Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề Thiết kế kĩ thuật môn Công nghệ 10

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm nghiên cứu lí luận và thực tiễn của đề tài, tôi xin đề xuất nội dung và quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng STEM cho học sinh khối 10 THPT ở bài học chủ đề 5: THIẾT KẾ KĨ THUẬT, nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn Công nghệ cũng như phát triển một số năng lực, phẩm chất của học sinh ở trường THPT, đồng thời giúp học sinh thêm yêu thích môn học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề Thiết kế kĩ thuật môn Công nghệ 10

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN ` SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề THIẾT KẾ KĨ THUẬT môn Công nghệ 10 Lĩnh vực: Công nghệ Năm học: 2022 – 2023
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƢỜNG THPT QUỲNH LƢU 3 ` SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề THIẾT KẾ KĨ THUẬT môn Công nghệ 10 Tác giả : Hồ Thị Lan Tổ : Tự Nhiên Môn : Công nghệ Đơn vị : Trường THPT Quỳnh Lưu III. Số điện thoại : 0975523725 Gmail : hana29082009gmail.com Năm học: 2022 – 2023
MỤC LỤC PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................. 1 1.1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................... 1 1.2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................. 2 1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................ 2 1.4. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiêm cứu ..................................................... 2 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................................ 2 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 2 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 2 1.6. Giả thuyết khoa học ................................................................................................... 2 1.7. Kế hoạch nghiên cứu ................................................................................................. 3 1.8. Đóng góp mới của đề tài ........................................................................................... 3 PHẦN 2: NỘI DUNG ..................................................................................................... 4 2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN ...................................................................................................... 4 2.1.1. Khái niệm liên quan đến giáo dục STEM ........................................................... 4 2.1.1.1.Khái niệm về STEM ............................................................................................. 4 2.1.1.2. Khái niệm về giáo dục STEM: ..................................................................... 4 2.1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM ............................................................................. 4 2.1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM ................................................................. 4 2.1.2. Một số vai trò, ý nghĩa của phƣơng pháp dạy học STEM ................................ 5 2.1.3. Cách dạy và học theo phƣơng pháp dạy học STEM ......................................... 7 2.1.4. Các kĩ năng, năng lực trong giáo duc STEM ...................................................... 7 2.1.4.1. Các kĩ năng trong giáo dục STEM ............................................................... 7 2.1.4.2. Các năng lực trong giáo dục STEM ............................................................. 8 2.1.5. Tổ chức dạy học trải nghiệm STEM môn Công nghệ THPT ........................... 9 2.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN ............................................................................................... 10 2.2.1. Thực trạng của học sinh trƣớc khi áp dụng đề tài ............................................ 10 2.2.2. Thực trạng của giáo viên trƣớc khi áp dụng đề tài ........................................... 10 2.2.3. Đánh giá thực trạng chung .................................................................................. 11 2.2.3.1. Thuận lợi .................................................................................................... 11
2.2.3.2. Khó khăn .................................................................................................... 11 2.3. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC GIÁO DỤC STEM ................................................................................................................................ 12 2.3.1. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học ................................ 12 2.3.2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC ............................................................... 13 2.3.4. Phân tích nội dung và cấu trúc chủ đề 5: THIẾT KẾ KĨ THUẬT ................. 