SKKN Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường THPT

BÁO CÁO SÁNG KIẾN
I. ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
STEM là phương thức giáo dục tích hợp liên môn, trong đó các bài học
được xây dựng theo chủ đề, nhằm lồng ghép kiến thức khoa học, công nghệ và
toán học, hướng đến sự vận dụng kỹ thuật trong việc giải quyết các vấn đề cụ
thể.
Giáo dục STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị
cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học,
công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary)
và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. 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.
Đối với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM có ảnh
hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai. Khi được học
nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với
việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó. Trên cơ sở
đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành ở các
bậc học cao hơn và tạo sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau. Những học sinh
được dạy học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ưu thế nổi bật
như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn; khả năng
sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát
triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề,
quá tải đối với học sinh.
Nhận thức tầm quan trọng của giáo dục STEM, Thực hiện Chỉ thị số
16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng
lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã
phối hợp với Hội đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho
một số trường trung học tại một số tỉnh, thành phố. Giáo dục STEM đã được Bộ
Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo
dục trung học và đến nay tiếp tục chỉ đạo các địa phương trên toàn quốc tích hợp
STEM trong quá trình thực hiện chương trình giáo dục phổ thông hiện hành ở
những môn có liên quan.
Ngày 14/8/2020 Bộ Giáo dục và Đào tạo tiếp tục ban hành công văn
3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo
dục trung học nhằm nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lí và giáo viên về vị trí,
vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong trường trung học; thống nhất nội
dung, phương pháp và các hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM trong
nhà trường; Tăng cường áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục trung học nhằm
góp phần thực hiện mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018;
Nâng cao năng lực cho cán bộ quản lí và giáo viên về việc tổ chức, quản lý, xây
dựng và thực hiện dạy học theo phương thức giáo dục STEM. Đó cũng là lý do
mà chúng tôi chọn sáng kiến: “Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong
trường trung học phổ thông”
2
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
Trong xu thế toàn cầu hóa, đồng thời với sự phát triển như vũ bão của
khoa học, công nghệ và sự bùng nổ thông tin, quá trình dạy học trong các nhà
trường trung học đang tồn tại mâu thuẫn giữa một bên là khối lượng tri thức
ngày càng tăng lên, phức tạp hơn với thời lượng học tập có hạn, việc đổi mới
phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo của
học sinh để từ đó bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, hình thành khả
năng học tập suốt đời là một nhu cầu tất yếu trong các nhà trường.
Tuy nhiên, thực tế trong công tác giảng dạy ở trường trung học phổ thông,
hoạt động đổi mới phương pháp dạy học nhìn chung chưa mang lại hiệu quả
cao. Truyền thụ tri thức một chiều vẫn là phương pháp dạy học chủ đạo của
nhiều giáo viên. Số giáo viên thường xuyên chủ động, sáng tạo trong việc phối
hợp các phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo
của học sinh còn chưa nhiều. Việc ứng dụng công nghệ thông tin – truyền thông,
sử dụng các phương tiện dạy học chưa được thực hiện rộng rãi và hiệu quả trong
các trường trung học phổ thông.
Hoạt động kiểm tra đánh giá (tốt nghiệp trung học phổ thông) được tổ
chức theo hình thức làm bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kỹ năng, chủ yếu
chú ý đến yêu cầu tái hiện kiến thức và đánh giá qua điểm số, bài thi. Chính điều
này đã dẫn đến tình trạng giáo viên và học sinh duy trì dạy học theo lối “đọcchép” thuần túy, học sinh học tập thiên về ghi nhớ, ít quan tâm vận dụng kiến
thức. Thực trạng trên đây dẫn đến hệ quả nhiều học sinh phổ thông còn thụ động
trong việc học tập; khả năng sáng tạo và năng lực vận dụng tri thức đã học để
giải quyết các tình huống thực tiễn cuộc sống còn hạn chế.
Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực
hành, các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, học
qua chủ đề, học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua thực hành luôn
được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM. Giáo dục STEM đã
được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm
vụ giáo dục trung học từ năm học 2017-2018 đến nay, tuy nhiên hiệu quả của
giáo dục STEM chưa được nâng cao do nhiều nguyên nhân như chưa đổi mới
nội dung chương trình; chưa có chương trình chuẩn hoá STEM; Điều kiện cơ sở
vật chất chưa đáp ứng: sĩ số lớp quá đông, không có phòng học STEM hoặc
phòng thực hành để học sinh có nơi làm việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm…;
Trình độ giáo viên chưa đáp ứng được yêu cầu. Phần lớn giáo viên chỉ được đào
tạo hình thức dạy học đơn môn, do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo
hướng liên môn như giáo dục STEM; Chậm đổi mới kiểm tra, đánh giá trong
dạy học sẽ là “rào cản” lớn nhất đối với quá trình triển khai STEM trong nhà
trường phổ thông… Chính những điều đó, nên đa số giáo viên còn ngại học hỏi,
ngại đổi mới, ngại chia sẻ với đồng nghiệp, nên chưa có sự trao đổi, liên hệ tốt
giữa giáo viên các bộ môn trong dạy học STEM.
3
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến
2.1. Cơ sở lý thuyết đổi mới cách tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông
và giáo dục STEM
2.1.1. Đổi mới cách tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông
Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ giáo dục tiếp
cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến
việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh làm được cái gì qua
việc học. Để đảm bảo được điều đó, phải đổi mới cách tiếp cận các thành tố của
quá trình dạy học:
– Mục tiêu dạy học: Chuyển từ chủ yếu trang bị kiến thức sang hình thành,
phát triển phẩm chất và năng lực người học;
– Chương trình dạy học: Chuyển từ tập trung, bao cấp sang phân cấp:
Chương trình khung của Bộ, chương trình địa phương, chương trình nhà trường;
– Nội dung dạy học: chuyển từ nội dung kiến thức hàn lâm sang tinh giản,
chọn lọc, tích hợp, đáp ứng yêu cầu ứng dụng vào thực tiễn và hội nhập quốc tế;
– Phương pháp dạy học: Chuyển từ chủ yếu truyền thụ một chiều, học sinh
tiếp thu thụ động (hoạt động dạy của giáo viên là trung tâm) sang tổ chức hoạt
động học cho học sinh, học sinh tự lực, chủ động trong học tập (hoạt động học
của học sinh là trung tâm, giáo viên là người hỗ trợ, hướng dẫn);
– Hình thức dạy học: Các giờ học chuyển từ chủ yếu diễn ra trên lớp học
truyền thống sang việc đa dạng hóa các hình thức dạy học, kết hợp cả trong và
ngoài lớp học, ngoài nhà trường: dạy học tại di sản, dạy học gắn với sản xuất
kinh doanh, tăng cường các hoạt động xã hội, tăng cường ứng dụng công nghệ
thông tin, nghiên cứu khoa học, hoạt động trải nghiệm sáng tạo…Từ chủ yếu
dạy học toàn lớp sang kết hợp giữa dạy học nhóm nhỏ, cá nhân với toàn lớp
học;
– Kiểm tra đánh giá: Từ chủ yếu kiểm tra việc ghi nhớ kiến thức sang
đánh giá năng lực; từ chủ yếu đánh giá kết quả học tập sang kết hợp đánh giá kết
quả học tập với đánh giá quá trình, đánh giá sự tiến bộ của học sinh;
– Các điều kiện dạy học: Chuyển từ việc chủ yếu khai thác các điều kiện
giáo dục trong phạm vi nhà trường sang việc tạo điều kiện cho học sinh được
học tập qua các nguồn học liệu đa dạng, phong phú trong xã hội, nhất là qua
Internet;… phát triển năng lực tự học, tự nghiên cứu và chuẩn bị tâm thế cho học
tập suốt đời.
Như vậy, việc đổi mới cách tiếp cận các thành tố quả quá trình dạy học,
đổi mới các tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông, đòi hỏi những nhà quản
lý, người giáo viên cần nhận thức đúng, thay đổi, tiếp cận và lựa chọn hình thức
giáo dục mới… nhằm phát triển phẩm chất, năng lực người học, đào tạo nguồn
nhân lực chất lượng cho tương lai. Đó là sứ mệnh của mỗi Nhà trường, Sở và
toàn ngành giáo dục.
4
2.1.2. Hiểu đúng về giáo dục STEM
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). 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.
Giáo dục STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị
cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học,
công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary)
và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. 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.
Những kiến thức và kỹ năng trong chương trình giáo dục STEM phải
được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết
về kiến thức cơ bản mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những
sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Trong đó, với kỹ năng khoa học, học sinh
được trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ
sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo
dục khoa học, học sinh có khả năng sử dụng và liên hệ các kiến thức này để thực
hành, đồng thời có tư duy vận dụng vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong
thực tế.
Với kỹ năng công nghệ, học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết
và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt
đến những hệ thống phức tạp như mạng internet, máy móc.
Về kỹ năng kỹ thuật, học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng
sản phẩm và hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải
có khả năng tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố
liên quan (như vật lý, nghệ thuật, công nghệ, hóa học) 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.
Và cuối cùng, kỹ năng toán học là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được
vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trong cuộc sống. Học sinh được
đào tạo nhằm mục tiêu có kỹ năng toán học để thực hiện các ý tưởng một cách
chính xác, có khả năng áp dụng các lý thuyết và kỹ năng toán học vào cuộc sống
hằng ngày.
2.1.3. Sự cần thiết áp dụng giáo dục STEM
Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực
hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, 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 học qua thực hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp
STEM.
Ở cấp độ chương trình giáo dục phổ thông, giáo dục STEM vừa mang
nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học,
5
vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất
người học.
Đối với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM, được học
nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với
việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó. Những học
sinh được dạy học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ưu thế nổi
bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn; khả
năng sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội
phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng
nề, quá tải đối với học sinh.
Trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục STEM
đã được chú trọng thông qua các biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thông
mới có đầy đủ các môn học STEM. Đó là các môn Toán học; Khoa học tự
nhiên; Công nghệ; Tin học. Vị trí, vai trò của giáo dục tin học và giáo dục công
nghệ trong chương trình giáo dục phổ thông mới đã được nâng cao rõ rệt. Điều
này không chỉ thể hiện rõ tư tưởng giáo dục STEM mà còn là sự điều chỉnh kịp
thời của giáo dục phổ thông trước cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
Như vậy, Định hướng đổi mới phương pháp giáo dục nêu trong chương
trình giáo dục phổ thông tổng thể 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. Giáo dục STEM tiếp cận đổi mới các thành tố của quá trình dạy
học, hoàn toàn phù hợp và rất cần thiết với chương trình giáo dục phổ thông
mới.
2.2. Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông
2.2.1. Xây dựng kế hoạch
Để tìm ra các biện pháp nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường
trung học phổ thông, nhóm chúng tôi gồm ba thành viên:
1) Chu Ngọc Sơn – Giáo viên môn Hóa học – Trưởng nhóm;
2) Phạm Văn Dinh – Giáo viên môn Vật lý – Thành viên;
3) Ngô Thị Hồng Nhung – Giáo viên môn Hóa học – Thành viên.
Đã cùng nhau lên ý tưởng, xây dựng kế hoạch, phân chia nhiệm vụ, tổ chức thực
hiện và thực nghiệm tại các trường THPT Nguyễn Huệ, THPT Nguyễn Khuyến,
Hội thi sáng tạo KHKT và ngày hội STEM Tỉnh Nam Định năm 2021, cụ thể:
Các thành viên trong nhóm nghiên cứu cơ sở lý thuyết về đổi mới cách
tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung
sang tiếp cận năng lực của người học, hiểu đúng về giáo dục STEM và sự cần
thiết của giáo dục STEM với chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, để lựa
chọn sáng kiến “Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ
thông”, tham mưu Ban giám hiệu lựa chọn giáo viên thực hiện chuyên đề STEM
cấp trường, chuyên đề STEM cấp cụm các trường Thành phố Nam Định, hướng
dẫn HS trải nghiệm STEM và tham gia Hội thi sáng sáng tạo KHKT và STEM
Tỉnh Nam Định năm 2021.
6
Các thành viên trong nhóm cùng nhau nghiên cứu công văn
3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14 tháng 8 năm 2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo;
Công văn số 1303/SGDĐT-GDTrH ngày 08 tháng 9 năm 2020 của Sở Giáo dục
và Đào tạo Nam Định về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo
dục trung học. Tập trung thảo luận và nghiên cứu kĩ các hình thức tổ chức giáo
dục STEM, nội dung giáo dục STEM, xây dựng và thực hiện bài học STEM,
phân chia nhiệm vụ và tiến hành thực nghiệm:
Nhiệm vụ 1: Dạy các môn khoa học theo bài học STEM
Thực hiện nhiệm vụ 1 gồm hai thành viên, nghiên cứu hình thức tổ chức
dạy học, lựa chọn chủ đề, xây dựng và thực hiện bài học STEM và tiến hành
thực nghiệm, cụ thể:
1. Chu Ngọc Sơn – Giáo viên môn Hóa học
BÀI HỌC STEM LỚP 10
Chủ đề: CHẤT KHÍ – THIẾT KẾ DỤNG CỤ BƠM BÓNG BAY
Lớp giảng dạy: Lớp 10A2 – Trường THPT Nguyễn Huệ
Giáo viên dự: Toàn bộ thầy cô trong hội đồng sư phạm trường THPT
Nguyễn Huệ.
2. Phạm Văn Dinh – Giáo viên môn Vật lý
BÀI HỌC STEM LỚP 11
Chủ đề: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG NGUỒN ĐIỆN TỪ NHỮNG VẬT
DỤNG QUANH TA
Lớp giảng dạy: Lớp 11A3 – Trường THPT Nguyễn Khuyến
Giáo viên dự: Các thầy cô các trường THPT Cụm Thành phố Nam Định
Nhiệm vụ 2: Tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
Thực hiện nhiệm vụ gồm 1 thành viên, nghiên cứu hình thức tổ chức hoạt
động nghiên cứu khoa học, lựa chọn 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 lựa chọn đề tài phù hợp với học sinh và hướng dẫn học sinh thực hiện
đề tài, đăng kí cho học sinh tham gia Hội thi khoa học kĩ thuật và ngày hội
STEM cấp Tỉnh năm 2021, cụ thể:
Chủ đề: XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG CLO TRONG NƯỚC SAU KHỬ
TRÙNG VÀ CÁCH XỬ LÝ
Học sinh thực hiện: Bùi Thị Mỹ Lệ – Lớp 12A2 THPT Nguyễn Huệ
Chu An Khang – Lớp 12A2 THPT Nguyễn Huệ
Giáo viên hướng dẫn: Ngô Thị Hồng Nhung – Giáo viên môn Hóa học
2.2.2. Tiến hành thực nghiệm
A. Thực nghiệm nhiệm vụ 1: Dạy các môn khoa học theo bài học STEM
a) Nghiên cứu hình thức tổ chức dạy các môn khoa học theo bài học STEM
7
– Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung
học. Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học
các môn học thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận tích
hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn.
– Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các môn
học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định
của các môn học trong chương trình.
– Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo
khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dung kiến thức thông qua các hoạt
động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử
nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế
dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
b) Nghiên cứu nội dung bài học STEM
Nội dung bài học STEM nằm trong chương trình giáo dục phổ thông,
gắn kết các vấn đề của thực tiễn xã hội
– Nội dung bài học STEM đuợc gắn kết với các vấn đề thực tiễn đời sống
xã hội, khoa học, công nghệ và học sinh đuợc yêu cầu tìm các giải pháp đế giải
quyết vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt của bài học.
– Nội dung kiến thức của các bài học thuộc một môn học hoặc một số môn
học trong chương trình; bảo đảm giải quyết được vấn đề đặt ra một cách tương
đối trọn vẹn.
Bài học STEM dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật
– Bài học STEM đuợc xây dựng dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật với
tiến trình bao gồm 8 bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất
các giải pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mô hình (nguyên mẫu); thử nghiệm và
đánh giá; chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế.
– Cấu trúc bài học STEM có thể đuợc chia thành 5 hoạt động chính, thể
hiện rõ 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật như sau:
+ Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu cầu chế tạo một sản phẩm ứng
dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thể.
+ Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (bao gồm kiến thức trong bài
học cần sử dụng để giải quyết vấn đề hoặc chế tạo sản phẩm theo yêu cầu) và đề
xuất các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu.
+ Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến
thức nền để giải thích, chứng minh và lựa chọn, hoàn thiện phương án tốt nhất.
+ Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đã đuợc lựa
chọn; thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo.
+ Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều
chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu.
Phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi và khám
phá, định hướng hành động
8
– Hoạt động học của học sinh đuợc thiết kế theo hướng mở về điều kiện
thực hiện, nhưng cụ thể về tiêu chí của sản phẩm cần đạt.
– Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác;
quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của học sinh.
– Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng
và thiết kế lại nguyên mẫu của mình nếu cần.
– Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và xây dựng hoạt động tìm
tòi, khám phá của bản thân.
Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến
tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận
dụng kiến thức để giải quyết vấn đề.
– Hình thức tổ chức bài học STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động
trong và ngoài lớp học nhưng cần đảm bảo mục tiêu dạy học của phần nội dung
kiến thức trong chương trình.
– Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao
tiếp và hợp tác cho học sinh nhưng phải chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của
mỗi học sinh trong nhóm.
Thiết bị dạy học cần lưu ý đến việc sử dụng thiết bị, công nghệ sẵn có,
dễ tiếp cận với chi phí tối thiếu.
– Sử dụng tối đa các thiết bị sẵn có thuộc danh mục thiết bị dạy học tối
thiểu theo quy định.
– Tăng cường sử dụng các vật liệu, công cụ gia dụng, công nghệ sẵn có,
dễ tiếp cận, chi phí rẻ và an toàn.
– Khuyến khích sử dụng các nguồn tài nguyên số bổ trợ, thí nghiệm ảo,
mô phỏng, phần mềm, có thể dễ dàng truy cập sử dụng trong và ngoài lớp học
để học sinh chủ động học tập.
c) Quy trình xây dựng bài học STEM
Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện
tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc
thiết bị công nghệ ứng dụng kiến thức đó trong thực tiễn để lựa chọn nội dung
của bài học.
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi
giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy
trong chương trình môn học đã được lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức,
kỹ năng đã biết để xây dựng bài học.
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề
Xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm làm căn cứ quan trọng để đề
xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm.
9
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 các hoạt động học bao hàm các bước của
quy trình kĩ thuật.
– Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung, dự kiến
sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành và cách thức tổ chức hoạt động
học tập. Các hoạt động học tập đó 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.
d) Thiết kế tiến trình dạy học
– Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật, nhưng các bước
trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà thực hiện song
song, tương hỗ lẫn nhau. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể được tổ
chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có
thể được thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá. Trong đó, bước
này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia.
– Mỗi bài học STEM có thể được tổ chức theo 5 hoạt động dưới đây.
Trong đó, hoạt động 4 và 5 được tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và
ngoài lớp học theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng bài học.
– Mỗi hoạt động phải được mô tả rõ mục đích, nội dung, dự kiến sản
phẩm hoạt động của học sinh và cách thức tổ chức hoạt động.
– Nội dung hoạt động có thể được biên soạn thành các mục chứa đựng các
thông tin như là nguyên liệu, kèm theo các lệnh hoặc yêu cầu hoạt động để học
sinh tìm hiểu, gia công trí tuệ để giải quyết vấn đề đặt ra trong hoạt động; cách
thức tổ chức hoạt động thể hiện phương pháp dạy học, mô tả cách thức tổ chức
từng mục của nội dung hoạt động để học sinh đạt được mục đích tương ứng.
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề. Trong
đó, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập hoặc giải quyết một vấn đề
cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học
đế để xuất, xây dựng giải pháp. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan
trọng, buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết
kế cho sản phẩm cần làm.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Tổ chức cho học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tăng cường mức
độ tự lực tuỳ thuộc từng đối tượng học sinh dưới sự hướng dẫn một cách linh
hoạt của giáo viên. Khuyến khích học sinh hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến
thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Tổ chức cho học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo
thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); giáo viên tổ chức
10
góp ý, chú trọng việc chỉnh sửa và xác thực các thuyết minh của học sinh để học
sinh nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi tiến
hành chế tạo, thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Tổ chức cho học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế, kết hợp tiến
hành thử nghiệm trong quá trình chế tạo. Hướng dẫn học sinh đánh giá mẫu và
điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Tổ chức cho học sinh trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi,
thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.
e) Kế hoạch bài học STEM và thực nghiệm tại các trường THPT:
Sau khi nắm vững hình thức tổ chức dạy các môn khoa học theo bài học
STEM, nội dung giáo dục STEM, Quy trình 4 bước xây dựng bài học STEM,
nhóm chúng tôi gồm 2 thành viên đã tiến hành thiết kế tiến trình dạy học gồm 5
hoạt động và áp dụng giảng dạy thực nghiệm tại lớp 10A2 – THPT Nguyễn Huệ
và lớp 11A3 – THPT Nguyễn Khuyến.
BÀI HỌC STEM LỚP 10
Chủ đề: CHẤT KHÍ – THIẾT KẾ DỤNG CỤ BƠM BÓNG BAY
Lớp giảng dạy: Lớp 10A2 – Trường THPT Nguyễn Huệ
Giáo viên giảng dạy: Chu Ngọc Sơn – Giáo viên môn Hóa học
Giáo viên dự giờ: Toàn bộ thầy cô giáo trong hội đồng sư phạm Trường

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

SKKN Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường THPT

Comments

Leave a Reply Cancel reply