Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành Sư phạm Vật lí của tác giả Nguyễn Phương Uyên (Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh) giải quyết yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018, gắn liền nội dung chuyên môn với thực tiễn sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường tại Việt Nam.

  • Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn: Nông nghiệp là ngành kinh tế trọng điểm của Việt Nam, giai đoạn 2010–2015 đóng góp khoảng 20% GDP. Tuy nhiên, việc lạm dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật đang gây ô nhiễm nghiêm trọng đất, nước và không khí. Dẫn chứng thực tế cho thấy dư lượng thuốc trừ sâu được ghi nhận trong máu của 35% nông dân được xét nghiệm tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long; giai đoạn 2017–2019 toàn quốc xảy ra 65 vụ ngộ độc thực phẩm khiến 2.801 người mắc mà nguyên nhân chủ yếu do thực phẩm nhiễm hóa chất. Về mặt kinh tế, chi phí phân bón và thuốc trừ sâu chiếm 25–50% tổng chi phí sản xuất cây cà phê; chi phí bơm tưới tiêu chưa tối ưu hóa chiếm 15–20% tổng chi phí (tương đương 300–1.000 USD/ha/năm).
  • Căn cứ pháp lý: Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 (quy định kiểm soát chất thải, hóa chất độc hại) và Luật Bảo vệ môi trường năm 2020 (quy định đẩy mạnh tuyên truyền, giáo dục ý thức bảo vệ môi trường).
  • Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM "Nông nghiệp thông minh bảo vệ môi trường" trong nội dung chuyên đề Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ) của học sinh trung học phổ thông.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nhiệm vụ 1: Xây dựng cơ sở lí luận về giáo dục STEM, năng lực GQVĐ của học sinh THPT, công cụ đánh giá năng lực và các vấn đề về nông nghiệp thông minh, bảo vệ môi trường.
    2. Nhiệm vụ 2: Xây dựng chủ đề STEM "Nông nghiệp thông minh bảo vệ môi trường", bao gồm phân tích nội dung chuyên đề, xây dựng ý tưởng, thiết kế kế hoạch bài dạy, học liệu và bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ.
    3. Nhiệm vụ 3: Tổ chức thực nghiệm sư phạm, tiến hành đánh giá biểu hiện hành vi năng lực GQVĐ của học sinh, rút ra kết luận và đề xuất phương hướng phát triển năng lực.
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
    • Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học theo giáo dục STEM và năng lực GQVĐ của học sinh THPT.
    • Phạm vi đối tượng và không gian: Học sinh THPT tại Thành phố Hồ Chí Minh (thực nghiệm trực tiếp trên học sinh lớp 10A9, Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh).
    • Phạm vi thời gian: Từ tháng 8 năm 2022 đến tháng 4 năm 2023.
    • Phạm vi nội dung: Chuyên đề học tập "Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường" (Chuyên đề 10.3, thời lượng 15 tiết), môn Vật lí lớp 10 thuộc Chương trình giáo dục phổ thông 2018.
  • Giả thuyết khoa học: Nếu xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM "Nông nghiệp thông minh bảo vệ môi trường" trong chuyên đề Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường thì sẽ phát triển được năng lực GQVĐ của học sinh THPT.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được triển khai dựa trên hệ thống cơ sở lí luận sư phạm hiện đại, kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết giáo dục tích hợp liên môn và lí thuyết đánh giá năng lực theo chuẩn hành vi.