21 2.3.5. Những nội dung của chủ đề “Thiết kế kĩ thuật” có thể thiết kế các hoạt động dạy học tích hợp STEM........................................................................................... 21 2.3.6. Thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề “Thiết kế kĩ thuật” theo định hƣớng giáo dục STEM.................................................................................................... 22 2.4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ................................................................................. 40 2.4.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm.......................................................................... 40 2.4.2.Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm .......................................................................... 40 2.4.3.Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm.......................................................................... 40 2.4.4. Phƣơng pháp thực nghiệm ................................................................................... 40 2.4.5. Kết quả thực nghiệm ............................................................................................ 40 PHẦN 3: KẾT LUẬN ................................................................................................... 45 3.1. Kết luận ..................................................................................................................... 45 3.2. Kiến nghị .................................................................................................................. 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 46
DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học sinh CNTT Công nghệ thông tin THPT Trung học phổ thông KHKT Khoa học kĩ thuật HSKT Hồ sơ kĩ thuật PPCT Phân phối chƣơng trình SGK Sách giáo khoa GD-ĐT Giáo dục và đào tạo
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Lý do chọn đề tài Chúng ta đang sống ở thế kỉ 21, thời đại của công nghệ 4.0: công nghệ của tự động hóa và trí tuệ nhân tạo. Công nghệ thông tin và kĩ thuật điện tử đã và đang làm thay đổi thế giới về mọi mặt trong đó có giáo dục. Ngành giáo dục đã và đang có những thay đổi để phù hợp với thực tiễn cả về nội dung và phƣơng pháp dạy học. Trong chƣơng trình giáo dục THPT 2018 đã thay đổi cả về nội dung, hình thức cũng nhƣ phƣơng pháp dạy học, giáo dục hiện đại chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang giáo dục tiếp cận năng lực là một xu hƣớng đem lại hiệu quả cao trong giáo dục nhƣng đòi hỏi ngƣời học và ngƣời dạy đều phải thay đổi. Cách dạy và cách học ở trƣờng THPT đã có những chuyển biến khá mạnh mẽ về phƣơng pháp tổ chức dạy học theo hƣớng lấy ngƣời học làm trung tâm, giáo viên chỉ là ngƣời tổ chức, cố vấn, định hƣớng hoạt động cho học sinh; học đi đôi với hành; lí thuyết gắn liền với thực tiễn. Ngày 4/5/2017, Thủ tƣớng Chính phủ ban hành chỉ thị số 16/CTg về việc tăng cƣờng năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Một trong các giải pháp mà chỉ thị đề ra nhằm thúc đẩy Giáo dục STEM tại Việt Nam. Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trở lên. Trong đó nội dung dạy học gắn liền với thực tiễn, phƣơng pháp dạy học theo quan điểm định hƣớng hành động. Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chƣơng trình giáo dục phổ thông, mặt khác nhằm phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh, phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM và định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh. Một trong những yêu cầu đối với giáo viên là cần biết cách thiết kế các hoạt động STEM một cách sáng tạo. Đặc biệt, Công nghệ là môn học ứng dụng. Nội dung kiến thức môn học Công nghệ đều bắt đầu từ thực tiễn và quay lại phục vụ cho thực tiễn đời sống con ngƣời, đem lại lợi ích bền vững cho con ngƣời. Môn Công nghệ công nghiệp lần đầu tiên đƣợc đƣa vào chƣơng trình lớp 10 với những thay đổi mạnh mẽ phù hợp với nhu cầu của thời đại. Là môn học phải đi đầu về ứng dụng công nghệ thông tin vào bài dạy và vào môn học. Cùng với Toán học, Hóa học, Sinh học, Tin học, Công nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM và góp phần quan trọng trong việc giáo dục nghề nghiệp STEM và định hƣớng nghề nghiệp STEM, một trong những xu hƣớng giáo dục đang đƣợc coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình dạy học hiện nay tôi nhận thấy phần lớn giáo viên và học sinh vẫn chƣa coi trọng môn Công nghệ, vẫn coi môn Công nghệ là môn phụ không quan trọng dẫn đến tâm lí coi nhẹ việc học môn Công nghệ. Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 đã có những thay đổi về cả nội dung, hình thức và phƣơng pháp dạy học, vì thế yêu cầu giáo viên phải thay đổi phƣơng pháp dạy học Trang 1 | 46
