Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức dạy học một số chủ đề stem phần điện vật lí 9

Tài liệu nghiên cứu Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh thông qua tổ chức dạy học một số chủ đề stem, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Nguyễn Văn
• Người hướng dẫn: TS. Phùng Việt Hải
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Lý luận và PPDH Bộ môn Vật lý
• Đề tài: Phát Triển Năng Lực Giải Quyết Vấn Đề Của Học Sinh Qua Dạy Học STEM Phần Điện - Vật Lý 9
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
• 1.1. Giáo dục STEM
• 1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM
• 1.1.2. Mục tiêu giáo dục STEM
• 1.1.3. Các mức độ áp dụng STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018
• 1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học STEM
• 1.2. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
• 1.2.1. Khái niệm chung về năng lực giải quyết vấn đề
• 1.2.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề
• 1.2.3. Các biểu hiện hành vi của năng lực giải quyết vấn đề
• 1.2.4. Vai trò của năng lực giải quyết vấn đề trong học tập môn KHTN
• 1.2.5. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề qua giáo dục STEM
• 1.3. Khảo sát thực tiễn dạy học môn KHTN theo chủ đề STEM nhằm phát triển NL GQVĐ ở trường trung học
• 1.4. Biện pháp phát triển NL GQVĐ của học sinh thông qua dạy học theo giáo dục STEM
• 1.5. Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM theo hướng phát triển NL GQVĐ của HS
• 1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC PHẦN “ĐIỆN”- MÔN KHTN
• 2.1. Phân tích cấu trúc nội dung kiến thức trong phần “Điện” môn KHTN 9 theo yêu cầu cần đạt
• 2.2. Mục tiêu phần “Điện”
• 2.3. Đặc điểm phần “Điện”
• 2.4. Định hướng xây dựng một số chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện” môn KHTN 9
• 2.5. Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện” môn KHTN 9 nhằm phát triển NL GQVĐ của HS
• 2.6. Nguyên tắc xây dựng nội dung giáo dục STEM phần “Điện” theo hướng phát triển NL GQVĐ cho học sinh
• 2.7. Chủ đề “Máy cắt xốp”
• 2.8. Chủ đề “Quạt điện Mini sáng tạo”
• 2.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Phân tích diễn biến thực nghiệm
• 3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Dạy Học STEM Phát Triển Năng Lực GQVĐ Điện 9

Giáo dục STEM ngày càng được chú trọng trong bối cảnh toàn cầu hóa và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) là mô hình giáo dục liên môn, giúp học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn. Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể 2018 coi giáo dục STEM là xu hướng quan trọng trong đổi mới giáo dục. Mục tiêu của STEM là phát triển năng lực và phẩm chất học sinh, kết nối trường học với cộng đồng, và hướng nghiệp. Phần “Điện” trong chương trình Vật lí 9 cung cấp kiến thức nền tảng quan trọng. Việc tích hợp STEM vào dạy học phần “Điện” giúp học sinh vận dụng kiến thức đa môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, từ đó phát triển năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ). Đây là một phương pháp tiếp cận hiệu quả để nâng cao hứng thú học tập và khả năng ứng dụng kiến thức của học sinh.

1.1. Bản Chất và Mục Tiêu Của Giáo Dục STEM

Giáo dục STEM là sự kết hợp của Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Mục tiêu chính là giúp học sinh áp dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tế. Theo Tài liệu tập huấn của Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019), STEM không chỉ là kiến thức mà còn là quy trình sáng tạo khoa học và kỹ thuật. Ví dụ, Science không chỉ là kiến thức vật lý mà còn là quy trình tìm tòi, nghiên cứu để tạo ra kiến thức mới. Engineering không chỉ là kỹ thuật mà còn là quy trình ứng dụng kiến thức để tạo ra công nghệ. Giáo dục STEM hướng tới phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh, đảm bảo giáo dục toàn diện.

1.2. Vai Trò của Phần Điện Trong Vật Lý 9 STEM

Phần “Điện” trong chương trình Vật lí 9 cung cấp kiến thức cơ bản về mạch điện, định luật Ohm, công suất điện. Đây là nền tảng quan trọng để học sinh tiếp cận các kiến thức nâng cao hơn. Việc tích hợp STEM vào phần “Điện” giúp học sinh hiểu rõ hơn về ứng dụng của các kiến thức này trong thực tế. Ví dụ, học sinh có thể thiết kế và chế tạo các thiết bị điện đơn giản, từ đó hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của chúng. Điều này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành và tư duy sáng tạo.