  • Khung lý thuyết và mô hình sử dụng:
    • Lí luận về giáo dục STEM: Tiếp cận mô hình tích hợp liên môn bốn lĩnh vực (Khoa học - Science, Công nghệ - Technology, Kĩ thuật - Engineering, Toán học - Mathematics). Vận dụng lịch sử phát triển STEM từ sáng kiến của Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) và chiến dịch "Educate to Innovate" (2009).
    • Lí luận về cấu trúc năng lực: Năng lực học sinh gồm hai bình diện là tiềm năng (nội lực ẩn bên trong) và khả năng (biểu hiện hành vi ra bên ngoài thông qua hoạt động). Cấu trúc mô hình năng lực được phân tầng: Năng lực hợp phần $\rightarrow$ Năng lực thành tố $\rightarrow$ Chỉ số hành vi.
    • Lí luận về năng lực giải quyết vấn đề: Khái niệm năng lực GQVĐ được định hình qua 4 khía cạnh: nhận thức tập trung vào mục tiêu, quy trình tìm kiếm giải pháp, định hướng hoàn thành mục tiêu, và tính cá nhân hóa. Năng lực này tích hợp 6 kĩ năng cốt lõi: khái niệm hóa, suy luận logic, ứng dụng, tư duy phân tích, ra quyết định và tổng hợp.
    • Quy trình thiết kế kĩ thuật: Áp dụng tiến trình dạy học STEM 5 hoạt động gắn liền với chu trình kĩ thuật để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Phân tích, tổng hợp các tài liệu khoa học giáo dục trong và ngoài nước về mô hình STEM, cấu trúc năng lực GQVĐ; đối chiếu yêu cầu cần đạt của Chương trình GDPT 2018 môn Vật lí để thiết lập khung năng lực gồm 5 thành tố và 13 chỉ số hành vi.
    • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực tế các chủ đề STEM tại trường phổ thông; sử dụng bảng kiểm quan sát, phiếu tự đánh giá, phiếu đánh giá theo tiêu chí (Rubrics), hệ thống bài tập, hình ảnh và video ghi hình để thu thập minh chứng hành vi của học sinh.
    • Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu định lượng về các chỉ số hành vi năng lực GQVĐ trước và sau thực nghiệm, tính toán giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, phân bố điểm nhằm đánh giá mức độ tiến bộ của học sinh.
  • Nguồn dữ liệu: Chương trình GDPT 2018 môn Vật lí; văn bản pháp luật về môi trường; các công trình nghiên cứu giáo dục quốc tế và trong nước; hồ sơ học tập, sản phẩm kĩ thuật và phiếu đánh giá của học sinh lớp 10A9 Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trường THPT

Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về giáo dục STEM, mục tiêu phát triển năng lực đặc thù và vai trò định hướng nghề nghiệp trong bối cảnh đổi mới giáo dục tại Việt Nam. Tác giả phân tích cấu trúc năng lực, nguyên tắc và quy trình đánh giá năng lực người học, làm cơ sở xây dựng khung năng lực GQVĐ và tiến trình dạy học STEM.

Giai đoạn đánh giá Các bước tiến hành trong quy trình
Giai đoạn 1: Chuẩn bị kiểm tra đánh giá - Bước 1: Xác định mục tiêu đánh giá (thành tố năng lực, chỉ số hành vi).
- Bước 2: Xây dựng kế hoạch kiểm tra đánh giá (xác định đối tượng, bối cảnh, phương pháp).
- Bước 3: Thiết kế công cụ kiểm tra, đánh giá (câu hỏi, bài tập, hồ sơ học tập, bảng kiểm, thang đo, Rubrics).
Giai đoạn 2: Tiến hành kiểm tra đánh giá - Bước 4: Thực hiện kiểm tra đánh giá (kết hợp đánh giá quá trình và tổng kết; giáo viên đánh giá, học sinh tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng).
Giai đoạn 3: Vận dụng kết quả đánh giá - Bước 5: Xử lí, phân tích kết quả kiểm tra đánh giá (thống kê phân bố điểm, độ lệch chuẩn, độ tin cậy).
- Bước 6: Giải thích kết quả và phản hồi kết quả đánh giá.
- Bước 7: Sử dụng kết quả trong phát triển năng lực (điều chỉnh phương pháp dạy và học).

