CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VE DẠY HỌC THEO HÌNH THỨC BÀI HOC STEM NHAM PHÁT TRIEN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VAN ĐÈ CUA HỌC SINH TRUNG HỌC PHO THONG 1. Dạy học theo định hướng giáo đục STEM ở trường trung học phổ thông 1. Giáo dục STEM STEM là từ viết tắt của các từ: Science — Technology — Engineering — và Mathematics (Khoa học — Công nghệ — Kĩ thuật và Toán học).
Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghẻ nghiệp (Nga et al., 2017): - Đối với ngữ cảnh giáo duc: STEM nhắn mạnh đến sự quan tâm của nên giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gần với thực tiễn dé nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thé được hiéu và diễn giải Ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, mén học STEM, bài hoc STEM, hoạt động STEM. Ý nghĩa của từng lĩnh vực trong giáo dục STEM có thẻ được giải thích như sau (Nguyện, 2021): + Kĩ năng khoa học: Là khả năng vận dụng, liên kết các kiến thức ve khoa học (khái niệm, định luật, nguyên lí.) từ các môn khoa học khác nhau như: Vật lí, Hóa học, Sinh học, Khoa học Trái Dat.
vào thiết ké mô hình thực nghiệm và giải thích được các hiện tượng dién ra trong mô hình đó. + Kĩ năng công nghệ: Là khả năng hiểu, lựa chọn sử dụng và đánh giá công nghệ. biết được những anh hưởng của công nghệ mới đối với cuộc sông hằng ngày của cá nhân. + Kĩ năng kĩ thuật: Là khả năng hiểu về cách thức phát triển công nghệ thông qua quy trình thiết kế kĩ thuật.
Biết cách vận dụng sáng tạo kiến thức khoa học và toán học vào xây dựng mô hình thực nghiệm hay mô hình sản xuat. l6 + Kĩ năng toán học: Là khả năng phân tích, biện luận và trình bày ý tưởng một cách khoa học thông qua việc tính toán và giải thích các giải pháp tính toán, lựa chọn thiết kế và tôi ưu mô hình thực nghiệm. - Đối với ngữ cánh nghề nghiệp: STEM được hiệu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó, đối với ngữ cánh giáo dục có nhiều cách tiếp cận khác nhau về giáo dục STEM, phô biến nhất là ba cách tiếp cận như sau: - Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa hoc, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiêu học và trung học cho đến bậc sau đại học.
Đây là quan niệm về giáo đục STEM của Bộ Giáo dục Hoa Kì, với cách hiểu này cứ tô chức dạy học các môn thuộc lĩnh vực STEM thì có nghĩa là giáo dục STEM (Vân, 2022). - 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 thê tạo nên một kết nỗi giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp; cho phép người học phát triển những ki năng STEM và tang khả nang cạnh tranh trong nên kinh tế mới (Linh & Phương, 2019). Với cách hiểu này, người ta phải dùng thuật ngữ dài hơn dé diễn tả là “giáo dục tích hợp STEM”. - Giáo duc STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liền ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên.
Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiền, phương pháp dạy học theo quan điểm dạy học định hướng hành động (Quang, 2017). Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và trién khai theo những cách khác nhau. Do đó, nhằm mục đích thống nhất về cách hiểu đôi với giáo dục STEM tại Việt Nam, Bộ Giáo dục & Dao tao đã trình bay trong chương trình tông thê 2018 như sau: “Giáo dục STEM: là mô hình giáo duc dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán 17 học vào giải quyết một số vấn đề thực tiền trong bối cảnh cụ thể” (Bộ Giáo duc và Đào tạo. nhằm mục đích hướng dẫn trién khai giáo dục STEM tại các trường phd thông một cách hiệu qua, công văn 3089 đã được Bộ Giáo dục & Đảo tạo ban hành.
trong công văn dé cập vẻ giáo dục STEM như sau: “Mô hình giáo due STEM là mot phương thức giáo duc nhằm trang bị cho HS những kiến thức khoa học gắn liên với ứng dụng của chúng trong thực tiển " (Bộ giáo duc va Đảo tạo, 2020). nhóm tác giả có thé hiểu giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS trang bị những kiến thức về khoa học, công nghệ, kĩ thuật. HS có thé áp dụng các kiến thức này vào việc giải quyết một số van dé thực tiễn trong bối cảnh cụ thé. Tùy thuộc vào bồi cảnh của từng quốc gia, mô hình giáo dục STEM sẽ có những mục tiêu khác nhau.
