Tài Liệu Tập Huấn Giáo Dục STEM Cấp Trung Học Phổ Thông

Tài liệu tập huấn giáo dục STEM cấp trung học phổ thông 2022 được xây dựng nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng cho… 138 trang · Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo · 2022.

• Trường học: Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo
• Chuyên ngành: Giáo dục STEM
• Đề tài: Hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM cấp Trung học phổ thông
• Loại tài liệu: Tài liệu tập huấn
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM
• 1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM
• 1.1.1. Thuật ngữ STEM
• 1.1.2. Khoa học – Kĩ thuật – Công nghệ – Toán học
• 1.1.2.1. Khoa học
• 1.1.2.2. Kĩ thuật
• 1.1.2.3. Công nghệ
• 1.1.2.4. Toán học
• 1.1.3. Giáo dục STEM
• 1.2. GIÁO DỤC STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018
• 1.2.1. Định hướng giáo dục STEM trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018
• 1.2.2. Giáo dục STEM trong một số môn học thuộc lĩnh vực STEM cấp THPT
• 1.3. CƠ SỞ THIẾT KẾ, TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM
• 1.3.1. Chu trình STEM
• 1.3.2. Quy trình thiết kế kĩ thuật
• 1.3.3. Phương pháp khoa học
• 1.4. MỘT SỐ HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM
• 1.4.1. Dạy học các môn khoa học theo bài dạy STEM
• 1.4.2. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM
• 1.4.3. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN BÀI DẠY STEM
• 2.1. QUY TRÌNH XÂY DỰNG BÀI DẠY STEM
• 2.1.1. Lựa chọn nội dung dạy học
• 2.1.2. Xác định vấn đề cần giải quyết
• 2.1.3. Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề
• 2.1.4. Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
• 2.2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
• 2.2.1. Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo
• 2.2.2. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế
• 2.2.3. Lựa chọn giải pháp thiết kế
• 2.2.4. Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
• 2.2.5. Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
• 2.3. ĐÁNH GIÁ BÀI DẠY STEM
• 2.3.1. Khái quát về đánh giá bài dạy STEM
• 2.3.2. Một số định hướng đánh giá bài dạy STEM theo Công văn số 5555/BGDĐT–GDTrH
• 2.4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP
• 2.4.1. Định hướng chung
• 2.4.2. Đánh giá trong dạy học bài dạy STEM
• 2.5. CÂU HỎI, BÀI TẬP CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: MINH HỌA MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM CẤP THPT
• 3.1. HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC
• 3.2. LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO: ĐỊNH LUẬT HOOKE
• 3.3. XE THẾ NĂNG
• 3.4. XU HƯỚNG BIẾN ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ TRONG MỘT CHU KÌ VÀ TRONG MỘT NHÓM
• 3.5. PHÂN GIẢI VÀ TỔNG HỢP CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT VÀ ỨNG DỤNG
• 3.6. TÁCH, CHIẾT ENZYMEE CATALAZSE TỪ LÁ CÂY
• 3.7. THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT CÓ NGUỒN GỐC SINH HỌC
• 3.8. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO GIÁ ĐỰNG ĐỒ TIỆN ÍCH ĐỂ TRÊN BÀN HỌC
• 3.9. THIẾT KẾ POSTER
• LỜI GIỚI THIỆU

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tài Liệu Tập Huấn Giáo Dục STEM Cấp Trung Học Phổ Thông 2022

Tài liệu tập huấn giáo dục STEM cấp trung học phổ thông 2022 được xây dựng nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng cho giáo viên và cán bộ quản lý trong việc triển khai giáo dục STEM. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành cụ thể, giúp giáo viên thiết kế bài dạy STEM hiệu quả. Việc áp dụng giáo dục STEM trong trường học không chỉ giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy phản biện mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề.

1.1. Mục Tiêu Của Tài Liệu Tập Huấn Giáo Dục STEM

Mục tiêu chính của tài liệu là trang bị cho giáo viên những kiến thức và kỹ năng cần thiết để thiết kế và thực hiện các bài dạy STEM. Tài liệu cũng nhằm nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của giáo dục STEM trong việc phát triển năng lực cho học sinh.

1.2. Nội Dung Chính Của Tài Liệu Tập Huấn

Nội dung tài liệu bao gồm các khái niệm cơ bản về giáo dục STEM, phương pháp giảng dạy, và các hình thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM. Tài liệu cũng cung cấp các ví dụ minh họa cụ thể để giáo viên có thể áp dụng vào thực tế giảng dạy.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Giáo Dục STEM Hiện Nay

Mặc dù giáo dục STEM đã được triển khai rộng rãi, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải vượt qua. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự thiếu hụt nguồn lực và cơ sở vật chất cho việc giảng dạy STEM. Ngoài ra, việc đào tạo giáo viên cũng gặp khó khăn do thiếu các chương trình tập huấn chuyên sâu.

2.1. Thiếu Hụt Nguồn Lực Và Cơ Sở Vật Chất

Nhiều trường học vẫn chưa có đủ trang thiết bị và tài liệu cần thiết để triển khai giáo dục STEM. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng giảng dạy và học tập của học sinh.

2.2. Đào Tạo Giáo Viên Chưa Đầy Đủ

Việc đào tạo giáo viên về giáo dục STEM còn hạn chế, dẫn đến việc giáo viên không tự tin trong việc áp dụng các phương pháp giảng dạy mới. Cần có các chương trình tập huấn thường xuyên để nâng cao năng lực cho giáo viên.

III. Phương Pháp Giảng Dạy STEM Hiệu Quả Cho Giáo Viên

Để giảng dạy STEM hiệu quả, giáo viên cần áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực, khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình học tập. Các phương pháp như học dựa trên dự án, học trải nghiệm và học hợp tác là những cách tiếp cận hiệu quả.

3.1. Học Dựa Trên Dự Án

Phương pháp học dựa trên dự án giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện. Giáo viên có thể thiết kế các dự án liên quan đến các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống.

3.2. Học Trải Nghiệm

Học trải nghiệm cho phép học sinh tham gia vào các hoạt động thực tế, giúp họ hiểu rõ hơn về các khái niệm STEM. Các hoạt động như thí nghiệm, thực hành và tham quan thực tế là những ví dụ điển hình.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Giáo Dục STEM Trong Trường Học

Giáo dục STEM không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn cần được áp dụng vào thực tiễn. Việc tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM trong trường học giúp học sinh phát triển kỹ năng và kiến thức một cách toàn diện.

4.1. Tổ Chức Hoạt Động Trải Nghiệm STEM

Các hoạt động trải nghiệm STEM có thể bao gồm các buổi thí nghiệm, hội thảo, và các cuộc thi khoa học. Những hoạt động này không chỉ giúp học sinh áp dụng kiến thức mà còn khuyến khích sự sáng tạo.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Về Giáo Dục STEM

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng giáo dục STEM giúp học sinh cải thiện kỹ năng tư duy phản biện và khả năng làm việc nhóm. Những kết quả này cho thấy tầm quan trọng của giáo dục STEM trong việc chuẩn bị cho học sinh vào tương lai.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Giáo Dục STEM Tại Việt Nam

Giáo dục STEM đang ngày càng trở thành một phần quan trọng trong chương trình giáo dục phổ thông tại Việt Nam. Tương lai của giáo dục STEM phụ thuộc vào việc cải thiện cơ sở vật chất, đào tạo giáo viên và nâng cao nhận thức của xã hội về tầm quan trọng của STEM.

5.1. Cải Thiện Cơ Sở Vật Chất

Để giáo dục STEM phát triển bền vững, cần đầu tư vào cơ sở vật chất và trang thiết bị cho các trường học. Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc giảng dạy và học tập.

5.2. Đào Tạo Giáo Viên Chuyên Sâu

Cần có các chương trình đào tạo giáo viên chuyên sâu về giáo dục STEM để nâng cao năng lực giảng dạy. Việc này sẽ giúp giáo viên tự tin hơn trong việc áp dụng các phương pháp giảng dạy mới.

Nội dung chính

TỔNG QUAN HỌC THUẬT VÀ HƯỚNG DẪN GIẢNG DẠY: TÀI LIỆU TẬP HUẤN GIÁO DỤC STEM CẤP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (2022)

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Tài liệu "Hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM cấp Trung học phổ thông" được biên soạn năm 2022 bởi Chương trình Phát triển Giáo dục Trung học Giai đoạn 2 thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo. Trong hệ thống đào tạo đại học và sau đại học khối ngành Sư phạm, tài liệu đóng vai trò là giáo trình chuyên đề thuộc học phần Lí luận và Phương pháp dạy học các môn Khoa học tự nhiên, Toán học, Công nghệ và Tin học, đồng thời phục vụ công tác bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm cho đội ngũ cán bộ quản lý và giáo viên trung học phổ thông (THPT).

