Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:229

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông" được hoàn thành với mục tiêu nhằm đề xuất khung lí thuyết về xây dựng và tổ chức dạy học ch đề iSTEM và áp dụng để thiết kế và tổ chức dạy học một số ch đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường THPT, nhằm phát triển năng lực Vật lí, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo c a học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH _____________________________________________________ LÊ THỊNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CH Đ iSTEM TRONG MÔN VẬT LÍ TRƯỜNG TR NG HỌC HỔ TH NG L ẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH _____________________________________________________ LÊ THỊNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CH Đ iSTEM TRONG MÔN VẬT LÍ TRƯỜNG TR NG HỌC HỔ TH NG L ẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: Lý luận và DH bộ môn Vật lí Mã số: 9.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. HẠM THỊ HÚ NGHỆ AN - 2024
i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập làm nghiên cứu sinh, tôi đã được các thầy cô tận tình hướng dẫn và giảng dạy để hoàn thành luận án tiến sĩ. Xin gửi lời cám ơn sâu sắc với sự trân trọng đến: PGS. TS Phạm Thị Phú và PGS. TS Nguyễn Đình Thước là thầy cô luôn đồng hành, chỉ dạy và hướng dẫn tôi; Các Giáo sư, Tiến sĩ là thầy cô đã tham gia giảng dạy tôi; Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học, Khoa Vật lí, Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện cho tôi được học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án; Đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ tôi trong quá trình học tập. Tác giả . Lê Thịnh
ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................................... v DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... vi DANH MỤC BIỂ ĐỒ, ĐỒ THỊ ................................................................................. ix DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... x M ĐẦ ......................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài .................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................. 3 3. Giả thuyết khoa học ............................................................................................... 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................ 3 6. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 4 7. Đ ng g p mới c a đề tài luận án ........................................................................... 4 8. Cấu trúc luận án ..................................................................................................... 5 Chương 1. TỔNG QUAN LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU GIÁO DỤC TÍCH HỢP STEM TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.................................................... 6 1.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 6 1.1.1. Khái quát về vị trí tầm quan trọng c a giáo dục STEM ở các châu lục trên thế giới qua các công trình nghiên cứu ................................. 6 1.1.2. Các nghiên cứu tiêu biểu về giáo dục tích hợp STEM trên thế giới....... 8 1.2. Các công trình nghiên cứu về giáo dục tích hợp STEM ở Việt Nam ................ 16 1.2.1. Khái quát về tình hình giáo dục STEM ở Việt Nam ........................ 16 1.2.2. Các công trình nghiên cứu về giáo dục tích hợp STEM ở Việt Nam....... 18 1.3. Câu hỏi nghiên cứu c a đề tài luận án................................................................ 20 Chương 2. CƠ S LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN XÂY DỰNG CH Đ DẠY HỌC TÍCH HỢP STEM TRONG MÔN VẬT LÍ TRƯỜNG TRUNG HỌC HỔ TH NG ...................................................................................................... 21 2.1. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM .......................................................... 21 2.1.1. STEM ................................................................................................ 21 2.1.2. Giáo dục STEM ................................................................................ 21 2.1.3. Các phương thức giáo dục tích hợp STEM ...................................... 23 2.1.4 Các cấp độ giáo dục iSTEM .............................................................. 27
iii 2.2. Dạy học môn Vật lí theo giáo dục tích hợp STEM ở trường trung học phổ thông Việt Nam .................................................................................................. 35 2.2.1. Cơ sở khoa học c a dạy học Vật lí theo giáo dục tích hợp STEM ........ 35 2.2.2. Cơ sở pháp lí c a dạy học Vật lí theo giáo dục tích hợp STEM .......... 36 2.2.3. Bản chất c a dạy học môn Vật lí theo giáo dục iSTEM .................. 37 2.2.4. Đặc điểm c a dạy học môn Vật lí theo giáo dục iSTEM .................... 37 2.2.5. Một số phương pháp dạy học môn Vật lí theo giáo dục tích hợp STEM ................................................................................................... 38 2.2.6. Cơ sở vật chất dạy học môn Vật lí theo định hướng giáo dục iSTEM ......... 41 2.3. Xây dựng ch đề dạy học tích hợp STEM trong môn Vật lí ở trường trung học phổ thông ................................................................................................... 43 2.3.1. Khái niệm ch đề dạy học tích hợp STEM (iSTEM) ....................... 43 2.3.2. Tiêu chí ch đề dạy học iSTEM ....................................................... 44 2.3.3. Quy trình xây dựng ch đề iSTEM................................................... 46 2.3.4. Quy trình tổ chức dạy học ch đề iSTEM ........................................ 50 2.4. Dạy học ch đề iSTEM trong môn Vật lí với việc phát triển năng lực c a học sinh ...................................................................................................................... 63 2.4.1. Dạy học ch đề iSTEM trong môn Vật lí với việc phát triển năng lực Vật lí c a học sinh........................................................................ 63 2.4.2. Dạy học ch đề iSTEM trong môn Vật lí với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo c a học sinh .................................. 65 2.5. Đánh giá kết quả học tập c a HS trong dạy học ch đề iSTEM ........................ 67 2.5.1. Đánh giá năng lực Vật lí c a học sinh trong dạy học ch đề STEM ......... 67 2.5.2. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo ............................. 72 2.6. Thực trạng dạy học ch đề iSTEM ở một số trường trung học phổ thông tại Thành phố Hồ Chí Minh ...................................................................................... 79 2.6.1. Mục đích tìm hiểu ............................................................................. 79 2.6.2. Đối tượng, thời gian tìm hiểu ........................................................... 79 2.6.3 Phương pháp điều tra ......................................................................... 80 2.6.4 Kết quả khảo sát điều tra ................................................................... 80 Kết luận chương 2 ..................................................................................................... 86 Chương 3. THIẾT KẾ CH Đ DẠY HỌC TÍCH HỢP STEM TRONG MÔN VẬT LÍ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ...................................... 87 3.1. Phân tích chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018 (chương trình mới) dưới quan điểm giáo dục tích hợp STEM ........................................... 87
iv 3.1.1. Mục tiêu c a chương trình ................................................................ 87 3.1.2. Cấu trúc chương trình ....................................................................... 88 3.1.3. Phân tích tính tích hợp c a nội dung chương trình Vật lí 2018 với các môn thuộc lĩnh vực STEM ............................................................ 89 3.2. Xây dựng một số ch đề STEM trong dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông ................................................................................................................... 93 3.2.1. Ch đề tích hợp STEM nội môn (cấp độ 1) “Đèn trang trí” .................. 93 3.2.2. Ch đề tích hợp STEM khuyết (cấp độ 2) ........................................ 107 3.2.3. Ch đề tích hợp STEM đầy đ (cấp độ 3) “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ...... 112 Kết luận chương 3 ..................................................................................................... 119 Chương 4. THỰC NGHIỆM SƯ HẠM .................................................................... 120 4.1. Thực nghiệm sư phạm vòng I ............................................................................. 120 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ....................................................... 120 4.1.2. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm .................................. 120 4.1.3. Nội dung thực nghiệm ...................................................................... 120 4.1.4. Diễn biến thực nghiệm sư phạm ....................................................... 120 4.1.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm và đánh giá năng lực học sinh ......... 124 4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng II ........................................................................... 127 4.2.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ....................................................... 128 4.2.2 Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm ................................... 128 4.2.3. Nội dung thực nghiệm ...................................................................... 128 4.2.4. Diễn biến thực nghiệm sư phạm lần 2 .............................................. 129 4.2.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm và đánh giá năng lực học sinh ch đề iSTEM “Đèn trang trí” .................................................................... 133 4.2.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm và đánh giá năng lực học sinh ch đề iSTEM “Quạt điện mini” ................................................................ 141 4.2.7. Kết quả thực nghiệm sư phạm và đánh giá năng lực học sinh ch đề iSTEM “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ....................................... 149 4.3. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm............................................................. 152 Kết luận chương 4 ..................................................................................................... 157 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................... 158 DANH MỤC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐÃ C NG BỐ .......... 160 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 161 PHỤ LỤC ....................................................................................................................... PL1
v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt Từ đầy đủ 1. CĐ Ch đề 2. CLB Câu lạc bộ 3. DH Dạy học 4. GDPT Giáo dục phổ thông 5. GQVĐ & ST Giải quyết vấn đề và sáng tạo 6. GV Giáo viên 7. HS Học sinh 8. iSTEM Tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật & Toán học 9. NL Năng lực 10. PPDH Phương pháp dạy học 11. STEM Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật & Toán học 12. TBDH Thiết bị dạy học 13. THCS Trung học cơ sở 14. THPT Trung học phổ thông 15. TNSP Thực nghiệm sư phạm 16. TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh
vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Các kết quả đã công bố về tiêu chí ch đề iSTEM ......................................... 44 Bảng 2.2. Các kết quả nghiên cứu về quy trình xây dựng ch đề iSTEM ...................... 47 Bảng 2.3. Quy trình thiết kế ch đề dạy học iSTEM ...................................................... 49 Bảng 2.4. Các quy trình tổ chức dạy học ch đề iSTEM c a các học giả quốc tế .......... 56 Bảng 2.5. Biểu hiện c a năng lực Vật lí .......................................................................... 64 Bảng 2.6. Dạy học ch đề iSTEM với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo c a học sinh .................................................................................................. 66 Bảng 2.7. Năng lực Vật lí trong chương trình giáo dục 2018 ......................................... 67 Bảng 2.8. Đánh giá năng lực Vật lí thông qua mức độ các biểu hiện hành vi trong dạy học ch đề iSTEM .................................................................................................... 69 Bảng 2.9. Phiếu đánh giá thuyết trình sản phẩm ứng với các biểu hiện hành vi năng lực Vật lí ................................................................................................................. 71 Bảng 2.10. Yêu cầu cần đạt c a năng lực GQVĐ & ST trong chương trình GDPT....... 72 Bảng 2.11. Đánh giá năng lực GQVĐ & ST thông qua mức độ các biểu hiện hành vi trong dạy học ch đề iSTEM .............................................................................. 75 Bảng 2.12. Phiếu đánh giá sản phẩm vật chất ứng với các biểu hiện hành vi năng lực GQVĐ & ST .............................................................................................................. 77 Bảng 2.13. Phiếu đánh giá thuyết trình sản phẩm ứng với các biểu hiện hành vi năng lực GQVĐ & ST ..................................................................................................... 77 Bảng 2.14. Bảng so sánh năng lực thành phần c a NL Vật lí với NL GQVD & ST............. 78 Bảng 2.15. Danh sách các trường tham gia điều tra thực trạng ...................................... 80 Bảng 2.16 Khái lược nội dung cần khảo sát điều tra....................................................... 80 Bảng 2.17. Khảo sát về giáo dục STEM theo sự nhận biết c a giáo viên....................... 81 Bảng 2.18. Khảo sát về mức độ quan tâm c a GV trong việc Xây dựng ch đề tích hợp STEM cho giảng dạy bộ môn Vật lí .................................................................. 81 Bảng 2.19. Khảo sát về mức độ quan tâm c a GV về phát triển năng lực cho học sinh khi giảng dạy bộ môn Vật lí..................................................................................... 84 Bảng 2.20. Khảo sát về mức độ sử dụng phương pháp/ kĩ thuật giảng dạy c a GV cho bộ môn Vật lí ............................................................................................................ 84 Bảng 3.1. Cấu trúc chương trình giáo dục phổ thông 2018 ............................................ 89 Bảng 3.2. Nội dung chương trình Vật lí c a CT GD PT 2018 ........................................ 89 Bảng 3.3. Phiếu khảo sát loại đèn trang trí được khảo sát trên thị trường ...................... 93 Bảng 3.4. Tiêu chí c a sản phẩm đèn trang trí ................................................................ 94 Bảng 3.5. Sơ đồ khối c a sản phẩm ................................................................................ 94 Bảng 3.6. Bản vẽ thiết kế chi tiết c a sản phẩm .............................................................. 94
vii Bảng 3.7. Phiếu đánh giá thuyết trình sản phẩm ............................................................. 95 Bảng 3.8. Phiếu đánh gíá sản phẩm vật chất ................................................................... 97 Bảng 3.9. Mục tiêu dạy học c a ch đề ........................................................................... 98 Bảng 3.10. Kế hoạch dạy học ch đề iSTEM “Đèn trang trí" ......................................... 101 Bảng 3.11. Kế hoạch chi tiết dạy học ch đề “Đèn trang trí” ......................................... 102 Bảng 3.12 Phiếu hướng dẫn tự nghiên cứu kiến thức nền............................................... 104 Bảng 3.13. Kế hoạch chế tạo sản phẩm iSTEM .............................................................. 105 Bảng 3.14 Tiến độ c a buổi học nghiệm thu sản phẩm dự án ........................................ 105 Bảng 3.15. Kế hoạch đánh giá học sinh trong dạy học ch đề iSTEM ........................... 107 Bảng 3.16. Tiêu chí c a sản phẩm quạt điện mini .......................................................... 108 Bảng 3.17. Nội dung kiến thức ch đề tích hợp STEM trong chương trình THPT ........ 109 Bảng 3.18. Mục tiêu dạy học c a ch đề STEM “Quạt điện mini” ................................ 110 Bảng 3.19. Tiêu chí c a sản phẩm “Máy rửa tay sát khuẩn tự động”.................................... 113 Bảng 3.20. Kiến thức ch đề iSTEM liên quan đến nội dung bài học trong chương trình..................................................................................................................... 115 Bảng 3.21. Mục tiêu dạy học c a ch đề STEM “Máy rửa tay tự động"........................ 116 Bảng 4.1. Đối tượng và thời gian TNSP ......................................................................... 120 Bảng 4.2. Tiến độ chế tạo và thuyết trình sản phẩm “Đèn trang trí” .............................. 121 Bảng 4.3. Quy cách xử lý số liệu ..................................................................................... 124 Bảng 4.4. Thống kê điểm đánh giá nhóm ........................................................................ 124 Bảng 4.5 Thống kê đánh giá cá nhân .............................................................................. 125 Bảng 4.6 Danh sách học thuộc diện nghiên cứu trường hợp đánh giá năng lực trong dạy học ch đề iSTEM “Đèn trang trí” .................................................................. 125 Bảng 4.7 Đánh giá NL HS thuộc diện nghiên cứu sau dạy học ch đề iSTEM “Đèn trang trí” ................................................................................................................. 125 Bảng 4.8. Đánh giá năng lực c a HS trong dạy học ch đề "Đèn trang trí" ................... 126 Bảng 4.9 Kết quả đánh giá năng lực học sinh diện nghiên cứu trong và sau dạy học ch đề “Đèn trang trí” ............................................................................................... 126 Bảng 4.10. Thời gian và đối tượng thực nghiệm ............................................................. 128 Bảng 4.11 Tiến độ chế tạo và thuyết trình sản phẩm “Đèn trang trí” ............................. 130 Bảng 4.12. Thống kê điểm đánh giá nh m nghiên cứu lớp 10C Tin .............................. 133 Bảng 4.13 Thống kê đánh giá cá nhân c a nhóm nghiên cứu lớp 10C Tin .................... 134 Bảng 4.14. Danh sách học sinh lớp 10C Tin thuộc diện nghiên cứu trường hợp được đánh giá năng lực trong dạy học ch đề iSTEM “Đèn trang trí” ........................... 134 Bảng 4.15. Đánh giá NL HS thuộc diện nghiên cứu sau dạy học ch đề iSTEM “Đèn trang trí” ................................................................................................................. 135 Bảng 4.16. Đánh giá năng lực c a HS trong dạy học ch đề "Đèn trang trí" ................. 135
viii Bảng 4.17 Kết quả đánh giá năng lực học sinh diện nghiên cứu trong và sau dạy học ch đề “Đèn trang trí” ............................................................................................... 136 Bảng 4.18 Tiến độ chế tạo và thuyết trình sản phẩm “Quạt điện mini”.......................... 137 Bảng 4.19. Thống kê điểm đánh giá nh m nghiên cứu lớp 10C Tin .............................. 141 Bảng 4.20 Thống kê đánh giá cá nhân c a nhóm nghiên cứu lớp 10C Tin .................... 141 Bảng 4.21. Danh sách học sinh lớp 10C Tin thuộc diện nghiên cứu trường hợp được đánh giá năng lực trong dạy học ch đề iSTEM “Quạt điện mini” ....................... 142 Bảng 4.22. Đánh giá NL HS thuộc diện nghiên cứu sau dạy học ch đề iSTEM “Quạt điện mini” .............................................................................................................. 142 Bảng 4.23. Đánh giá năng lực c a HS trong dạy học ch đề “Quạt điện mini” ............. 143 Bảng 4.24 Kết quả đánh giá năng lực học sinh diện nghiên cứu trong và sau dạy học ch đề “Quạt điện mini” ........................................................................................... 143 Bảng 4.25. Tiến độ chế tạo và thuyết trình sản phẩm "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ............ 144 Bảng 4.26. Thống kê điểm đánh giá nh m nghiên cứu lớp 10C Tin .............................. 149 Bảng 4.27 Thống kê đánh giá cá nhân c a nhóm nghiên cứu lớp 10C Tin .................... 149 Bảng 4.28. Danh sách học sinh lớp 10C Tin thuộc diện nghiên cứu trường hợp được đánh giá năng lực trong dạy học ch đề iSTEM "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ................. 150 Bảng 4.29. Đánh giá NL HS thuộc diện nghiên cứu sau dạy học ch đề iSTEM "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ..................................................................................... 150 Bảng 4.30. Đánh giá năng lực c a HS trong dạy học ch đề "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ................................................................................................................ 151 Bảng 4.31 Kết quả đánh giá năng lực học sinh diện nghiên cứu trong và sau dạy học ch đề "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” .................................................................. 151 Bảng 4.32. Kết quả đánh giá năng lực c a học sinh khi thực hiện 3 ch đề iSTEM ............. 152
ix DANH MỤC BIỂ ĐỒ, ĐỒ THỊ Biểu đồ Biểu đồ 4.1. Biểu diễn năng lực GQVĐ & ST và năng lực Vật lí c a học sinh ch đề “Đèn trang trí” ............................................................................................................ 126 Biểu đồ 4.2. Biểu diễn năng lực GQVĐ & ST và năng lực Vật lí c a học sinh ch đề “Đèn trang trí” ............................................................................................................ 136 Biểu đồ 4.3. Biểu diễn năng lực GQVĐ & ST và năng lực Vật lí c a học sinh ch đề “Quạt điện mini” ......................................................................................................... 143 Biểu đồ 4.4. Biểu diễn năng lực GQVĐ & ST và năng lực Vật lí c a học sinh ch đề "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ................................................................................ 151 Biểu đồ 4.5 Biểu diễn và so sánh sự phát triển c a 2 năng lực c a các đối tượng khảo sát qua TNSP vòng 2 .............................................................................................. 154 Đồ thị Đồ thị 4.1. Biểu diễn sự phát triển năng lực GQVĐ & ST ............................................. 152 Đồ thị 4.2. Biểu diễn sự phát triển năng lực Vật lí ......................................................... 153 Đồ thị 4.3. Biểu diễn sự phát triển năng lực GQVĐ & ST ............................................. 153 Đồ thị 4.4. Biểu diễn sự phát triển năng lực Vật lí ......................................................... 153 Đồ thị 4.5. Biểu diễn sự phát triển năng lực GQVĐ & ST ............................................. 154 Đồ thị 4.6. Biểu diễn sự phát triển năng lực Vật lí .......................................................... 154
x DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ biểu diễn các cách tiếp cận tích hợp STEM theo Roberts..................... 27 Hình 2.2. Sơ đồ biểu diễn các cách tiếp cận tích hợp STEM theo Barakos .................... 29 Hình 2.3. Sơ đồ biểu diễn các cách tiếp cận tích hợp STEM theo Jacobs ...................... 30 Hình 2.4. Mặt dốc biểu diễn mức độ tích hợp STEM c a (Vasquez, 2014) mở rộng (Delaforce, 2016). ................................................................................................... 31 Hình 2.5. Sơ đồ tích hợp STEM nội môn kiểu đồng tâm ................................................ 33 Hình 2.6. Sơ đồ tích hợp STEM nội môn kiểu màng chân vịt ........................................ 33 Hình 2.7a và Hình 2.7b. Sơ đồ tích hợp STEM khuyết liên môn, nhúng ....................... 34 Hình 2.8a và Hình 2.8b. Sơ đồ tích hợp STEM đầy đ đa môn và liên môn .................. 34 Hình 2.9. Trong sơ đồ mô tả các yếu tố (thành phần) c a quá trình giáo dục iSTEM .................. 41 Bảng 2.3. Quy trình thiết kế ch đề dạy học iSTEM ...................................................... 49 Hình 2.10. Mô hình dạy học 5E ...................................................................................... 52 Hình 2.11. Quy trình 6E (Burke, B.N, 2014) .................................................................. 53 Hình 2.12. Mô hình 7E được mở rộng từ 5E theo Eisenkraft, A. (2003) ........................ 53 Hình 2.13. Qui trình thiết kế kĩ thuật 8 bước .................................................................. 55 Hình 2.14. Quy trình tổ chức hoạt động học tập trải nghiệm ch đề STEM do Bộ Giáo dục và Đào tạo đề xuất ........................................................................................... 57 Hình 2.15. Quy trình tổ chức hoạt động học tập trải nghiệm ch đề STEM do tác giả Nguyễn Thanh Nga và cộng sự đề xuất .................................................................... 58 Hình 2.16. Sơ đồ hoạt động học tập ch đề iSTEM theo quy trình Thiết kế kĩ thuật.................... 61 Hình 3.1. Sơ đồ hóa kiến thức STEM với sản phẩm (CFG) ........................................... 98 Hình 3.2. Sơ đồ tổ chức học tập ch đề STEM theo Quy trình thiết kế kĩ thuật do chúng tôi đề xuất.............................................................................................................. 106 Hình 3.3 Sơ đồ hóa kiến thức STEM với sản phẩm (CFG) ............................................ 108 Hình 3.4. Sơ đồ liên kết kiến thức tích hợp STEM “Quạt điện mini” ............................ 109 Hình 3.5. Sơ đồ hóa kiến thức iSTEM với sản phẩm “Máy rửa tay sát khuẩn tự động”............... 114 Hình 3.6. Sơ đồ liên kết kiến thức iSTEM “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ..................... 114 Hình 4.1.a và Hình 4.1b. Bản phân công nhiệm vụ và kế hoạch tạo sản phẩm .............. 121 Hình 4.2a và Hình 4.2b. HS trình bày kế hoạch, thảo luận, GV góp ý chỉnh sửa hoàn thành kế hoạch ........................................................................................................ 121 Hình 4.3a và Hình 4.3b. Bảng vẽ thiết kế và sơ đồ mạch điện “Đèn trang trí” .............. 122 Hình 4.4 Học sinh lớp 11CA2 đang hàn kết nối mạch điện “Đèn trang trí” ................... 122 Hình 4.5. Học sinh lớp 11 CA2 đang xếp Orgigami thực hiện ch đề iSTEM “Đèn trang trí” ................................................................................................................. 122 Hình 4.6. Sản phẩm c a học sinh sau khi học ch đề STEM “Đèn trang trí”................. 123 Hình 4.7a và Hình 4.7b. Phiếu đánh giá đồng đẳng c a cá nhân và nhóm ..................... 123 Hình 4.8. HS trình bày kế hoạch và thảo luận, GV góp ý chỉnh sửa hoàn thành kế hoạch ............ 130 Hình 4.9. Ảnh chụp giao diện trao đổi qua kênh thông tin zalo ...................................... 131
xi Hình 4.10. Bảng khảo sát đánh giá các loại đèn có trên thị trường................................. 131 Hình 4.11. Học sinh lớp 11 CTin đang vẽ thiết kế STEM “Đèn trang trí” ..................... 131 Hình 4.12. Học sinh lớp 10 CTin đang thiết kế mạch điện chi tiết “Đèn trang trí” ........ 131 Hình 4.13. Học sinh lớp 10C Tin đang hàn kết nối mạch điện”Đèn trang trí” ............... 132 Hình 4.14. Học sinh lớp 10C Tin lập trình thực hiện ch đề iSTEM “Đèn trang trí” ................... 132 Hình 4.15. Học sinh thuyết trình sản phẩm ch đề iSTEM “Đèn trang trí”. .................. 132 Hình 4.16. Sản phẩm c a học sinh sau khi học ch đề iSTEM ”Đèn trang trí” ............. 133 Hình 4.17. Học sinh trình bày kế hoạch và thảo luận, GV góp ý chỉnh sửa hoàn thành kế hoạch ................................................................................................................. 137 Hình 4.18. Ảnh chụp giao diện trao đổi qua kênh thông tin facebook & zalo ................ 137 Hình 4.19. Bảng khảo sát đánh giá các loại quạt có trên thị trường ............................... 138 Hình 4.20. Học sinh thiết kế sản phẩm ch đề iSTEM “Quạt điện mini”....................... 138 Hình 4.21. Sơ đồ khối hoạt động c a “Quạt điện mini”.................................................. 138 Hình 4.22. Học sinh lớp 10C Tin vẽ thiết kế sơ đồ mạch điện “Quạt điện mini” ........... 138 Hình 4.23. Học sinh lớp 10C Tin đang kết nối mạch điện "Quạt điện mini".................. 139 Hình 4.24. Học sinh thực hiện thiết kế và lắp ráp sản phẩm ch đề iSTEM “Quạt điện mini” ...... 