Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỀN ĐÈ TÀI 1. TONG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU 1. Giáo dục STEM trên thế giới Trong thời gian qua, nhiều nước trên thế giới chạy đua với các cuộc cách mạng công nghiệp và công nghệ cao.
Từ đó, giáo dục STEM được xem là một sự đỗi mới phủ hợp dé tạo ra nguôn nhân lực chất lượng cho mỗi quốc gia. Cụ thẻ, vào những năm cuối thé kỷ 20, tại Mĩ đã hình thành một xu hướng giáo dục mới mà các môn học có sự tích hợp với nhau đề từ đó học sinh dùng các kiến thức đã học đề giải quyết các bai tập dự án, các hoạt động trải nghiệm hay thực hành. Đến năm 2001, cum từ STEM lần đầu được giới thiệu bởi các nhà quản lý khoa học tại Quỹ Khoa học Quốắc gia Hoa Kỳ (NSF). Tổ chức trước đây đã sử dụng từ viết tắt SMET khi đề cập đến các lĩnh vực nghề nghiệp trong các ngành hoặc trong một chương trình giảng day tích hợp kiến thức và kĩ năng từ các lĩnh vực đó.
Tuy nhiên, vào năm 2001, nhà sinh vật học người Mỹ Judith Ramaley, khi đó là trợ lý giám đốc giáo đục và nhân sự tại NSF, đã sắp xép lại các từ dé tạo thành từ viết tắt STEM. Ké từ d6, chương trình giảng day tập trung vào STEM đã được mở rộng sang nhiều quốc gia ngoài Hoa Kỳ, với các chương trình được phát trién ở những nơi như Úc, Trung Quốc, Pháp, Hàn Quốc, Dai Loan và Vương quốc Anh. * Tại Mi Từ lich sử phat trién của STEM, Mĩ là nước đầu tiên khởi xướng nên giáo duc STEM và phát triển mạnh theo chiến địch "Educate to innovate" đo chính quyền Obama đưa ra vào năm 2009 nhằm mục đích thúc đây và truyền cảm hứng cho các học sinh xuất sắc trong các môn Toán, Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ (Nguyễn Văn Biên, 2021). * Tại Úc Năm 2015, Cơ quan báo cáo và Đánh giá cho Chương trình giảng day Úc năm 2015 đã đưa ra bản báo cáo có tựa đề "Chiến lược giáo dục trường học STEM quốc gia", trong báo cáo có nhắn mạnh ring "Việc đôi mới trọng tâm quốc gia về STEM trong giáo dục trường học là rất quan trọng dé đảm bảo rang tat cả thanh niên Uc được trang bị các kĩ năng và kiến thức STEM cần thiết".
* Tại Pháp Giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp học tại Pháp. Trong bậc Tiêu học, học sinh được học về Toán học, Khoa học tự nhiên và Công nghệ. Các hoạt động nghiên cứu khoa học đã thúc đây sự quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ. Học sinh được tiếp cận với giáo dục STEM ngay từ nhỏ, qua đó hình thành cho các em phát triển tư duy phê phán (Bộ Giáo dục và Dao tạo, 2019).
* Tại Canada Năm 2011, doanh nhân và nhả từ thiện người Canada, Seymour Schulich đã thành lập Học bông Lãnh đạo Schulich, trị giá 100 triệu đô la trong tông số học bông trị giá 60.000 đô la dành cho sinh viên bắt đầu học đại học trong chương trình STEM tại 20 cơ sở trên khắp Canada. Canada là nước đứng thứ 12 trong số l6 quốc gia ngang hàng về tỷ lệ sinh viên tốt nghiệp theo học các chương trình STEM, với 21,2%, một con số cao hơn Hoa Kỳ, nhưng thấp hơn Pháp, Đức và Áo. * Tại Singapore Dau năm 2014, nhằm khơi đậy niềm đam mê STEM của học sinh và làm phong phú thêm trải nghiệm học tập của sinh viên, Chương trình Đồi tác Công nghiệp (IPP) tạo cơ hội cho sinh viên tiếp xúc sớm với các ngành nghé liên quan đến STEM trong thế giới thực. Các chuyên gia chương trình giảng day và các nha giáo dục STEM của Trung tâm Khoa học đã hợp tác với các giáo viên dé cùng phát trién các bài học STEM, dao tạo giáo viên và đồng giảng day các bài hoc đó dé giúp học sinh tiếp xúc sớm và phát trién niềm yêu thích với STEM.
* Tại Trung Quốc Vào tháng 2 năm 2017, Bộ Giáo dục Trung Quốc tuyên bố sẽ chính thức bô sung giáo dục STEM vào chương trình giáng day ở bậc tiêu học, day là sự công nhận chính thức đầu tiên của chính phủ đối với giáo dục STEM. Sau đó, sự bùng nỗ của giáo dục STEM ở Trung Quốc được thúc đây bởi các chính sách khuyến khích của chính phủ, các sáng kiến của các trường học cũng như nhận thức của phụ huynh trong việc chuẩn bị cho con cái họ phát triển nhân cách và năng lực toan diện. Giáo dục STEM tại Việt Nam Tại Việt Nam, từ năm 2012, giáo dục STEM du nhập vào nước ta nhờ các công ty giáo đục tư nhân Việt Nam, cụ thẻ Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tô chức cuộc thi “Van dụng kiến thức liên môn dé giải quyết các tình huồng thực tiễn dành cho học sinh trung học” và cuộc thi “Day học theo chủ dé tích hợp dành cho giáo viên trung học”. Đặc biệt, cuộc thi “Khoa học kỹ thuật danh cho học sinh trung học” do Bộ Giáo dục và Dao tạo tô chức đành cho học sinh phô thông đã trở thành điểm sáng tích cực trong giáo dục định hướng năng lực.
