Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu được thực hiện nhằm thiết kế hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS. Tổ chức một số hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 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 hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NƯỚC CHDCND LÀO THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ THU HÀ TS. NGUYỄN THỊ MINH THỦY THÁI NGUYÊN - 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Thu Hà và TS. Nguyễn Thị Minh Thủy. Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ. Tác giả Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD i
LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thị Thu Hà và TS. Nguyễn Thị Minh Thủy, những người thầy đã tận tình động viên, giảng dạy, chỉ bảo, hướng dẫn và định hướng cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cho tôi trong suốt quá trình thí nghiệm. Xin cảm ơn các bạn học viên cao học Vật lý khóa 26B (2018-2020) đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi cảm ơn gia đình, bạn bè, các đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song luận văn nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của Hội đồng khoa học và Quý thầy cô, anh chị em đồng nghiệp và bạn bè. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2020 Tác giả Khanphaphone CHANTHAPHASAVAD ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................ iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................. viii MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1 1. Lí do chọn đề tài ................................................................................ 1 2. Mục đính nghiên cứu ........................................................................ 3 3. Giả thuyết khoa học .......................................................................... 3 4. Đối tượng nghiên cứu........................................................................ 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................ 3 6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 4 7. Đóng góp của đề tài........................................................................... 4 8. Cấu trúc luận văn .............................................................................. 4 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .............................. 6 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM .............................. 6 1.2. Giáo dục STEM.............................................................................. 9 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM ..................................................... 9 1.2.2. Mô hình Giáo dục STEM .......................................................... 11 1.3. Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ..................................... 20 1.3.1. Các khái niệm ............................................................................ 20 1.3.2. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề ................................... 21 1.3.3. Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học môn KHTN theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của iii
HS ........................................................................................................ 22 1.5. Tìm hiểu thực tế dạy học STEM tại một số trường Trung học cơ sở nước CHDCND Lào ............................................................................ 24 1.5.1. Mục đích điều tra ...................................................................... 24 1.5.2. Phương pháp điều tra ................................................................ 24 1.5.3. Đối tượng điều tra ..................................................................... 25 1.5.4. Kết quả điều tra ......................................................................... 25 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1.................................................................... 28 Chương 2. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHƯƠNG “ÁP SUẤT” MÔN KHTN LỚP 7 NƯỚC CHDCND LÀO ................... 29 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Áp suất- KHTN 7” ......... 29 2.1.1. Tổng quan của chương “Áp suất” ............................................. 29 2.1.2. Mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng ..................... 30 2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức ..................................................... 31 2.2. Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề “Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM ............................................. 32 2.2.1. Lý do chọn chủ đề ..................................................................... 32 2.2.2. Mục tiêu của chủ đề .................................................................. 32 2.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề .................................................. 33 2.3. Tiến trình dạy học chủ đề ”Áp suất chất lỏng-Bình thông nhau” theo định hướng giáo dục STEM ........................................................ 33 2.3.1. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề ..... 33 2.3.2. Bộ câu hỏi định hướng của chủ đề ............................................ 34 2.3.3. Chuỗi hoạt động giảng dạy ....................................................... 37 2.4. Đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh trong quá trình dạy học 47 2.4.1. Các tiêu chí và phiếu để giáo viên đánh giá nhóm học sinh ..... 47 2.4.2. Các tiêu chí và phiếu để học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng...................................................................................................... 49 iv
2.4.3. Đề kiểm tra kết quả học tập của học sinh ................................. 50 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2.................................................................... 53 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................ 54 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................... 54 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................. 54 3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm ................................................... 55 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm .................................................. 55 3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................. 56 3.5.1. Chọn mẫu thực nghiệm ............................................................. 56 3.5.2. Phương pháp tổ chức kiểm tra .................................................. 56 3.5.3. Diễn biến quá trình TNSP ......................................................... 56 3.6. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................... 58 3.6.1. Đánh giá định tính ..................................................................... 58 3.6.2. Đánh giá định lượng .................................................................. 59 3.5.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm ................................. 63 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3.................................................................... 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................ 68 PHỤ LỤC v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BGD&ĐT : Bộ giáo dục và đào tảo Bộ GDTT : Bộ Giáo dục và Thể thao CHDCND Lào : Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào DA : Dự án DHDA : Dạy học dự án DHGQVĐ : Dạy học giải quyết vấn đề ĐG : Đánh giá GD : Giáo dục GD&ĐT : Giáo dục và đào tạo GDPT : Giáo dục phổ thông GQVĐ : Giải quyết vấn đề GV : Giáo viên HS : Học sinh KN : Kĩ năng KT : Kiến thức KHCN : Khoa học công nghệ KHTN 7 : Khoa học tự nhiên lớp 7 PPDH : Phương pháp dạy học SGK : Sách giáo khoa THCS : Trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông VĐ : Vấn đề vi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Nội dung bài học chương V “Áp suất” KHTN 7 ................ 29 Bảng 2.2. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ......................................................................................... 47 Bảng 2.3. Các tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ......................................................................................... 49 Bảng 3.1. Bảng điểm đánh giá nhóm học sinh của giáo viên .............. 59 Bảng 3.2. Bảng điểm tổng hợp đánh giá năng lực GQVĐ của học sinh ...................................................................................... 60 vii
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Đặc điểm của dạy học dự án ............................................ 14 Hình 1.2. Các bước thực hiện dự án ................................................ 15 Hình 1.3. Sơ đồ quy trình dạy học bài học/chủ đề STEM............... 17 Hình 3.1. Các em học sinh 7A Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet tự tin đưa ra các phương án giải quyết vấn đề ...................................................................................... 57 Hình 3.2. Các em HS Trường THCS Cao đăng sư phạm Savannakhet rất hào hứng chế tạo mô hình ................................................ 57 Hình 3.3. Giáo viên đến từng nhóm để hướng dẫn, tư vấn cho các em và giám sát quá trình làm việc của từng nhóm ................ 58 Hình 3.4. Cả 5 nhóm đã lắp ráp sản phẩm thành công, và trưng bày sản phẩm của mình .......................................................... 58 Hình 3.5. Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực GQVĐ 62 Hình 3.6. Điểm trung bình đánh giá năng lực GQVĐ của các nhóm ................................................................................ 63 viii
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) cùng với các nước trên thế giới đang trong thời kỳ mà những tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự bùng nổ của tri thức đã tác động sâu sắc đến sự phát triển của xã hội. Điều đó đòi hỏi người lao động mới không những phải có trình độ văn hoá, trình độ nghề nghiệp nhất định mà còn phải có tính độc lập, năng động và sáng tạo, có năng lực giải quyết các vấn đề thực tiễn, đủ kiến thức, trí tuệ, phẩm chất đạo đức để đáp ứng được yêu cầu nhân lực của đất nước.Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của quốc gia, Nhà nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân (CHDCND) Lào đã đề ra chiến lược phát triển nguồn nhân lực từ 2006 - 2020, một trong các hướng phát triển đó là tổ chức nghiên cứu khoa học giáo dục và có kế hoạch phát triển khoa học giáo dục, từ đó đổi mới giáo dục và đào tạo. Luật Giáo dục nước CHDCND Lào đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đổi mới giáo dục: ''phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng môn học, lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học cho HS”. Ở nước CHDCND Lào, kiến thức Vật lí cấp THCS nằm trong hệ thống các kiến thức thuộc môn Khoa học tự nhiên nên việc đổi mới phương pháp dạy và học đối với môn KHTN là điều tất yếu. Do đặc thù của kiến thức Vật lí đóng vai trò quan trọng trong các nguyên tắc hoạt động của các ứng dụng kỹ thuật nên một trong các yêu cầu của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lí là tăng cường hoạt động thực hành, nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lí của học sinh trong quá trình học tập. Vì vậy, việc tổ chức dạy học theo hướng giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu cấu tạo, công dụng, 1
nguyên tắc hoạt động và chế tạo thí nghiệm về các ứng dụng kỹ thuật để học sinh tiếp cận với con đường nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn. Thông qua các nhiệm vụ này, học sinh sẽ được rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo, giáo dục tổng hợp, hình thành tư duy sáng tạo và tinh thần làm việc tập thể. Từ đó, học sinh nắm được các ứng dụng kỹ thuật trong đời sống và có kiến thức để sử dụng các máy móc thiết bị cơ bản làm cơ sở cho việc sử dụng những công cụ trong cuộc sống. Đã có nhiều mô hình dạy học tích cực được nghiên cứu và áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới, ở nước CHDCND Lào cũng đang từng bước triển khai áp dụng. Tuy nhiên, trong đề tài này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu và vận dụng mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Lào. Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21. Điều này phù hợp với cách tiếp cận đổi mới phương pháp dạy học ở nước CHDCND Lào. Vì vậy, tư tưởng tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào trong Chương trình GDPT nước CHDCND Lào. Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy môn học KHTN 7 tại nước CHDCND Lào, tôi thấy kiến thức chương “Áp suất” có nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật. Giáo viên có thể tổ chức cho các nhóm học sinh nghiên cứu cấu tạo, công dụng, nguyên tắc hoạt động, tự thiết kế và làm thí nghiệm ở 2
nhà tạo cơ hội rèn luyện kĩ năng, thao tác thí nghiệm, biết ứng dụng kiến thức vào trong đời sống và kĩ thuật, điều này làm cho việc hiểu kiến thức của học sinh trở nên sâu sắc và bền vững. Xuất phát từ những lí do đó nên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tổ chức hoạt động dạy học chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM”. 2. Mục đính nghiên cứu Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thứcchương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 3. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế và tổ chức được hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM thì sẽ bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 4. Đối tượng nghiên cứu - Một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào. - Hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM. - Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong học tập một số nội dung kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 CHDCND Lào 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận: Nghiên cứu các tài liệu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, các kiến thức và ứng dụng của chương “Áp suất” môn KHTN 7 nước CHDCND Lào trong đời sống và kĩ thuật. - Nghiên cứu cơ sở thực tiễn: Hoạt động dạy và học môn KHTN cấp THCS, hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở nước CHDCND Lào. - Nghiên cứu mục tiêu dạy học KHTN 7nước CHDCND Lào. 3
- Thiết kế được hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS. - Thử nghiệm sư phạm tại trường THCS nước CHDCND Lào để xem xét hiệu quả của việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học chương “Áp suất” nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu tài liệu: Các tài liệu về giáo dục STEM, hoạt động dạy học KHTN theo mô hình giáo dục STEM, về năng lực giải quyết vấn đề của HS 6.2. Điều tra khảo sát thực tế: Điều tra thực tiễn việc dạy và học môn KHTN cấp THCS tại nước CHDCND Lào. 6.3. Thực nghiệm sư phạm: Thực hiện thử nghiệm sư phạm nhằm đưa ra nhận xét quá trình phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học môn KHTN 7 ở nước CHDCND Lào,từ đó rút ra kết luận đề tài. 6.4. Thống kê toán học: Được sử dụng trong quá trình xử lý các số liệu thực nghiệm. 7. Đóng góp của đề tài - Góp phần làm rõ hơn cơ sở lí luận về tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho HS THCS nước CHDCND Lào. - Thiết kế hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của HS. - Tổ chức một số hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Áp suất” môn Khoa học tự nhiên 7 nước CHDCND Lào theo định hướng giáo dục STEM nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 8. Cấu trúc luận văn Với mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu như trên tôi cấu trúc luận văn như sau: Phần mở đầu 4
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Thiết kế hoạt động dạy học một sô kiến thức chương “Áp suất”môn KHTN 7 theo định hướng giáo dục STEM Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 5
Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM Trước bối cảnh đổi mới giáo dục, trên thế giới, ở các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Anh,… đã có những bước thay đổi công tác giáo dục và đào tạo. Họ bắt đầu quan tâm, nghiên cứu về giáo dục STEM, các nhà lãnh đạo hay các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò quan trọng của STEM trong thời đại nền giáo dục hiện đại. Theo thống kê của Trường đại học Illinois 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 của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [14]. Theo cơ sở dữ liệu ISI trong những năm 1992-2013 thì số lượng các bài báo nghiên cứu về vấn đề STEM phát triển mạnh tăng từ 15 bài báo trong năm 2008 đến năm 2013 đã có con số gần 100 bài báo có chất lượng về STEM. Trong các bài báo trên thì Mỹ là quốc gia có số nghiên cứu nhiều nhất( 52%), tiếp theo là Anh có 9,35%, Hà Lan, Úc cùng chiếm (14,6%) còn lại các quốc gia khác như Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đài Loan… Các nghiên cứu tập trung vào các lĩnh vực chủ yếu như: Giáo dục học, tâm lí học, kĩ thuật,… Trong ngày hội khoa học toàn quốc tại Nhà Trắng ngày 23/05/2015 Tổng thống Mỹ đã dành cả ngày để trao đổi, trò chuyện với các nhà khoa học nhí, các sản phẩm sáng tạo của học sinh được trưng bày trong văn phòng Nhà Trắng. Trong các chương trình giáo dục STEM tại Mỹ, bên cạnh việc tổ chức nhiều hoạt động học tập phong phú cho học sinh, nhà trường còn có nhiều hoạt động truyền thông và hướng dẫn phụ huynh tham gia tích cực quá trình giáo dục của trẻ [2]. Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học”, giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục 6
STEM: “Tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý, khả năng rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây. Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM” [15]. Tờ TAME của Mỹ cho biết: “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. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới, có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế đổi mới”. [15] Tại Việt Nam, từ năm học 2015 - 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo. Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016 - 2017” được triển khai từ tháng 01 năm 2016. Tháng 02 vừa qua, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức giai đoạn 4 của dự án, rà soát và đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán) tại 15 trường trung học cơ sở và THPT thuộc địa bàn Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh [14]. Một số công trình nghiên cứu về giáo dục STEM: Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Đỗ Hương Trà… trong các tài liệu [4], [6], đã trình bày khá đầy đủ các vấn đề về STEM như so sánh, phân biệt giữa giáo dục STEM với các phương pháp giáo dục khác nêu được ưu điểm và hạn chế của từng loại đồng thời đưa ra được các đề xuất để phát triển năng lực của học sinh thong qua hoạt động giáo dục STEM 7
Trong luận án nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017) về “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng GD STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Phần lớn học sinh cảm thấy thoải mái, tự giác trong học tập, phát triển năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong quá trình tham gia xây dựng nội dung bài học, phù hợp với định hướng của BGD&ĐT trong công văn số 5555/BGDĐT - GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiện nay [8]. Trong luận văn tốt nghiệp của Lê Thanh Trúc (2017) về “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10 theo định hướng GD STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Học sinh đã phát huy được tính tích cực và năng lực sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và rèn luyện một số kỹ năng cần thiết trong cuộc sống như kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông tin, thuyết trình, phản biện… góp phần tạo được hứng thú học Vật lý của HS nhờ vận dụng các kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn. Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy học chương “Cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10” theo định hướng GD STEM trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông [9]. Trong Luận văn tốt nghiệp của CHANTHASINH OUNKEO (2017) về “Tổ chức hoạt động dạy học STEM về Dòng điện một chiều nhằm phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh Trung học cơ sở (CHDCND Lào)”, kết quả nghiên cứu cho thấy việc tổ chức hoạt động dạy học theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề có khả năng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh. Hiện tại nước (CHDCND Lào) chưa có một công trình nghiên cứu chính thức nào về GD STEM. Tuy nhiên, tại nước (CHDCND Lào) đã có những triển khai nhất định về GD STEM. Trong tài liệu Luật khoa học và công nghệ của Bộ KHCN Lào đã chỉ ra rằng: “Việc nâng cao trình độ của cán bộ và nhân viên là việc làm rất quan 8
trọng để thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ như: công nghiệp điện tử, Công nghiệp du lịch, công nghiệp chế tạo và sản xuất thực phẩm...”. Để đáp ứng yêu cầu trên, Bộ KHCN và Bộ GDTT của nước (CHDCND Lào) cần trao đổi, hợp tác với nhau để xây dựng đội ngũ lao động có trình độ, tay nghề để đáp ứng nhu cầu lao động trong và ngoài nước. Trong bài báo cáo của dự án nghiên cứu và phát triển chương trình dạy học về công nghệ, sáng chế đã chỉ ra rằng: Hiện nay, Chính phủ của nước (CHDCND Lào) đang đầu tư cho việc xây dựng chương trình GD STEM cho các trường học, các cấp học. Thực sự, để triển khai GD STEM ở nước (CHDCND Lào) cần có 2 yếu tố quan trọng đó là: Thúc đẩy xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao và khuyến khích nghiên cứu chế tạo sản phẩm mới có chất lượng cao. Bên cạnh đó, Sở Giáo dục phải xem lại một số chiến lược và thay đổi phương pháp giảng dạy từ bậc mầm non đến bậc đại học nhằm cho HS chủ động, tích cực học tập, phát triển được các kỹ năng cần thiết. Đồng thời trong quá trình dạy học phải tích hợp kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Các trường học cao đẳng, trường đại học cần phải hợp tác với các cơ quan, các công ty sản xuất, các đơn vị kinh doanh, doanh nghiệp…để xây dựng học tập từ nhà trường đến nhà máy (Work-intergrated Learning: Wil), trao đổi và hợp tác nhau để rèn luyện sinh viên học tập qua hoạt động thực tiễn. 1.2. Giáo dục STEM 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Maths (Toán học) [13]. Science (Khoa học): Là nội dung phần kiến thức thuộc lĩnh vực trong khoa học tự nhiên của các môn Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS tìm hiểu nội dung kiến thức về thế giới xung quanh chúng ta và có thể vận dụng kiến thức đó vào giải thích các hiện tượng diễn ra trong cuộc sống hàng ngày. 9
Technology (Công nghệ): Là nội dung phần kiến thức về Công nghệ nhằm giúp HS phát triểnkhả năng sử dụng, quan lý và đánh giá Công nghệ đồng thời áp dụng các Công nghệ tiên tiến vào quá trình học tập, các quy trình sản xuất để phục vụ cho cuộc sống có chất lượng tốt hơn. Engineering (Kỹ thuật): Là môn học thông qua các hoạt động học tích hợp các kiến thức khoa học, toán học…. vào xây dựng kỹ thật giúp học sinh hiểu biết sự phát triển của khoa học đồng thời giúp học sinh vận dụng các kiến thức vào trong xây dựng quy trình sản xuất nhằm phục vụ cuộc sống. Maths (Toán học): Là nội dung kiến thức về tính toán thông qua hoạt động tính toán, trình bày ý tưởng và nêu ra các giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt ra giúp HS phát triển khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng. STEM là một cách dạy học trang bị cho người học những kiến thức môn học trong lĩnh vực STEM và những kỹ năng cần thiết theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể áp dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong cuộc sống thực tiễn. Thay vì giảng dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế [7]. GDSTEM là giải pháp góp phần tăng hiệu quả dạy học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS, phát triển tư duy, logic, tự chủ, sáng tạo của HS đặc biệt trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, giúp HS có thể hiểu rõ được ý nghĩa thực tiễn của các kiến thức Vật lý được học. GD STEM gồm có 3 cách hiểu chính như sau: Quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học: Là một chương trình dạy học từ bậc tiểu học đến bậc sau đại học để cung cấp hỗ trợ, tăng cường năng lực của người học [1]. Tích hợp của bốn lĩnh vực STEM: “Là phương pháp tiếp cận liên môn những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào bối cảnh thực tế nhằm tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp” [1]. 10