và tiếp cận phƣơng pháp dạy học hiện đại phù hợp với xu hƣớng phát triển của ngành giáo dục tiên tiến. Từ những lí do cấp thiết trên, tôi chọn đề tài “Thiết kế và tổ chức dạy học STEM chủ đề THIẾT KẾ KĨ THUẬT môn Công nghệ 10 ” với mong muốn nghiên cứu sâu hơn về tính ƣu việt, khả năng vận dụng phƣơng pháp dạy học nhằm góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học theo phƣơng pháp STEM. 1.2. Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu lí luận và thực tiễn của đề tài, tôi xin đề xuất nội dung và quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hƣớng STEM cho học sinh khối 10 THPT ở bài học chủ đề 5: THIẾT KẾ KĨ THUẬT, nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn Công nghệ cũng nhƣ phát triển một số năng lực, phẩm chất của học sinh ở trƣờng THPT, đồng thời giúp học sinh thêm yêu thích môn học. 1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học STEM. - Nghiên cứu các phƣơng pháp và cách thức lồng nội dung tổ chức các hoạt động thực tiễn vào nội dung bài học theo định hƣớng dạy học STEM. - Đề xuất nội dung và quy trình thiết kế dạy học STEM và tổ chức dạy học STEM một cách hiệu quả. - Thực nghiệm sƣ phạm để xác định hiệu quả và tính khả thi của sáng kiến, kết luận và đề xuất. 1.4. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiêm cứu 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu Nghiên cứu về phƣơng pháp dạy học STEM. Nghiên cứu về dạy học STEM chủ đề 5: THIẾT KẾ KĨ THUẬT môn Công nghệ 10 bộ sách Cánh diều. 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu Học sinh lớp 10C1, 10A01 trƣờng THPT Quỳnh lƣu 3. 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận 1.5.2. Phƣơng pháp điều tra 1.5.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 1.5.4. Phƣơng pháp thống kê toán học 1.5.5 . Phƣơng pháp tổng kết đánh giá 1.6. Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức dạy học chủ đề 5: “THIẾT KẾ KĨ THUẬT”, Công nghệ 10 – Trang 2 | 46
THPT theo định hƣớng giáo dục STEM với việc cho học sinh tìm hiểu, nghiên cứu các vấn đề thƣờng gặp trong cuộc sống hàng ngày, thiết kế, chế tạo các sản phẩm để ứng dụng trong đời sống thì sẽ tạo đƣợc sự hứng thú học tập cho học sinh, giúp phát triển các năng lực, phẩm chất và kĩ năng cần có cho học sinh. 1.7. Kế hoạch nghiên cứu Đề tài đƣợc nghiên cứu và triển khai từ tháng 9 năm 2022 đến tháng 4 năm 2023. TT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm 1 Tháng Tìm hiểu thực trạng và chọn Bản đề cƣơng chi tiết của đề 9/2022 đề tài, viết đề cƣơng của đề tài. tài. 2 Tháng Nghiên cứu lí luận dạy học Tập hợp lý thuyết của đề tài. 10,11,12 STEM, dạy học STEM trong Xử lý số liệu khảo sát đƣợc. /2022 Công nghệ 10. Tổng hợp ý kiến của đồng Khảo sát thực trạng nghiệp. Hoàn thiện đề cƣơng đề tài. 3 Tháng Kiểm tra trƣớc thực nghiệm. Xử lý kết quả trƣớc khi thử 1,2/202 Áp dụng thực nghiệm: Dạy nghiệm đề tài. 3 thử, kiểm tra thƣờng xuyên. Tổng hợp và xử lý kết quả thử nghiệm đề tài. 4 Tháng Viết sơ lƣợc sáng kiến. Bản thảo sáng kiến. 3/2023 Xin ý kiến của đồng nghiệp. Tập hợp đóng góp của đồng nghiệp. 5 Tháng Hoàn thành sáng kiến kinh Thẩm định sáng kiến cấp 4/2023 nghiệm. trƣờng. Chỉnh sửa, bổ sung sáng kiến Hoàn thành sáng kiến nộp Sở. kinh nghiệm. 1.8. Đóng góp mới của đề tài - Về mặt lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học STEM trong dạy học môn Công nghệ ở trƣờng THPT. - Về mặt thực tiễn: + Cung cấp những giá trị cụ thể về mức độ thành công của việc đƣa giáo án dạy học theo định hƣớng STEM vào thực tiễn giảng dạy Công nghệ THPT. + Chế tạo một số sản phẩm thực tế có ứng dụng trong thực tế phục vụ cho việc dạy và học môn Công nghệ, phục vụ cho cuộc sống và nhu cầu học tập của HS. Trang 3 | 46
PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN 2.1.1. Khái niệm liên quan đến giáo dục STEM 2.1.1.1.Khái niệm về STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thƣờng đƣợc sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học đƣợc mô tả bởi chu trình STEM, trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ đƣợc sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những ngƣời khác. 2.1.1.2. Khái niệm về giáo dục STEM: Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Khi nói đến mô hình giáo dục STEM, chúng tôi muốn đề cập đến một nội hàm bao gồm cả khía cạnh chƣơng trình giáo dục, nguồn lực thực hiện chƣơng trình và các chính sách thúc đẩy chƣơng trình giáo dục STEM trong thực tiễn. 2.1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM Thứ nhất: Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS. Đó là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế kĩ thuật và chế tạo ra các sản phẩm. Thứ hai: Phát triển các năng lực chung cho HS. Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội, cũng nhƣ thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ đƣợc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học. Thứ ba: Định hướng nghề nghiệp cho HS. Giáo dục STEM sẽ tạo điều kiện cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng nhƣ cho nghề nghiệp trong tƣơng lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lƣợng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nƣớc. 2.1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM Tiêu chí 1: Chủ đề STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn. Trong các Trang 4 | 46
chủ đề STEM, HS đƣợc đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trƣờng và yêu cầu tìm các giải pháp. Tiêu chí 2: Cấu trúc chủ đề STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật. Tiến trình chủ đề STEM cung cấp một cách thức linh hoạt đƣa HS từ việc xác định một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Tiêu chí 3: Phƣơng pháp chủ đề STEM đƣa HS vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hƣớng hành động, trải nghiệm và tạo ra sản phẩm. Quá trình tìm tòi khám phá đƣợc thể hiện trong tất cả các hoạt động của chủ đề STEM.Trong các chủ đề STEM, hoạt động học của HS đƣợc thực hiện theo hƣớng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà HS đƣợc sử dụng. Hoạt động học của HS là hoạt động đƣợc chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức chủ đề STEM lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm kiến tạo. Giúp HS làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả GV ở trƣờng làm việc cùng nhau để áp dụng phƣơng thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của chủ đề STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho HS. Tiêu chí 5: Nội dung chủ đề STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung các môn học mà HS đã và đang học. Trong các chủ đề STEM, GV cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chƣơng trình Khoa học, Công nghệ, Tin học và Toán học.. Từ đó, HS dần thấy rằng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề. Điều đó có liên quan đến việc học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của HS. Tiêu chí 6: Tiến trình chủ đề STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại nhƣ 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 phƣơng án, và lựa chọn phƣơng án tối ƣu. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM. 2.1.2. Một số vai trò, ý nghĩa của phƣơng pháp dạy học STEM - Đảm bảo giáo dục toàn diện Thực tiễn triển khai dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM ở phổ thông cho thấy, có sự khác biệt về vai trò, vị trí giữa các môn học này. Cụ thể, toán và khoa học là những lĩnh vực đƣợc quan tâm, đầu tƣ. Trong khi đó, công nghệ và kĩ thuật chƣa đƣợc quan tâm đúng mức. Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ, với tinh thần đổi mới của Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018, vấn đề này cần phải đƣợc giải quyết triệt để. Một trong những giải pháp là thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trƣờng phổ thông. Trang 5 | 46
Triển khai giáo dục STEM ở nhà trƣờng, bên cạnh duy trì sự quan tâm các môn học thuộc lĩnh vực toán, khoa học, các lĩnh vực công nghệ, kĩ thuật cũng sẽ đƣợc quan tâm, đầu tƣ trên tất cả các phƣơng diện về đội ngũ giáo viên, chƣơng trình, cơ sở vật chất để giáo dục STEM đạt hiệu quả mong muốn. - Nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc lĩnh vực STEM Hứng thú học tập là một trong những yếu tố tâm lí đặc biệt quan trọng trong học tập, góp phần hình thành và phát triển năng lực học sinh. Nhờ có hứng thú học sinh sẽ tự giác và tích cực trong học tập, và đó cũng là mầm mống của sáng tạo. Hứng thú học tập môn học nào đó không chỉ ảnh hƣởng tích cực tới thành tích học tập của môn học đó, mà còn là yếu tố ảnh hƣởng rất lớn tới xu hƣớng lựa chọn nghề nghiệp của học sinh sau khi kết thúc giai đoạn giáo dục phổ thông. Các hoạt động giáo dục STEM hƣớng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh đƣợc hoạt động, trải nghiệm và thấy đƣợc ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh đối với các môn học thuộc lĩnh vực STEM và xuất hiện xu hƣớng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh Dạy học phát triển năng lực, phẩm chất học sinh là một trong những tƣ tƣởng đổi mới chủ đạo của giáo dục và đào tạo Việt Nam. Đối với giáo dục phổ thông, tƣ tƣởng này đƣợc thể hiện đầy đủ và toàn diện trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Có nhiều phƣơng thức để phát triển phẩm chất, năng lực cho ngƣời học, trong đó giáo dục STEM là một trong những phƣơng thức phù hợp và rất hiệu quả. Khi triển khai các bài dạy STEM, học sinh đƣợc hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; đƣợc làm quen với hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. Đó là các năng lực chung cốt lõi (tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo); các năng lực đặc thù nhƣ năng lực toán học, năng lực khoa học, năng lực công nghệ và năng lực tin học. - Kết nối trƣờng học với cộng đồng Trong một số tình huống, nguồn lực của trƣờng phổ thông là hữu hạn, không phát huy hết tƣ tƣởng thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trƣờng. Việc kết nối với xã hội là cần thiết để khai thác nguồn lực, để giúp học sinh có những trải nghiệm thực tiễn xã hội thay vì chỉ khu trú trong khuôn viên nhà trƣờng. Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông cần kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, giáo dục đại học, cơ sở nghiên cứu, cơ sở sản xuất tại địa phƣơng nhằm khai thác nguồn lực về con ngƣời, cơ sở vật chất, tài chính để triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục Trang 6 | 46