II. Vấn Đề Thiếu Kỹ Năng Giải Quyết Vấn Đề Thực Tế Điện

Mặc dù chương trình Vật lí 9 cung cấp kiến thức về điện, học sinh thường gặp khó khăn trong việc vận dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề thực tế. Phương pháp dạy học truyền thống, tập trung vào lý thuyết, ít tạo cơ hội cho học sinh thực hành và trải nghiệm. Điều này dẫn đến tình trạng học sinh nắm vững kiến thức nhưng không biết cách áp dụng chúng vào cuộc sống. Thực tế cho thấy, học sinh thiếu kỹ năng phân tích vấn đề, thiết kế giải pháp, và đánh giá kết quả. Vì vậy, cần có phương pháp dạy học mới, giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.

2.1. Hạn Chế Của Phương Pháp Dạy Học Truyền Thống

Phương pháp dạy học truyền thống thường tập trung vào việc truyền đạt kiến thức một chiều từ giáo viên đến học sinh. Học sinh ít có cơ hội tham gia vào các hoạt động thực hành, thí nghiệm. Điều này dẫn đến tình trạng học sinh học thuộc lòng kiến thức nhưng không hiểu rõ bản chất và không biết cách áp dụng chúng vào thực tế. Theo khảo sát thực tiễn, nhiều giáo viên thừa nhận rằng họ gặp khó khăn trong việc tạo ra các hoạt động học tập thực tế, gắn liền với cuộc sống.

2.2. Thiếu Hụt Kỹ Năng Phân Tích Và Thiết Kế Điện

Một trong những kỹ năng quan trọng của NL GQVĐ là khả năng phân tích vấn đề và thiết kế giải pháp. Tuy nhiên, học sinh thường thiếu hụt kỹ năng này. Ví dụ, khi gặp một vấn đề về mạch điện, học sinh thường không biết bắt đầu từ đâu, không biết cách phân tích các yếu tố liên quan, và không biết cách thiết kế một giải pháp phù hợp. Điều này cho thấy rằng cần có phương pháp dạy học mới, giúp học sinh phát triển kỹ năng phân tích và thiết kế một cách có hệ thống.

2.3. Đánh giá mức độ phù hợp khi dạy phần Điện theo mô hình giáo dục STEM

Theo khảo sát, kết quả đánh giá mức độ phù hợp khi dạy phần “Điện” theo mô hình giáo dục STEM chỉ ở mức trung bình.

III. Phương Pháp STEM Phát Triển Năng Lực GQVĐ Điện 9

Dạy học STEM là giải pháp hiệu quả để phát triển NL GQVĐ cho học sinh. Giáo dục STEM tạo cơ hội cho học sinh vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tế, kích thích tư duy sáng tạo và khả năng hợp tác. Trong quá trình học STEM, học sinh được trải nghiệm các giai đoạn của quá trình GQVĐ, từ xác định vấn đề, thu thập thông tin, thiết kế giải pháp, đến thực hiện và đánh giá. Ví dụ, khi thiết kế một máy cắt xốp, học sinh phải vận dụng kiến thức về điện, nhiệt, cơ học, và vật liệu. Quá trình này giúp học sinh phát triển năng lực phân tích, thiết kế, và thực hiện một cách toàn diện.

3.1. Quy Trình Dạy Học STEM Hướng Đến GQVĐ

Quy trình dạy học STEM thường bao gồm các bước sau: (1) Xác định vấn đề: Học sinh xác định một vấn đề thực tế cần giải quyết. (2) Nghiên cứu và thu thập thông tin: Học sinh tìm hiểu các kiến thức liên quan đến vấn đề. (3) Thiết kế giải pháp: Học sinh đề xuất các giải pháp khác nhau và lựa chọn giải pháp tối ưu. (4) Chế tạo và thử nghiệm: Học sinh chế tạo mô hình hoặc sản phẩm dựa trên giải pháp đã chọn và thử nghiệm chúng. (5) Đánh giá và cải tiến: Học sinh đánh giá hiệu quả của giải pháp và đề xuất các cải tiến. Theo TS. Phùng Việt Hải, quy trình này giúp học sinh phát triển năng lực tư duy phản biện và giải quyết vấn đề một cách có hệ thống.

3.2. Tích Hợp Kiến Thức Liên Môn Trong Dạy Học Điện

Dạy học STEM đòi hỏi sự tích hợp kiến thức từ nhiều môn học khác nhau. Ví dụ, khi thiết kế một mạch điện, học sinh cần vận dụng kiến thức về vật lý (định luật Ohm), toán học (tính toán các thông số mạch điện), và công nghệ (sử dụng các công cụ thiết kế mạch điện). Sự tích hợp này giúp học sinh hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa các môn học và thấy được ứng dụng của chúng trong thực tế. Bảng 2 trong tài liệu gốc cung cấp một số ví dụ về chủ đề STEM phần Điện – KHTN 9, cho thấy sự tích hợp kiến thức liên môn.