Về mặt căn cứ pháp lý và chiến lược, tài liệu cụ thể hóa Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, đồng thời đồng bộ với hệ thống văn bản hướng dẫn chuyên môn của Bộ Giáo dục và Đào tạo gồm Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH (về việc triển khai giáo dục STEM trong giáo dục trung học), Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH (về xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch giáo dục) và Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH (về tiêu chí đánh giá bài dạy).

Mục tiêu học tập của tài liệu tập trung vào:

1. Hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học;
2. Phân tích định hướng tích hợp giáo dục STEM trong Chương trình Giáo dục phổ thông (GDPT) 2018;
3. Phát triển năng lực thiết kế tiến trình bài học theo quy trình thiết kế kĩ thuật;
4. Nâng cao kỹ năng tổ chức các hoạt động trải nghiệm và hướng dẫn nghiên cứu khoa học, kĩ thuật cấp trung học.

Tài liệu được cấu trúc thành ba phần chính: cơ sở lý luận, phương pháp thiết kế bài dạy và hệ thống giáo án thực nghiệm minh họa. Điểm đặc thù của tài liệu là cách tiếp cận tích hợp liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn, chuyển dịch từ truyền thụ lý thuyết sang tổ chức hoạt động học định hướng sản phẩm.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc tài liệu được tổ chức theo tính logic nâng cao dần từ lý thuyết tổng quan, quy trình phương pháp luận đến thực nghiệm minh họa:

• Chương 1: Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM

  • Hệ thống khái niệm: Phân tích thuật ngữ STEM, phân định nội hàm bốn thành tố Khoa học (Science - khoa học vật chất và khoa học sự sống), Kĩ thuật (Engineering - ứng dụng nguyên lý giải quyết vấn đề), Công nghệ (Technology - tri thức hệ thống theo định nghĩa của UNESCO), và Toán học (Mathematics - mô hình hóa cấu trúc và số liệu).
  • STEM trong Chương trình GDPT 2018: Phân tích cấu trúc mạch nội dung, mục tiêu và chuyên đề học tập của từng môn học (Toán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ định hướng công nghiệp/nông nghiệp, Tin học với hai nhánh ICT và CS).
  • Cơ sở thiết kế: Phân tích chu trình STEM (mô hình tương tác xoáy ốc giữa Tri thức khoa học và Công nghệ thông qua Kĩ thuật và Toán học), phương pháp khoa học (Scientific Method) và quy trình thiết kế kĩ thuật (Engineering Design Process).
  • Hình thức tổ chức: 3 hình thức gồm bài dạy STEM chính khóa, hoạt động trải nghiệm (Câu lạc bộ STEM, Ngày hội STEM), và hoạt động nghiên cứu khoa học - kĩ thuật (dự án kĩ thuật, dự án khoa học chuẩn bị cho các cuộc thi học sinh giỏi KHKT quốc gia và quốc tế Intel ISEF).

• Chương 2: Xây dựng và thực hiện bài dạy STEM

  • Quy trình xây dựng 4 bước: (1) Lựa chọn nội dung dạy học từ thực tiễn môi trường, đời sống, sản xuất, học liệu; (2) Xác định vấn đề cần giải quyết; (3) Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp; (4) Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học.
  • Cấu trúc tiến trình dạy học 5 hoạt động: (1) Xác định vấn đề thiết kế/chế tạo; (2) Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp; (3) Lựa chọn giải pháp thiết kế; (4) Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá; (5) Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh.
  • Phương pháp đánh giá: Đánh giá bài dạy theo khung Công văn 5555/BGDĐT-GDTrH và định hướng đánh giá năng lực người học qua rubric và sản phẩm học tập. Hệ thống câu hỏi và bài tập chương gồm 8 câu hỏi tự luận tổng hợp (trang 67).

• Chương 3: Minh họa một số kế hoạch bài dạy STEM cấp THPT Giới thiệu 9 kế hoạch bài dạy minh họa chi tiết cho từng môn học:

  • Môn Toán: Hệ thức lượng trong tam giác.
  • Môn Vật lí: Lực đàn hồi của lò xo: Định luật Hooke; Xe thế năng.
  • Môn Hóa học: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm.
  • Môn Sinh học: Phân giải và tổng hợp các chất ở vi sinh vật và ứng dụng; Tách, chiết enzyme catalase từ lá cây; Thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học.
  • Môn Công nghệ/Tin học/Đa môn: Thiết kế và chế tạo giá đựng đồ tiện ích để trên bàn học; Thiết kế Poster.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Tài liệu thiết lập hệ thống nguyên lý nền tảng bao gồm:

• Mô hình Chu trình STEM: Biểu diễn mối quan hệ hai chiều giữa Khoa học (sử dụng phương pháp khoa học để tạo ra tri thức từ công nghệ hiện có) và Kĩ thuật (sử dụng toán học và tri thức khoa học để sáng tạo ra công nghệ mới).
• Quy chuẩn thiết kế kĩ thuật: Cung cấp khung năng lực thiết kế gồm phân tích bối cảnh, giới hạn nguồn lực, thử nghiệm lặp và tối ưu hóa giải pháp.
• Phương pháp nghiên cứu khoa học: Chuẩn hóa quy trình 12 bước triển khai dự án nghiên cứu cho học sinh THPT, hệ thống hồ sơ nghiên cứu (Phiếu 1, Phiếu 1A, Phiếu 1B, kế hoạch nghiên cứu, sổ tay khoa học, báo cáo toàn văn, poster tóm tắt).

Kỹ năng phát triển

Tài liệu định hướng phát triển các nhóm kỹ năng nghề nghiệp và kỹ năng sư phạm:

• Kỹ năng thiết kế sư phạm: Kỹ năng phân tích Chương trình GDPT 2018 để xác định nội dung liên môn; kỹ năng cụ thể hóa mục tiêu học tập thành tiêu chí kỹ thuật của sản phẩm; kỹ năng thiết kế giáo án 5 hoạt động tích hợp.
• Kỹ năng quản lý và tổ chức nghiên cứu: Kỹ năng xây dựng tiêu chí đánh giá (rubric) định lượng và định tính; kỹ năng quản lý hoạt động câu lạc bộ, tổ chức ngày hội STEM; kỹ năng hướng dẫn học sinh vận hành Sổ tay khoa học và xử lý số liệu thực nghiệm.
• Kỹ năng công nghệ và thực hành: Khả năng phân tích mạch chuyên đề ứng dụng như CAD/CAM-CNC, in 3D, hệ thống nhúng, vi sinh vật, chiết tách hóa sinh.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach)

Tài liệu áp dụng phương pháp tiếp cận dạy học dựa trên thiết kế kĩ thuật (Design-based learning) và dạy học giải quyết vấn đề (Problem-based learning). Hoạt động nhận thức của người học được tổ chức gắn liền với bối cảnh thực tiễn, coi sản phẩm kĩ thuật (bản vẽ thiết kế, nguyên mẫu chế tạo, quy trình công nghệ) là phương tiện để hình thành và củng cố kiến thức khoa học.

Cấu trúc tiến trình dạy học và bài tập

Tiến trình dạy học trong bài dạy STEM được chuẩn hóa thành chuỗi 5 hoạt động:

1. Hoạt động 1 (Xác định vấn đề): Giáo viên giao nhiệm vụ thông qua tình huống có vấn đề trong đời sống/sản xuất, làm rõ tiêu chí kỹ thuật của sản phẩm.
2. Hoạt động 2 (Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp): Học sinh tự học, nghiên cứu lý thuyết trong sách giáo khoa kết hợp thực nghiệm để phác thảo các phương án thiết kế.
3. Hoạt động 3 (Lựa chọn giải pháp): Học sinh trình bày bản thiết kế, bảo vệ giải pháp trước tập thể lớp, giáo viên tổ chức thảo luận và góp ý.
4. Hoạt động 4 (Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá): Học sinh gia công sản phẩm, chạy thử nghiệm, thu thập dữ liệu và hiệu chỉnh sai số.
5. Hoạt động 5 (Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh): Báo cáo sản phẩm cuối cùng, đối chiếu với tiêu chí ban đầu và đề xuất hướng cải tiến.