STEM phổ thông cũng hƣớng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phƣơng. - Hƣớng nghiệp, phân luồng Hƣớng nghiệp và phân luồng là một trong những vấn đề rất quan trọng của giáo dục phổ thông. Triển khai tốt hoạt động này, không chỉ giúp học sinh lựa chọn đƣợc nghề nghiệp phù hợp với bản thân và gia đình, mà còn giúp định hƣớng lực lƣợng lao động cho những ngành nghề xã hội đang có nhu cầu. Với mục tiêu ban đầu của giáo dục STEM là phát triển nguồn nhân lực thuộc các lĩnh vực này, thì giáo dục STEM ở trƣờng phổ thông phải kết nối chặt chẽ với giáo dục hƣớng nghiệp và phân luồng. Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trƣờng phổ thông, học sinh sẽ đƣợc trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá đƣợc sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Qua đó, học sinh có đƣợc lựa chọn nghề nghiệp đúng đắn. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trƣờng phổ thông 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 tƣ. 2.1.3. Cách dạy và học theo phƣơng pháp dạy học STEM Một trong những phƣơng pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phƣơng pháp “Học qua hành”. Phƣơng pháp này giúp HS có kiếm thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ đƣợc hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. HS sẽ đƣợc làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho ngƣời khác. Với cách học này, GV không còn là ngƣời truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là ngƣời hƣớng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình. 2.1.4. Các kĩ năng, năng lực trong giáo duc STEM 2.1.4.1. Các kĩ năng trong giáo dục STEM Kỹ năng STEM đƣợc hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kỹ năng là: Kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng toán học. Kỹ năng khoa học: Là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế. Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập đƣợc công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất nhƣ quạt mo, bút chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp nhƣ mạng internet, mạng Trang 7 | 46
lƣới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con ngƣời thì đƣợc coi là công nghệ. Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc sống bằng cách thiết kế các đối tƣợng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để tạo ra đối tƣợng. Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt đƣợc vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. HS có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tƣởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày. 2.1.4.2. Các năng lực trong giáo dục STEM * Năng lực giải quyết vấn đề: là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết các tình huống mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thƣờng . Năng lực giải quyết vấn đề có cấu trúc gồm 4 thành tố: tìm hiểu vấn đề; thiết lập không gian vấn đề; lập kế hoạch và thực hiện giải pháp; đánh giá và phản ánh giải pháp. - Tìm hiểu vấn đề: nhận biết, xác định, giải thích các thông tin ban đầu và trung gian, tƣơng tác với vấn đề; chia sẻ sự am hiểu vấn đề đó với ngƣời khác. - Thiết lập không gian vấn đề: lựa chọn, sắp xếp, tích hợp thông tin với kiến thức đã học; xác định thông tin thông qua đồ thị, bảng biểu, mô tả; xác định cách thức, quy trình, chiến lƣợc giải quyết vấn đề; thống nhất cách hành động. - Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp: + Lập kế hoạch: thiết lập tiến trình thực hiện (thu thập dữ liệu, thảo luận, xin ý kiến, giải quyết các mục tiêu, xem xét lại giải pháp,…); thời điểm giải quyết từng mục tiêu và phân bố các nguồn lực (tài nguyên, nhân lực, nguồn kinh phí, phƣơng tiện,…). + Thực hiện giải pháp: thực hiện và trình bày giải pháp; điều chỉnh kế hoạch cho phù hợp với thực tiễn; tổ chức và duy trì hiệu quả hoạt động nhóm khi thực hiện giải pháp. - Đánh giá và phản ánh giải pháp: đánh giá giải pháp đã thực hiện; phản ánh, suy ngẫm về giải pháp đã thực hiện; đánh giá, xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu nhận đƣợc; đề xuất phƣơng án giải quyết cho các vấn đề tƣơng tự. * Năng lực sáng tạo: Sáng tạo là một trong những năng lực rất quan trọng của con ngƣời và có ảnh hƣởng rất lớn đến sự phát triển của toàn xã hội. Là khả năng tạo ra cái mới có tính hữu dụng, sáng tạo không chỉ góp phần tạo ra những sản phẩm vật chất và tinh thần phục vụ cho đời sống của con ngƣời mà còn là tiền đề không thể thiếu đƣợc cho sự phát triển của nhân loại. Năng lực sáng tạo đƣợc thể hiện ra ở những khả năng sau: Khả năng phát hiện ra những điểm tƣơng đồng, khác biệt cũng nhƣ mối liên Trang 8 | 46
hệ giữa nhiều sự vật, hiện tƣợng khác nhau trong đời sống. Ngƣời có năng lực sáng tạo thƣờng có thói quen quan sát, so sánh và nhất là khả năng tƣởng tƣợng, liên tƣởng rất tốt. - Khả năng tìm tòi, phát hiện ra những vấn đề mới, những giải pháp mới dựa trên những kiến thức, kinh nghiệm đã có hay những hạn chế, bất cập đang tồn tại hiện hữu. - Khả năng giải quyết vấn đề bằng nhiều con đƣờng, cách thức khác nhau; phân tích, đánh giá vấn đề ở nhiều phƣơng diện, góc nhìn khác nhau. Cùng một vấn đề, một bài toán đặt ra, ngƣời có năng lực sáng tạo thƣờng tìm kiếm, phát hiện đƣợc nhiều hƣớng giải quyết, nhiều ý tƣởng khác nhau. - Khả năng phát hiện ra những điều bất hợp lí, những bất ổn hay những quy luật phổ biến trong những hiện tƣợng, sự vật cụ thể dựa trên sự tinh tế, nhạy cảm và khả năng trực giác cao của chủ thể. * Năng lực hợp tác: Năng lực hợp tác là khả năng tƣơng tác lẫn nhau, trong đó mỗi cá nhân thể hiện sự tích cực, tự giác, sự tƣơng tác trực diện và trách nhiệm cao trên cơ sở huy động những tri thức, kĩ năng của bản thân nhằm giải quyết có hiệu quả nhiệm vụ chung. - Các biểu hiện của năng lực hợp tác. 1 - Biết lắng nghe nhiệm vụ chung của nhóm và nhận nhiệm vụ của nhóm trƣởng phân công. 2 - Thực hiện tích cực có kết quả các nhiệm vụ do nhóm giao cho theo cá nhân, theo cặp hoặc nhóm nhỏ. 2.1.5. Tổ chức dạy học trải nghiệm STEM môn Công nghệ THPT Thúc đẩy giáo dục STEM là một trong bốn giá trị cốt lõi của môn Công nghệ trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 bao gồm: (1) Giáo dục công nghệ giúp học sinh học tập và làm việc hiệu quả trong môi trƣờng công nghệ tại gia đình, cộng đồng và xã hội; (2) Giáo dục công nghệ thúc đẩy giáo dục STEM, có ƣu thế hình thành và phát triển các năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, thiết kế; (3) Giáo dục công nghệ là một trong những con đƣờng chủ yếu giáo dục hƣớng nghiệp; (4) Giáo dục công nghệ chuẩn bị cho học sinh tri thức nền tảng để lựa chọn nghề hay tiếp tục theo học các ngành kĩ thuật, công nghệ. Trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018, môn Công nghệ phản ánh hai thành phần là T (technology) và E (engineering) trong bốn thành phần của STEM. Vì vậy, môn Công nghệ có vai trò quan trọng thể hiện tƣ tƣởng giáo dục STEM trong Chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Sản phẩm, quá trình công nghệ môn học đề cập luôn mang tính tích hợp, gắn với thực tiễn, liên hệ chặt chẽ với toán học và khoa học. Đặc điểm này là cơ sở để tăng cƣờng giáo dục STEM ngay trong dạy học môn Công nghệ dựa vào các hoạt Trang 9 | 46
động thiết kể kĩ thuật, hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật. Có sự tƣơng đồng về phƣơng pháp, hình thức tổ chức dạy học giữa dạy học công nghệ và giáo dục STEM. Đó là chú trọng vào hoạt động, thực hành, trải nghiệm và định hƣớng sản phẩm. Đây cũng là cơ sở để triển khai dạy học nhiều nội dung công nghệ tiếp cận STEM. Giáo dục STEM trong môn Công nghệ đƣợc thực hiện thông qua dạy học các bài học, mạch nội dung, chuyên đề học tập từ tiểu học tới trung học nhƣ mô hình điện gió, mô hình điện mặt trời, ngôi nhà thông minh, các bài toán thiết kế kĩ thuật và công nghệ, nghề nghiệp STEM; các dự án nghiên cứu thuộc các lĩnh vực kì thuật cơ khí, hệ thống nhúng, robot và máy thông minh. Khi triển khai chƣơng trình, giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ sẽ tiếp tục đƣợc mở rộng thông qua dạy học các bài học liên môn giữa các môn học thuộc lĩnh vực STEM. 2.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN 2.2.1. Thực trạng của học sinh trƣớc khi áp dụng đề tài - Về phía HS: Khảo sát 44 HS lớp 10C1 và 44 HS lớp 10 A01 tại trƣờng THPT Quỳnh lƣu 3 nơi tôi đang công tác kết quả nhƣ sau: https://forms.gle/chdNC72Gjyy2sNWQ8 + Đa phần học sinh không yêu thích môn Công nghệ và không muốn dành nhiều thời gian cho môn học, coi môn Công nghệ không quan trọng, không phục vụ cho các kì thi tốt nghiệp, đại học. + Hầu hết HS đều hứng thú về việc dạy học trải nghiệm STEM với những kiến thức liên môn liên quan đến thực tiễn, đòi hỏi các em vận dụng kiến thức để giải quyết đƣợc vấn đề. Sau khi GV giao nhiệm vụ trải nghiệm và vận dụng kiến thức nền để làm ra các sản phẩm có ứng dụng cao trong thực tiễn thì hầu hết HS đều rất thích thú. + Một số ít không thích vì cho rằng dạy học trải nghiệm STEM một chủ đề mất nhiều thời gian và ít phục vụ cho các kì thi. 2.2.2. Thực trạng của giáo viên trƣớc khi áp dụng đề tài - Về phía GV, sau khi khảo sát ý kiến của 18 giáo viên giảng dạy các môn học liên quan đến STEM tại trƣờng THPT Quỳnh Lƣu 3 kết quả: https://forms.gle/gpFUe4cMG1NT3xm67 + 100% GV đều mong muốn cho HS trải nghiệm và vận dụng kiến thức liên môn làm ra những sản phẩm có ứng dụng thực tiễn cao. + Đa số GV không thƣờng xuyên dạy học STEM , một số đã áp dụng tổ chức dạy những còn rất ít. + 100% GV đánh giá cao hiểu quả giáo dục STEM mang lại nhƣ: tƣ duy phản biện; năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn; năng lực hợp tác; năng lực thiết kế, Trang 10 | 46
chế tạo. + Đa số GV đều cho rằng dạy học trải nghiệm STEM cần nhiều thời gian để thực hiện và không phù hợp với hình thức thi cử hiện nay. 2.2.3. Đánh giá thực trạng chung 2.2.3.1. Thuận lợi Giáo dục STEM có ƣu điểm là trang bị kiến thức cho ngƣời học thông qua thực hành và ứng dụng, đề cao sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao khả năng sáng tạo. Thông qua các hoạt động STEM, ngƣời học sẽ biết cách vận dụng lí thuyết vào thực tiễn và phát triển các kĩ năng thích ứng đƣợc với những công việc đòi hỏi trí óc. Giáo dục STEM trong nhà trƣờng phổ thông đáp ứng chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Môn Công nghệ là môn học ứng dụng, là môn học đi đầu về vận dụng dạy học STEM, góp phần cùng các môn học khác và hoạt động giáo dục khác trong nhà trƣờng phát triển ở HS những phẩm chất và năng lực chung đã quy định trong chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể. Đội ngũ cán bộ GV nhà trƣờng và tổ bộ môn đảm bảo về số lƣợng và chất lƣợng, đáp ứng yêu cầu của cấp học. GV trong nhà trƣờng luôn có trách nhiệm cao, say mê với nghề nghiệp và hết lòng yêu thƣơng HS. Bên cạnh đó, nhiều trƣờng THPT hiện nay cũng nhƣ trƣờng THPT nơi tôi công tác có nhiều thế mạnh về cơ sở vật chất. Dạy học STEM đòi hỏi sự tham gia nhiều của CNTT, HS khá thành thạo vi tính, máy chiếu ... Trƣờng tôi đang công tác có 39 lớp học đƣợc trang bị 39 máy chiếu, tivi, thêm 1 số máy chiếu rời, vì vậy việc sử dụng để báo cáo sản phẩm chủ đề STEM của HS rất dễ dàng. 2.2.3.2. Khó khăn Chƣa „chƣơng trình hóa‟ giáo dục STEM: mặc dù theo chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018 đã tạo điều kiện thuận lợi hơn để có thể triển khai giáo dục STEM. Tuy nhiên với khung chƣơng trình đề ra, GV vẫn gặp khó khăn trong việc tổ chức về chính sách, chế độ, quy định dẫn đến việc triển khai dạy học STEM dừng lại là hình thức và phong trào. Dạy học STEM chƣa đƣợc đƣa vào phân phối chƣơng trình, chƣa đƣợc phổ biến và đồng bộ. Trình độ GV chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu về liên hệ tích hợp các môn học. Vì phần lớn GV chỉ đào tạo đơn môn, đa số GV còn ngại hỏi, ngại chia sẽ với đồng nghiệp, nên chƣa có sự phối hợp tốt giữa GV trong các môn trong dạy học STEM. Chƣa có sự phối hợp giữa trƣờng phổ thông với các trƣờng đại học và các viện nghiên cứu, các tổ chức, doanh nghiệp. Mặt khác dạy học STEM đòi hỏi thời gian nhiều và phù hợp cho HS để dạy STEM. Đa số HS và cả phụ huynh HS đều không thích mất nhiều thời gian. Chƣơng trình giáo dục đang xây dựng theo hƣớng thay đổi nội dung nhằm phát Trang 11 | 46
triển năng lực HS, tuy nhiên lại chƣa thay đổi phƣơng pháp kiểm tra, đánh giá. Vì thế, tâm lí HS vẫn nặng về điểm số, vẫn học theo phƣơng pháp truyền thống với mục đích “học để thi”. HS chủ yếu giành nhiều thời gian cho việc học kiến thức để đạt kết quả cao trong các kì thi. Đối tƣợng HS của trƣờng THPT trƣờng tôi đang công tác, là HS ở vùng nông thôn nên không có nhiều điều kiện cả về kinh tế và thời gian cho việc học tập. 2.3. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC GIÁO DỤC STEM 2.3.1. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học Do đặc tính mới lạ và đặc thù quy trình thiết kế kĩ thuật, nội dung dƣới trong tài liệu này đề cập chi tiết tới quy trình xây dựng bài dạy STEM kĩ thuật. Việc thiết kế và trình bày bài dạy STEM có thể tham khảo hƣớng dẫn Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH, ngày 18/12/2020 của Bộ Giáo dục và Đà tạo về việc xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch giáo dục của nhà trƣờng. Bề cạnh đó, bài dạy STEM cũng cần phản ánh tính đặc thù khi tiến trình dạy học dự trên quy trình thiết kế kĩ thuật và đƣợc tổ chức thành 5 hoạt động chính. Bƣớc 1: Lựa chọn nội dung dạy học Nội dung bài dạy STEM có thể lựa chọn bằng cách: - Dựa vào những nội dung kiến thức trong chƣơng trình môn học và các hiện tƣợng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong thực tiễn; - Xuất phát từ việc đáp ứng một số nhu cầu thiết thực trong sinh hoạt hàng ngày, trong sản xuất, trong cuộc sống, trong học tập; - Thông qua những câu chuyện về các phát minh, sáng chế của các nhà khoa học nổi tiếng dẫn đến nhu cầu mong muốn thử nghiệm, chứng minh thông qua các bài dạy STEM; - Tham khảo ý tƣởng từ những bài học, hoạt động, dự án có sẵn trong các nguồn tài liệu trong nƣớc và quốc tế (sách, báo, internet,...). - Trong quá trình dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM, cần thƣờng xuyên đặt câu hỏi “những kiến thức đã học trong bài đƣợc ứng dụng ở đâu trong thực tiễn, có thể dùng nó để giải quyết những vấn đề gì”. Đặc biệt là những câu hỏi liên hệ, vận dụng vào bối cảnh thực tiễn địa phƣơng, nhà trƣờng. Bƣớc 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Dựa trên nội dung bài dạy STEM dự định triển khai, có thể đƣa ra một tình huống có vấn đề mang tính thực tiễn khiến học sinh có nhu cầu thực hiện một nhiệm vụ cụ thể để giải quyết vấn đề. Nhiệm vụ học tập phải bao gồm các yêu cầu cụ thể về sản phẩm mà để hoàn thành nhiệm vụ, học sinh cần liên hệ và vận dụng kiến thức các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Trang 12 | 46
Bƣớc 3: Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề Tiêu chí của sản phẩm trong bài dạy STEM là yếu tố quan trọng có vai trò định hƣớng mục tiêu, nội dung và cách thức tổ chức các hoạt động trong bài dạy. Các tiêu chí đặt ra cho sản phẩm giúp học sinh là căn cứ để đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề cũng nhƣ lập kế hoạch để thực hiện hoạt động chế tạo sản phẩm. Giáo viên cần xác định các tiêu chí cụ thể cho sản phẩm sao cho: - HS huy động kiến thức đã học (với bài dạy STEM vận dụng) hoặc khám phá đƣợc kiến thức mới (đối với bài dạy STEM kiến tạo) mới có thể đáp các yêu cầu sản phẩm học tập giáo viên đƣa ra. - HS vận dụng kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn để đề xuất đƣợc cả giải pháp có tính khoa học và khả thị; chế tạo sản phẩm; cải tiến, phát triể sản phẩm. - Thông qua việc thực hiện các hoạt động thiết kế trong bài dạy, học sinh (cơ hội phát triển các năng lực chung cốt lõi nhƣ tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. Bƣớc 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học - Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học đƣợc thiết kế theo các phƣơng phát và kĩ thuật dạy học tích cực với các hoạt động học bao hàm các bƣớc của quy trình thiết kế kĩ thuật. - Mỗi hoạt động học đƣợc thiết kế rõ ràng về mục tiêu, nội dung, sản phẩn học tập mà học sinh phải hoàn thành và cách thức tổ chức hoạt động học tập. Các hoạt động học tập đó có thể đƣợc tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trƣờng. nhà và cộng đồng). 