IV. Ứng Dụng Thiết Kế Máy Cắt Xốp STEM Vật Lý 9 Hiệu Quả

Một ứng dụng cụ thể của dạy học STEM trong phần “Điện” là thiết kế và chế tạo máy cắt xốp. Dự án này đòi hỏi học sinh vận dụng kiến thức về điện trở, nhiệt lượng, và vật liệu để tạo ra một thiết bị có thể cắt xốp một cách an toàn và hiệu quả. Học sinh phải tự mình thiết kế mạch điện, lựa chọn vật liệu phù hợp, và chế tạo máy cắt xốp. Quá trình này giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng thực hành, và năng lực sáng tạo.

4.1. Yêu Cầu Về Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Cắt Xốp

Máy cắt xốp cần đáp ứng các yêu cầu sau: (1) An toàn: Máy phải được thiết kế sao cho không gây nguy hiểm cho người sử dụng. (2) Hiệu quả: Máy phải có khả năng cắt xốp một cách nhanh chóng và chính xác. (3) Tiết kiệm: Máy phải sử dụng năng lượng một cách hiệu quả. (4) Bền bỉ: Máy phải có tuổi thọ cao. Để đáp ứng các yêu cầu này, học sinh cần phải lựa chọn vật liệu phù hợp, thiết kế mạch điện tối ưu, và chế tạo máy một cách cẩn thận. Bảng 2.2 trong tài liệu gốc cung cấp tiêu chí đánh giá sản phẩm Máy cắt xốp.

4.2. Đánh Giá Hiệu Quả Của Dự Án Thiết Kế Máy Cắt Xốp

Hiệu quả của dự án thiết kế máy cắt xốp có thể được đánh giá dựa trên các tiêu chí sau: (1) Mức độ hoàn thành sản phẩm: Học sinh có hoàn thành sản phẩm đúng thời hạn hay không? (2) Chất lượng sản phẩm: Sản phẩm có đáp ứng các yêu cầu về an toàn, hiệu quả, tiết kiệm, và bền bỉ hay không? (3) Mức độ tham gia của học sinh: Học sinh có tích cực tham gia vào các hoạt động của dự án hay không? (4) Mức độ phát triển NL GQVĐ: Học sinh có phát triển năng lực phân tích, thiết kế, và thực hiện hay không? Dựa trên kết quả đánh giá, giáo viên có thể điều chỉnh phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả của dự án. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS.

V. Nghiên Cứu Thực Tiễn Đánh Giá Hiệu Quả STEM Điện Lớp 9

Nghiên cứu thực nghiệm sư phạm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học STEM trong phần “Điện”. Kết quả cho thấy, học sinh tham gia dự án STEM có sự tiến bộ rõ rệt về NL GQVĐ. Học sinh trở nên tự tin hơn trong việc giải quyết các vấn đề thực tế, có khả năng làm việc nhóm tốt hơn, và có hứng thú hơn với môn Vật lí. Đặc biệt, học sinh có khả năng vận dụng kiến thức liên môn một cách linh hoạt và sáng tạo. Nghiên cứu này khẳng định rằng dạy học STEM là một phương pháp hiệu quả để phát triển năng lực cho học sinh.

5.1. Phương Pháp Đánh Giá NL GQVĐ Trong Thực Nghiệm

NL GQVĐ được đánh giá dựa trên các tiêu chí sau: (1) Khả năng xác định vấn đề: Học sinh có thể xác định rõ vấn đề cần giải quyết hay không? (2) Khả năng thu thập thông tin: Học sinh có thể tìm kiếm và thu thập thông tin liên quan đến vấn đề hay không? (3) Khả năng thiết kế giải pháp: Học sinh có thể đề xuất các giải pháp khác nhau và lựa chọn giải pháp tối ưu hay không? (4) Khả năng thực hiện giải pháp: Học sinh có thể thực hiện giải pháp một cách thành công hay không? (5) Khả năng đánh giá và cải tiến: Học sinh có thể đánh giá hiệu quả của giải pháp và đề xuất các cải tiến hay không? Dựa trên các tiêu chí này, giáo viên có thể đánh giá năng lực của học sinh một cách khách quan và chính xác.

5.2. Kết Quả Thực Nghiệm Và Phân Tích Định Tính

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng học sinh tham gia dự án STEM có sự tiến bộ rõ rệt về tất cả các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ. Học sinh trở nên tự tin hơn, sáng tạo hơn, và có khả năng làm việc nhóm tốt hơn. Phân tích định tính cũng cho thấy rằng học sinh có hứng thú hơn với môn Vật lí và có khả năng vận dụng kiến thức liên môn một cách linh hoạt và sáng tạo. Bảng 3.3 trong tài liệu gốc thể hiện kết quả tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau về bản thiết kế sản phẩm của các nhóm.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Dạy STEM Điện Vật Lý 9

Dạy học STEM là phương pháp hiệu quả để phát triển NL GQVĐ cho học sinh trong phần “Điện” Vật lí 9. Phương pháp này giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tế, kích thích tư duy sáng tạo và khả năng hợp tác. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các chủ đề STEM phù hợp với chương trình Vật lí 9, đồng thời tăng cường bồi dưỡng cho giáo viên về phương pháp dạy học STEM. Để giáo dục STEM thực sự hiệu quả, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà trường, gia đình, và xã hội.

