mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và mục lục thì nội dung của bài nghiên cứu khoa học được chia làm 3 chương, trong đó: + Chương | - Cơ sở lí luận của dạy hoc STEM ở trường Trung hoc Phô Thông. + Chương 2 - Tổ chức dạy học chủ đề STEM nội dung kiến thức chương "Sóng ánh sáng”- Vật lí 12. + Chương 3 - Thực nghiệm sư phạm. CƠ SỞ LÍ LUẬN DAY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.
Day học theo định hướng giáo duc STEM LII. Thuật ngữ STEM STEM là thuật ngữ lay chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỳ thuật và Mathematics (Toán học). * Science (Khoa hoc) * Technology (Công nghệ) = Engineering (Ky thuật) * Mathematics (Toán) Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cánh nghè nghiép.[4] - Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa hoc, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. - Đối với ngữ cảnh giáo dục, 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 năng lực cho người học. Ở nghiên cứu này, chúng tôi quan tâm đến ngữ cảnh giáo dục của thuật ngữ STEM. Giáo due STEM Theo (Nguyễn Thanh Nga và các cộng sự.
có ba cách hiéu chính về giáo duc STEM như sau: - Quan tâm đến các môn Khoa học. Ky thuật và Toán học. Đây cũng là quan niệm vẻ giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mĩ, giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ. Ky thuật và Toán học ở tiêu học và trung học cho đến các bậc sau đại học.
Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo đục STEM. - Tích hợp của bốn lĩnh vực Khoa hoc, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học. 11 Kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ.
Kỹ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp. - Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa hoc, Công nghệ. Ky 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 hoc STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường.
Trong phạm vị luận văn, giáo dục STEM hiểu là: Giáo duc STEM trong trưởng trung học là quan diém dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỳ thuật và Toán học. Trong đó, năng lực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được tổ chức dưới hình thức các chủ đẻ tích hợp, yêu cầu học sinh vận dung phổi hợp các kiến thức, kỹ năng, kf xảo để giải quyết các van dé thực tiễn hiệu quả và có ý nghĩa với ban thân, cộng đồng. Giáo dục STEM có thẻ được diễn giải ở nhiều cấp độ: - — Chính sách STEM. - — Chương trình STEM - Nha trường STEM - Môn hoc STEM - Bai hoc STEM - Hoạt động STEM Đề tài chúng tôi đang thực hiện diễn giải giáo dục STEM ở cấp độ bài học/ chủ đề STEM.
4 Các lĩnh vực của giáo dục STEM Bảng l. Cae lĩnh vực trong giáo dục STEM Science - Gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái (Khoa học) Đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên va vận dụng kiến 12 thức đó dé giải quyết các van đề Khoa học trong cuộc sông hằng ngày. _- Phát trién khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ Technology ;. 3 của học sinh, tao co hội đẻ học sinh hiệu về công nghệ được phát (Công nghệ) : : ; triên như the nao, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sông.
_« Phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ dang phat triển thông qua quá trình thiết ké kỹ thuật, tạo cơ hội đề tích hợp. kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan Engineering. ; F : trở nền dé hiệu. Kỳ thuật cũng cung cap cho học sinh những kỹ (Kĩ thuật) 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.
-~ Phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt Mathematics ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích. các (Toán học) - giải pháp giải quyết các van đề Toán học trong các tình hudng đặt ra. Mục tiêu của giáo dục STEM Theo Nguyễn Thanh Nga và các cộng sự (2017) đã chỉ ra STEM có ba mục tiêu: phát trién năng lực đặc thù STEM, phát triển năng lực cốt löi và định hướng nghề nghiệp. Thứ nhất: Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho học sinh.
Giáo dục STEM định hướng học sinh tiếp cận các kiến thức, kĩ năng liên quan đến Khoa hoc, Công nghệ, Kĩ thuật. Trong đó, học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học đề giải pháp giải quyết các vấn đề thực tiễn. học sinh biết sử dung, quản lí và truy cập Công nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.
