Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Thiết kế dạy học chủ để STEM “Guồng đưa nước lên nương”

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệm vụ của đề tài là nghiên cứu về lí luận và cách sử dụng mô hình giáo dục STEM. Nghiên cứu cách thức thiết kế và tổ chức dạy các chủ đề STEM “Guồng đưa nước lên nương”. Đề xuất tiêu chí đánh giá biểu hiện năng lực sáng tạo của HS khi học chủ đề STEM “Guồng đưa nước lên nương”. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Thiết kế dạy học chủ để STEM “Guồng đưa nước lên nương”

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ NGUYỄN THỊ NGÂN THIẾT KẾ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “GUỒNG ĐƢA NƢỚC LÊN NƢƠNG” Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hà Nội, 2019
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA VẬT LÝ NGUYỄN THỊ NGÂN THIẾT KẾ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “GUỒNG ĐƢA NƢỚC LÊN NƢƠNG” Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lý KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học THS. Ngô Trọng Tuệ Hà Nội, 2019
LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới THS Ngô Trọng Tuệ - ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, định hƣớng để tôi có thể hoàn thành khóa luận. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể các thầy, cô giáo trong khoa Vật lí, các thầy cô trong trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 – những ngƣời đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành khóa luận này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và ngƣời thân đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận. Tôi xin chân thành cảm ơn! Xuân Hòa, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Ngân
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: Khóa luận này là kết quả nghiên cứu, tìm hiểu của riêng tôi. Những tƣ liệu đƣợc sử dụng trích dẫn, trong khóa luận là trung thực. Kết quả nghiên cứu này không hề trùng với bất kỳ công trình nghên cứu của tác giả nào đã đƣợc công bố trƣớc đó. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chụ trách nhiệm. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Ngân
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC ........................................................................................ 3 1.1. Lí luận về giáo dục STEM ....................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM...................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm và phân loại của giáo dục STEM ............................... 4 1.2. Kỹ thuật dạy học sử dụng trong giáo dục STEM ................................. 5 1.3. Quy trình thiết kế và tổ chức bài giảng dạy học chủ đề STEM........... 6 1.3.1. Quy trình thiết kế bài gảng dạy học chủ đề theo định hướng STEM ...................................................................................................... 7 1.3.2. Tiến trình tổ chức các hoạt động dạy học theo chủ đề STEM 11 1.4. Năng lực phát triển qua giáo dục chủ đề STEM ................................. 13 1.5. Kết quả khảo sát ..................................................................................... 16 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .............................................................................. 18 CHƢƠNG 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “GUỒNG ĐƢA NƢỚC LÊN NƢƠNG” ................................................................................. 19 2.1. Nội dung chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” ..................... 19 2.1.1. Vấn đề của cuộc sống ( Technology – Công nghệ) .................. 19 2.1.2. Kiến thức Vật lý (Science - khoa học ) ..................................... 