CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VE DẠY HỌC CHỦ DE THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ CHUONG 2. XÂY DỰNG CHỦ DE STEM TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “ANH SANG” ~ KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 6 NOI DUNG CHUONG 1.
CO SO LY LUAN VE DAY HOC THEO MO HINH GIAO DUC STEM O TRUONG TRUNG HOC CO SO 1. Giáo duc STEM ở trường trung hoc cơ sở 1. Giáo dục STEM Thuật ngữ STEM STEM là từ được ghép từ bốn chữ cái đầu của các từ tiếng Anh: STEM là cách viết lay chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science (Khoa học). (Marshall, 2015) Science (Khoa học): gồm các kiến thức vé Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái đất nhằm giúp HS hiểu vé thé giới tự nhiên va vận dụng kiến thức đó dé giải quyết các vấn dé khoa học trong cuộc sông hàng ngày.
Technology (Công nghệ): phát trién kha nang sử dung, quan lý, hiểu và đánh giá công nghệ của HS, tạo cơ hội dé HS hiểu về công nghệ được phát triển như thé nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sông. Engineering (Kĩ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS về 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 những khái niệm liên quan trở nên dé hiệu. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. Maths (Toán hoc): là môn học nhằm phát triển ở HS kha năng phân tích, biện luận vả truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tinh toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các van đề toán học trong các tình huống đặt ra.
Giáo duc STEM Trong thời dai cách mang công nghiệp 4.0 phat triển như hiện nay, doi hỏi chat lượng giáo đục được day mạnh đẻ tạo nên nguồn tri thức chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu của thời đại. Chính vì thế, các lĩnh vực trong giáo dục STEM được đặc biệt quan tâm, nhằm giúp phát triển năng lực, phẩm chất cho công dân, trang bị những kĩ năng cần thiết thích ứng với sự biến đôi của xã hội. Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực. ở đó các HS áp dụng các kiến thức trong khoa hoc, công nghệ.
kĩ thuật vả toán vào trong các bối cảnh cụ thé, giúp kết nỗi giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tô chức toàn cau, dé từ đỏ phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM va cùng với đó có thé cạnh tranh trong nên kinh tế mới. Trong chương trình giáo dục phô thông 2018: 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 vẫn đẻ thực tiễn trong bối cảnh cụ thẻ. Ngoài ra, giáo dục STEM có thê được hiệu theo 2 cách: - Nghĩa rộng: Giáo dục STEM là chương trình giáo đục quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ. Kĩ thuật và Toán học nhằm cung cap, tăng cường kiến thức ở các lĩnh vực trên cho học sinh Tiểu học, Trung học và Đại học.
- Nghĩa hẹp: Giáo dục STEM là sự tích hợp kiến thức từ 2 lĩnh vực trở lên trong 4 lĩnh vực mà ở đó, kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chế với những bối cảnh cụ thẻ. Trong đề tài nảy, chúng tôi sử dụng khái niệm theo Bộ Giáo dục và Đào tạo: Giáo duc STEM là chương trình giáo duc quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học nhằm cung cấp, tăng cường, vận dụng kiến thức vào giải quyết một số van đề thực tiễn trong bồi cảnh cụ thể. Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu giáo đục STEM F TM „= ` Z " Phát triển năng lực Phát triển Định hướng đặc thù STEM năng lực cốt lõi nghề nghiệp ` ⁄ ` 2 s -Z Sơ đồ 1.1 Mục tiêu giáo dục STEM - Phát triển các năng lực đặc thi của các môn học thuộc về STEM cho học sinh Đó là 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 dé giải quyết các van đẻ thực tiễn.
HS biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. - Phát triển các năng lực cót lõi cho học sinh Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thé ky 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác dé thành công.
- Định hướng nghệ nghiệp cho học sinh 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 NL, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp tng mục tiêu xây dựng va phát trién dat nước. Tăng cường trang bị cho HS phổ thông những kĩ năng về STEM, tăng cường số lượng HS sẽ theo đuôi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM. Quá trình sáng tạo có thê được nuôi dưỡng trong HS nhưng phải cần thời gian và HS cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù đẻ kích thích sự sáng tạo.
Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành đẻ tạo ra sự kết hợp hài hòa 9 giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học nhằm mang đến cho HS những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa. Phân loại giáo dục STEM Dựa trên các lĩnh vực STEM STEM vi kiên thức Dựa trên mục Sơ đồ 1.2 Phân loại giáo dụ STEM (1) Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết van dé, chú dé STEM được chia thành 2 loại: - Chủ đề STEM day đủ: học sinh vận dụng kiến thức của cả bon lĩnh vực STEM đẻ giải quyết vấn đẻ. - Chủ đề STEM khuyết: học sinh vận dụng kiến thức ít nhất hai trong bốn lĩnh vực STEM dé giải quyết van dé. (2) Dựa trên phạm vi kiến thức để giái quyết van dé STEM, chủ dé STEM được chia thành 2 loại: - Chủ dé STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật vả Toán học trong chương trình giáo dục phô thông.
Các sản pham của chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung sách giáo khoa và 10 thương được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phô thông - Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngoài chương trình giáo dục phô thông và sách giáo khoa. Những kiến thức đó học sinh phải tự tìm hiểu và nghiên cứu từ tải liệu chuyên ngành. Sản phâm của chủ đề STEM này có độ phức tạp cao hơn. Học sinh sẽ vừa giải quyết được van đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.
- Chủ đề STEM dạy học vận dụng được xây dựng trên cơ sở những kiến thức học sinh đã được học. Chủ dé STEM dang nay sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng lí thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lí thuyết được củng cô vả khắc sâu. Các hình thức giáo dục STEM Dựa theo công văn 3089/BGDDT ngày 14/08/2020 của Bộ giáo dục và Đảo tạo đã quy định 3 hình thức giáo dục STEM.
a) Bài học STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung học. Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học những môn học thuộc chương trình giáo duc phô thông theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên mon. Nội dung bai hoc STEM bám sat nội dung chương trình của các môn học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phd thông theo thời lượng quy định của các môn học trong chương trình. Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập dé tiếp nhận va vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết van dé; thực hành thiết kế, chế tao, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sé, thảo luận, hoàn thiện học điều chinh mẫu thiết kế đưới sự hướng dẫn của giáo viên.
b) Hoạt động trải nghiệm STEM Hoạt động trải nghiệm STEM được tô chức thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tô chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của học sinh một cách tự nguyện. Nhà trường có thé tô chức các không gian trải nghiệm stem trong nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm áo, mô phỏng, phần mềm học tập đề học sinh tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm. ứng dụng khoa học. kĩ thuật trong thực tiễn đời sống.
Hoạt động trải nghiệm STEM được tô chức theo kế hoạch giáo dục hang năm của nhà trường; nội dung mỗi buôi trải nghiệm được thiết kế thành bài học cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trai nghiệm và dự kiến kết quả. Ưu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức độ vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch day học của nhà trường. Tăng cường sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, cơ sở nghiên cứu, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phan kinh tế - xã hội khác va gia đình đề tô chức hiệu quả các hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với các quy định hiện hành.