CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM Ở TRƯỜNG THCS 1. Day học theo mô hình giáo dục STEM (Bộ Giáo Dục và Đào tạo, 2019) 1. Thuật ngữ STEM STEM là cách viết lay chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science, Technology, Engineering.
Science (Khoa hoc): gom các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái đất nhằm giúp HS hiểu về thé giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó dé giải quyết các van dé khoa học trong cuộc sông hàng ngày. Technology (Công nghệ): phát trién khả nang sử dụng. hiểu và đánh công nghệ của HS, tạo cơ hội dé HS hiểu về công nghệ được phát triển như thế nao, ảnh hưởng cúa công nghệ mới tới cuộc sống. Engineering (Kỹ thuật): phát triên sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỳ thuật, tạo cơ hội dé tích hợp kiến thức của nhiêu môn học.
giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp cho HS những kỹ năng dé vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng. các hệ thông hay xây dựng các quy trình sản xuất. Maths (Toán học): là môn học nhằm 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 van đẻ toán học trong các tỉnh hudng đặt ra. Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ canh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghẻ nghiệp. - Đổi với ngữ cảnh giáo duc, STEM nhìn mạnh đến sự quan tâm của nên giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỳ thuật và Toàn học.
Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiền để nâng cao NL cho người học. Giáo dục STEM có thê được hiéu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động STEM. - Đối với ngữ cảnh nghệ nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học. Kỹ thuật và Toán học.
(Nguyễn Thanh Nga. Science = e ie 33 es Sẽ zo s5 ge IN #8 =o gỗ Technology Math Knowledge š ? ea >e HỆ: $§ ° số Engineering Sơ đồ I. Chu trình STEM (Bộ GD & ĐT, 2019) “Science” trong chu trình STEM được mô ta bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thé hiện quy trình sáng tạo khoa hoc. Dứng trước thực tiễn với “Công nghệ” hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hoi/van dé cần tiếp tục nghiên cứu.
hoàn thiện công nghệ. đó là các câu hỏi/vấn dé khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các van đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thé hiện quy trình kĩ thuật.
Các kĩ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học đẻ thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa học (như Vật lí, Hoá hoc, Sinh học) mà bao hàm “Quy trình khoa học" đề phat minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu trình STEM không chi là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Ki thuật” mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" dé sáng tạo ra "Công nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nói nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học - kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên va cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.
Giáo dục STEM Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM như sau: a. Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Đây cũng 1a quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ. giáo dục STEM là một chương trình nhăm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học ở tiêu học và trung học cho đến bậc sau đại học.
Dây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. Tích hợp của bón lĩnh vực Khoa học. Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học vào trong những bỗi cảnh cụ thê nhằm tạo nên một kết nỗi giữa nhà trường, cộng đông và các doanh nghiệp.
Tích hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên Giáo dục 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. Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu giáo dục STEM Sơ dé 1.
Mục tiêu giáo dục STEM - Phát triển các năng lực đặc thà của các môn học thuộc về STEM cho hoc sinh 10 Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ. Kỹ thuật và Toán học. Trong đó học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học. Toán học dé giải quyết các van dé thực tiễn.
Học sinh biết sử dung, quản lý và truy cập Công nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. - Phát triển các năng Ìực cối lõi cho học sinh Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nên kinh tế cạnh tranh toàn cau của thé ky 21. Bên cạnh những hiéu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, học sinh sẽ được phát triển tư duy phê phan, kha năng hợp tác dé thành công.
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức, kỹ nang mang tính nên tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học sinh. góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chat tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước. Tăng cường trang bị cho học sinh phô thông những kỹ năng về STEM, tăng Cường số lượng học sinh sẽ theo đuôi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM. Quá trình sáng tao có thé được nuôi dưỡng trong hoc sinh nhưng phải cần thời gian và học sinh cân được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù đẻ kích thích sự sáng tạo.
Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành dé tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỳ thuật và Toán học nhằm mang đến cho học sinh những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa. Chủ đề giáo dục STEM Giải quyết vấn đề thực tiễn Định hướng thực hành Sơ đồ 1. Tiêu chí của chủ dé giáo dục STEM ~ Chủ dé STEM hướng tới giải quyết các vẫn đề trong thực tiễn Vận dụng kiến thức STEM đề giải quyết các vấn đề thực tiền chính là mục tiêu của day học theo quan điểm giáo dục STEM. Do vậy, chủ đề STEM không phải là dé giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết các van đề các tình huông trong xã hội.
kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cau. — Chủ dé STEM phải hướng tới việc học sinh vận dung các kiến thức trong lĩnh vực STEM dé giải quyết van dé Tiêu chí này nhằm dam bảo theo đúng tinh than giáo dục STEM, qua đó mới phát trién được những năng lực chuyên môn liên quan. — Chu dé STEM định hướng thực hành Định hướng hành động là một tiêu chí của quan điểm giáo dục STEM nhằm hình thành và phát triển năng lực kết hợp lý thuyết và thực hành cho học sinh. Diều này sẽ giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ 12 từ lý thuyết.
Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chu dé và dựa trên thực hành, học sinh sẽ hiệu sâu về lý thuyết. nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. ~ Chủ dé STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thé triên khai cá nhân. làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn.
Làm việc theo nhóm là một kỹ năng quan trọng trong thể ki 21, bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ được đặt vào môi trường thúc đây các nhu cau giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp. Giáo duc STEM trong chương trình Giáo duc phố thông 2018 Việt Nam là quốc gia đang trong quá trình công nghiệp hóa. hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, cuộc Cách mạng 4.0 mở ra nhiều cơ hội trong việc nâng cao trình độ công nghệ, nâng cao năng lực sản xuất và cạnh tranh sản phẩm đồng thời là cơ hội lớn cho sản xuất công nghiệp với trình độ và công nghệ tiên tiền. Tại Chi thị số 16/CT- TTg ngày 4/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ đã chỉ rõ: “Cuộc cách mang công nghiệp lần thứ 4 với xu hướng phát triển dựa trên nén tảng tích hợp cao độ của hệ thống kết nổi số hóa - Vật lí— Sinh học với sự đột phá của Internet van vật va trí tue nhân tạo đang làm thay đổi căn bản nên sản xuất của thé giới.
Cách mạng công nghiệp lan thứ 4 với đặc điểm là tận dung mot cách triệt để sự lan tỏa của số hóa và công nghệ thông tin, Làn sóng công nghệ mới nay dang điển ra với tốc độ khác nhau tại các quốc gia trên thể giới. nhưng đang tác động mạnh mẽ, ngày một tăng tới mọi mặt của đời song kinh té- xã hội, dan đến việc thay doi phương thức và lực lượng san xuất của xã hội.