Luận văn tổ chức dạy học một số kiến thức chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lí 10 theo định hướng giáo dục stem

Luận văn trình bày phương pháp tổ chức dạy học chương cân bằng và chuyển động vật rắn trong chương trình vật lý 10 theo định hướng STEM.

• Tác giả: Phạm Hoàng My
• Người hướng dẫn: TS. Phùng Việt Hải
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí
• Đề tài: Tổ Chức Dạy Học Một Số Kiến Thức Chương “Cân Bằng Và Chuyển Động Của Vật Rắn” – Vật Lí 10 Theo Định Hướng Giáo Dục STEM
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
• 1.1. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM
• 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
• 2. CHƯƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN- VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
• 2.1. Phân tích nội dung chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn- Vật lí 10”
• 2.2. Xây dựng chủ đề “Mô hình cần cẩu tháp”
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
• 3.7. Đánh giá định lượng năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
• 3.8. Đánh giá tổng quan
• 3.9. Đánh giá tính phù hợp thực tế dạy học với thời lượng dự kiến
• 3.10. Đánh giá mức độ đạt được mục tiêu của học sinh
• 3.11. Đánh giá sự hứng thú của học sinh với chủ đề
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Dạy Học Vật Lý 10 STEM Cân Bằng Vật Rắn

Chương trình Vật lý 10 STEM ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Việc tích hợp STEM vào giảng dạy không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng cần thiết cho tương lai. Chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn" là một phần quan trọng, có nhiều ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, học sinh thường gặp khó khăn trong việc tiếp thu và vận dụng kiến thức. Do đó, việc đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng STEM là vô cùng cần thiết. Giáo dục STEM trang bị cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, từ đó khơi gợi sự hứng thú và đam mê học tập. Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg, giáo dục Việt Nam cần "thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới".

1.1. Tầm quan trọng của Vật Lý 10 STEM trong giáo dục hiện đại

Giáo dục STEM không chỉ là việc dạy các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học một cách riêng lẻ, mà là sự tích hợp chúng để giải quyết các vấn đề thực tế. Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, việc trang bị cho học sinh những kiến thức và kỹ năng STEM là vô cùng quan trọng. Điều này giúp các em có khả năng thích ứng với những thay đổi nhanh chóng của công nghệ và thị trường lao động. Vật lý 10 STEM đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng nền tảng kiến thức khoa học cho học sinh, giúp các em hiểu rõ hơn về thế giới xung quanh và các quy luật tự nhiên.

1.2. Giới thiệu chương Cân Bằng và Chuyển Động Vật Rắn

Chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn" trong Vật lý 10 là một chương quan trọng, cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về cân bằng tĩnh vật rắn, chuyển động tịnh tiến vật rắn, và chuyển động quay vật rắn. Các kiến thức này có nhiều ứng dụng thực tế trong cuộc sống và kỹ thuật. Tuy nhiên, học sinh thường gặp khó khăn trong việc hình dung và vận dụng các khái niệm trừu tượng. Do đó, việc sử dụng các phương pháp dạy học trực quan, thực hành và ứng dụng STEM trong Vật lý là rất cần thiết.

II. Thách Thức Dạy Cân Bằng Vật Rắn Giải Pháp STEM

Việc dạy và học chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn" trong Vật lý 10 gặp phải nhiều thách thức. Học sinh thường khó khăn trong việc hình dung các khái niệm trừu tượng, vận dụng công thức và giải bài tập. Giáo viên cũng gặp khó khăn trong việc tạo hứng thú cho học sinh và kết nối kiến thức với thực tế. Để giải quyết những thách thức này, việc áp dụng phương pháp dạy học STEM là một giải pháp hiệu quả. Phương pháp dạy học STEM Vật lý giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách trực quan, sinh động và gắn liền với thực tế, từ đó nâng cao khả năng hiểu và vận dụng kiến thức.

2.1. Khó khăn thường gặp khi dạy và học Cân Bằng Vật Rắn

Một trong những khó khăn lớn nhất là tính trừu tượng của các khái niệm như momen lực, ngẫu lực, và điều kiện cân bằng. Học sinh thường khó hình dung và liên hệ các khái niệm này với các hiện tượng thực tế. Bên cạnh đó, việc giải bài tập Vật lý 10 STEM về cân bằng vật rắn đòi hỏi học sinh phải có kỹ năng phân tích, tổng hợp và vận dụng nhiều công thức. Nhiều học sinh cảm thấy nản khi gặp phải những bài tập phức tạp.

