Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2: Xây dựng các chuyên đề dạy học môn Vật lí theo STEM tại trường Nguyễn Du -Thanh Oai - Hà Nội. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Trên thế giới Mô hình giáo dục STEM được xuất hiện lần đầu tiên tại Mỹ, khi mà nền giáo dục của đất nước số 1 thế giới này đang có xu hướng đi xuống. Trong thế kỉ trước, Mỹ luôn được coi là quốc gia đi đầu trong ngành giáo dục hiện đại. Tuy nhiên, trong vài năm trở lại đây, nền giáo dục của Mỹ không hề có những bước đột phá, mà ngược lại ngày càng đi xuống một cách trầm trọng.
Học sinh Mỹ bộc lộ rõ sự yếu kém về kiến thức cũng như khả năng vận dụng vào thực tế trong khi đó Mỹ đang khan hiếm nguồn nhân lực chất lượng. Đứng trước hoàn cảnh suy giảm về trình độ Mỹ đã quyết định công cuộc cải cách giáo dục và STEM đã được ra đời. Đây là con đường phát triển tương lai và bền vững nhất của Mỹ. Sự thật thì STEM không hoàn toàn mới mà tiền thân của nó là METS.
Sau khi đổi tên tại hội nghị liên ngành về giáo dục khoa học được tổ chức bởi quỹ khoa học quốc gia Hoa Kì (NSF) thì nó đã được phổ biến hơn và mô hình giáo dục này được chú trọng và phát triển đầu tiên ở Mỹ. Chính vì sự phát triển và đổi mới này của Mỹ đã khiến nhiều nước phát triển trên thế giới tò mò và học tập theo. Điều làm cho giáo dục STEM trở nên phổ biến trên thế giới là khả năng xóa bỏ khoảng cách giữa kiến thức trên sách vở và ứng dụng thực tiễn. Giáo dục đi kèm với thực tế đã dần thay đổi so với giáo dục truyền thống gò bó và áp lực với học sinh - Điều mà cả thế giới đều đang cố gắng đạt được.
Hiện nay, hệ thống giáo dục STEM rất phổ biến tại các nước phát triển trên thế giới và đặc biệt là khu vực Bắc Mỹ. Ưu điểm của HS khi học theo giáo dục STEM về kiến thức khoa học, tư duy logic, khả năng sáng tạo và hiệu suất học tập, làm việc nhóm rất tốt. Bên cạnh đó tâm lý học tập thoải 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com mái, hứng thú và tự chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng phát triển cao. Giáo dục STEM sẽ rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn.
Một thống kê tại Mỹ cho thấy, từ năm 2004 đến năm 2014 các việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26% , gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác [4]. Trong giai đoạn 2010 - 2020, việc làm STEM có thể tăng đến 62% (gấp bốn lần tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác). Theo dự tính, vào năm 2030 máy tính sẽ thay thế 60% nghề nghiệp tương lai của con người, con người sẽ phải trang bị những kỹ năng kỹ thuật cần thiết để thích ứng. Hơn 1 tỷ đô la là số tiền Mỹ đã đầu tư cho chương trình giáo dục STEM mình.
Dự kiến sẽ đạt tới 4,32 tỷ đô la vào năm 2020. Đây quả thật là một khoản đầu tư chưa từng có trong ngành giáo dục tại Mỹ. Tầm quan trọng của STEM phổ biến khắp trên toàn thế giới với khả năng xóa bỏ khoảng cách giữa kiến thức lý thuyết và ứng dụng thực tiễn. Điều mà hầu hết các nền giáo dục đang tiến tới.
Giáo dục truyền thống tạo sự cản trở giáo dục cho trẻ khi mà tách rời toán học và các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật. Người học tách rời kiến thức đã học vào việc áp dụng thực tiễn. Diễn đàn giáo dục STEM lần thứ 6 tại Floria có hơn 2500 đại biểu đến từ 120 quốc gia trên toàn thế giới. Làn sóng STEM lan rộng trên toàn cầu và trở thành cuộc cách mạng giáo dục thế giới.
Ở Việt Nam Hiểu rõ xu thế phát triển của thế giới hiện nay, Thủ tướng Chính phủ đã chỉ thị rõ: “Cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học hay còn gọi là STEM, ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông” và yêu cầu “Bộ Giáo dục và Đào tạo: Thúc để phát triển giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình phổ thông ngay từ năm học 2017 - 2018” [15] 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương trình thí điểm tiến hành cùng những tiêu chuẩn quốc tế của STEM được đưa vào công tác giảng dạy một cách phù hợp với mục tiêu của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo. Ngoài ra còn có những tổ chức, các khóa học STEM được tổ chức dưới hình thức kinh doanh công nghệ giáo dục và hoạt động quảng bá với cộng đồng. Những cuộc thi trong ngành giáo dục được tổ chức ngày càng quy mô như “ Ngày hội STEM” được Bộ Khoa Học và Công Nghệ VIệt Nam phối hợp với liên minh STEM tổ chức; hay giải: Sáng tạo Schoollab thuộc dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Năm 2016 -2017”. Nhiều trường học trên cả nước đã mở khóa học đào tạo STEM cho các giáo viên và sinh viên, học sinh.
