Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỀN 1. TONG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VE GIAO DỤC STEM 1. Trên thé giới Trong nghiên cứu về giáo duc STEM trên thé giới của Lê Xuân Quang (2017), cho thay: Tại Mỹ: Giáo dục STEM không phải là van dé quá mới ở Mỹ, nhưng gan đây nó đành được sự quan tâm lớn của quốc gia thông qua luật liên bang.
Có ba khuyến cáo quan trọng cho những nhà hoạch định chính sách phát triển các công cụ nhằm xây dựng những van đẻ liên quan đến STEM một cách toàn diện gồm: yêu cầu xây dựng một cách nghiêm túc chương trình giáo dục STEM trong hệ đảo tạo 12 năm; cải thiện việc dạy va hoc STEM trên phạm vi toản quốc; hỗ trợ các mô hình mới tập trung vào sự phù hợp dé chắc chắn rằng tat cả các HS đều có nhừng kĩ năng STEM sau khi tốt nghiệp. Một trong các chiến lược chung nhất ở Mỹ hướng tới STEM lả nâng cao yêu cau về Toán học và Khoa học đổi với HS tốt nghiệp. Cách tiếp cận này là cơ sở giúp các nha trường có thé tác động tới tat cả HS. Tại Anh: Giáo dục STEM đã được phát triên thành một chương trình quốc gia với mục tiêu tạo ra nguôn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao, gọi là Chương trình hành động 11, gồm 4 nội dung chính: + Tuyển dụng GV giảng day STEM.
Theo đó, dạy tích hợp không phải là một GV day nhiều môn học một lúc mà các GV các môn học khác nhau phải hợp tác, cùng xây dựng bài giáng dé HS có thé vận dụng kiến thức vả ki năng của nhiều môn để giải quyết một van đề; + Bồi dưỡng nâng cao trình độ của GV; + Phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học. Việc phát triển cơ sở vật chất không chỉ cần đầu tư từ ngân sách nhà nước mà còn từ phía tư nhân. Tại Pháp: Tại Pháp giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp học. + Ở bậc Tiêu học: HS được học về Toán học, Khoa học tự nhiên và Công nghệ.
HS đã được tham gia các HDTN nghiên cứu nhằm thúc đây sự quan tâm của các em về Khoa học va Công nghệ, bên cạnh đó phát triển tư duy phê phán của HS. + © bậc THCS: HS được học vẻ Toán học, Khoa học (Vật li, Hóa học, Khoa học sự sống và Trái đất), Công nghệ. HS được tập trung học tập theo định hướng giải quyết van đẻ và nghiên cứu nhằm khuyến khích các em có hiểu biết và những suy nghĩ nghiêm túc vẻ thế giới của mình. + O bậc THPT: giáo dục STEM được dành thời lượng dang kê, HS được tham gia vào chú đề khám phá có liên quan đến STEM như: Công nghệ sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và đổi mới công nghệ, kĩ thuật.
Yuanli Zhou (2022) đã nghiên cứu tích hợp giáo dục STEM vao dạy học môn Sinh học ở trường THCS. Tác giả cho răng việc tích hợp giáo dục STEM vào dạy học môn Sinh học có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển toàn diện của HS. Đồng thời, thúc đây HS tích cực khám phá và vận dụng kiến thức đa ngành để giải quyết các van dé thực tiễn trong cuộc sông. GV nên lựa chọn nội dung day học dựa trên các nguyên tắc STEM dé thu hút sự tích cực tham gia của HS.
Bên cạnh đó GV phải chú ý đến việc đánh giá dé HS có thé sử dung tốt hơn những kiến thức tích hợp, đảo sâu hiểu biết va kiến thức về môn Sinh học va các vấn đề khác của khoa học, thúc đây hiệu quả sự phát triển tông thẻ của HS (Yuanli Zhou, 2022). Vera Zupanee và cộng sự (2022) đã tiền hành nghiên cứu vẻ hiệu quá giảng day va sự tích cực tham gia cua HS trong việc áp dung PP giáo đục STEM trong day học môn Sinh học so với PP học tập truyền thông. Hiệu quả được đánh giá dựa trên kết quả làm bài kiêm tra, sự nỗ lực tham gia các hoạt động học tập của HS. Thông qua thực nghiệm, tác giả kết luận rằng việc sử dụng PP giáo dục STEM trong dạy học môn Sinh học góp phân nâng cao hiệu quả giảng dạy và sự tham gia của HS so với PP học tập truyền thông.
Những HS tiếp thu các kiến thức sinh học bằng PP giáo dục STEM có thành tích cao trong bai kiểm tra và các kiến thức này được duy tri trong một khoảng thời gian đài hơn so với các HS tiếp thu kiến theo PP học tập truyền thống (Zupanec. Vera: Radulovié, Branka; Lazarevié, Tihom, 2022). Ở Viet Nam Tran Thị Gai và cộng sự (2018) đã tiến hành thiết kế chủ dé giáo dục STEM trong dạy học phan “Chuyén hóa vật chất và năng lượng ở thực vật". Thông qua quá trình triển khai thực hiện chủ de, tác giả kết luận rằng giáo dục STEM có ý nghĩa thiết thực trong việc day học nói chung va dạy học môn Sinh học nói riêng.
