TNU Journal of Science and Technology
229(12): 304 - 310
http://jst.tnu.edu.vn 304 Email: jst@tnu.edu.vn
DEVELOPING PROBLEM SOLVING CAPACITY FOR ELEMENTARY
STUDENTS THROUGH STEM ACTIVITY SMART REFRIGERATOR MODEL
IN TEACHING HUMAN AND HEALTH TOPICS (SCIENCE 4)
Tran Thi Phuong Dung1, Phan Thuy Linh1, Vo Thi Yen Nhi1, Luu Tang Phuc Khang2*
1Ho Chi Minh city University of Education
2Chiang Mai University, Thailand
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
03/7/2024
STEM education is a teaching model that ensures comprehensive
education, aiming to form and develop students' abilities and qualities in an
era of economic and social development. The article uses theoretical
research methods to build a STEM lesson process, the "Smart refrigerator
model" to develop problem-solving capacity for 4th-grade students. The
research uses practical methods. A quasi-experimental comparative study
was performed to evaluate the level of development of students' problem-
solving capacity through the difference between ability groups using an
independent samples t-test. The results showed that the percentage (%) of
student groups achieving problem-solving competency components after
the experiment had a clear improvement. When participating in activities,
students can develop themselves, improve their ability to learn knowledge
and design products and understand how to identify and propose solutions.
The results show that organizing the STEM activity "Smart refrigerator
model" in teaching "People and health" in Science 4 helps students develop
problem-solving capacity and other general abilities.
Revised:
26/9/2024
Published:
26/9/2024
KEYWORDS
Problem solving
Science
Capacity
STEM
Elementary
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GII QUYT VẤN ĐỀ CHO HC SINH TIU HC
THÔNG QUA HOẠT ĐỘNG STEM “MÔ HÌNH TỦ LẠNH THÔNG MINH”
TRONG DY HC CH ĐỀ CON NGƯỜI VÀ SC KHE (KHOA HC 4)
Trn Th Phương Dung1, Phan Thùy Linh1, Võ Th Yến Nhi1, Lưu Tăng Phúc Khang2*
1Trường Đại học Sư phạm thành ph H Chí Minh
2Đại hc Chiang Mai, Thái Lan
THÔNG TIN BÀI BÁO
TÓM TT
Ngày nhn bài:
03/7/2024
Giáo dc STEM nh dy học đảm bo giáo dc toàn diện, hướng
đến vic hình thành phát triển năng lực, phm cht cho hc sinh trong
thời đại phát trin kinh tếxã hi. Bài báo s dụng phương pháp nghiên
cu lý thuyết nhm y dng tiến trình bài học STEM “Mô hình t lnh
thông minh” hướng đến vic phát triển năng lực gii quyết vấn đề cho
hc sinh lp 4. Nghiên cu s dụng phương pháp thc nghiệm phạm
để đánh giá mức đ phát triển năng lực gii quyết vấn đề ca hc sinh
thông qua s khác bit giữa các nhóm năng lực bng kim định T-test v
giá tr trung bình cho 02 mu độc lp (Independent Samples T-test). Kết
qu ch ra rng t l (%) các nhóm hc sinh đạt được các thành phn năng
lc gii quyết vấn đề sau thc nghim s tiến b rt. Khi tham gia
hoạt đng, hc sinh hội phát trin bn thân, nâng cao kh năng tìm
hiu kiến thc thiết kế sn phm, hiu cách thức xác định đ
xut gii pháp. Kết qu cho thy t chc hoạt động STEM “Mô hình t
lạnh thông minh” trong dy hc ch đề “Con người sc khỏe” thuộc
môn Khoa hc 4 giúp hc sinh phát triển được năng lực gii quyết vn
đề, nhng phm chất và năng lực chung khác ca hc sinh.
