1.2.4. Quy trình triển khai một bài học STEM

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL • Tổ chức hoạt động nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật: Hoạt động nghiên cứu Khoa học được thực hiện dưới dạng đề tài hoặc dự án nghiên cứu được thực hiện bởi một hay nhiều cá nhân dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn. Hoạt động này nhằm phát hiện và bồi dưỡng những học sinh có đam mê nghiên cứu, tìm tòi và khám phá Khoa học, giúp học sinh vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn [3]. 1.2.4. Quy trình triển khai một bài học STEM Hiện nay có rất nhiều những giáo trình dạy STEM khác nhau, mỗi giáo trình lại có một quy trình triển khai bài học khác nhau. Tuy nhiên, tại Mỹ, quy trình được sử dụng phổ biến là quy trình 5E. Mô hình 5E được xây dựng dựa trên thuyết kiến tạo, người học sẽ được xây dựng kiến thức dựa trên sự tìm tòi và trải nghiệm. • Engage (Gắn kết): Ở bước này, giáo viên đặt vấn đề bằng cách thu hút sự chú ý của học sinh thông qua những câu hỏi, tình huống hấp dẫn, gắn liền với thực. Đồng thời, ở bước này giáo viên cũng có thể đánh giá sơ bộ được sự quan tâm và sự hiểu biết của học sinh về vấn đề được đặt ra. • Explore (Khảo sát): Ở bước này, học sinh sẽ tự đặt ra những giả thuyết, tự làm thí nghiệm kiểm chứng và tự rút ra kết luận. Giáo viên chỉ đóng vai trò là người hỗ trợ, quan sát và đặt ra những câu hỏi giúp học sinh nâng cao tư duy phản biện và phân tích dữ liệu. Bước này thường triển khai theo nhóm học tập, giáo viên cần chú ý các công việc được phân chia cho các thành viên trong nhóm để đảm bảo học sinh ai cũng có những vai trò quan trọng như những nhà khoa học thực sự. • Explain (Giải thích): Bước này thầy cô sẽ can thiệp sâu hơn vào những phỏng đoán và giải thích của học sinh, cùng học sinh phân tích, giải thích quá trình và kết quả làm việc. Đồng thời, đây cũng là bước để giáo viên cung cấp cho học sinh những khái niệm và giải thích những hiểu lầm.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL • Elaborate (Vận dụng): Ở bước này, những kiến thức đã tìm tòi được sẽ được mở rộng để áp dụng vào đời sống hoặc liên hệ với những vấn đề khác tương tự. Bước này giúp học sinh nâng cao kỹ năng vận dụng kiến thức và hình thành những góc nhìn sáng tạo với những vấn đề gặp phải trong cuộc sống. • Evaluate (Đánh giá): Thầy cô cùng học trò sẽ cùng nhau đánh giá xem những kiến thức gì đã được học có gì mới so với vốn hiểu biết ban đầu, kỹ năng được phát triển ra sao. Sản phẩm để đánh giá rất đa dạng, có thể là những ghi chép và hình ảnh minh họa, biểu đồ… trong suốt quá trình thực hiện; hoặc là những bài trình bày hoặc sản phẩm của học sinh… Việc đánh giá không chỉ diễn ra ở bước cuối cùng mà còn được lồng ghép ở các bước trên thông qua việc quan sát của thầy cô, sự giao tiếp và hợp tác của học sinh trong quá trình làm việc. Ở Việt Nam, thông qua công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa ra một quy trình triển khai một bài học STEM như sau: • Bước 1: Xác định vấn đề Ở bước này, giáo viên đưa ra một vấn đề sao cho hấp dẫn và gắn liền với thực tiễn với những tiêu chí rõ ràng. Để giải quyết được vấn đề này, học sinh phải vận dụng những kiến thức, kỹ năng mới trong bài học để đưa ra giải pháp, tạo ra sản phẩm phù hợp với tiêu chí đề ra. • Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp Giáo viên chỉ đóng vai trò là người gợi mở, hướng dẫn học sinh để học sinh tự tìm tòi những kiến thức liên quan, vận dụng những kiến thức để đề xuất ra những giải pháp nhằm giải quyết vấn đề một cách hợp lý nhất. • Bước 3: Lựa chọn giải pháp Sau khi đã thảo luận và đưa ra được những giải pháp, giáo viên tổ chức cho học sinh trình bày về giải pháp của mình và thảo luận, góp ý, chỉnh sửa để 19