Đưới góc độ giáo dục và vận dụng mô hình giáo dục STEM trong bối cảnh Việt Nam, mục tiêu của giáo dục STEM bao gồm (Nga et al., 2017): - Phát triển các năng lực đặc thà của các môn học thuộc vẻ STEM cho HS: có thẻ hiểu là phát triển những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ. Kĩ thuật và Toán học cho HS. Trong do, HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học dé giải quyết các van đề thực tiễn. HS biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ.
HS biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. - Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: có thé hiểu là giáo dục STEM có thé giúp HS chuẩn bị cho những cơ hội cũng như thách thức trong nên kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 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, cũng như những năng lực: GQVĐ và sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, tự chủ và tự học. - Định hướng nghề nghiệp cho HS: có thé hiểu là giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nên tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghé nghiệp trong tương lai của HS.
Từ đó, góp phan xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chat tốt, đặc biệt 18 là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triên đất nước. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM Tùy thuộc vào đặc thù cua từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường, các giáo viên có the lựa chọn 1 trong 3 hình thức tô chức giáo dục STEM như sau (Bộ giáo dục va Dao tạo, 2020): I. Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM Đây là hình thức tổ chức giáo đục STEM chai yếu trong nhà trường trung học. GV có thê thiết kế các bài học STEM trong quá trình day các môn học thuộc CTGDPT 2018 theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc liên môn.
Nội dung của bài học STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần theo đúng thời lượng quy định của các môn học trong chương trình. Do đó, hình thức giáo dục STEM nay sẽ không làm phát sinh thêm thời gian học tập tại lớp của HS. Bên cạnh đó, đối với hình thức này HS sẽ được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập đẻ nghiên cứu kiến thức và vận dụng các kiến thức này thông qua các hoạt động học tập, đưới sự hướng dẫn của GV. Các tiêu chí GV cần đảm bảo khi xây dựng bài học STEM (Bộ Giáo dục và Đảo tạo, 2019): - Tiêu chí 1: Chủ đẻ bài học STEM tập trung vào các van dé của thực tiễn.
- Tiêu chí 2: Cau trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế ki thuật. - Tiêu chí 3: Phương pháp day học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hanh động và trai nghiệm sản phẩm. - Tiêu chí 4: Hình thức tô chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo. ~ Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học.
- Tiêu chí 6: Tiến trình bài hoc STEM tính đến có nhiều đáp án đúng va coi sự thất bại như là một phan can thiét trong hoc tap. Té chức hoạt động trai nghiệm STEM 19 Hoạt động trai nghiệm STEM có thê 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 HS một cách tự nguyện. 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 thẻ, mô tả rõ mục đích, yêu cau, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết qua.
Hoạt động trải nghiệm STEM cần wu tiên những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nỗi ở mức vận dụng (thiết kế. thảo luận và chỉnh sửa) của các hoạt động trong bài học STEM theo kế hoạch đạy học của nhà trường. Bên cạnh đó, nhà trường cần tăng cường sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học. cơ sở nghiên cứu,.
dé có thé tô chức hoạt động trải nghiệm STEM một cách có hiệu quả và phù hợp với quy định hiện hành. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Thông qua quá trình tô chức dạy học các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM, GV phát hiện các HS có năng khiếu đề bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi HS tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. Hoạt động này dành cho những HS có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, ki thuật giải quyết các vẫn đẻ thực tiễn. Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật có thê được thực hiện đưới dang một dé tài dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm, đưới sự hướng dan của GV hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp.