Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học chương Động lực học chất điểm Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Tổ chức dạy học chương Động lực học chất điểm Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM" nhằm tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề từ đó năng cao chất lượng học tập của học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học chương Động lực học chất điểm Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM MÔN : VẬT LÝ Lĩnh vực : Phương pháp dạy học môn Vật lý
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG THPT TƯƠNG DƯƠNG 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM MÔN: VẬT LÝ Tác giả: Nguyễn Cảnh Huy Tổ: Tự nhiên Đơn vị: Trường THPT Tương Dương 1 Điện thoại: 0941572958 Mail: Canhhuynguyen119@gmail.com NĂM HỌC 2021-2022
PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ --------------------------------------------------------------- 1 1. Lý do chọn đề tài ---------------------------------------------------------------------- 1 2. Mục đích nghiên cứu ------------------------------------------------------------------ 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu --------------------------------------------------- 2 4. Phương pháp nghiên cứu ------------------------------------------------------------- 2 5. Tính mới và đóng góp của đề tài----------------------------------------------------- 3 PHẦN II : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU --------------------------------------------- 4 Chương 1 DẠY HỌC VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở TRƯỜNG THPT 4 1.1. Giáo dục STEM ..................................................................................... 4 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề .................................................................. 11 1.3. Giáo dục STEM với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ....................................................................................................... 17 1.4. Xây dựng chủ đề giáo dục STEM ....................................................... 21 1.5. Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM............................. 23 Chương 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG----------------------------------------29 2.1. Thực trạng việc dạy học chương “Động lực học chất điểm” theo định hướng giáo dục STEM ........................................................................ 29 2.2. Xây dựng và tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” theo định hướng giáo dục STEM ................................................................ 34 2.3. Công cụ đánh giá chủ đề giáo dục STEM theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề. ......................................................................... 43 CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHAM ------------------------------------------48 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................ 48 3.2. Đối tượng và phương pháp TNSP ....................................................... 48 3.3. Nôi dung thực nghiệm sư phạm .......................................................... 49 3.4. Kết quả TNSP ...................................................................................... 52 PHẦN III: KẾT LUẬN CHUNG----------------------------------------------------62 PHỤ LỤC --------------------------------------------------------------------------------64 i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT : Công nghệ thông tin DHVL : Dạy học vật lý ĐG : Đánh giá GQVĐ : Giải quyết vấn đề GV : Giáo viên HS : Học sinh KT : Kỹ thuật KHKT : Khoa học kỹ thuật NL : Năng lực NLGQVĐ : Năng lực giải quyết vấn đề STEM : Science, Mathemetics, Engineering, Math PP : Phương pháp PPDH : Phương pháp dạy học TN : Thực nghiệm TNSP : Thực nghiệm sư phạm THPT : Trung học phổ thông VĐ : Vấn đề ii
PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Thời đại 4.0 với những trải nghiệm ưu việt từ trí tuệ nhân tạo và sự tích hợp các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và Toán học gọi tắt “ STEM”. Ở nước ta, giáo dục STEM đã chính thức được đưa vào chương trình giáo dục phổ thông mới và được thể hiện cụ thể trong từng môn học như Toán, Khoa học tự nhiên, Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học của các cấp học, bậc học. Đặc biệt, chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04 tháng 5 năm 2017 và Quyết định số 522/QĐ-TTg ngày 14 tháng 5 năm 2018 của thủ tướng chính phủ đã yêu cầu tăng cường năng lực tiếp cận học cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức hoạt động giáo dục tích hợp khoa học - công nghệ - kỹ thuật - toán phù hợp với xu hướng phát triển ngành nghề của quốc gia, đáp ứng thị trường lao động, chuẩn bị điều kiện đào tạo nhân lực đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Vật lý là môn khoa học được giảng dạy ở trường trung học phổ thông, kiến thức vật lý trung học phổ thông là cơ sở nền tảng cho học sinh nghiên cứu những ứng dụng của vật lý trong kĩ thuật và công nghệ, kiến thức liên môn vật lý với các môn khoa học, giúp học sinh có những hiểu biết nhất định về tri thức cơ sở vật lý để tiếp tục nghiên cứu vật lý trong các trường đại học hoặc bước vào cuộc sống lao động trong một xã hội hiện đại. Do đặc thù của môn Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, nên một trong các khâu quan trọng của quá trình đổi mới phương pháp dạy học Vật lý là tăng cường hoạt động nghiên cứu và tìm hiểu các ứng dụng kỹ thuật của Vật lý của học sinh trong quá trình học tập thông qua việc giao nhiệm vụ liên quan đến việc tìm hiểu công dụng, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và chế tạo thí nghiệm để học sinh được nghiên cứu khoa học, qua đó giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lý. Khoa học, kĩ thuật và công nghệ phát triển như vũ bão, hàng năm có rất nhiều những thành tựu mới vĩ đại và kì diệu. Nhân loại bước vào kỉ nguyên mới với cuộc cách mạng 1
4.0, vạn vật kết nối internet. Con người sống và làm việc trong thế giới hiện đại, thế giới tự động hóa, thế giới số hóa và trí tuệ nhân tạo, đòi hỏi mỗi người, mỗi quốc gia phải chạy đua về sáng tạo để tồn tại và phát triển. Nhưng giáo dục STEM là gì, xây dựng và tổ chức thực hiện giáo dục STEM như thế nào đề đáp ứng như cầu phát triển năng lực học sinh cũng như làm thế nào đưa giáo dục STEM vào trong các môn học một cách khoa học, phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam là những vấn đề, câu hỏi cần dược trả lời . Để làm được điều này chúng ta cần phải đổi mới toàn diện các nhiệm vụ dạy học: nội dung, phương tiện, phương pháp... Trong đề tài này, tôi đề cập đến việc nghiên cứu và vận dụng quan điểm giáo dục STEM, hiện đang còn tương đối mới ở Việt Nam. Đây là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng, trải nghiệm. Với những lí do nêu trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM. 2. Mục đích nghiên cứu Tổ chức dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề từ đó năng cao chất lượng học tập của học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu + Hoạt động dạy và học + Giáo dục STEM. +Năng lực giải quyết vấn đề. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 8 THPT theo định hướng giáo dục STEM. 4. Phương pháp nghiên cứu 2
4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Đọc các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài, phân tích tổng hợp và khái quát hóa nội dung, xây dựng cơ sở lý luận của đề tài Nghiên cứu những chủ chương chính sách của Nhà nước, của ngành Giáo dục có liên quan tới nội dung nghiên cứu 4.2 Phương pháp thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm theo định hướng phát triển năng lực STEM kết quả nghiên cứu để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. 4.3 Phương pháp thống kê toán học Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê 5. Tính mới và đóng góp của đề tài * Về mặt lý luận: Tổng hợp cơ sở lý luận về giáo dục STEM; Năng lực giải quyết vấn đề và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. * Về mặt thực tiễn: + Đánh giá thực trạng dạy học môn Vật lý ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Tương Dương dưới góc độ giáo dục STEM. + Xây dựng và tổ chức dạy học được 2 chủ đề STEM chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. 3
