SKKN Một số giải pháp nâng cao hiệu quả phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM môn Công nghệ 11
Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education
Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại: Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education
ĐIỀU KIÊN, HOAN CANH TAO RA SANG KIÊN
Dạy học truyền thống là những cách thức dạy học quen thuộc được truyền từ
lâu đời và được bảo tồn, duy trì qua nhiều thế hệ. Về cơ bản, phương pháp DH này lấy
hoạt động của người thầy là trung tâm. Theo Frire – nhà xã hội học, nhà giáo dục học
nổi tiếng người Braxin đã gọi PPDH này là “Hệ thống ban phát kiến thức”, là quá trình
chuyển tải thông tin từ đầu thầy sang đầu trò. Thực hiện lối dạy này, giáo viên là người
thuyết trình, diễn giảng, là “kho tri thức” sống, học sinh là người nghe, nhớ, ghi chép
và suy nghĩ theo. Với PPDH truyền thống, giáo viên là chủ thể, là tâm điểm, học sinh
là khách thể, là quỹ đạo. Giáo án dạy theo phương pháp này được thiết kế kiểu đường
thẳng theo hướng từ trên xuống. Do đặc điểm hàn lâm của kiến thức nên nội dung bài
dạy theo phương pháp truyền thống có tính hệ thống, tính logic cao. Song do quá đề
cao người dạy nên nhược điểm của PPDH truyền thống là học sinh thụ động tiếp thu
kiến thức, giờ dạy dễ đơn điệu, buồn tẻ, kiến thức thiên về lý luận, ít chú ý đến kỹ
năng thực hành của người học; do đó kỹ năng hành dụng vào đời sống thực tế bị
hạn chế.
Rào cản lớn nhất trong nền giáo dục truyền thống là sự tách rời giữa bốn lĩnh
vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. Sự tách rời này sẽ tạo ra
khoảng cách lớn giữa học và làm, giữa nhà trường (nơi sử dụng nguồn nhân lực). HS
đươc đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ mất một khoảng thời gian dài để hiểu các
cơ sở lí thuyết, nguyên lí, rồi chuyển chúng thành các ứng dụng thực tế trong khi kiến
thức đã bị mài mòn. Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với các ứng dụng
và kì thuật cũng rất hạn chế. Đây cũng chính là lí do mà HS Việt Nam, sau khi tốt
nghiệp, khó có thể tìm kiếm được công việc phù hợp.
Mặt khác, theo luật giáo dục 2005 – điều 28 mục 2 có nêu “ Phương pháp
giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học
sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự
học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực
tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” thì dạy
học theo định hướng STEM là một giải pháp phát huy năng lực tự học, hợp tác, sáng
tạo của người học để quá trình học tập đạt hiệu quả nhất đồng thời rèn luyện kĩ năng
vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Đặc biệt, kiến thức môn Công nghệ 11 có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn.
Tuy nhiên, HS còn chưa hứng thú với môn học do có tâm lý môn Công nghệ là môn
không thi, nên việc áp dụng dạy học phù hợp là hết sức cần thiết. Từ đó, tôi đưa ra
3
sáng kiến kinh nghiệm: “ Một số giải pháp nâng cao hiệu quả dạy học theo định hướng
giáo dục STEM môn Công nghệ 11”.
II. MÔ TA GIAI PHAP
II.1. Mô ta giai phap trươc khi tao ra sang kiên
a. Thuận lợi
Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn
(interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. 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. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa
học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Giáo dục STEM sẽ phá
đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc
“tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi
trí óc của thế kỷ 21. Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong Chương trình
GDPT mới. Vì thế, tư tưởng này của giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào
mạnh mẽ trong Chương trình GDPT mới.
Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết
vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước
một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa
học.Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc
các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm,
thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. Các kiến thức và kỹ
năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh 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. Tư tưởng này của giáo dục STEM cũng cần được khai thác và
đưa vào mạnh mẽ trong Chương trình GDPT mới.
Giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là
phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người
học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng
kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có
vấn đề mà người học đang phải giải quyết. Sự thẩm thấu kiến thức theo cách như vậy
chính là một trong những định hướng mà giáo dục cần tiếp cận. Tuy vậy, có thể thấy
phương thức dạy học như trên là không hề dễ dàng ngay cả đối với thế giới chứ không
chỉ riêng trong điều kiện hiện nay của chúng ta.