139 Hình 4.25. Học sinh thực hiện lập trình sản phẩm ch đề iSTEM “Quạt điện mini” ................... 139 Hình 4.26. Sơ đồ giải thuật lập trình sản phẩm ch đề iSTEM “Quạt điện mini” .......... 139 Hình 4.27. Học sinh lớp 10C Tin thuyết trình sản phẩm ch đề iSTEM "Quạt điện mini". .......... 140 Hình 4.28. Sản phẩm c a học sinh sau khi học ch đề iSTEM "Quạt điện mini" .......... 140 Hình 4.29. HS trình bày kế hoạch và thảo luận, GV góp ý chỉnh sửa hoàn thành kế hoạch .......... 144 Hình 4.30. Ảnh chụp giao diện trao đổi qua kênh thông tin zalo. facebook ................... 145 Hình 4.31. Học sinh 10C Tin đang học lập trình vi mạch Arduino với Thầy Nguyễn Ngọc Vinh dạy môn Tin học.............................................................................. 145 Hình 4.32. Bảng khảo sát đánh giá các loại đèn có trên thị trường................................. 145 Hình 4.33. Học sinh lớp 10C Tin đang nghiên cứu tài liệu về "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ................................................................................................................ 146 Hình 4.34. Học sinh lớp 10C Tin vẽ thiết kế "Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ................... 146 Hình 4.35. Sơ đồ khối và mạch điện chi tiết c a máy rửa tay sát khuẩn tự động ........... 146 Hình 4.36. Học sinh thực hiện thiết kế và lắp ráp sản phẩm ch đề iSTEM “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ............................................................................................... 146 Hình 4.37. Học sinh lớp 10C Tin đang kết nối mạch điện “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ............. 147 Hình 4.38. Học sinh thực hiện lập trình sản phẩm ch đề iSTEM “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ........................................................................................................... 147 Hình 4.39. Sơ đồ khối lệnh lập trình sản phẩm ch đề iSTEM “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ................................................................................................................ 147 Hình 4.40. Học sinh lớp 10C Tin thuyết trình sản phẩm ch đề iSTEM “Máy rửa tay sát khuẩn tự động” ..................................................................................................... 148 Hình 4.41 Thầy Cô tham gia đánh giá sản phẩm STEM c a học sinh 10C Tin ............. 148 Hình 4.42. Sản phẩm c a học sinh sau khi học ch đề iSTEM "Máy rửa tay sát khuẩn tự động".......... 148
1 M ĐẦ 1. Lí do chọn đề tài STEM được viết tắt từ các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ) Engineering (Kĩ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đ là những lĩnh vực quan trọng thúc đẩy sự tiến bộ c a văn minh nhân loại. Đổi mới giáo dục theo định hướng giáo dục STEM là tăng cường giáo dục các môn học Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học), Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đ là con đường và là động lực cho sự phát triển toàn diện bền vững về khoa học, kĩ thuật, công nghệ, xã hội, kinh tế và môi trường... Chính ph các nước đã trao nhiệm vụ quan trọng này cho những nhà giáo dục và nghiên cứu giáo dục thực hiện nhằm nâng cao số lượng và chất lượng nguồn nhân lực, đáp ứng tốt với sự phát triển c a nền sản xuất thế kỉ 21. Ở Việt Nam, đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực đang được triển khai, trong đ giáo dục STEM được đặc biệt chú trọng. Trong hội nghị tham vấn xây dựng Chiến lược tổng thể phát triển giáo dục đại học Việt Nam trong giai đoạn 2021-2030, tầm nhìn 2035, Bộ trưởng Giáo dục và Đào tạo ch trì hội nghị và đã chỉ ra được những vấn đề cần phải suy nghĩ, giải quyết và thực hiện: + Trong thời đại nền kinh tế tri thức và năng lực cạnh tranh ngày càng sâu rộng trong chuỗi sản xuất toàn cầu thì hệ thống giáo dục có khả năng cung cấp một lực lượng lao động chất lượng cao cho thị trường lao động; + Những tác động c a Cách mạng công nghiệp 4.0 sẽ tạo ra những thay đổi sâu sắc về cơ cấu ngành/nghề lao động và yêu cầu mới về năng lực và kỹ năng c a người học; + Sự phát triển c a nhiều công nghệ mới đặc biệt là công nghệ thông tin về công nghệ mới sẽ thay đổi cơ bản về mô hình đào tạo, các phương thức dạy và học; + Sự dịch chuyển tự do nguồn lao động xuyên quốc gia dẫn tới sự cạnh tranh về cung nguồn nhân lực bậc cao. Với định hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, trong tương lai gần, Việt Nam rất cần một lực lượng lao động đ mạnh, c đầy đ các kĩ năng để giải quyết, vận hành nhuần nhuyễn đáp ứng được cuộc cách mạng kĩ thuật công nghệ 4.0. Giáo dục STEM là chìa khóa cho việc chuẩn bị và phát triển nguồn nhân lực c a nước ta trong giai đoạn phát triển mới theo xu hướng phát triển c a thế giới.
2 Ở bậc giáo dục phổ thông, giáo dục STEM được định hướng rõ ràng trong Chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) 2018 [5], [15]: Ở trung học cơ sở (THCS) các môn Khoa học tự nhiên (Vật lí, Sinh học, Hóa học) được tích hợp thành môn Khoa học tự nhiên; ở trung học phổ thông (THPT) c đầy đ các môn S, T, E, M: Toán học (thuộc nhóm môn học bắt buộc), Lí, Hóa, Sinh, Công nghệ, Kĩ thuật (thuộc nhóm môn học lựa chọn); trong đ thời lượng dành cho môn Công nghệ và Kĩ thuật được tăng lên đáng kể so với Chương trình GDPT 2006 (chương trình cũ). Như vậy, chương trình giáo dục phổ thông 2018, có sự thay đổi lớn ở cấp THCS & THPT. Ở THPT, HS được lựa chọn môn học theo định hướng nghề nghiệp từ lớp 10. Các môn học được lựa chọn và chia thành 3 nhóm môn học: nhóm môn Khoa học xã hội, nhóm môn Khoa học tự nhiên, nhóm môn Công nghệ và Nghệ thuật. Giáo dục iSTEM được chú trọng thể hiện: Chương trình phổ thông mới được lồng ghép, tích hợp giữa các môn theo nhóm môn học và được