19 2.1.3. Giải pháp Kỹ thuật (Engineering – Kỹ thuật) .......................... 20 2.1.4. Kiến thức Toán (maths – Toán học) ......................................... 22 2.2. Danh mục thiết bị và vật liệu cần thiết cho việc thực hiện chủ đề .... 22 2.3. Mục tiêu dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” ....... 26 2.4. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” ............................................................................................................ 26 Kết luận chƣơng 2 ......................................................................................... 33 CHƢƠNG 3. DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................. 34 3.1. Mục đích, đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ............ 34 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .............................................. 34 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ........................................ 34
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .............................................. 34 3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ........................................ 34 3.2. Dự kiến triển khai thực nghiệm sƣ phạm ............................................ 34 3.2.1. Thời gian triển khai thực nghiệm sư phạm.............................. 34 3.2.2. Các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .............. 34 Kết luận chƣơng 3 ......................................................................................... 36 KẾT LUẬN .................................................................................................... 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 38
BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT CÁC CHỮ VIẾT Ý NGHĨA TẮT 1 Nxb Nhà xuất bản 2 Th.S Thạc sĩ 3 TS Tiến sĩ 4 THPT Trung học phổ thông 5 HS Học sinh 6 GV Giáo viên
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, CÔNG THỨC, VIDEO Tên hình ảnh, đồ thị, công thức, video Trang Hình 2.1: Guồng nƣớc – máy bơm tre tại vùng cao 19 Hình 2.2: Sản phẩm “Guồng nƣớc” dự kiến 21 Video 2.1: Video hoạt động của guồng nƣớc 27
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Tên các bảng biểu Trang Bảng 1.1: Bảng kết quả khảo sát thể hiện sự hiểu biết của GV và 11 HS đối với dạy học STEM ở 3 trƣờng THPT đã khảo sát Bảng 2.1: Bảng lƣu lƣợng nƣớc mỗi lần thử nghiệm sản phẩm với 22 góc nghiêng máng nƣớc là 150 Bảng 2.2: Bảng vật liệu chuản bị cho thiết kế mô hình 22 Bảng 2.3: Bảng tiêu chí đánh giá quá trình chế tạo và sản phẩm 31 Bảng 3.1: Bảng tiêu chí đánh giá chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc 34 lên nƣơng”
MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài Cuộc cách mạng 4.0 tuy mới nhƣng nó cũng không còn xa lạ đối với mỗi ngƣời, nó mang lại cho giáo dục cả cơ hội và những thách thức mới. Trong xu hƣớng phát triển mới đó yêu cầu con ngƣời phải có những kĩ năng và nhận thức vƣợt trội. Để đáp ứng đƣợc những nhu cầu đó yêu cầu giáo dục phải có những đổi mới thiết thực. Hệ thống giáo dục đào tạo ở nƣớc ta hiện nay đang là hệ thống đào tạo truyền thống “Thầy-trò”, “giáo viên-lớp học- sinh viên”. Ở những nƣớc phát triển, phƣơng pháp giáo dục này đã và đang dần dƣợc thay thế hoàn toàn bằng mô hình giáo dục mới-giáo dục STEM. Tuy nhiên, ở nƣớc ta mới đang bắt đầu làm quen với mô hình giáo dục mới này và vẫn còn rất mới mẻ với phƣơng pháp giảng dạy của nó. Giáo dục STEM là chƣơng trình dạy học dựa trên ý tƣởng trang bị cho ngƣời học những kiến thức, kĩ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Đáp ứng đƣợc nhu cầu học tập và những kĩ năng cần thiết cho ngƣời học, dạy học gắn liền thực tiễn. Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho ngƣời học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, các em học sinh, sinh viên đƣợc đặt trƣớc một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học.Các kiến thức và kỹ năng này phải đƣợc tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra đƣợc những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Từ đó, giáo dục STEM giúp học sinh phát huy tối đa đƣợc tính sáng tạo cũng nhƣ mắt quan sát những sự việc, hiện tƣợng trong đời sống. Mô hình dạy học này giúp kích thích hứng thú nhận thức của học sinh, học sinh trở nên chủ động, nâng cao đƣợc tính tự giác và rèn luyện đƣợc năng lực tự học của bản thân học sinh. Ngoài ra, việc áp dụng mô hình dạy học STEM còn giúp giáo viên nâng cao chất lƣợng giảng dạy và đòi hỏi giáo viên trau dồi kiến thức thƣờng xuyên. 2. Mục đích nghiên cứu Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” nhằm phát huy năng lực sáng tạo của HS. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1
- Đối tƣợng nghiên cứu: Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM. - Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”. 4. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế đƣợc tiến trình dạy học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng” một cách thích hợp thì sẽ phát huy đƣợc năng lực sáng tạo của HS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu về lí luận và cách sử dụng mô hình giáo dục STEM. - Nghiên cứu cách thức thiết kế và tổ chức dạy các chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”. - Đề xuất tiêu chí đánh giá biểu hiện năng lực sáng tạo của HS khi học chủ đề STEM “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lí luận Nghiên cứu khái niệm, quy trình thiết kế và tổ chức chủ đề STEM. 6.2. Nghiên cứu thực tiễn - Nghiên cứu thực tiễn về sử dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”. - Xin ý kiến giáo viên về tổ chức dạy học STEM chủ đề “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”. 7. Đóng góp của đề tài 7.1. Đóng góp về mặt lí luận Hệ thống hóa một số cơ sở lí luận về việc thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM. 7.2. Đóng góp về mặt thực tiễn Nghiên cứu về thiết kế và tổ chức giáo dục STEM. Áp dụng nó vào chủ đề “Guồng đƣa nƣớc lên nƣơng”. 8. Cấu trúc khóa luận Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG 2: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM “GUỒNG ĐƢA NƢỚC LÊN NƢƠNG” CHƢƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM KẾT LUẬN 2
CHƢƠNG 1. LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC 1.1. Lí luận về giáo dục STEM 1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM Chu trình STEM: Khoa học Công nghệ Toán học Kiến thức Kĩ thuật STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất đƣợc hiểu là trang bị cho ngƣời học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. “Science (Khoa học): gồm các kiến thức vật lí, hóa học, sinh học và khoa học trái đất nhằm giúp cho học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học có trong đời sống hàng ngày . Technology (Công nghệ): phát triển ở học sinh khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ. Tạo cơ hội đề học sinh hiểu công nghệ đƣợc phát triển nhƣ thế nào, ảnh hƣởng của công nghệ mới tới cuộc sống . Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tƣợng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất . Maths (Toán học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tƣởng 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 .”[1]. “Hiểu đúng về giáo dục STEM 3
