STEM, đặc biệt trong bối cảnh giáo dục Lào và khu vực.

3. Nhà quản lý giáo dục và chuyên viên đào tạo giáo viên: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực tiễn về thực trạng và giải pháp phát triển giáo dục STEM, hỗ trợ xây dựng chính sách và chương trình đào tạo phù hợp.

4. Các tổ chức phi chính phủ và dự án phát triển giáo dục: Thông tin chi tiết về nhu cầu, khó khăn và hiệu quả của giáo dục STEM tại địa phương, làm cơ sở để thiết kế các chương trình hỗ trợ và can thiệp giáo dục.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo dục STEM là gì và tại sao quan trọng?
   Giáo dục STEM là mô hình giáo dục tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng thực hành. Nó quan trọng vì đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao trong thời đại công nghiệp 4.0.

2. Chủ đề “Kính tiềm vọng” được thiết kế như thế nào theo định hướng STEM?
   Chủ đề gồm 3 tiết học, tập trung vào kiến thức phản xạ ánh sáng qua gương phẳng, kết hợp hoạt động thiết kế, chế tạo và thử nghiệm kính tiềm vọng dài 50-100 cm, giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn và phát triển kỹ năng thực hành.

3. Làm thế nào để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh?
   Đánh giá dựa trên quan sát quá trình học tập, hồ sơ học tập, bài kiểm tra và đánh giá đồng đẳng, tập trung vào khả năng tìm hiểu vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện và đánh giá giải pháp trong bối cảnh thực tiễn.

4. Khó khăn chính khi áp dụng giáo dục STEM tại Lào là gì?
   Khó khăn gồm thiếu kiến thức và kinh nghiệm của giáo viên về STEM, thiếu tài liệu hướng dẫn, hạn chế về trang thiết bị thực hành, và hệ thống đánh giá chưa phù hợp với phương pháp dạy học tích cực.

5. Làm sao để tăng cường hứng thú học tập STEM cho học sinh?
   Tăng cường các hoạt động thực hành, trải nghiệm, chế tạo sản phẩm gắn với thực tiễn, tổ chức học theo nhóm, sử dụng phương pháp dạy học dự án và mô hình 5E để học sinh chủ động, sáng tạo và hợp tác trong học tập.

Kết luận

• Luận văn đã thiết kế thành công chủ đề dạy học “Kính tiềm vọng” theo định hướng giáo dục STEM phù hợp với chương trình Khoa học tự nhiên lớp 7 tại Lào.
• Thực nghiệm sư phạm cho thấy chủ đề giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học cơ sở với mức tăng khoảng 30%.
• Giáo viên và học sinh tại địa phương có nhận thức tích cực về STEM nhưng còn hạn chế trong áp dụng do thiếu tài liệu và kinh nghiệm.
• Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực giáo viên, phát triển tài liệu, cải thiện điều kiện thực hành và khuyến khích hoạt động trải nghiệm STEM.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển giáo dục STEM tại Lào, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu thời đại.

Các nhà quản lý giáo dục và giáo viên nên phối hợp triển khai các đề xuất nhằm phổ biến và nâng cao hiệu quả giáo dục STEM tại các trường trung học cơ sở. Độc giả quan tâm có thể áp dụng thiết kế chủ đề và phương pháp nghiên cứu trong thực tiễn giảng dạy và nghiên cứu tiếp theo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học định hướng giáo dục stem ở trường trung học cơ sở tại nước CHDCND Lào Chương 2: Thiết kế chủ đề ”Kính tiềm vọng” - khoa học tự nhiên 7 theo định hướng giáo dục Stem Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI NƯỚC CHDCND LÀO 1. Giáo dục STEM 1.

Khái niệm về STEM, giáo dục STEM. Khái niệm về 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 vấn đề; 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 (Nguồn: https://www.com) “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 năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công 6 nghệ mới.

Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa học (như Vật lí, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu trình STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo ra "Công nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn. Khái niệm về giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới).

Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học. Trong tài liệu này, giáo dục STEM được sử dụng theo mô tả trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 của Việt Nam như sau: 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.

Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: Phát triển năng lực đặc thù về STEM; phát triển năng lực cốt lõi; định hướng nghề nghiệp (xem Hình 1. Mục tiêu giáo dục STEM Phát triển năng lực Phát triển năng Định hướng nghề đặc thù về STEM lực cốt lõi nghiệp Hình 1. Mục tiêu giáo dục STEM 7 - Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS: - Đó là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế kĩ thuật và chế tạo ra các sản phẩm. - Phát triển các năng lực chung cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội, cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước. Kĩ năng STEM Theo tác giả Nguyễn Thanh Nga, “Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho học sinh các kĩ năng có thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Kĩ năng STEM được hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kĩ năng là: Kĩ năng khoa học, kĩ năng công nghệ, kĩ năng kỹ thuật và kĩ năng toán học” [7].

Kỹ năng STEM Kỹ năng Kỹ năng Kỹ năng Kỹ năng khoa học Công nghệ kỹ thuật toán học Hình 1. Kĩ năng STEM - Kĩ năng khoa học: Học sinh được trang bị những kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn - Kĩ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất như quạt mo, bút 8 chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con người thì được coi là công nghệ.

- Kĩ năng kỹ thuật: Học sinh được trang bị kĩ năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn có khả năng nhìn nhận thấy nhu cầu và phản ứng của xã hội về những vấn đề liên quan đến kỹ thuật. - Kĩ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới.

Học sinh có kĩ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM [2] Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: Đảm bảo giáo dục toàn diện: Để phát triển giáo dục toàn diện ở nhà trường, bên cạnh việc quan tâm tới các môn học STEM thì việc đầu tư về phương tiện, về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất là hết sức quan trọng. Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các chủ đề học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.

Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM thì cơ sở giáo dục phổ thông phải kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất để triển khai các hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù với các tiềm năng sẵn có của địa phương. Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

Thực hiện tốt giáo 9 dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp 4. Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0: Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những sự thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội.