Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:61

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp dạy và học theo định hướng giáo dục STEM, giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM, có kế hoạch tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chuyên môn, thực hành đáp ứng yêu cầu của chương trình phổ thông mới.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

SÁNG KIẾN ĐỀ TÀI Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT BỘ MÔN: TIN HỌC 10 Tháng 4 năm 2023
SỞ GD & ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ANH SƠN 3 SÁNG KIẾN ĐỀ TÀI Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT BỘ MÔN: TIN HỌC 10 Tác giả: Trương Thị Dung Tổ: Toán - Tin Năm thực hiện: 2022 - 2023 Điện thoại: 0978 028 980 Email: dungtt.as3@nghean.edu.vn Anh Sơn, tháng 4 năm 2023
MỤC LỤC PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................ 1 1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 1 3. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 1 4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 1 5. Điểm mới của đề tài ....................................................................................... 2 PHẦN 2. NỘI DUNG ............................................................................................ 3 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN .................................................................... 3 1. Thực hiện chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng, Nhà nước và của ngành theo định hướng giáo dục STEM ................................... 3 2. Giáo dục STEM trong trường trung học ................................................ 3 3. Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT ............................................................................................ 5 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THỰC TIỄN.................................................................. 8 1. Thực trạng dạy và học STEM ở các trường THPT miền núi Anh Sơn8 2. Thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đề tài..........................................13 CHƯƠNG 3. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ............................................................ 14 1. Một số giải pháp ...................................................................................... 14 2. Kết quả đạt được của đề tài.................................................................... 28 3. Một số hình ảnh hoạt động của học sinh khi dạy học tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha theo định hướng giáo dục STEM. ...................... 37 4. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của đề tài ..........................................39 PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................ 43 1. Kết luận ........................................................................................................ 43 2. Hiệu quả, ý nghĩa của đề tài ....................................................................... 43 3. Đề xuất .......................................................................................................... 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 45
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT NGHĨA CỤ THỂ GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa
PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của nước ta đã được công bố tháng 7 năm 2018 chỉ rõ việc coi trọng và tăng cường hoạt động theo định hướng giáo dục STEM (gọi tắt là hoạt động STEM) là một đổi mới căn bản của chương trình giáo dục phổ thông mới. Giáo dục STEM là mô hình dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh 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. Thông qua các hoạt động STEM, học sinh không những lĩnh hội được các kiến thức khoa học mà còn phát triển được các năng lực cần thiết, phát triển tư duy sáng tạo, tư duy phê phán, khả năng giải quyết vấn đề. Là giáo viên giảng dạy bộ môn Tin học bậc THPT nhiều năm cùng với tinh thần học hỏi, mạnh dạn đổi mới phương pháp dạy học, mong muốn giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực sáng tạo, biết vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn đồng thời giúp học sinh hứng thú trong vấn đề nghiên cứu khoa học. Bản thân tôi hiện đang giảng dạy môn Tin học 10 nên tôi mạnh dạn chia sẻ đề tài: “Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT”, với mong muốn nghiên cứu sâu hơn về tính ưu việt, khả năng vận dụng phương pháp dạy học nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học theo phương pháp STEM trong thời đại công nghệ 4.0. 2. Mục đích nghiên cứu - Mục đích của đề tài là nghiên cứu thiết kế, tổ chức các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) - Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp dạy và học theo định hướng giáo dục STEM, giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM, có kế hoạch tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chuyên môn, thực hành đáp ứng yêu cầu của chương trình phổ thông mới. - Qua dạy học STEM truyền đạt kiến thức cơ bản, rèn luyện các kĩ năng tư duy và kĩ năng thực hành cho học sinh nhằm phát huy tính sáng tạo và tính hiệu quả trong học tập. 3. Đối tượng nghiên cứu - Giáo dục STEM - Hoạt động dạy học tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) 4. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu lý luận 1
- Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài. - Dạy học theo định hướng STEM trong bộ môn Tin học. - Các năng lực học sinh đạt được thông qua dạy học STEM. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Quan sát, thăm lớp, dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh - Điều tra, khảo sát tình hình sử dụng dạy học theo định hướng STEM hiện nay. - Tổng kết kinh nghiệm thực tiễn. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Phương pháp thống kê. 5. Điểm mới của đề tài - Thiết kế dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) theo quy trình dạy học STEM phù hợp với đối tượng người học, kết hợp học đi đôi với hành, dạy – học gắn liền với thực tiễn. - Tạo môi trường bổ ích cho học sinh phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT - Chứng minh tính khả thi và hiệu quả của dạy học theo định hướng STEM trong dạy học Tin học ở trường THPT. - Giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM và tính ưu việt của dạy – học theo định hướng STEM, từ đó có kế hoạch tự bồi dưỡng, tự nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục, đào tạo. - Rèn luyện tư duy máy tính, tư duy logic, tư duy phản biện, khả năng tập trung, kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng diễn giải, giải quyết vấn đề, phản biện, đánh giá, nhận xét… cho cả giáo viên và học sinh 2
PHẦN 2. NỘI DUNG CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 1. Thực hiện chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Đảng, Nhà nước và của ngành theo định hướng giáo dục STEM Đại hội Đảng lần thứ XII nhấn mạnh: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu, phát triển giáo dục và đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn. Phát triển giáo dục và đào tạo phải gắn với nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội”. Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 04 /5/2017 nêu rõ: “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 Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông ...”. Trên cơ sở đó, Việt Nam đã ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông. Theo thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Chương trình giáo dục phổ thông khẳng định “Giáo dục STEM là một hướng đang được quan tâm phát triển trên thế giới, cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; đồng thời nhấn mạnh vai trò thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trường của các môn Toán, Công nghệ, Tin học, Khoa học tự nhiên”. Công văn số 3892/BGDĐT- GDTrH hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học quán triệt:“Xây dựng kế hoạch bài học theo hướng tăng cường, phát huy tính chủ động, tích cực, tự học của học sinh thông qua việc thiết kế tiến trình dạy học thành các hoạt động học để thực hiện cả ở trên lớp và ngoài lớp học. Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Toán trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan”. 2. Giáo dục STEM trong trường trung học 2.1. Khái niệm STEM STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Math (Toán học), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. Giáo dục STEM là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Những kiến thức và kĩ năng 3
này được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm phục vụ cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị, biết cách mở rộng kiến thức, biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp. Ngày nay, quan điểm mới của dạy học STEM không chỉ phát triển các năng lực người học trong lĩnh vực tự nhiên mà cả các lĩnh vực xã hội. 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 theo chủ đề, học qua trò chơi, học kết hợp với hành. Hiện nay, dạy học Công nghệ, học Robotics là các môn học điển hình của dạy học STEM, thông qua việc lập trình và lắp ráp robot, học sinh học được nguyên lý cơ bản về lập trình và các công nghệ mới, tiếp thu được các kỹ thuật lắp ráp, phát triển tư duy sáng tạo. 2.2. Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM Để mang lại hiệu quả cao trong dạy học theo giáo dục STEM, chúng ta có thể vận dụng một số quy trình dạy học sau: - Quy trình 5E: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể) và Evaluate (Đánh giá). Quy trình 5E dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó. Có thể sử dụng quy trình 5E trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay một bài. - Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học: gồm 6 bước: đặt câu hỏi nghiên cứu; đề xuất giả thuyết; trải nghiệm; quan sát; phân tích; chia sẻ kết quả. Quy trình này dựa trên các câu hỏi, giả thuyết khoa học làm nền tảng cho quá trình nhận thức của học sinh. Quy trình này phù hợp với hình thức dạy học khoa học, nghiên cứu khoa học hay sinh hoạt câu lạc bộ. - Quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP): được sử dụng như một phương tiện hợp lí, hiệu quả để chính thức hoá việc phát triển các bài học STEM. Quy trình thiết kế kĩ thuật bao gồm các bước sau: xác định vấn đề; xác định giải pháp; lựa chọn giải pháp; thực hiện; đánh giá; chia sẻ. Giáo viên có thể sử dụng EDP dựa trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần giải quyết. Các quy trình trên đều có một số đặc điểm tương đồng với nhau. Đầu tiên, học sinh được đặt trước các vấn đề thực tiễn xã hội cần giải quyết, học sinh thảo luận để hình thành các ý tưởng và đề xuất giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt ra. Trên cơ sở các ý tưởng và giải pháp ban đầu, học sinh tiến hành thực nghiệm giải pháp và phân tích những yếu tố thành phần có liên quan, nhằm xây dựng giải pháp thực nghiệm tối ưu nhất. Sau đó, các học sinh cùng đánh giá tính hiệu quả của giải pháp, cùng chia sẻ, phản biện để xây dựng một giải pháp hiệu quả hơn, từ đó xây dựng các ý tưởng cải tiến quy trình và sản phẩm đã đề ra. Từ các hoạt động trên, 4
nhiệm vụ giải quyết vấn đề của học sinh xem như hoàn thành, đồng thời xây dựng những vấn đề mới, có tính khái quát, mới mẻ và hiệu quả hơn. 2.3. Tính ưu việt của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. - Rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn: Học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn, xóa bỏ ngăn cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì”, có tính sáng tạo cao. - Rèn luyện kĩ năng cho giáo viên và học sinh: Kĩ năng quan sát; kĩ năng hợp tác, chia sẻ, diễn giải, phản biện, giải quyết vấn đề, kĩ năng thực hành, … - Nâng cao hứng thú học tập, tạo ra phong cách học tập tích cực, sáng tạo cho người học: người học trở thành nhà sáng chế, nhà phát minh, hiểu được bản chất của sự kiện, hiện tượng, biết tìm tòi, mở rộng kiến thức, biết chế tạo, sửa chữa các sản phẩm theo nguyên lý đã học một cách khoa học và hữu dụng nhất. - Bồi dưỡng khả năng học tập và làm việc vượt trội cho học sinh: học sinh có kiến thức khoa học tự nhiên và xã hội chắc chắn, biết sắp xếp công việc và học tập một cách khoa học, bình tĩnh giải quyết các tình huống bất ngờ xảy ra trong học tập, nghiên cứu và thực tiễn cuộc sống. - Ảnh hưởng tích cực đến việc hướng nghiệp, chọn nghề của học sinh: Qua việc làm ra các sản phẩm, qua trải nghiệm thực tế, học sinh sẽ dần định hướng cho mình con đường tương lai và quyết tâm phấn đấu để đạt được ước mơ đó. - Kết nối trường học với cộng đồng, thúc đẩy công tác xã hội hóa giáo dục: Giáo dục STEM không chỉ thực hiện trên lớp mà còn thực hiện ngoài giờ lên lớp như câu lạc bộ, trải nghiệm ở nhà máy, công xưởng… đem lại hiệu quả tích cực, học sinh chăm lo học tập, giáo viên đầu tư nhiều hơn trong giảng dạy nên được phụ huynh và các lực lượng xã hội đồng tình ủng hộ. 3. Xuất phát từ nhận thức đúng đắn về việc phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT 3.1. Sáng tạo và năng lực sáng tạo Sáng tạo là sự say mê nghiên cứu, tìm tòi, học hỏi để tạo ra những giá trị mới về vật chất, tinh thần, tìm ra cái mới, cách giải quyết mới có tính ứng dụng cao, năng suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, tiền bạc, thân thiện với môi trường. Sáng tạo không chỉ hướng tới mục tiêu tạo ra cái mới, mà còn phải mang tính hữu dụng, đem lại lợi ích cho con người, cho cộng đồng. Năng lực sáng tạo là khả năng tạo ra cái mới, hoặc giải quyết vấn đề một cách mới mẻ, có giá trị phục vụ đời sống. Năng lực sáng tạo gắn viền với khả năng tư duy sáng tạo, động cơ sáng tạo, ý chí và nghị lực của cá nhân vì sự phát triển của cộng đồng, của xã hội. 5
Năng lực sáng tạo được thể hiện ở khả năng quan sát, so sánh điểm giống nhau, khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng từ đó có sự tưởng tượng, hình dung ra những cấu trúc mới, thiết kế mới hữu ích, tiện lợi so với trước. Người có năng lực sáng tạo có khả năng phát hiện ra những điểm bất hợp lý của cuộc sống hoặc những hiện tượng mang tính quy luật trong tự nhiên và xã hội, từ đó đưa ra cách giải quyết đúng đắn nhằm thúc đẩy sự phát triển. Người có năng lực sáng tạo còn biết giải quyết vấn đề bằng nhiều giải pháp, cách thức khác nhau, có ý chí, nghị lực vượt qua khó khăn, thách thức để vươn lên, không chấp nhận sự thất bại, sự tụt hậu. 3.2. Dạy học các môn khoa học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh Từ quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã nêu ở mục 2.2, tôi nhận thấy, giáo dục STEM có nhiều đặc điểm để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh. Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình mỗi bài học STEM được mô tả chi tiết qua sơ đồ sau: 6
Việc "Nghiên cứu kiến thức nền" trong tiến trình dạy mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết của bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; 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 sản phẩm; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực đặc biệt là năng lực sáng tạo. Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể 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. 3.3. Tiêu chí xây dựng bài học STEM nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm. Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động khám phá của bản thân. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và tin học mà học sinh đã và đang học Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập 3.4. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh THPT trong dạy học STEM Đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh THPT theo các mức độ tốt (rất rõ ràng), khá (rõ ràng), trung bình (không rõ ràng), yếu (không có) qua các tiêu chí sau: 7
- Tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn, đề xuất phương án giải quyết hợp lý, hiệu quả. - Mô tả ý tưởng thiết kế chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả so với cái cũ. - Tìm ra giải pháp thực hiện, đảm bảo tính hiệu quả, chính xác, dễ thực hiện. - Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống đã có, thay đổi một số chi tiết thiết kế nhằm tăng chất lượng cho sản phẩm. - Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn và mang lại kết quả tối ưu. Trong chủ đề, giáo viên có thể lựa chọn một số tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh sao cho phù hợp với thực tiễn, phù hợp với bối cảnh thực tế và năng lực của từng học sinh. 3.5. Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh THPT khi dạy học STEM Dạy học theo định hướng giáo dục STEM thường đòi hỏi quỹ thời gian khá dài, giáo viên khó có thể đánh giá một cách chính xác năng lực của học sinh. Do đó, để đánh giá một cách chính xác và cụ thể hơn năng lực sáng tạo của học sinh, tôi tiến hành thu thập dữ liệu và đánh giá qua một số công cụ cần thiết như: + Hồ sơ học tập (sổ tay cá nhân, sổ tay hoạt động nhóm, các bài báo cáo): Sổ tay được thiết kế để học sinh ghi phân công nhiệm vụ trong nhóm, trình bày những nội dung đã chuẩn bị và báo cáo, các kiến thức, kĩ năng đã lựa chọn và đề xuất phương án giải quyết vấn đề mà cá nhân đề xuất và nhóm lựa chọn, trình bày các quy trình thực nghiệm của nhóm, đồng thời trình bày những kĩ thuật mà nhóm đã thực hiện và đề xuất các phương án cải tiến. + Bảng trả lời câu hỏi định hướng: bao gồm các câu hỏi để học sinh nghiên cứu các kiến thức nền và các câu hỏi định hướng thực hiện sản phẩm, thông qua các câu hỏi định hướng, học sinh có thể xác định được các kiến thức và kĩ năng trọng tâm, cần thiết cho chủ đề, đề xuất được phương án tối ưu. + Bảng quan sát của giáo viên (sổ tay, hình ảnh, video): Là dụng cụ giúp giáo viên có thể ghi lại những quan sát của mình trong hoạt động dạy học, từ đó có thể đánh giá được các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Thực trạng dạy và học STEM ở các trường THPT miền núi Anh Sơn 1.1. Mục đích khảo sát Tìm hiểu thực trạng dạy và học môn Tin theo định hướng giáo dục STEM tại trường THPT Anh Sơn 2 và THPT Anh Sơn 3. 1.2. Nội dung khảo sát Đối với GV: điều tra thăm dò về mức độ cần thiết của việc tăng cường liên hệ tin học với thực tiễn, hiểu biết và vận dụng phương pháp dạy học theo định hướng STEM trong quá trình dạy học. 8
Đối với HS: điều tra thăm dò về mức độ được học các phương pháp dạy học tích cực, mức độ tự giải quyết các tình huống trong thực tiễn, đặc biệt là mức độ hứng thú của học sinh được tham gia các hoạt động và làm ra các sản phẩm qua việc áp dụng các kiến thức liên quan đến các môn tin học, toán, lý, hóa, sinh, công nghệ và mức độ vận dụng kiến thức tin học vào cuộc sống. 1.3. Đối tượng điều tra và địa bàn điều tra a. Đối tượng điều tra Chúng tôi thăm dò và xin ý kiến 4 giáo viên dạy Tin trường THPT Anh Sơn 2 và 4 GV dạy Tin trường THPT Anh Sơn 3 và học sinh hai lớp 10C7 và 10C8 trường THPT Anh Sơn 3. b. Địa bàn điều tra Trường THPT Anh Sơn 2 và THPT Anh Sơn 3, huyện Anh Sơn, tỉnh Nghệ An. 1.4. Phương pháp điều tra Phát phiếu điều tra, thăm dò, phỏng vấn ngắn. Phiếu điều tra đối với HS: PHIẾU TÌM HIỂU THỰC TRẠNG HỌC MÔN TIN HỌC Họ và tên học sinh (có thể không ghi):................................................................... Lớp.....................Trường THPT:........................................................................... Tích (×) vào đáp án em chọn cho mỗi câu hỏi dưới đây: Câu Nội dung Ý kiến HS Sự hứng thú học tập môn Tin của em A. Rất thích □ 1 B. Thích □ C. Bình thường □ D. Không thích □ Tại sao em thích học môn Tin? A. Vì môn tin giúp em tiếp cận và học hỏi được những công □ 2 nghệ mới B. Vì môn Tin dễ học □ C. Vì Tin học có vai trò rất lớn trong cuộc sống □ 3 Trong giờ học môn Tin, em thích học như thế nào? 9
A. Tập trung nghe giảng, ghi chép đầy đủ □ B. Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận và làm □ bài tập C. Thảo luận, phát biểu. Giảm tải học lý thuyết, tăng cường □ học thực hành tạo ra sản phẩm ứng dụng trong thực tiễn. Để hiểu sâu sắc hơn về môn Tin học. Em có thường xuyên tự tìm hiểu những ứng dụng thực tế của kiến thức tin 4 học đã (đang) được học hay không? A. Thường xuyên □ B. Ít khi □ C. Không bao giờ □ Em có luôn sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM hay không? 5 A. Luôn sẵn sàng □ B. Chưa biết được □ C. Không bao giờ □ Em có thể vận dụng kiến thức bài tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha để giải quyết một số vấn đề thực tiễn không? 6 A. Có thể □ B. Không thể □ C. Chưa biết □ Phiếu khảo sát đối với GV Họ và tên GV (có thể không ghi):................................................................... Trường THPT:........................................................................... Tích (×) vào đáp án mà Thầy/Cô chọn cho mỗi câu hỏi dưới đây: Câu Nội dung Ý kiến GV Theo thầy/cô việc tăng cường liên hệ trong dạy học môn Tin học với thực tiễn để phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT có thật sự cấp thiết 1 không? A. Rất cấp thiết □ 10
B. Cấp thiết □ C. Ít cấp thiết □ D. Không cấp thiết Theo thầy/cô việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT có thật sự cấp thiết không? A. Rất cấp thiết □ 2 B. Cấp thiết □ C. Ít cấp thiết □ D. Không cấp thiết □ Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT có khả thi không? 3 A. Rất khả thi □ B. Khả thi □ C. Ít khả thi □ D. Không khả thi □ 1.5. Phân tích và đánh giá kết quả điều tra Thông qua phiếu khảo sát phát cho HS, thu lại, tôi đã thống kê có kết quả như sau: Khảo sát đối với HS Câu Nội dung Số lượng Tỉ lệ % Sự hứng thú học tập môn Tin của em A. Rất thích 5 5,9 1 B. Thích 20 23,5 C. Bình thường 39 45,9 D. Không thích 21 24,7 2 Tại sao em thích học môn Tin ? 11
A. Vì môn tin giúp em tiếp cận và học hỏi được 55 64,7 những công nghệ mới B. Vì môn Tin dễ học 4 4,7 C. Vì Tin học có vai trò rất lớn trong cuộc sống 26 30,6 Trong giờ học môn Tin, em thích học như thế nào? A. Tập trung nghe giảng, ghi chép đầy đủ 12 14,1 B. Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận 32 37,7 3 và làm bài tập C. Thảo luận, phát biểu. Giảm tải học lý thuyết, tăng 41 48,2 cường học thực hành tạo ra sản phẩm ứng dụng trong thực tiễn. Để hiểu sâu sắc hơn về môn Tin. Em có thể thường xuyên tự tìm hiểu những ứng dụng thực tế của kiến thức tin học đã (đang) được học hay không? 4 A. Thường xuyên 0 0,0 B. Ít khi 17 20 C. Không bao giờ 68 80 Em có luôn sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM hay không? 5 A. Luôn sẵn sàng 15 17,6 B. Chưa biết được 54 63,5 C. Không bao giờ 16 18,9 Em có thể vận dụng kiến thức bài tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha để giải quyết một số vấn đề thực tiễn không? 6 A. Có thể 1 1,2 B. Không thể 55 64,7 C. Chưa biết 29 34,1 12
Kết quả khảo sát đối với GV (qua đường Link: https://docs.google.com/forms/d/1rvG7jhVtymFKwjww9l662oe8b9O- V0h4zUKE5zOpjIA/edit#responses ) Câu Nội dung Số lượng Tỉ lệ % Theo thầy/cô việc tăng cường liên hệ trong dạy học môn Tin học với thực tiễn để phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT có thật sự cấp thiết không? A. Rất cấp thiết 6 75 1 B. Cấp thiết 2 25 C. Ít cấp thiết 0 0 D. Không cấp thiết 0 0 Theo thầy/cô việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT có thật sự cấp thiết không? A. Rất cấp thiết 5 62,5 2 B. Cấp thiết 3 37,5 C. Ít cấp thiết 0 0 D. Không cấp thiết 0 0 2. Thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đề tài Qua kết quả thăm dò ý kiến HS, GV và thực tế tôi nhận thấy những thuận lợi và khó khăn khi triển khai dạy học STEM ở trường THPT như sau: *Thuận lợi Đảng, Nhà nước, ngành đã có chủ trương, chỉ thị, thông tư về đẩy mạnh giáo dục theo định hướng giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông, tạo điều kiện pháp lý để các trường triển khai dạy học theo định hướng STEM. Dạy học STEM tạo ra cách học sáng tạo, tâm lý thoải mái cho học sinh, quan hệ cô – trò gần gũi, thân thiện hơn. STEM là phương pháp dạy - học gắn kiến thức khoa học với thực tiễn, học sinh thích thực hành, thí nghiệm, chế tạo sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống … nên dạy học STEM gây tò mò, hứng thú cho học sinh trong học tập. 13
Đội ngũ giáo viên có trình độ đạt chuẩn trở lên, ham học hỏi, tìm tòi cái mới, tích cực đổi mới phương pháp dạy học. Các giáo viên qua khảo sát đều nhận thấy việc học Tin học liên hệ thực tiễn và dạy học theo định hướng giáo dục STEM là cấp thiết, có tính khả thi cao. * Khó khăn - Phần lớn HS chưa thích học môn Tin học, chủ yếu là đối phó. HS phần nào còn mơ hồ nghĩ kiến thức môn Tin có vai trò rất lớn trong cuộc sống, nhưng không thể chỉ ra được mỗi liên hệ đó là gì. - Phần lớn HS hiếm khi quan tâm, chưa có thói quen tự tìm hiểu những vấn đề trong cuộc sống liên quan đến tin học. HS chưa chịu khó, chưa đam mê và chưa hứng thú trong học tập. - Dạy học STEM cần phải có nhiều thời gian trong khi học sinh vẫn phải tập trung học chương trình chính thống, học thêm phục vụ thi cử, đánh giá cuối năm học. - Nhiều phụ huynh chưa hiểu thấu đáo về STEM, muốn con em mình tập trung học các môn học chính thống nên chưa quan tâm đến phương pháp mới này. - Dạy học STEM đòi hỏi tài chính, thời gian, công sức, chất xám lớn, trong khi cơ sở vật chất và thiết bị dạy học ở trường hiện nay còn khó khăn. CHƯƠNG 3. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Một số giải pháp 1.1. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 1.1.1. Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn Tin học - Tiêu chí + Kiến thức trong chủ đề STEM phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, phải có mối quan hệ thống nhất với các liên môn như Toán, Lý, Hóa, Công nghệ… Đây chính là cơ sở lý thuyết để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn. + Chủ đề STEM luôn phải hướng tới thực tiễn, có thể vận dụng lý thuyết, kĩ năng lập trình… để sáng tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng, mang đến lợi ích thực sự cho đời sống và sản xuất. + Phương pháp và kĩ thuật dạy học phải hợp lý với từng mục của chủ đề nhằm hướng dẫn học sinh tích cực học tập qua đó rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo và kĩ năng thực hành cho học sinh. - Quy trình + Bước 1, lựa chọn và đặt tên chủ đề STEM: căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình Tin học của từng khối lớp, vào mối quan hệ giữa các bài học và những vấn đề thực tiễn để lựa chọn, xây dựng những chủ đề STEM hợp lý. Có 14
