Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng STEM chủ đề bản vẽ xây dựng môn Công nghệ 11

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng STEM chủ đề bản vẽ xây dựng môn Công nghệ 11" nhằm thiết kế và tổ chức một số dự án theo định hướng STEM để nâng cao hiệu quả dạy học bộ môn Công nghệ. Phát huy năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo, năng lực đánh giá, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, thu hẹp khoảng cách giữa lí thuyết và thực hành từ đó phát triển kĩ năng giải quyết tình huống thực tế của học sinh.

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 theo định hướng STEM chủ đề bản vẽ xây dựng môn Công nghệ 11

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM CHỦ ĐỀ “BẢN VẼ XÂY DỰNG” MÔN CÔNG NGHỆ 11 LĨNH VỰC: VÂT LÍ
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƢỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM CHỦ ĐỀ “BẢN VẼ XÂY DỰNG” MÔN CÔNG NGHỆ 11 Lĩnh vực: Vật Lí Tác giả: Nguyễn Hoài Phƣơng Năm thực hiện: 2022 ĐT: 0977 055 758
MỤC LỤC NỘI DUNG Trang PHẦN A: MỞ ĐẦU 1 1. Lí do chọn đề tài......................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu.................................................................................. 2 3. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 2 4. Những đóng góp của đề tài........................................................................ 2 PHẦN B: NỘI DUNG.................................................................................. 4 CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM............................................................................................................. 4 1. Cơ sở lí luận. ............................................................................................. 4 1.1. Cơ sở pháp lí........................................................................................... 4 1.2. Cơ sở khoa học........................................................................................ 4 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM.............................................................. 4 1.2.2. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM................................................ 5 1.2.3. Hình thức tổ chức giáo dục STEM....................................................... 6 1.2.4. Quy trình xây dựng bài học STEM...................................................... 7 2. Cơ sở thực tiễn........................................................................................... 8 2.1. Thực tiễn dạy học công nghệ trong chương trình THPT hiện nay.......... 8 2.2. Thực tiễn dạy học STEM trong chương trình THPT hiện nay................ 8 CHƢƠNG II. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “BẢN VẼ XÂY DỰNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM..................................... 12 1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM.............................................................. 12 2. Tiến trình bài học STEM theo quy trình kĩ thuật....................................... 13 3. Khung kế hoạch dạy học chủ đề theo định hướng STEM.......................... 14 4. Thiết kế bài dạy cụ thể. ............................................................................. 17 5. Tổ chức thực nghiệm. ................................................................................ 32 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN............................................... 33 1. Kết quả và bàn luận về mức độ hứng thú với tiết học của học sinh.......... 33 2. Kết quả và bàn luận về khả năng phát hiện, giải quyết vấn đề của học sinh................................................................................................................. 35 3. Kết quả và bàn luận về mức độ nắm vững kiến thức của học sinh 36 PHẦN C: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT........................................................ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 40 PHỤ LỤC....................................................................................................... 41
DANH MỤC BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT TT CHỮ CÁI VIẾT TẮT NỘI DUNG 1 SGK Sách giáo khoa 2 TN Thực nghiệm 3 ĐC Đối chứng 4 BGD Bộ giáo dục 5 GDĐT Giáo dục đào tạo 6 GDPT Giáo dục phổ thông 7 GV Giáo viên 8 HS Học sinh 9 KHKT Khoa học kỹ thuật 10 PHT Phiếu học tập 11 THPT Trung học phổ thông
PHẦN A: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM theo Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 (Bộ Giáo dục và Đào tạo) được hiểu là “mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể”. Như vậy, giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội, cũng như 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, Kỹ thuật, Toán học, HS sẽ được 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. Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng 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 nước. Môn công nghệ không nằm trong chương trình thi Tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia nên tâm lí của học sinh coi môn học này là môn phụ, không tập trung học, không hứng thú để tìm hiểu kiến thức môn học; giáo viên vì thế cũng ít mặn mà để đầu tư cho bài dạy của mình. Tuy nhiên, môn công nghệ nói chung và đặc biệt là công nghệ 11-12 là môn tích hợp nhiều lĩnh vực khoa học như Vật lí, sinh học, hóa học, toán học, tin học; môn học còn gắn với nhiều hoạt động thực tiễn, có rất nhiều ứng dụng vào cuộc sống hàng ngày. Vì vậy trong môn công nghệ 11 tôi đặc biệt chọn chủ đề “Bản vẽ xây dựng” rất thuận lợi cho việc dạy học STEM; do đó nếu giáo viên biết cách thiết kế và tổ chức bài dạy phù hợp thì sẽ thu hút được sự chú ý của học sinh và đáp ứng được yêu cầu giáo dục theo hướng phát triển năng lực ở người học; học sinh sẽ hình thành được các phẩm chất và năng lực đáp ứng được những đòi hỏi của xã hội hiện đại. Với những lý do trên, tôi đã nảy sinh sáng kiến “Thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng STEM chủ đề bản vẽ xây dựng môn công nghệ 11” Với mục đích khắc phục những hạn chế của phương pháp dạy học truyền thống đồng thời giúp học sinh hứng thú đối với môn học, phát huy năng lực hợp 1
tác, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh và hơn hết là phát huy năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. 2. Mục đích nghiên cứu - Mục đích: Thiết kế và tổ chức một số dự án theo định hướng STEM để nâng cao hiệu quả dạy học bộ môn Công nghệ. Phát huy năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo, năng lực đánh giá, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, thu hẹp khoảng cách giữa lí thuyết và thực hành từ đó phát triển kĩ năng giải quyết tình huống thực tế của học sinh. Quá trình tham gia bài học, học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lí dựa vào việc tích hợp kiến thức Toán học và Công nghệ mà còn có thể thực hành tạo ra được sản phẩm. - Phạm vi nghiên cứu: Tổ chức một số dự án định hướng STEM phù hợp với đặc điểm bộ môn, đặc điểm học sinh, điều kiện nhà trường và địa phương để nâng cao hiệu quả giáo dục toàn diện trong dạy học bộ môn Công nghệ. - Phạm vi thực hiện: Chúng tôi tiến hành thực hiện với HS trường THPT Đặng Thúc Hứa. 3. Phƣơng pháp nghiên cứu 3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu SGK Công nghệ 11 và các tài liệu liên quan, cơ sở lí luận và thực tiễn của giáo dục STEM, mô hình thiết kế sa bàn trường học thông qua các hoạt động giáo dục. - Nghiên cứu về các phương pháp dạy học bộ môn Công nghệ 11 đặc biệt là các PPDH tích cực. - Nghiên cứu các công trình, các đề tài nghiên cứu, các nội dung trên Internet… có liên quan đến đề tài nghiên cứu. 3.2. Phƣơng pháp điều tra - Tiến hành điều tra về hứng thú học tập bộ môn của HS, các phương pháp dạy học bộ môn của GV… thông qua phỏng vấn, trao đổi, phiếu điều tra một số HS và GV ở một số trường THPT trên địa bàn. 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Sau khi thiết kế lí thuyết về chủ đề giáo dục STEM thì tôi áp dụng dạy học tại các lớp khối 11 của trường THPT Đặng Thúc Hứa. 4. Những đóng góp của đề tài. - Nêu ra được những mặt hạn chế và khó khăn khi thực hiện các chủ đề dạy học STEM trong trường nói chung và của bộ môn Công nghệ nói riêng. - Thiết kế và tổ chức được một số chủ đề dạy học STEM của bộ môn Công 2
nghệ phù hợp với đặc điểm của HS, nhà trường và địa phương. - Làm tăng hứng thú học tập bộ môn. - Các sản phẩm HS tạo ra có giá trị phục vụ cho việc học tập thực tiễn cho HS. - Thông qua các hoạt động nghiên cứu và thực hiện về STEM trong bộ môn, HS có thể chủ động tiến hành thực hiện các đề tài lớn hơn. 3
PHẦN B. NỘI DUNG CHƢƠNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA GIÁO DỤC STEM 1. Cơ sở lí luận. 1.1. Cơ sở pháp lí Thông tư 32/BGD về chương trình GD tổng thể 2018, Thông tư 20/BGD về tiêu chí xếp loại GV Công văn của sở Giáo dục và đào tạo Nghệ An về đổi mới phương pháp giảng dạy và đánh giá theo định hướng phát triển năng lực; Công văn số: 1841/SGD&ĐTGDTrH ngày 7/10/2019 V/v Hướng dẫn thực hiện giáo dục STEM trong trường trung học từ năm học 2019-2020 Văn bản chỉ đạo điều hành của Bộ GD& ĐT số 3089/BGDĐT/GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông, được ban hành ngày 14/8/2020. 1.2. Cơ sở khoa học 1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM. Khái niệm về giáo dục STEM là gì? STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học - theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. STEM là viết tắt của Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), Maths (Toán học). Hình 1. Các lĩnh vực trong STEM Thay vì 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. Trong đó: Science (Khoa học): gồm các kiến thức về vật lí, hóa học, sinh học và khoa học trái đất nhằm giúp học 4
sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày. Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống. Engineering (Kĩ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở khoa học và toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. Maths (Toán học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra. 1.2.2. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM. Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ hiểu sâu về lí thuyết, nguyên lí thông qua hoạt động thực tế. Với cách học này, học sinh là người tự xây dựng kiến thức cho mình dưới sự hướng dẫn của giáo viên, sẽ ghi nhớ kiến thức lâu hơn, sẽ được 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 người khác. Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, khoa học, kĩ sư hay những kĩ thuật viên mà là phát triển cho học sinh những kĩ năng có thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Đó chính là kĩ năng STEM. Kĩ năng STEM được hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ 4 nhóm kĩ năng sau: + Kĩ năng khoa học: là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lí, định luật và các cơ sở lí thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức, để giải quyết các vấn đề trong thực tế. + Kĩ năng công nghệ: là sử dụng, quản lí, hiểu biết và truy cập được công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hàng ngày đơn giản nhất như dao, kéo, bút chì… đến những hệ thống phức tạp như internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh…Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con người thì được gọi là công nghệ. + Kĩ năng kĩ thuật: là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc sống tạo ra sản phẩm. Học sinh cần có khả năng phân tích, tổng hợp và kết 5
hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan như: khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kĩ thuật. Khi đó các em sẽ có những giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kĩ thuật. + Kĩ năng toán học: là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kĩ năng toán học có khả năng thể hiện được các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hàng ngày. Song song với việc rèn luyện các kĩ năng khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, giáo dục STEM còn cung cấp cho học sinh những kĩ năng cần thiết giúp học sinh phát triển tốt trong thế kỉ 21 như: kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng tư duy phản biện, kĩ năng cộng tác và giao tiếp. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết hàn lâm khô cứng và thực tiễn cuộc sống sinh động, giúp học sinh có tư duy STEM- học sinh luôn có tư duy để trả lời câu hỏi “sẽ làm ra cái gì”. Nếu học sinh có tư duy STEM, học sinh sẽ không ngừng sáng tạo và không bao giờ thiếu việc làm. Như vậy, việc đưa giáo dục STEM vào trường THPT mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông: đảm bảo mục tiêu giáo dục toàn diện; nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM; hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS; kết nối trường học với cộng đồng và cao hơn nữa là hướng nghiệp, phân luồng được học sinh ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. 1.2.3. Hình thức tổ chức giáo dục STEM. Bài học STEM Hình thức này chủ yếu được tổ chức trong nhà trường. Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy, theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn. Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các môn học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định của các môn học trong chương trình. Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ thảo luận, hoàn thiện mẫu, điều chỉnh mẫu thiết kế dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Hoạt động trải nghiệm STEM Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thông qua các câu lạc bộ, các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức thực hiện theo sở thích, năng khiếu và 6
lựa chọn tự nguyện của học sinh. Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường và đảm bảo nội dung của buổi trải nghiệm phải được thiết kế thành bài học cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả. Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Hoạt động này không mang tính đại trà, mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoat động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật thường được tổ chức thông qua các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật ở nhiều cấp độ khác nhau (cấp trường, huyện, tỉnh, quốc gia...) với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao… 1.2.4. Quy trình xây dựng bài học STEM. Theo công văn số 3089/BGDĐT/GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông, quy trình xây dựng bài học STEM gồm 4 bước: Bƣớc 1: Lựa chọn nội dung dạy học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gần với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc thiết bị công nghệ ứng dụng kiến thức đó trong thực tiễn để lựa chọn nội dung của bài học. Bƣớc 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phát huy được những kiến thức, kỹ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học. Bƣớc 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề Xác định rõ tiêu chí của giải pháp/ sản phẩm làm căn cứ quan trọng để đề xuất giải pháp giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/ thiết kế mẫu sản phẩm. Bƣớc 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cưc với các hoạt động học bao hàm các bước của quy trình kỹ thuật. Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung, dự kiến sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành và cách thức tổ chức hoạt động học tập. Các hoạt động học tập đó thể được tổ chức cả trong và ngoài lớp (ở trường, ở nhà 7
và cộng đồng). Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học. 2. Cơ sở thực tiễn. 2.1. Thực tiễn dạy học công nghệ trong chƣơng trình THPT hiện nay. Hiện nay, môn công nghệ là môn học bắt buộc trong chương trình giáo dục từ lớp 3 đến lớp 12. Môn học trang bị cho học sinh nhiều kiến thức thiết thực về quá trình, công nghệ và kĩ năng cơ bản trong việc sử dụng, thiết kế và đánh giá các thiết bị công nghệ xung quanh mình. Môn công nghệ cũng là cầu nối với giáo dục STEM đang là xu thế mà thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng hướng tới. Trước nay, có một thực trạng đáng buồn xảy ra với môn công nghệ trong trường học đó là môn Công nghệ đang bị xem nhẹ, “dạy và học cho có”. Nguyên nhân của thực trạng này do nhiều yếu tố. Về phía phụ huynh, học sinh, với tâm lí học để “ứng thí”, môn công nghệ không thi tốt nghiệp, không thi đại học nên các em xem môn công nghệ như môn phụ, không hề coi trọng để đầu tư thời gian, công sức. Áp lực về điểm số, áp lực về ki thi tốt nghiệp, thi đại học đẩy học sinh lao vào học những “môn chính”. Mặt khác, học sinh cũng đánh giá nội dung môn công nghệ là khá nhàm chán, vì vậy khó tìm được sự yêu thích trong bài học. Học sinh phổ thông cũng không có thông tin đầy đủ và chính xác để biết học môn Công nghệ ra có thể làm gì, khiến công tác tuyển sinh của các trường đại học có đào tạo ngành này rất khó khăn. Về phía giáo viên, việc đầu tư cho bài giảng môn còn ít, thậm chí đôi lúc còn bị tận dụng tiết học công nghệ để ôn luyện cho “môn chính”. Các cuộc thi giáo viên giỏi, viết sáng kiến kinh nghiệm…ở nhiều đơn vị cũng không có môn Công nghệ tham gia. Từ các nguyên nhân trên dẫn đến nhiều giáo viên công nghệ dần dần có khái niệm "lên lớp cho đủ giờ", còn học sinh thì “học cho xong tiết”. Tóm lại, môn học này đang bị nhà trường, phụ huynh và học sinh coi nhẹ còn giáo viên dạy môn công nghệ trước nay luôn trong tình trạng không có động lực để phấn đấu, trau dồi chuyên môn, đổi mới phương pháp vì băn khoăn, lo sợ “Khi học sinh đã không cần học thì mọi cố gắng, nỗ lực của giáo viên đều vô nghĩa”. Tuy nhiên, hình ảnh môn Công nghệ trong thời gian gần đây đã thay đổi theo chiều hướng tích cực khi Bộ GD & ĐT đã triển khai nhiều hoạt động đổi mới GDPT mang lại hiệu quả cao. Nhiều hoạt động có liên quan trực tiếp và phản ánh được vai trò của môn Công nghệ như vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho HS trung học, dạy học gắn với sản xuất kinh doanh tại địa phương. Theo xu thế phát triển, giáo viên công nghệ cũng mạnh dạn thay đổi phương pháp, hình thức giảng dạy, đầu tư cho bài giảng; Học sinh cũng hào hứng và tích cực hơn. 2.2. Thực tiễn dạy học STEM trong chƣơng trình THPT hiện nay. 8
Thực trạng chung dạy học Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung học” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học”. Đặc biệt cuộc thi “ Khoa học Kỹ thuật dành cho HS trung học” do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức dành cho HS THPT đã trở thành điểm sáng tích cực trong giáo dục định hướng năng lực…Đây chính là một hình thức của giáo dục STEM. Các cuộc thi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho HS hình thành những kĩ năng học tập và lao động trong thế kỷ 21 của Bộ Giáo dục và Đào tạo và đó cũng là mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới. Hiện nay dạy học STEM đã được Bộ Giáo dục, Sở giáo dục, các phòng đào tạo chỉ đạo và các trường học triển khai áp dụng vào trong chương trình giảng dạy. Các giáo viên đã tích cực tham gia các cuộc tập huấn STEM, các cuộc hội thảo, học tập trao đổi kinh nghiệm về giáo dục STEM Ở một số trường, giáo dục STEM đã thực hiện thí điểm và cho nhiều kết quả rất tốt, học sinh rất tích cực và sáng tạo chủ động trong cách tiếp cận phương pháp học tập này. Trong khảo sát nhanh về “thực trạng dạy học STEM” của tôi tại trường cho thấy, 100% các giáo viên đều quan tâm đến STEM và từ khóa mà các thầy cô biết đến nhiều nhất chính là “giáo dục STEM”. Tuy nhiên khi khảo sát thực tế cho thấy Về mức độ hiểu biết của các giáo viên đối với STEM, có đến 64,3% ở mức “biết”, chỉ có 29,4% hiểu rõ. Mặc dù, mới chỉ có 25% các giáo viên “đang áp dụng dạy STEM”, nhưng có đến 66% giáo viên “đang tìm hiểu về STEM”; đây là dấu hiệu đáng mừng cho thấy các giáo viên sẵn sàng tiếp nhận và đổi mới phương pháp 9
giảng dạy theo định hướng STEM để phù hợp với mục tiêu giáo dục mới. Như vậy, có thể thấy giáo dục STEM đã bước đầu được triển khai nhưng vẫn còn gặp nhiều số khó khăn, hạn chế. Trong đó có hạn chế về nhận thức của một số giáo viên và cả cán bộ quản lí, học sinh lẫn phụ huynh. Khái niệm giáo dục STEM còn được hiểu khác nhau gây khó khăn khi soạn bài, khi tổ chức hoạt động; bên cạnh đó cơ sở vật chất của nhà trường cũng chưa đáp ứng được yêu cầu STEM. Tâm lý nhiều học sinh và phụ huynh học sinh vẫn chỉ quan tâm đến các môn văn hóa để chuẩn bị cho các kỳ thi; có những em có năng lực khoa học nhưng không được cha mẹ học sinh ủng hộ tham gia hoạt động STEM. Thực trạng dạy học môn Công nghệ dƣới góc độ giáo dục STEM Kết quả khảo sát ý kiến từ những giáo viên dạy công nghệ ở một số trường về “thực trạng dạy học công nghệ dưới góc độ giáo dục STEM” cho thấy đa phần các giáo viên (85,7%) đều cho rằng môn Công nghệ là môn “có” thuận lợi cho việc áp dụng giáo dục STEM, chỉ có 14,3% trả lời “không”. Tuy nhiên khi hỏi sâu hơn về việc áp dụng giáo dục STEM, chỉ có 7/42 giáo viên trả lời là đã từng/đang dạy bài học, chủ đề công nghệ theo định hướng STEM. Với câu hỏi “Trong quá trình dạy học môn công nghệ, Thầy/Cô có thường xuyên hướng dẫn HS vận dụng những kiến thức đã được học để giải quyết những tình huống thực tiễn?” chỉ có 26,2% giáo viên trả lời là “thường xuyên”, 50% giáo viên trả lời “thỉnh thoảng”, thậm chí có đến 4,8% giáo viên trả lời “chưa bao giờ”. Với câu hỏi “Thầy/Cô có thường xuyên tổ chức cho HS hợp tác để làm ra các sản phẩm trong quá trình dạy học môn công nghệ?”, “Thầy/Cô có thường xuyên kết nối những kiến thức từ các môn toán học, vật lí, hóa học, sinh học, tin học trong quá trình dạy học môn công nghệ của mình?” thì số câu trả lời “ thường xuyên” chiếm chưa đến 20%, đa phần số câu trả lời là “thỉnh thoảng”, “hiếm khi” 10
hoặc “chưa bao giờ”. Điều này chứng tỏ, dạy học công nghệ theo định hướng giáo dục STEM đang là điều khá mới mẻ với giáo viên công nghệ và giáo viên đang gặp nhiều khó khăn. Tôi hi vọng, đề tài sáng kiến của mình sẽ góp phần nhỏ giúp cho các giáo viên công nghệ đỡ bỡ ngỡ trong việc tiếp cận dạy học STEM. 11
CHƢƠNG II. THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “BẢN VẼ XÂY DỰNG” THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM. 1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM. Mục tiêu của giáo dục STEM là thông qua việc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã học thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học và phối hợp chúng để giải quyết những vấn đề thực tế. Do đó, xây dựng bài học STEM chất lượng đáp ứng được mục tiêu, cần căn cứ vào những tiêu chí sau: Hình 2. Tiêu chí xây dựng bài học STEM ( Bộ GD& ĐT (2019), tài liệu tập huấn xây dựng và thực hiện chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học) Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào vấn đề thực tiễn Trong thiết kế bài giảng STEM, giáo viên cần đặt học sinh vào những tình huống cần giải quyết của thực tế cuộc sống, đó có thể là vấn đề kinh tế, xã hội hay môi trường…và nhiệm vụ của học sinh là tìm giải pháp cho những vấn đề đó. Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình kỹ thuật. Quy trình thiết kế kỹ thuật trong STEM đòi hỏi học sinh thực hiện các hoạt động: (1) Xác định vấn đề - (2) Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp - (3) Lựa chọn giải pháp – (4) Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá – (5) Chia sẻ và thảo luận và điều chỉnh để hoàn thiện thiết kế. 12
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. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán học mà học sinh đã và đang học. Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là 1 phần cần thiết trong học tập. 2. Tiến trình bài học STEM theo quy trình kĩ thuật. Theo công văn số 3089/BGDĐT/GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông, tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kỹ thuật gồm 5 hoạt động dưới đây. Hoạt động 1: Xác định vấn đề Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề. Trong đó, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập hoặc giải quyết một vấn đề 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. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, do đó học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Tổ chức học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tăng cường mức độ tự lực tùy thuộc đối tượng học sinh dưới sự hướng dẫn linh hoạt của giáo viên. Khuyến khích học sinh hoạt động tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Tổ chức cho học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế (kèm theo thuyết minh sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã cũ); giáo viên tổ chức góp ý, chủ trọng việc chính sửa và xác thực các thuyết minh của học sinh để học sinh nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi chế tạo, thử nghiệm sản phẩm. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá. Giáo viên tổ chức cho học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế, kết hợp tiến hành thử nghiệm trong quá trình chế tạo. Hướng dẫn học sinh đánh giá mẫu và điều chỉnh thiết kế ban đầu để đảm mẫu chế tạo là khả thi. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh. Giáo viên tổ chức cho học sinh trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện. 13