Ngày hoàn thin:
26/9/2024
Ngày đăng:
26/9/2024
T KHÓA
Gii quyết vấn đề
Khoa hc
Năng lực
STEM
Tiu hc
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10697
* Corresponding author. Email: khang.ltpk.aqua@gmail.com
TNU Journal of Science and Technology
229(12): 304 - 310
http://jst.tnu.edu.vn 305 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Gii thiu
Trong những năm gần đây, s phát trin (PT) kinh tế gn lin vi nhng tiến b ca khoa hc
công nghệ, do đó nhu cầu ca xã hội đang thay đổi hướng đến việc đáp ứng nhu cu ngun lc có
trình độ làm việc trong các nh vực khoa hc, công ngh,... [1]. Ch th s 16/CT-TTg ca Th
ng Chính ph nhn mnh nhim v thúc đẩy trin khai giáo dc v Khoa hc, Công ngh, K
thut Toán học (STEM) trong chương trình giáo dục ph thông; t chức thí điểm ti mt s
trường ph thông ngay t năm học 2017-2018…[2]. Vit Nam, giáo dục STEM được đánh
giá hình giáo dc (GD) quan trng, cung cp các kiến thc k năng thiết yếu cho hc
sinh thế k XXI hướng đến vic trang b cho hc sinh nhng nn tng cn thiết để phát trin toàn
din trong bi cnh thế gii hiện đại [3]-[5]. Bên cạnh đó, cấp tiu học được coi giai đoạn
“vàng” để trin khai và tạo cơ hội cho hc sinh (HS) tiếp cn giáo dc STEM [6]. la tui này,
HS phát trin mnh v mt th cht và trí tu, HS thích tham gia vào các hoạt động khám phá để
tha mãn trí mò. Thông qua việc tương tác với các bn trong lúc tham gia hoạt động STEM,
HS lĩnh hội được các kĩ năng, năng lực cn thiết.
Trong h thng các môn hc tiu hc, Khoa hc môn hc góp phn hình thành rèn
luyn cho hc sinh kh năng vận dng kiến thức để gii thích các s vt, hiện tượng, gii quyết
các vấn đề đơn giản trong cuc sng c lĩnh vực sc khe, công nghệ, môi trường… [7], [8].
Đặc bit, ch đ "Con người và sc khỏe" trong chương trình Khoa học lp 4 là một lĩnh vực thc
tế và gn gũi với đời sng ca học sinh. Qua đó, các em có th hc cách quan sát, phân tích và tìm
hiu v các ni dung v dinh dưỡng, các bệnh liên quan đến dinh dưỡng, an toàn trong cuc
sống. Năng lực gii quyết vấn đề (GQVĐ) khả năng nhân hiểu cn s huy động t kiến
thc, k năng và thái độ nhằm tư duy hướng đến việc đề xuất được gii pháp phù hp cho các vn
đề trong bi cảnh mà chưa sẵn có đáp án ngay lập tc [9]. Phát triển năng lực GQVĐ thể nâng
cao duy phn bin, góp phn vào s thành công trong hc tp kh năngng dng kiến thc đã
hco thc tế [10]. Đây là cơ hội để kết hp kiến thc khoa hc vi các k năng thực hành thông
qua các hot động STEM. Vic thiết kế các hoạt động giáo dc STEM cho hc sinh tiu hc là rt
phù hợp đem lại hiu qu cao. T nhng phân tích trên cho thy các yếu t phù hp thúc đẩy
thc hin GD STEM ch đề “Con ngưi và sc khỏe” trong nhà trưng. Nghiên cứu này được tiến
hành nhm mục đích đánh giá sự phát triển NL GQVĐ của tiu hc thông qua hoạt động STEM
“Mô hình t lạnh thông minh” trong mạch ch đ Con người sc khe” thuộcn Khoa hc 4.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
V mục đích: xác lập được h thống cơ sở lí lun cho vấn đề nghiên cu là thiết kế hoạt động
STEM trong dy hc nội dung “Con người và sc khỏe” nhằm PT NL GQVĐ của HS.
V ni dung: tp hp các tài liu v: STEM; PT NL HS tiu học, NL GQVĐ,… Bên cạnh đó,
nghiên cu tp hợp c văn bản có tính pháp quy của Nhà nước.