Giáo dục STEM còn tạo cơ hội phát triển nâng cao chất lượng giáo dục.
b. Kho khăn
Do chưa “chương trình hóa” giáo dục STEM nên giáo viên rất khó khăn trong
việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa đảm bảo yêu cầu của chương trình giáo
dục phổ thông, vừa vận dụng được giáo dục STEM.
Trình độ giáo viên chưa đáp ứng được yêu cầu khi giáo dục STEM cũng là một
thách thức lớn. Giáo viên tốt nghiệp sư phạm chưa được tiếp cận về giáo dục STEM,
chủ yếu tập trung giảng dạy về khoa học tự nhiên cũng như khoa học xã hội, ít quan
4
tâm đến các lĩnh vực như công nghệ, kỹ thuật… Vì vậy, để thực hiện chương trình,
cần thiết phải bồi dưỡng giáo viên.
Cách kiểm tra, đánh giá hiện nay còn là rào cản trong giáo dục STEM. Việc
kiểm tra, đánh giá hiện nay ở trường phổ thông được tổ chức theo hình thức làm bài thi
trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kỹ năng, trong khi kiểm tra, đánh giá theo mô hình
giáo dục STEM là thông qua sản phẩm, đánh giá quá trình. Vì vậy, nếu không đổi mới
kiểm tra, đánh giá theo hướng phát triển năng lực thì đó sẽ là rào cản lớn nhất của việc
triển khai giáo dục STEM.
Giáo dục STEM chỉ đạt hiệu quả khi có sự phối hợp tốt giữa trường phổ thông
với các trường đại học trong quá trình đào tạo, bồi dưỡng năng lực chuyên môn cho
giáo viên. Hiện nay chưa có sự phối hợp tốt giữa trường phổ thông với trường đại học
và các viện nghiên cứu, tổ chức, doanh nghiệp.
Quan trọng nhất là điều kiện cơ sở vật chất hiện nay chưa đáp ứng được yêu cầu
đề ra khi triển khai giáo dục STEM. Sĩ số mỗi lớp học quá đông cũng gây khó khăn
cho tổ chức hoạt động, cản trở việc đổi mới phương pháp dạy học của giáo viên.
Không có phòng học STEM hoặc phòng thực hành để học sinh có nơi làm việc nhóm,
nghiên cứu, thí nghiệm cũng là một khó khăn. Ngoài ra, với các nội dung học tập
chuyên sâu hơn như khoa học máy tính, robotic, lập trình thì cần đầu tư kinh phí lớn
hơn.
II.2. Giai phap sau khi co sang kiên
II.2.1. Phân môt: Cơ sở lý luận
1. STEM là gì?
Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và
các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất
như Học qua dự án – chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp h ọc qua hành
luôn dduowwjc áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM. Với phương pháp
“học qua hành”, HS được thu nhận kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không
phải từ lí thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành,
HS sẽ hiểu sâu về lí thuyết, nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt
động thực tế này sẽ giúp HS nhớ lâu 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 mà sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho
mình.
Giao duc STEM là gi?
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 học sinh 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 sẽ thu hẹp khoảng cách
giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong
môi trường có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc ít lặp lại trong
thế kỷ 21.
5
Cac kỹ năng STEM được hiểu như thê nào?
Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà
khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho học sinh các kỹ năng có
thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay.
Vâng, đó chính là kỹ năng STEM. Kỹ năng STEM được hiểu là sự tích hợp, lồng ghép
hài hòa từ bốn nhóm kỹ năng là: Kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ
thuật và kỹ năng toán học.
Kỹ năng khoa học: là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và
các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để
giải quyết các vấn đề trong thực tế.
Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được
công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất như quạt mo, bút
chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng 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 coi là công nghệ.
Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc
sống bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để
tạo ra đối tượng. Hiểu một cách đơn giản, học sinh được trang bị kỹ năng kỹ thuật là
có khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Học sinh phải
có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu
tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một 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 kỹ thuật.
Kỹ năng toan 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 kỹ năng toán học sẽ có khả năng
thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học
vào cuộc sống hằng ngày.
Giao duc STEM còn cung cấp những kỹ năng gi?
