CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THUC TIEN CUA GIÁO DỤC STEM VÀ NLGQVĐ CỦA HS TRONG DHVL.1 Giáo duc STEM 1. Khái niệm giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa hoc), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) va Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Giáo dục tích hợp STEM hay còn gọi tắt là giáo dục STEM là một khai niệm con của giáo dục tích hợp. Trong đó giáo dục STEM là một quan điểm giáo dục tích hợp các kiến thức S — Science (kiến thức khoa học), kiến thức T - Technology (kiến thức công nghệ).
kiến thức E — Engineer (kiến thức kĩ thuật và kiến thức M — Mathematic (kiến thức toán học) vào chung một bài học, một chủ dé hay một hoạt động trải nghiệm. Nguyễn Thanh Nga và các công sự cũng có quan điểm rất hay về ý tưởng liên môn của giáo dục STEM: “Gido duc STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ dé STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. "(Nguyễn Thanh Nga, 2017) Ngoài ra cũng có thé hiểu rang: giáo dục STEM là một phương thức giáo duc nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát trién cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế — xã hội. Nguyên tổng thông Mỹ Barrack Obama đã từng chia sẻ: “STEM còn hơn là một môn học, hay một bảng tuần hoàn hóa học.
Đó là một cách tiếp cận, một cách hiệu, một cách khám phá thế giới dé từ đó thay đôi nó. Nguyen, 2018) Một số tác giả nước ngoài cũng có nhiều cách định nghĩa giáo dục STEM: + Giáo dục STEM là cách tiếp cận các lĩnh vực khoa học và toán học bằng cách tích hợp công nghệ và kĩ thuật từ mẫu giáo đến lớp 12(Bybee, 2010b). + STEM là một cách học liên ngành theo phương pháp liên hệ các thực tiễn cuộc sông với các ngành khoa học. kĩ thuật và toán học(Hays Blaine Lantz, 2009).
+ STEM được hình thành từ 4 lĩnh vực: Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (ki thuật), Mathematics (toán hoc), trong đó Kĩ thuật và công nghệ được xem là yếu tố thứ yêu so với khoa học và toán học. Giáo dục STEM là tích hợp việc dạy va học các nội dung lí thuyết và thực hành các kiến thức về toán học và khoa học thông qua việc tích hợp các yếu tô kĩ thuật và công nghệ có liên quan(Johnson et al. Lợi ích của việc triển khai giáo duc STEM Một trong những van dé quan trong của giáo đục STEM là việc tiếp thu kiến thức và các kỹ năng thông qua việc giải quyết van dé với các tình huống thực tiễn. vì những lý do như nó giúp học sinh chuẩn bị cho cuộc sống thực và giải quyết các van dé thực tiễn trong cuộc sống và các van dé công việc.
bằng cách sử dụng kiến thức khoa học. công nghệ, kỹ thuật và toán học liên quan kiến thức và kỹ năng(Holmlund et al. Khi bàn về tầm quan trọng của khía cạnh xã hội của STEM, tác giả Kelley và Knowles(Kelley & Knowles, 2016) chỉ ra rằng một cộng đồng thực hành (Lave, 1991) là một yếu tô quan trọng trong việc tích hợp bốn lĩnh vực STEM trong học tap tại chỗ, vì học sinh có thê xây dựng sự hiểu biết bằng cách thê hiện và giải thích suy nghĩ của mình và sự hiểu biết phong phú bằng cách trao đổi các ý tưởng và giao tiếp với những người khác(Brown et al. Thông qua các hoạt động STEM, HS không những lĩnh hội được các kiến thức khoa học mà còn phát triển được các năng lực cần thiết.
phát triển tư duy sáng tạo. tư duy phê phán, khả năng giải quyết vấn dé,.(Nguyén Thanh Nga, 2018) Giáo dục STEM có những thé mạnh như: (1) Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vảo thực tiễn: (2) Giáo dục STEM dé cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết van dé cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huồng có van dé thực tiễn can giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học.
Dé giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan và sử dụng chúng đề giải quyết van đề đặt ra; (3) Giáo dục STEM đẻ cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiệu thực chất của các kiến thức được trang bị: phải biết cách mở rộng kiến thức: phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có van dé mà người học đang phải giải quyét(Linh et al. 2016) Lợi ich sâu xa hơn của giáo đục STEM là giáo dục STEM có thẻ giúp HS chiếm lĩnh các năng lực STEM và các kĩ năng thiết yếu dé theo đuôi các ngành nghề STEM cũng như giải quyết những thách thức lớn mà thé ki 21 đặt ra(Bybee, 2010a). Một số quy trình tổ chức STEM Ngày 14/08/2020, Bộ Giáo dục và Dao tạo đã ban hành công văn hướng dẫn số 3089 hướng dẫn tô chức và dạy học chủ dé STEM.
