Chương 1. Cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng giáo dục stem ở trường trung học phô thông nhằm phát trién năng lực sáng tạo của học sinh. Dạy học một số kiến thức thuộc mạch nội dung "từ trường” - môn Vật lí lớp 11 nhằm phát trién nang lực sáng tao của hoc sinh. Khao sat su pham II CHUONG 1.
CƠ SỞ LÍ LUẬN VE DAY HOC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DUC STEM Ở TRƯỜNG TRUNG HOC PHO THONG NHAM PHÁT TRIEN NĂNG LUC SÁNG TAO CUA HQC SINH 1. Day học định hướng giáo duc STEM ở trường trung học phổ thông 1. Thuật ngữ STEM STEM là một thuật ngữ viết tắt của các từ: Science (Khoa hoc), Technology (Công nghệ), Engineering (Ki thuật) và Math (Toán học). Trong phạm vi luận văn nay, giáo dục STEM được hiệu là mộ quan điểm day học, và chúng tôi sẽ tiếp cận giáo dục STEM theo quan điểm của Chương trình phô thông tong thé 2018: “Gide duc STEM là mô hình giáo duc dua trên cách tiếp can liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ.
kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vẫn dé thực tiễn trong boi cảnh cự thể” thông qua các hoạt động trải nghiệm, day học dự án, chủ đề. Trong mô hình dạy học STEM, các lĩnh vực Toán hoc, Công nghệ. Khoa học và Ki thuật có mối liên hệ chặt chế với nhau. Toán học và Công nghệ được sử dụng trong các quá trình nghiên cứu về Khoa học và Kĩ thuật, giúp con người tim hiểu vẻ thé giới, khám phá được những kiến thức mới.
sự phát triển và tiễn bộ trong Khoa học và Kĩ thuật có thé kích thích sự phát triển của Toán học và Công nghệ (Thornburg, 2008). Mai liên hệ giữa các lĩnh vực của STEM (Thornburg, 2008) 12 1. Khái niệm giáo dục STEM Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Các kiến thức kỹ năng này gọi là kỹ năng STEM phải được tích hợp, lồng ghép và bê trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn áp dụng dé thực hành và tạo ra những sản phẩm cho cuộc sống hàng ngày.
Tùy theo ngữ cảnh khác nhau mà thuật ngữ STEM được được hiệu như la các môn học hay các lĩnh vực. Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM là muốn nhân 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 gắn với thực tiễn dé năng cao năng lực cho người học. Trong ngữ cánh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.
Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tô chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. GO ngữ cảnh giáo dục và trên bình diện thé giới, STEM được hiéu với nghĩa là giáo dục STEM. Giáo dục STEM có một số cách hiểu khác nhau: + Hiệp hội các giáo viên day khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA) định nghĩa như sau: "Giáo dục STEM là 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 thé giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thé giúp kết nối giữa trường học, cộng dong, noi làm việc va các tô chức toàn cầu, dé từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thé cạnh tranh trong nền kinh kế mới". + Nhóm tác giá Tsupros N.
(2009) cho rằng: “Giáo duc 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. Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thẻ tạo nên một kết nói giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát trién những kĩ năng STEM va tăng kha năng cạnh tranh trong nên kinh tê mdi.” 13 + Tác giả Lê Xuân Quang (2017) cho rằng: *Giáo dục STEM là một quan điểm đạy học theo tiếp cận liên 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 tiễn, PPDH theo quan điểm day học định hướng hành động”. Như vậy, giáo dục STEM là một mô hình giáo dục được tích hop từ các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học trong một chu dé gắn liền với thực tiễn, với phương pháp dạy và học tích cực, chú trọng đến việc hoạt động nhóm và hoạt động cá nhân.
Từ đó, người học không chỉ hình thành và phát triển kiến thức mà còn nâng cao kỹ năng, thái độ của bản thân, tạo tiền đề cho người học có thẻ giải quyết các vẫn đề trong thể giới thực; hình thành được các năng lực cốt lõi cho người học suốt đời. Mục tiêu giáo đục STEM Theo Bộ Giáo dục va Dao tạo (2019), dưới góc độ giáo dục va van dụng trong bối cảnh Việt Nam, muc tiêu của giáo duc STEM được xác định theo 3 nội dung chính sau: - Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS: D6 là khả nang vận dụng 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 đề giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ.
HS biết về quy trình thiết kế kĩ thuật và chế tạo ra các san phẩm. - Phát triển các năng lực chung cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuân bị cho HS những cơ hội, cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thé ki 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. HS sẽ được phát triển năng lực giải quyết van đẻ và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.
- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tinh nền tang 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 năng lực, phẩm chat 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 dé STEM hướng tới giải quyết các vẫn dé trong thực tiễn Vận dụng kiến thức STEM đê giải quyết các van dé thực tiễn chính là mục tiêu của đạy học theo quan điểm giáo dục STEM. Do vậy, chủ đề STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết các vấn dé các tình huồng trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toản cầu.
- Chủ đề STEM phải hướng tới việc hoc sinh vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM dé giải quyết vẫn đề Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo ducSTEM, qua đó mới phat triển được những năng lực chuyên môn liên quan. - Chủ dé STEM định hướng thực hành Định hướng hành động là một tiêu chí của quan điểm giáo dục STEM nhằm hình thành và phát triển năng lực kết hợp lý thuyết và thực hành cho học sinh. Điều này sẽ giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bang cách xây dựng các bài giảng theo chủ dé và dựa trên thực hành, học sinh sẽ hiểu sâu về lý thuyết.
nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. - Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh l§ Trên thực tế có những chủ dé STEM vẫn có thê triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kỹ năng quan trọng trong thé kỉ 21, bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ được đặt vào môi trường thúc day các nhu cau giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát trién giải pháp.
Phân loại chủ đề STEM Theo Nguyễn Thanh Nga và cộng sự (2017) cho rằng: - Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết van dé + STEM đây đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực STEM dé giải quyết van dé. + STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề. - Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM + STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng 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.
Các sản pham STEM này thường đơn gián, chú dé giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phô thông. + STEM mé rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài chương trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó HS phải tự tìm hiểu và nghiên cứu. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
- Dựa vào mục đích dạy học + STEM day kiến thức mới: là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nỗi kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học (hoặc được học một phan). HS sẽ vừa giải quyết được van đề và vừa lĩnh hội được ti thức mới. + ŠTEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn.
Kiến thức lý thuyết được củng có và khắc sâu. Day học Vật lí theo định hướng STEM Tại Việt Nam, việc triển khai giáo dục STEM trong trường trình giảng dạy nhà trường đang được chú trọng quan tâm.