Phương pháp đánh giá (Assessment methods)

Phương pháp kiểm tra đánh giá được xây dựng dựa trên Công văn 5555/BGDĐT-GDTrH, chuyển dịch trọng tâm sang đánh giá quá trình và đánh giá theo năng lực:

• Đánh giá kế hoạch và tài liệu dạy học của giáo viên (mức độ rõ ràng của mục tiêu, tiến trình, thiết bị).
• Đánh giá hoạt động học của học sinh (mức độ chủ động, khả năng làm việc nhóm, kỹ năng lập luận khoa học).
• Đánh giá sản phẩm học tập thông qua bảng kiểm (checklist), thang đo rubric đối với bản thiết kế kỹ thuật, sổ tay khoa học và nguyên mẫu sản phẩm.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Tài liệu thể hiện các điểm cập nhật quan trọng so với các tài liệu bồi dưỡng phương pháp giảng dạy truyền thống:

• Tích hợp sâu Chương trình GDPT 2018: Tài liệu phân tích cụ thể định hướng giáo dục STEM trong từng môn học cấp THPT (Toán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học), chỉ rõ các mạch kiến thức cốt lõi và hệ thống các chuyên đề học tập lựa chọn (như Công nghệ CAD/CAM, Hệ thống nhúng, Khoa học máy tính, Hóa học trong phòng chống cháy nổ, Công nghệ enzyme).
• Quy chuẩn hóa cấu trúc bài dạy: Khác với việc tiếp cận STEM mang tính tự phát, tài liệu chuẩn hóa cấu trúc 5 hoạt động dạy học tương ứng chặt chẽ với quy trình thiết kế kĩ thuật, tạo tính đồng bộ với mẫu kế hoạch bài dạy theo Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH.
• Chuẩn hóa nghiên cứu khoa học học sinh: Cung cấp quy trình 12 bước chi tiết cùng hệ thống mẫu biểu phục vụ hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học theo tiêu chuẩn các cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia và quốc tế (Intel ISEF), bao gồm quy định quản lý Sổ tay khoa học 4 phần và các phiếu phê duyệt an toàn sinh học, môi trường.
• Tính ứng dụng thực tiễn của giáo án: Hệ thống bài học minh họa ở Chương 3 (như Xe thế năng, Tách chiết enzyme catalase từ lá cây, Chế tạo giá đựng đồ tiện ích) thể hiện rõ mối liên hệ giữa lý thuyết phổ thông và vật liệu tái chế hoặc trang thiết bị thí nghiệm sẵn có tại các nhà trường.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

• Sinh viên đại học và học viên cao học: Sinh viên các ngành Sư phạm Toán học, Sư phạm Vật lí, Sư phạm Hóa học, Sư phạm Sinh học, Sư phạm Công nghệ và Sư phạm Tin học; học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học. Tài liệu cung cấp cơ sở phương pháp luận để xây dựng khóa luận tốt nghiệp, luận văn thạc sĩ và thiết kế bài giảng kiến tập/thực tập sư phạm.
• Cán bộ quản lý và giáo viên phổ thông: Cán bộ quản lý trường THPT, tổ trưởng/nhóm trưởng chuyên môn và giáo viên trực tiếp giảng dạy các môn khoa học, công nghệ, toán học sử dụng để xây dựng kế hoạch giáo dục nhà trường, sinh hoạt chuyên môn theo chuyên đề STEM và bồi dưỡng dự án thi khoa học kĩ thuật.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần nắm vững kiến thức chuyên ngành môn học phụ trách ở trình độ đại học/cử nhân; có hiểu biết về lý luận dạy học đại cương; đã nắm rõ mục tiêu, yêu cầu cần đạt và cấu trúc của Chương trình GDPT 2018.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?
Tài liệu phù hợp cho sinh viên, học viên sau đại học khối ngành Sư phạm, cán bộ quản lý giáo dục trung học, tổ trưởng chuyên môn và giáo viên giảng dạy các môn Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học và Toán học cấp THPT.

2. Cần kiến thức nền nào để học?
Người học cần có kiến thức cơ bản về khoa học chuyên ngành, lý luận dạy học, hiểu biết tổng quan về Chương trình GDPT 2018 và các văn bản chỉ đạo chuyên môn của Bộ Giáo dục và Đào tạo (Công văn 3089, 5512, 5555).