Trong đó có hướng dan một số quy trình tô chức STEM như quy trình khoa học (giúp HS chiếm lĩnh kiến thức mới). quy trình kỹ thuật (dé sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp (“công nghệ” mới) dé giải quyết van dé.), quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP) (được sử dụng như một phương tiện hợp lí, hiệu quả dé chính thức hoá việc phát triên các bài học STEM: bao gồm các bước sau: xác định van đè; xác định giải pháp; lựa chọn giải pháp; thực biện; đánh giá; chia sẻ. GV có thé sử dung EDP dựa trên các van đề và tìm giải pháp cho các van đề can giải quyết (Jeanne Hubelbank 2014)). Ngoài ra chúng chúng tôi còn tham khảo được một số quy trình tô chức STEM như sau: + Quy trình 5E: là quy trình dạy học tích hợp được giới thiệu vào khoảng 1980s, bao gồm 5 giai đoạn: Engagement: Exploration; Explaination; Elaboration; Evaluation.
Bybee & Scotter, 12 June 2006) + Quy trình 6E: là quy trình phát triển từ quy trình SE và phát triển mạnh yếu tố thiết kế ky thuật, mặc dù ở quy trình SE đã có nhưng còn chưa thực sự được quan tâm đúng mực nên quy trình 6E ra đời: quy trình này bao gồm 6E: Engage; Explore; Explain: Engineer; Enrich; Evaluate.(Burke, March 2014) + Quy trình 7E: là quy trinh cùng được phat trién từ quy trình SE, giai đoạn Enagement được tách ra thành 2 giai đoạn là Elicit và Engage và giai đoạn Evaluation được tách ra thành 2 giai đoạn đó là Evaluate và Extend.(Balta, 2016) + Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học: g6m 6 bước: đặt cầu hoi nghiên cứu; dé xuất giả thuyết; trải nghiệm; quan sát; phân tích; chia sẻ kết quả. Quy trình này dựa trên các câu hỏi, giả thuyết khoa học làm nên tảng cho quá trình nhận thức của học sinh. Quy trình này phù hợp với hình thức day học khoa học, nghiên cứu khoa học hay sinh hoạt câu lạc bộ.(TEEA), 29/06/2019) Theo chúng chúng tôi thì quy trình thiết kế kĩ thuật vẫn là một trong những quy trình tối ưu cho tô chức chủ dé “MO HINH HE THONG CHIEU SÁNG TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG CAM BIEN”. Chúng chúng tôi thay rằng các quy trình trên có một số nét tương đồng: rước hết, nhà giáo dục hay GV sẽ dan dit HS vào van đề cần giải quyết hay tình huỗng/bối cảnh dé HS nhận ra van dé can giải quyết.
tiếp theo là HS sẽ hoạt động nhóm và tập trung suy nghĩ dé tìm giải pháp bằng cách liên tưởng và vận dụng các kiến thức liên quan đến van dé; thứ hai. HS sẽ cùng nhau chia sẻ, thảo luận, phân tích, phản biện dé đưa ra đâu là phương án tôi ưu nhất rồi từ đó thiết kế và xây dựng ý tưởng đề thực hiện sản pham/giai pháp; thir ba: HS tham gia hoạt động mà GV tô chức dé áp dụng giải pháp/sán phẩm của mình vào van dé dé giải quyết van dé ban đầu đặt ra; cuối cùng, sau khi đã giải quyết được van đề thì GV va HS đã khái quát van đề cũng như tìm hiểu sâu hơn nhằm đưa ra giải pháp/sản phâm hiệu quả hơn. Một số kĩ thuật day học tích cực hỗ trợ giáo duc STEM 1. Kĩ thuật tô chức hoạt động theo nhóm Kĩ thuật “khăn trải bàn” là một hình thức tô chức tô chức hoạt động mang tính hợp tác kết hợp giữa hoạt động cá nhân và hoạt động nhóm nhằm kích thích, thúc day sự tham gia tích cực, tăng cường tính độc lập.
trách nhiệm của người học và phát trién mô hình có sự tương tác giữa người học với người học.(Bộ Giáo dục và Dao tạo, 2010) Trong kĩ thuật “khan trai ban” GV sẽ giao VD cho nhóm, các thành viên trong nhóm suy nghĩ và ghi ý kiến, đánh giá và lựa chọn của mình vào phần giấy của mình. Sau đó, cả nhóm tông hợp lại các ý kiến, thảo luận, đánh giá và lựa chọn ý kiến tốt nhất, thư kí ghi lại ý kiến chung của cả nhóm về VD mà GV giao vào chính giữa tờ giấy. Hình 1: Kĩ thuật Khăn túi bàn 1. Kĩ thuật tô chức hoạt động cá nhân Kĩ thuật KWL (K — Know.
W — Want to know, L - Learned) là kĩ thuật tổ chức dạy học giúp HS bắt đầu bằng việc động não tất cả những gì các em đã biết về chủ đề bài học; các thông tin này sẽ được các em ghi lại vào cột K. Sau đó các em nêu lên danh sách các câu hỏi về những điều muỗn biết thêm về chủ dé nay, danh sách này sẽ được ghi vào cột W. Trong quá trình nghiên cứu tài liệu và học tập, các em HS sé tự tra lời cho các câu hỏi đã ghi trong cột W, các thông tin nay sẽ được ghi nhận vào cột L.