V cách thc hin: nghiên cứu căn cứ o các nghiên cứu trước các văn bản tính pháp
quy của Nhà nước liên quan như CT GDPT 2018 [7], Công văn 2345 về ng dn xây dng
kế hoch giáo dc của nhà trường cp tiu học để xác định ni dung, yêu cu cần đạt, phương thức,
hình thc dy học theo định hướng GD STEM [11]; Thông 27 v Quy định đánh giá HS tiểu hc
[12], nghiên cu ca Trn Th Phương Dung và cng s (2024) để đánh giá sự PT NL ca HS [13].
2.2. Phương pháp thực nghim sư phạm
V mục đích: kiểm tra và đánh giá về tính kh thi và hiu qu ca hoạt đng STEM trong dy
hc ch đề “Con người và sc khỏe” mà nghiên cứu đã thiết kế.
V ni dung: nghiên cu la chn 01 lp khối 4 để tiến hành thc nghim.
V cách thc hin: nghiên cu tiến hành thc nghiệm được tiến hành qua bốn giai đoạn:
chun b thc nghim; trin khai thc nghim; kho t kết qu sau thc nghim; phân tích
TNU Journal of Science and Technology
229(12): 304 - 310
http://jst.tnu.edu.vn 306 Email: jst@tnu.edu.vn
đánh giá kết qu thông qua kiểm định Independent Samples T-test. C th, nghiên cu la chn
trưng TiH, THCS, THPT Vit Úc, Qun 7, thành ph H Chí Minh làm địa điểm t chc thc
nghiệm sư phạm.
3. Kết qu và tho lun
3.1. Kết qu xây dng ch đề STEM “Mô hình t lạnh thông minh” trong dạy hc ch đề
“Con người và sc khe” môn Khoa học 4
3.1.1. Xác định ch đ STEM
Mch nội dung “Các nhóm chất dinh dưỡng trong thức ăn vai trò ca chúng đối với
thể” cung cấp kiến thc v các nhóm cht dinh dưỡng trong thức ăn vai trò của chúng đối
với cơ thể. Các kiến thc này rt gần gũi với thc tin và có nhiu ng dụng trong đời sng, thích
hp cho vic dy hc STEM.
- Vấn đề thc tin: Hng ngày, người thân trong gia đình em thường nhc nh em phải ăn
uống đầy đủ các loi thức ăn đ b sung các chất dinh ỡng cho thể. Nhưng với trí nh ca
các em rất khó để các em nh được các món ăn các em đã ăn thuộc nhóm chất dinh dưỡng nào và
vai trò của chúng đối với th. vy hãy thiết kế mt hình t các vt liệu đơn giản, trong
đó yêu cầu đặt ra hình phi giúp các bạn xác định được các nhóm chất dinh dưỡng trong
thức ăn và vai trò của chúng đối với cơ thể con người nhưng vẫn tiết kim được chi phí.
- Yếu t STEM được tích hp (Bng 1)
Bng 1. Các yếu t STEM được th hin trong bài hc
Yếu t
Ni dung
Khoa hc (S)
- K đưc tên các nhóm chất dinh dưỡng có trong thức ăn và nêu được vai trò của chúng đối
với cơ thể.
Công ngh (T)
- Thc hiện được mt s thao tác kĩ thuật đơn giản vi các dng c kĩ thuật.
- Nêu được ý tưởng làm được mt s đồ vật đơn giản t nhng vt liu thông dng theo
gợi ý, hướng dn.
Kĩ thuật (E)
- Tạo đưc sn phm có dng hình, khối cơ bn.
- Biết kết hp v, ct, xé dán,... trong thc hành, sáng to.
- Th hiện được chi tiết hoc hình nh trng tâm sn phm.
- Phi hp được mt s kĩ năng: cắt, xé, dán, v, in, ghép, nn, un,... trong thc hành, sáng to.
- Minh ha bng bn v mô phỏng phương án thiết kế chiếc t lnh thông minh.
Toán hc (M)
- Thc hiện được việc đo, vẽ, lp ghép, to lp mt s hình phng và hình khối đã học.
