Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề Dòng điện trong chất điện phân – Vật lý 11 – để phát triển năng lực học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm nghiên cứu vai trò giáo dục STEM trong dạy học Vật lý nhằm phát triển năng lực cho học sinh; Xây dựng chủ đề dạy học “Dòng điện trong chất điện phân” – Vật lý 11 theo phương pháp giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề Dòng điện trong chất điện phân – Vật lý 11 – để phát triển năng lực học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN - VẬT LÝ 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH LĨNH VỰC: VẬT LÝ NGHỆ AN, 2023
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN - VẬT LÝ 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH LĨNH VỰC: VẬT LÝ Tác giả : Phạm Thị Chính Tổ bộ môn: KHTN Điện thoại : 0975101363 NGHỆ AN, 2023
MỤC LỤC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................... 1 2. Mục đích đề tài .................................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 2 5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 2 6. Tính mới và đóng góp của đề tài ...................................................................... 2 PHẦN II: NỘI DUNG ........................................................................................... 4 1. Cơ sở lý luận ...................................................................................................... 4 1.1. Giáo dục STEM................................................................................................ 4 1.1.1. Khái niệm STEM .......................................................................................... 4 1.1.2. Giáo dục STEM............................................................................................. 4 1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM .............................................................................. 5 1.2. Xu thế tất yếu của dạy học STEM trong thời gian tới ..................................... 5 1.3. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông .................. 6 1.4. Xây dựng và thực hiện chủ đề giáo dục STEM ............................................... 6 1.4.1. Tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM ........................................................ 7 1.4.2. Các bước xây dựng chủ đề/ bài học STEM...................................................... 8 1.4.3. Tiêu chí đánh giá bài học STEM .................................................................. 9 2. Cơ sở thực tiễn ................................................................................................... 11 2.1. Thực trạng dạy và học môn Vật lý theo định hướng STEM ở trường THPT trên địa bàn nói chung và ở trường THPT Nghi Lộc 2 .................................................. 11 2.2. Những thuận lợi và khó khăn khi đưa STEM vào trường phổ thông hiện nay..... 13 2.2.1. Thuận lợi ....................................................................................................... 13 2.2.2. Khó khăn ....................................................................................................... 13 3. Các biện pháp đưa giáo dục STEM vào dạy học môn Vật lý ở trường trung học phổ thông hiện nay ......................................................................................... 14 3.1. Tạo môi trường phát triển dạy học STEM ....................................................... 14 3.1.1. Về phía nhà trường ........................................................................................ 14 3.1.2. Về phía giáo viên........................................................................................... 14 3.1.3. Về phía học sinh ............................................................................................ 15 3.2. Kết hợp xây dựng các chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy học tích cực. ................................................................................................................................. 15 4. Xây dựng chủ đề minh họa theo hướng giáo dục STEM ............................. 16
4.1. CHỦ ĐỀ 1: LÀM PIN TỪ CÁC VẬT LIỆU ĐƠN GIẢN.......................... 16 4.1.1. Tổng quan về chủ đề .................................................................................... 16 4.1.2. Lý do chọn chủ đề ......................................................................................... 16 4.1.3. Kiến thức STEM trong chủ đề ...................................................................... 16 4.1.4. Mục tiêu chủ đề ............................................................................................. 16 4.1.5. Thiết bị .......................................................................................................... 17 4.1.6. Tiến trình dạy học ......................................................................................... 17 4.2. CHỦ ĐỀ 2: THIẾT BỊ CUNG CẤP ÔXI CHO PHÒNG KÍN .................. 32 4.2.1. Tổng quan về chủ đề .................................................................................... 32 4.2.2. Lý do chọn chủ đề ......................................................................................... 32 4.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề ...................................................................... 32 4.2.4. Mục tiêu......................................................................................................... 32 4.2.5. THIẾT BỊ ...................................................................................................... 33 4.2.6. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC ............................................................................. 33 5. Kết quả thực nghiệm sư phạm ......................................................................... 45 5.1. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất ....................... 45 5.1.1. Mục đích khảo sát ......................................................................................... 45 5.1.2. Nội dung và phương pháp khảo sát ............................................................... 45 5.1.3. Đối tượng khảo sát: Tổng hợp các đối tượng khảo sát ................................. 45 5.1.4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất. ................................................................................................................................. 45 5.2. Khảo sát tính hiệu quả của các giải pháp đề xuất ....................................... 47 5.2.1. Mục đích khảo sát ......................................................................................... 47 5.2.2. Nội dung khảo sát .......................................................................................... 47 5.2.3. Đối tượng khảo sát ........................................................................................ 47 5.2.4. Tính hiệu quả................................................................................................. 47 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 50 1. Kết luận .............................................................................................................. 50 1.1. Ý nghĩa của sáng kiến ...................................................................................... 50 1.2. Hướng phát triển của đề tài .............................................................................. 50 2. Kiến nghị ............................................................................................................ 51
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT CHỮ VIẾT TẮT DIẾN GIẢI CHỮ VIẾT TẮT 1 GV Giáo viên 2 HS Học sinh 3 TN Thực nghiệm 4 ĐC Đối chứng 5 THPT Trung học phổ thông 6 SKKN Sáng kiến kinh nghiệm
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Chúng ta đang tích cực thực hiện đổi mới căn bản toàn diện giáo dục đào tạo theo tinh thần của Nghị quyết 29-BCHTW, đổi mới phương pháp dạy học, hình thức tổ chức dạy học để chuyển từ chủ yếu quan tâm đến việc cung cấp kiến thức sang việc quan tâm hình thành, phát triển các năng lực, phẩm chất người học, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, tăng cường kĩ năng thực hành… Trong các phương pháp, các kỹ thuật dạy học phát triển năng lực học sinh thì phương pháp dạy học STEM có vai trò quan trọng. Giáo dục STEM đang trở thành một xu hướng giáo dục mang tính tất yếu trên thế giới. Hình thức giáo dục này đóng vai trò là đòn bẩy để thực hiện mục tiêu giáo dục năng lực cho các công dân tương lai đáp ứng nhu cầu của nền khoa học công nghệ 4.0 trong thế kỉ XXI. Giáo dục STEM là một chương trình dạy học dựa trên ý tưởng trang bị cho người học kiến thức, kỹ liên quan đến khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể ứng dụng để giải vấn đề đới sống hàng ngày. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người có đầy đủ năng lực đáp ứng nhu cầu chất lượng nhân lực thời đại cách mạng công nghệ 4.0. Giáo dục STEM giúp học sinh đánh giá được năng lực, sở thích của bản thân từ đó giúp định hướng lựa chọn phát triển nghề trong tương lai. Giáo dục STEM giúp hình thành kiến thức, kỹ năng, năng lực ở học sinh một cách tự nhiên thông qua những tình huống phối hợp, tranh luận để cùng nhau giải quyết vấn đề gặp phải trong nhiệm vụ học tập được giao. Giáo dục STEM giúp khơi dậy niềm đam mê khám phá tri thức của học sinh thông qua tình huống học sinh gặp phải trong đời sống hàng ngày. Nhưng làm thế nào để vận dụng phương pháp dạy học STEM vào trường THPT của ta để mang lại hiệu quả? Bản thân tôi đã lồng ghép dạy học STEM với dạy học tích cực và xây dựng một số chủ đề dạy học theo điều kiện của nhà trường và tôi thấy đã mang lại hiệu quả khả quan. Vì vậy tôi mạnh dạn đơn cử một chủ đề mà tôi đã thực hiện tương đối có hiệu quả để làm sáng kiến kinh nghiệm, đó là “Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – Vật lý 11 – để phát triển năng lực học sinh. Hy vọng đề tài sẽ góp một phần nhỏ, là nguồn tài liệu có ích giúp các thầy cô và các bạn đọc tham khảo và vận dụng vào quá trình dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở các trường phổ thông. 1
2. Mục đích đề tài - Nghiên cứu vai trò giáo dục STEM trong dạy học Vật lý nhằm phát triển năng lực cho học sinh. - Xây dựng chủ đề dạy học “Dòng điện trong chất điện phân” – Vật lý 11 theo phương pháp giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh. - Thông qua trải nghiệm STEM trong chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” để phát triển các năng lực cho học sinh, tạo hứng thú và niềm tin trong học tập cho học sinh và phát triển tư duy sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề, khám phá tiềm năng của bản thân học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng dạy học: HS lớp 11 trường THPT Nghi Lộc 2. - Phạm vi nghiên cứu: Các chủ đề dạy học STEM phần dòng điện trong chất điện phân thuộc chương trình Vật lý 11 THPT. Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Nghi Lộc 2, Nghi Lộc, Nghệ An. - Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 09/2022 đến tháng 03/2023. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn của giáo dục STEM nhằm định hướng phát triển năng lực, phẩm chất cho HS trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. - Điều tra, phân tích thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở trường THPT Nghi Lộc 2 hiện nay. Trên cơ sở đó phân tích các nguyên nhân, khó khăn để đề xuất hướng giải quyết của đề tài. - Xây dựng chủ đề dạy học “Dòng điện trong chất điện phân” – Vật lý 11 theo phương pháp giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh. Tiến hành thực nghiệm tổ chức dạy học chủ đề tại trường THPT Nghi Lộc 2. 5. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu. - Phương pháp quan sát, phương pháp điều tra. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. - Phương pháp thống kê toán học. 6. Tính mới và đóng góp của đề tài Vận dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề “DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – Vật lý 11 – để phát triển năng lực học sinh là giải pháp mới giải quyết được một số vấn đề sau: 2
+ Phát triển dạy học STEM trong trường học, góp phần đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức dạy học trong trường THPT Nghi Lộc 2. + Phát triển được các năng lực cốt lõi, năng lực đặc thù cho học sinh và đồng thời phát triển các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù của môn học Vật lý. Rèn luyện cho học sinh khả năng tự chủ, sáng tạo và kích thích hứng thú học tập, tạo thói quen nghiên cứu khoa học. Bên cạnh đó giúp các em hình thành một số năng lực cơ bản của người lao động trong thời đại mới. + Hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học, trang bị cho người học khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức vào đời sống. Học sinh vừa học được kiến thức liên môn, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn, được giáo dục tích hợp đa ngành kết hợp ứng dụng thực tế. 3
PHẦN II: NỘI DUNG 1. Cơ sở lý luận 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 (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được 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 được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), 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 được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. (Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi) Science Scientists: answer questions Engineers: Solve problems (Kĩ sư: Giải quyết vấn đề) Technology Math Knowledge Engineering Hình 1: Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com) 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 được sử dụng theo mô tả trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 như sau: 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. 4
1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm: - 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 Khoa học, Toán học 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. - Phát triển các năng lực chung cho HS: 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, Kĩ 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. - Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ 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. 1.2. Xu thế tất yếu của dạy học STEM trong thời gian tới a) Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Chỉ thị của Thủ tướng đề ra những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam, mà một trong các giải pháp đó là: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông”. Chỉ thị cũng giao nhiệm vụ cho Bộ GDĐT “thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 - 2018…”. Với việc ban hành Chỉ thị trên, Việt Nam chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông. Giáo viên, người trực tiếp đứng lớp sẽ thể hiện STEM thông qua việc xác định các chủ đề liên môn, thể hiện nó trong mỗi tiết dạy, mỗi hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh. b) Trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. 5
c) Định hướng đổi mới phương pháp dạy nêu trong Chương trình giáo dục phổ thông phù hợp với giáo dục STEM ở cấp độ dạy học tích hợp theo chủ đề liên môn, vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn. 1.3. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. - Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0: Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những sự thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới có tác động lớn đến sự thay đổi nên kinh tế đổi mới. 1.4. Xây dựng và thực hiện chủ đề giáo dục STEM Môn vật lí thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, mô tả các hiện tượng tự nhiên và đặc tính của vật chất; nội dung môn vật lí bao gồm từ cấu tạo hạt cơ bản tới cấu trúc vũ trụ. Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và công nghệ quan trọng. Vì vậy 6
những hiểu biết và phương pháp nhận thức vật lí có giá trị to lớn trong quá trình nhận thức và trong cuộc sống. Có rất nhiều cơ hội trong việc tích hợp những nội dung vật lí với các môn học khác để thực hiện dạy học theo phương thức STEM, theo đó học sinh được vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đem đến sự hứng thú và những trải nghiệm có ý nghĩa trong học tập môn học. Bản chất dạy học các ứng dụng kĩ thuật của vật lí có sự tích hợp rõ ràng giữa vật lí và kĩ thuật. Việc này càng rõ ràng hơn nếu vận dụng quy trình thiết kế kĩ thuật để tổ chức dạy học các kiến thức vật lí trong từng bài học. 1.4.1. Tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp. Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình thiết kế kĩ thuật Tiến trình bài học STEM cung cấp một cách thức linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện các hoạt động: (1) Xác định vấn đề – (2) Nghiên cứu kiến thức nền – (3) Đề xuất các giải pháp/thiết kế – (4) Lựa chọn giải pháp/thiết kế – (5) Chế tạo mô hình (nguyên mẫu) – (6) Thử nghiệm và đánh giá – (7) Chia sẻ và thảo luận – (8) Điều chỉnh thiết kế. Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạt động chính: HĐ1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo) ––> HĐ2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế ––> HĐ3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế ––> HĐ4: Chế tạo mô hình/thiết bị... theo phương án thiết kế (đã được cải tiến theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá ––> HĐ5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo; điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục. Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và tạo ra sản phẩm Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của chủ đề STEM, tuy nhiên trong hoạt động 2 và hoạt động 4 quá trình này cần được khai thác triệt để. Trong hoạt động 2 học sinh sẽ thực hiện các quan sát, tìm tòi, khám phá để xây dựng, kiểm chứng các quy luật. Qua đó, học được kiến thức nền đồng thời rèn luyện các kĩ năng tiến trình như: Quan sát, đưa ra dự đoán, tiến hành thí nghiệm, đo đạc, thu thập số liệu, phân tích số liệu… Trong hoạt động 4, quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện giúp học sinh kiểm chứng các giải pháp khác nhau để tối ưu hoá sản phẩm. 7
Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ, tin học và toán. Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên toán, công nghệ, tin học và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ, tin học và toán 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 toán, công nghệ, tin học và khoa học của học sinh. Tiêu chí 6: Trong tiến trình bài học STEM một nhiệm vụ có thể có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM. 1.4.2. Các bước xây dựng chủ đề/ bài học STEM Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học. Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những 8
kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học. Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. Các tiêu chí cũng phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của học sinh chứ không nên chỉ tập trung đánh giá sản phẩm vật chất. Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với 5 loại hoạt động học đã nêu ở trên. Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng). 1.4.3. Tiêu chí đánh giá bài học STEM Mỗi bài học STEM được thực hiện ở nhiều tiết học nên một hoạt động học có thể được thực hiện ở trong và ngoài lớp học. Vì thế, trong một tiết học có thể chỉ thực hiện một số hoạt động học trong tiến trình bài học theo phương pháp dạy học tích cực được sử dụng. Các tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học đã được nêu rõ trong Công văn số 5555/BGDĐT–GDTrH ngày 08/10/2014. Nội Tiêu chí dung Mức độ phù hợp của chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung và 1. Kế hoạch và tài liệu phương pháp dạy học được sử dụng. Mức độ rõ ràng của mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức và sản phẩm cần dạy học đạt được của mỗi nhiệm vụ học tập. Mức độ phù hợp của thiết bị dạy học và học liệu được sử dụng để tổ chức các hoạt động học của học sinh. Mức độ hợp lí của phương án kiểm tra, đánh giá trong quá trình tổ chức hoạt động học của học sinh. học cho học Mức độ sinh động, hấp dẫn học sinh của phương pháp và hình thức chuyển 2. Tổ chức hoạt động giao nhiệm vụ học tập. sinh Khả năng theo dõi, quan sát, phát hiện kịp thời những khó khăn của học sinh. 9
Mức độ phù hợp, hiệu quả của các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích học sinh hợp tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập. Mức độ hiệu quả hoạt động của giáo viên trong việc tổng hợp, phân tích, đánh giá kết quả hoạt động và quá trình thảo luận của học sinh. Khả năng tiếp nhận và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ học tập của tất cả học 3. Hoạt động của học sinh sinh trong lớp. Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác của học sinh trong việc thực hiện các nhiệm vụ học tập. Mức độ tham gia tích cực của học sinh trong trình bày, trao đổi, thảo luận về kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập. Mức độ đúng đắn, chính xác, phù hợp của các kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Bảng dưới đây trình bày 3 mức độ của mỗi tiêu chí đánh giá. a) Việc đánh giá về kế hoạch và tài liệu dạy học được thực hiện dựa trên hồ sơ dạy học theo các tiêu chí về: phương pháp dạy học tích cực; kĩ thuật tổ chức hoạt động học; thiết bị dạy học và học liệu; phương án kiểm tra, đánh giá quá trình và kết quả học tập của học sinh. Mức độ Tiêu chí Mức 1 Mức 2 Mức 3 Tình huống/câu hỏi/ Tình huống/câu hỏi/ Tình huống/câu hỏi/ nhiệm vụ mở đầu nhiệm vụ mở đầu nhiệm vụ mở đầu gần nhằm huy động kiến chỉ có thể được giải gũi với kinh nghiệm Mức độ phù thức/kĩ năng đã có quyết một phần sống của học sinh và hợp của của học sinh để hoặc phỏng đoán chỉ có thể được giải chuỗi hoạt chuẩn bị học kiến được kết quả nhưng quyết một phần hoặc động học thức/kĩ năng mới chưa lí giải được phỏng đoán được kết với mục nhưng chưa tạo được đầy đủ bằng kiến quả nhưng chưa lí giải tiêu, nội mâu thuẫn nhận thức thức/kĩ năng đã có được đầy đủ bằng kiến dung và để đặt ra vấn đề/câu của học sinh; tạo thức/kĩ năng cũ; đặt ra phương hỏi chính của bài được mâu thuẫn được vấn đề/câu hỏi pháp dạy học. nhận thức. chính của bài học. học được Kiến thức mới được Kiến thức mới được Kiến thức mới được sử dụng. trình bày rõ ràng, thể hiện trong kênh thể hiện bằng kênh tường minh bằng chữ/kênh hình/kênh chữ/kênh hình/kênh kênh chữ/kênh tiếng; có câu tiếng gắn với vấn đề hình/kênh tiếng; có hỏi/lệnh cụ thể cho cần giải quyết; tiếp nối 10
câu hỏi/lệnh cụ thể học sinh hoạt động với vấn đề/câu hỏi cho học sinh hoạt để tiếp thu kiến thức chính của bài học để động để tiếp thu kiến mới và giải quyết học sinh tiếp thu và thức mới. được đầy đủ tình giải quyết được vấn huống/câu đề/câu hỏi chính của hỏi/nhiệm vụ mở bài học. đầu. Bảng kiểm tự rà soát kế hoạch dạy học chủ đề STEM Giáo viên cũng có thể sử dụng bảng kiểm sau để tự rà soát xem kế hoạch dạy học mình xây dựng đã đầy đủ theo các yêu cầu của giáo dục STEM chưa. Một kế hoạch dạy học đáp ứng yêu cầu sẽ cung cấp nhiều cơ hội để phát triển năng lực phẩm chất của học sinh. 2. Cơ sở thực tiễn 2.1. Thực trạng dạy và học môn Vật lý theo định hướng STEM ở trường THPT trên địa bàn nói chung và ở trường THPT Nghi Lộc 2 Tại Nghệ An Theo báo Nghệ An ngày 20/8/2017: Trong 2 ngày 19, 20/8, UBND huyện Thanh Chương phối hợp với liên minh STEM tại Hà Nội tổ chức tập huấn chương trình STEM cho 360 giáo viên cốt cán và Ban Giám hiệu 88 trường học thuộc 3 cấp học trên địa bàn huyện. Theo ban tổ chức chương trình và Liên minh STEM cho biết Thanh Chương là huyện đầu tiên tại Nghệ An triển khai học tập và ứng dụng chương trình này. Được biết, huyện Thanh Chương hiện có 15 trường THCS, 11 trường tiểu học thành lập được các câu lạc bộ STEM với lịch sinh hoạt ít nhất 1 tiết/tuần. Đây cũng là huyện xây dựng chuyên đề dạy học, tổ chức dạy học tích hợp STEM hiệu quả của tỉnh Nghệ An. Tuy nhiên, để triển khai rộng rãi trong các nhà trường còn rất nhiều khó khăn, chủ yếu về cơ sở vật chất chưa đảm bảo. Thầy Mai Văn Quyền - giáo viên Trường THPT chuyên Phan Bội Châu cho biết: “Nếu dạy được STEM rất tốt cho học sinh. Nhưng cũng cần nhiều yếu tố như: Giáo viên có năng lực, được bồi dưỡng, trao đổi kinh nghiệm thường xuyên; cơ sở vật chất đảm bảo có phòng lab STEM để tổ chức dạy và học với máy móc, trang thiết bị đầy đủ. Trong khi ngay cả trường chúng tôi là trường THPT chuyên của tỉnh còn phải học chay phần lớn, thì các trường phổ thông khác sẽ còn khó khăn hơn nhiều”. Trên thực tế chưa có chương trình dạy học STEM, vì vậy các nhà trường chỉ mới đưa vào dạy học theo hướng mở, linh hoạt. Tại Trường THPT Hoàng Mai (thị xã Hoàng Mai, Nghệ An), thời gian qua triển khai lồng ghép dạy học STEM vào nhiều môn học. Thầy Chu Viết Tấn, GV dạy STEM của trường cho hay: Dạy học STEM tổ chức với nhiều cấp độ khác nhau, tùy thuộc vào hoàn cảnh và điều kiện cụ thể của từng trường. Như ở trường chúng tôi ở cấp độ “bán STEM”. Bước đầu cho 11
thấy học sinh đáp ứng tốt và hiệu quả. Các em được trải nghiệm, thích thú tìm tòi, nghiên cứu cũng như vận dụng các kiến thức liên môn vào thực tiễn. Tương tự, Trường THPT Kim Liên (huyện Nam Đàn, Nghệ An) cũng đưa giáo dục STEM vào trong hoạt động ngoại khóa, trải nghiệm, sinh hoạt CLB… Thầy Dương Văn Sơn, Hiệu trưởng nhà trường chia sẻ: “Một phần do khối lượng kiến thức của chương trình hiện hành lớn, thầy trò phải dành phần lớn thời gian dạy - học văn hóa để đáp ứng các kỳ kiểm tra và thi cử”. Tại trường THPT Nghi Lộc 2, các năm học trước và năm học 2022 – 2023 nhà trường đã cho các giáo viên tham gia lớp tập huấn về giáo dục STEM do Sở GD và ĐT Nghệ An và Bộ Giáo Dục tổ chức. Chương trình có sự tham gia trao đổi của các chuyên gia, giảng viên đến từ các trường Đại học Quốc gia Hà Nội, trường Đại học sư phạm I, trường Đại học Điện lực và Hiệp hội STEM Việt Nam. Qua đó, các giáo viên đã được cung cấp những nội dung căn bản về giáo dục STEM, các phương pháp trong dạy học STEM trong nhà trường phổ thông. Trường tổ chức cho học sinh tham gia nghiên cứu khoa học hàng năm và đều có sản phẩm đạt cấp trường, cấp Tỉnh. Tuy nhiên cũng mới chỉ có một số học sinh yêu thích nghiên cứu khoa học tham gia. Giáo viên trong trường đã triển khai dạy học theo định hướng giáo dục STEM, tuy nhiên số lượng còn chưa nhiều. Đặc biệt đối với môn Vật lý thì mới chỉ có ít giáo viên tổ chức dạy học STEM cho học sinh. Trước khi thực hiện đề tài, tôi đã tiến hành khảo sát đồng nghiệp tại trường THPT Nghi Lộc 2 về quan điểm sử dụng phương pháp dạy học STEM vào các chủ đề, bài học. Kết quả thu được như sau: Rất cần Không cần Mức độ Cần thiết Ít cần thiết thiết thiết Số GV/tổng số GV được 1/7 1/7 3/7 2/7 tham khảo Tỉ lệ ( %) 14.3 14.3 42.8 28.6 Bảng 1: Kết quả điều tra quan điểm của giáo viên trong việc thiết kế dạy học một chủ đề theo dạy học STEM Qua việc khảo sát, tôi nhận thấy một thực tế rằng, việc áp dụng phương pháp dạy học STEM vào dạy học chủ đề, bài học còn rất ít và thiếu các tư liệu để giúp giáo viên nghiên cứu vận dụng. Tôi đã tiến hành khảo sát HS tại trường THPT Nghi Lộc 2 về nhu cầu học lý thuyết gắn với thực tiễn, học đi đôi với hành, nhu cầu hứng thú học tập môn Vật lý. Kết quả thu được như sau: 12
Kết quả điều tra Tổng Thích học Vật lý gắn với thực Hứng thú học Vật lý số HS tiễn, học đi đôi với hành điều tra Rất Không Hứng Bình Rất Bình Không hứng hứng Thích thú thường thích thường thích thú thú 205 22 34 54 95 56 68 51 30 Tỉ lệ 10,73 16,59 26,34 46,34 27,32 33,17 24,88 14,63 % Qua việc khảo sát, tôi nhận thấy HS không có nhiều hứng thú với việc học Vật lý vì HS chưa được tiếp cận nhiều với phương pháp dạy và học tích cực nhiều nhưng thích được học Vật lý khi được học gắn liền với thực tiễn, được trải nghiệm nhiều. Từ cơ sở nêu trên, với vai trò là một giáo viên Vật lý tôi đã cố gắng nghiên cứu lí luận và vận dụng phương pháp dạy học STEM phù hợp với từng nội dung, từng chương, từng bài để giúp học sinh phát huy tính tích cực, năng động, sáng tạo, rèn luyện kĩ năng, phát triển năng lực và khơi dậy niềm hứng thú và say mê với môn Vật lý - môn học vốn vẫn bị học sinh xem là khó. 2.2. Những thuận lợi và khó khăn khi đưa STEM vào trường phổ thông hiện nay 2.2.1. Thuận lợi - Thời đại công nghệ 4.0 phương tiện thông tin thuận tiện nên việc học sinh trao đổi thông tin với nhau hoặc trao đổi với giáo viên dễ dàng hơn. Vì thế đưa mô hình dạy học STEM sẽ dễ dàng hơn và lan truyền được nhiều nơi hơn. - Mỗi trường học đều đầu tư vào các hoạt động dạy và học nên khuyến khích cho giáo viên tổ chức hoạt động dỵ học để tiếp cận năng lực của học sinh. - Nó giúp đảm bảo giáo dục toàn diện trong việc triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực công nghệ, kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ độngvà tự lực thực hiện các nhiệm vụ học tập, được làm quen hoạt độngcó tính chất nghiên cứu khoa học. Kết nối trường học với cộng đồng hướng nghiệp, phân luồng cho học sinh. 2.2.2. Khó khăn - Có mặt ở Việt Nam vào những năm 2010, cho đến nay giáo dục STEM đã dành được sự quan tâm của chính phủ, các bộ ngành và các trường. Tuy nhiên việc triển khai chương trình giáo dục STEM hiện nay vào trường học chưa có hiệu quả cao. Trên thực tế chưa có chương trình dạy học STEM, vì vậy các nhà trường chỉ mới đưa vào dạy học theo hướng mở, linh hoạt. 13
