Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:140

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu trúc khóa luận gồm phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo và phụ lục, đề tài có 3 chương: Chương 1 - Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM; Chương 2 - Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn- Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM; Chương 3 - Thực nghiệm sư phạm. 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: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ Phạm Hoàng My TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” – VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Phạm Hoàng My TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” – VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHÙNG VIỆT HẢI Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2020
i LỜI CẢM ƠN Cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến: - Quý thầy, cô giảng viên khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, sự nhiệt huyết với nghề cho tôi và các bạn sinh viên khác trong suốt quá trình học tập tại trường. - Thầy TS. Phùng Việt Hải- giảng viên đã hướng dẫn, hỗ trợ, dìu dắt tôi thực hiện khóa luận. Mặc dù có những khó khăn về khoảng cách địa lí, nhưng với kinh nghiệm, sự nhiệt huyết cùng lòng yêu nghề của mình, thầy đã truyền đạt tận tình các kiến thức chuyên môn và cho tôi những lời khuyên quý báu. Những góp ý của thầy thực sự giúp ích rất nhiều để tôi có thể hoàn thành được khoá luận tốt nghiệp của mình. - Thầy TS. Nguyễn Thanh Nga – giảng viên khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh – người đã nhiệt tình hỗ trợ, động viên và cho tôi nhiều lời khuyên hữu ích để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình. - Thầy ThS. Hoàng Phước Muội - Giáo viên môn Vật lí trường THCS - THPT Hoa Sen đã giúp em thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của khoá luận. - Ban giám hiệu trường THCS - THPT Hoa Sen (quận 9), quý thầy cô tổ Vật lí, và các em học sinh lớp 10C8 đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi thực nghiệm sư phạm tại trường, làm cơ sở để hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp. - Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn của mình đến gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 09 tháng 07 năm 2020 Sinh viên Phạm Hoàng My Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
ii Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
i MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC SƠ ĐỒ DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài ......................................................................................... 1 2 Mục đích của đề tài ..................................................................................... 2 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................ 2 a. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 2 b. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................. 2 4 Giả thuyết khoa học ..................................................................................... 3 5 Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................. 3 6 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 3 7 Cấu trúc khóa luận....................................................................................... 4 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM .......................................................................................................................... 5 1.1 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM ............................................ 5 Khái niệm STEM ............................................................................. 5 Giáo dục STEM ............................................................................... 5 Mục tiêu giáo dục STEM ................................................................. 7 Chủ đề STEM .................................................................................. 7 Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM........................13 Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
ii 1.2 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ............................................... 19 Khái niệm năng lực ........................................................................ 19 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo .......................... 19 Yêu cầu cần đạt về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ............. 20 TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN- VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM. ....................................................................................................................... 23 2.1 Phân tích nội dung chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn- Vật lí 10” 23 Vị trí chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” ................... 23 Phân tích cấu trúc của chương ........................................................ 23 Mục tiêu của chương ...................................................................... 26 2.2 Xây dựng chủ đề “Mô hình cần cẩu tháp” ........................................... 27 Mô tả chủ đề .................................................................................. 27 Các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề........................................... 27 Các kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề .......................... 28 Mục tiêu chủ đề.............................................................................. 28 Chuẩn bị của giáo viên ................................................................... 29 Tiến trình dạy học tổng thể............................................................. 44 Tiến trình dạy học chi tiết............................................................... 48 Tiêu chí đánh giá trong dạy học chủ đề Mô hình cần cẩu tháp ........ 68 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................... 79 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .......................................................... 79 Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