thể xuất phát từ vấn đề thực tiễn, từ yêu cầu của cuộc sống để lựa chọn chủ đề hoặc khuyến khích học sinh tìm hiểu một số vấn đề thực tiễn có thể giải quyết được sau khi học xong lý thuyết trên lớp từ đó đặt tên cho chủ đề STEM. + Bước 2, xác định mục tiêu của chủ đề STEM gồm kiến thức, kĩ năng, thái độ đạt được của học sinh qua chủ đề, xác định rõ định hướng phát triển năng lực STEM trong các lĩnh vực Khoa học (S), Công Nghệ (T), Kĩ thuật (E), Toán học (M). Học sinh có thể vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực trên để xây dựng chủ đề STEM, hoặc ít nhất là vận dụng hai lĩnh vực để giải quyết vấn đề. + Bước 3, xác định phương pháp và kĩ thuật dạy học có tính tích cực, sáng tạo phù hợp từng chủ đề. + Bước 4, xây dựng bộ câu hỏi định hướng, xác định tính thực tiễn, giá trị ứng dụng vào đời sống và sản xuất của chủ đề, xác định rõ sản phẩm cần chế tạo. 1.1.2. Xây dựng chủ đề STEM tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha Sản phẩm tạo ra trong quá trình học tập chủ đề STEM được sử dụng bằng phần mềm GIMP 1.2. Tổ chức dạy học trên lớp theo định hướng giáo dục STEM 1.2.1. Định hướng thiết kế giáo án - Mô tả chủ đề bài học - Kiến thức STEM trong chủ đề - Mục tiêu chủ đề: Đảm bảo chuẩn kiến thức và kĩ năng theo chương trình hiện hành trên quan điểm phát triển năng lực học sinh. - Chuẩn bị của giáo viên và học sinh: + Giáo viên chuẩn bị sách giáo khoa, bài tập, máy tính, máy chiếu, bảng phụ, thiết bị, đồ dùng dạy học phù hợp, chuẩn bị bộ câu hỏi và bài tập định hướng, cấu trúc sản phẩm cần làm. + Học sinh vệ sinh và sắp xếp bàn ghế trong phòng học hợp lý, hoàn thành nhiệm vụ được giáo viên giao từ trước như mô tả ý tưởng thiết kế sản phẩm, chuẩn bị báo cáo, cử người thuyết trình, tạo sản phẩm. - Tổ chức các hoạt động dạy học trên lớp qua 5 hoạt động: + Hoạt động 1: Xác định vấn đề Nhiệm vụ: Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm có tiêu chí cụ thể với điều kiện sử dụng kiến thức mới trong bài để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế sản phẩm. Tiêu chí của sản phẩm rất quan trọng, đó chính là "tính mới" buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới có thể thực hiện được. Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu. Nội dung: Tìm hiểu và đánh giá về sản phẩm, công nghệ. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (bài ghi chép thông tin về cách tạo sản phẩm, mô tả ý tưởng thiết kế sản phẩm, tạo ra sản phẩm). Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); học sinh thực hiện 15
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 (giáo viên hỗ trợ). + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Nhiệm vụ: Học sinh cần thể hiện thái độ học tập tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để đề xuất, thiết kế sản phẩm. Khi học sinh hoàn thành bản mô tả ý tưởng thiết kế sản phẩm đồng thời học sinh cũng nắm được kiến thức mới theo chương trình môn học. Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, mạng Internet để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. Dự kiến sản phẩm của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, kiến thức mới, giải pháp/thiết kếi, chế tạo). Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên 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); học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu; báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế. + Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Nhiệm vụ: Học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ ý tưởng mô tả bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có). Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi tiến hành tạo sản phẩm. Mục đích: Lựa chọn giải pháp/ý tưởng thiết kế. Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/ý tưởng thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện. Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); học sinh báo cáo, thảo luận; giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế. + Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm và đánh giá Nhiệm vụ: Học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3. Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm sản phẩm là khả thi. Mục đích: tạo sản phẩm theo ý tưởng thiết kế. Nội dung: Lựa phương án, thiết bị để tạo sản phẩm theo ý tưởng thiết kế, kiểm tra và điều chỉnh. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: sản phẩm thiệp chúc mừng sinh nhật, banner, áp phích Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ, học sinh thực hành tạo ra sản phẩm; giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. + Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh 16