PHẦN II : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1 DẠY HỌC VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở TRƯỜNG THPT 1.1. Giáo dục STEM 1.1.1. Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Giáo dục STEM giúp thu hẹp khoảng cách giữa nhà trường và cuộc sống, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường có tính sáng tạo và sử dụng trí óc trong các công việc ít lặp lại trong thế kỉ XIX. Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, ví dụ: Nhóm ngành nghề về Công nghệ thông tin; Y sinh; Kĩ thuật; Điện tử và truyền thông... Hình1.1.Cáclĩnhvực trong giáo dục STEM(theo https://www.Shutterstock.com) Một số khái niệm liên quan + STEM mở: Bao gồm nhiều hơn 4 lĩnh vực (Toán, Công nghệ, Kĩ thuật và Khoa học) như Nghệ thuật, Nhân văn, Robot,… 4
+ STEM đóng: Bao gồm 4 lĩnh vực (Toán, Công nghệ, Kĩ thuật và Khoa học). + STEM khuyết: Bao gồm ít hơn 4 lĩnh vực (Toán, Công nghệ, Kĩ thuật và Khoa học). + STEAM: là hướng tiếp cận giáo dục sử dụng mô hình STEM kết hợp với nghệ thuật, nhân văn (Art). + STEM và sáng tạo KHKT: STEM là cơ sở giúp học sinh phát triển thành các dự án sáng tạo KHKT. + Môn học STEM: Là các môn học có nội hàm kiến thức thuộc mô hình giáo dục STEM. 1.1.2. Giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn (“công nghệ” hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề (“công nghệ” mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo “Quy trình khoa học” (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và “Quy trình kĩ thuật” để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp (“công nghệ” mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học. Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế - xã hội. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau: Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học 5
các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa học, kỹ 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 học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh. c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ 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 hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. 1.1.3. Sự ra đời của giáo dục STEM Trong những năm 90 của thế kỉ XX. Lo ngại trước sự thiếu hụt nghiêm trọng nguồn nhân lực chất lượng cao cho các ngành nghề liên quan đến khoa học, công nghệ, kĩ 6
thuật và toán, chính phủ Mỹ đã có nhiều chính sách thu hút nguồn nhân lực chất lượng cao cho các ngành nghề trên. Ví dụ như chính sách cấp Visa làm việc cho các sinh viên nước ngoài tốt nghiệp các ngành nghề thuộc các lĩnh vực về: khoa học, kĩ thuật, công nghệ và toán. Ban đầu quỹ khoa học quốc gia Mỹ (NSF) đã bắt đầu sử dụng từ viết tắt SMET thay cho khoa học, toán học, kĩ thuật và công nghệ (Science, Mathemetics, Engineering and Technology) (Mark Sanders - The Technology Teacher 2009) . Tuy nhiên, các nhân viên của NFS nhận thấy phát âm của SMET rất giống với từ “smut” (điều tục tĩu) từ đó thuật ngữ STEM ra đời thay thế cho SMET. Có một điều thú vị là STEM trong tiếng anh là một từ có nghĩa, gắn liền với Stem cell (tế bào gốc) vì vậy, cho đến tận năm 2003, rất ít người Mĩ thật sự biết STEM nghĩa là gì. Một trong những bước đi quan trọng của Mỹ trong cải cách giáo dục để tìm lại vị thế của mình là phát triển giáo dục STEM. Tại sao giáo dục STEM lại trở nên quan trọng như vậy và chúng ta cần phải hiểu như thế nào về giáo dục STEM? Giáo dục STEM tại Việt Nam Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam từ năm 2010 bắt đầu từ các thành phố lớn và hầu hết tập trung vào 2 mảng chính là robot và lập trình. Trải qua thời gian phát triển, STEM trở thành đối tượng nghiên cứu và phương pháp giáo dục của nhiều nhà khoa học giáo dục và trở thành từ khóa tìm kiếm hàng đầu trong lĩnh vực kinh doanh giáo dục. Tuy nhiên, trong các trường học, STEM vẫn chưa được phổ biến rộng rãi. Khác với các nước phát triển trên thế giới như Mỹ, 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 đến phổ thông trung học do các công ty công nghệ tại Việt Nam triển khai cùng với các tổ chức nước ngoài. Ví dụ cuộc thi Robotics make X 2019 của Công ty CP robot Công nghệ cao STEAM Việt Nam hay một số cuộc thi robocon của các hãng như Lego và một số cuộc thi robocon của các hãng khác trong nước. Từ đó đến nay giáo dục STEM đã bắt đầu có sự lan toả với nhiều hình thức 7
khác nhau, nhiều cách thức thực hiện khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau. Hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục STEM, mà chủ yếu là các hoạt động Robot vào giảng dạy tại các trường tiểu học, THPT, THPT tại một số thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng bằng hình thức xã hội hoá. Tuy nhiên, khu vực nông thôn hiện nay chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan đến robot vì chi phí mua robot của nước ngoài rất đắt đỏ, vậy nên tại các vùng nông thôn hiện nay đã có một số giải pháp khác do Liên minh các công ty giáo dục STEM tại Hà Nội đưa ra như Học viện Sáng tạo S3, Kidscode STEM, Robot STEAM Việt Nam 1.1.4. Đặc điểm của giáo dục STEM Có 5 đặc điểm chính về giáo dục STEM để phân biệt với các chương trình giáo dục khác: - Tập trung vào tích hợp: Giáo dục STEM có đặc điểm là tập trung vào sự tích hợp hai hay nhiều môn học, trong đó đặc biệt nhấn mạnh vào khoa học và toán. Sự sáng tạo bổ sung thêm các yếu tố khác như: nghệ thuật, xã hội, văn học là tuỳ thuộc vào tưng giáo viên, từng bối cảnh cụ thể. Chính vì vậy nếu như một chương trình học có nhiều môn, nhiều giáo viên dậy các ngành khác nhau mà không có sự kết nối và bổ trợ cho nhau thì chưa được gọi là giáo dục STEM tích hợp. - Liên hệ cuộc sống với thực tế: Do sự tích hợp và đa ngành thể hiện sự kết nối của khoa học nên phần lớn giáo dục STEM không thiên về lý thuyết mà thiên về thực hành, vận dụng và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, từ các vấn đề mang tính chất địa phương tới các vấn đề có tính toàn cầu. Ví dụ: khi học về sự toàn hoàn của nước trên trái đất, thì học sinh không chỉ học kiến thức về địa lý, khoa học, sinh học, mà còn học cách suy nghĩ thiết kế và đề xuất các ý tưởng giúp tái tạo sử dụng nguồn nước hiệu quả. - Hướng đến phát triển kỹ năng của thế kỷ 21: Các chương trình học STEM đều tạo cơ hội để học sinh rèn luyện và phát triển các nhóm kỹ năng mục tiêu cần thiết cho công việc của thế kỷ 21 như: 8
+) Kỹ năng giải quyết vấn đề phức tạp +) Kỹ năng làm việc nhóm +) Kỹ năng tư duy phản biện +) Kỹ năng sáng tạo => Các kỹ năng được lồng ghép trong các hoạt động học tập trong lớp hoặc ngoài lớp học. Các kỹ năng cũng được xây dựng có tính hệ thống, liên tục và kế thừa lẫn nhau. - Thách thức học sinh vượt lên chính mình: Các bài tập, dự án học tập hoạc các chuyến đi thực địa đều đòi hỏi học sinh phải nỗ lực bản thân, phối hợp làm việc nhóm, khai thác các nguồn lực có sẵn để đạt đến những cột mốc mới về kiến thức, kinh nghiệm cũng như năng lực mới của mình. Sẽ không còn những bài tập chỉ là để học thuộc lòng, ghi nhớ và trả bài như lối học truyền thống. Mà thay vào đó học sinh phải vận dụng các kiến thức để định hướng giải quyết các vấn đề, sáng tạo và đổimới. - Có tính hệ thống và kết nối giữa các bài học: Đây là một đặc điểm rất quan trọng giúp quá trình giáo dục đạt được hiệu quả cao đối với học sinh. Vì nếu như học sinh chỉ tham gia các bài học lý thuyết lẫn thực hành khác nhau, mà những bài học đó lại thiếu sự gắn kết, kế thừa và liên tục thì chắc chắn học sinh sẽ rơi vào các lỗ hổng kiến thức và rời rạc về mặt thông tin. Do đó để xây dựng được một chương trình giáo dục STEM tốt, rất cần những người có kiến thức xây dựng khung chương trình giáo dục STEM. => Thông qua các đặc điểm ở trên thì học sinh sẽ nhận thức được sự giao thoa giữa các ngành khoa học và toán, thấy được sự cần thiết của các kiến thức khoa học để giải quyết một vấn đề nào đó. Đồng thời trong quá trình đó học sinh được khuyến khích sự sáng tạo dựa trên sở thích riêng của bản thân, nên các em sẽ tự tin hơn trong quá trình học tập. Điều thú vị hơn là giáo dục STEM giúp học sinh trải nghiệm qua các cảm xúc của thất bại cũng như thành công trong quá trình học tập, đó là một điều rất cần thiết cho sự phát triển trí thông minh cảm xúc và tạo động lực cho sự trưởng thành của trẻ 1.1.5. Chủ đề giáo dục STEM 9
Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải với các GV đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM hay không hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần. Điều gì tạo nên sự phân biệt một chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác. Điều đầu tiên cần phải khẳng định trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một chủ đề mang tính tích hợp. Khái niệm STEM hay giáo dục STEM là một khái niệm rộng và nhiều tầng bậc, do vậy điều này cũng ảnh hưởng tới việc xác định hay cách đánh giá về một chủ đề giáo dục STEM. Trong nội dung trình bày dưới đây nghiên cứu đề xuất một số tiêu chí nhằm xác định về một chủ đề giáo dục STEM. Kiến thức lĩnh vực STEM Làmviệc Tiêuchí Giải quyết nhóm chủđề vấn đề thực tiễn STEM Định hướng thực hành Hình 1.2. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM - Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu. Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề 10
Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan. Chủ đề STEM định hướng thực hành. Định hướng hành động là một đặc điểm của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho HS. Điều này sẽ giúp HS có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn. HS 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. Với cách học này, GV không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình . Chủ đề STEM làm việc nhóm giữa các HS Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm HS sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp . Tư tưởng của dạy học theo định hướng STEM là dựa trên sự kết nối kiến thức của các lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, cũng như gắn với các tình huống thực tiễn. Mặt khác, thông qua các ứng dụng trong Kĩ thuật, Công nghệ, các kiến thức Khoa học tự nhiên và Toán học được hiểu một cách sâu sắc và cụ thể hơn. Trong dạy học theo định hướng STEM, nội dung và PPDH không giới hạn ở dạy học lí thuyết mà có sự liên kết giữa lí thuyết và thực hành, giữa tư duy và hành động thông qua những quy trình kĩ thuật. Mô hình dạy học theo định hướng giáo dục SEM được xây dựng dựa trên cơ sở của dạy học tích hợp 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề 1.2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề Năng lực GQVĐ là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham gia 11
vào giải quyết tình huống vấn đề đó - thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012). Giải quyết vấn đề: Hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để GQVĐ, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế (Theo Nguyễn Cảnh Toàn - 2012 (Xã hội học tập - học tập suốt đời)) 1.2.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề. Với mục đích xây dựng các bảng kiểm để đánh giá năng lực HS và sử dụng trong quá trình TN, trên cơ sở định hướng đổi mới chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo nghiên cứu phân chia và mô tả các tiêu chí và mức độ để đánh giá các năng lực giải quyết vấn đề. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thông qua quan sát HS trong quá trình TN, do vậy trên cơ sở cấu trúc năng lực nghiên cứu lựa chọn tiêu chí cơ bản và đặc biệt là thông qua các biểu hiện của người học để xây dựng bảng kiểm quan sát. Bên cạnh đó, nghiên cứu mô tả mức độ của từng tiêu chí làm cơ sở để đánh giá. Bảng 1.1. Cấu trúc và tiêu chí năng lực giải quyết vấn đề Phát hiện và làm rõ Đề xuất, lựa chọn Thực hiện và đánh giá vấn đề giải pháp giải quyết vấn đề 1. Phân tích được tình 1. Xác định tìm hiểu các 1. Thực hiện giải pháp huống trong học tập. thông tin liên quan đến giải quyết vấn đề. vấn đề. 2. Phát hiện và nêu được 2. Đề xuất giải pháp giải 2. Nhận ra ưu nhược điểm tình huống có vấn đề . quyết vấn đề. của giải pháp thực hiện. 1.2.3. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề - Đối với HS: + Sự hình thành và phát triển NLGQVĐ giúp HS hiểu và nắm chắc nội dung cơ bản của bài học. 12
+ Sự hình thành và phát triển NLGQVĐ giúp HS hình thành kỹ năng giao tiếp, tổ chức, khả năng tư duy, tinh thần hợp tác, hoà nhập cộng đồng. - Đối với GV + Sự hình thành và phát triển NLGQVĐ giúp GV có thể đánh giá một cách khá chính xác khả năng tiếp thu của HS và trình độ tư duy của họ, tạo điều kiện cho việc phân loại HS một cách chính xác. + Giúp GV dễ dàng biết được NL nhận xét, đánh giá, khả năng vận dụng lý luận vào thực tiễn xã hội của HS. Từ đây định hướng phương pháp giáo dục tư tưởng học tập cho HS. Tiến trình dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Bước 1: Đặt vấn đề. GV hoặc HS phát hiện vấn đề, nhận dạng vấn đề, nêu vấn đề cần giải quyết. Bước 2: Tạo tình huống có vấn đề. Tình huống có vấn đề thường xuất hiện khi: + Nảy sinh mâu thuẫn giữa điều HS đã biết và điều đang gặp phải. + Gặp tình huống bế tắc trước nội dung mới. + Gặp tình huống, xuất phát từ nhu cầu nhận thức tại sao. Bước 3: GQVĐ. GV hoặc HS đề xuất cách GQVĐ khác nhau (nêu giả thuyết khác nhau), thực hiện cách giải quyết đã đề ra (KT giả thuyết). Bước 4: Kết luận vấn đề. Phân tích để chọn cách giải quyết đúng (lựa chọn giả thuyết đúng và loại bỏ giả thuyết sai). 1.2.4. Đánh giá năng lực giải quyêt vấn đề Năng lực giải quyết vấn đề là một trong nhóm năng lực cần phát triển cho học sinh, đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cũng phải tuân theo định hướng đánh giá năng lực. Theo Tác giả Nguyễn Đức Minh: “Đánh giá theo năng lực là đánh giá khả năng học sinh áp dụng các kiến thức, kĩ năng đã học vào trong các tình huống thực tiễn của cuộc sống hàng ngày” . 13
1, Dựa vào quá trình thực hiện giải quyết vấn đề của học sinh (sáu giai đoạn giải quyết vấn đề tương ứng với sáu năng lực thành phần được hình thành). Để đánh giá được chính xác yêu cầu giáo viên phải xây dựng hệ thống các tiêu chí tương ứng với từng năng lực thành phần phù hợp với nội dung môn học và vấn đề giáo viên xây dựng. Bảng 1 tác giả xây dựng các tiêu chí dựa trên quan điểm năng lực giải quyết vấn đề được phát triển thông qua hoạt động của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học; theo định hướng dạy học tích cực (khai thác khả năng tự lực, độc lập, tích cực, chủ động của học sinh). Chính vì vậy, quy ước điểm cao dần với những tiêu chí có sự tham gia của học sinh tăng dần tương ứng với hiệu quả, chất lượng vấn đề học sinh giải quyết. Có tiêu chí là “điểm thưởng” dựa vào tính mới, sáng tạo, khả thi, thời gian thực hiện của học sinh. Những tiêu chí học sinh giải quyết vấn đề dựa vào hướng dẫn của giáo viên là do học sinh thực hiện quá trình giải quyết vấn đề sai; học sinh không giải quyết được vấn đề giáo viên đưa ra. Những tiêu chí học sinh giải quyết vấn đề dựa vào gợi ý của giáo viên là do học sinh thưc hiện quá trình giải quyết vấn đề đúng một phần. Những tiêu chí học sinh tự lực giải quyết vấn đề thì nhiệm vụ của giáo viên chỉ dừng lại ở việc đưa ra vấn đề. 2, Dựa vào sản phẩm/ kết quả cụ thể cuối cùng học sinh đạt được sau quá trình giải quyết vấn đề. Dựa vào các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề (Bảng 1.2) để đưa ra bảng kiểm đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ở HS (Bảng 1.3). Bảng 1.2. Các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề Năng lực Mức độ Tiêu chí đánh thành giá Mức 1 Mức 2 Mức 3 phần Phân tích được Chưa biết phân Phân tích Phân tích được tình huống. tích tình huống được nhưng tình huống học để phát hiện chưa đầy đủ. tập một cách 14
Phát hiện vấn đề. logic và đầy và làm rõ đủ. vấn đề Phát hiện nêu Chưa biết phát Chưa phát hiện Phát hiện và được tình hiện và chưa đầy đủ vấn đề, nêu được đầy huống. nêu được tình nêu vấn đề còn đủ tình huống huống chưa rõ ràng. có vấn đề một có vấn đề. cách logic. Biết tìm hiểu Chưa biết xác Xác định được Xác định được Đề xuất, các thông tin định và tìm một số thông đầy đủ các lựa chọn liên quan. hiểu các thông tin liên quan thông tin liên giải pháp tin liên quan. đến vấn đề. quan trực tiếp làm cơ sở để giải quyết vấn đề. Đề xuất Chưa đưa ra Đưa ra được Đưa ra được giải quyết vấn được giải pháp quy trình giải quy trình giải đề. giải quyết vấn quyết vấn đề quyết vấn đề rõ đề. nhưng chưa ràng, logic. logic. Thực hiện Chưa thực hiện Biết thực hiện Thực hiện giải quyết vấn được giải pháp nhưng làm được giải pháp đề. giải quyết vấn chưa tốt quy theo đúng quy Thực hiện đề. trình giải quyết trình. và đánh vấn đề. 15
giá giải Nhận ra ưu Chưa đánh giá Nhận ra được Nhận ra được quyết vấn nhược điểm được về giải sự phù hợp sự phù hợp đề của giải pháp pháp đã thực hoặc không hoăc không thực hiện. hiện. phù hợp của phù hợp của giải pháp thực giải pháp thực hiện nhưng hiện và có ý chưa rõ ràng và tưởng cải tiến. chưa có ý tưởng cải tiến. Bảng 1.3. Bảng quan sát năng lực giải quyết vấn đề HS: .......................................................................................................................... Lớp: .................................................................................................................... Trường: .................................................................................................................. Năng lực Mức 1 Mức 2 Mức 3 thành Các tiêu chí (1) (2) (3) phần Phát hiện Phân tích được tình huống. và làm rõ Phát hiện và nêu được tình huống có vấn vấn đề đề. Đề xuất, Xác định và tìm hiểu các thông tin liên lựa chọn quan đến vấn đề. giải pháp Đề xuất các giải pháp giải quyết vấn đề Thực hiện Thực hiện giải quyết vấn đề và nhận ra và đánh giá sự phù hợp hay không phù hợp của giải giải pháp pháp thực hiện giải quyết Nhận ra ưu nhược điểm của giải pháp vấn đề thực hiện 16