Về cơ bản, đây là một hình thức của giáo dục STEM. Đến năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Liên minh STEM đã tô chức ngày hội STEM tại Wayback Machine lan đầu tiên, tiếp theo đó là nhiều sự kiện tương tự trên toàn quốc. Các cuộc thi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho học sinh hình thành những kỹ năng học tập và lao động trong thé kỷ 21 của Bộ Giáo dục và Dao tao, đó cũng là mục tiêu ma giáo dục STEM hướng tới. Đến năm 2017, trong chỉ thị số 16 của Thủ tướng Chính phủ đã nêu rd yêu cầu với Bộ Giáo dục và Đảo tao, cần "Thúc đây trién khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo đục phô thông; tô chức thí điểm tại một số trường phé thông ngay từ năm học 2017 — 2018.
Nâng cao năng lực nghiên cứu, giảng day trong các cơ sở giáo dục đại học; tang cường giáo dục những kĩ năng, kiến thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu câu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4". Đền nay, giáo dục STEM đã bước nào được phân lớn các giáo viên, phụ huynh và học sinh trong cả nước biết đến và tiếp cận được với phương pháp giáo dục này. Tuy nhiên, vẫn còn ton tại nhiều khoảng cách trong việc tiếp cận giữa học sinh thành phố vả nông thôn. Từ vẫn đẻ trên, nhiều đề tài nghiên cứu về nhưng phương pháp dạy học mới theo định hướng giáo dục STEM có tính hiệu quả và khả năng áp dụng rộng rãi, phù hợp với điều kiện của giáo dục Việt Nam được xây dựng và thực nghiệm ở nhiều môn, nhiều cấp học, ngành học khác nhau.
trong môn Sinh học. nhiều công trình nghiên cứu về xây dựng và tô chức các chủ đề STEM theo nhiều hình thức khác nhau nhằm phát triển năng lực, pham chat cho học sinh như: Năm 2018, Trần Thị Gái đã có nghiên cứu về đề tài “Thiét kế chủ dé giáo dục STEM trong dạy học phần "Chuyên hóa vật chất và năng lượng ở thực vật" Sinh học 11 - Trung học phô thông" va đưa ra được quy trình thiết kế chủ dé giáo dục STEM trong day học môn Sinh học chủ đề “Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo” với các sản pham du an gom: Phan bón sinh học - ban của mọi nha; Trường hoc xanh. Năm 2019, Phạm Thị Hồng Tú đã đăng trên Tạp chí Giáo dục về đẻ tài “Thiết kế va tô chức day học chủ đẻ “Sinh trưởng của vi sinh vat - Nhân giỗng nẵm mem” (Sinh học 10) theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh hệ giáo dục thường xuyên”. Nội dung chính của bai báo nói vé quy trình tô chức các hoạt động dạy va học của cả giáo viên và học viên qua đó tạo ra được quy trình sản xuất bánh men và sản phâm bánh men.
Năm 2019, Nguyễn Thị Thanh Huyền đã có nghiên cứu về "Xây dựng các hoạt động trải nghiệm trong day học "Sinh học cơ thé người” đẻ phát triển năng lực thẻ chất cho học sinh" dựa trên cơ sở các khái niệm, tác giả đã để xuất một số nguyên 10 tic, quy trinh thiết kế các hoạt động trải nghiệm trong dạy học phần sinh học cơ thê người cấp THCS và được minh họa cụ thé qua việc tô chức hoạt động trải nghiệm trong day học Chương Tuan hoàn (Sinh học 8). Năm 2020, Nguyễn Thị Hang với đẻ tài "Thiết kế và tô chức hoạt động học trải nghiệm trong dạy học chủ đề "Sinh trưởng va phat trién ở động vat" (Sinh học 11) theo định hướng giáo dục STEM" kết quả dé tài đã chứng minh bước đầu thay được vai trỏ của hoạt động học trải nghiệm STEM đối với sự phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của học sinh thông qua dự án Thiết kế bẫy bắt côn trùng và động vật gây hại và tạo sản phâm sinh học điệt côn trùng gây hại. Năm 2022, Lại Phương Liên đã có nghiên cứu đăng trên tạp chí Thiết bị giáo dục với tên đề tài "Thiết kế và tô chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học sinh học lớp 10, sinh học lớp 11 (trung học phô thông)" qua đó xây dựng được 7 chủ dé day học theo mô hình giáo dục STEM và thiết kế được 27 hoạt động giáo dục STEM thuộc 18 bai trong chương trình môn Sinh học lớp 10 và lớp 11, cụ thé như sau: Thiết kế thí nghiệm chứng minh vai trò điều hòa thân nhiệt của nước; sản xuất dầu lạc, dau mẻ ở hộ gia đình bằng dụng cụ đơn giản: Thiết kế và thuyết minh mô hình cau trúc xoắn kép của ADN: Thiết kế mô hình cấu trúc tế bào thực vật và tế bào động vật; Các nghiên cứu déu giới thiệu nguyên tắc, quy trình thiết kế và tô chức các hoạt động giáo dục, bài học STEM hay hoạt động trai nghiệm STEM có hiệu quả hình thành va phát triển năng lực của HS trong day học các chủ đề sinh học. Tuy nhiên, nghiên cứu xây dựng bài học STEM trong day học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở động vat” nhằm phát trién nang luc giai quyét van dé va sang tạo cho học sinh van chưa được dé cap.
CO SỞ LÍ LUẬN 1. STEM và giáo dục STEM 1.