Các quận, huyện ở các thành phố thí điểm như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng tổ chức các buổi tập huấn giáo viên về giáo dục STEM * Kết luận về nghiên cứu tổng quan Trên cơ sở phân tích tổng quan nghiên cứu đưa ra một số kết luận sau: - STEM là tiền đề cho cuộc cách mạng 4.0, giúp xã hội định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành liên quan tới lĩnh vực, nhờ đó nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế trong và ngoài nước. - Giáo dục STEM mang tính chất cấp bách, một làn sóng đổi mới của nền giáo dục hiện nay. - Trong chương trình Giáo dục phổ thông hiện nay, giáo dục STEM được khuyến nghị rõ để thống nhất cách hiểu và triển khai giáo dục STEM, cải thiện giáo dục công nghệ và tin học. Tăng cường dạy học tích hợp theo chủ đề liên quan công nghệ, kĩ thuật, toán, khoa học theo định hướng giáo dục STEM.
Kết nối với các tổ chức, các cơ sở giáo dục, nghiên cứu tổ chức các hoạt động trải nghiệm về STEM. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Tại Việt Nam giáo dục STEM tuy mới nhưng cũng dành được sự quan tâm từ Bộ Giáo dục và đào tạo và cộng đồng cả nước. Bên cạnh đó cũng tồn tại một số vấn đề chưa được sáng rõ và gặp phải những khó khăn thách thức. Vì vậy đề tài nghiên cứu các vấn đề: Cơ sở lý luận và khoa học của giáo dục STEM nói chung và dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn Vật lý nói riêng.
Cấu trúc và phương pháp dạy học theo định hướng STEM. Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề giáo dục STEM cho học sinh ở trường THPT. Dạy học tích hợp nhằm phát triển năng lực của học sinh theo STEM 1. Khái niệm năng lực Tùy theo mỗi phạm trù có thể chia thành các dạng năng lực như năng lực chung và năng lực chuyên biệt.
Năng lực chung là năng lực tổng quát, năng lực tư duy tưởng tượng, năng lực lao động trong các hoạt động của các ngành khác nhau. Năng lực chuyên môn là năng lực cụ thể riêng biệt trong từng lĩnh vực khác nhau trong xã hội như năng lực kinh doanh, năng lực khoa học, năng lực ngôn ngữ… Quan hệ hữu cơ giữa hai loại năng lực này là cơ sở của sự phát triển năng lực, nếu năng lực chung phát triển tốt thì cũng dễ hình thành năng lực chuyên môn. Ngược lại nếu năng lực chuyên môn phát triển tốt cũng là điều kiện để phát triển năng lực chung. Trong thực tế người có năng lực chung phát triển sẽ có hiệu quả hoạt động tốt ở lĩnh vực cần thiết và cũng sẽ có những năng lực chuyên môn tương ứng phát triển trong lĩnh vực của mình.
Những năng lực này không tự nhiên mà có, nó được hình thành dưới sự giáo dục và phát triển bồi dưỡng của con người trong hoạt động của mình. Từ khả năng tự quản lý, điều chỉnh và điều khiển ở mỗi cá nhân trong quá trình sống và làm việc mà năng lực luôn được hình thành và phát triển. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngoài ra năng lực được chi phối bởi quá trình tiếp thu kiến thưc, kĩ năng, kĩ xảo mà mỗi người dùng trong quá trình hoạt động của mình nên có thể nói năng lực mang tính chất tâm sinh lí. Mỗi người trong xã hội có những cách tiếp nhận khác nhau theo từng hoàn cảnh với nhịp độ khác nhau có những người tiếp thu nhanh, dễ dàng nhưng có những người mất nhiều thời thời gian và sức lực hơn mới có thể đạt được trình độ tốt.
Năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân khác nhau như hứng thú, niềm tin, ý chí,… để thực hiện thành công một loại công việc trong bối cảnh nhất định [9] 1. Năng lực vật lí của học sinh ở THPT Năng lực vật lí bao gồm: Nhận thức kiến thức vật lí: - Nhận thức được kiến thức phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ vật lí; chất, năng lượng và sóng; lực và trường. - Nhận biết được một số ngành, nghề liên quan đến vật lí. Tìm tòi khám phá thế giới tự nhiên d ới góc độ vật lí: - Thực hiện được hoạt động tìm tòi, khám phá một số sự vật, hiện tượng đơn giản, gần gũi trong thế giới tự nhiên và đời sống theo tiến trình.
- Thực hiện được việc phân tích, so sánh, rút ra những những dấu hiệu chung và riêng của một số sự vật, hiện tượng đơn đơn giản, gần gũi trong thế giới tự nhiên. - Sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự đoán, lí giải các chứng cứ, rút ra kinh nghiệm. Vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn: - Vận dụng được kiến thức vật lí để mô hình hóa các hệ vật lí đơn giản và sử dụng được toán học như một ngôn ngữ và công công cụ để giải quyết vấn đề cụ thể. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.