2.2. Ưu điểm của phương pháp STEM trong dạy Vật Lý 10

Phương pháp STEM mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp dạy học truyền thống. Nó giúp học sinh phát triển tư duy phản biện, kỹ năng giải quyết vấn đề, và khả năng làm việc nhóm. Thông qua các dự án STEM Vật lý 10, học sinh được trải nghiệm quá trình thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các sản phẩm thực tế, từ đó hiểu sâu hơn về các nguyên lý vật lý. Ứng dụng STEM trong Vật lý còn giúp học sinh thấy được mối liên hệ giữa kiến thức và thực tế, từ đó tăng cường động lực học tập.

III. Phương Pháp Dạy Vật Lý 10 STEM Cân Bằng Vật Rắn

Để tổ chức dạy học chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn" theo định hướng STEM hiệu quả, cần chú trọng đến việc thiết kế các hoạt động học tập gắn liền với thực tế, khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình khám phá và giải quyết vấn đề. Giáo viên cần tạo điều kiện cho học sinh được thực hành, thí nghiệm và chế tạo các mô hình, thiết bị đơn giản. Đồng thời, cần đánh giá năng lực của học sinh một cách toàn diện, không chỉ dựa trên kết quả bài kiểm tra mà còn dựa trên quá trình tham gia hoạt động và sản phẩm thực tế.

3.1. Thiết kế bài giảng Vật Lý 10 STEM theo chủ đề

Việc thiết kế bài giảng theo chủ đề giúp học sinh thấy được sự liên kết giữa các kiến thức và ứng dụng của chúng trong thực tế. Ví dụ, chủ đề "Mô hình cần cẩu tháp" có thể được sử dụng để dạy về cân bằng vật rắn, momen lực, và điều kiện cân bằng. Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh sẽ phải vận dụng kiến thức STEM để thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mô hình cần cẩu, từ đó hiểu sâu hơn về các nguyên lý vật lý.

3.2. Sử dụng thí nghiệm và mô phỏng trong dạy học

Thí nghiệm và mô phỏng là những công cụ hữu ích giúp học sinh hình dung các khái niệm trừu tượng và kiểm chứng các định luật vật lý. Giáo viên có thể sử dụng các thí nghiệm đơn giản, dễ thực hiện để minh họa các nguyên lý về cân bằng vật rắn và chuyển động vật rắn. Ngoài ra, các phần mềm mô phỏng cũng có thể được sử dụng để giúp học sinh quan sát các hiện tượng vật lý một cách trực quan và sinh động.

3.3. Xây dựng dự án STEM Vật Lý 10 liên quan đến cân bằng

Dự án STEM là một hình thức học tập hiệu quả, giúp học sinh phát triển các kỹ năng cần thiết cho tương lai. Các dự án STEM Vật lý 10 liên quan đến cân bằng vật rắn có thể bao gồm thiết kế và chế tạo cầu, nhà, hoặc các công trình kiến trúc khác. Trong quá trình thực hiện dự án, học sinh sẽ phải vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề kỹ thuật, từ đó phát triển tư duy sáng tạo và khả năng làm việc nhóm.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Cân Bằng Vật Rắn trong STEM Robotics

Kiến thức về cân bằng vật rắn có nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực như xây dựng, cơ khí, và STEM Robotics. Trong xây dựng, việc đảm bảo cân bằng tĩnh vật rắn là vô cùng quan trọng để đảm bảo an toàn cho các công trình. Trong cơ khí, kiến thức về chuyển động quay vật rắn được sử dụng để thiết kế các động cơ và hệ thống truyền động. Trong STEM Robotics, kiến thức về cân bằng vật rắn và chuyển động vật rắn được sử dụng để thiết kế và điều khiển các robot.

4.1. Cân bằng vật rắn trong thiết kế cầu và công trình xây dựng

Trong thiết kế cầu và các công trình xây dựng, việc đảm bảo cân bằng tĩnh vật rắn là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn và độ bền của công trình. Các kỹ sư phải tính toán cẩn thận các lực tác dụng lên công trình và thiết kế sao cho công trình có thể chịu được các lực này mà không bị sụp đổ. Kiến thức về trọng tâm vật rắn và điều kiện cân bằng là vô cùng quan trọng trong quá trình thiết kế.

4.2. Ứng dụng chuyển động vật rắn trong cơ khí và động cơ

Trong cơ khí và thiết kế động cơ, kiến thức về chuyển động quay vật rắn được sử dụng để thiết kế các hệ thống truyền động và điều khiển chuyển động. Các kỹ sư phải tính toán cẩn thận các thông số như momen quán tính, vận tốc góc, và gia tốc góc để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định. Ứng dụng chuyển động vật rắn giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ bền của các thiết bị cơ khí.