Ngoài những kỹ năng về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, giáo dục
STEM còn cung cấp cho học sinh những kỹ năng cần thiết giúp học sinh phát triển tốt
trong thế kỷ 21 như: kỹ năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, kỹ năng cộng tác, kỹ
năng giao tiếp…
Kỹ năng giải quyết vấn đề là kỹ năng rất cần cho học sinh trong thế kỷ 21, thế kỷ mà
số lượng các công việc có tính chất sáng tạo và không lặp đi lặp lại tăng mạnh, đòi hỏi
người lao động phải chủ động trang bị năng lực giải quyết vấn đề. Tư duy phản biện
được hiểu là một quá trình tư duy và phân tích thông tin theo một hướng khác của một
vấn đề để từ đó làm sáng tỏ và khẳng định lại vấn đề. Đây thực sự là một cách tiếp cận
tốt trong giáo dục mà vốn từ xưa tới nay, học sinh tiếp nhận thông tin, kiến thức từ
giáo viên một cách thụ động. Tư duy phản biện sẽ giúp học sinh hiểu vấn đề sâu hơn,
hình thành lối suy nghĩ logic và kỹ năng xử lý thông tin tốt hơn. Kỹ năng cộng tác và
giao tiếp cũng là các kỹ năng vô cùng quan trọng để phát triển trong thế kỷ 21 bởi các
công việc ngày càng đòi hỏi sự chia sẻ, giao tiếp và các kỹ năng này sẽ khiến vấn đề
được giải quyết một cách nhanh chóng, trôi chảy và mang lại hiệu quả cao.
Vai trò của Công nghệ (T) và Kỹ thuật (E)
6
Chương trình giáo dục của thế kỷ 20 chủ yếu tập trung vào Khoa học (S) và Toán
học (M) mà xem nhẹ vai trò của Công nghệ (T) và Kỹ thuật (E). Không chỉ cần Toán
học và Khoa học, trong thế kỷ 21 chúng ta còn cần Công nghệ và Kỹ thuật cũng như
các kỹ năng cần thiết như: kỹ năng tư duy phản biện, giải quyết vấn đề, làm việc theo
nhóm, và cộng tác. Các kỹ năng về kĩ thuật cho phép học sinh có thể tiếp cận những
phương pháp, nền tảng để thiết kế và xây dựng các thiết bị từ đơn giản đến phức tạp
mà xã hội cần hoặc đã và đang sử dụng. Học sinh được cung cấp các kiến thức về công
nghệ sẽ có khả năng sử dụng công nghệ thành thạo, đem lạitính hiệu quả cao hơn,
nhanh hơn, chính xác trong công việc. Nếu nền giáo dục không có T and E thì học sinh
chỉ được trang bị lý thuyết, khái niệm, nguyên lý, công thức, định luật mà không được
trang bị kiến thức để áp dụng vào thực tiễn. Vì vậy, việc kết hợp các kỹ năng STEM
ngày càng trở nên quan trọng trong thế kỷ 21.
Môn học STEM là gì?
STEM là môn học mà học sinh được học các kiến thức về khoa học, công nghệ,
kỹ thuật và toán học một cách tích hợp. Thông thường, các môn học STEM được thiết
kế ở dạng chủ đề và học sinh được học kiến thức tích hợp dựa trên các chủ đề này. Ví
dụ, khi học một chủ đề về hệ mặt trời, học sinh không chỉ đơn thuần học về khoa học
để nghiên cứu xem hệ mặt trời gồm những thành phần nào hay đặc điểm của chúng ra
sao mà còn được học những ý tưởng phát hiện ra kính thiên văn (tức là tìm hiểu Công
nghệ), học về giá đỡ cho kính thiên văn (liên quan đến môn Kỹ thuật), hay học cách
tính tỷ lệ khoảng cách giữa các ngôi sao hay bán kính của các ngôi sao (chính là môn
Toán học). Môn học Robotics chính là môn học điển hình cho giáo dục STEM.
2. Day học theo đinh hương giao duc STEM
Một bài giang STEM luôn cần gắn với thực tế để học sinh cảm thấy sự liên quan giữa
bài học và cuộc sống của chính mình, từ đó giúp học sinh nhận ra giá trị của các kiến thức và
kĩ năng được học, đồng thời rèn luyện tư duy giải quyết vấn đề thực tế ngay từ khi còn đang
còn ngồi trên ghế nhá trường.