3. Điểm khác biệt của tài liệu này so với tài liệu phương pháp dạy học truyền thống?
Tài liệu tập trung vào tích hợp liên môn và quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP) thay vì giảng dạy đơn môn; cấu trúc bài học định hướng tạo ra sản phẩm cụ thể nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn, gắn liền với việc phân tích chuyên sâu các mạch nội dung Chương trình 2018.

4. Làm sao để tự học và ứng dụng tài liệu hiệu quả?
Người học nên nghiên cứu phần lý luận ở Chương 1 để hiểu bản chất chu trình STEM; nắm vững 4 bước xây dựng và tiến trình 5 hoạt động ở Chương 2; sau đó phân tích các kế hoạch bài dạy ở Chương 3 để vận dụng thiết kế bài dạy mới phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất thực tế.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?
Tài liệu liên kết trực tiếp với các văn bản quy phạm kỹ thuật sư phạm của Bộ Giáo dục và Đào tạo gồm Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH, Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH, Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH và Chương trình môn học tổng thể/chuyên ngành GDPT 2018.

---

Kết luận (150 từ)

Tài liệu "Hướng dẫn xây dựng kế hoạch bài dạy STEM cấp Trung học phổ thông" (2022) xác lập khung lý thuyết và hướng dẫn kỹ thuật sư phạm về triển khai giáo dục STEM trong trường trung học. Bằng việc phân tích mối tương quan giữa Chu trình STEM, Phương pháp khoa học và Quy trình thiết kế kĩ thuật, tài liệu cung cấp giải pháp chuyển hóa các yêu cầu cần đạt của Chương trình GDPT 2018 thành các hoạt động học tập thực nghiệm có tính ứng dụng.

Lộ trình học tập đề xuất: (1) Nghiên cứu nền tảng lý thuyết và định hướng môn học tại Chương 1; (2) Thực hành quy trình thiết kế tiến trình 5 hoạt động và tiêu chí đánh giá tại Chương 2; (3) Phân tích, điều chỉnh và phát triển các bài dạy mẫu từ Chương 3 vào thực tế giảng dạy. Để mở rộng nghiên cứu, người học nên tham khảo thêm các chương trình môn học chi tiết và hướng dẫn tổ chức cuộc thi KHKT học sinh trung học hàng năm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu về điện tử học; dòng điện xoay chiều; một số ứng dụng vật lí trong chuẩn đoán y học; Vật lí lượng tử. Định hướng giáo dục STEM trong môn Vật lí Thúc đẩy và triển khai giáo dục STEM là một trong những ưu thế của môn Vật lí trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018 bao gồm: (1) Giáo dục vật lí qua giáo dục STEM giúp học sinh thấy được ý nghĩa và tầm quan trọng của môn học với thực tiễn. Cách làm này tăng cường hứng thú, sự quan tâm, thôi thúc học sinh chủ động học tập và làm việc hiệu quả. (2) Giáo dục vật lí thông qua giáo dục STEM, có ưu thế hình thành và phát triển các năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực thiết kế một cách tự nhiên, hợp lí, tránh sự gượng ép; (3) Giáo dục vật lí thông qua giáo dục STEM góp phần vào giáo dục hướng nghiệp, tạo cơ hội để học sinh tìm hiểu và xem xét các lĩnh vực nghề nghiệp theo nhiều góc độ, từ đó giúp học sinh có thêm các căn cứ để lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với bản thân thay vì lựa chọn cảm tính; (4) Giáo dục vật lí thông qua giáo dục STEM góp phần phát triển năng lực nghiên cứu theo chu trình khoa học và chu trình kĩ thuật một cách trọn vẹn.