- Kinh nghiệm triển khai hay mô hình triển khai giáo dục STEM cho cá nhân chưa có. Chưa xây dựng được một hệ thống và bộ tiêu chuẩn và cả phương pháp mới. - Nhà trường chưa đảm bảo có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán, tin. Sự coi nhẹ một trong các lĩnh vực trên thì giáo dục STEM ở phổ thông sẽ không được hiệu quả. Cơ sở vật chất chưa phục vụ hoạt động giáo dục STEM. Đặc biệt việc quan tâm triển khai hệ thống không gian trải nghiệm khoa học, công nghệ, hoạt động giáo dục STEM chưa kết nối với các hoạt động dạy học, giáo dục đang triển khai tại các cơ sở giáo dục phổ thông một cách đồng bộ, hiệu quả khi triển khai. 3. Các biện pháp đưa giáo dục STEM vào dạy học môn Vật lý ở trường trung học phổ thông hiện nay 3.1. Tạo môi trường phát triển dạy học STEM 3.1.1. Về phía nhà trường - Quan tâm sát sao và đồng bộ các môn dạy thuộc lĩnh vực giáo dục STEM. - Đầu tư cơ sở vật chất, tạo mọi điều kiện tốt nhất phục vụ cho giáo viên và học sinh trong hoạt động dạy và học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM. 3.1.2. Về phía giáo viên - Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Tạo ra sự liên kết giữa môn Vật lý và các môn còn lại. Các chủ đề, bài học của môn Vật lý trong hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm gian học tập. - Hoạt động trải nghiệm STEM. Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống liên quan đến Vật lý. Qua đó nhận biết được ý nghĩa của Vật lý 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. - Hoạt động nghiên cứu khoa học. 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 kĩ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, noog nghiệp công nghệ cao, … 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, kĩ thuật, giải quyết các vấn đề thực tiễn. 14
3.1.3. Về phía học sinh - Học sinh là người học, là người trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ học tập một cách tự giác và chủ động, vì việc thực hiện các nhiệm vụ không những thực hiện trong phạm vi không gian lớp học mà còn ở ngoài trường học nữa. - Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh phải có sự kết nối các thành viên trong tổ nhóm khi thực hiện ở ngoài trường nên cần tinh thần trách nhiệm cao của các thành viên trong nhóm để đảm bảo thành quả của sự hợp tác nhóm. - Thời đại công nghệ phát triển nên có nhiều cách để học sinh tương tác trao đổi kiến thức với nhau, vì vậy HS cần phải tiếp cận CNTT thường xuyên và có các thiết bị học tập hỗ trợ. 3.2. Kết hợp xây dựng các chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy học tích cực. Rõ ràng STEM có rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên lại có những hạn chế sau: - Phải dành nhiều thời gian thực hiện. Một chủ đề thực hiện sẽ mất khá nhiều thời gian ở trên lớp cũng như ngoài lớp nên ảnh hưởng tới việc học tập của học sinh. - Hiện nay, học sinh vẫn chủ yếu rèn luyện trí nhớ kiến thức hàn lâm và nặng về các bài tập tính toán để đáp ứng các kì thi, do thói quen học tập cũ nặng về nhồi nhét kiến thức. Vậy nên chưa chú tâm học tập và trải nghiệm các công việc được giao ở nhà, một số học sinh còn làm theo kiểu đối phó và suy nghĩ rằng chưa thiết thực với thi cử hiện hành. - Kinh phí thực hiện một số dụng cụ, nguyên liệu khi làm thực hành chưa đầy đủ và khá tốn kém nên đôi khi giáo viên và học sinh cũng ngại làm. - STEM là phương pháp tích hợp nên chắc chắn giáo viên giảng dạy đòi hỏi phải nắm rõ phương pháp và cách thức tổ chức giảng dạy cũng như trình độ liên môn nhất định vì STEM như là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Đòi hỏi giáo viên phải có trình độ và đam mê công việc, nó mất nhiều thời gian và công sức của giáo viên. Do vậy, để tiết kiệm thời gian, công sức, chi phí thực hiện thì chúng ta nên phối hợp lồng ghép giữa phương pháp dạy học tích cực và giáo dục STEM để học sinh có thể đạt được hiệu quả học tập tốt nhất hiện nay. Bản chất của dạy học tích cực là đề cao chủ thể nhận thức, chính là phát huy tính tự giác, chủ động của người học, lấy người học làm trung tâm. Khai thác động lực của người học để phát triển chính họ, coi trọng lợi ích nhu cầu của cá nhân người học, đảm bảo cho họ được thích ứng với đời sống xã hội. Dạy học tích cực tập trung vào giáo dục con người như một tổng thể. Trong dạy học tích cực, GV giúp HS tự khám phá trên cơ sở tự giác và được tự do suy nghĩ, tranh luận, đề xuất giải quyết vấn đề. GV trở thành người thiết kế và tạo môi trường cho phương pháp học tích cực, khuyến khích, ủng hộ, hướng dẫn hoạt động của HS, thử thách và tạo động cơ cho HS, khuyến khích đặt câu hỏi và đặt ra vấn đề cần giải quyết. HS trở thành người khám phá, khai thác, tư duy, liên hệ, người thực hiện, chủ động trao đổi, xây dựng kiến thức và cao hơn nữa là “người 15