4.3. STEM Robotics Ứng dụng cân bằng và chuyển động vật rắn

STEM Robotics là một lĩnh vực thú vị, kết hợp kiến thức về cân bằng vật rắn, chuyển động vật rắn, và lập trình để thiết kế và điều khiển các robot. Các robot có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm hoặc khó khăn cho con người, như khám phá không gian, tìm kiếm cứu nạn, hoặc sản xuất tự động. Kiến thức về mô hình STEM Vật lý là nền tảng quan trọng để xây dựng các robot hoạt động hiệu quả.

V. Đánh Giá Hiệu Quả Dạy Vật Lý 10 STEM Cân Bằng Rắn

Việc đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học STEM trong chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn" cần được thực hiện một cách toàn diện, bao gồm đánh giá kiến thức, kỹ năng, và thái độ của học sinh. Giáo viên có thể sử dụng các phương pháp đánh giá khác nhau, như bài kiểm tra, bài tập thực hành, dự án STEM, và quan sát quá trình tham gia hoạt động của học sinh. Quan trọng nhất là đánh giá khả năng vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tế.

5.1. Tiêu chí đánh giá dự án STEM Vật Lý 10

Các tiêu chí đánh giá dự án STEM Vật lý 10 cần bao gồm tính sáng tạo, tính khả thi, tính ứng dụng, và tính khoa học. Dự án cần thể hiện được khả năng vận dụng kiến thức STEM để giải quyết một vấn đề thực tế. Sản phẩm của dự án cần được thiết kế và chế tạo một cách cẩn thận, đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền. Quá trình thực hiện dự án cần được ghi chép và báo cáo một cách chi tiết.

5.2. Phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực quan trọng mà phương pháp STEM hướng đến. Để đánh giá năng lực này, giáo viên có thể sử dụng các bài tập tình huống, yêu cầu học sinh phân tích vấn đề, đề xuất giải pháp, và lựa chọn giải pháp tối ưu. Quá trình giải quyết vấn đề cần được theo dõi và đánh giá một cách cẩn thận, chú trọng đến khả năng tư duy phản biện, sáng tạo, và làm việc nhóm của học sinh.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Dạy Vật Lý 10 STEM

Việc áp dụng phương pháp dạy học STEM trong chương "Cân bằng và chuyển động của vật rắn" mang lại nhiều lợi ích cho học sinh, giúp các em nắm vững kiến thức, phát triển kỹ năng, và tăng cường hứng thú học tập. Tuy nhiên, để triển khai phương pháp STEM hiệu quả, cần có sự chuẩn bị kỹ lưỡng về nội dung, phương pháp, và cơ sở vật chất. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình STEM Vật lý phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam.

6.1. Tóm tắt kết quả và bài học kinh nghiệm

Việc triển khai các giáo án Vật lý 10 STEM đã cho thấy hiệu quả tích cực trong việc nâng cao chất lượng dạy và học. Học sinh trở nên chủ động, sáng tạo và hứng thú hơn với môn học. Tuy nhiên, cần có sự đầu tư về thời gian và công sức để thiết kế và triển khai các hoạt động STEM hiệu quả. Bài học kinh nghiệm quan trọng là cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa giáo viên các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học.

6.2. Hướng phát triển giáo dục STEM Vật Lý 10

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các tài liệu Vật lý 10 STEM phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông mới. Cần tăng cường đào tạo và bồi dưỡng giáo viên về phương pháp dạy học STEM. Đồng thời, cần xây dựng các phòng thí nghiệm STEM hiện đại, trang bị đầy đủ các thiết bị và dụng cụ cần thiết để học sinh có thể thực hành và thí nghiệm. Phương pháp dạy học STEM Vật lý cần được lan tỏa rộng rãi trong cộng đồng giáo dục.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn- Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My 5 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học).

[3] Hiện nay, thuật ngữ STEM được dùng trong nhiều ngữ cảnh khác nhau, phổ biến nhất là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh giáo dục, nhắc đến STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với việc dạy tích hợp các kiến thực thuộc lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, công nghệ và toán học gắn với thực tiễn để nâng cao NL cho người học. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, ví dụ: nhóm ngành nghề về công nghệ thông tin, y sinh, kĩ thuật, điện tử và truyền thông… [3] Trong phạm vi đề tài, chúng tôi quan tâm đến ngữ cảnh giáo dục của thuật ngữ STEM. Giáo dục STEM Có nhiều cách hiểu khác nhau về giáo dục STEM, trong đó có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là:[3] - Giáo dục STEM là sự quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.