Sản phẩm, quá trình công nghệ được tạo ra sau khi giáo dục môn Vật lí thông qua giáo dục STEM luôn mang tính tích hợp, có ý nghĩa thực tiễn, liên hệ chặt chẽ với toán học và các môn khoa học khác. Đặc điểm này là cơ sở để tăng cường giáo dục STEM ngay trong dạy học môn Vật lí dựa vào các hoạt động nghiên cứu theo quy trình khoa học, quy trình thiết kế kĩ thuật, hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật. Việc dạy học vật lí gắn với quá trình thực hiện bài học STEM tạo cơ hội mở cả về không gian và thời gian, tận dụng được sự hỗ trợ của cộng đồng, của hệ thống Internet. Giáo dục STEM trong giáo dục môn Vật lí được thực hiện thông qua dạy học các bài học, mạch nội dung, chuyên đề học tập từ tiểu học tới trung học như 18 chế tạo thiết bị nâng đồ nhờ hệ thống đòn bẩy thủy lực, chế tạo bơm tận dụng sức nước, xây dựng hệ thống lưu trữ điện mặt trời, xây dựng ngôi nhà tự làm mát, xây dựng bản hướng dẫn sử dụng các dụng cụ lao động sao cho hiệu quả, các dự án nghiên cứu thuộc các lĩnh vực kĩ thuật cơ khí, hệ thống nhúng, robot và máy thông minh.

Khi triển khai chương trình, giáo dục STEM trong dạy học môn Vật lí sẽ tiếp tục được mở rộng thông qua dạy học các bài học liên môn giữa các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Mục tiêu môn Hóa học Môn Hoá học hình thành, phát triển ở học sinh năng lực hoá học; đồng thời góp phần cùng các môn học, hoạt động giáo dục khác hình thành, phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung, đặc biệt là thế giới quan khoa học; hứng thú học tập, nghiên cứu; tính trung thực; thái độ tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân. Nội dung giáo dục môn Hóa học Trong chương trình môn Hóa học, nội dung cốt lõi xoay quanh ba mạch nội dung chính gồm kiến thức cơ sở hóa học chung, hóa học vô cơ, hóa học hữu cơ. Những nội dung này tất cả các học sinh chọn môn Hóa học trong các môn tự chọn đều phải học.

Bên cạnh nội dung giáo dục cốt lõi, trong mỗi năm học, những học sinh có thiên hướng khoa học tự nhiên, theo đặc điểm tâm sinh lí và hứng thú của bản thân, phù hợp với đặc điểm và điều kiện của mỗi địa phương có thể chọn học 3 chuyên đề học tập môn Hóa học. – Nội dung ở lớp 10: Với nội dung cốt lõi, học sinh nghiên cứu, khám phá chủ yếu kiến thức cơ sở hóa học chung thông qua các bài học về cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, liên kết hóa học, phản ứng oxi hóa khử, năng lượng hóa học, tốc độ phản ứng hóa học và một bài học hóa học vô cơ về nguyên tố nhóm VIIA; Với nội dung các chuyên đề gồm 3 chuyên đề là: Cơ sở hóa học, hóa học trong việc phòng chống cháy nổ, thực hành hóa học và công nghệ thông tin. – Nội dung ở lớp 11 đề cập tới: Kiến thức cơ sở hóa học chung, hóa học vô cơ và hóa học hữu cơ. Các bài học về kiến thức cơ sở hóa học chung gồm cân bằng 19 hóa học, đại cương hóa học hữu cơ.

Nitrogen và sulfur là bài học hóa học vô cơ mà học sinh được khám phá. Các bài học về kiến thức hóa học hữu cơ gồm hydrocarbon, dẫn xuất halogen – alcohol – phenol, hợp chất carbonyl (aldehyde – ketone) – carboxylic acid; Các chuyên đề học tập gồm phân bón, trải nghiệm và thực hành hóa học hữu cơ, dầu mỏ và chế biến dầu mỏ. – Nội dung ở lớp 12: Tiếp tục nghiên cứu hóa học hữu cơ gồm ester – lipid, carbohydrate, hợp chất chứa nitrogen, polymer; kiến thức cơ sở hóa học chung gồm pin điện và điện phân, đại cương về kim loại; các bài học hóa học vô cơ mà học sinh khám phá gồm nguyên tố nhóm IA và IIA, sơ lược về dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất và phức chất; Các chuyên đề học tập gồm cơ chế phản ứng trong hoá học hữu cơ, trải nghiệm, thực hành hoá học vô cơ và một số vấn đề cơ bản về phức chất. Các chuyên đề học tập môn Hóa học gồm: Cơ sở hóa học; một số vấn đề cơ bản về phức chất; cơ chế phản ứng trong hóa học hữu cơ; hóa học và công nghệ thông tin; trải nghiệm, thực hành hóa học hữu cơ; trải nghiệm, thực hành hóa học vô cơ; hóa học trong việc phòng chống cháy nổ; phân bón; dầu mỏ và chế biến dầu mỏ.

Định hướng giáo dục STEM trong môn Hóa học Để phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, giáo viên tạo cơ hội cho học sinh được đọc, tiếp cận, trình bày thông tin về những vấn đề thực tiễn cần đến kiến thức hoá học và đưa ra giải pháp. Giáo viên cần quan tâm rèn luyện các kĩ năng phát hiện vấn đề; lập kế hoạch nghiên cứu; giải quyết vấn đề (thu thập, trình bày thông tin, xử lí thông tin để rút ra kết luận); đánh giá kết quả giải quyết vấn đề; nêu giải pháp khắc phục, cải tiến; đồng thời kết hợp giáo dục STEM trong dạy học nhằm phát triển cho học sinh khả năng tích hợp các kiến thức, kĩ năng của các môn Toán, Công nghệ và Hoá học vào việc nghiên cứu giải quyết một số tình huống thực tiễn. Có sự tương đồng về phương pháp, hình thức tổ chức dạy học giữa dạy học hóa học và giáo dục STEM. Đó là chú trọng vào hoạt động, thực hành, trải nghiệm và định hướng sản phẩm.

Đây cũng là cơ sở để triển khai dạy học nhiều nội dung công nghệ tiếp cận STEM. Giáo dục STEM trong môn Hóa học được thực hiện thông qua dạy học các bài học, mạch nội dung, chuyên đề học tập. Khi triển khai chương trình, giáo dục STEM trong dạy học môn Hóa học sẽ tiếp tục được mở rộng thông qua dạy học các bài học liên môn giữa các môn học thuộc lĩnh vực STEM.4 Môn Sinh học a. Mục tiêu môn Sinh học Góp phần hình thành và phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu, năng lực chung.

Vừa phát triển các phẩm chất ở học sinh như tự tin, trung thực, khách quan, tình yêu thiên nhiên, tôn trọng và biết vận dụng các quy luật của tự nhiên, để từ đó biết ứng xử với thế giới tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; vừa phát triển năng lực sinh học, bao gồm năng lực nhận thức sinh học, năng lực tìm hiểu thế giới sống và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. Giúp học sinh tiếp tục tìm hiểu các khái niệm, quy luật sinh học làm cơ sở khoa học cho việc ứng dụng tiến bộ sinh học, nhất là tiến bộ của công nghệ sinh học vào thực tiễn đời sống; trên cơ sở đó học sinh định hướng được ngành nghề để tiếp tục học và phát triển sau trung học phổ thông. Cụ thể, thông qua các bài học: Sinh học tế bào; sinh học phân tử; sinh học vi sinh vật; sinh lí thực vật; sinh lí động vật; di truyền học; tiến hoá và sinh thái học cùng với các cụm chuyên đề, học sinh tìm hiểu được sâu hơn các tri thức sinh học cốt lõi, các phương pháp nghiên cứu và ứng dụng sinh học, các nguyên lí và quy trình công nghệ sinh học. Từ đó, học sinh có thể tự xác định được các ngành nghề phù hợp để lựa chọn học tiếp sau trung học phổ thông, đồng thời phát triển các năng lực chung và năng lực sinh học.

Nội dung giáo dục môn Sinh học Nội dung giáo dục môn Sinh học xoay quanh 10 mạch nội dung chính: giới thiệu khái quát chương trình sinh học; sinh học và sự phát triển bền vững; các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học; giới thiệu chung về các cấp độ tổ chức của thế giới sống; sinh học tế bào; sinh học vi sinh vật và virus; sinh học cơ thể; di truyền học; tiến hóa; sinh thái học và môi trường. Nội dung sinh học bao quát các cấp độ tổ chức sống gồm phân tử, tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã – hệ sinh thái, sinh quyển. Mỗi cấp độ tổ chức sống bao gồm cấu trúc, chức năng; mối quan hệ giữa cấu trúc, chức năng và môi trường sống. Từ kiến thức về các cấp độ tổ chức sống khái quát các đặc tính chung của thế giới sống là di truyền, biến dị và tiến hoá.

Thông qua các bài học nội dung sinh học, trình bày các thành tựu công nghệ sinh học trong chăn nuôi, trồng trọt, xử lí ô nhiễm môi trường, nông nghiệp và thực phẩm sạch; trong y – dược học.