Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Kỹ năng tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua một số chủ đề trong chương trình môn Toán học lớp 10 ở Trường THPT Đông Hiếu

Chia sẻ: Behodethuonglam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:61

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu đề tài nhằm dạy học giáo dục STEM, thiết kế và cách thức tổ chức dạy học một số chủ đề trong dạy học môn Toán học lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết dưới đây để nắm nội dung của sáng kiến kinh nghiệm!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Kỹ năng tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua một số chủ đề trong chương trình môn Toán học lớp 10 ở Trường THPT Đông Hiếu

SÔÛ GD & ÑT NGHEÄ AN TRÖÔØNG THPT ÑOÂNG HIEÁU ĐỀ TÀI: KỸ NĂNG TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM SAÙNG KIEÁN KINH NGHIEÄM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN HỌC LỚP 10 Ở ÑEÀ TAØI TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ĐÔNG HIẾU ÖÙNG DUÏNG SÔ ÑOÀ TÖ DUY NHAÈM PHAÙT HUY TÍNH TÍCH CÖÏC TRONG DAÏY HOÏC MÔN: TOÁN MOÂN TOAÙN LÔÙP 10 VAØ LÔÙP 11 Hoï vaø teân: Traàn Ngoïc Tuyeán Toå: Toaùn - Tin Giaùo vieân: Tröôøng THPT Ñoâng Hieáu Naêm hoïc: 2015 – 2016 Năm thực hiện: 2020 – 2021
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ĐÔNG HIẾU SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: KỸ NĂNG TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN HỌC LỚP 10 Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ĐÔNG HIẾU MÔN: TOÁN Người thực hiện: Trần Ngọc Tuyến Tổ: Toán Tin Số điện thoại: 0989227948 Năm thực hiện: 2020 – 2021
MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRANG Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ 3 1 Lí do chọn đề tài 3 2 Mục đích nghiên cứu 3 3 Đối tượng, phạm vi và nhiệm vụ nghiên cứu 4 4 Phương pháp nghiên cứu 4 5 Dự báo những đóng góp mới của đề tài 4 Phần II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 6 I CƠ SỞ KHOA HỌC 6 1 Cơ sở lý luận của giáo dục STEM 6 1.1 Khái niệm về STEM trong trường trung học 6 1.2 Mục tiêu của giáo dục STEM trong trường trung học 6 Một số tiêu chí về xây dựng bài học STEM trong trường 6 1.3 trung học Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong trường trung 8 1.4 học Cơ sở thực tiễn về tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo 9 2 định hướng giáo dục STEM Thực trạng về tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định 9 2.1 hướng giáo dục STEM hiện nay Các bước tổ chức hoạt động trải nghiệm cho học sinh theo 11 2.2 định hướng giáo dục STEM MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO KỸ NĂNG TỔ 13 II CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM Một số giải pháp nâng cao kỹ năng tổ chức hoạt động trải 13 1 nghiệm cho học sinh theo định hướng giáo dục STEM Thực nghiệm tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định 25 2 hướng giáo dục STEM ở môn Toán lớp 10 tại Trường THPT Đông Hiếu 3 Kết quả thực nghiệm 45 4 Hiệu quả đề tài 47 Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 1 Kết luận 49 2 Kiến nghị 49 1
CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết thường Chữ viết tắt 1 Giáo viên GV 2 Học sinh HS 3 Trung học phổ thông THPT 4 Nhà xuất bản NBX 5 Sách giáo khoa SGK 6 Thực nghiệm TN 7 Đối chứng ĐC 8 STEM Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học 9 Kỹ năng KN 10 Hoạt động HĐ 2
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Chỉ thị số 16/CT-TTG của thủ tướng chính phủ ngày 04/05/2017 về việc đưa ra giải pháp “…Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung thúc đẩy đào tạo về khoa học công nghệ kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông”. Và đưa ra nhiệm vụ cho Bộ Giáo dục và Đào tạo là:“Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018”. Công văn 1677/SGD&ĐT-GDTrH của Sở Giáo dục và Đào tạo Nghệ An ban hành ngày 26/08/2020 triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học từ năm học 2020-2021 có nêu “… Tăng cường bồi dưỡng cho giáo viên và cán bộ quản lý về giáo dục STEM về: xây dựng và thực hiện bài học STEM, kỹ năng tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM; thực hiện chương trình trải nghiệm STEM; năng lực hướng dẫn hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật…” Giáo dục STEM phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông, đảm bảo giáo dục toàn diện, giúp học sinh nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM, hình thành và phát triển năng lực phẩm chất cho học sinh, kết nối với cộng đồng giúp hướng nghiệp và phân luồng tốt cho học sinh. Các kiến thức kỹ năng được tích hợp, bổ trợ và lồng ghép với nhau giúp cho học sinh không chỉ hiểu được nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra nhiều sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM giúp học sinh kết nối kiến thức về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Mục đích của hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển các năng lực cốt lõi của học sinh như: làm việc nhóm, giao tiếp, phản biện, hợp tác, sáng tạo, ... Nhằm giúp học sinh phát triển năng lực cá nhân và có cơ hội khẳng định mình. Bên cạnh đó còn giúp cho học sinh định hướng được nghề nghiệp tương lai sau này. Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “Kỹ năng tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua một số chủ đề trong chương trình môn Toán học lớp 10 ở Trường THPT Đông Hiếu”. 2. Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở về dạy học giáo dục STEM, thiết kế và cách thức tổ chức dạy học một số chủ đề trong dạy học môn Toán học lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM. 3
3. Đối tượng, phạm vi và nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là học sinh cấp trung học phổ thông. Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng về dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Thiết kế, tổ chức dạy học các chủ đề giáo dục STEM trong Trường trung học phổ thông Đông Hiếu. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp suy luận - tổng hợp. Nghiên cứu tài liệu tập huấn xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học của vụ giáo dục trung học, các bài báo, các công trình về dạy học tích hợp, dạy học theo định hướng STEM. 4.2. Phương pháp tìm hiểu - khảo sát học sinh. - Tìm hiểu, trao đổi với những khó khăn của học sinh thường gặp, từ đó đưa ra hướng giải quyết bài toán một cách tối ưu nhất. - Bản thân theo dõi quá trình học tập của học sinh, theo dõi quá trình phát hiện vấn đề, từ đó có một cách đánh giá tốt hơn về tác dụng của đề tài. 4.3. Phương pháp thực nghiệm. Các chủ đề hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM trong môn Toán học lớp 10 được thực hiện tại lớp 10C7 và 10C9 của trường THPT Đông Hiếu. 5. Dự báo những đóng góp mới của đề tài 5.1. Tính mới Trong quá trình áp dụng đề tài vào giảng dạy tại các lớp 10 C7, 10C9 năm học 2020 – 2021 tại Trường THPT Đông Hiếu, tôi thấy học sinh hăng say xây dựng bài, chủ động tích cực lĩnh hội kiến thức. Qua đó phát huy được tính tư duy độc lập, sáng tạo của học sinh góp phần dạy học Toán hiệu quả với định hướng của chương trình giáo dục phổ thông mới. Thông qua đề tài, học sinh được rèn luyện kĩ năng tư duy về làm việc theo nhóm, giao tiếp, phản biện, sáng tạo….sử dụng kiến thức liên môn trong các hoạt động trải nghiệm theo đinh hướng giáo dục STEM. Từ đó đem lại hiệu quả thiết thực cho phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh mà Bộ giáo dục và đào tạo đang triển khai. 4
Đề tài này cũng là nguồn tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh trong việc giảng dạy về các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học. 5.2. Tính khoa học Đề tài được nghiên cứu dựa trên các tài liệu tham khảo của các nhà khoa học. Nội dung đề tài được trình bày bài bản, cẩn thận. Ngôn ngữ của đề tài tường minh trong sáng cấu trúc ngắn gọn, chặt chẽ và có dẫn chứng khách quan xác thực. 5.3. Tính hiệu quả Đề tài được áp dụng giảng dạy tại lớp 10C7, 10C9 của Trường THPT Đông Hiếu. Trên cơ sở của đề tài, học sinh sẽ chủ động tìm tòi, phát hiện ra các vấn đề có liên quan đến tính hệ thống, liên môn để tìm ra phương pháp học tập phù hợp. Học sinh tự mình tìm hiểu các kiến thức, xây dựng mô hình Toán phục vụ cho các vấn đề thực tiễn. 5
PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Cơ sở lí luận 1.1. Khái niệm về STEM trong trường trung học. STEM là cách lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ Science (Khao học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán). Giáo dục STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Thông qua giáo dục STEM các em vận dụng các kiến thức Vật lí, Hóa học, Sinh học và Tin học để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hằng ngày. Qua đó phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh. Từ đó phát triển sự hiểu biết của học sinh về các công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức nhiều môn học, phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả các vấn đề Toán học trong các tình huống đặt ra. 1.2. Mục tiêu của giáo dục STEM trong trường trung học. – Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho học sinh. Đó là những kiến thức kỹ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Trong đó học sinh biết cách liên kết các môn khoa học và Toán học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết cách sử dụng và quản lí, truy cập công nghệ. Từ đó học sinh có thể thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. – Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh. Giáo dục STEM bên cạnh tạo cho học sinh các hiểu biết về Khoa học, Công nghệ, Kỹ Thuật, Toán học. Ngoài ra học sinh còn được phát triển về tư duy, khả năng phê phán hợp tác để thành công. Giáo dục STEM sẽ chuẩn bị cho học sinh cơ hội và thách thức trong nền kinh tế thị trường kỷ nguyên số của thể kỷ 21. – Định hướng nghề nghiệp cho học sinh Giáo gục STEM giúp học sinh trải nghiệm các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Từ đó góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt nhằm đáp ứng mục tiêu xây dụng và phát triển đất nước. 1.3. Một số tiêu chí về xây dựng bài học STEM trong trường trung học. Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn 6
Trong các bài học STEM, học sinh cần được đặt vào các vấn đề về thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm giải pháp. Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định vấn đề đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh sẽ thực hiện theo các hoạt động: + Xác định vấn đề + Nghiên cứu kiến thức nền + Đề xuất các giải pháp + Lựa chọn giải pháp + Thiết kế mô hình (nguyên mẫu) + Thử nghiệm và đánh giá + Chia sẻ và thảo luận + Điều chỉnh thiết kế Các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm và thử lại. Nhờ đó học sinh học và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục. Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có “khuôn khổ” về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). Hoạt động của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác, các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học 7
Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ và toán. Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên toán, công nghệ và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ và toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề. Điều đó có liên quan đến việc học toán, công nghệ và khoa học của học sinh. Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết có thể đề xuất nhiều phương án và lựa chọn phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM. 1.4. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong trường trung học. Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: – Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. – Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. – Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. – Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. 8
– Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. 2. Cơ sở thực tiễn về tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 2.1. Thực trạng về tổ chức các hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM hiện nay. Trên thế giới hiện nay, các nhà lãnh đạo cùng với các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò quan trọng của quan trọng của giáo dục STEM. Tại hội chợ khoa học Nhà Trắng lần thứ ba vào tháng 4 năm 2013, tổng thống Mỹ lúc đó là Barack Obama phát biểu:“Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm 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.” Người đoạt giải Nobel Vật lý, nhà khoa học Giáo sư Steven Chu, 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 STEM, tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Và học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý và 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". Tại Việt Nam, khác với các nước phát triển khác trên thế giới. Giáo dục STEM du nhập vào Việt Nam không phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo dục hay từ chính sách vĩ mô về nguồn nhân lực mà bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho học sinh từ cấp tiểu học dến phổ thông trung học. Từ đó đến nay giáo dục STEM đã bắt đầu có sự lan toả với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thức thực hiện khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau. Ở Nghệ An, hàng năm Sở giáo dục và đào tạo đều ra văn bản hướng dẫn việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Cụ thể năm học 2020 – 2021 Sở có ra công văn Số :1677 /SGD&ĐT-GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM từ năm học 2020 – 2021. Căn cứ công văn đó, Ban giám hiệu Trường THPT Đông Hiếu lập ra kế hoạch giáo dục triển khai giáo dục STEM. Sau đó, nhà trường tổ chức tập 9
huấn, tuyên truyền về mục tiêu, ý nghĩa và định hướng các tổ, nhóm chuyên môn rà soát, lựa chọn nội dung/chủ đề dạy học theo mô hình STEM. Qua đó các tổ nhóm chuyên môn rà soát, lựa chọn nội dung, chủ đề dạy học STEM, xây dựng kế hoạch và tổ chức thực hiện. Giáo viên thực hiện dạy học STEM theo kế hoạch của tổ, nhóm chuyên môn. Tham gia kiểm tra, đánh giá, rút kinh nghiệm qua quá trình dạy học STEM. Với yêu cầu thực hiện một đến hai tuần một buổi thông qua hình thức như: – Tổ chức lồng ghép, tích hợp trong một tiết dạy học, trong một bài học chính khóa trên lớp học hoặc tại các phòng học bộ môn; – Tổ chức thực hiện dưới hình thức các Câu lạc bộ Khoa học; hoạt động nghiên cứu khoa học – Dạy học trải nghiệm và tổ chức các hoạt động trải nghiệm. Tuy nhiên việc thực hiện còn nhiều khó khăn bởi một số nguyên nhân như: Thứ nhất: Do chương trình thi cử còn nặng về lí thuyết và nhiều bài tập còn mang nặng tính toán nên các em thường học theo kiểu nhồi nhét kiến thức để đáp ứng cho kỳ thi, chính vì vậy mà vai trò của ứng dụng toán học vào thực tế còn hạn chế. Cụ thể, sau đây là số liệu điều tra, khảo sát tình hình thực tế về dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở hai lớp 10C7, 10C9 trước khi thực hiện đề tài: Bước 1: Giáo viên phát phiếu điều tra: STT Nội dung Có Không Em có thấy rằng môn Toán có nhiều ứng 1 dụng thiết thực để giải quyết các tình huống trong cuộc sống? Em có mong muốn tìm hiểu những ứng 2 dụng của môn Toán trong cuộc sống xung quanh chúng ta không? Em đã khi nào tham gia các cuộc thi về 3 KHKT hay chưa? Em đã khi nào làm ra một thiết bị liên quan 4 đến môn Toán chưa? Theo em có cần tăng các giờ học Toán liên 5 hệ với cuộc sống hay không? Bước 2: Giáo viên tổng hợp số liệu điều tra: 10
Số HS khảo sát Ý kiến của SỐ LIỆU ĐIỀU TRA gồm 10C7, 10C9 học sinh 1 2 3 4 5 Có 20 44 14 12 60 84 Không 64 40 70 72 14 Thông qua biểu đồ ta thấy, nhiều học sinh chưa thấy được ứng dụng của Toán học vào giải các bài toán về thực tế. Có nhiều em mong muốn tìm hiểu ứng dụng Toán học. Tuy nhiên đang còn rất ít em làm thiết bị liên quan đến Toán học và còn ít em tham gia các cuộc thi về KHKT. Một điều đáng mừng là rất nhiều em mong muốn tăng các giờ học Toán có liên hệ thực tiễn. Thứ hai: Học sinh chưa được hoạt động trải nghiệm thực tế nhiều nên việc lồng những kiến thức toán học vào giải quyết các bài toán trong đời sống còn nhiều khó khăn. Việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trường chủ yếu còn giao nhiệm vụ cho tổ nhóm tạo ra một sản phẩm STEM chứ chưa mang tính chất tự giác. Thứ ba: Đội ngũ giáo viên có chuyên môn tốt về nghiên cứu dạy học giáo dục STEM chưa nhiều, phòng chức năng về dạy học STEM chưa đầy đủ, các dụng cụ và vật liệu cơ bản để tổ chức dạy học STEM còn thiếu,… 2.2. Các bước tổ chức hoạt động trải nghiệm cho học sinh theo định hướng giáo dục STEM. Hoạt động 1: Xác định vấn đề – Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu. 11
– Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ... – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ, đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ). – Kỹ thuật tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video, cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ). Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học" thông thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng. – Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. – Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế). – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm. – Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế. – Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện. 12
– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); học sinh báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi. – Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế. – Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử nghiệm và điều chỉnh. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật…đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá. – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp…); học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện. – Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu. – Nội dung: Trình bày và thảo luận. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật...đã chế tạo được và bài trình bày báo cáo. – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện. 13
II. MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO KỸ NĂNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM 1. Một số giải pháp nâng cao kỹ năng tổ chức hoạt động trải nghiệm cho học sinh theo định hướng giáo dục STEM Trên cơ sở lí luận về giáo dục STEM, đối chiếu với thực tiễn ở Trường THPT Đông Hiếu, tác giả đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả của các chủ đề dạy học về hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM như sau: Giải pháp 1: Kỹ năng hướng dẫn học sinh tự học và làm việc theo nhóm nhằm nâng cao hiệu quả của học sinh trong hoạt động tìm hiểu kiến thức nền trong các chủ đề giáo dục STEM. Trong hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, học sinh được nghiên cứu kiến thức nền liên quan đến khoa học và toán học, từ đó khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỷ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn STEM. Để tổ chức thành công hoạt động hoạt động tìm hiểu nghiên cứu kiến thức nền. Chúng ta chia lớp thành các nhóm nhỏ, mỗi nhóm từ 9 đến 10 học sinh. Từ đó cho các thành viên trong nhóm đọc và nghiên cứu trước tài liệu ở nhà. Giờ học trải nghiệm trên lớp giáo viên phát phiếu học tập cho các nhóm học sinh. Hình minh họa phiếu học tập của học sinh chủ đề kệ đa giác 14
Các nhóm hoàn thành phiếu học tập trên giấy A4. Hình minh họa bài làm về nghiên cứu kiến thức nền của học sinh Sau khi hoàn thành làm bài tập trên phiếu học tập, các nhóm của mình cử đại diện lên trình bày. GV đôn đốc các nhóm thực hiện nhiệm vụ và hỗ trợ nếu cần. Bảng tiêu chí đánh giá hoạt động báo cáo kiến thức nền: 15
TT Tiêu chí Điểm Bài báo cáo kiến thức (5 điểm) 1 Đầy đủ nội dung cơ bản về chủ đề được báo cáo. 2 2 Kiến thức chính xác, khoa học. 3 Hình thức (2 điểm) 3 Bố cục hài hòa 1 4 Logic, chặt chẽ 1 Kĩ năng thuyết trình (3 điểm) 5 Trình bày thuyết phục. 1 6 Trả lời được câu hỏi phản biện. 1 7 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm báo cáo. 1 Tổng điểm 10 Dưới đây là một số hình ảnh đã thực hiện: Hình minh họa học sinh nghiên cứu kiến thức nền chủ đề kệ đa giác 16
Hình minh họa học sinh nghiên cứu kiến thức nền chủ đề thiết bị đo chiều cao Giải pháp 2: Kỹ năng hướng dẫn học sinh ứng dụng công nghệ thông tin vào quy trình thực hiện các bước thiết kế sản phẩm để trao đổi và đưa ra bản thiết kế tốt nhất. Đối với hoạt động trải nghiệm lập phương án thiết kế. Để có được bản thiết kế chất lượng nhất. Giáo viên hướng dẫn học sinh lập nhóm trên các nền tảng mạng xã hội như zalo, mesenger, facebook trao đổi các bản thiết kế. Mặt khác giáo viên khuyến khích các em dùng các phần mềm để vẽ thiết kế. Các bước cụ thể sau đây: Bước 1: Mỗi thành viên vẽ ít nhất 1 ý tưởng thiết kế sản phẩm. Cập nhật vào nhóm zalo, mesenger, facebook của nhóm. Hình minh họa sử dụng zalo để trao đổi thiết kế thiết bị đo chiều cao 17
Bước 2: Các thành viên thảo luận tất cả các ý tưởng của các thành viên và lựa chọn 1 ý tưởng tốt nhất để trình bày thảo luận và góp ý. Bước 3: Vẽ phác hoạ thiết kế của sản phẩm, ghi rõ: – Chú thích từng bộ phận của sản phẩm. – Liệt kê các nguyên vật liệu ứng với từng bộ phận, các hoá chất cần sử dụng. – Dự kiến về kích thước, hình dáng, khối lượng, thể tích, … hoặc các thông số kĩ thuật khác liên quan đến vật liệu dự định sử dụng để thiết kế cho từng sản phẩm – Vận dụng các kiến thức về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để giải thích cơ chế hoạt động của thiết bị và các thông số kĩ thuật. Dưới đây là một số hình ảnh minh họa hoạt động đề xuất giải pháp thiết kế: Hình minh họa học sinh đề xuất phướng án thiết kế chủ đề kệ đa giác Hình minh họa học sinh dùng phần mềm để đề xuất phương án thiết kế thiết 18