iii 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm ..........................................................79 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm .....................................................79 3.4 Thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sư phạm ...............79 Thuận lợi ........................................................................................79 Khó khăn ........................................................................................80 3.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ...........................................................80 3.6 Diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 81 3.7 Đánh giá định lượng năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. .............101 3.8 Đánh giá tổng quan ............................................................................103 Đánh giá tính phù hợp thực tế dạy học với thời lượng dự kiến ......103 Đánh giá mức độ đạt được mục tiêu của học sinh..........................104 Đánh giá sự hứng thú của học sinh với chủ đề............................... 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................109 Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Chú giải GV Giáo viên HS Học sinh NL Năng lực GQVĐVST Giải quyết vấn đề và sáng tạo STEM Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học) KTKN Kiến thức, kĩ năng TCTH Tự chủ tự học TM Thẩm mĩ PC Phẩm chất Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tiến trình dạy học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật ______________ 16 Bảng 1.2. : Yêu cần cần đạt về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo đối với cấp trung học phổ thông ________________________________________________________ 20 Bảng 2.1: Cấu trúc chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn- ______________ 23 Bảng 2.2: Các kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề Mô hình cần cẩu tháp __ 28 Bảng 2.3. Dụng cụ, học liệu GV cần chuẩn bị _______________________________ 30 Bảng 2.4: Bảng vật liệu giáo viên chuẩn bị và phát cho các nhóm _______________ 31 Bảng 2.5 Bảng dụng cụ giáo viên chuẩn bị và phát cho các nhóm _______________ 34 Bảng 2.6. Các bước gia công các chi tiết của mô hình cần cẩu tháp ______________ 36 Bảng 2.7. Các bước lắp ráp mô hình cần cẩu tháp ____________________________ 41 Bảng 2.8. Chuỗi hoạt động dạy học chủ đề Mô hình cần cẩu tháp _______________ 44 Bảng 2.9 Tiến trình dạy học Hoạt động 1 __________________________________ 48 Bảng 2.10. Tiến trình dạy học Hoạt động 2 _________________________________ 50 Bảng 2.11. Tiến trình dạy học Hoạt động 3 _________________________________ 65 Bảng 2.12. Tiến trình dạy học Hoạt động 4 _________________________________ 67 Bảng 2.13. Tiến trình dạy học Hoạt động 5 _________________________________ 67 Bảng 2.14. Tiêu chí đánh giá phương án thiết kế _____________________________ 68 Bảng 2.15. Bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm ________________________________ 69 Bảng 2.16. Đánh giá NL GQVĐVST của HS khi học chủ đề Mô hình cần cẩu tháp _ 69 Bảng 3.1. Diễn biến thực nghiệm và đánh giá định tính NL GQVĐVST __________ 81 Bảng 3.2 Bảng đánh giá định lượng NL Giải quyêt vấn đề và sáng tạo khi dạy học chủ đề Mô hình cần cẩu tháp tại lớp 10C8 ____________________________________ 101 Bảng 3.3. So sánh thời lượng dạy học dự kiến và thực tế _____________________ 103 Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Tiến trình khoa học trong giáo dục STEM .................................................. 14 Hình 1.2. Quy trình thiết kế kĩ thuật ........................................................................... 15 Hình 1.3. Tiến trình dạy học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật ........................... 16 Hình 2.1. Mô hình cần cẩu tháp ................................................................................. 41 Hình 2.2 Thí nghiệm quy tắc momen lực ................................................................... 55 Hình 2.3: Thí nghiệm hợp lực song song cùng chiều .................................................. 62 Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện sự hứng thú của HS với chủ đề ....................................... 106 Hình 3.2 Thí nghiệm quy tắc momen lực ..................................................................... 9 Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