định hướng theo giáo dục tích hợp. Điều này thể hiện rõ tư tưởng giáo dục STEM là sự điều chỉnh kịp thời c a GDPT trước cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Với học sinh (HS) phổ thông, việc học các môn STEM còn ảnh hưởng tích cực tới khả năng lực (NL) chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được lựa chọn các môn học theo hướng ch động các em còn thích thú với việc học tập theo định hướng STEM thay vì e dè né tránh các môn học mà các em không yêu thích hoặc không đúng hướng nghề nghiệp mà các em định hướng. Các em sẽ có một mục tiêu chắc chắn cho chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và cho cả tương lai. Với môn Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy khi dạy kiến thức Vật lí nó gắn kết chặt chẽ với thực tế đời sống. Hoạt động dạy và học môn Vật lí là hoạt động học tập trải nghiệm, đòi hỏi học sinh ngoài nắm vững kiến thức khoa học làm nền tảng mà ta phải hướng dẫn các em các kĩ năng thực hành, thí nghiệm hoạt động sáng tạo để nắm sâu kiến thức. Các em có khả năng quan sát, nhận biết, hiểu thế giới xung quanh và giải quyết được những bài toán cụ thể, thực tế trong cuộc sống hằng ngày. Ngoài ra các thầy cô cùng các em tham gia các dự án nghiên cứu khoa học và trải nghiệm như những nhà khoa học thực sự. Như vậy với hoạt động giảng dạy theo định hướng nghề nghiệp và cung ứng được lực lượng lao động bậc cao đòi hỏi cần phải có một phương pháp giáo dục tiên tiến và đặc biệt phương pháp giáo dục học qua hành được áp dụng cho dạy học ch đề tích hợp STEM (gọi tắt là ch đề iSTEM). Tuy nhiên, tích hợp các môn học thuộc lĩnh vực STEM chương trình GDPT 2018 vẫn để mở. Giáo viên phải tự lực thiết kế và tổ chức dạy học các ch đề iSTEM
3 trong môn học do mình phụ trách cho các nội dung chuyên đề tự chọn, giáo dục địa phương, hoạt động trải nghiệm. Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020, về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong các trường trung học c các hướng dẫn chi tiết hơn, tuy nhiên cũng còn một số vấn đề chưa giải quyết được, như tiêu chí cho bài học/ch đề iSTEM vẫn theo Công văn 5555/BGD ĐT-GDTrH ngày 8/10/2014 (áp dụng cho tất cả các bài học) 15, 16. Đây là nhiệm vụ mới gây nhiều kh khăn cho giáo viên: Thiết kế và tổ chức dạy học ch đề tích hợp STEM như thế nào trong dạy học đơn môn (môn Vật lí) ở trường trung học phổ thông là câu hỏi nghiên cứu được chúng tôi giải quyết trong đề tài c a luận án. Từ đ , chúng tôi chọn đề tài Luận án Tiến sĩ là “Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông”. 2. Mục đích nghiên cứu Đề xuất khung lí thuyết về xây dựng và tổ chức dạy học ch đề iSTEM và áp dụng để thiết kế và tổ chức dạy học một số ch đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường THPT, nhằm phát triển năng lực Vật lí, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo c a học sinh. 3. Giả thuyết khoa học Nếu khung lí thuyết về thiết kế và tổ chức dạy học ch đề iSTEM bám sát các tiêu chí đặc trưng c a ch đề iSTEM, được sắp xếp dựa theo các yếu tố cấu trúc c a quá trình dạy học, thì việc thiết kế và tổ chức dạy học ch đề iSTEM theo khung lí thuyết này trong môn Vật lí ở trường THPT sẽ vừa phát triển năng lực Vật lí vừa phát triển được năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo c a học sinh. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng - Giáo dục STEM. - Quá trình dạy học môn Vật lí và mục tiêu nội dung các môn khoa học (Hóa học, Sinh học), môn Công nghệ, môn Toán ở trường THPT. 4.2. Phạm vi nghiên cứu Ch đề iSTEM trong dạy học môn Vật lí ở trường THPT. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng giáo dục iSTEM ở trường THPT;
4 5.2. Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông 2018: Chương trình tổng thể và Chương trình các môn Khoa học: Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Toán học, đặc biệt là mục tiêu, yêu cầu cần đạt c a các môn học thuộc lĩnh vực STEM; 5.3. Nghiên cứu cơ sở thực tiễn về dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trường THPT; 5.4. Nghiên cứu nội dung dạy học các môn STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới; 5.5. Đề xuất khung lí thuyết xây dựng và tổ chức dạy học ch đề iSTEM: Đề xuất bộ tiêu chí ch đề iSTEM, quy trình xây dựng ch đề iSTEM trong dạy học đơn môn (Vật lí); Lựa chọn mô hình tổ chức dạy học ch đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường THPT; 5.6. Xây dựng một số ch đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường THPT theo kết quả nghiên cứu c a 5.5; 5.7. Thực nghiệm sư phạm các ch đề đã xây dựng ở trường trung học phổ thông. 6. hương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp lí thuyết Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến đề tài, phân tích - tổng hợp những nội dung thiết yếu, xây dựng cơ sở phương pháp luận về phương pháp giáo dục STEM cho học sinh trong dạy học Vật lí. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Sử dụng phương pháp điều tra, khảo sát, phương pháp chuyên gia để tìm hiểu thực trạng dạy học Vật lí cho học sinh, ở một số trường THPT trong nước. 6.3. Phương pháp thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm, kiểm chứng kết quả nghiên cứu khẳng định giả thuyết khoa học c a đề tài. 6.4. Phương pháp thống kê toán học Xử lí các số liệu kết quả điều tra và kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ xác suất thống kê. 7. Đ ng g p mới của đề tài luận án - Về mặt lí luận + Đề xuất phân loại các cấp độ tích hợp c a ch đề iSTEM + Đề xuất bộ tiêu chí nhận diện và đánh giá ch đề iSTEM;
