- Trang Chủ
- Khoa học xã hội
- Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Thiết kế chủ đề STEM “đèn học thay đổi cường độ sáng” theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh trung học cơ sở
Xem mẫu
- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Nguyễn Trúc Vy
THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM
“ĐÈN HỌC THAY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ SÁNG”
THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Thành phố Hồ Chí Minh - 2020
- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Nguyễn Trúc Vy
THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM
“ĐÈN HỌC THAY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ SÁNG”
THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ
Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
ThS. LÊ HẢI MỸ NGÂN
Thành phố Hồ Chí Minh - 2020
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Lê Hải Mỹ Ngân, người đã
luôn tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên
cứu và hoàn thành khoá luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trường, Phòng đào tạo, các Thầy, Cô trong Khoa Vật
lý Trường Đại học Sư phạm TP.Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện khoá
luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Quí Thầy Cô đã tham gia khảo sát và đóng góp ý kiến
cho tôi, giúp tôi hoàn thiện tốt hơn đề tài của mình.
Qua đây tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện khoá luận này.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2020
Sinh viên
Nguyễn Trúc Vy
i
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
Danh mục các chữ viết tắt .................................................................................. iv
Danh mục các bảng .............................................................................................. v
Danh mục các hình .............................................................................................. vi
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 - CƠ SỞ LÍ LUẬN ......................................................................... 4
1.4.1. Tiến trình chủ đề STEM theo qui trình thiết kế kĩ thuật ...................... 6
1.4.2. Tiêu chí xây dựng và đánh giá bài học STEM ................................... 11
1.5.1. Khái niệm năng lực và đặc điểm của năng lực .................................. 12
1.5.2. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực .................................... 13
1.6.1. Mục tiêu và nội dung chương trình [3] .............................................. 14
1.6.2. Khung năng lực KHTN ...................................................................... 14
ii
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
Kết luận chương 1 .............................................................................................. 20
CHƯƠNG 2 - THIẾT KẾ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “ĐÈN HỌC
THAY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ SÁNG” ......................................................................... 21
2.4.1. Mô tả chủ đề ....................................................................................... 34
2.4.2. Vị trí trong chương trình .................................................................... 37
2.4.3. Mục tiêu ............................................................................................. 40
2.4.4. Tiến trình hoạt động chung ................................................................ 41
2.4.5. Ma trận đánh giá................................................................................. 44
2.4.6. Danh sách phương tiện/học liệu dạy học ........................................... 46
2.4.7. Tiến trình dạy học chi tiết .................................................................. 48
Kết luận chương 2 .............................................................................................. 63
CHƯƠNG 3 - THAM KHẢO Ý KIẾN CHUYÊN GIA ................................. 64
Kết luận chương 3 .............................................................................................. 83
Kết luận ............................................................................................................... 84
Tài liệu tham khảo ............................................................................................. 85
PHỤ LỤC ......................................................................................................... PL1
iii
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu Chú thích
GV Giáo viên
HS Học sinh
GDPT Giáo dục phổ thông
KHTN Khoa học tự nhiên
THCS Trung học cơ sở
SGK Sách giáo khoa
EDP Engineering design process
iv
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các pha hoạt động dạy học chủ đề STEM ............................................... 10
Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học......................................................... 11
Bảng 1.3. Khung năng lực KHTN ............................................................................ 14
Bảng 2.1. Các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề ................................................... 21
Bảng 2.2. Danh sách các nguyên vật liệu sử dụng chế tạo sản phẩm minh họa ...... 23
Bảng 2.3. Các bước chế tạo mô hình đèn học thay đổi cường độ sáng.................... 26
Bảng 2.4. Nội dung kiến thức tích hợp trong chủ đề ............................................... 30
Bảng 2.5. Tổng hợp các kiến thức HS kiến tạo trong chủ đề ................................... 31
Bảng 2.6. Tổng hợp các kiến thức liên quan đến chủ đề .......................................... 32
Bảng 2.7. Mục tiêu dạy học chủ đề STEM............................................................... 40
Bảng 2.8. Tiến trình hoạt động ................................................................................. 41
Bảng 2.9. Ma trận đánh giá năng lực........................................................................ 44
Bảng 2.10. Danh sách phương tiện/học liệu sử dụng ............................................... 47
Bảng 2.11. Tiến trình dạy học chủ đề ....................................................................... 48
Bảng 3.1. Danh sách chuyên gia tham gia khảo sát, đóng góp ý kiến cho đề tài ..... 64
Bảng 3.2. Khảo sát ý kiến của chuyên gia về chủ đề “Đèn học thay đổi cường độ
sáng” theo định hướng giáo dục STEM ................................................................... 65
Bảng 3.3. Khảo sát ý kiến của chuyên gia về bộ hồ sơ dạy học chủ đề “Đèn học thay
đổi cường độ sáng” theo định hướng giáo dục STEM ............................................. 66
Bảng 3.4. Khảo sát ý kiến chung của chuyên gia về bộ hồ sơ dạy học chủ đề “Đèn
học thay đổi cường độ sáng” theo định hướng giáo dục STEM .............................. 79
Bảng 3.5 Định hướng chỉnh sửa và phát triển đề tài ................................................ 72
v
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ............... 6
Hình 1.2. Mô hình về qui trình thiết kế kĩ thuật của NASA ...................................... 7
Hình 1.3. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM................................................... 8
Hình 1.4. Qui trình đánh giá năng lực ...................................................................... 18
Hình 2.1. Sơ đồ mạch điện đèn học minh họa.......................................................... 22
Hình 2.2. Bản thiết kế đèn học minh họa ................................................................. 26
Hình 2.3. Sơ đồ thể hiện sự kết nối giữa nhiệm vụ - kiến thức – thiết kế ................ 35
Hình 2.4. Tiến trình thực hiện dự án ........................................................................ 39
vi
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Theo Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 [1] về Tăng cường năng lực tiếp cận cuộc
Cách mạng công nghiệp lần thứ tư (còn gọi là cách mạng công nghiệp 4.0), Thủ tướng
Chính phủ có yêu cầu phải 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 STEM bên
cạnh ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông. Theo Chương trình
phổ thông tổng thể năm 2018 [2] do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành kèm thông tư
32/2018/TT-BGDĐT đã đề cập: “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách
tiếp cận liên môn, giúp HS 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”. Giáo dục
STEM được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới và rất quan tâm trong đổi mới
giáo dục phổ thông của Việt Nam.
Chương trình phổ thông 2018 được xây dựng trên nền tảng phát triển năng lực,
gắn với nhu cầu phát triển của đất nước, những tiến bộ của thời đại về khoa học -
công nghệ và xã hội nhằm hình thành và phát triển ở HS các năng lực cốt lõi. Trong
chương trình 2018, “tính mở” là một trong các điểm mới, chỉ đưa ra các định hướng
chung về yêu cầu cần đạt, nội dung, phương pháp và đánh giá để tạo cơ hội cho GV
phát huy tính chủ động, linh hoạt và sáng tạo trong thực hiện chương trình.
Giáo dục STEM trong chương trình phổ thông 2018, được khuyến khích thực hiện
lồng ghép trong quá trình thực hiện dạy học chương trình các môn: Khoa học, KHTN,
Toán, Công nghệ, Tin học,… Điều này thể hiện qua việc giáo dục STEM đều được
nhắc đến trong chương trình các môn học này. Trong chương trình môn KHTN [3]
có đề cập “cần kết hợp giáo dục STEM trong dạy học nhằm phát triển cho HS khả
năng tích hợp các kiến thức, kĩ năng của các lĩnh vực KHTN, công nghệ, kĩ thuật,
toán vào giải quyết một số tình huống thực tiễn”.
Một phương thức triển khai giáo dục STEM trong các môn học là thông qua các
chủ đề STEM. Trong Công văn số 5555/BGDĐT – GDTrH ngày 08/10/2014 [4] có
đề cập đến việc thực hiện các chuyên đề học tập đối với HS thay cho việc dạy học
đang được thực hiện theo từng bài/tiết trong sách giáo khoa như hiện nay. Theo đó,
các tổ/nhóm chuyên môn có thể căn cứ vào chương trình và sách giáo khoa hiện hành,
lựa chọn nội dung để xây dựng các chuyên đề dạy học phù hợp, đồng thời xác định
các năng lực và phẩm chất có thể hình thành cho HS trong mỗi chuyên đề đã xây
dựng.
1
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
Trong khóa luận này, chủ đề STEM được thiết kế lồng ghép trong dạy học môn
KHTN cấp THCS và hướng vào vấn đề thực tiễn là tình trạng suy giảm thị lực của
con người nói chung và HS nói riêng. Theo báo cáo thống kê, trong năm 2015, trên
toàn thế giới có khoảng 253.000.000 người bị khiếm thị [5]. Các nhà nghiên cứu dự
báo, con số này tăng nhanh trong tương lai và gây ra gánh nặng cho xã hội. Tình trạng
suy giảm thị lực sẽ gây ra rất nhiều bất tiện trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngày.
Thực tế, thị lực của chúng ta sẽ suy giảm dần do nhiều nguyên nhân. Trong đó, điều
kiện chiếu sáng không đạt chuẩn cũng tác động nhiều đến suy giảm thị lực của mắt
như thiếu ánh sáng là một nguyên nhân chính dẫn tới mỏi mắt, tiếp xúc với quá nhiều
ánh sáng sẽ gây kích ứng mắt, làm việc trong môi trường quá ít ánh sáng làm cho mắt
phải căng để nhìn [6]. Điều này cho thấy việc bố trí ánh sáng, bố trí các loại đèn ở
nơi làm việc, sinh hoạt cho phù hợp với các điều kiện chiếu sáng trong các hoạt động
khác nhau rất cần được chú ý và xem trọng. Như vậy, làm thế nào để cường độ sáng
ở nơi học tập và sinh hoạt của chúng ta có thể thay đổi dễ dàng và thuận tiện? Trong
chủ đề “Đèn học thay đổi cường độ sáng”, HS nghiên cứu và chế tạo mô hình đèn
học có thể điều chỉnh các mức độ sáng khác nhau, từ đó điều chỉnh bật – tắt số bóng
đèn cho phù hợp. HS sử dụng các linh kiện điện tử đơn giản như đèn LED, công tắc,
dây điện, nguồn pin một chiều,… để chế tạo mô hình. Việc xây dựng tiến trình chủ
đề STEM có thể thực hiện dựa trên các qui trình dạy học tích cực như qui trình tìm
tòi khám phá, qui trình Trial,… trong đó, tiến trình chủ đề STEM theo qui trình thiết
kế kĩ thuật (EDP) giúp nhấm mạnh yếu tố công nghệ và kĩ thuật.
Vì những vấn đề nêu trên, khoá luận sẽ tập trung tìm hiểu về dạy học phát triển
năng lực kết hợp thiết kế chủ đề giáo dục STEM “Đèn học thay đổi cường độ sáng”
theo qui trình EDP để dạy học môn KHTN cho HS THCS lớp 9.
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế chủ đề STEM “Đèn học thay đổi cường độ sáng” theo định hướng triển
năng lực dạy học môn KHTN cho HS THCS.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hoạt động dạy học một số nội dung kiến thức trong mạch nội dung Điện khối
9 - môn KHTN cấp THCS.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Kiến thức trong chủ đề “Đèn học thay đổi cường độ sáng”;
- Lí luận và tổ chức dạy học STEM, qui trình thiết kế kĩ thuật;
2
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
- Chương trình môn KHTN;
- Cơ sở lí luận dạy học phát triển năng lực.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu lí thuyết về qui trình thiết kế kĩ thuật, giáo dục STEM trong chương
trình mới và dạy học theo định hướng phát triển năng lực.
- Phân tích mạch nội dung và yêu cầu cần đạt trong các môn KHTN, Công nghệ,
Toán, và Tin học trong thiết kế chủ đề Đèn học thay đổi cường độ sáng.
- Thiết kế hồ sơ dạy học chủ đề STEM “Đèn học thay đổi cường độ sáng” theo
định hướng phát triển năng lực:
✓ Kế hoạch dạy học;
✓ Phương tiện/ tài liệu hỗ trợ dạy học: thí nghiệm, video, tranh ảnh, phiếu
bài tập, thông tin thêm;
✓ Công cụ thu nhận và đánh giá kết quả học tập của HS.
- Tham khảo ý kiến chuyên gia.
5. Phương pháp nghiên cứu
5.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về giáo dục STEM dựa trên qui trình thiết kế kĩ thuật.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng phát triển năng lực.
- Nghiên cứu các kiến thức liên quan đến chủ đề Đèn học thay đổi cường độ
sáng trong chương trình môn học KHTN và các tài liệu tham khảo.
5.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Nghiên cứu các vấn đề thực tiễn của chủ đề.
5.3. Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia
- Gửi khảo sát bằng bảng hỏi.
- Ghi nhận kết quả khảo sát.
- Phân tích và đánh giá kết quả khảo sát.
6. Cấu trúc khoá luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo và phụ lục, khoá
luận được trình bày bao gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận
Chương 2: Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề Đèn học thay đổi cường độ sáng
Chương 3: Tham khảo ý kiến chuyên gia
3
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
CHƯƠNG 1 - CƠ SỞ LÍ LUẬN
Tổng quan về STEM và giáo dục STEM
STEM là viết tắt của khoa học (Science), công nghệ (Technology), kĩ thuật
(Engineering), toán học (Mathematics). Không giống như các loại hình giảng dạy
truyền thống, dạy học theo định hướng STEM kết hợp hai hay nhiều môn học thông
qua vận dụng kiến thức về khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học để giải quyết các
vấn đề thực tế trong cuộc sống dựa vào kinh nghiệm của HS. [7]
- “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó
các khái niệm học thuật mang tính nguyên tác được lồng ghép với các bài học
trong thế giới thực, ở đó các HS áp dụng các kiến thức trong khoa học, công
nghệ, kĩ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường
học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các
năng lực trong lĩnh vực STEM và có thể góp phần vào cạnh tranh trong nền kinh
tế mới.” [8]
- “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS
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.” [9]
- “Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong
các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên, trong đó nội
dung học tập đuợc gắn với thực tiễn, phương pháp dạy học theo quan diểm dạy
học định hướng hành động.” [10]
- “Tích hợp STEM được hiểu là cách tiếp cách dạy và học các nội dung và thực
hành của các tri thức liên ngành bao gồm khoa học và/hoặc toán thông qua sự
tích hợp thực hành của kĩ thuật hoặc thiết kế kĩ thuật của công nghệ phù hợp.”
[11]
Nhìn chung, có nhiều quan điểm về giáo dục STEM, tuy nhiên các quan điểm này
đều cho rằng giáo dục STEM là sự tiếp cận liên môn và quan tâm đến các vấn đề thực
tiễn. Trong khóa luận này, chúng tôi tiếp cận quan điểm về giáo dục STEM theo
Chương trình phổ thông tổng thể 2018 [2]: “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục
dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS 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”.
Mục tiêu của giáo dục STEM gồm phát triển phát triển năng lực cốt lõi và định hướng
nghề nghiệp cho HS.
4
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
Định hướng giáo dục STEM trong Chương trình GDPT 2018
Trong tài liệu Tìm hiểu về chương trình phổ thông tổng thể 2018 [12] có đề cập
đến giáo dục STEM: “Trong Chương trình GDPT 2018, giáo dục STEM vừa mang ý
nghĩa thúc đẩy 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.”
- Chương trình GDPT 2018 có đầy đủ các môn học STEM như: Toán, KHTN
(Khoa học ở tiểu học; KHTN ở THCS; nhóm môn khoa học: Vật lí, Hóa học và
Sinh học ở THPT), Công nghệ, Tin học. Các môn học này đóng vai trò quan
trọng trong việc thực hiện giáo dục STEM.
- Việc hình thành các nhóm môn: (1) nhóm môn khoa học xã hội; (2) nhóm môn
KHTN; (3) nhóm môn công nghệ và nghệ thuật với qui định chọn 5 môn học từ
3 nhóm môn học trên, mỗi nhóm chọn ít nhất 1 môn học đảm bảo tất cả HS đều
được học các môn học STEM.
- Vị trí, vai trò của môn Công nghệ và môn Tin học trong Chương trình GDPT
mới đã được nâng cao rõ rệt, điều này thể hiện rõ tư tưởng giáo dục STEM.
- Có các chủ đề STEM trong chương trình môn học tích hợp ở giai đoạn giáo dục
cơ bản như các môn Tự nhiên và Xã hội, Công nghệ, Tin học ở tiểu học; môn
KHTN ở THCS.
- Các chuyên đề học tập về STEM, nghề nghiệp STEM ở lớp 10, 11 và 12 trong
các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học; các hoạt động trải
nghiệm dưới hình thức câu lạc bộ nghiên cứu khoa học, trong đó có hoạt động
nghiên cứu STEM.
- “Tính mở” là một trong các điểm mới ở chương trình phổ thông tổng thể 2018,
GV có thể chủ động và linh hoạt trong việc xây dựng kế hoạch dạy học các nhân
dựa trên kế hoạch của nhà trường. Tính mở của chương trình mới cho phép xây
dựng một số nội dung giáo dục STEM thông qua chương trình địa phương, kế
hoạch giáo dục nhà trường, hoạt động giáo dục xã hội được tổ chức, triển khai
dưới hình thức các chương trình, hoạt động STEM.
- Định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy được nêu trong Chương trình
GDPT tổng thể phù hợp với giáo dục STEM ở các cấp dạy học tích hợp theo
chủ đề liên môn, vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
Nội dung tích hợp trong giáo dục STEM
Theo Chương trình giáo dục tổng thể 2018 [2], dạy học tích hợp “là định hướng
dạy học giúp HS phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng,... thuộc
5
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết có hiệu quả các vấn đề trong học tập và trong
cuộc sống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện kĩ năng”,
với cách hiểu như vậy, việc tổ chức giáo dục STEM mà trong đó huy động các kiến
thức của các lĩnh vực khác nhau chính là theo định hướng dạy học tích hợp.
Theo Nguyễn Thanh Nga và cộng sự: “Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận,
khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM,
hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường”
[13].
Theo Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải và các cộng sự: “Dạy học tích hợp STEM
giúp cho quá trình học diễn ra một cách tự nhiên,các sự vật hiện tượng trong thực tế
không còn bị chia tách thành các phần riêng biệt và các vấn đề xã hội là những vấn
đề phức tạp mà để giải quyết nó người học phải huy động kiến thức từ nhiều lĩnh vực.
Thông qua các nhiệm vụ cần thực hiện, HS sẽ nhận ra mối liên hệ giữa các môn học”
[14]. Mối quan hệ đó được miêu tả trong sơ đồ hình 1.1.
Hình 1.1. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [14]
Qui trình thiết kế kĩ thuật (Engineering design process)
1.4.1. Tiến trình chủ đề STEM theo qui trình thiết kế kĩ thuật
Có nhiều phương thức để triển khai giáo dục STEM và dạy học phát triển năng
lực ở nhà trường, trong đó, việc triển khai phương thức giáo dục STEM theo qui trình
thiết kế kĩ thuật (Engineering design process) giúp nhấn mạnh yếu tố công nghệ và
kĩ thuật. Qui trình thiết kế kĩ thuật mô tả cách mà các kĩ sư sử dụng để giải quyết vấn
đề. Qui trình thiết kế kĩ thuật có nhiều biến thể và mức độ phức tạp khác nhau ttùy
thuộc vào tình huống cụ thể, tuy nhiên mô hình về qui trình thiết kế kĩ thuật của
6
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
NASA (NASA Engineering design process) [15] được xem là một mô hình điển hình
và bao quát.
Hình 1.2. Mô hình về qui trình thiết kế kĩ thuật của NASA [15]
Qui trình bắt đầu bằng việc đặt câu hỏi, hình dung các giải pháp, thiết kế kế hoạch,
tạo và kiểm tra, thử nghiệm mô hình, sau đó thực hiện cải tiến. Các giai đoạn được
mô tả cụ thể như sau:
(1) Đặt câu hỏi (Ask): HS xác định vấn đề, các yêu cầu, đòi hỏi cần đáp ứng, vấn
đề phải giải quyết.
(2) Tưởng tượng (Imagine): HS suy nghĩ về các giải pháp và ý tưởng nghiên cứu.
(3) Lập kế hoạch (Plan): HS phác thảo các mẫu thiết kế có khả năng và chọn ra
một mẫu thiết cuối cùng để tiến hành thực hiện mô hình.
(4) Sáng tạo (Create): HS xây dựng mô hình, hoặc sản phẩm phù hợp với các yêu
cầu thiết kế.
(5) Kiểm tra (Test): HS tiến hành thử nghiệm; thu thập và phân tích dữ liệu; đánh
giá các giải pháp thông qua phân tích điểm mạnh, điểm yếu của từng thiết kế đã thực
hiện, tìm thấy trong quá trình thử nghiệm.
(6) Cải tiến (Improve): Căn cứ vào kết quả kiểm tra, thử nghiệm, HS thực hiện các
cải tiến về thiết kế, xác định những thay đổi sẽ thực hiện và giải thích về các thay đổi
này.
Chi tiết và cụ thể hóa qui trình thiết kế kĩ thuật, trong tài liệu tập huấn Xây dựng
và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học [16] của Vụ giáo dục
trung học có đề xuất qui trình tổ chức dạy học chủ đề STEM theo các bước:
7
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
Hình 1.3. Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM [16]
Trong tiến trình dạy học này, việc nghiên cứu kiến thức nền chính là việc học để
chiếm lĩnh các nội dung kiến thức trong chương trình GDPT ứng với vấn đề cần giải
quyết trong bài học, mà trong đó HS là người chủ động nghiên cứu SGK, tài liệu bổ
trợ, tiến hành thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của GV;
vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành
thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua
quá trình học tập đó, HS được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng
lực.
Tiến trình dạy học chủ đề STEM tuân thủ theo qui trình thiết kế kĩ thuật nêu trên,
tuy nhiên không nhất thiết thực hiện theo trình tự từng bước (hết bước này mới đến
bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau, cụ thể là
việc “nghiên cứu kiến thức nền” được thực hiện đồng thời với “đề xuất giải pháp”;
“chế tạo mô hình” được thực hiện đồng thời với “thử nghiệm và đánh giá”, trong đó
bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Vì vậy, mỗi bài học
STEM được tổ chức theo 5 hoạt động và được trình bày trong tài liệu tập huấn Xây
8
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học của Vụ giáo
dục trung học và được tóm tắt trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Các pha hoạt động dạy học chủ đề STEM [16]
Pha Sản phẩm học Cách thức
Mục đích Nội dung
hoạt động tập dự kiến hoạt động
Xác định Tìm hiểu Bài ghi chép GV giao nhiệm vụ
tiêu chí sản hiện tượng, thông tin về (nội dung, phương
phẩm; phát sản phẩm, hiện tượng, sản pháp, cách thực
hiện vấn công nghệ; phẩm, công hiện, yêu cầu sản
đề/nhu cầu. đánh giá, đặt nghệ; đánh giá, phẩm phải hoàn
Hoạt động câu hỏi về đặt câu hỏi về thành); HS thực hiện
1. Xác hiện tượng, hiện tượng, sản nhiệm vụ (qua thực
định vấn sản phẩm, phẩm, công tế, tài liệu, video; cá
đề công nghệ… nghệ nhân hoặc nhóm);
Báo cáo, thảo luận
(thời gian, địa điểm,
cách thức); phát
hiện/phát biểu vấn
đề (GV hỗ trợ).
Hình thành Nghiên cứu Xác định và ghi GV giao nhiệm vụ
kiến thức nội dung được thông tin, (nêu rõ yêu cầu
mới và đề SGK, tài dữ liệu, giải đọc/nghe/nhìn/làm
xuất giải liệu, thí thích, kiến thức để xác định và ghi
pháp. nghiệm để mới, giải được thông tin, dữ
Hoạt động tiếp nhận, pháp/thiết kế. liệu, giải thích, kiến
2. Nghiên hình thành thức mới); HS
cứu kiến kiến thức nghiên cứu SGK, tài
thức nền mới và đề liệu, thí nghiệm (cá
và đề xuất xuất giải nhân hoặc nhóm);
giải pháp pháp/thiết báo cáo, thảo luận;
kế. GV điều chỉnh,
“chốt” kiến thức mới
và hỗ trợ HS đề xuất
giải pháp/thiết kế
mẫu thử nghiệm.
9
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
Lựa chọn Trình bày, Giải pháp/bản GV giao nhiệm vụ
giải giải thích, thiết kế được (nêu rõ yêu cầu HS
pháp/bản bảo vệ giải lựa chọn/hoàn trình bày, báo cáo,
thiết kế. pháp/bản thiện. giải thích, bảo vệ
Hoạt động thiết kế để giải pháp/bản thiết
3. Lựa lựa chọn và kế); HS báo cáo,
chọn giải hoàn thiện. thảo luận; GV điều
pháp hành, nhận xét, đánh
giá và hỗ trợ HS lựa
chọn giải pháp/bản
thiết kế mẫu thử
nghiệm.
Chế tạo và Lựa chọn Dụng cụ/thiết GV giao nhiệm vụ
thử nghiệm dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ (lựa chọn dụng
mẫu thiết kế. bị thí vật… đã chế cụ/thiết bị thí
Hoạt động
nghiệm; chế tạo và thử nghiệm để chế
4. Chế tạo
tạo theo mẫu nghiệm, đánh tạo/lắp ráp…); HS
mẫu, thử
thiết kế; thử giá. thực hành chế tạo,
nghiệm và
nghiệm và lắp ráp và thử
đánh giá
điều chỉnh. nghiệm; GV hỗ trợ
HS trong quá trình
thực hiện.
Trình bày, Trình bày và Dụng cụ/thiết GV giao nhiệm vụ
chia sẻ, đánh thảo luận. bị/mô hình/đồ (mô tả rõ yêu cầu và
giá sản phẩm vật…đã chế tạo sản phẩm trình bày);
nghiên cứu. được + bài HS báo cáo, thảo
trình bày báo luận (bài báo cáo,
Hoạt động
cáo. trình chiếu, video,
5. Chia sẻ,
dụng cụ/thiết bị/mô
thảo luận,
hình/đồ vật… đã chế
điều chỉnh
tạo) theo các hình
thức phù hợp (trưng
bày, triển lãm, sân
khấu hóa); GV đánh
giá, kết luận, cho
10
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
điểm và định hướng
tiếp tục hoàn thiện.
1.4.2. Tiêu chí xây dựng và đánh giá bài học STEM
Trong tài liệu tập huấn Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong
trường trung học, Vụ giáo dục trung học cũng đã nêu rõ các tiêu chí xây dựng và đánh
giá bài học STEM.
Tiêu chí xây dựng bài học STEM [4]
- Tiêu chí 1. Chủ đề STEM tập trung và các vấn đề của thực tiễn.
- Tiêu chí 2. Cấu trúc bài học STEM theo qui trình thiết kế kĩ thuật.
- Tiêu chí 3. Phương pháp dạy học bài học STEM đưa HS vào hoạt động tìm tòi
và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm.
- Tiêu chí 4. Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm
kiến tạo.
- Tiêu chí 5. Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và
toán mà HS đã và đang học.
Tiêu chí đánh giá bài học STEM
Các tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học đã được nêu rõ trong Công văn số
5555/BGDĐT – GDTrH ngày 08/10/2014 và trình bày ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học [4]
Nội
Tiêu chí
dung
Mức độ phù hợp của chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung,
phương pháp dạy học được sử dụng.
1. Kế
Mức độ rõ ràng của mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức và sản phẩm
hoạch
cần đạt được của mỗi nhiệm vụ học tập.
và tài
Mức độ phù hợp của thiết bị dạy học và học liệu được sử dụng để tổ
liệu dạy
chức các hoạt động học của HS.
học
Mức độ hợp lí của phương án kiểm tra, đánh giá trong quá trình tổ chức
hoạt động học của HS.
Mức độ sinh động, hấp dẫn HS của phương án và hình thức chuyển
2. Tổ giao nhiệm vụ học tập.
chức Khả năng theo dõi, quan sát, phát hiện kịp thời những khó khăn của
HS.
11
- Nguyễn Trúc Vy Khóa luận tốt nghiệp
Mức độ phù hợp, hiệu quả của các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích
HS hợp tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập.
Mức độ hiệu quả hoạt động của GV trong việc tổng hợp, phân tích,
đánh giá kết quả và quá trình thảo luận của HS.
Khả năng tiếp cận nhiệm vụ và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ học tập
của tất cả HS trong lớp.
Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác của HS trong việc thực
3. Hoạt
hiện các nhiệm vụ học tập.
động
Mức độ tham gia tích cực của HS trong trình bày, trao đổi, thảo luận
của HS
và 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 HS.
Giới thiệu về dạy học phát triển năng lực
1.5.1. Khái niệm năng lực và đặc điểm của năng lực
Hiện nay, có nhiều cách tiếp cận và diễn đạt khái niệm năng lực tùy thuộc vào bối
cảnh và mục đích sử dụng.
- Theo Dương Thị Thúy Hà và cộng sự cho rằng: “Năng lực là tổ hợp các kiến
thức, kĩ năng, thái độ và kinh nghiệm cá nhân cho phép thực hiện có trách nhiệm và
hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống
khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân.” [17]
- Theo Đặng Thành Hưng thì: “Năng lực là tổ hợp những hành động vật chất và
tinh thần tương ứng với dạng hoạt động nhất định dựa vào những thuộc tính cá nhân
(sinh học, tâm lí) và giá trị xã hội được thực hiện tự giác và dẫn đến kết quá phù hợp
với trình độ thực tế của hoạt động.” [18]
Trong khóa luận này, chúng tôi sẽ sử dụng khái niệm năng lực theo Chương trình
giáo dục tổng thể 2018: “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển
nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng
hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý
chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn
trong những điều kiện cụ thể. Năng lực cốt lõi là năng lực cơ bản, thiết yếu mà bất kì
ai cũng cần phải có để sống, học tập và làm việc hiệu quả.” [2]
Chương trình GDPT 2018 hình thành và phát triển cho HS những năng lực cốt lõi
sau:
12
nguon tai.lieu . vn