Tổ chức uy tín trong lĩnh giáo dục khoa học trên thế giới là Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA) đƣợc thành lập năm 1944 đã đề xuất ra khái niệm giáo dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu nhƣ sau: "Giáo dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc đƣợc lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trƣờng học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới".”[5]. Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển năng lực đặc thù STEM, phát triển năng lực cốt lõi, định hƣớng nghề nghiệp. STEM đƣa ra với những mục tiêu rõ ràng và cụ thể. Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Học sinh biết cách tổng hợp các kiến thức thuộc các lĩnh vực khác nhau đó để giải thích hay giải quyết các vấn đề trong thực tiễn. Từ đó, học sinh phát triển tƣ duy phê phán, khả năng hợp tác. Nhƣ vậy, giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập của học sinh ở các bậc học cao hơn cũng nhƣ giúp học sinh định hƣớng nghề nghiệp sau này. 1.1.2. Đặc điểm và phân loại của giáo dục STEM “Từ khái niệm và những đặc trƣng riêng biệt của giáo dục STEM tác giả Nguyễn Thành Hải, Nghiên cứu sinh tiến sỹ ngành Giáo dục Khoa học, Viện Nghiên cứu Giáo dục STEM của Đại học Missouri (Mỹ) đã có bài viết rút ra 3 đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục STEM. Thứ nhất đó là cách tiếp cận "liên ngành" khác với "đa ngành". Mặc dù cũng là có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực nhƣng "liên ngành" thể hiện sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau trong các ngành. Do vậy, nếu một chƣơng trình học, một trƣờng học chỉ có nhiều môn, nhiều giáo viên dạy các ngành khác nhau mà không có sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau thì chƣa đƣợc gọi là giáo dục STEM. Thứ hai là sự lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, thể hiện tính thực tiễn và tính ứng dụng kiến thức trong việc giải quyết các vấn đề thực tế. Ở đây, không còn rào cản của việc học kiến thức lý thuyết với ứng dụng. Do vậy, các chƣơng trình giáo dục STEM nhất thiết phải hƣớng đến các hoạt động thực hành và vận dụng kiến thức để tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề của thực tế cuộc sống. Thứ ba là sự kết nối từ trƣờng học, cộng đồng đến các tổ chức toàn cầu; đó là kỷ nguyên của thế giới phẳng, cách mạng công nghiệp 4.0 nơi mà tự động hóa và điều khiển từ xa thông qua các thiết bị điện tử di động lên ngôi, thông qua đƣờng truyền Internet. Do vậy, quá trình giáo dục STEM không chỉ 4
hƣớng đến vấn đề cụ thể của địa phƣơng mà phải đặt trong mối liên hệ với bối cảnh kinh tế toàn cầu và các xu hƣớng chung của thế giới, ví dụ nhƣ biến đổi khí hậu, năng lƣợng tái tạo…”[5] Giáo dục STEM đem lại rất nhiều lợi ích cho việc dạy và học cũng nhƣ phát huy đƣợc tối đa hiệu quả học tập. Tuy nhiên, không phải vì thế mà để dạy học bài nào hay phần kiến thức nào chúng ta cũng sử dụng đến phƣơng pháp dạy học theo chủ đề STEM này. Việc lạm dụng phƣơng pháp này sẽ làm cho những lợi ích mà phƣơng pháp này đem lại rất it hoặc hoàn toàn không có mà có thể còn làm cho học sinh cảm giác chán ghét và không hứng thú hay làm cho phần kiến thức học sinh lĩnh hội bị pha loãng và khó tiếp thu. Dựa theo các đặc điểm cơ bản của STEM cũng nhƣ qua việc áp dụng vào thực tiễn ta có thể phân loại chủ đề STEM nhƣ sau: * Dựa trên các lĩnh vực STEM thông qua giải quyết vấn đề - Chủ đề STEM đầy đủ: học sinh phải áp dụng kiến thức của cả bốn môn học thuộc lĩnh vực STEM đề giải quyết vấn đề. - Chủ đề STEM khuyết: học sinh có thể vận dụng kiến thức của ít nhất hai trong bốn môn học thuộc lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề. * Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM - Chủ đề STEM cơ bản với kiến thức các môn học thuộc lĩnh vực STEM đƣợc giới hạn trong chƣơng trình giáo dục phổ thông. - Chủ đề STEM mở rộng với kiến thức các môn học thuộc kinh vực STEM đƣợc mở rộng phạm vi ngoài chƣơng trình giáo dục phổ thông. * Dựa vào mục đích dạy học - Học sinh vừa giải quyết vấn đề vừa lĩnh hội kiến thức mới. - Học sinh giải quyết vấn đề dựa trên các kiến thức đã có vận dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn (củng cố kiến thức). 