Tác giả xác lập cấu trúc năng lực GQVĐ của học sinh THPT bao gồm 5 năng lực thành tố với 13 chỉ số hành vi cụ thể, tương ứng với bảng Rubrics đánh giá 4 mức độ (Mức 1: Yếu, Mức 2: Trung bình, Mức 3: Khá, Mức 4: Tốt) và Phiếu tự đánh giá của học sinh:

Năng lực thành tố Mã hóa Chỉ số hành vi
1. Xác định vấn đề 1.1
1.2
1.3
- Tìm hiểu tình huống có vấn đề: Thu thập thông tin về vấn đề cần giải quyết.
- Phát hiện vấn đề: Phân tích tình huống có vấn đề cần giải quyết.
- Phát biểu vấn đề: Trình bày được vấn đề trọng tâm cần giải quyết.
2. Hình thành ý tưởng 2.1
2.2
- Tổng hợp thông tin: Thiết lập hệ thống thông tin liên quan đến vấn đề.
- Sử dụng thông tin: Kết nối nguồn kiến thức và phương pháp cần sử dụng để GQVĐ.
3. Lựa chọn giải pháp tối ưu 3.1
3.2
3.3
- Đề xuất các giải pháp cho vấn đề: Liệt kê các phương án GQVĐ.
- Lựa chọn giải pháp GQVĐ: Quyết định thực hiện giải pháp tối ưu.
- Lập kế hoạch thực hiện: Thiết kế bản vẽ thể hiện cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thông số kĩ thuật, nguyên vật liệu.
4. Thực hiện giải pháp 4.1
4.2
4.3
- Triển khai giải pháp GQVĐ: Chế tạo sản phẩm GQVĐ.
- Thử nghiệm giải pháp GQVĐ: Chỉnh sửa sản phẩm GQVĐ.
- Cải tiến giải pháp: Điều chỉnh giải pháp phù hợp với sự thay đổi bối cảnh.
5. Công bố kết quả 5.1
5.2
- Chia sẻ kết quả: Trình bày kết quả thực hiện giải pháp GQVĐ.
- Thảo luận kết quả: Trao đổi kết quả thực hiện giải pháp GQVĐ.

Chương này cũng xác định 6 tiêu chí xây dựng chủ đề STEM và cấu trúc tiến trình dạy học gồm 5 hoạt động theo quy trình thiết kế kĩ thuật: Hoạt động 1 (Xác định vấn đề), Hoạt động 2 (Nghiên cứu kiến thức nền), Hoạt động 3 (Thực hiện và bảo vệ bản thiết kế), Hoạt động 4 (Chế tạo sản phẩm), Hoạt động 5 (Chia sẻ, thảo luận kết quả).

Chương 2: Xây dựng chủ đề STEM trong dạy học chuyên đề Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường

Chương 2 phân tích nội dung, vị trí và mạch logic của Chuyên đề 10.3 "Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường" (Lớp 10, Chương trình GDPT 2018). Trên cơ sở đó, tác giả thiết kế chi tiết hai chủ đề STEM bám sát thực tiễn sản xuất.

Mạch kiến thức của chuyên đề được phân tích theo logic: Nhận thức thực trạng môi trường và năng lượng $\rightarrow$ Tác động của khai thác, sử dụng nhiên liệu hóa thạch đối với khí hậu (mưa axit, suy giảm tầng ozon, biến đổi khí hậu) $\rightarrow$ Nâng cao trách nhiệm cá nhân, cộng đồng theo chiến lược quốc gia $\rightarrow$ Chuyển dịch sang các công nghệ thu và sử dụng năng lượng tái tạo.