2.3.2. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tiến trình bài dạy STEM tuân theo quy trình thiết kế kĩ thuật, nhƣng các bƣớc trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà có thể thực hiện song song, tƣơng hỗ lẫn nhau. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể đƣợc t chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có thể đƣợc thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá. Trong đó, bƣớc nà vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bƣớc kia. Trong bài dạy STEM, thƣờng có hai sản phẩm học tập đặc trƣng là bản thiế kế và sản phẩm chế tạo (gọi chung là sản phẩm hay sản phẩm STEM) bên cạnh các sản phẩm học tập thông thƣờng nhƣ phiếu học tập đã hoàn thành, kết quả thải luận trên bảng nhóm, bài trình chiếu, poster... Mỗi bài dạy STEM có thể đƣợc tổ chức theo 5 hoạt động. Các hoạt động t thể đƣợc tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và ngoài lớp học theo hệ dung và phạm vi kiến thức của từng bài học. Mỗi hoạt động phải đƣợc mô tả n mục tiêu, nội dung, dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh và cách thức tổ chức hoạt động. Trang 13 | 46
Hoạt động 1: Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo Trong hoạt động này, GV giao cho HS nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó HS phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với HS; đồng thời, tiêu chí đó buộc HS phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích đƣợc thiết kế cho sản phẩm cần làm. - Mục tiêu: Xác định tiêu chí sản phẩm; giúp học sinh phát hiện đƣợc vấn đề, nhu cầu; nhiệm vụ cần thực hiện xác định tiêu chí của giải pháp, sản phẩm. - Nội dung: Tìm hiểu về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ... - Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Trình bày cụ thể về nội dung và hình thức của sản phẩm học tập( ghi bài chép thông tin về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ, đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tƣợng, sản phẩm, công nghệ). - Tổ chức thực hiện: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phƣơng tiện, các thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cả 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 thiết kế Hoạt động này có thể đƣợc vận dụng khác nhau tùy thuộc bài dạy STEM là kiến tạo hay STEM vận dụng. Đối với bài dạy STEM kiến tạo, trong hoạt động này, giáo viên sẽ không truyền thụ kiến thức mới cho học sinh theo cách truyền thống. Thay vào đó, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên để chiếm lĩnh kiến thức mới, sử dụng vào việc đề xuất. Trang 14 | 46
thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. - Mục tiêu: Hình thành kiến thức mới hoặc xác định lại các kiến thức đã học. cần vận dụng để đề ra giải pháp, đồng thời nhận biết đƣợc vai trò và ứng dụng của kiến thức vào thực tiễn. - 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. - Sản phẩm: Các mức độ hoàn thành nội dung (xác định và ghi đƣợc thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế). - Tổ chức thực hiện: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu đọc/nghe nhìn/làm để xác định và ghi đƣợc 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 học sinh đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Giáo viên có thể chọn tổ chức dạy kiến thức nền tại lớp hoặc tổ chức cho học sinh tự khám phá ở nhà rồi báo cáo tại lớp. Giáo viên cũng có thể phối hợp cả hai cách này. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp thiết kế Trong hoạt động này, học sinh đƣợc 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. Nhờ sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi cả giải pháp để bảo đảm tính khả thi) bản thiết kế trƣớc khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm. - Mục tiêu: Lựa chọn và hoàn thiện giải pháp/phƣơng án thiết kế. - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/phƣơng án thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. - Sản phẩm: Giải pháp/bản thiết kế đƣợc lựa chọn/hoàn thiện. - Tổ chức thực hiện: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu học sinh 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 học sinh lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Lưu ý: Giáo viên cần nêu các câu hỏi dự kiến, tập trung vào làm rõ kiến thức được huy động để giải quyết vấn đề trong sản phẩm, về tính khả thi của phương án đề xuất. 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 bƣớc 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 Trang 15 | 46