Thứ hai: Phát triển năng lực cốt lõi cho học sinh. 13 Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nên kinh tế cạnh tranh toàn cau của thé ky XXI. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, giáo dục STEM còn chuẩn bị cho học sinh những năng lực cốt lõi đẻ thích ứng với nên kinh tế cạnh tranh, toàn cầu hóa: năng lực tự chủ và tự hoc, năng lực giao tiếp và hợp tac, năng lực giải quyết van dé va sáng tạo Thứ ba: Định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Giáo dục STEM cung cấp cho học sinh những kiến thức, kĩ năng, phẩm chất làm nền tang học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghé nghiệp tương lai.
góp phan xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước. Chủ đề giáo dục STEM Chủ đẻ STEM là chủ dé day học được thiết kế dựa trên van đẻ thực tiễn kết hợp với chuân kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phô thông. Trong quá trình dạy học, giáo viên tô chức cho học sinh làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ toán học đề tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực 14 Tiêu chí 1: Giải quyết van đề thực tiễn Mục tiêu của dạy học theo quan điểm giáo dục STEM là vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn dé thực tiễn. Do đó, chủ đề STEM phải luôn hướng đến giải quyết các van đẻ, tình huỗng trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đông.
Trong mỗi bài học theo chủ dé STEM, học sinh được đặt trước một tình huỗng có vấn dé thực tiễn cân giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Dé giải quyết van dé đó, học sinh phải tìm tòi. nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến van dé (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dung chúng dé giải quyết van dé đặt ra. Tiêu chí 2: Quy trình thiết kế kĩ thuật Cau trúc chủ dé STEM kết hợp tiễn trình khoa học và quy trình thiết kế kỹ thuật.
Quy trình thiết kế kỹ thuật 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, nhờ đó học sinh học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục. Tiêu chí 3: Định hướng thực hành trải nghiệm Dây là một tiêu chí nhằm hình thành và phát triền năng lực kết hợp lí thuyết và thực hành cho học sinh, giúp cho học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành bên cạnh lí thuyết. học sinh sẽ hiểu biết sầu về lí thuyết, nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế, các bài giảng được xây dựng theo chủ dé và dựa trên thực hành. Tiêu chí 4: Làm việc nhóm Chủ đẻ STEM khuyén khích làm việc nhóm giữa các học sinh.
Mặc dù trên thực tế. vẫn có những chủ đề STEM có thê triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm việc nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Khi làm việc nhóm, học sinh sẽ được đặt vào môi trường thúc day các nhu cầu giao tiếp, chia sẻ ¥ tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp.
Tiêu chí 5: Kiến thức thuộc lĩnh vực STEM Nội dung chủ dé STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung Khoa hoc, Toán học, Công nghệ mà học sinh đã va dang học. 15 Qua việc tiếp cận các kiến thức trong lĩnh vực STEM đẻ giải quyết van dé, ta mới phát trién được những năng lực chuyên môn liên quan Khoa học. Kỹ thuật, Công nghệ. Tiêu chí 6: Một vấn đề có nhiều đáp án đúng Tiền trình chủ đề STEM tính đến việc có nhiều đáp án đúng.
Các van dé nghiên cứu đặt ra có thé có nhiều phương án giải quyết, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu. Tiêu chí này nhắn mạnh vai trò của năng lực giải quyết vấn dé và sáng tạo trong dạy học STEM. Phân loại chủ dé STEM Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn dé, chủ dé STEM được chia thành 2 loại: - Chủ dé STEM day đủ: học sinh vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực STEM dé giải quyết van đề. - Chủ dé STEM khuyết: học sinh vận dụng kiến thức ít nhất hai trong bốn lĩnh vực STEM dé giải quyết van dé.
Dua trén pham vi kiến thức dé giải quyết vấn dé STEM, chủ dé STEM được chia thanh 2 loai: - Chủ dé STEM cơ ban được xây đựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học trong chương trình giáo dục phô thông.