1.2. Kỹ thuật dạy học sử dụng trong giáo dục STEM Có rất nhiều kỹ thuật dạy học tích cực mà những nhà nghiên cứu giáo dục đã đƣa ra làm công cụ dạy hoc giúp học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức tốt mà còn phát triển năng lực. Việc áp dụng linh hoạt các kỹ thuật dạy học trong giáo dục STEM đem lại những hiệu quả vƣợt bậc. Điều quan trọng là giáo viên linh hoạt tuỳ theo bài học để chọn kỹ thuật phù hợp. Các kỹ thuật dạy học gồm có: - Kỹ thuật “Các mảnh ghép” - Kỹ thuật “Khăn trải bàn” - Kỹ thuật “Động não” 5
- kỹ thuật “Ổ bi” - Kỹ thuật “Bể cá” - Kỹ thuật “Tia chớp” - Kỹ thuật “XYZ” - Kỹ thuật “Lƣợc đồ tƣ duy” - Kỹ thuật “Chia sẻ nhóm đôi” - Kỹ thuật Kipling - Kỹ thuật KWL - Kỹ thuật đặt câu hỏi - Kỹ thuật chia nhóm - Kỹ thuật Đọc tích cực - Kỹ thuật “Viết tích cực” - Kỹ thuật / Phƣơng pháp “Đóng vai” - Kỹ thuật “Trình bày một phút” - Kỹ thuật “Chúng em biết 3” Trong một chủ đề giáo viên có thể sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để phù hợp với mục tiêu cũng nhƣ có kết quả tốt nhất. Tùy thuộc vào từng phần và cách thức tổ chức dạy học của phần đó mà giáo viên sẽ có những cách kết hợp sử dụng các kỹ thuật dạy học khác nhau.Ví dụ trong hoạt động đặt vấn đề (tìm hiểu vấn đề thực tiễn) ta có thể sử dung những kỹ thuật sau: kỹ thuật động não, kỹ thuât tia chớp, kỹ thuật chia sẻ nhóm đôi, kỹ thuật trình bày một phút,…; trong hoạt động tìm hiểu kiến thức nền ta có thể sử dụng các kỹ thuật sau: kỹ thuật tia chớp, kỹ thuật lƣợc đồ tƣ duy, kỹ thuật bể cá, kỹ thuật chia nhóm, ..vv. Khi sử dụng các phƣơng pháp dạy học truyền thống giáo viên vẫn có thể sử dụng các kĩ thuật dạy học nêu trên. Tuy nhiên đối với giáo dục STEM, việc kết hợp giữa phƣơng pháp dạy học theo chủ đề STEM với các kĩ thuật dạy học giúp cho hiệu quả việc dạy và học trở nên tối ƣu. 1.3. Quy trình thiết kế và tổ chức bài giảng dạy học chủ đề STEM Với mỗi phƣơng pháp, hình thức tổ chức dạy học khác nhau để có đƣợc những bài học hay, hấp dẫn thì ngoài việc sáng tạo, chúng ta đều phải nghiên cứu và đƣa ra hệ thống quy trình tiêu chuẩn cho thiết kế và tổ chức bài giảng. Đối với phƣơng pháp dạy học truyền thống thì ngành giáo dục đã có rất nhiều thời gian nghiên cứu, thực tế hóa, chỉnh sửa và hoàn chỉnh. Tuy nhiên, khi nhìn lại chúng ta vẫn thấy phƣơng pháp truyền thống vẫn còn những hạn chế 6
nhất định mà chỉ có phƣơng pháp mới – giáo dục STEM thì mới có thể khắc phục đƣợc. Sau nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm các nhà nghiên cứu về giáo dục đã đƣa ra 3 mô hình tổ chức dạy học theo chủ đề STEM cơ bản. Các mô hình này giúp phát triển khả năng sáng tạo của học sinh, kết nối mọi ngƣời với nhau vì phải tăng cƣờng hợp tác nhóm. Hơn nữa các mô hình này giúp học sinh tiếp cận cách thức làm việc của nhà khoa học. 1.3.1. Quy trình thiết kế bài gảng dạy học chủ đề theo định hướng STEM Quy trình thiết kế bài gảng dạy học chủ đề theo định hƣớng STEM chung cho các mô hình gồm có 7 bƣớc: Bƣớc 1: Xây dựng chủ đề STEM Lựa chọn nội dung cụ thể trong môn học Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tế Phân tích ứng dụng Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn học lĩnh vực STEM Hình thành chủ đề Chủ đề STEM đƣợc hình thành với những tiêu chí sau: - Kiến thức phải thuộc linh vực STEM - Chủ đề xây dựng nhằm mục đích giải quyết vấn đề thực tiễn 7