6.1. Bài Học Kinh Nghiệm Từ Thực Tiễn Dạy STEM Điện

Từ thực tiễn dạy học STEM phần “Điện”, có thể rút ra một số bài học kinh nghiệm sau: (1) Cần lựa chọn các chủ đề STEM phù hợp với trình độ của học sinh. (2) Cần tạo cơ hội cho học sinh tự mình khám phá và trải nghiệm. (3) Cần khuyến khích học sinh làm việc nhóm và hợp tác với nhau. (4) Cần đánh giá NL GQVĐ của học sinh một cách khách quan và chính xác. Những bài học này sẽ giúp giáo viên nâng cao hiệu quả của phương pháp dạy học STEM.

6.2. Đề Xuất Giải Pháp Để Phát Triển Giáo Dục STEM Điện 9

Để phát triển giáo dục STEM trong phần “Điện” Vật lí 9, cần thực hiện các giải pháp sau: (1) Tăng cường đào tạo giáo viên về phương pháp dạy học STEM. (2) Xây dựng các phòng thí nghiệm STEM hiện đại. (3) Phát triển các tài liệu học tập STEM phù hợp. (4) Kết nối trường học với các doanh nghiệp và tổ chức nghiên cứu. (5) Tăng cường tuyên truyền về lợi ích của giáo dục STEM. Những giải pháp này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai giáo dục STEM một cách hiệu quả.

Nội dung chính

It seems that this video doesn't have a transcript, please try another video.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học các chủ đề STEM trong dạy học một số kiến thức phần “Điện”- môn KHTN lớp 9 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 1. Giáo dục STEM 1.

Khái niệm về giáo dục STEM Theo Tài liệu tập huấn Cán bộ quản lý, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học của Bộ Giáo dục và Đào tạo, (2019) [1] thì: STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM, trong đó: + Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học + Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề + Mathematics là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với người khác. Chu trình STEM “Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học.

Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy 14 trình kỹ thuật. Các kỹ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa học (như Vật lý, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh ra kiến thức khoa học mới.

Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu trình STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo ra "Công nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kỹ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn [1]. Mục tiêu giáo dục STEM Thực hiện giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông 2018 nhằm hướng đến các mục tiêu: [1] – Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh.

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển 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, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. – Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. – Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục 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 vấn đề có tính đặc thù của địa phương.

– Hướng nghiệp, phân luồng học sinh: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh 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 STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các 15 1. Các mức độ áp dụng STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 Theo công văn 3089/BGDDT-GDTrH, ngày 14/8/2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học [2], các hình thức tổ chức giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông được thể hiện cụ thể qua 3 dạng:  Dạy học các môn học theo bài học STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn.

Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. • Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM.

Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Để tổ chức thành công các hoạt động trải 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 thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp.

Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh. • Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật.

Hoạt động này không mang tính đại trả mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. 16 Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học STEM Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Trong các 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.[1] Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật.

Quy trình thiết kế kỹ thuật cung cấp một tiến trình 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 các hoạt động: (1) Xác định vấn đề (2) Nghiên cứu kiến thức nền (3) Đề xuất các giải pháp/thiết kế (4) Lựa chọn giải pháp/thiết kế (5) Chế tạo mô hình (nguyên mẫu). (6) Thử nghiệm và đánh giá (7) Chia sẻ và thảo luận (8) Điều chỉnh thiết kế. Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thực hiện qua 5 hoạt động chính: HĐ1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo) HĐ2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế HĐ3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế HĐ4: Chế tạo mô hình/thiết bị.

theo phương án thiết kế (đã được cải tiến theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá. HĐ5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo; điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kỹ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa 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.[1] Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm.

17 Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của chủ đề STEM, tuy nhiên trong hoạt động 2 và hoạt động 4 quá trình này cần được khai thác triệt để. Trong hoạt động 2 học sinh sẽ thực hiện các quan sát, tìm tòi, khám phá để xây dựng, kiểm chứng các quy luật, qua đó học được kiến thức nền đồng thời rèn luyện các kỹ năng tiến trình như: quan sát, đưa ra dự đoán, tiến hành thí nghiệm, đo đạc, thu thập số liệu, phân tích số liệu… Trong hoạt động 4, quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện giúp học sinh kiểm chứng các giải pháp khác nhau để tối ưu hoá sản phẩm. Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng).