Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh Trung học phổ thông miền núi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:101

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn này nghiên cứu về phát triển chương trình môn học vật lí, vận dụng quan điểm giáo dục STEM vào dạy học vật lí lớp 11 phần ”Dòng điện trong các môi trường” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh miền núi, từ đó áp dụng dạy học theo quan điểm STEM phù hợp với trình độ HS và góp phần nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lý tại trường THPT Định Hóa. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh Trung học phổ thông miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHÙNG THỊ MINH HUỆ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNGMIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHÙNG THỊ MINH HUỆ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG” THEO QUAN ĐIỂM GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG MIỀN NÚI Ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS. CAO TIẾN KHOA THÁI NGUYÊN - 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2019 Tác giả Phùng Thị Minh Huệ i
LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban Chủ nhiệm khoa, quý Thầy, Cô giáo khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và quý Thầy, Cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, quý Thầy, Cô giáo Vật lí trường THPT Định Hóa - Huyện Định Hóa - Tỉnh Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Cao Tiến Khoa đã tận tình hướng dẫn và luôn luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn chỉnh luậnvăn này. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2019 Tác giả Phùng Thị Minh Huệ ii
MỤC LỤC Lời cam đoan .................................................................................................................. i Lời cảmơn ............................................................................................................ ii Mục lục ............................................................................................................... iii Danh mục các chữ viết tắt .................................................................................. iv Danh mục các bảng.............................................................................................. v Danh mục các hình ............................................................................................. vi MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 2 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 2 4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................... 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................. 2 6. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................... 3 7. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 3 8. Cấu trúc của luận văn................................................................................................. 4 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH......................................... 5 1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề và các Khái niệm cơ bản ............................................. 5 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ................................................................................... 5 1.1.2. Trên thế giới ......................................................................................................... 6 1.1.3. Ở Việt Nam .......................................................................................................... 7 1.2. Các khái niệm ....................................................................................................... 11 1.2.1. Giáo dục STEM trong dạy học .......................................................................... 11 1.2.2. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn ....................................... 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 25 Chương 2: THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC PHẦN “DÒNG ĐIỆN TRONG CÁCMÔI TRƯỜNG” VẬT LÍ LỚP 11 - CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN ..................... 26 iii
2.1. Phân tích phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11hiện hành ................ 26 2.1.1. Phân phối chương trình hiện hành chương III: “Dòng điện trong các môi trường” - vật lý 11- cơ bản (theo Phân phối chương trình của sở giáo dục và đào tạo Thái Nguyên) ......................................................................................................... 26 2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” ......................... 26 2.2. Thực trạng trong dạy và học chương “dòng điện trong các môi trường” ở một số trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên ............................................................... 28 2.3. Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11- cơ bản với quan điểm, mục tiêu, nội dunggiáo dục STEM ................. 32 2.4. Đề xuất xây dựng nội dung học tập một số kiến thức phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 - cơ bản theo định hướng giáo dục STEM ........................ 33 2.5. Đề xuất tiến trình dạy học kiến thức phần “Dòng điện trong các môi trường” Vật lí 11 với chủ đề: “Khảo sát dòng dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện” ............................................................................................................. 36 2.5.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề .............................. 38 2.5.2. Chuẩn bị ............................................................................................................. 40 2.5.3. Tiến hành hoạt động .......................................................................................... 42 2.5.4. Dự kiến sự hướng dẫn cụ thể của giáo viên cho học sinh khi các em gặp khó khăn trong quá trình thực hiện nhiệm vụ như sau ....................................................... 46 2.6. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS ........................................................ 48 2.6.1. Đánh giá định tính và đánh giá định lượng ....................................................... 48 2.6.2. Đề kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề ............................................................. 55 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 56 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................. 57 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................ 57 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ........................................................................ 57 3.1.2. Nhiệm vụ............................................................................................................ 57 3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ...................................................... 58 3.2.1. Đối tượng ........................................................................................................... 58 3.2.2. Nội dung ............................................................................................................ 58 iv
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 58 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 58 3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm ....................................................................... 59 3.4. Đánh giá thực nghiệm sư phạm ............................................................................ 59 3.4.1. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................... 59 3.4.2. Kết quả, xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm ..................................................... 60 3.5. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm............................................................. 74 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................ 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 79 v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ GDPT Giáo dục phổ thông GV Giáo viên HS Học sinh NLVDKT Năng lực vận dụng kiến thức PPDH Phương pháp dạy học THPT Trung học phổ thông PPDH TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm iv
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Rubric - Bảng đánh giá NLVDKT vào thực tiễn ...................................21 Bảng 2.1. Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động DHTN: “Khảo sát dòng điện trong chất điện phân.Chế tạo sản phẩm mạ điện” ................................................................................................................50 Bảng 2.2. Tiêu chí đánh giá chủ đề : Khảo sát cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của mạ điện.Chế tạo thí nghiệm mạ điện và sản phẩm mạ điện .......................53 Bảng 3.1. Bảng kiềm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên ................................ 64 Bảng 3.2. Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực của học sinh ............................65 Bảng 3.3. Bảng đánh giá năng lực VDKT vào thực tiễn của giáo viên .................67 Bảng 3.4. Bảng đánh giá quá trình hoạt động GQVĐ của học sinh dành cho GV ....69 Bảng 3.5. Phiếu đánh giá nhóm học sinh của giáo viên .........................................71 Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá năng lực trong hoạt động DHTN của học sinh .........72 v
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông ......................9 Hình 1.2. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ................................................14 Hình 1.3. Hoạt động giải quyết vấn đề .......................................................................16 Hình 1.4. Mô hình bốn thành phần NL .......................................................................19 Hình 3.1. Điểm TB bài kiểm tra với điểm TB các phiếu đánh giá ...........................73 Hình 3.2. Điểm TB các phiếu đánh giá năng lực và điểm TB học tập .....................73 Hình 3.3. Điểm trung bình đánh giá năng lực của các nhóm ...................................74 vi
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Đổi mới và phát triểnsự nghiệp giáo dục của nước nhà luôn luôn là quan điểm và mục tiêu xuyên suốt trong quá trình lãnh đạo các mạng của Đảng và Nhà nước ta. Tại Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành trung ương khóa XI đã đưa ra nghị quyết (Nghị quyết số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và dào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Trong đó có đề cập đến nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức và thực tiễn. Như vậy, yêu cầu chất lượng giáo dục không phải chỉ có kiến thức mà còn phải hình thành được phẩm chất, năng lực cho người học. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra như vũ bão, thế giới loài người đang chuyển mình trong dòng chảy của công nghệ, của trí tuệ nhân tạo và vạn vật kết nối. Để chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai rất gần chúng ta cần có nền giáo dục thích ứng, một nền giáo dục mà sản phẩm của nó là những con người biết sáng tạo và thích nghi chứ không phải là những con người công cụ. Giáo dục STEM đang là tiêu điểm của quá trình giáo dục trong thời đại ngày nay. Việc xây dựng chương trình giáo dục phổ thông mới đã mở ra một cơ hội để chúng ta cải tổ nền giáo dục hướng tới tạo ra con người sáng tạo theo các mô hình này. Muốn vậy chương trình giáo dục phổ thông cần có được những triết lí giáo dục, sự kế thừa những thành công và ưu thế của chương trình cũ, định danh tên môn học phải mang tình phổ thông, khoa học và chính xác, chương trình phải phù hợp với phương pháp và hình thức dạy học hiện đại, gắn liền với các giá trị văn hóa Việt, đồng thời phải có các nhìn tổng thể và logic với chuẩn kiến thức kĩ năng và sách giáo khoa. Với chủ trương của Đảng, Nhà nước coi trọng ưu tiên đầu tư đào tạo bồi dưỡng nâng cao chất lượng nguồn nhân lực của đồng bào dân tộc thiểu số để bảo đảm phát triển bình đẳng, phát triển bền vững của cộng đồng các dân tộc. Định Hóa là huyện miền núi nghèo của tỉnh Thái Nguyên, là địa phương có trình độ học vấn thấp, nhận thức còn hạn chế, chủ yếu là thuần nông, gắn bó với nền kinh tế 1
chủ yếu là tự cung tự cấp. Đối tượng học sinh là lực lượng dân cư trẻ (trong độ tuổi lao đông chiếm tỷ lệ cao), với mặt bằng chung của tỉnh Thái Nguyên chất lượng đào tạo HS vẫn còn thấp do đời sống cư dân còn khó khăn, HS ở xa trường, đi qua vùng sạt lở đất, qua cầu tràn nên việc đi lại của học sinh gặp không ít khó khăn đặc biệt là khi mưa lũ, Nếu HS vùng núi được nâng cao tri thức sẽ góp phần xóa đói, giảm nghèo bền vững. Để góp phần tìm giải pháp nâng cao chất lượng giáo dục cho học sinh dân tộc thiểu số tại huyện Định Hóa - địa phương có trên 70% dân số là người dân tộc thiểu số, tác giả đã chọn đề tài “Tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” theo quan điểm giáo dục STEM cho học sinh trung học phổ thông miền núi” làm Đề tài luận văn thạc sĩ của mình. 2. Mục tiêu nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu lý luận về phát triển chương trình môn họcvật lí, vận dụng quan điểm giáo dục STEM vào dạy học vật lí lớp 11 phần ”Dòng điện trong các môi trường” nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh miền núi, từ đó áp dụng dạy học theo quan điểm STEM phù hợp với trình độ HS và góp phần nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lý tại trường THPT Định Hóa. 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3.1. Khách thể nghiên cứu Quan điểm của giáo dục STEM trong dạy học 3.2. Đối tượng nghiên cứu Áp dụng các quan điểm của giáo dục STEM cho Học sinh tại một trường THPT miền núi tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 4. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng quan điểm giáo dục STEM trong thiết kế và tổ chức dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường”,thì sẽ phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh miền núi. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu chương trình giáo dục phổ thông; chương trình môn học vật lí; nghiên cứu lý thuyết về giáo dục STEM. 2
5.2. Khảo sát thực trạng hoạt động dạy và học bộ môn vật lí tại một số trường THPT miền núi trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. 5.3. Căn cứ vào chương trình môn vật lí hiện hành, chương trình môn học vật lí2018, thiết kế kế hoạch dạy học trong môn học vật lí lớp 11 theo quan điểm giáo dục STEM như sau: + Đề xuất cấu trúc nội dung chương trình (phân chia thành các mô đun kiến thức) + Phân phối thời gian, thời lượng theo đối tượng học sinh THPT miền núi + Đề xuất các phương tiện dạy học, học liệu, các kiến thức định hướng vận dụng vào thực tiễn cho đối tượng THPT miền núi 5.4. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của đề tài 6. Phạm vi nghiên cứu 6.1. Giới hạn đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu và đề xuất các biện pháp vận dụng quan điểm giáo dục STEM vào dạy học vật lí trong chương trình vật lí lớp 11 (hiện hành) phần “Dòng điện trong các môi trường” nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. 6.2. Giới hạn khách thể khảo sát Giáo viên bộ môn vật lí và học sinh lớp 11 một số trường THPT miền núi của tỉnh Thái Nguyên. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận + Nghiên cứu văn kiện của Đảng, chỉ thị của Bộ giáo dục và Đào tạo. + Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học Vật lí và giáo dục học, chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập Vật lí… + Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông + Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc thiết kế, chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm đơn giản. 7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn 7.2.1. Phương pháp điều tra giáo dục Sử dụng các bảng hỏi dành cho giáo viên, học sinh để thu thập thông tin về thực trạng dạy và học môn vật lí tại trường THPT miền núi 7.2.2. Phương pháp phỏng vấn 3
Phỏng vấn trực tiếp các giáo viên về đổi mới chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể nói chung và chương trình giáo dục môn vật lí nói riêng tại trường THPT Định Hóa 7.2.3.Phương pháp chuyên gia Thu thập ý kiến đánh giá của giáo viên để khảo nghiệm tính cần thiết, khả thi của các biện pháp đề tài đề xuất. 7.2.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của của quy trình tổ chức dạy học STEM đã thiết kế đối với việc phát triểnnăng lực giải quyết vấn đề của học sinh bao gồm nội dung, hình thức tổ chức dạy học STEM về phần “Dòng điện trong các môi trường”. 7.3. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê để xử lí số liệu, đánh giá và trình bày kết quả nghiên cứu. 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài danh mục ký hiệu, chữ viết tắt, phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, phụ lục, tài liệu tham khảo, danh mục công trình khoa học liên quan đến luận văn của tác giả, luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực Chương 2: Thiết kế kế hoạch dạy học phần “Dòng điện trong các môi trường” vật lí lớp 11- chương trình cơ bản theo quan điểm STEM Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 4
Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC STEM THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề và các Khái niệm cơ bản 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề Nếu như Cách mạng công nghiệp đầu tiên (năm 1784) sử dụng năng lượng nước và hơi nước để cơ giới hóa sản xuất; cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 2(năm 1870): Máy nổ- Động cơ đốt trong diễn ra nhờ ứng dụng điện năng để sản xuất hàng loạt; cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 3 (năm 1969): sử dụng điện tử và CNTT để tự động hóa sản xuất; thì bây giờ cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (năm 2013): Máy nghĩ - Trí tuệ nhân tạo - Tự động hóa quá trình sản xuất vật chất: là sự kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh giới giữa vật lí, sinh học và kỹ thuật số. Cùng với sự phát triển của xã hội, để từng bước hòa nhập với thế giới, Giáo dục Việt Nam, hơn lúc nào hết, việc đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực là rất quan trọng và cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Năm học 2018 - 2019, ngành Giáo dục tiếp tục tập trung thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09/6/2014 của Chính phủ về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; Nghị quyết số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 của Quốc hội khóa XIII, Nghị quyết số 51/2017/QH14 ngày 21/11/2017 của Quốc hội khóa XIV và Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 18/6/2018 của Thủ tướng Chính phủ về đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông; các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội, Chính phủ và chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ. Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ thị toàn ngành Giáo dục ưu tiên tập trung thực hiện các nhóm nhiệm vụ chủ yếu trong năm học 2018 -2019, trong đó có:“Giáo dục đại học tiếp tục đẩy mạnh thực hiện tự chủ, nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu khoa học, hỗ trợ khởi nghiệp cho sinh viên; chuẩn hóa, tăng cường hội nhập quốc tế và yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0; tăng tỷ lệ sinh viên ra trường có việc làm phù hợp với chuyên ngành đào tạo”. (Trích Chỉ thị: 2919/CT- BGDĐT ngày 10 tháng 08 năm 2018 về nhiệm vụ chủ yếu của năm học 2018- 2019 của ngành giáo dục). 5
Vấn đề lớn nhất của ngành giáo dục cần giải hiện nay là chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai, đặc biệt cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Giáo dục STEM được công nhận rộng rãi trên thế giới là hướng đi đúng đắn cho vấn đề này. Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua dự án - chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học STEM[3]. Với học sinh phổ thông đặc biệt là học sinh vùng miền núi, việc theo học các môn học theo quan điểm giáo dục STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau. 1.1.2. Trên thế giới Hiện nay trên thế giới, ở các quốc gia, các nhà khoa học đều nhận thức rõ vai trò của giáo dục STEM. Điển hình như: Tại Vương quốc Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Tại nướcMỹ, Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khilàm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)... Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng. Theo thống kê ở Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác. Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm 1950 đến 2007. 6
Tại nước Úc, giáo dục STEM với mục tiêu là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các vấn đề thách thức của việc phát triển nền kinh tế công nghiệp thế kỉ 21. Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu: “Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàmchán”. Mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia tuy khác nhau nhưng đều có mục tiêu chung là coi trong sự tác động đến người học. Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM như là một giải pháp quan trọng trong cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa [3]. 1.1.3. Ở Việt Nam 1.1.3.1. Những thành tựu Các hoạt động giáo dục STEM khác hiện đang duy trì tại một số trường và địa phương như: Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài, Cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật (Visef), Các cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu học và trung học cơ sở của các nước như Hàn Quốc, Thái Lan đều có học sinh Việt Nam tham gia trong những năm gần đây. Có thể nói, các hoạt động STEM trong nhà trường hiện nay là khá phong phú, song, các hoạt động đó tại các thành phố lớn hầu hết là các hoạt động xã hội hoá với mức chi phí khá cao dành cho các học sinh có nhu cầu. Trong khi đó, mô hình tại các trường khu vực nông thông là các hoạt động CLB do giáo viên nhà trường tự vận hành dựa nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ của cộng đồng với các giải pháp giá rẻ phù hợp với điều kiện địa phương. Thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XI, đặc biệt là Nghị quyết Trung ương số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế 7
thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, giáo dục phổ thông trong phạm vi cả nước đang thực hiện đổi mới đồng bộ các yếu tố: mục tiêu, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức, thiết bị và đánh giá chất lượng giáo dục theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất học sinh. Trong quá trình đổi mới đó, phương thức giáo dục tích hợp Khoa học - Kĩ thuật - Công nghệ - Toán, gọi tắt là STEM, đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo triển khai từ năm học 2014-2015 thông qua việc chỉ đạo các cơ sở giáo dục xây dựng và thực hiện dạy học theo chủ đề tích hợp, liên môn và tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học. Nhằm cụ thể hóa hơn nữa phương thức giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông, trong năm học 2016-2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phối hợp với Hội đồng Anh triển khai thí điểm giáo dục STEM ở một số trường trung học và đã thu được những kết quả tích cực [3]. Từ năm 2011 đến nay, mặc dù thời gian triển khai Chương trình giáo dục STEM tại Việt Nam chưa nhiều, tuy nhiên đã có những bước phát triển ban đầu hết sức khả quan với trên hàng trăm ngàn lượt học sinh theo học tập trung tại các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh thành khác. Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu dạy học tích hợp, việc tổ chức hoạt động dạy học STEM cho đối tượng HS phổ thông như: Tích hợp giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả trong dạy học vật lý thông qua dạy học dự án / TS. Nguyễn Thị Nhị; TS. Mai Văn Lưu // Tạp chí Thiết bị giáo dục. - 2015. -no. 124. -tr. 56-58. -ISSN. 1859-0810 Hướng tới dạy học toán ở trường phổ thông Việt Nam theo tiếp cận giáo dục STEM / Phạm Đức Quang // Khoa học giáo dục. - 2017. -no. 141. -tr. 11-14. -ISSN. 0886-3862 Giáo dục stem ở Australia và bài học xây dựng nội dung giáo dục stem cho trẻ em gái ở Việt Nam / Chu Cần Thơ // Khoa học giáo dục. - 2017. -no. 140. -tr. 111-115. -ISSN. 0886-3862 Lê Xuân Quang ở Australia 2015, “Giáo dục ở Australia và bài học xây dựng nội dung giáo dục stem cho trẻ em gái ở Việt Nam / Chu Cần Thơ “Giáo dục ở Australia /2015, tr. 37-39;2016, “Xuân Quangở Australia dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Xuân Quangở Australia dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM, 61 (6B), tr. 211-218; 2017, “Cơ sở Quang ở Australia dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”44/2017,tr 4 1.1.3.2.Vai trò của STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới 8
Trong Chương trình dự thảo giáo dục phổ thông tổng thể vừa được Ban Chỉ đạo đổi mới chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông thông qua ngày 28/12/2018, đã định hướng giáo dục STEM. Các chuyên gia và ban soạn thảo chương trình đều thống nhất: “Cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên và Tin học, các môn học về công nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.”, vìvậy: 1. Các môn học đều cần được chuyển đổi theo phương pháp STEM khi có thể, đặc biệt là các môn học tựnhiên 2. Các môn Tin học, Công nghệ mang nhiều nồng độ STEMnhất. 3. Giáo dục STEM cũng được khuyến khích đưa vào các giờ học trải nghiệm sángtạo Hình 1.1. Bảng tổng hợp kế hoạch giáo dục cấp trung học phổ thông Mô hình giáo dục STEM ngoài trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng lồng ghép liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, còn giúp người học không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực 9
hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Theo PGS.TS Lê Huy Hoàng, thành viên Ban Phát triển Chương trình giáo dục phổ thông Tổng thể, Chủ biên chương trình môn Công nghệ cho biết, mục tiêu xây dựng chương trình giáo dục Công nghệ là theo định hướng STEM. Theo đó, sẽ dự kiến xây dựng các chủ đề STEM trong: Mạch Thủ công kỹ thuật (Tiểu học); Mạch Thiết kế kỹ thuật (THCS); Mô đun tự chọn (lớp 9); Mạch Thiết kế và công nghệ (THPT); Cụm chuyên đề học tập tích hợp (THPT). Vì trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục STEM đã được chú trọng thông qua các biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thông mới có đầy đủ các môn học STEM. Đó là các môn Toán học; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin học.Vị trí, vai trò của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ trong chương trình giáo dục phổ thông mới đã được nâng cao rõ rệt. Điều này không chỉ thể hiện rõ tư tưởng giáo dục STEM mà còn là sự điều chỉnh kịp thời của giáo dục phổ thông trước cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Cũng theo PGS. Hoàng, dự kiến các chủ đề STEM trong chương trình môn học tích hợp ở giai đoạn giáo dục cơ bản như các môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học, Tin học và Công nghệ (ở tiểu học), môn Khoa học tự nhiên (ở trung học cơ sở); Định hướng đổi mới phương pháp giáo dục nêu trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể phù hợp với giáo dục STEM ở cấp độ dạy học tích hợp theo chủ đề liên môn, vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn... Còn theo GS. TSKH Đỗ Đức Thái - thành viên Ban Phát triển Chương trình giáo dục tổng thể, Chủ biên CT môn Toán cho biết, khi áp dụng STEM, chúng ta được nhiều thứ. Thứ nhất, giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Tiếp đến, giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. 10