- Định hƣớng thực hành - Để hoàn thành chủ đề thì học sinh phải làm việc nhóm Dạy học theo chủ đề STEM đƣợc đƣa ra nhằm mục đích giúp cho học sinh hiểu đƣợc ý nghĩa của các môn khoa học đối với cuộc sống cũng nhƣ cho học sinh thấy việc học tập là bổ ích và nó gắn liền với cuộc sống của học sinh. Do vậy việc xây dựng nên một chủ đề STEM bất kì nào đó thì đều phải dựa trên yếu tố thực tiễn. Tuy nhiên để sáng tạo và xây dựng đƣợc một chủ đề STEM hấp dẫn đòi hỏi ngƣời giáo viên phải có sự hiểu biết sâu rộng cả lí thuyết lẫn thực tế đồng thời phải nắm bắt đƣợc nhu cầu và trình độ, mức độ học tập của học sinh - Học sinh đang nắm kiến thức đến mức độ nào, điều học sinh quan tâm và điều làm học sinh hứng thú. Bƣớc xây dựng chủ đề này là rất quan trọng vì nó sẽ quyết định đến kiến thức, kĩ năng sẽ sử dụng và sẽ đƣợc hình thành. Bên cạnh đó nó quyết định đến mức độ sáng tạo tối đa của học sinh cũng nhƣ giáo viên. Trong bƣớc này, ngƣời giáo viên sẽ có những định hƣớng ban đầu cho bài học. Bƣớc 2: Xây dựng vấn đề của chủ đề Để làm nên một chủ đề hay và ý nghĩa thì những vấn đề chứa trong nó cũng phải là những vấn đề hấp dẫn và ý nghĩa. Việc lồng ghép các vấn đề vào trong chủ đề học tập là thiết yếu và việc lựa chọn đƣa vào những vấn đề phù hợp sẽ làm cho chủ đề trở nên thu hút và hấp dẫn và thực tiễn hơn. Không phải trong chủ đề nào chúng ta cũng có những vấn đề giống nhau mà mỗi giáo viên với những chủ đề cụ thể sẽ có những vấn đề riêng. Tuy nhiên các vấn đề cần giải quyết của chủ đề thƣờng dựa trên các câu hỏi sau: - Nhu cầu đó là gì? - Ai là ngƣời cần chúng? - Khi nào cần chúng? - Ở đâu cần chúng? - Làm thế nào để chúng ta có thể giúp họ? Giáo viên sẽ không trực tiếp đặt câu hỏi nhƣ các vấn đề nêu trên mà sẽ đƣa ra cho học sinh những định hƣớng và hoạt động học tập để học sinh tự tìm ra vấn đề và giải quyết vấn đề đó. Hoặc ngƣời giáo viên sẽ đƣa ra bộ câu hỏi định hƣớng cho học sinh, giúp học sinh đi đúng hƣớng giáo viên mong muốn. Bƣớc 3: Xác định các kiến thức cần sử dụng để giải quyết vấn đề Do dạy học theo chủ đề STEM là sử dụng kiến thức liên môn thuộc nhiều lĩnh vực. Nên ở bƣớc này yêu cầu ngƣời giáo viên phải có những hiểu 8
biết sâu rộng đối với các môn khoa học. Bên cạnh đó việc truyền thụ kiến thức cũng trở nên khó khăn hơn. Do vậy, cả giáo viên và học sinh đều phải hoạt động tích cực trong xuyên suốt bài học. Bƣớc 4: Xác định mục tiêu chủ đề Việc xác định rõ ràng, cụ thể mục tiêu dạy học là rất quang trọng để làm cơ sở cho bƣớc thiết kế các hoạt động dạy học với những nội dung phù hợp. Mục tiêu dạy học đƣa ra phải sử dụng những động từ đơn nghĩa, dễ hiểu, chính xác. Các mục tiêu dạy học luôn hƣớng đến giúp học sinh cách tƣ duy và phát triển tƣu duy. Bƣớc 5: Thiết kế hoạt động dạy học Việc thiết kế hoạt động học dựa trên những yếu tố: - Chủ đề có các hoạt động gì? - Các hoạt động đó nhằm đạt tới mục tiêu gì? - Nội dung dạy học có liên quan nhƣ thế nào với các mục tiêu và nội dung môn học STEM? - Biểu hiện thực tế của mối liên hệ đó? Theo đó : - Xây dựng nội dung phải huy động kiến thức tổng hợp của các môn học thuộc lĩnh vực STEM. - Nội dung STEM phải đảm bảo tính vừa sức đối với ngƣời học. - Nội dung STEM phải có ý nghĩa thực tiễn và phù hợp với cuộc sống và trải nghiệm của học sinh. - Việc thiết kế hoạt động dạy học phải bám sát mục tiêu dạy học đã nêu ở trên. Các hoạt động dạy học đƣa ra phải có tính khả thi. Bƣớc 6: Thiết kế nhiệm vụ và công cụ đánh giá Các nhiệm vụ đƣợc thiết kế nhằm mục đích định hƣớng giúp học sinh hoàn thành các hoạt động học. Nhiệm vụ học tập phải đảm bảo phát triển đƣợc các năng lực của học sinh (5 năng lực): - Năng lực giải quyết vấn đề - Năng lực hợp tác - Năng lực tự học - Năng lực quản lí, sáng tạo - Năng lực giao tiếp 9