- Vt liu dy hc:
+ Dành cho hoạt động nghiên cu kiến thc nn (tiết 1): powerpoint bài ging, mt s nguyên
liu như: rau củ, trái cây, cơm, bánh mì, tht heo, thịt bò, đậu phng, sữa, nước khoáng,…
+ Dành cho hoạt động thc hin chế to sn phm báo cáo (tiết 2): bìa cng, súng bn keo,
băng keo, que tăm, bút màu, giấy màu, bút chì, thước k, hình v sn mt s loi thc ăn.
3.1.2. Xác định mc tiêu ch đề STEM
Mc tiêu ca bài hc STEM:
- Phm cht: chăm chỉ: ý thc vn dng kiến thức, năng từ các môn học khác để hoàn
thành nhim v hc tp.
- Năng lực chung:
+ Giao tiếp và hp tác: chia s, tho lun vi các thành viên trong nhóm để hoàn thành nhim
v hc tp.
+ Gii quyết vấn đề và sáng to:
1. Đề xuất được phương án thiết kế kh thi đối vi mô hình T lnh thông minh.
2. Nêu được điểm mi, sáng to ca gii pháp thiết kế so vi các thiết kế khác.
3. Lp ráp được mô hình T lnh thông minh da trên kế hoạch đề ra.
TNU Journal of Science and Technology
229(12): 304 - 310
http://jst.tnu.edu.vn 307 Email: jst@tnu.edu.vn
4. Th nghim và ghi nhận được các lỗi chưa đáp ứng yêu cầu đặt ra ca mô hình.
5. Đề xuất được bin pháp khc phc hn chế và ci tiến hiu qu sn phm.
- Năng lực đặc thù: K được tên các nhóm chất dinh dưỡng có trong thức ăn và nêu được vai
trò của chúng đối với cơ thể.
3.1.3. Xây dựng tiêu chí đánh giá
Kế hoch bài dy s dng công c đánh giá của Trn Th Phương Dung và ctv. (2024) [13] có
hiu chnh nhằm đánh giá 8 biểu hin hành vi vi 3 mức độ biu hin c th Bng 2.
Bng 2. Tiêu chí đánh giá sự PT NL GQVĐ của HS
Biu hin hành vi
Tiêu chí chất lưng
Mc 1
Mc 2
Mc 3
A1.1. K tên, nêu,
nhn biết được mt
s thông tin liên
quan đến d kin
ca tình hung đặt ra
Không nêu được
hoặc không đưa ra
đưc mt s thông
tin liên quan t tình
hung thc tin
Nêu được hoặc đưa ra đưc mt
s thông tin liên quan t tình
hung thc tin t gi ý ca giáo
viên (tên gi ca mt s nhóm
chất dinh dưỡng, vai trò ca các
chất dinh dưỡng…)
T u đưc hoặc đưa ra
đưc mt s thông tin liên
quan t tình hung thc tin
(tên gi ca mt s nhóm
chất dinh dưỡng, vai trò ca
các chất dinh dưỡng…)
B1.1. Tìm hiu thông
tin liên quan đến vn
đề cn gii quyết
Thu thập không đầy
đ và ca tìm hiểu k
vấn đ cn gii quyết
Thu thập đầy đ tìm hiu k
vấn đề cn gii quyết nh vào s
tr giúp t giáo viên
T thu thp đầy đủ và tìm
hiu một ch lưỡng,
khoa hc t nhng ngun
đáng tin cậy
B2.1. Đề xut gii
pháp GQVĐ
Không đề xut được
phương án thiết kế
sn phm.
Đề xuất được t 1 - 2 phương án
thiết kế (làm s tay hoc hình
t lạnh thông minh) dưới s gi ý
t GV
T đề xuất được ít nht 02
phương án thiết kế tính
mi (làm s tay hoc mô
hình t lnh)
B3.1. Nhn xét
được điểm mi ca
gii pháp thiết kế,
t đó lựa chọn được
gii pháp kh thi
Không nhn xét
đưc tính mi ca
gii pháp thiết kế.
