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 trƣờng Hoà Bình – LatroBe – Hà Nội. Chương 3: Thực nghiệm sƣ 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 Hiện nay, hệ thống giáo dục STEM rất phổ biến tại các nƣớc phát triển trên thế giới và đặc biệt là khu vực Bắc Mỹ. Ƣu điểm của HS khi học theo giáo dục STEM về kiến thức khoa học, tƣ duy logic, khả năng sáng tạo và hiệu suất học tập, làm việc nhóm rất tốt. Bên cạnh đó tâm lý học tập thoải 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 trƣởng trung bình của các ngành nghề khác. Trong giai đoạn 2010 – 2020, việc làm STEM có thể tăng đến 62% (gấp bốn lần tốc độ tăng trƣởng trung bình của các ngành nghề khác). Theo dự tính, vào năm 2030 máy tính sẽ thay thế 60% nghề nghiệp tƣơng lai của con ngƣời, con ngƣời 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 tƣ cho chƣơng 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 tƣ chƣa 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. Ngƣời 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. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ở Việt Nam Hiểu rõ xu thế phát triển của thế giới hiện nay, Thủ tƣớng 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 chƣơng 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 chƣơng trình phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018” [15] Chƣơng trình thí điểm tiến hành cùng những tiêu chuẩn quốc tế của STEM đƣợc đƣa 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 đƣợc tổ chức dƣới hình thức kinh doanh công nghệ giáo dục và hoạt động quảng bá với cộng đồng.
Những cuộc thi trong ngành giáo dục đƣợc tổ chức ngày càng quy mô nhƣ “ Ngày hội STEM” đƣợc 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 phƣơng pháp giáo dục STEM của Vƣơng quốc Anh vào bối cảnh Việt Năm 2016 -2017”. Nhiều trƣờng học trên cả nƣớc 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 nhƣ 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 đƣa ra một số kết luận sau: - STEM là tiền đề cho cuộc cách mạng 4.0, giúp xã hội định hƣớng 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 nƣớc. - Giáo dục STEM mang tính chất cấp bách, một làn sóng đổi mới của nền giáo dục hiện nay.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Trong chƣơng trình Giáo dục phổ thông hiện nay, giáo dục STEM đƣợc khuyến nghị rõ để thống nhất cách hiểu và triển khai giáo dục STEM, cải thiện giáo dục công nghệ và tin học. Tăng cƣờng dạy học tích hợp theo chủ đề liên quan công nghệ, kĩ thuật, toán, khoa học theo định hƣớng 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 - Tại Việt Nam giáo dục STEM tuy mới nhƣng cũng dành đƣợc sự quan tâm từ Bộ Giáo dục và đào tạo và cộng đồng cả nƣớc. Bên cạnh đó cũng tồn tại một số vấn đề chƣa đƣợc 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 hƣớng giáo dục STEM trong môn Vật lý nói riêng Cấu trúc và phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng STEM Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề giáo dục STEM cho học sinh ở trƣờng THCS. Dạy học tích hợp nhằm phát triển năng lực của học sinh theo STEM 1. Các khái niệm cơ bản 1. Khái niệm năng lực Tùy theo mỗi phạm trù có thể chia thành các dạng năng lực nhƣ năng lực chung và năng lực chuyên biệt.
Năng lực chung là năng lực tổng quá, năng lực tƣ duy tƣởng tƣợng, 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 nhƣ 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. Ngƣợc lại nếu năng lực chuyên môn phát triển tốt cũng là điều 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com kiện để phát triển năng lực chung. Trong thực tế ngƣời 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 tƣơng ứng phát triển trong lĩnh vực của mình.
Những năng lực này không tự nhiên mà có, nó đƣợc hình thành dƣới sự giáo dục và phát triển bồi dƣỡng của con ngƣời 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 đƣợc hình thành và phát triển. Ngoài ra năng lực đƣợc chi phối bởi quá trình tiếp thu kiến thƣc, kĩ năng, kĩ xảo mà mỗi ngƣời dùng trong quá trình hoạt động của mình nên có thể nói năng lực mang tính chất tâm sinh lí. Mỗi ngƣời trong xã hội có những cách tiếp nhận khác nhau theo từng hoàn cảnh với nhịp độ khác nhau có những ngƣời tiếp thu nhanh, dễ dàng nhƣng có những ngƣời mất nhiều thời thời gian và sức lực hơn mới có thể đạt đƣợc 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 nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí,… để thực hiện thành công một loại công việc trong bối cảnh nhất định [9] 1. Năng lực tìm hiểu khoa h c tự nhiên của h c sinh ở trung h c cơ sở Năng lực tìm hiểu KHTN bao gồm: Nhận thức kiến thức khoa học tự nhiên: Nêu, giải thích và vận dụng đƣợc kiến thức theo cấu trúc, quy luật vận động, chủ đề khoa học về vật sống, sự biến đổi vật lí, sự biến đổi, tƣơng tác của vật chất trong thế giới; thái độ của con ngƣời đối với thiên nhiên. Tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên: Làm quen với việc tìm tòi khám phá các sự vật hiện tƣợng trong thế giới tự nhiên bang cách quan sát, nhận xét, thu thập và xử lí thông tin, dự đoán kết quả và trình bày phản biện nhằm hình thành những kĩ năng cơ bản. Vận dụng kiến thức vào thực tiễn: Từ những kiến thức đã học mô ta, giải thích, dự đoán đƣợc một số hiện tƣợng khoa học đơn trong thực tế.
Có 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thái độ phù hợp trong một số tình huống liên quan đến bảo vệ môi trƣờng và sức khỏe của cộng đồng. Đƣa ra ý kiến cá nhân đóng góp cho việc bảo vệ môi trƣờng, bảo tồn thiên nhiên phát triển bền vững. Sau đây là những biểu hiện cụ thể của năng lực tìm hiểu KHTN trong bảng 1. Biểu hiện cụ thể của năng lực tìm hiểu khoa h c tự nhiên Năng lực Biểu hiện thành phần 1.
Nhận - Nhận thức kiến thức khoa - Nhận biết, kể tên, phát biểu, thức kiến học tự nhiên: Nêu, giải thích nêu các hiện tƣợng, khái niệm thức khoa và vận dụng đƣợc kiến thức trong tự nhiên. học tự theo cấu trúc, quy luật vận – Trình bày đƣợc đặc điểm vai nhiên động, chủ đề khoa học về vật trò của các cá thể cụ thể và các sống, sự biến đổi vật lí, sự quá trình trong tự nhiên. biến đổi, tƣơng tác của vật – Biểu diễn lại bằng bảng biểu, chết trong thế giới; thái độ biểu đồ, hình vẽ, sơ đồ cụ thể. của con ngƣời đối với thiên – Phân loại sự vật, sự việc theo nhiên các tiêu chí cụ thể khác nhau.
– Phân tích, so sánh, giải thích các đối tƣợng, sự vật, quá trình theo một logic nhất định, từng tiêu chí cụ thể với các mối quan hệ khác nhau. – Sử dụng ngôn ngữ khoa học để lập dàn ý và phát biểu. – Nhận xét, nhận định, phê phán và chỉnh sửa một vấn đề liên quan tới chủ đề. Tìm tòi – Bƣớc đầu hình thành việc - Quá trình thực hiện theo các 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com và khám khám phá các sự vật hiện bƣớc sau: phá thế giới tƣợng thực tế trong cuộc – Đề xuất vấn đề.
Từ tình huống tự nhiên sống thông qua việc quan có vấn đề đặt câu hỏi cho vấn đề sát, nhận xét, thu thập và xử cần tìm tòi, khám phá. Trình bày và - Dự đoán và xây dựng giả phản biện để hình thành thuyết.