1 Mở đầu 1 Lý do chọn đề tài Thế giới đang tiến tới cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, đây là cuộc cách mạng có xu hướng kết hợp các công nghệ với nhau, xóa mờ ranh giới giữa kĩ thuật số, vật lí và sinh học. Là một nước đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, Việt Nam phải đối mặt với những thách thức rất lớn để có thể bắt kịp được xu thế phát triển của thế giới. Muốn như vậy, đòi hỏi Việt Nam phải có những thay đổi cách mạng trong mọi lĩnh vực. Trong đó giáo dục đóng vai trò hết sức quan trọng, nhiệm vụ của nền giáo dục là đào tạo ra những công dân đủ NL để đáp ứng các nhu cầu của nền khoa học, công nghệ thời 4.0. Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường NL tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, giáo dục Việt Nam hiện nay cần phải: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông”[1].Thông qua việc ban hành chỉ thị trên, giáo dục STEM chính thức trở thành phương pháp được chú trọng trong đổi mới giáo dục và đào tạo hiện nay. Giáo dục STEM (Science: Khoa học, Technology: Công nghệ, Engineering: Kĩ thuật và Math: Toán học) là quan điểm dạy học định hướng phát triển NL HS thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học. Các kiến thức ở bốn lĩnh vực trên được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau để HS giải quyết các vấn đề thực tiễn cụ thể. Thông qua giáo dục STEM, HS sẽ được tiếp cận các kiến thức liên môn một cách sinh động và gần gũi hơn, rèn luyện tư duy đa chiều, giải quyết các vấn đề dựa trên cơ sở khoa học chặt chẽ và mang tính ứng dụng cao. Từ đó việc học sẽ trở nên thú vị, không còn khô khan, tăng khả năng tiếp thu, tự học và giải quyết các vấn đề thực tiễn của HS.[2] Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
2 Trong chương trình Vật lí 10, chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” chứa đựng nhiều kiến thức có tính ứng dụng cao trong thực tế, thậm chí là vô cùng gần gũi với HS. Tuy nhiên, HS thường gặp khó khăn trong việc tiếp thu và vận dụng kiến thức ở chương này. Do thời gian để chuẩn bị ôn thi cuối kì và lượng kiến thức trong chương khá nhiều nên giáo viên gặp khó khăn trong việc tổ chức dạy kiến thức để đáp ứng các yêu cầu của mục tiêu giáo dục, cũng như là tạo hứng thú và đảm bảo HS tiếp thu kiến thức hiệu quả. Mặt khác, các kiến thức trong chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn dễ dàng quan sát trong thực tế, được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống sinh hoạt, trong kĩ thuật, trong y học, trong nghệ thuật xiếc, trong xây dựng … Chính vì lí do đó, tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM”. 2 Mục đích của đề tài Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL GQVĐVST của HS. 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu - Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh - Cơ sở lí thuyết về giáo dục STEM. - Cách thức tổ chức các kiến thức liên môn thuộc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” - Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM. b. Phạm vi nghiên cứu Chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
3 4 Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”- Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ phát triển NL GQVĐVST của HS. 5 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. - Phân tích nội dung kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” – Vật lí 10. - Xây dựng nội dung kiến thức, lựa chọn và sắp xếp các nội dung cho hợp lý, đảm bảo tính khoa học của chủ đề. - Xây dựng các tiêu chí đánh giá NL GQVĐVST của HS trong dạy học chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn – Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM. - Xây dựng tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM. - Xây dựng mẫu phiếu học tập, phiếu theo dõi, thông tin bổ sung và các công cụ hỗ trợ cho HS. - Thực nghiệm sư phạm (TNSP). - Đánh giá kết quả thực nghiệm. 6 Phương pháp nghiên cứu a. Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. - Nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, lý luận dạy học phổ thông, lý luận dạy học hiện đại, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí có liên quan… - Nghiên cứu sách giáo khoa các bộ môn có liên quan, các tài liệu khoa học có liên quan. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
4 - Nghiên cứu việc ứng dụng các kiến thức chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” vào trong thực tế. - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến việc tích hợp công nghệ, kĩ thuật hỗ trợ nhằm phát huy hiệu quả tối đa của quá trình dạy học. b. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành dạy thực nghiệm ở trường phổ thông theo quy trình, phương pháp và tổ chức tiến trình dạy học đã đề xuất. - Phân tích kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm từ đó rút ra kết luận của đề tài. - Phương tiện: Phiếu khảo sát, phiếu đánh giá, dụng cụ ghi chép, ghi hình. c. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng các phương pháp thống kê, mô tả toán học để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm. 7 Cấu trúc khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo và phụ lục, đề tài gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức chương Cân bằng và chuyển động của vật rắn- Vật lí 10 theo định hướng giáo dục STEM. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