Nhn xét đưc tính mi ca gii
pháp thiết kế i s gi ý t GV.
Đồng thi la chọn được gii pháp
tối ưu dưi s gi ý t GV.
T nhn xét đưc tính mi
ca gii pháp thiết kế.
Đồng thi la chọn được
gii pháp ti ưu
C1.1. Xây dng kế
hoch thc hin
Không trình bày
được các bước chế
to sn phm.
Trình bày được các bước chế to
sn phm mc khái quát (phân
công nhim v, chun b vt liu,
c lp ráp) i s gi ý t GV.
T trình bày t đưc
chi tiết các c chế to
sn phm.
C1.2. Thc hin chế
to sn phm
Không thc hin
được các bước chế
to sn phm da
trên kế hoạch đề ra.
Thc hiện được các bước chế to
sn phm (la chọn các món ăn,
dán theo vai trò phù hp) da trên
kế hoạch đề ra i s h tr ca
GV.
T thc hiện được các
c chế to sn phm da
trên kế hoạch đề ra (la
chọn các món ăn, dán theo
vai trò phù hp).
D1.1. Đánh giá mức
độ đáp ng ca gii
pháp
Không đánh giá được
mức độ đáp ng ca
gii pháp da trên
các tiêu chí v yêu
cu ca mô hình
STEM đưc quy định.
Đánh giá được mức độ đáp ng
ca gii pháp da trên tiêu chí v
yêu cu của hình STEM được
quy đnh (hình dng, ni dung,
màu sắc,…) dựa vào gi ý ca GV
T đánh giá được mức đ
đáp ng ca gii pháp da
trên các tiêu chí v yêu cu
của hình STEM đưc
quy định (hình dng, ni
dung, màu sắc,…)
D1.2. Ci tiến gii
pháp thiết kế sn
phm
Không đề xut được
phương án cải tiến
sn phm.
Đề xuất được ít nhất 01 phương
án ci tiến sn phẩm dưới s gi
ý t GV
T đề xuất được ít nht 02
phương án cải tiến sn
phẩm, trong đó bao gồm 01
phương án ci tiến khác
phù hp bi cnh mi
3.1.4. Xây dng tiến trình dy hc
Tiến trình dy hc ca hot động STEM “Mô hình tủ lạnh thông minh” được th hin ti Bng 3.
TNU Journal of Science and Technology
229(12): 304 - 310
http://jst.tnu.edu.vn 308 Email: jst@tnu.edu.vn
Bng 3. Tiến trình dy hc ca hoạt động STEM “Mô hình tủ lạnh thông minh
Hoạt động
T chc thc hin
Sn phm
hc tp
Hoạt động 1.
Xác định
vấn đề
- GV trình chiếu video clip yêu cu HS tr li câu hi Phiếu hc tp s 1:
1/ Ghi li ít nht 3 nguyên liệu gia đình Heo PaPa đã mua ở siêu th?
2/ Theo em ti sao cn phi mua nhiu nguyên liu như vậy cho mt bữa ăn?
3/ Em hãy ghi li ít nht 1 biện pháp đ ghi nh đưc các chất dinh dưỡng cn b
sung cho cơ thể
- GV HS thng nht vấn đề cn gii quyết xác đnh nhim v cn thc hin:
Thiết kế mô hình t lnh thông minh
Câu tr
li ca hc
sinh trên
Phiếu hc
tp s 1
Hoạt động 2.
Nghiên cu
kiến thc
nn
GV nêu vấn đề: Hng ngày em được ăn rất nhiu các loi thức ăn khác nhau, chứa
các nm chất dinh dưỡng kc nhau. Vy ti sao chúng ta cần ăn những món ăn trên?