Để đảm bảo điều đó mỗi hoạt động học tập phải trải qua các bƣớc sau: Bƣớc 1: Chuẩn bị nội dung hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM Bƣớc 2: Kết nối nội dung hoạt động dạy học với hoạt động thực tiễn Bƣớc 3: Nêu rõ vấn đề STEM mà học sinh cần giải quyết Bƣớc 4: Giáo viên đƣa ra các tiêu chí chất lƣợng về sản phẩm mà học sinh phải hoàn thành Bƣớc 5: Hƣớng dẫn học sinh vận dụng tiến trình thiết kế kĩ thuật cho việc tạo ra sản phẩm đó chính là quá trình thử-sai-chỉnh. Bƣớc 6: Giáo viên hƣớng dẫn học sinh xác định các vấn đề cần giải quyết Bƣớc 7: Lôi kéo học sinh tham gia giải quyết vấn đề bằng chính trải nghiệm thực hành, trải nghiệm thực tế của học sinh một cách chủ động Bƣớc 8: Khuyến khích các nhóm học sinh trình bày ý tƣởng (nêu giải pháp) trả lời cho câu hỏi “Làm thế nào để giải quyết vấn đề đó?” Bƣớc 9: Hƣớng dẫn các nhóm chọn một ý tƣởng và thực hiện tạo ra sản phẩm Bƣớc 10: Hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện thực nghiệm nguyên mẫu và cải tiến Bƣớc 11: Tổ chức cho các nhóm học sinh trao đổi kết quả Bƣớc 12: Điều chỉnh thiết kế lại và cải tiến sản phẩm Giáo viên đƣa ra sẵn bảng các tiêu chí đánh giá đối với các sản phẩm của các nhiệm vụ đã giao và bảng tiêu chí đánh giá đối với sản phẩm thực nghiệm. Bƣớc 7: Tổ chức dạy học, Đánh giá Chúng ta sẽ thực hiện 2 công việc : tổ chức thực hiện, đánh giá. Thực hiện Đánhgiá Giới thiệu Trải nghiệm Năng Tính lực học hiệu sinh quả Kết thúc của 10
Trong hoạt động tỏ chức dạy học, giáo viên sẽ đóng vai trò ngƣời điều hƣớng trợ giúp học sinh hoàn thành các hoạt động học theo sơ đồ trên. Sau khi kết thúc giáo viên sẽ đƣa ra những đánh giá đối với học sinh và sản phảm đạt đƣợc sau cùng. 1.3.2. Tiến trình tổ chức các hoạt động dạy học theo chủ đề STEM Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn và phát hiện vấn đề a, Chuyển giao nhiệm vụ “- Nhiệm vụ ban đầu giao cho học sinh có thể là yêu cầu tìm hiểu cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của một thiết bị công nghệ; tìm hiểu và giải thích về một quy trình sản xuất... với ý đồ làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu để "cải tiến" thiết bị hoặc quy trình đó. - Trong trƣờng hợp cần thiết, quá trình chuyển giao nhiệm vụ cho học sinh bao gồm việc giới thiệu về các kiến thức khoa học có liên quan và đƣợc sử dụng trong tình huống, quy trình hay thiết bị công nghệ mà học sinh phải tìm hiểu. - Nhiệm vụ ban đầu giao cho học sinh phải đảm bảo tính vừa sức để lôi cuốn đƣợc học sinh tham gia thực hiện; tránh những nhiệm vụ quá dễ hoặc quá khó, không tạo đƣợc hứng thú đối với học sinh.” [8]. Ví dụ: Nghiên cứu về cấu tạo và giải thích nguyên lí hoạt động của một chiếc guồng đƣa nƣớc lên nƣơng (sau khi tìm hiểu và giải thích, học sinh sẽ học đƣợc kiến thức mới về lực, cân bằng lực và nguyên lí hoat động của guồng nƣớc...), từ đó có thể đặt ra yêu cầu chế tạo một guồng đƣa nƣớc đơn giản hay phức tạp hơn. b, Học sinh hoạt động tìm tòi, nghiên cứu “Học sinh thực hiện hoạt động tìm hiểu về quy trình/thiết bị đƣợc giao để thu thập thông tin, xác định vấn đề cần giải quyết và kiến thức có liên quan cần sử dụng để giải quyết vấn đề. c, Báo cáo và thảo luận Căn cứ vào kết quả hoạt động tìm tòi, nghiên cứu của học sinh, giáo viên tổ chức cho các nhóm học sinh báo cáo, thảo luận, xác định vấn đề cần giải quyết. d, Nhận xét, đánh giá Trên cơ sở các sản phẩm của cá nhân và nhóm học sinh, giáo viên đánh giá, nhận xét, giúp học sinh nêu đƣợc các câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục giải quyết, xác định đƣợc các tiêu chí cho giải pháp (sản phẩm khoa học hoặc sản phẩm kĩ thuật) cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra. Từ đó định hƣớng cho hoạt động tiếp theo của học sinh.” [8]. 11