Các bước trong quy trình bài học STEM có thể không nhất thiết phải tuân thủ một cách tuần tự mà có thể thực hiện song song, tương hỗ lẫn nhau. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể được tổ chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có thể được thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá. Trong đó, bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Hoạt động 4 và 5 được tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và ngoài lớp theo nội dung và phạm vi thực hiện của từng bài học. Mỗi hoạt động được mô tả rõ mục đích, nội dung, dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh và cách thức tổ chức hoạt động. Nội dung hoạt động có thể được biên soạn thành các mục chứa đựng các thông tin như là nguyên liệu, kèm theo các lệnh hoặc yêu cầu hoạt động để học sinh tìm hiểu, gia công trí tuệ để giải quyết vấn đề đặt ra trong hoạt động; cách thức tổ chức hoạt động thể hiện phương pháp dạy học, mô tả cách thức tổ chức từng mục của nội dung hoạt động để học sinh đạt được mục đích tương ứng. 3. Khung kế hoạch dạy học chủ đề theo định hƣớng STEM. a. Mô tả chủ đề Tên chủ đề: THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRƢỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA Đối tượng Các tiết 13, 14, 15 theo PPCT công nghệ 11 (năm học 2021-2022), gồm các bài Bài 11: Bản vẽ xây dựng Bài 12: Thực hành: Đọc bản vẽ xây dựng Vấn đề cần Thiết kế mô hình trường THPT Đặng Thúc Hứa. tập trung Bối cảnh thực tế Để giúp học sinh trang bị đầy đủ các kĩ năng cho môi trường làm việc STEM trong tương lai như: Kỹ năng giải quyết vấn dề, kỹ năng chuyên ngành STEM, kỹ năng làm việc nhóm, tư duy phản biện, tư duy độc lập, kỹ năng giao tiếp, trình độ kỹ thuật số/năng lực số... Dựa vào tình hình thực tế trường THPT Đặng Thúc Hứa: Trường đã được xây dựng lâu năm, phần quy hoạch các hệ thống khối nhà học có 1 số dãy nhà học không còn phù hợp với bối cảnh phát triển thời đại hiện nay. Vì vậy để cho học sinh có thể phát triển tư duy sáng tạo, độc lập thì tôi áp dụng cho các nhóm lựa chọn đề tài để thiết kế mô hình trường THPT Đặng Thúc Hứa. 14
Phương án đề xuất để học sinh hoàn thành nhiệm vụ được giao: Phương án 1: Nhóm 1, nhóm 2 - Thiết kế mô hình thêm hạng mục cho công trình trường học THPT Đặng Thúc Hứa trong tương lai Phương án 2: Nhóm 3, 4 - Thiết kế mô hình trường học THPT Đặng Thúc Hứa hiện tại. Liên kết với các Toán học, Sinh học, Kỹ thuật, Hóa học... môn học Các kiến thức nền Các loại Bản vẽ xây dựng trọng tâm Quy trình thực hiện thiết kế mô hình trường THPT Đặng Thúc Hứa. Giải quyết vấn đề Học sinh hoạt động theo nhóm, vận dụng kiến thức lí (Học sinh tiếp cận thuyết SGK ( hoặc tài liệu học tập bổ sung) để giải và giải quyết vấn quyết vấn đề đặt ra: đề như thế nào?) Tìm hiểu thực tiễn, xác định vấn đề Nghiên cứu kiến thức nền - Động não - tìm giải pháp Lựa chọn giải pháp Thiết kế chế tạo mẫu thí nghiệm - Thử nghiệm mẫu thiết kế Báo cáo, thảo luận kết quả - Đánh giá và điều chỉnh Không gian, cơ sở Tại lớp: vật chất, thiết bị - Nghiên cứu kỹ lý thuyết tại lớp cần thiết - Thiết kế và vẽ bản vẽ mặt bằng tổng thể Trường THPT Đặng Thúc Hứa. Ở nhà: Nghiên cứu kiến thức nền Chuẩn bị nguyên vật liệu: Bìa cát tông, kéo, băng dính, dao cắt giấy, giấy màu, thước... Hoàn thiện Bản vẽ mặt bằng tổng thể Trường THPT Đặng Thúc Hứa. Làm mô hình dựa vào bản vẽ thiết kế. b. Triển khai kế hoạch 15
Hoạt động chính Nơi làm việc Hoạt động 1: Xác định vấn đề thực tiễn Trên lớp (tiết số 1) Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền Định hướng các nhóm lên ý tưởng thiết kế Đề xuất giải pháp khả thi, vẽ bản thiết kế Hoạt động 3: Báo cáo bản thiết kế Trên lớp (tiết số 2) Chọn phương án tốt nhất Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản phẩm Ở nhà/ Phòng bộ môn Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản phẩm Trên lớp (tiết số 3) Chia sẻ, thảo luận, đánh giá Điều chỉnh sản phẩm c. Cụ thể các bƣớc Quá trình xây dựng và dạy học chủ đề “ Thiết kế mô hình trường THPT Đặng Thúc Hứa” được tôi tiến hành theo các bước Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM Thiết kế tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá học sinh. Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM. Thiết kế hoạt động học tập 16