Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua dạy học STEM bài Chuyển động ném – Vật lí 10

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm vận dụng phương pháp dạy học STEM vào bài “Chuyển động ném” thuộc chương trình Vật lí 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua dạy học STEM bài Chuyển động ném – Vật lí 10

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO VÀ TRẢI NGHIỆM THỰC TẾ CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC STEM BÀI "CHUYỂN ĐỘNG NÉM” - VẬT LÍ 10 LĨNH VỰC: VẬT LÍ
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 5 ------------------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài PHÁT HUY NĂNG LỰC SÁNG TẠO VÀ TRẢI NGHIỆM THỰC TẾ CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC STEM BÀI "CHUYỂN ĐỘNG NÉM” - VẬT LÍ 10 LĨNH VỰC: VẬT LÍ Nhóm tác giả: 1. Nguyễn Thị Sâm - Số điện thoại: 0368620217 2. Nguyễn Thị Hà - Số điện thoại: 0978204043 3. Trần Đức Hoài Vũ - Số điện thoại: 0984508575 Tổ: Khoa học tự nhiên Năm thực hiện: 2022 - 2023
MỤC LỤC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài .................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................. 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................ 2 4. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................ 3 5. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 3 6. Thời gian nghiên cứu ............................................................................................ 3 7. Tính mới của đề tài ................................................................................................ 3 8. Tính khả thi của đề tài ........................................................................................... 3 PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................. 4 1. Cơ sở lí luận .......................................................................................................... 4 1.1. Một số văn bản triển khai chương trình giáo dục STEM bậc THPT ................. 4 1.2. Cơ sở xây dựng khung chương trình giáo dục STEM bậc THPT...................... 4 1.3. Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông .................................................... 4 1.4. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong trường phổ thông. ......................... 5 1.4.1. Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM ............................................. 5 1.4.2. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM............................................................ 5 1.4.3. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật ......................................... 6 1.5. Xây dựng và thực hiện bài học STEM ............................................................... 6 1.5.1. Quy trình xây dựng chủ đề bài học STEM ..................................................... 6 1.5.2. Tiến trình tổ chức dạy học STEM trong trường THPT .................................. 7 1.6. Vai trò của dạy học STEM trong quá trình phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh ............................................................................................................... 8 1.7. Phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua dạy học STEM.................................................................................................................. 9 1.7.1. Năng lực sáng tạo ............................................................................................ 9 1.7.2. Trải nghiệm thực tế ....................................................................................... 12 1.7.3. Vai trò của dạy học STEM trong việc phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh .................................................................................... 13 2. Cơ sở thực tiễn .................................................................................................... 14 2.1. Thực trạng tổ chức dạy học môn Vật lí theo định hướng STEM ở trường THPT ....................................................................................................................... 14 2.2. Nguyên nhân và khó khăn của thực trạng dạy học Vật lí theo định hướng STEM cho học sinh trường THPT. ......................................................................... 15 2.3. Sự cần thiết của việc tổ chức dạy học Vật lí theo định hướng STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh. ................................... 16 3. Xây dựng và tổ chức thực hiện dạy học STEM bài “Chuyển động ném” Vật lí 10 nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh .................. 17
3.1. Yêu cầu cần đạt của bài “Chuyển động ném” – Vật lí 10 theo thông tư 32/2018/TT-BGDĐT ............................................................................................... 17 3.2. Xây dựng chủ đề dạy học STEM bài “Chuyển động ném” – Vật lí 10. .......... 17 3.2.1. Bài “ Chuyển động ném “ ............................................................................. 17 3.2.2. Xây dựng chủ đề STEM “Máy bắn bóng” .................................................... 20 3.2.3. Tiến trình dạy học ......................................................................................... 22 3.3. Phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh với một số dự án/sản phẩm liên quan đến chuyển động ném......................................................... 30 3.3.1. Phát huy năng lực sáng tạo thông qua chế tạo máy bắn bóng. ..................... 30 3.3.2. Tổ chức trò chơi “Em làm pháo binh”. ......................................................... 36 3.3.3. Trải nghiệm thực tế các bộ môn thể thao như đánh bóng chuyền, bóng bàn, bóng đá, ném tạ, cầu lông, ….................................................................................. 38 3.4. Kết quả đạt được ............................................................................................ 400 3.4.1. Kết quả chung.............................................................................................. 400 3.4.2. Kết quả cụ thể................................................................................................ 40 3.5. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp được đề xuất.............. 42 3.5.1. Mục đích khảo sát ......................................................................................... 42 3.5.2. Nội dung và phương pháp khảo sát ............................................................... 42 3.5.2.1. Nội dung khảo sát....................................................................................... 42 3.5.2.2 Phương pháp khảo sát và thang đánh giá .................................................. 422 3.5.3. Đối tượng khảo sát ........................................................................................ 43 3.5.4. Kết quả khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp được đề xuất ............................................................................................................................... 433 3.5.4.1. Sự cấp thiết của các giải pháp được đề xuất ............................................ 433 3.5.4.2. Tính khả thi của các giải pháp được đề xuất............................................ 455 PHẦN III. KẾT LUẬN ....................................................................................... 488 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ............................................................................. 48 2. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................ 48 3. Kiến nghị, đề xuất ............................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 50 Phụ lục 1 .................................................................................................................... 0
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt Từ đầy đủ 1 GV Giáo viên 2 HS Học sinh 3 THPT Trung học phổ thông 4 GDPT Giáo dục phổ thông 5 NLST Năng lực sáng tạo
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 được hình thành trên nền tảng cải tiến và đột phá của công nghệ số mà đặc trưng là sử dụng trí tuệ nhân tạo, robot, internet toàn cầu, công nghệ vật liệu siêu nhỏ (nano),… đã và đang tác động mạnh mẽ đến mọi lĩnh vực trong xã hội, dẫn đến nhu cầu nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu sản xuất ngày càng cao, đặc biệt nguồn nhân lực thuộc lĩnh vực Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ (lĩnh vực STEM). Vì vậy các quốc gia đã đưa ra các chính sách đột phá để có thể phát triển kịp theo xu thế của thời đại. Việt Nam cũng như các nước Châu Á trong khu vực cũng đang tích cực thay đổi để phát triển nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa. Tại hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam đã quyết định ban hành nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 4 tháng 11 năm 2013 về "đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế". Nghị quyết này đặt nền móng cho hàng loạt các cải cách, thay đổi những năm về sau. Ví dụ như trong phần mục tiêu tổng quát, các chỉ tiêu quan trọng và nhiệm vụ trọng tâm giai đoạn 2016-2020, Nghị quyết Đại hội XII của Đảng đã xác định một trong những nhiệm vụ trọng tâm "đột phá chiến lược" đó là: “Đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục, đào tạo (GDĐT); phát triển nguồn nhân lực, nhất là nguồn nhân lực chất lượng cao”; Nghị quyết số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 của Quốc hội khóa 13 nêu rõ "Tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa trí, đức, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh". Và tiêu biểu nhất là ngày 26 tháng 12 năm 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành chương trình Giáo dục phổ thông mới với mục tiêu chính là giáo dục con người phát triển toàn diện, vừa đáp ứng yêu cầu xã hội vừa phát triển cao nhất tiềm năng của mỗi cá nhân. Ngoài ra, chương trình còn đảm bảo phát triển năng lực, phẩm chất người học, phát triển hài hòa đức, trí, thể, mỹ thay vì chú trọng về mặt kiến thức. Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, STEM đóng vai trò cực kì quan trọng. Mô hình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học dưới hình thức tiếp cận liên môn. Dạy học STEM ra đời không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là bản chất của STEM cũng phải đảm bảo sự tích hợp về mặt khoa học, công nghệ, toán để người học có thể phát triển những nhóm năng lực, đặc biệt là hướng đến tư duy, định hướng nghề nghiệp trong môi trường 4.0, trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. 1
Và cũng trong chương trình giáo dục phổ thông mới, môn Vật lí là môn học thuộc nhóm môn Khoa học tự nhiên, được lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề nghiệp của học sinh. Môn Vật lí giúp học sinh tiếp tục phát triển các phẩm chất, năng lực đã được hình thành trong giai đoạn giáo dục cơ bản, tạo điều kiện để học sinh bước đầu nhận biết đúng năng lực, sở trường bản thân. Thực tế hiện nay cho thấy, dù ý thức được vai trò của dạy học STEM song việc sử dụng dạy học STEM trong dạy học nói chung và trong dạy học môn Vật lí THPT nói riêng còn đạt hiệu quả chưa cao. Việc phát huy tính sáng tạo, trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua dạy học STEM gặp nhiều khó khăn. Nguyên nhân chủ yếu là do tâm lí của người GV ngại thay đổi, đặc biệt là sợ tốn thời gian, “cháy” giáo án hoặc gây ồn ào tới tiết học của lớp bên cạnh, ... Thêm nữa, để tổ chức và sử dụng dạy học STEM, GV phải chuẩn bị vất vả, mất nhiều thời gian, công sức. Ngoài ra, một số GV còn lúng túng, không biết lựa chọn chủ đề STEM phù hợp với nội dung kiến thức và đặc điểm học sinh lớp mình giảng dạy; hoặc trong quá trình sử dụng, kỹ năng điều hành, tổ chức còn hạn chế nên chưa đạt được hiệu quả như mong muốn. Đặc biệt, năm học này là năm đầu tiên thực hiện Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đối với cấp THPT, áp dụng cho lớp 10, GV lại càng khó khăn hơn khi tổ chức dạy học STEM như: Tìm ý tưởng cho bài học, đánh giá quá trình học tập của học sinh, sắp xếp thời gian ngoại khóa để triển khai, và quan trọng hơn là các e HS lớp 10 năm nay là lứa HS hoàn thành bậc THCS theo chương trình cũ nhưng lại bắt đầu cấp học mới với chương trình GDPT 2018 nên một số HS chưa bắt nhịp kịp với sự thay đổi này, nhất là chưa quen với cách tiếp cận kiến thức hoàn toàn mới ... Mặt khác, tư tưởng “có thi STEM đâu mà dạy”, “lấy thời gian (tiết PPCT) đâu ra để dạy STEM”, dần hình thành cho GV tâm lí dạy học cho xong, giáo viên không đầu tư cho tiết dạy. Do đó, hầu hết các GV chỉ xây dựng và thực hiện 2 chủ đề STEM theo yêu cầu, kế hoạch chỉ đạo của cấp trên, còn lại, với phần lớn các tiết học thông thường, việc sử dụng dạy học STEM là vô cùng hạn chế. Nhận thấy vai trò cực kì quan trọng của dạy học STEM cũng như khắc phục các khó khăn khi triển khai dạy học STEM tại trường THPT nói chung và tại trường sở tại, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài: “Phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua dạy học STEM bài Chuyển động ném – Vật lí 10”. 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng phương pháp dạy học STEM vào bài “Chuyển động ném” thuộc chương trình Vật lí 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận về phương pháp dạy học STEM. 2
- Tìm hiểu yêu cầu cần đạt của bài “Chuyển động ném” Vật lí 10 từ đó xác định các nội dung cần thực hiện. - Khảo sát thực trạng dạy học STEM ở trường THPT. - Xây dựng tiến trình dạy học. - Thực nghiệm sư phạm tiến trình dạy học, đánh giá, tổng kết. 4. Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp 10A1, 10A2, 10A3 trường THPT Nghi Lộc 5 và quá trình dạy học Vật lí ở trường THPT. 5. Phạm vi nghiên cứu - Cơ sở lí luận, thực tiễn, nội dung và phương pháp dạy học STEM và bài “Chuyển động ném” thuộc Vật lí 10 - chương trình Giáo dục phổ thông mới. 6. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 9 năm 2022 đến tháng 3 năm 2023. 7. Tính mới của đề tài Đề tài nắm bắt xu thế dạy học theo phương pháp mới, đặt học sinh vào tình huống thực tiễn, học sinh vận dụng kiến thức đã học về “Chuyển động ném” để hiểu thêm về các môn thể thao như bóng chuyền, bóng rổ, ... Tạo sân chơi bổ ích cho học sinh khi được trải nghiệm thực tế và chế tạo các thiết bị như máy bắn bóng, … Tổ chức dạy học bài “Chuyển động ném” theo dạy học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế học sinh tại trường THPT Nghi Lộc 5 phù hợp với điều kiện dạy học của nhà trường và thu được những kết quả đáng khích lệ nhẳm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Vật lí, góp phần đưa dạy học STEM vào trường học và đẩy mạnh phong trào thi đua đổi mới sáng tạo trong dạy học đáp ứng với yêu cầu chương trình GDPT tổng thể. 8. Tính khả thi của đề tài Ở đề tài này chúng tôi đã xây dựng và áp dụng hiệu quả khi giảng dạy tại trường THPT Nghi Lộc 5. 3
PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở lí luận 1.1. Một số văn bản triển khai chương trình giáo dục STEM bậc THPT • Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) ngày 04 tháng 11 năm 2013 về đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo, đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. • Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04 tháng 5 năm 2017 về tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 của Thủ tướng Chính phủ. • Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 ban hành chương trình giáo dục phổ thông mới. • Kế hoạch số 1223/KH-BGDĐT về triển khai Đề án “Giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng học sinh trong giáo dục phổ thông giai đoạn 2018- 2025”. • CV số 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020 về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học. • Hướng dẫn nhiệm vụ năm học đối với các cấp học. 1.2. Cơ sở xây dựng khung chương trình giáo dục STEM bậc THPT Khung Chương trình giáo dục STEM bậc học THPT được thiết kế tham chiếu mục tiêu chương trình GDPT 2018 và tích hợp mục tiêu giáo dục trải nghiệm, hướng nghiệp bậc THPT. Trên cơ sở hình thành kĩ năng thực hành và định hướng nghề nghiệp cho học sinh, hướng tiếp cận liên môn trong hướng nghiệp dạy nghề, chương trình giáo dục STEM đang được tiếp cận với triết lí: "Trải nghiệm – Kiến tạo" và được kế thừa từ khung chương trình giáo dục STEM của bậc Tiểu học và THCS. Chương trình giáo dục STEM bậc học THPT bao gồm các loại hình: STEM robotics, STEM tái chế, STEM công nghệ 4.0, STEM IoT. 1.3. Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông Thực tế dạy học hiện nay cho thấy, giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông đề cập đến các khía cạnh là dạy học tích hợp liên môn, phát triển năng lực và định hướng nghề nghiệp cho HS. Các khía cạnh này được thể hiện cụ thể dưới dạng bài học STEM tích hợp trong các lĩnh vực kiến thức Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ, Toán học để phát triển các nhóm năng lực chung và năng lực đặc thù của các môn học. Đối với cấp THPT, giáo dục STEM giúp HS tìm hiểu về nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM và trải nghiệm một số quy trình thiết kế kĩ thuật, định hướng nghề nghiệp. Trong giáo dục phổ thông, các chủ đề STEM được thực hiện dựa trên quy trình tìm tòi khám phá, thực hiện quy trình thiết kế kĩ thuật, trong đó những giai đoạn của các quy trình này đều tạo cơ hội phát triển tư duy phản biện cho HS. Để triển khai hiệu quả hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM, trước tiên GV phải cấu trúc lại những nội dung có tính thực tiễn có trong chương trình thành những chủ đề STEM hoặc bài học STEM. Thông qua việc hoàn thành các chủ đề 4
STEM, bài học STEM HS có cơ hội thực hành, vận dụng các kiến thức liên quan để giải quyết những vấn đề xuất phát từ thực tiễn. Ngoài ra, GV cần thiết trang bị những năng lực dạy học sau: • Lựa chọn vấn đề thực tiễn để xây dựng chương trình dạy học STEM. • Xác định được mục tiêu và các kiến thức liên quan đến vấn đề đã chọn. • Liên kết kiến thức các môn và liên kết kiến thức với vấn đề đã chọn. • Thiết kế chương trình và nội dung dạy học theo quy trình kĩ thuật. • Hướng dẫn HS tìm tòi khám phá về chủ đề. • Đánh giá chủ đề STEM. Giáo dục STEM giúp người học phát triển được những năng lực quan trọng của thế kỉ XXI như năng lực phân tích, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực kĩ thuật, năng lực toán học, năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo và tư duy phản biện, ... Đây là những năng lực rất cần cho người học trong thế kỉ XXI. 1.4. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong trường phổ thông. 1.4.1. Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM Bài dạy STEM (bài học theo chủ đề STEM) là quá trình dạy học dưới sự tổ chức của GV, HS chủ động thực hiện các hoạt động học tập trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong các lĩnh vực STEM, góp phần hình thành phát triển phẩm chất và năng lực cho HS. Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài dạy STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM theo tiếp cận nội môn hoặc liên môn. Căn cứ vào cơ sở lý thuyết áp dụng, bài dạy STEM có thể được chia làm hai loại gồm: bài dạy STEM khoa học và bài dạy STEM kĩ thuật. Bài dạy STEM có nội dung bám sát chương trình giáo dục phổ thông, gắn kết với bản chất, nguyên lí khoa học của thế giới tự nhiên hoặc các vấn đề của thực tiễn, xã hội. Chủ đề STEM là chủ đề hướng tới việc vận dụng kiến thức tích hợp các lĩnh vực Toán, Khoa học, Kĩ thuật và Công nghệ nhằm giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống, sử dụng các phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, sản phẩm; với các hình thức tổ chức dạy học đa dạng, lôi cuốn HS 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; ưu tiên sử dụng các thiết bị, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận với chi phí tối thiểu. 1.4.2. Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM Hoạt động trải nghiệm STEM là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng của các môn học thuộc lĩnh vực STEM để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề của thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó, chuyển hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩ năng mới góp phần 5
phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống, môi trường và nghề nghiệp tương lai. Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của HS một cách tự nguyện. Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường; nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành hoạt động cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả. Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM được lựa chọn phải gắn với việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông, tạo hứng thú và động lực học tập nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho HS. Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM có thể gắn với các hoạt động nghề nghiệp liên quan đến lĩnh vực STEM nhằm bổ trợ cho quá trình học tập, tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần định hướng nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM cho HS. 1.4.3. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật Nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho HS trung học đã được triển khai từ những năm 2010. Với những ý nghĩa to lớn mà hoạt động này mang lại cho các em HS, tới nay, hoạt động này đã được triển khai rộng khắp tại các cơ sở giáo dục phổ thông trong cả nước. Kết quả nghiên cứu của HS được lựa chọn, giới thiệu tham gia các hội thi khoa học kĩ thuật các cấp được tổ chức thường niên. Theo quy định của hội thi, hoạt động này của HS có 22 lĩnh vực nghiên cứu. Trong đó, phần lớn các lĩnh vực liên quan tới khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Chính vì vậy, hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho HS trung học được coi là một trong những hình thức tổ chức giáo dục STEM điển hình trong trường phổ thông. Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những HS có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kĩ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Thông qua quá trình tổ chức các bài dạy STEM và hoạt động trải nghiệm STEM, phát hiện các HS có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi cho HS tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. 1.5. Xây dựng và thực hiện bài học STEM 1.5.1. Quy trình xây dựng chủ đề bài học STEM Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn… để lựa chọn chủ đề bài học. Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Sau khi lựa chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó HS phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học. 6
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị và giải pháp giải quyết vấn đề 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. Các tiêu chí này phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của HS chứ không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất. Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động Tiến trình tổ chức hoạt động học được thiết kế theo các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực với 5 hoạt động học. Mỗi hoạt động được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành. Các hoạt động này có thể được tổ chức cả trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng). 1.5.2. Tiến trình tổ chức dạy học STEM trong trường THPT Mỗi bài học STEM thường được tổ chức theo 5 hoạt động như sau: Hoạt động 1: Xác định vấn đề  Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm, phát hiện vấn đề/nhu cầu.  Nội dung: Tìm hiểu hiện tượng, sản phẩm, công nghệ, đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ…  Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Các mức độ hoàn thành nội dung (Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ, đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, công nghệ, sản phẩm).  Cách tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); HS thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video, cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/ phát biểu vấn đề (GV hỗ trợ). Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp  Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp.  Nội dung: Nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/ thiết kế.  Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Các mức độ hoàn thành nội dung (xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/ thiết kế). - Cách tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu đọc/ nghe/ nhìn/ làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích kiến thức mới) HS nghiên cứu tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận. GV điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/ thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp 7
 Mục đích: Lựa chọn giải pháp/ bản thiết kế.  Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/ thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện.  Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Giải pháp/ bản thiết kế được lựa chọn, hoàn thiện.  Cách tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); HS báo cáo, thảo luận; GV điều hành nhận xét, đánh giá và hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp / thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá - Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.  Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; Chế tạo mẫu theo thiết kế, thử nghiệm và điều chỉnh.  Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Dụng cụ/ thiết bị/ mô hình/ đồ vật…đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.  Cách tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ ( Lựa chọn dụng cụ/ thiết bị/ mô hình/ đồ vật/thiết bị thí nghiệm để chế tạo và lắp ráp). Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh  Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu. - Nội dung: Trình bày và thảo luận.  Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS: Sản phẩm, bài thuyết trình sản phẩm. - Cách tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ (Mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); HS báo cáo và thảo luận, GV đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện. 1.6. Vai trò của dạy học STEM trong quá trình phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh Trong chương trình GDPT mới, vai trò của STEM là rất lớn. Không những là một hình thức đổi mới phương pháp dạy học mà đặc biệt hướng đến không gian hoạt động giáo dục để phát triển phẩm chất, năng lực và định hướng nghề nghiệp cho HS. Mục đích chính của chương trình giáo dục STEM nhằm truyền cảm hứng trong học tập cho HS, thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức và nhận thức được tầm quan trọng của các kiến thức STEM ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của xã hội trong tương lai. Ngoài ra, các kỹ năng thực hành khoa học và kỹ thuật cũng góp phần quan trọng trong việc vận dụng các kiến thức được học trong việc giải quyết vấn đề và tạo thành sản phẩm. 8
Khi thực hiện bài học STEM, HS được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dụng kiến thức thông qua các hoạt động; chủ động lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hiện các dự án học tập; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện dự án dưới sự hướng dẫn của GV… Có thể khẳng định, mỗi tiết dạy học STEM là những khám phá, thể hiện, khẳng định tư duy khoa học và sáng tạo của HS. Vì vậy, sau tiết học STEM, nhiều HS đã biết vận dụng kiến thức để giải quyết một vấn đề trong thực tiễn. Từ đó, phát huy được phẩm chất, năng lực của bản thân. Giáo dục STEM góp phần phát triển các năng lực chung cho HS: Khi tham gia học tập trong các hoạt động giáo dục STEM, ngoài việc tự lực thực hiện nhiệm vụ học tập, HS luôn cần trao đổi, hợp tác với nhau, trình bày kết quả thu được sau mỗi hoạt động học và giải thích kết quả bày tỏ ý kiến cá nhân và ý kiến thống nhất của tập thể nhóm khi chọn lựa giải pháp, phân công hợp lí và hoàn thành nhiệm vụ được giao, nhận xét và đóng góp ý kiến cho nhóm bạn. Do đó, HS có cơ hội hình thành và phát triển các năng lực chung là năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Bản chất của các môn khoa học được xuất phát từ thực tiễn. Vì vậy, giáo dục STEM chính là cách thức để giúp HS hiểu đúng bản chất, sử dụng kiến thức khoa học để giải quyết các tình huống do chính thực tiễn đặt ra. Thông qua giáo dục STEM, HS được học từ sai lầm thông qua thử nghiệm. Chính điều đó sẽ giúp hình thành và phát triển các năng lực cần thiết ở HS. 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, HS 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. 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. 1.7. Phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua dạy học STEM. 1.7.1. Năng lực sáng tạo 1.7.1.1. Khái niệm năng lực sáng tạo Sáng tạo là một trong những năng lực rất quan trọng của con người và có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của toàn xã hội. Sáng tạo là khả năng tạo ra cái mới có tính hữu dụng, sáng tạo không chỉ góp phần tạo ra những sản phẩm vật chất và tinh thần phục vụ cho đời sống của con người mà còn là tiền đề không thể thiếu 9
được cho sự phát triển của nhân loại. Vì vai trò quan trọng đó, chương trình giáo dục phổ thông 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo coi sáng tạo là một trong những năng lực chung cần được hình thành và phát triển cho học sinh. NLST được xem là khả năng của một người sản sinh các ý tưởng mới, nhìn nhận vấn đề theo cách mới, phát hiện ra cái mới trong cấu trúc cũ của sự vật, hiện tượng để tạo ra các sản phẩm mới. Sản phẩm của NLST là ý tưởng, vật dụng mới, cấu trúc mới. Với HS, NLST là khả năng của HS hình thành ý tưởng mới, đề xuất được các giải pháp mới, hay cải tiến cách làm mới một sự vật, có các giải pháp khác nhau để giải quyết một vấn đề, có sự tò mò, thích đặt câu hỏi để khám phá sự thật xung quanh, có khả năng tưởng tượng và tư duy sáng tạo... NLST trong học tập thể hiện ở HS là biết làm thành thạo và luôn đổi mới, có những nét độc đáo riêng luôn phù hợp với thực tế, biết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở mức độ nào đó. Đối với HS trường THPT, chúng tôi quan niệm NLST là năng lực tìm ra ý tưởng mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện điều chưa biết và có phương án giải quyết hiệu quả, độc đáo và thích hợp với các vấn đề đặt ra trong học tập và thực tiễn cuộc sống. 1.7.1.2. Một số biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập - Năng lực tự chuyển tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng những kiến thức đã học trong điều kiện, hoàn cảnh mới. - Năng lực nhận thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết. - Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu. - Năng lực đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống. - Năng lực xác nhận (hoặc phủ nhận) bằng lý thuyết các giả thuyết. - Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới những góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở khía cạnh khác nhau, đôi khi mâu thuẫn nhau. 1.7.1.3. Một số cấp độ biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh ở trường THPT Năng lực Cấp trung học phổ thông Biết xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; biết phân tích các nguồn Nhận ra ý tưởng mới thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới. Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; Phát hiện và làm rõ phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, vấn đề trong cuộc sống. 10
Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và cuộc sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới dựa trên Hình thành và triển những ý tưởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý khai ý tưởng mới tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi ro và có dự phòng. Biết thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn Đề xuất, lựa chọn giải đề; biết đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải pháp quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất. Thực hiện và đánh giá Biết thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề; biết giải pháp giải quyết suy ngẫm về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề để vấn đề điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới. Biết đặt nhiều câu hỏi có giá trị, không dễ dàng chấp nhận thông tin một chiều; không thành kiến khi xem xét, đánh Tư duy độc lập giá vấn đề; biết quan tâm tới các lập luận và minh chứng thuyết phục; sẵn sàng xem xét, đánh giá lại vấn đề. 1.7.1.4. Những điều kiện cần thiết cho việc phát huy năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập - Yếu tố thứ nhất là tạo hứng thú học tập cho HS: Điều quan trọng để nảy sinh sáng tạo là hứng thú. Cho nên, ngay trên ghế nhà trường muốn rèn cho HS tính sáng tạo thì trước tiên GV phải giảng dạy, ra bài tập sao cho HS hứng thú học tập. Hứng thú gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng thú mới. HS cần có hứng thú để nhận thức cao, cần có sự khát khao nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào thực tế. - Yếu tố thứ hai cần thiết để sáng tạo là phải có kiến thức cơ bản vững chắc: Một quá trình sáng tạo bất kỳ đều bắt đầu từ sự tái hiện những cái đã biết. Trong Vật lí, cấu trúc nội dung kiến thức cơ bản là liền mạch, có tính kế thừa, kiến thức trước là tiền đề mở rộng của nội dung kiến thức sau. Do đó HS phải biết vận dụng tri thức đã biết vào tình huống mới, trong các trường hợp khác nhau. Bởi vì sáng tạo không phải là mảnh đất riêng của những người có tài năng, thiên tài, mà mọi con người bình thường đều có khả năng sáng tạo, ở những nơi con người biết phối kết hợp cái cũ, tạo ra cái mới đều là sáng tạo. Vì vậy, kiến thức cơ bản vững chắc là yếu tố cần thiết cho rèn luyện năng lực sáng tạo. - Yếu tố thứ ba cần thiết để sáng tạo là HS cần phải có tư duy phê phán: Luôn đặt câu hỏi “cách làm này hay phương án này đã tối ưu chưa”, “có còn cách giải quyết nào khác nữa không”. HS cần có khả năng tư duy độc lập. Đó là khả năng của con người trong việc tự xác định phương hướng hoạt động của mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nêu lên các vấn đề cần giải quyết, tự tìm ra con đường giải quyết và thực hiện nó. 11
1.7.1.5. Một số biện pháp rèn luyện phát huy năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập - Rèn luyện cho HS có thói quen dự đoán, mò mẫm, phân tích, tổng hợp. - Rèn luyện cho HS biết nhìn tình huống đặt ra dưới nhiều góc độ khác nhau. - Rèn luyện cho HS biết giải quyết vấn đề bằng nhiều phương pháp khác nhau và lựa chọn cách giải quyết tối ưu. - Rèn luyện cho HS biết vận dụng các thao tác: khái quát hóa, đặc biệt hóa, tương tự. - Rèn luyện cho HS biết hệ thống hóa kiến thức và phương pháp giải toán. - Rèn luyện cho HS biết vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn. - Quan tâm đến những sai lầm của HS, tìm nguyên nhân và cách khắc phục. - Chú trọng câu hỏi gợi ý để HS phát hiện và giải quyết vấn đề. 1.7.2. Trải nghiệm thực tế Theo chương trình GDPT tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Hoạt động trải nghiệm trong chương trình GDPT là hoạt động giáo dục, trong đó, từng cá nhân HS được trực tiếp hoạt động thực tiễn trong môi trường nhà trường cũng như môi trường gia đình và xã hội dưới sự hướng dẫn và tổ chức của nhà giáo dục, qua đó phát triển tình cảm, đạo đức, phẩm chất nhân cách, các năng lực…, từ đó tích lũy kinh nghiệm riêng của cá nhân mình”. Trong hoạt động trải nghiệm STEM, HS được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục do nhà giáo dục định hướng, thiết kế và hướng dẫn thực hiện, tạo cơ hội cho HS tiếp cận thực tế, thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng của các môn học khác nhau để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề của thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi; thông qua đó, chuyển hoá những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, kĩ năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống. Thông qua các hoạt động trải nghiệm thực tế, HS được đánh giá và tự đánh giá về năng lực, sở trường, hứng thú liên quan đến nghề nghiệp, làm cơ sở để tự chọn cho mình ngành nghề phù hợp và rèn luyện phẩm chất và năng lực để thích ứng với nghề nghiệp tương lai. Bản chất của hoạt động trải nghiệm là hoạt động giáo dục được tổ chức theo con đường gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo lên sự thống nhất giữa nhận thức và hành động, hình thành và phát triển cho HS niềm tin, tình cảm, những năng lực cần có của HS trong tương lai. Chính vì vậy trong nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức của hoạt động có thể mang dáng dấp của hoạt động theo nghĩa hẹp. Tuy 12
nhiên, điểm khác biệt giữa chúng chính là cách làm, cách triển khai hoạt động. Hoạt động trải nghiệm có các đặc trưng sau đây: - Tính tham gia trực tiếp của HS vào từng hoạt động. - Tính tự chủ của HS trong kế hoạch và trong hành động của cá nhân. - Tính tập thể của HS. - Tính tiếp cận với môi trường sống trong và ngoài nhà trường. - Tính sáng tạo để thích ứng và tạo ra cái mới, giá trị mới cho bản thân. - Tính trọn vẹn của hoạt động thực tiễn. - Tính công dân có trách nhiệm khi đặt người học vào các tình huống mới. - HS được khẳng định bản thân qua huy động kinh nghiệm và NL của mình. - HS hình thành các ý thức, phẩm chất cùng chung sống có trách nhiệm với bản thân và xã hội. - HS được tiếp cận với giá trị cuộc sống các tình huống thực tiễn. 1.7.3. Vai trò của dạy học STEM trong việc phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh Đổi mới cách dạy học theo chủ đề, tạo ra một tình huống thực tiễn để HS tìm giải pháp giải quyết vấn đề, dạy học STEM đã giúp các nhà trường phát huy tối đa sự sáng tạo trong cách dạy của GV, tạo sức hấp dẫn, phát huy tốt năng lực học tập của HS. Các bài học STEM luôn dựa trên những câu chuyện hoặc những vấn đề xảy ra trong thực tế. Nhờ đó, HS cảm thấy những bài học trở nên sinh động và gần gũi. Các chủ đề học tập rất phong phú, không chỉ về khoa học mà còn về xã hội, văn hóa, và các môn nghệ thuật. Ở đó, HS được khuyến khích vận dụng óc sáng tạo để tạo ra một sản phẩm mới, có giá trị và ý nghĩa cho xã hội. Các bài học STEM thường được lồng ghép với các dự án học tập thường kéo dài vài tiết (buổi) học trong đó yêu cầu các HS làm việc theo nhóm hoặc làm việc cá nhân, vận dụng kiến thức của các bài học có tính liên môn để cùng tạo thành sản phẩm gắn liền với thực tế. Tùy theo trình độ của lớp học mà các dự án có thể đi từ đơn giản đến phức tạp, thực hiện tại lớp học, tại nhà, đi thực tế hoặc tìm hiểu các nguồn dữ liệu từ trên mạng, thư viện, … để từ đó HS từng bước khám phá kiến thức mới dựa trên các kiến thức đã biết trước đó thông qua hoạt động thực hành và trải nghiệm thực tế. Việc dạy học STEM không chỉ giúp HS thực hành những kỹ năng giống như những kỹ sư thực thụ trong các bộ phận làm nghiên cứu và phát triển sản phẩm, mà quan trọng hơn đó là giúp cho HS cảm thấy tự tin hơn vào bản thân khi tự mình có thể giải quyết được những vấn đề. Qua đó, HS vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Dạy học STEM đã phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm 13
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 giáo dục phổ thông mới. Dạy học STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, HS 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, HS 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 năng lực này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp HS 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. Dạy học STEM đã đặt HS vào vai trò của một nhà phát minh, HS 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 HS 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. 2. Cơ sở thực tiễn 2.1. Thực trạng tổ chức dạy học môn Vật lí theo định hướng STEM ở trường THPT Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng dạy học STEM trong dạy học Vật lí ở trường THPT, chúng tôi đã tiến hành sử dụng google froms, xây dựng phiếu khảo sát bằng bảng hỏi đối với GV và HS với mục đích thu thập thông tin về thực trạng tổ chức dạy học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh ở trường THPT. - Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, quá trình tổ chức dạy học STEM của GV cũng như hứng thú tham gia các chủ đề dạy học STEM của HS ở các trường THPT với các đường link khảo sát như sau:  Dành cho GV: Khảo sát thực trạng tổ chức dạy học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm thực tế cho học sinh https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdqyM81a7ab7wBBKNyWN7 RaJnP-XGRh_yRiTb85f-iKf8B9JQ/viewform?usp=sf_link  Dành cho HS: Khảo sát thực trạng dạy học STEM và thực trạng phát huy năng lực sáng tạo, trải nghiệm thực tiễn cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường THPT https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfxZ_4W0gQsFlXTYI7zKeA4 hS4gDu4oDlW0K80y2c2CxLV3QA/viewform?usp=sf_link - Đối tượng khảo sát: 46 GV (trong đó gồm 25 GV giảng dạy ở các bộ môn có xây dựng chủ đề dạy học STEM như Vật lí, Hóa học, Toán, Công nghệ, Sinh 14
học, Tin học tại trường THPT Nghi Lộc 5 và 21 GV giảng dạy môn Vật lí tại các trường THPT trong tỉnh) và 126 HS các lớp 10A1, 10A2, 10A3 của trường THPT Nghi Lộc 5. - Kết quả khảo sát:  Về GV: 100% GV đã tìm hiểu và biết về dạy học STEM và chỉ có 97,8% GV đã từng áp dụng hình thức tổ chức dạy học STEM vào giảng dạy, trong số đó thì chỉ có 15,2% GV thường xuyên sử dụng hình thức dạy học này; 71,7% GV thường xuyên đặt các câu hỏi liên hệ thực tiễn trong quá trình giảng bài mới; 63% GV thường xuyên đưa ra cho các em các bài tập tình huống có vấn đề liên quan đến thực tiễn trong các tiết học; 54,3% GV thường xuyên giao nhiệm vụ cho các em về nhà tìm mối liên hệ giữa kiến thức mới và các vấn đề xảy ra trong thực tiễn; 43,5% GV thường xuyên cho các em tìm hiểu các hiện tượng thực tiễn có liên quan đến bài học và thuyết trình báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ đó và 30,4% GV thường xuyên hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức đã học để tự thiết kế, chế tạo sản phẩm có tính ứng dụng trong thực tiễn.  Về HS: 79,5% HS đã từng được tham gia bài học có áp dụng hình thức tổ chức dạy học STEM và vẫn còn đến 20,5% HS chưa từng tham gia hoạt động dạy học STEM nào; 94,5% HS thấy việc áp dụng hình thức tổ chức hoạt động STEM vào môn Vật lí là phù hợp; 97,6% HS có hứng thú đối với dạy học STEM về vận dụng kiến thức và kĩ năng đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn của cuộc sống; 97,6% HS sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong dạy học kiến thức theo định hướng giáo dục STEM; 96,8% HS thích vận dụng kiến thức khoa học để tự thiết kế, chế tạo sản phẩm có tính ứng dụng trong thực tiễn. 2.2. Nguyên nhân và khó khăn của thực trạng dạy học Vật lí theo định hướng STEM cho học sinh trường THPT. Trên cơ sở thực trạng nêu trên, chúng tôi phân tích một số nguyên nhân và khó khăn của việc triển khai giáo dục STEM hiện nay như sau: - Mặc dù chương trình giáo dục phổ thông mới đã tạo điều kiện thuận lợi hơn để có thể triển khai giáo dục STEM, đa phần GV đều nhận thấy rằng giáo dục STEM là cần thiết để thúc đẩy tính sáng tạo, phát huy năng lực của HS, các GV cũng đều đã biết hoặc sử dụng ở mức độ khác nhau trong dạy học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo, liên hệ thực tiễn cho HS. Tuy nhiên, phần lớn GV vẫn chưa sử dụng dạy học STEM một cách thường xuyên, do với khung chương trình đề ra nên GV gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa bảo đảm yêu cầu của khung chương trình, vừa phát huy năng lực sáng tạo của học sinh. Do đó, cần phải có hướng dẫn về những chủ đề STEM trong môn học để tạo thuận lợi cho GV tổ chức dạy học. Đi kèm với việc đó, giáo dục STEM cũng cần có các chính sách, chế độ, quy định kèm theo (hiện nay kinh phí dành cho hoạt động giáo dục STEM còn ít hoặc không có) để giáo dục STEM có chỗ đứng vững chắc để nó không dừng lại ở hình thức, phong trào. 15