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL giải pháp trở nên tốt nhất và phù hợp nhất. Sau khi nhận được sự góp ý và phản hồi, học sinh sẽ cần chỉnh sửa thiết kế trước khi tiến hành thực hiện. • Bước 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Ở bước này, học sinh sẽ tiến hành thực hiện sản phẩm theo bản thiết kế. Tuy nhiên, trong quá trình làm việc sẽ có những bất cập xảy ra, giáo viên phải là người hướng dẫn học sinh đánh giá và điều chỉnh thiết kế ban đầu để đảm bảo sản phẩm được khả thi. Việc thử nghiệm và đánh giá cũng được thực hiện luôn trong bước này để học sinh có những cơ sở cải tiến sản phẩm tốt hơn. • Bước 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Học sinh sẽ trình bày sản phẩm của mình dưới nhiều hình thức khác nhau, khuyến khích sự sáng tạo trong việc trình bày để nâng cao kỹ năng giao tiếp cho học sinh. Bước này sẽ giúp học sinh khắc sâu những kiến thức trọng tâm, giúp giáo viên kiểm tra được mức độ hiểu biết của học sinh về vấn đề và giúp sản phẩm của học sinh có thể được phát triển tốt hơn. Các bước trong quy trình này có thể linh hoạt, không nhất thiết phải thực hiện tuần tự, có thể thực hiện song song hay tương hỗ lẫn nhau để phù hợp với từng hoàn cảnh và nội dung kiến thức khác nhau. Bước 4 và bước 5 có thể triển khai ở không gian lớp học hoặc ngoài lớp học tùy thuộc phạm vi và nội dung kiến thức. Mỗi hoạt động cần rõ ràng về mục tiêu, nội dung kiến thức và cách thức triển khai để học sinh và giáo viên không bị bỡ ngỡ trong quá trình làm việc. 1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới việc triển khai dạy học STEM Do tính chất khác biệt với giáo dục truyền thống nên để triển khai hiệu quả giáo dục STEM, chúng ta cần chuẩn bị đầy đủ các điều kiện cần và đủ không chỉ về nội dung giảng dạy mà còn phải chuẩn bị về yếu tố con người và cơ sở vật chất. Qua nghiên cứu, tác giả đã đúc rút ra một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới việc triển khai giáo dục STEM như sau: 20

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL 1.2.5.1.Về giáo viên Việc triển khai giáo dục STEM có hiệu quả hay không phụ thuộc rất nhiều vào năng lực của giáo viên. Tại Việt Nam hiện nay, giáo viên phần lớn vẫn dạy học theo hình thức truyền thống, ít lồng ghép những kiến thức thực tế, chú trọng nhiều vào kiến thức hàn lâm. Bên cạnh đó, quan điểm học để thi đã khiến giáo viên giảng dạy một cách nhồi nhét hoặc chỉ hướng dẫn học sinh tính nhanh, làm nhanh mà chưa quan tâm tới việc dạy cho học sinh hiểu về bản chất của vấn đề. Điều này đã diễn ra nhiều năm, ăn sâu vào nhận thức nên để thay đổi là cả một quá trình. Ngoài ra, đội ngũ giáo viên hiện nay hầu hết được đào tạo đơn môn do đó việc triển khai mang tính chất liên môn như giáo dục STEM sẽ gặp nhiều trở ngại. Mặt khác, các giáo viên còn ngại chia sẻ, ngại học hỏi nên việc kết hợp nhiều bộ môn trong một chủ đề STEM cũng rất khó khăn. Để triển khai giáo dục STEM được đồng loạt và hiệu quả, đội ngũ giáo viên phải được đào tạo bài bản, hiểu về bản chất giáo dục STEM và quy trình triển khai các bài học STEM. Các trường sư phạm cần phải mở rộng chương trình đào tạo, đảm bảo giáo sinh được tiếp xúc với đa ngành, đa môn học, trau dồi và phát triển kỹ năng cho giáo sinh để đảm bảo chất lượng giáo viên sau khi tốt nghiệp. Ngoài ra, để nâng cao trình độ của giáo viên trong nhiều lĩnh vực của STEM, cần phải tổ chức đào tạo theo nhóm, các giáo viên bộ môn kết hợp với nhau để cùng xây dựng và triển khai một chủ đề STEM, thường xuyên đào tạo, tập huấn cho đội ngũ giáo viên STEM tại các trường phổ thông để nâng cao chuyên môn, nghiệp vụ. Hiện nay, bộ Giáo dục cũng đã và đang triển khai thường xuyên các buổi tập huấn chương trình giáo dục phổ thông mới nhằm nâng cao chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm cho giáo viên, giúp giáo viên tiếp cận với phương pháp dạy học mới một cách hiệu quả. Bên cạnh đó, các tổ chức giáo dục của Microsoft, Nasa… cũng thường xuyên có những chương trình hỗ trợ giáo viên, giúp giáo viên không chỉ được học hỏi từ những người đồng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL nghiệp trong nước mà còn được trau dồi kinh nghiệm từ những đồng nghiệp ở nhiều quốc gia khác nhau. Nói chung có rất nhiều cách thức và phương tiện giúp giáo viên phát triển bản thân, phát triển nghề nghiệp, tuy nhiên, để đáp ứng được chương trình giáo dục phổ thông mới; đáp ứng yêu cầu thay đổi của giáo dục, giáo viên phải luôn chủ động, sáng tạo và yêu nghề; dám nghĩ, dám làm và dám thay đổi. 1.2.5.2. Về chương trình giáo dục Hiện nay chưa có một chương trình cụ thể hóa nào về giáo dục STEM, mặc dù trong chương trình giáo dục phổ thông mới có chú trọng và tạo điều kiện cho việc triển khai giáo dục STEM nhưng vẫn khiến giáo viên gặp khó khăn trong việc thực hiện. Với khung chương trình đề ra, giáo viên sẽ khó khăn trong việc vừa đảm bảo nội dung kiến thức, vừa đảm bảo các hoạt động để tăng cường các kỹ năng cho học sinh. Vì vậy, khi triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới, cần có những hướng dẫn cụ thể về những chủ đề dạy học để giáo viên dễ dàng tiếp cận và triển khai. Bên cạnh đó cần phải có những chính sách, quy định đi kèm để giáo dục STEM không chỉ dừng lại ở phong trào. Hơn thế nữa, chương trình giáo dục phổ thông mới được áp dụng cho bậc THPT từ năm 2022 – 2023, học sinh sẽ học 12 môn học trong đó có 7 môn bắt buộc (Toán, Ngữ Văn, Ngoại ngữ 1, Giáo dục thể chất, Giáo dục quốc phòng và an ninh, Hoạt động trải nghiệm và hướng nghiệp, Nội dung giáo dục địa phương) và 5 môn tự chọn được chọn từ 3 nhóm môn học (với mỗi nhóm chọn ít nhất 1 môn): nhóm Khoa học xã hội (Địa lý, Lịch sử, Giáo dục Kinh tế và Pháp luật); nhóm Khoa học tự nhiên (Vật lý, Hóa học, Sinh học); nhóm Công nghệ và nghệ thuật (Công nghệ, Tin học, Nghệ thuật). Đây cũng là thách thức với giáo viên trong việc kết hợp với các môn học và lựa chọn các chủ đề STEM phù hợp. Bên cạnh chương trình học thì việc kiểm tra đánh giá cũng là một rào cản

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL rất lớn với việc triển khai giáo dục STEM trong trường phổ thông. Hiện nay, hầu hết các kỳ thi của Việt Nam vẫn còn coi trọng kiến thức và kỹ năng làm bài; trong khi đó, giáo dục STEM đòi hỏi cần đánhgiá người học theo quá trình, đánh giá sản phẩm, đánh giá những kỹ năng về giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, sáng tạo… Việc này dẫn tới việc triển khai giáo dục STEM ở các trường phổ thông hiện nay thường tránh những lớp cuối cấp để các em có thời gian ôn thi, STEM chỉ là những hoạt động phụ, ngoài giờ lên lớp. Vì vậy, muốn triển giáo dục STEM hiệu quả cần phải nhanh chóng đổi mới các hình thức kiểm tra đánh giá phù hợp. 1.2.5.3. Về cơ sở vật chất Cơ sởvật chất ở trường học quyết định rất nhiều tới hiệu quả của việc triển khai giáo dục STEM. Hiện nay, các trường phổ thông tại Việt Nam thường có sĩ số đông, việc này dẫn tới khó khăn trong việc triển khai các hoạt động giáo dục STEM. Ngoài ra, do đặc thù về phương pháp giảng dạy nên để triển khai một bài học STEM giáo viên thường phải chuẩn bị khá nhiều dụng cụ học tập trong khi đó hầu hết các trường phổ thông hiện nay chưa có phòng học riêng cho STEM, giáo viên sẽ khó khăn hơn trong việc chuẩn bị; học sinh ít có điều kiện thực hành, nghiên cứu hay thực hiện các hoạt động làm việc nhóm. Bên cạnh đó, các hoạt động liên quan tới công nghệ, khoa học máy tính, robotic… đòi hỏi việc đầu tư cơ sở vật chất lớn vì thế hầu như rất ít các trường công lập có khả năng triển khai. Tất cả những khó khăn này khiến cho việc xây dựng các chủ đề dạy học STEM bị hạn chế rất nhiều. Tuy rằng việc triển khai dạy học STEM không nhất thiết phải tốn kém và đầu tư cơ sở vật chất hiện đại vì thực tế ở các khu vực nông thôn, miền núi, nếu giáo viên biết cách lựa chọn chủ đề phù hợp thì hoàn toàn triển khai được giáo dục STEM trong trường học. Nhưng đểtriển khai giáo dục STEM một cách toàn diện nhất, học sinh cần được tiếp cận với những trang thiết bị hiện đại, chính vì vậy việc đầu tư cho cơ sở 23

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL vật chất là cực kỳ cấp thiết. 1.3. Dạy học theo chủ đề 1.3.1. Khái niệm dạy học theo chủ đề Dạy học theo chủ đề là một mô hình dạy học trong đó nội dung dạy học được xây dựng dưới các chủ đề khác nhau có ý nghĩa thực tiễn; bằng cách kết hợp nhiều lĩnh vực, môn học với nhau, dạy học theo chủ đề giúp học sinh lĩnh hội kiến thức và phát triển tư duy một cách toàn diện [20]. Thay cho việc dạy học được triển khai theo từng bài hay từng tiết trong sách giáo khoa, giáo viên căn cứ vào nội dung chương trình, mục tiêu dạy học và điều kiện của nhà trường để xây dựng các chủ đề dạy học phù hợp, gắn liền với thực tiễn. Chủ đề dạy học có thể bao hàm kiến thức nhiều lĩnh vực, môn học khác nhau hoặc liên kết nhiều bài học khác nhau để chủ đề có ý nghĩa hơn, thực tế hơn nhờ đó học sinh có thể chủ động trong việc tìm kiếm và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Dạy học theo chủ đề là sự kết hợp giữa mô hình dạy học truyền thống và hiện đại, ở đó giáo viên không dạy học chỉ bằng cách truyền thụ kiến thức mà chủ yếu là hướng dẫn học sinh tự lực tìm kiếm thông tin, sử dụng kiến thức vào giải quyết các nhiệm vụ có ý nghĩa thực tiễn. 1.3.2. Dạy học chủ đề STEM Theo tác giả Nguyễn Thanh Nga: “Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông. Trong quá trình dạy học, giáo viên tổ chức cho học sinh làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ toán học để tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kỹ năng và tư duy của học sinh.” [16].

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Dạy học các kiến thức Vật lý theo chủ đề STEM là việc xây dựng nội dung dạy học gắn liền với thực tiễn đòi hỏi học sinh phải đưa ra được những giải pháp để giải quyết vấn đề. Thông qua quá trình giải quyết vấn đề, học sinh tìm tòi, khám phá những kiến thức khoa học mới, nâng cao kỹ năng công nghệ, thực hành; phát triển tư duy phản biện, giao tiếp và sáng tạo, từ đó hình thành cho học sinh những năng lực, phẩm chất cần thiết trong cuộc sống. Dạy học Vật lý theo chủ đề STEM sẽ tạo cơ hội cho học sinh thực hành nhiều hơn, học sinh được lĩnh hội kiến thức thông qua các vấn đề thực tiễn tạo ra sự hứng thú trong học tập và giúp học sinh khắc ghi kiến thức lâu hơn, sâu hơn. 1.3.3. Phân loại chủ đề STEM Phân loại chủ đề STEM

Dựa trên lĩnh vực STEM Chủ đề STEM đầy đủ: vận dụng kiến thức của cả 4 lĩnh vực Chủ đề STEM khuyết: vận dụng kiến thức của ít nhất 2 lĩnh vực trở lên

Dựa trên phạm vi kiến thức Chủ đề STEM cơ bản: nội dung chủ đề bám sát chương trình giáo dục phổ thông Chủ đề STEM mở rộng: kiến thức có thể nằm ngoài chương trình phổ thông, học sinh cần tìm hiểu và nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành

Dựa vào mục đích dạy học Chủ đề STEM dạy học: giúp học sinh xây dựng kiến thức mới thông qua chủ đề Chủ đề STEM vận dụng: học sinh vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề thực tiễn