5 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). [3] Hiện nay, thuật ngữ STEM được dùng trong nhiều ngữ cảnh khác nhau, phổ biến nhất là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp. Trong ngữ cảnh giáo dục, nhắc đến STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với việc dạy tích hợp các kiến thực thuộc lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, công nghệ và toán học gắn với thực tiễn để nâng cao NL cho người học. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, ví dụ: nhóm ngành nghề về công nghệ thông tin, y sinh, kĩ thuật, điện tử và truyền thông… [3] Trong phạm vi đề tài, chúng tôi quan tâm đến ngữ cảnh giáo dục của thuật ngữ STEM. Giáo dục STEM Có nhiều cách hiểu khác nhau về giáo dục STEM, trong đó có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay là:[3] - Giáo dục STEM là sự quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây là cách hiểu theo nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. Ở cách hiểu này, cứ tổ chức dạy học các môn thuộc lĩnh vực STEM nghĩa là giáo dục STEM. - Giáo dục STEM là định hướng tích hợp liên môn của bốn lĩnh vực/ môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những 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, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên sự kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
6 những kĩ năng STEM và tăng khả nặng cạnh tranh trong nền kinh tế mới”. Với cách hiểu này, giáo dục STEM được hiểu là giáo dục tích hợp STEM. - Giáo dục STEM là sự tích hợp từ ít nhất hai lĩnh vực/ môn học về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Theo quan niệm này, tác giả Sanders định nghĩa “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể”. Trong khoá luận này, chúng tôi hiểu giáo dục STEM theo định nghĩa thứ ba, là sự tích hợp từ hai lĩnh vực trở lên. Cụ thể các lĩnh vực trong giáo dục STEM bao gồm: [3] - Science (Khoa học): Là lĩnh vực nhằm phát triển khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng khoa học (vật lí, sinh học, hóa học và khoa học trái đất) của HS, không chỉ giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên mà còn có thể vận dụng kiến thức, kĩ năng đó để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày một cách khoa học. - Technology (Công nghệ): Là lĩnh vực nhằm phát triển khả năng hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Nó cung cấp cho HS những cơ hội để hiểu biết về công nghệ hiện nay, phát triển ở HS kĩ năng phân tích và sử dụng các công nghệ từ đơn giản đến phức tạp có ảnh hưởng đến cuộc sống của HS và cộng đồng. - Engineering (Kĩ thuật): Là lĩnh vực nhằm phát triển hiểu biết của HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quy trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật cung cấp cho HS những cơ hội để tiếp cận kiến thức của nhiều lĩnh vực, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên tường minh trong cuộc sống của họ. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo kiến thức khoa học và toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. - Mathematics (Toán học): Là lĩnh vực 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 và giải thích, giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
7 Như vậy, giáo dục STEM được hiểu là cung cấp cho người học khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Giáo dục STEM giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhà trường và cuộc sống, tạo ra những con người có NL làm việc “tức thì” trong môi trường có tính sáng tạo và không ngừng thay đổi như hiện nay. Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: Phát triển NL đặc thù về STEM; Phát triển NL cốt lõi; Định hướng nghề nghiệp: [2] - Phát triển các NL đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Là cung cấp cho học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. Phát triển ở HS NL vận dụng phối hợp các kiến thức, kĩ năng ở các lĩnh vực để giải quyết các vấn đề thực tiễn. - Phát triển NL cốt lõi cho HS: Sự phát triển của công nghệ 4.0 trong thế kỉ XXI đem đến những cơ hội cũng như đặt ra những thách thức cho thế hệ trẻ. Bên cạnh những hiểu biết về lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, giáo dục STEM trang bị cho HS những NL phù hợp để đáp ứng những yêu cầu của thế kỉ XXI. - Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo điều kiện cho HS có những kiến thức nền tảng cũng như phát triển ở HS những NL phù hợp cho nghề nghiệp tương lai của các em, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho xã hội, đặc biệt là đối với các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Chủ đề STEM Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông. 1.1.4.1 Các tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM Để xây dựng chủ đề STEM, cần đảm bảo 6 tiêu chí, cụ thể: [4] - Chủ đề STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn: Trong bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp. Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My
8 - Cấu trúc bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật: Tiến trình bài học STEM cung cấp một cách thức linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện 8 hoạt động bao gồm: Xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất các giải pháp/thiết kế, lựa chọn giải pháp/thiết kế, chế tạo mô hình, thử nghiệm và đánh giá, chia sẻ và thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạt động: Xác định vấn đề; Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế; Trình bày và thảo luận phương án thiết kế; Chế tạo mô hình, thiết bị theo phương án thiết kế, thử nghiệm và đánh giá; Trình bày, thảo luận về sản phẩm được chế tạo, điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục. - Phương pháp dạy bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và tạo sản phẩm: Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của giáo dục STEM. Trong các bài học STEM, hoạt động của học sinh được thực hiện theo hướng mở có “khuôn khổ” về các điều kiện mà học sinh được sử dụng. Hoạt động của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân. - Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo: Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên STEM của trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hoàng My