CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1. Dạy học theo định hướng giáo duc STEM ở trường THPT 1. Thuật ngữ STEM STEM là thuật ngữ viết tắt chữ cái đầu tiên của các từ trong tiếng Anh: Science, Technology, Engineering, Mathematics (Lê Xuân Quang, 2017). — Science (Khoa học): trình bày các kiến thức thuộc các lĩnh vực khoa học tự nhiên: Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái đất nhằm giúp HS không chỉ hiểu về thế giới tự nhiên mà còn biết vận dung kiến thức đó đề giải quyết các van dé trong cuộc sông hàng ngày một cách khoa học và hợp lí.
— Technology (Công nghệ): tạo cơ hội dé HS hiểu về công nghệ được phát trién như thé nao, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sông. phát triển khả năng sử dung, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của HS. — Engineering (Kỹ thuậU: cung cấp cho HS những kỹ năng dé vận dụng một cách ST 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, phát triển sự hiểu biết của HS về cách công nghệ phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật.
tạo cơ hội đẻ tích hợp kiến thức ở nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dé hiểu. — Mathematics (Toán học): phát triển ở HS kha năng phân tích. biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giái thích, các giải pháp giải quyết các van đề toán học trong các tình huống đặt ra. Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghé nghiệp.
— Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghé nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. — Đối với ngữ cảnh giáo duc, STEM nhắn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao NL cho người học. Giáo dục STEM Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM như sau: a.
Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Đây cũng là quan niệm về giáo đục STEM của Bộ giáo dục Mỹ, giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học 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.
Kỹ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nỗi giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp. Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Trong chương trình tong thé của chương trình GDPT 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Giáo dục STEM được phát biéu: “Giáo dục STEM trong chương trình tông thé của chương trình GDPT 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo được phát biêu: “Gido 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 việc giải quyết một số van đề. Theo công văn 3089/BGDDT-GDTrH của Bộ giáo dục va dao tạo, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn.
Tóm lại, giáo dục STEM vẻ bản chất được hiểu là trang bị cho người học khả năng vận dụng kiến thức kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học công nghệ kỹ thuật và Toán học giáo dục xem giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhà trường và cuộc sống tạo cho con người có nang lực làm việc với môi trường có tính sáng tao sử dung trong công việc thé ky 21 (Nguyễn Văn Biên - Tưởng Duy Hai cùng các cộng sự, 2019). Mục tiêu Giáo duc STEM Tùy thuộc vào bối cảnh các quốc gia khác nhau sẽ có mục tiêu về giáo dục STEM khác nhau, nhưng đều hướng tới sự tác động đến người học, hướng tới vận dụng kiến thức các môn học dé giải quyết các van dé thực tiễn nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội của đất nước. Vận dụng vào bối cảnh của Việt Nam, giáo dục STEM bao gồm những mục tiêu được thé hiện trong sơ dé sau: (Nguyễn Thanh Nga, Thiết kế và tỗ chức day học chủ dé STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phô thông, 2018) ; Sơ đồ 1. Sơ dé mục tiêu giáo dục STEM - Phat triên các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS Đó 1a những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ.
Kỹ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học dé giải quyết các van dé thực tiễn. HS biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế và lắp ráp ra các sản phẩm.
- Phát triển các NL cốt lõi cho HS Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội cũng như thách thức trong nên kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế ký 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa hoc, Công nghệ. Kỹ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phan, khả năng hợp tác đề thành công. - ĐHNN cho HS Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kỹ nang mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghé nghiệp trong tương lai của HS.
Từ dé, góp phan xây dựng lực lượng lao động có NL, phẩm chat tat, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM 9 Việc đưa giáo dục STEM vào trường phô thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phô thông. Cụ thẻ là: Đảm bảo giáo dục toàn điện: Triên khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tat cả các phương diện về đội ngũ GV, chương trình, cơ sở vật chat. Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giảo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn dé giải quyết các van đề thực tiễn, HS được hoạt động, trải nghiệm và thay được ý nghĩa cúa tri thức với cuộc sông, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của HS.
Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS: Khi triển khai các dy án học tập STEM, HS được hợp tác với nhau. chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học tập, được làm quen với hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phân tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho HS. Kết nỗi trường học với cộng đồng: Dé đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo duc phô thông thường kết nối với các cơ sở giáo duc nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM.
Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các van đề có tinh đặc thù của địa phương. Hướng nghiệp, phân luông: Tô chức tốt giáo dục STEM ở trường phô thông, HS 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 dục STEMở trường phô thông cũng là cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn các ngảnh nghề thuộc lĩnh vực STEM, các nganh nghề có nhu cau cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lan thứ tư (Nguyễn Văn Biên - Tưởng Duy Hải cùng các cộng sự, 2019). Các hình thức tô chức giáo dục STEM Các hình thức tô chức giáo dục STEM bao gồm: - Day học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM Đây là hình thức t6 chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường.
Theo cách này, các bài hoc, hoạt động giáo dục STEM được triên khai ngay trong quá trình dạy học 10 các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đẻ, bài hoc, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phân. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. - Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm.
ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sông. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con ngudi, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức dé thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Dé tô chức thành công các hoạt động trái nghiệm STEM, cần có sự tham gia.
hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM còn có thê được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghẻ nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phô thông với ưu thé về cơ sở vật chat của giáo dục đại học và giáo dục nghé nghiệp. Các trường trung học có thé triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ.
Tham gia cau lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ. triển khai các dự án nghiên cứu. tìm hiéu các ngành nghé thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh.
- Té chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kỳ thuật Giáo dục STEM có thê được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tô chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỳ thuật.