CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN TO CHỨC HOẠT ĐỘNG TRAI NGHIEM STEM PHÁT TRIEN NANG LUC VAT LÍ CUA HS THPT 1. Mô hình giáo duc STEM tại trường THPT 1. Khái niệm chung Thuật ngữ STEM được khởi nguồn đầu tiên tại Hoa Kỳ.
Những năm 90 của thé ki XX, Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) dưới sự chủ trì của giám đốc NSF lúc đó là Rita Colwell , đã dé nghị tích hợp 4 lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học hình thành nên thuật ngữ SMET với mục đích đào tạo công dân có tư duy phân tích, am hiểu về khoa học và ứng dụng kiến thức đa lĩnh vực dé giải quyết các van đẻ. Sau đó, Judith Ramaley - Giám đốc Giáo dục và Nhân sự của NFS đã đồi từ viết tắt SMET thành thuật ngữ STEM. Với vị thế là cường quốc dẫn đầu, Hoa Kỳ luôn khang định và cling có vai trò dau tau trong công cuộc khám phá khoa học, đôi mới công nghệ. Một trong những dự án NSE đầu tiên sử dụng từ viết tắt là STEAMTEC - Chương trình Hợp tác GV trong Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học tại Đại học Massachusetts Amherst, được tài trợ vào nam 1998.
O Việt Nam, mô hình giáo duc STEM dang được chú trọng và thúc đây thực hiện. Chỉ thị 16 của Thủ tướng Chính phủ nhắn mạnh: “can tập trung vào thúc đây dao tạo về khoa hoc, công nghệ, kỳ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo due pho thông” (Thủ tướng Chính phủ, 2017). Bộ Giáo dục và Dao tạo ban hành công văn 3089 (14/8/2020) nhằm hướng dẫn trién khai thực hiện giáo dục STEM ở các trường trung học trên ca nước (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2020). Dau năm 2022, Thủ tướng chính phủ ban hành quyết định 146/QD- TTg nhằm đây nhanh tiền độ triển khai giáo dục STEM trên khắp các cơ sở giáo dục.
Mục tiêu đến năm 2025 có 50% cơ sở giáo dục các cấp tiêu học đến THPT tô chức các hoạt động giáo dục STEM/STEAM và mục tiêu đến năm 2030 số cơ sở giáo dục STEM đạt 80% (Thủ tướng Chính phủ, 2022). Với ý nghĩa quan trọng đó, thực hiện nghiên cứu và tô chức đạy học theo định hướng giáo dục STEM góp phần hoàn thành kế hoạch Bộ Giáo dục và Đảo tạo đề ra. Khái niệm giáo dục STEM 1. Thuật ngữ STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các tử : Science ( Khoa học).
Technology ( Công nghệ), Engineering { Ki thuật), Maths ( Toán học) Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học, và Khoa học Trái đất. Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Engineering (Kỹ thuật): tích hợp kiến thức của nhiều môn học qua quá trình thiết kế kỹ thuật, từ đó cung cấp cho HS những kỹ năng đề vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học. Maths (Toán học): phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt Ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra.
Hiện nay, thuật ngữ nảy được dùng chủ yếu trong hai ngữ cảnh là giáo dục và nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp. STEM được sử dụng khi dé cập tới ngành nghé thuộc hoặc liên quan tới các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ. Kỳ thuật và Toán học.
Day là những ngành nghề có vai trò quyết định tới sức cạnh tranh của một nên kinh tế, đang ` Py x = A* g°A ° và sẽ có nhu cau cao trong xã hội hiện đại. Trong ngữ cảnh giáo dục, dé cập tới STEM là muốn nhắn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các lĩnh vực Khoa hoc, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học; chú trọng đến đạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM theo tiếp cận tích hợp liên môn, gắn với thực tiễn, hình thành và phát trién phẩm chat, năng lực người học. Giáo dục STEM Mô hình giáo dục STEM là quan điểm giáo dục hiện đại dựa trên cách tiếp cận triết lí giáo dục tích hợp.
hướng vào việc hình thành cho HS kiến thức nên tang rộng. liên lĩnh vực và đặc biệt chú trọng tới hình thành và phát trién ở HS năng lực hoạt động thực tiền. Tích hợp trong giáo dục STEM không dan trải trên phạm vi rộng lớn mà tập trung vào 4 lĩnh vực cụ thẻ là khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (THỆP, 2017). Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho HS những kiến thức khoa học gan liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, định hướng giải pháp GQVD, bồi dưỡng nhân lực thích ứng được với sự biến đôi của xã hội.
Những lĩnh vực khoa học này được thiết kế lồng ghép, đan xen vào nhau trong các nhiệm vụ học tập gắn với thực tiễn. Quá trình học tập của HS theo phương thức làm việc, thực hành, trái nghiệm. nghiên cứu và hợp tác. Đối với cling van dé, HS duoc van dung cac kiến thức, kĩ năng của các môn học khác nhau đẻ có thẻ tiếp cận đa chiêu, giải thích, phân tích vấn đề với nhiều góc nhìn mà trong khi đó những kiến thức đơn lẻ, rời rạc không thê áp dụng, từ các van dé mang tinh địa phương đến các van dé có tính toàn cầu dé rồi đưa đến những phương án đúng đắn, những đề xuất tôi ưu.
Ở đây không con rao can của việc học kiến thức lý thuyết với ứng dụng. Do vậy các giáo dục STEM nhất thiết phải hướng đến các hoạt động thực hành và vận dung các kiến thức để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các van dé từ thực tiễn cuộc sông qua đó phát triển cho HS năng lực phát hiện và giải quyết van đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế — xã hội. Giáo dục STEM trong khóa luận được hiểu là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận tích hợp liên môn, giúp HS vận dụng kiến thức, kĩ năng từ các môn khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán vào trong bỗi cảnh thực tiễn. Mục tiêu của giáo dục STEM Mục tiêu sau cùng của STEM, giáo dục STEM là phát triển nguồn lực trong các lĩnh vực Khoa hoc, Công nghệ.
Kĩ thuật, và Toán hoc, đồng thời hình thành cho người học tư duy tích hợp va năng lực giải quyết van đề của cuộc sống hiện đại. Dé làm được điều này, có rất nhiều giải pháp ở các cấp độ, bình diện khác nhau. Phát triển năng lực của HS Năng lực được mô ta là khả năng phát triển dé sử dụng kiến thức, kỹ năng, giá trị, thái độ và công nghệ một cách có đạo đức và tương tác nhằm tham gia hiệu quả vào các bồi cảnh khác nhau của thé kỷ 21 cho cá nhân, tập thẻ và lợi ích toàn cầu (Thibaut, 2018) Mục tiêu của giáo dục STEM hướng đến phát triển năng lực cốt lõi và năng lực đặc thù của lĩnh vực STEM cho HS. Khác với mô hình giáo dục truyền thống, trong mô 10 hình giáo dục STEM HS đóng vai trò chủ đạo của quá trình học tap, chủ động, tích cực tim tòi, lĩnh hội kiến thức thông qua trải nghiệm các tình huống thực tẻ.
Học tập theo định hướng giáo dục STEM HS được bôi duéng những năng lực đặc thù từ các môn hoc STEM (Zollman, 2012) Bang 1. Muc tiêu phát triển năng lực đặc thà môn học STEM - Tìm hiệu, thực hành thí nghiệm, nghiên cứu về khái niệm, hiện tượng, nguyên li, định luật, cơ sở lý thuyết của các môn khoa học. Năng lực khoa học - Phân tích, giải thích các sự vật, sự việc, hiện tượng xảy ra trong thế giới tự nhiên. - Áp đụng kiến thức khoa học vảo quá trình thiết kế, chế tạo công nghệ - kĩ thuật - Truy cập.
quản lí, sử dụng công nghệ thông tin Năng lực công nghệ l 7 ne - Chế tạo, vận hành sản pham công nghệ - Thiết kế quy trình, bản vẽ kỹ thuật Năng lực kĩ thuật vã ; - ; - Thiet lập dự án. kẻ hoạch thực hiện quy trình sản xuât - Tư duy toán học: tính toán, giải thích, chứng minh, Năng lực toán học phân tích. biện luận, suy luận. - Lập trình, điều khiển dựa trên các thuật toán Nhằm đáp ứng nhu cầu nhân lực của xã hội, mục tiêu của giáo dục STEM là đào tạo nguồn nhân lực chất lượng, đáp ứng đây đủ về phâm chất và năng lực.
Mục tiêu giáo dục STEM được thiết lập dé đáp ứng yêu cầu của Chương trình Giáo duc Pho thông năm 2018. Do đó, giáo dục STEM tập trung mạnh mẽ vào việc hướng dan HS về sự lựa chọn nghé nghiệp thông qua các chủ dé/bai học STEM, nghiên cứu khoa học kỹ thuật và các hoạt động trải nghiệm STEM. Học theo hướng giáo dục STEM, HS được tiếp xúc với thực tế và trải nghiệm những cảm xúc tích cực khi tham gia vào các hoạt động đặc thù của ngành nghé và lĩnh vực STEM. Ho có cơ hội đánh giá va tự đánh giá về năng lực, sự hứng thú, sở thích, cũng như điều kiện và hoàn cảnh cá nhân đôi với các ngành nghè liên quan.
Dựa trên trải nghiệm và đánh giá này, HS có thé phát triển những hướng nghiệp phù hợp với bản thân trong tương lai. Vai trò của giáo dục STEM ở Việt Nam - Triển khai mô hình giáo dục STEM là một trong những trọng tâm của đôi mới giáo dục Việt Nam, nhằm phát triển nang lực STEM cho HS, dap ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế - xã hội: - Hình thành và phát triển năng lực: Giáo dục STEM tao cơ hội cho HS tham gia vào các tình huống thực tế thông qua các nhiệm vụ học tập. Qua đó, HS vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã được tích lũy dé ứng dụng vào đời sông, nâng cao kha năng giải quyết van dé sáng tạo, chủ động, tự chủ, phát huy năng lực bản thân, hình thành tư duy phản biện, khả năng giao tiếp hợp tác. - Hình thành và bồi dưỡng phẩm chất: Giáo dục STEM giúp HS đồng cảm với các đối tượng, cá nhân, cộng đồng, khơi gợi sự thấu cảm, hình thành những tính cách, phâm chất tốt đẹp, có ý thức giữ gìn và bảo tồn các văn hóa truyền thông của dân tộc.
- Đảm bảo giáo dục toàn điện: Giáo dục STEM nhân mạnh nhiệm vụ của giáo duc toàn điện. Học tập là quá trình nỗ lực không ngừng, tìm ra mục đích và phương pháp học tập phù hợp với mỗi cá nhân. HS phải có ý thức tự học tập suốt đời. giáo dục toàn điện, hoàn thiện nhân cách.