5 + Đề xuất quy trình xây dựng ch đề iSTEM trong môn Vật lí; + Lựa chọn và đề xuất mô hình tổ chức dạy học ch đề iSTEM phù hợp với môn Vật lí ở trường THPT. - Về thực tiễn + Xây dựng được 3 ch đề iSTEM trong môn Vật lí ở trường THPT minh họa được 3 cấp độ dạy học iSTEM; + Một số sản phẩm là kết quả sáng tạo c a HS từ học tập 3 ch đề nêu trên. 8. Cấu trúc luận án Ngoài phần Mở đầu, phần Kết luận, Danh mục các bài báo liên quan đến luận án, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội dung luận án gồm 4 chương Chương 1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục tích hợp STEM ở trường trung học phổ thông (15 trang) Chương 2. Cơ sở lý luận và thực tiễn xây dựng ch đề dạy học tích hợp STEM trong môn Vật lí ở trường trung học phổ thông (77 trang) Chương 3. Xây dựng ch đề dạy học iSTEM trong môn Vật lí trung học phổ thông (35 trang) Chương 4. Thực nghiệm sư phạm (45 trang) Kết luận (1 trang) Tài liệu tham khảo (5 trang) Phụ lục (49 trang)
6 Chương 1 TỔNG QUAN LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU GIÁO DỤC TÍCH HỢP STEM TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới 1.1.1. Khái quát về vị trí tầm quan trọng của giáo dục STEM ở các châu lục trên thế giới qua các công trình nghiên cứu Trong những năm gần đây sự phát triển c a khoa học công nghệ đã đạt đến một mức độ rất cao. Khoa học công nghệ IOT (Internet of Things), AI (Artifical Intelligence)… đã dần như được phổ biến trên khắp các nước trên thế giới. Sự phát triển khoa học kĩ thuật công nghệ luôn gắn liền với nhu cầu nguồn lao động chất lượng cao. Chính vì vậy, nhiều quốc gia tiên tiến trên thế giới bao gồm các nước liên minh Châu Âu, Châu Á và Mỹ, Canada, Úc,… đang xây dựng và phát triển hệ thống giáo dục STEM để có thể chiếm lĩnh tạo thế cạnh tranh trên toàn thế giới. 49, 52, 55. Giáo dục STEM luôn là ch đề quốc tế, được quan tâm hàng đầu c a các nhà hoạch định chính sách, được thúc đẩy bởi nền kinh tế toàn cầu đang thay đổi theo xu hướng phát triển mới 49, 57. Các quốc gia có nền kinh tế phát triển mạnh trên thế giới có sự cạnh tranh cao về công nghệ và trí tuệ - thu hút lực lượng lao động có tay nghề cao 56, 57. Các nước mạnh về giáo dục STEM đều có sự đa dạng trong nền kinh tế, văn hóa chính trị, xã hội và truyền thống giáo dục 56, 57. Các GV trong lĩnh vực STEM được trân trọng, được trả lương cao hơn. Ví dụ: như Phần Lan và Trung Quốc, giáo viên STEM được tăng lương không phải trên cơ sở thâm niên mà qua công việc được huấn luyện, đào tạo, qua các chương trình phát triển chuyên môn, chứng minh được hiệu quả và tiến triển trong công việc. Các quốc gia mạnh về lĩnh vực STEM đã phát triển các chính sách quốc gia về chiến lược STEM cung cấp điều kiện thuận lợi cho một loạt các hoạt động như: cải cách giáo trình và giảng dạy theo tiêu chuẩn mới; các chương trình đại học hàng đầu thế giới, tuyển dụng các tài năng khoa học nước ngoài và tiến sĩ STEM; tạo quan hệ đối tác và liên kết hoạt động STEM trong trường học, dạy nghề và giáo dục đại học với ngành công nghiệp, kinh doanh và các nghề nghiệp. Các chương trình STEM được tạo điều kiện thông tin đến các tổ chức các viện, trung tâm hoặc các cơ quan khác và qua các cuộc hội thảo giáo dục STEM 57.
7 Theo thống kê c a Josh Brown - Trường Đại học Illinois trong giai đoạn 2007- 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục Mĩ 35. Theo thống kê c a Yoan-Chung Yu đã tập hợp và phân tích cho thấy từ năm 2008 cho tới nay giáo dục STEM phát triển mạnh, trong năm 2008 c 15 bài báo và trong các năm trở lại đây c hơn 100 bài báo /1 năm. Cũng trong giai đoạn này Mỹ là quốc gia có nhiều nghiên cứu về STEM nhất với 200 công trình (52%), tiếp theo đ là Anh với 36 công trình (9,35%), Hà Lan và Úc mỗi quốc gia có 16 công trình nghiên cứu (4,16%), các quốc gia Tây Ban Nha, Israel, Thổ nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài loan tổng cộng có 67 công trình, các quốc gia còn lại trên thế giới có 50 công trình. Các công trình nghiên cứu này ch yếu tập trung các lĩnh vực thuộc giáo dục STEM 71. Các nhà khoa học tiêu biểu trên thế giới nghiên cứu về STEM như Morrison, Amanda Roberts, David W.White, William E Dugger, Ryan Brown… 35. Hội đồng quốc tế c a Hiệp hội Khoa học Giáo dục (ICASE) đại diện cho 34 quốc gia tham dự ICASE đưa ra tuyên bố chung tại Kuching về Giáo dục khoa học và công nghệ kêu gọi tất cả tham gia vào nghiên cứu, phát triển chính sách, và việc giảng dạy các môn STEM để nhận ra sự cần phải chuẩn bị tốt hơn cho học sinh về tương lai và cuộc sống c a họ để trở thành công dân toàn cầu 49. Các nước thuộc Liên minh châu Âu gồm 30 quốc gia sau hội nghị bàn tròn đã đồng thuận và đưa ra tuyên bố chung cùng phối hợp tài trợ và phát triển các dự án giáo dục STEM, qua đ cũng nhận định rằng ch đề giáo dục STEM luôn tích hợp nhiều hơn một lĩnh vực. Phát hành ấn phẩm Giáo dục: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Vượt qua những thách thức ở Châu Âu (Joyce & Dzoga, 2011), xác định các thách thức giáo dục STEM ở châu Âu và tập trung vào việc phát triển các kỹ năng STEM, mà ở các nước châu Âu không đạt so với các nước châu Á. Qua thống kê Sinh viên STEM châu Á chiếm khoảng 20% so với 2% ở châu Âu. [49]. Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á (Indonesia, Malaysia, Philippines, Singapore, Thái Lan, Brunei, Burma (Myanmar), Campuchia, Lào, và Việt Nam) nhận định tầm quan trọng c a giáo dục STEM. Giáo dục STEM là yếu tố quyết định cho phát triển kinh tế, giáo dục và bảo vệ môi trường, nâng cao phúc lợi cộng đồng và thúc đẩy hội nhập trong ASEAN [57]. Cộng đồng ASIAN đã c sự cộng tác trong liên kết đào tạo, trao đổi học tập kinh nghiệm, qua đ đưa ra những chính sách kịp thời để tạo động lực thúc đẩy phát triển giáo dục STEM. Những nhà khoa học giáo dục tham gia phát triển STEM ở châu Á thường hướng tới giáo dục tích hợp các môn STEM. Tích hợp STEM kiểu này cũng giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ về bản chất liên ngành c a STEM [57].