Trong chủ đề STEM trọng tâm "Hệ thống tưới nước sạch tự động", tác giả khai thác vấn đề ô nhiễm thực tế tại kênh T11 (dài khoảng 4.000m cạnh KCN Đại Đồng - Hoàn Sơn, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh - nơi nguồn nước tưới tiêu bị ô nhiễm nước thải đen đặc) cùng tình trạng thất thoát chi phí do tưới tiêu lãng phí. Từ đó, chủ đề được thiết kế tích hợp đầy đủ 4 thành tố STEM:

Thành tố STEM Nội dung tích hợp trong chủ đề
Khoa học (Science) Kiến thức về ô nhiễm nguồn nước, nguyên nhân gây độ đục; chiến lược bảo vệ môi trường của Việt Nam; vai trò của cá nhân và cộng đồng trong bảo vệ môi trường.
Công nghệ (Technology) Mạch vi điều khiển Arduino; cảm biến độ ẩm đất; cảm biến độ đục nguồn nước; động cơ bơm nước mini; module Relay; màn hình hiển thị LCD.
Kĩ thuật (Engineering) Thiết kế bản vẽ kĩ thuật; lập trình thuật toán điều khiển trên Arduino; quy trình lắp ráp mạch điện và gia công khung đỡ hệ thống.
Toán học (Mathematics) Tính toán, đo đạc kích thước cơ khí của giá đỡ; thu thập, xử lý và hiệu chuẩn các thông số cảm biến độ đục và độ ẩm.

Cấu tạo phần cứng và cơ chế hoạt động của sản phẩm được thiết lập chi tiết qua 4 giai đoạn chế tạo:

  • Cấu tạo thiết bị: Board mạch Arduino kết nối với Cảm biến độ đục nguồn nước, Cảm biến độ ẩm đất, Động cơ bơm nước, Relay đóng ngắt an toàn, Ống dẫn nhựa và Màn hình LCD.
  • Nguyên lí đo độ đục: Dựa trên hiện tượng tán xạ ánh sáng. Các hạt lơ lửng trong nước (tảo, bụi bẩn, khoáng chất, vi khuẩn) phân tán chùm sáng truyền qua; cảm biến thu nhận cường độ ánh sáng tán xạ, quy đổi ra giá trị độ đục tương ứng và xuất tín hiệu lên màn hình LCD để kiểm soát chất lượng nước tưới.
  • Nguyên lí đo độ ẩm và điều khiển bơm: Cảm biến độ ẩm sử dụng vật liệu polymer hoặc sứ hấp thụ hơi nước làm thay đổi điện trở suất. Khi đất khô, điện trở biến đổi làm thay đổi dòng điện tín hiệu, vi điều khiển kích hoạt Relay đóng mạch cho máy bơm hoạt động. Khi độ ẩm đạt ngưỡng thiết lập, tín hiệu điều khiển ngắt dòng điện để dừng bơm nước, đảm bảo tiết kiệm tài nguyên.

Bên cạnh đó, chương 2 cũng phác thảo chủ đề STEM thứ hai về "Đèn sử dụng năng lượng mặt trời" bao gồm bối cảnh thực tiễn, phân tích thành tố STEM, kế hoạch bài dạy và bộ công cụ đánh giá đi kèm.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày kế hoạch và kết quả tổ chức thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết khoa học.

  • Mục đích và nhiệm vụ: Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học chủ đề STEM đã thiết kế; đo lường sự phát triển các chỉ số hành vi thuộc năng lực GQVĐ của học sinh trong điều kiện dạy học thực tế.
  • Đối tượng và địa bàn: Toàn thể học sinh lớp 10A9, Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh, Thành phố Hồ Chí Minh, với sự hỗ trợ chuyên môn của ThS. Nguyễn Thị Bích Loan (Tổ phó tổ bộ môn Vật lí).
  • Quy trình triển khai: Tổ chức dạy học theo kế hoạch bài dạy 5 hoạt động, phân chia nhóm học sinh thực hiện các nhiệm vụ từ nghiên cứu kiến thức nền, lập bản vẽ, lập trình mạch Arduino, lắp ráp hệ thống cảm biến đến thử nghiệm và báo cáo sản phẩm.
  • Thu thập và đánh giá dữ liệu: Đánh giá năng lực GQVĐ thông qua bảng kiểm quan sát của giáo viên, sản phẩm học tập thực tế của các nhóm, kết hợp phiếu tự đánh giá của từng học sinh lớp 10A9 và đánh giá chi tiết trên các đối tượng học sinh điển hình.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả chính:
    • Thiết lập thành công khung năng lực GQVĐ chuyên biệt cho học sinh THPT gồm 5 năng lực thành tố và 13 chỉ số hành vi rõ ràng, đi kèm bộ Rubric định lượng 4 mức độ và phiếu tự đánh giá.
    • Xây dựng hoàn chỉnh hồ sơ chuyên môn cho chủ đề STEM "Hệ thống tưới nước sạch tự động" tích hợp kiến thức Chuyên đề 10.3 Vật lí 10, xác định rõ cấu tạo phần cứng (Arduino, cảm biến độ đục, cảm biến độ ẩm, relay), bản vẽ kĩ thuật và nguyên lí vật lí vận hành.
    • Triển khai thực nghiệm sư phạm tại lớp 10A9 Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh, chứng minh học sinh đã vận dụng kiến thức vật lí và kĩ thuật để giải quyết bài toán kiểm soát nguồn nước ô nhiễm và tự động hóa tưới tiêu.
  • Giải pháp và kiến nghị đề xuất: Đưa các chủ đề giáo dục STEM gắn với bối cảnh thực tiễn địa phương và bảo vệ môi trường vào giảng dạy chuyên đề tự chọn; tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận các linh kiện điện tử và cảm biến cơ bản ngay từ lớp 10 để chuẩn bị nền tảng cho chuyên đề "Mở đầu điện tử học" ở lớp 11.
  • Đóng góp mới của đề tài:
    1. Hệ thống hóa cơ sở lí luận về dạy học chủ đề STEM và cấu trúc đánh giá năng lực GQVĐ cho học sinh THPT.
    2. Thiết kế chủ đề STEM "Nông nghiệp thông minh bảo vệ môi trường" đáp ứng đúng yêu cầu cần đạt của Chuyên đề 10.3 môn Vật lí theo Chương trình GDPT 2018.
    3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ gồm rubric định lượng và phiếu tự đánh giá có thể áp dụng trực tiếp trong nhà trường phổ thông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi thực nghiệm sư phạm của đề tài mới được tiến hành trên một lớp học cụ thể (lớp 10A9) tại Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh (TP.HCM) trong năm học 2022–2023, chưa triển khai mở rộng trên nhiều trường với điều kiện cơ sở vật chất và đối tượng học sinh khác nhau.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng quy mô thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT thuộc các địa bàn khác nhau; tiếp tục hoàn thiện và phát triển thêm các chủ đề STEM chuyên sâu về năng lượng tái tạo và điện tử ứng dụng trong chương trình Vật lí lớp 11 và lớp 12.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng hưởng lợi: Giáo viên môn Vật lí và Khoa học tự nhiên tại các trường THPT; sinh viên chuyên ngành Sư phạm Vật lí, Sư phạm Kĩ thuật; cán bộ quản lý chuyên môn xây dựng kế hoạch giáo dục nhà trường theo Chương trình GDPT 2018.
  • Nội dung tham khảo giá trị:
    • Bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ gồm 13 chỉ số hành vi và Rubric 4 mức độ đo lường chi tiết.
    • Kế hoạch bài dạy chủ đề STEM 5 hoạt động theo quy trình thiết kế kĩ thuật.
    • Mô hình thiết kế kĩ thuật hệ thống tưới nước tự động sử dụng vi điều khiển Arduino kết hợp cảm biến độ đục quang học và cảm biến độ ẩm đất.

Câu hỏi thường gặp

  • Khóa luận xác định cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT gồm những thành tố nào? Năng lực GQVĐ được cấu trúc thành 5 năng lực thành tố với 13 chỉ số hành vi: (1) Xác định vấn đề (3 chỉ số: tìm hiểu tình huống, phát hiện vấn đề, phát biểu vấn đề); (2) Hình thành ý tưởng (2 chỉ số: tổng hợp thông tin, sử dụng thông tin); (3) Lựa chọn giải pháp tối ưu (3 chỉ số: đề xuất giải pháp, lựa chọn giải pháp, lập kế hoạch thực hiện); (4) Thực hiện giải pháp (3 chỉ số: triển khai chế tạo, thử nghiệm chỉnh sửa, cải tiến giải pháp); (5) Công bố kết quả (2 chỉ số: chia sẻ kết quả, thảo luận kết quả).

  • Sản phẩm "Hệ thống tưới nước sạch tự động" hoạt động dựa trên các nguyên lí vật lí nào? Sản phẩm ứng dụng hai nguyên lí vật lí chính: Nguyên lí đo độ đục bằng hiện tượng tán xạ ánh sáng (các hạt lơ lửng trong nước làm phân tán ánh sáng, tín hiệu tán xạ được cảm biến thu nhận và quy đổi sang giá trị độ đục trên LCD) và Nguyên lí đo độ ẩm đất bằng sự biến thiên điện trở (sự hấp thụ hơi nước làm thay đổi điện trở suất của cảm biến, làm biến đổi dòng điện điều khiển để kích hoạt hoặc ngắt máy bơm qua relay).

  • Những dữ liệu thực tiễn nào về môi trường nông nghiệp được tác giả sử dụng làm căn cứ thiết kế chủ đề STEM? Tác giả trích dẫn các số liệu thực tế: dư lượng thuốc trừ sâu tồn dư trong máu của 35% nông dân xét nghiệm tại ĐBSCL; 65 vụ ngộ độc thực phẩm với 2.801 người mắc trong giai đoạn 2017–2019 do hóa chất; chi phí bơm nước tưới chiếm 15–20% tổng chi phí sản xuất (300–1.000 USD/ha/năm); và thực trạng ô nhiễm nguồn nước mặt tại kênh T11 dài 4.000m cạnh KCN Đại Đồng - Hoàn Sơn (Bắc Ninh).

  • Tiến trình dạy học chủ đề STEM trong khóa luận được tổ chức qua mấy hoạt động? Tiến trình gồm 5 hoạt động theo quy trình thiết kế kĩ thuật: Hoạt động 1: Xác định vấn đề; Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền; Hoạt động 3: Thực hiện và bảo vệ bản thiết kế; Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm; Hoạt động 5: Chia sẻ và thảo luận kết quả.

  • Thực nghiệm sư phạm của đề tài được tiến hành tại đơn vị nào và do ai hướng dẫn khoa học? Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại lớp 10A9, Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh (TP.HCM) với sự cộng tác của ThS. Nguyễn Thị Bích Loan. Khóa luận do TS. Nguyễn Thanh Nga trực tiếp hướng dẫn khoa học và TS. Cao Thị Sông Hương làm Chủ tịch hội đồng chấm khóa luận.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Phương Uyên đã hệ thống hóa cơ sở lí luận và xây dựng hoàn chỉnh chủ đề dạy học STEM "Nông nghiệp thông minh bảo vệ môi trường" cho Chuyên đề 10.3 môn Vật lí lớp 10. Đề tài đóng góp một khung đánh giá năng lực GQVĐ chuẩn hóa gồm 5 thành tố, 13 chỉ số hành vi cùng giải pháp kĩ thuật tự động hóa tưới tiêu gắn liền bảo vệ nguồn nước. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THCS - THPT Lương Thế Vinh khẳng định tính khả thi của mô hình trong việc nâng cao ý thức môi trường và phát triển năng lực thực hành khoa học cho học sinh THPT.