- GV cho HS quan sát video mô t v vai trò ca c nhóm cht dinh dưỡng yêu cu
HS tho luận nhóm theo kĩ thuật Mnh ghép hoàn thành nhim v 2 như sau:
Vòng 1: Nhóm chuyên gia
Lp hc s đưc chia thành các nhóm (khong t 3- 6 người). Mỗi nhóm được giao
mt nhim v vi nhng ni dung hc tp khác nhau. Ví d:
+ Nhóm 1: Tìm hiu vai trò ca cht bột đường
+ Nhóm 2: Tìm hiu vai trò ca chất đạm
+ Nhóm 3: Tìm hiu vai trò ca cht béo
+ Nhóm 4: Tìm hiu vai trò ca vi-ta-min và cht khoáng
Mi cá nhân làm việc độc lp trong khong vài phút, suy nghĩ vều hi, ch đề
ghi li nhng ý kiến ca mình vào Phiếu hc tp s 2.
Vòng 2: Nhóm mnh ghép
Hình thành nhóm khong t 3-6 người (bao gm 1-2 người t nhóm 1; 1-2 t nhóm
2; 1-2 người t nhóm 3…), gọi là nhóm mnh ghép.
- Các nhóm hoàn thành nhim v Phiếu hc tp s 3 (mi nhóm bầu 1 thư ký để
ghi câu tr li ca nhóm)
Các nhóm mi thc hin nhim v trình bày và chia s kết qu.
- GV nhn xét, b sung và tng kết kiến thc.
Phn phát
biu ca
HS
Phiếu hc
tp s 2, 3.
Hot động 3.
Đề xut và
la chn
gii pháp
- GV yêu cu HS tho lun nhóm và chia s ý tưởng theo các tiêu chí sau:
- Mô hình t lnh thông minh đảm bo: (1) thi gian thc hin tối đa 20 phút; (2) s
dng các nguyên vt liệu đơn giản sn thân thin vi môi trường; (3) hình nh
mô t/minh ha phù hp với món ăn thức, màu sc ni bt, sáng to.
- Ni dung: hình cần đm bảo đưa ra các ngăn mỗi ngăn nơi chứa các món ăn
dinh dưỡng đầy đ 5 nhóm chất sau đây: chất bột đường, cht béo, cht đm, vi-
ta-min, cht khoáng. Chia hp c thc phẩm được GV cung cp hoc t v b
sung vào các nhóm cht phù hp vi vai trò ca nhóm chất đó.
- GV t chc cho HS báo cáo kết qu tho lun v phương án.
- HS lng nghe nhn xét ca GV và nhóm bn.
- Sau khi tiếp nhn các ý kiến nhn t ca GV, HS tho lun và la chn ra gii pp ti ưu.
Phn phát
biu ca
HS và bn
v
hình chiếc
t lnh
thông
minh
Hoạt động 4.
Chế to mô
hình, th
nghim và
đánh giá
- HS tho lun nhóm và lên kế hoch thc hin, bao gm các bước chế tạo như:
c 1: D kiến s mnh ghép cần dùng đ to khung t lnh chia thành các
ngăn ghi chú tên nhóm chất lên từng ngăn
c 2: V, tô màu, ct, dán, lp ráp phn thô ca t lnh
c 3: Ghi chú các nhóm chất dinh dưỡng sp xếp các món ăn minh họa theo
nhóm chất dinh dưỡng tương ứng vào các ngăn trong t lnh
- GV cung cp các vt liệu để HS chế to sn phm.
- HS thc hin chế to sn phẩm dưới s theo dõi và h tr ca GV khi cn thiết.
- GV nhn xét, góp ý nhng điểm chưa phù hợp, chưa đáp ứng được yêu cu ca
mt bữa ăn cân bằng da trên kiến thc khoa hc (kiến thc nn).
Phn m
vic nhóm
ca HS;
sn phm
hình
chiếc t
lnh thông
minh
Hoạt động 5.
Phân tích d
liu và kết
lun
- Nhóm c đại din gii thiu v sn phm i s ng dn ca GV.
- GV đt u hi HS dn dắt HS suy nghĩ v c hn chế ca sn phm cách
khc phc.
- HS đề xuất phương án cải tiến và thc hin.
Phn báo
cáo ca HS;
sn phm
mô hình