Đây là cách hiểu theo nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. Ở cách hiểu này, cứ tổ chức dạy học các môn thuộc lĩnh vực STEM nghĩa là giáo dục STEM. - Giáo dục STEM là định hướng tích hợp liên môn của bốn lĩnh vực/ môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên sự kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My 6 những kĩ năng STEM và tăng khả nặng cạnh tranh trong nền kinh tế mới”.

Với cách hiểu này, giáo dục STEM được hiểu là giáo dục tích hợp STEM. - Giáo dục STEM là sự tích hợp từ ít nhất hai lĩnh vực/ môn học về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS 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”. Trong khoá luận này, chúng tôi hiểu giáo dục STEM theo định nghĩa thứ ba, là sự tích hợp từ hai lĩnh vực trở lên.

Cụ thể các lĩnh vực trong giáo dục STEM bao gồm: [3] - Science (Khoa học): Là lĩnh vực nhằm phát triển khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng khoa học (vật lí, sinh học, hóa học và khoa học trái đất) của HS, không chỉ giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên mà còn có thể vận dụng kiến thức, kĩ năng đó để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày một cách khoa học. - Technology (Công nghệ): Là lĩnh vực nhằm phát triển khả năng hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Nó cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu biết về công nghệ hiện nay, phát triển ở HS kĩ năng phân tích và sử dụng các công nghệ từ đơn giản đến phức tạp có ảnh hưởng đến cuộc sống của HS và cộng đồng. - Engineering (Kĩ thuật): Là lĩnh vực nhằm phát triển hiểu biết của HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quy trình thiết kế kĩ thuật.

Kĩ thuật cung cấp cho HS những cơ hội để tiếp cận kiến thức của nhiều lĩnh vực, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên tường minh trong cuộc sống của họ. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo kiến thức khoa học và toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. - Mathematics (Toán học): Là lĩnh vực nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận, và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán và giải thích, giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My 7 Như vậy, giáo dục STEM được hiểu là cung cấp cho người học khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.

Giáo dục STEM giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhà trường và cuộc sống, tạo ra những con người có NL làm việc “tức thì” trong môi trường có tính sáng tạo và không ngừng thay đổi như hiện nay. Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: Phát triển NL đặc thù về STEM; Phát triển NL cốt lõi; Định hướng nghề nghiệp: [2] - Phát triển các NL đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Là cung cấp cho học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. Phát triển ở HS NL vận dụng phối hợp các kiến thức, kĩ năng ở các lĩnh vực để giải quyết các vấn đề thực tiễn. - Phát triển NL cốt lõi cho HS: Sự phát triển của công nghệ 4.0 trong thế kỉ XXI đem đến những cơ hội cũng như đặt ra những thách thức cho thế hệ trẻ.

Bên cạnh những hiểu biết về lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, giáo dục STEM trang bị cho HS những NL phù hợp để đáp ứng những yêu cầu của thế kỉ XXI. - Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo điều kiện cho HS có những kiến thức nền tảng cũng như phát triển ở HS những NL phù hợp cho nghề nghiệp tương lai của các em, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho xã hội, đặc biệt là đối với các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Chủ đề STEM Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông.1 Các tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM Để xây dựng chủ đề STEM, cần đảm bảo 6 tiêu chí, cụ thể: [4] - Chủ đề STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn: Trong bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My 8 - Cấu trúc bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật: Tiến trình bài học STEM cung cấp một cách thức linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến sáng tạo và phát triển một giải pháp.

Theo quy trình này, học sinh thực hiện 8 hoạt động bao gồm: Xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất các giải pháp/thiết kế, lựa chọn giải pháp/thiết kế, chế tạo mô hình, thử nghiệm và đánh giá, chia sẻ và thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạt động: Xác định vấn đề; Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế; Trình bày và thảo luận phương án thiết kế; Chế tạo mô hình, thiết bị theo phương án thiết kế, thử nghiệm và đánh giá; Trình bày, thảo luận về sản phẩm được chế tạo, điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục.

- Phương pháp dạy bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và tạo sản phẩm: Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của giáo dục STEM. Trong các bài học STEM, hoạt động của học sinh được thực hiện theo hướng mở có “khuôn khổ” về các điều kiện mà học sinh được sử dụng. Hoạt động của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần.

Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân. - Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo: Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên STEM của trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My 9 hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triền năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh. - Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học: Trong bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ, tin học và toán.

Lập kế hoạch để hợp tác với giáo viên toán, công nghệ, tin học và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ, tin học và toán không phải là các môn học độc lập mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề. Điều đó có liên quan đến việc học toán, công nghệ, tin học và khoa học của học sinh.