Thông qua các hoạt động day học, giáo dục STEM giúp HS phát trién các PC, NL, khám phá tri thức mới cũng như vận dung tri thức vào giải quyết các van dé thực tiễn trong cuộc sông. (Tran Thi Gái va cộng sự, 2018) Nguyễn Thị Thuê và cộng sự (2019) đã nghiên cứu, đề xuất một số chủ đề giáo dục STEM dùng trong dạy học phan Sinh học Vi sinh vật vả quy trình tô chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM vào day học môn Sinh học gồm 5 bước, đồng thời đã vận dụng quy trình trên vào dạy chủ dé “Tao các sản phẩm nhờ quá trình lên men”. Tác giả nhận định việc xây dựng bài học theo định hướng giáo dục STEM giúp HS liên kết kiến thức các môn học và vận dụng nó để giải quyết những van dé gắn với thực tiễn cuộc sống. Thông qua việc học tập này HS sẽ chủ động.
sáng tạo và hứng thú học tập các môn khoa học đồng thời hình thành và phát triển được các NL chung và NL chuyên biệt cho HS. (N guyen Thị Thuê va cộng sự, 2019) Nguyễn Thị Hằng (2020) đã thiết kế và tô chức hoạt động học trải nghiệm trong day học chủ dé “Sinh trưởng va phát triển ở động vat” (Sinh học 11) theo định hướng giáo dục STEM cho HS. Kết quả thực nghiệm bước đầu cho thấy tính hiệu quá và khả thi của hoạt động học trải nghiệm STEM đối với sự phát triển NL vận dung kiến thức, kĩ năng đã học vảo giải quyết vấn đẻ thực tiễn của HS. Tuy nhiên, đây chỉ là kết quả bước đầu và chỉ thực nghiệm trên một số lượng HS nhất định.
Do đó, tác giả kiến nghị rằng cần tiếp tục nghiên cứu đề hoàn thiện hơn vả thực hiện tô chức rộng hơn tại các đơn vị trường THPT. (Nguyễn Thị Hang, 2020) Nguyễn Thanh Nga và Lê Nguyễn Thanh Thủy (2020) đã đề xuất 4 chủ đẻ HDTN trong chương “Chat khí" (Vật lý 10) theo định hướng giáo dục STEM. Dé tài tiền hanh thực nghiệm trên 75 HS lớp 10 với thời lượng 90 phút cho một chú đè. Thông qua thực nghiệm, tác giả đã kết luận rằng việc tô chức HDTN theo định hướng giáo duc STEM tạo điều kiện cho HS phát huy tính tích cực, bôi đường cho HS NL sáng tạo và một số NL khác như là: NL thực hành, NL giao tiếp va hợp tác,.
(Nguyễn Thanh Nga, Lê Nguyễn Thanh Thủy, 2020) Nguyễn Thị Hang Nga vả cộng sự (2022) đã xây dựng tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM gồm 6 bước và áp dụng các bước nay vào day học phan “Sinh học vi sinh vat” (Sinh học 10) nham phát triển NL sáng tạo cho HS. Tác giả đã kết luận việc day chủ dé STEM đã tạo điều kiện cho HS phát huy tính tích cực, chủ động giải quyết các vẫn đẻ trong học tập và phát triển NL sáng tạo. Bên cạnh đó, tác giả còn lưu ý dé tô chức dạy học chủ dé STEM hiệu qua, cần có nhiều yếu tô như là: phương tiện dạy học hiện dai, phòng học trang bị day đủ các điều kiện thực hành. (Nguyễn Thị Hằng Nga và cộng sự.L Giáo dục STEM 1.
Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engincering (Ki thuật) va Mathematics (Toán học). Thuật ngữ nảy được sử dụng khi đề cập đến các chính sách phát triển về Khoa học, C ông nghệ. Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Hiện nay, thuật ngữ này được dùng chủ yếu trong hai ngừ cảnh là giáo dục và nghé nghiệp.
Trong ngữ cảnh giáo dục. dé cập tới STEM là muốn nhắn mạnh đến sự quan tâm của nên giáo dục đối với các lĩnh vực Khoa học. C ông nghệ, Kĩ thuật và Toán học; chú trọng đến đạy học các môn học STEM theo tiếp cận tích hợp liên môn, gắn với thực tiễn, hình thành và phát triển PC, NL người học. 10 Science (Khoa học): gồm các kiến thức Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đẻ giải quyết các van dé khoa học trong cuộc sống hàng ngày.
Technology (Công nghệ): phát trién khả năng sử dụng quan lý, hiểu và đánh giá công nghệ của HS, tạo cơ hội để HS hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hướng của công nghệ mới tới cuộc sống. Engineering (Kĩ thuật: Phát triển sự hiểu biết ở HS vẻ cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật, tạo cơ hội dé tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho các khái niệm liên quan trở nên dé hiéu, Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng dé vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thông hay xây dựng các quy trình sản xuất. Maths (Toán học): phát triển HS khả năng phân tích. biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các van dé toán học trong các tình huéng đặt ra.
Trong ngừ cảnh nghẻ nghiệp, STEM được sử dụng khi đề cập tới ngành nghe thuộc hoặc liên quan tới các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ. Kĩ thuật và Toán học. Đây là những ngành nghề có vai trò quyết định tới sức cạnh tranh của một nên kinh tế, dang và sẽ có nhu cầu cao trong xã hội hiện đại. Giáo đục STEM Theo Tsupros N.