MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Thời nay, với sự phát triển mạnh mẽ dồn dập nhƣ vũ bão của cuộc Cách mạng khoa học ĩ thuật thì giáo dục là nhân tố quan trọng tạo nên bƣớc tiến đột phá của khoa học công nghệ. Xã hội ngày nay đòi hỏi mỗi ngƣời chúng ta phải có năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề khéo léo, vừa có năng lực áp dụng kiến thức, kỹ năng về khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học để giải quyết những vấn đề thực tiễn đem lại hiệu quả cao nhất. Theo xu hƣớng phát triển của thời đại ngày nay yêu cầu ngành giáo dục cũng cần chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng và iến thức theo chuẩn toàn cầu.
Nhằm đáp ứng những nhu cầu của xã hội bắt buộc ngành giáo dục phải có sự chuyển mình đổi mới tích cực. Đổi mới phƣơng pháp, cách thức dạy học là một yêu cầu tất yếu trong sự nghiệp đổi mới giáo dục và đào tạo ở nƣớc ta nhằm đáp ứng bối cảnh của thời đại, nhu cầu phát triển đất nƣớc, nhu cầu phát triển nguồn nhân lực. Đây cũng là vấn đề cấp bách mà toàn ngành giáo dục xem là phƣơng châm để nâng cao chất lƣợng giáo dục và đào tạo. Đổi mới cách thức dạy học trong giáo dục phổ thông theo hƣớng hiện đại, chủ động, sáng tạo, vận dụng kiến thức, thay đổi tƣ duy, phát huy năng lực tự học và phát triển năng lực sáng tạo.
Mô hình giáo dục STEM là một trong những quan điểm giáo dục mới mang lại hiệu quả tích cực, phù hợp với yêu cầu thời đại và xu thế phát triển của đất nƣớc. Giáo dục STEM là một chƣơng trình giảng dạy giúp học sinh định hƣớng phát triển năng lực thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học. STEM trang bị cho học sinh những kiến thức, ĩ năng về các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (theo cách tiếp cận liên môn) để học sinh có thể áp dụng những kiến thức đó nhằm giải quyết các vấn đề trong cuộc sống. Thay cho phƣơng pháp dạy học truyền thống là dạy bốn môn học (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học) nhƣ các đối tƣợng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.
Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh đƣợc giáo viên đặt trƣớc một tình huống có vấn đề thực tiễn liên quan đến các kiến thức khoa học cần giải quyết. Học sinh phải tìm hiểu, nghiên cứu những kiến thức 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề đó và sử dụng chúng kết hợp năng lực sáng tạo để giải quyết vấn đề đặt ra. Từ đó giúp học sinh không chỉ hiểu biết xuông về kiến thức lý thuyết trên sách vở mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm hữu ích trong cuộc sống hằng ngày. Học sinh có thể phát huy tối đa t nh sáng tạo, phát triển kỹ năng cần thiết (kỹ năng hợp tác nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng phân tích, tổng hợp,…) để ứng dụng làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay.
Giáo dục STEM tạo nên những con ngƣời có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu công việc của thế kỷ 21, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia đồng thời tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa. STEM là một mô hình giáo dục hiện đại đã đƣợc triển khai tại các nƣớc Âu, Mỹ. Mô hình giáo dục STEM là một trong những cải cách giáo dục quan trọng giúp Mỹ tìm lại vị thế của mình. Nhƣng ở Việt Nam, STEM vẫn đang là một chƣơng trình há mới mẻ và chƣa đƣợc triển khai rộng rãi vì yêu cầu cao về sự sáng tạo dạy học tích hợp liên môn cùng cơ sở vật chất hiện đại để ứng dụng thực hành các dự án STEM.
Chúng ta đang dần tiếp cận với phƣơng pháp dạy học sáng tạo này và hoàn thiện nó phù hợp với môi trƣờng học tập và xây dựng nền tảng vững chắc cho sự nghiệp phát triển giáo dục trong tƣơng lai. Vì những lý do trên, em đã chọn đề tài “Thiết kế dạy học chủ đề STEM: Cối giã gạo bằng sức nƣớc” để làm đề tài nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp đại học của mình. Mục đích nghiên cứu Thiết kế dạy học chủ đề STEM „„Cối giã gạo bằng sức nƣớc” nhằm phát triển năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực hợp tác nhóm cho học sinh. 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM.
- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế dạy học chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc”. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế đƣợc tiến trình dạy học chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc” một cách thích hợp thì sẽ giúp học sinh phát triển năng lực hợp tác nhóm, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề qua đó nâng cao ết quả, chất lƣợng dạy học. 5 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu về lí luận và cách sử dụng mô hình giáo dục STEM. - Nghiên cứu quy trình thiết kế và tổ chức chủ đề STEM.
- Nghiên cứu cách thức thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc” - Đề xuất tiêu ch đánh giá biểu hiện năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác nhóm, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi học chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc”. 6 Phƣơng pháp nghiên cứu 6. Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu khái niệm, quy trình thiết kế và tổ chức chủ đề STEM. Nghiên cứu thực tiễn - Nghiên cứu thực tiễn về sử dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học ở trƣờng trung học phổ thông trong bài dạy học chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc”.
- Xin ý kiến giáo viên về tổ chức dạy học chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc”. 7 Đóng góp của đề tài 7 1 Đóng góp về mặt lí luận Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về khái niệm mô hình giáo dục STEM, thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM ở trƣờng trung học phổ thông. 7 Đóng góp về mặt thực tiễn Nghiên cứu tiến trình các bƣớc thiết kế và tổ chức dạy học theo chủ đề STEM “Cối giã gạo bằng sức nƣớc”. 8 Cấu t c khóa uận Cấu trúc khóa luận gồm ba chƣơng: 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.
CHƢƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “CỐI GIÃ GẠO BẰNG SỨC NƢỚC” CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1 1 Lí uận về giáo dục STEM t ong t ƣờng t ung học phổ thông 1. Khái niệm chung về giáo dục STEM a. Khái niệm giáo dục STEM Thuật ngữ STEM là cách viết ghép những chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science (khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Maths (Toán học) [3-tr. Thuật ngữ này lần đầu tiên đƣợc giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001.
STEM thể hiện mối quan hệ giữa Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học trong sự phát triển của khoa học - ĩ thuật. Trong giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với bốn môn học trên, đặc biệt là việc tích hợp bốn môn học thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tiễn nhằm nâng cao năng lực ngƣời học. Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA) đƣợc thành lập năm 1944 - là tổ chức uy tín trong lĩnh giáo dục khoa học trên thế giới đã đề xuất ra khái niệm giáo dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu nhƣ sau: "Giáo dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các hái niệm học thuật mang tính nguyên tắc đƣợc lồng ghép với các bài học trong thế 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 thể giúp kết nối giữa trƣờng học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới." (Tsupros, Kohler, & Hallinen, 2009) Giáo dục STEM về bản chất đƣợc hiểu là trang bị cho ngƣời 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 và kỹ năng đó phải đƣợc tích hợp, lồng ghép theo chủ đề và bổ trợ cho nhau nhằm giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý, lý thuyết đơn thuần trên sách vở mà còn có thể vận dụng 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com những kiến thức đó giải quyết vấn đề thực tiễn một cách hiệu quả và tạo ra đƣợc những sản phẩm có giá trị trong cuộc sống hằng ngày.
Trong đó với kỹ năng hoa học (Science), học sinh đƣợc trang bị kiến thức về Vật Lý, Sinh học, Hóa học, Khoa học trái đất. Mục tiêu nhằm thông qua giáo dục khoa học giúp học sinh có khả năng liên ết các kiến thức này vận dụng giải quyết các vấn đề trong thực tế. Kỹ năng công nghệ (Technology), học sinh đƣợc phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập đƣợc công nghệ, tạo cơ hội cho học sinh đƣợc hiểu về sự ảnh hƣởng và phát triển của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày. Kỹ năng ỹ thuật (Engineering), học sinh đƣợc trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tƣợng và hiểu đƣợc quy trình để làm ra nó.
Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng tổng hợp và liên kết để cân bằng các yếu tố liên quan (nhƣ hoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có đƣợc một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình, giúp cho những khái niệm liên quan cũng trở nên dễ hiểu hơn. Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.