Như đã giới thiệu, một trong những cách để tạo nên bài giảng như vậy đó là hướng
dẫn học sinh quan sát và phân tích 1 vấn đề dưới nhiều góc độ thực tế, tránh nói chung chung,
xa vời và quá sâu xa. Bên cạnh đó, đòi hỏi giáo viên cần phải nắm được các hoạt động thực tế
mà học sinh cần phải thực hiện như sau:
2.1. Để thiêt kê bài giang STEM giao viên cân nắm được 3 hoat đông thực tê mà
học sinh cân thực hiện
2.1.1. Hoat đông tim hiểu thực tiễn, phat hiện vấn đề
Trong các bài giang STEM, học sinh được đặt trước các nhiệm vụ thực tiễn: giải
quyết một tình huống hoặc tìm hiểu, cải tiến một ứng dụng kĩ thuật nào đó. Thực hiện nhiệm
vụ này, học sinh cần phải thu thập được thông tin, phân tích được tình huống, giải thích được
ứng dụng kĩ thuật từ đó xuất hiện các câu hỏi hoặc xác định được vấn đề cần giải quyết.
2.1.2. Hoat đông nghiên cưu kiên thưc nền
Từ những câu hỏi hoặc vấn đề cần giải quyết, học sinh được yêu cầu/hướng dẫn tìm
tòi, nghiên cứu để tiếp nhận kiến thức, kĩ năng cần sử dụng cho việc trả lời câu hỏi hay giải
quyết vấn đề. Đó là những kiến thức, kĩ năng đã biết hay cần dạy cho học sinh trong chương
trình giáo dục phổ thông.
7
Hoạt động này bao gồm: nghiên cứu tài liệu khoa học (bao gồm sách giáo khoa); quan
sát/thực hiện các thí nghiệm, thực hành; giải các bài tập/tình huống có liên quan để nắm vững
kiến thức, kĩ năng.
2.1.3. Hoat đông giai quyêt vấn đề
Về bản chất, hoạt động giải quyết vấn đề là hoạt động sáng tạo khoa học, kĩ thuật, nhờ
đó giúp cho học sinh hình thành và phát triển các phẩm chất và năng lực cần thiết thông qua
việc đề xuất và kiểm chứng các giả thuyết khoa học hoặc đề xuất và thử nghiệm các giải pháp
kĩ thuật. Tương ứng với đó, có hai loại sản phẩm là “kiến thức mới” (dự án khoa học) và
“công nghệ mới” (dự án kĩ thuật).
Đối với hoạt động sáng tạo khoa học: kết quả nghiên cứu là những đề xuất mang tính
lí thuyết được rút ra từ các số liệu thu được trong thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học.
Ví dụ: tìm ra chất mới; yếu tố mới, quy trình mới tác động đến sự vật, hiện tượng, quá trình
trong tự nhiên…
Đối với hoạt động sáng tạo kĩ thuật: kết quả nghiên cứu là sản phẩm mang tính ứng
dụng thể hiện giải pháp công nghệ mới được thử nghiệm thành công. Ví dụ: dụng cụ, thiết bị
mới; giải pháp kĩ thuật mới…
2.2. Để tổ chưc được cac hoat đông noi trên, mỗi bài giang STEM cân phai được
xây dựng theo 6 tiêu chí sau:
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào cac 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 theo quy trinh thiêt kê kĩ thuật
Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình 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:
Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạt động chính:
8
Hoạt động 1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo)
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế
Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết k
Hoạt động 4: Chế tạo mô hình/thiết bị… theo phương án thiết kế (đã được cải tiến theo
góp ý); thử nghiệm và đánh giá
Hoạt động 5: 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 phap day học bài học STEM đưa học sinh vào hoat
đông tim tòi và kham pha, đinh hương hành đông, trai nghiệm và san 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.
Trong các bài giảng 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: Hinh thưc tổ chưc bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoat
đông nhom kiên tao
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: Nôi dung bài học STEM ap dung chủ yêu từ nôi dung khoa học
và toan 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
9
là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề. Điều đó
có liên quan đến việc học toán, công nghệ, tin học và khoa học của học sinh.
Tiêu chí 6: Tiên trinh bài học STEM tính đên co nhiều đap an đúng và coi
sự thất bai như là môt phân cân thiêt 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.
2.3. Quy trinh 4 bươc trong thiêt kê bài giang STEM
Bươc 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. Những ứng
dụng đó có thể là: Sữa chua/dưa muối – Vi sinh vật – Quy trình làm sữa chua/muối
dưa; Thuốc trừ sâu – Phản ứng hóa học – Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu; Hóa
chất – Phản ứng hóa học – Quy trình xử lí chất thải; Sau an toàn – Hóa sinh – Quy
trình trồng rau an toàn; Cầu vồng – Ra đar – Máy quang phổ lăng kính; Kính tiềm
vọng, kính mắt; Ống nhòm, kính thiên văn; Sự chìm, nổi – lực đẩy Ác–si–mét –
Thuyền/bè; Hiện tượng cảm ứng điện từ – Định luật Cảm ứng điện từ và Định luật
Lenxơ – Máy phát điện/động cơ điện; Vật liệu cơ khí; Các phương pháp gia công cơ
khí; Các cơ cấu truyền và biến đổi chuyển động; Các mối ghép cơ khí; Mạch điện điều
khiển cho ngôi nhà thông minh…
Bươc 2: Xac đinh vấn đề cân giai quyêt
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
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, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận
dụng) để xây dựng bài học. Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giao cho học sinh
thực hiện trong các bài học có thể là: Thiết kế, chế tạo một máy quang phổ đơn giản
trong bài học về bản chất sóng của ánh sáng; Thiết kế, chế tạo một ống nhòm đơn giản
khi học về hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng; Chế tạo bè nổi/thuyền khi học về
Định luật Ác–si–mét; Chế tạo máy phát điện/động cơ điện khi học về cảm ứng điện từ;
Thiết kế mạch lôgic khi học về dòng điện không đổi; Thiết kế robot leo dốc, cầu bắc
qua hai trụ, hệ thống tưới nước tự động, mạch điện cảnh báo và điều khiển cho ngôi
nhà thông minh; Xây dựng quy trình làm sữa chua/muối dưa; Xây dựng quy trình xử lí
dư lượng thuốc trừ sâu trong rau/quả; Xây dựng quy trình xử lí hóa chất ô nhiễm trong
nước thải; Quy trình trồng rau an toàn… Trong quá trình này, việc thử nghiệm chế tạo
trước các nguyên mẫu có thể hỗ trợ rất tốt quá trình xây dựng chủ đề. Qua quá trình
xây dựng, giáo viên có thể hình dung các khó khăn học sinh có thể gặp phải, các cơ
10
hội vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề cũng như xác định được đúng đắn các tiêu
chí của sản phẩm trong bước 3.
Bươc 3: Xây dựng tiêu chí của thiêt bi/giai phap giai quyêt 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. Đối với các ví
dụ nêu trên, tiêu chí có thể là: Chế tạo máy quang phổ sử dụng lăng kính, thấu kính hội
tụ; tạo được các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Chế tạo ống nhòm/kính thiên
văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sát được vật ở xa với độ bội giác trong khoảng
nào đó; Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa với tiêu chí cụ thể của sản phẩm (độ
ngọt, độ chua, dinh dưỡng…); Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu với tiêu chí cụ thể
(loại thuốc trừ sâu, độ “sạch” sau xử lí); Quy trình trồng rau sạch với tiêu chí cụ thể
(“sạch” cái gì so với rau trồng thông thường)… 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.
Bươc 4: Thiêt kê tiên trinh tổ chưc hoat đông day 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). Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ
trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học.
II.2.2. Phân hai: Nôi dung
1. Điều kiện cân thiêt để ap dung giai phap
– Đẩy mạnh công tác tuyên truyền về STEM.
– Thiết kế và xây dựng phòng học STEM cả về lí thuyết và thực hành.
– Kích thích sự hứng thú của HS khi nghiên cứu về STEM.
– Bám sát chủ đề STEM cấp Trung học cơ sở.
– Huy động kinh phí.
– Nghiên cứu, liên kết với các trường Đại học.
2. Tính mơi, tính sang tao của giai phap
Dạy học theo định hướng giáo dục STEM môn công nghệ 11 đạt được các yêu
cầu đổi mới đó là: định hướng vào người học, định hướng vào thực tiễn và định hướng
vào sản phẩm.
11
Tôi đã xây dựng và triển khai có hiệu quả chủ đề sau:
“Thiết kế mô hình ngôi nhà chống thiên tai (bão, lũ)”.
Bảng mô tả minh họa tính mới, tính sáng tạo, tính ưu việt của giải pháp mới so
với giải pháp cũ:
a. Xây dựng hệ thống chủ đề ap dung việc day học theo đinh hương giao duc
STEM môn công nghệ 11
| Chủ đề thực tiễn | Kiên thưc môn Công nghệ |
| Mô hình nhà đơn giản Mô hình ngôi nhà chống thiên tai (bão, lũ) Mô hình hộp đựng đồ dùng học tập | Bài 2. Hình chiếu vuông góc Bài 5. Hình chiếu trục đo Bài 8. Thiết kế và bản vẽ kỹ thuật Bài 11. Bản vẽ xây dựng |
| Cánh tay robot | Bài 19. Tự động hóa trong chế tạo cơ khí |
b. So sanh giai phap cũ và giai phap mơi
| Giai phap cũ | Giai phap mơi |
| – Dạy các bài theo phân phối chương trình và chuẩn kiến thức kĩ năng. – Dạy đơn bài – Chỉ thực hiện trong phạm vi lớp học. – Trong giờ học chỉ tổ chức được 1 đến 2 hoạt động nhóm cho học sinh thảo luận. – Không thực hiện được các hoạt động trải nghiệm cho học sinh. | – Xây dựng được kế hoạch thực hiện và ý tưởng một cách chi tiết cho cả chủ đề. – Thiết kế được mô hình ngôi nhà chống thiên tai từ đồ tái chế bảo vệ môi trường. – Thiết kế có thể được sử dụng trong thực tế áp dụng cho các Tỉnh miền Trung trong mùa bão lũ. |
c. Ví du minh họa môt chủ đề STEM trong môn Công nghệ 11
| Nôi dung | Giai phap cũ | Giai phap mơi |
12
| Đia điểm | – Trong lớp học. | – Trong và ngoài lớp học. |
| Cach thưc | – GV: Đóng vai trò trung tâm, lập kế hoạch và điều khiển các hoạt động học tập. Thậm chí còn truyền thụ kiến thức áp đặt một chiều. – Học sinh: + Thảo luận nhóm trong phạm vi lớp học. + Trong giờ học chỉ tổ chức 1, 2 hoạt động nhóm trong 3-5 phút, chỉ có những HS tích cực tham gia, không huy động được cả nhóm. + Chủ yếu là nghe giảng, ghi chép. + Không tự chủ trong các hoạt động của mình. + Phát hiện ra kiến thức nhờ sự truyền thụ của giáo viên. | – GV đóng vai trò định hướng, giám sát các hoạt động học tập. – Hoạt động 1: Xác định vấn đề. – Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp + HS được GV cho tự nghiên cứu kiến thức khoa học trên mọi tư liệu mạng internet, sách khoa học, thực tiễn,…., quyết định kiến thức, lựa chọn mục tiêu của chủ đề. Trong chủ đề có sự kiên hệ nội dung học tập với hoàn cảnh thực tiễn và đời sống xã hội. + Dưới sự hướng dẫn của GV, HS các nhóm định hướng các công việc cần làm, thời gian nghiên cứu, dự trù kinh phí, vật liệu, phương pháp tiến hành và phân công công việc trong nhóm HS thu thập và xử lý thông tin, làm việc nhóm và các nhân theo kế hoạch đã đề ra. – Hoạt động 3: báo cáo phương án thiết kế. + Các nhóm sẽ báo cáo phương án thiết kế ngôi nhà của nhóm mình trên bản vẽ kĩ thuật. Nhóm còn lại sẽ đặt câu hỏi phản biện. – Hoạt động 4: Chế tạo và thử nghiệm. + Các hoạt động trí tuệ và hoạt độngthực hành thực tiễn trải nghiệm sáng tạo được thực hiện xen kẽ và tác động qua lại với nhau, từ đó tạo ra sản phẩm của nhóm. Như |
13
| vậy, kiến thực được tích lũy qua quá trình làm việc và được thử nghiệm qua thực hành thực tiễn. – Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm và đánh giá. + Tất cả HS theo nhóm cá hoặc cá nhân cần được tạo điều kiện để trình bày kết quả cùng với kiến thức mới mà mình đã tích lũy thông qua quá trình thực hiện. + Đánh giá: HS được tham gia cùng GV đánh giá, tự đánh giá bản thân, đánh giá chéo các bạn trong nhóm và nhóm khác. (Đánh giá theo phương pháp đánh giá đồng đẳng). |
Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY
Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education
Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại: Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT
Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa