1
THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN
1. Tên sáng kiến:“Vận dụng dạy học STEM để phát triển năng lực nghiên cứu
khoa học cho học sinh trung học phổ thông phần Sinh học vi sinh vật- Sinh
học 10”
2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Sinh học lớp 10
3. Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ năm 2019 đến năm 2021
4. Tác giả:


2

DANH MỤC VIẾT TẮT.
CT GDPT
GV
HS
NL
NCKH
PPDH
THPT
VSV

Chương trình giáo dục phổ thơng
Giáo viên
Học sinh
Năng lực
Nghiên cứu khoa học
Phương pháp dạy học
Trung học phổ thông
Vi sinh vật

MỤC LỤC
PHẦN I: ĐIỀU KIỆN, HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN.......................6
I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến..................................................6
I.1. Xuất phát từ mục tiêu đổi mới giáo dục và đào tạo của nước ta trong giai

đoạn hiện nay............................................................................................... 6
I.2. Xuất phát từ tính ưu việt của dạy học STEM.......................................6
I.3. Xuất phát từ yêu cầu và thực trạng phát triển năng lực NCKH cho

HS trung học phổ thông ở nước ta..............................................................7
II. Mục đích nghiên cứu..................................................................................8
III. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 8
IV. Phương pháp nghiên cứu......................................................................... 8
V. Phạm vi áp dụng.........................................................................................8
VI. Đóng góp của đề tài...................................................................................8
PHẦN II. MƠ TẢ GIẢI PHÁP.......................................................................... 9
A. Mơ tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến.........................................9
I. Ưu điểm.................................................................................................... 9
II. Nhược điểm.............................................................................................9
B. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến......................................................10
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN................................................................10
I.1. Định hướng chung về đổi mới phương pháp dạy học...................10
I.2. Năng lực và năng lực nghiên cứu khoa học.................................. 11
I.2.1. Năng lực....................................................................................11
I.2.2. Phân loại năng lực................................................................... 11
I.2.3. Năng lực nghiên cứu khoa học(NL NCKH)........................... 12
a. Kĩ năng xác định vấn đề, ý tưởng nghiên cứu........................ 13
b. Kĩ năng xác định tên đề tài nghiên cứu...................................14
c. Kĩ năng xây dựng giả thuyết nghiên cứu.................................15

d. Kĩ năng lập kế hoạch nghiên cứu............................................ 16
e. Kĩ năng thu thập dữ liệu...........................................................17
f. Kĩ năng phân tích và tổng hợp dữ liệu.....................................18
g. Kĩ năng phê phán, lập luận, viết và báo cáo khoa học...........18


h. Kĩ năng trình bày báo cáo khoa học........................................19
I.3. Dạy học stem....................................................................................20
I.3.1.

Khái niệm STEM................................................................... 20

I.3.2.

Giáo dục STEM..................................................................... 21

a. Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM......22
b. Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM.............................22
c. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật.................22
I.3.3.

Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM......................................23

I.3.4. Quy trình tổ chức dạy học Stem...............................................23
I.4. Dạy học Stem và vấn đề phát triển NL NCKH cho học sinh.........26
I.5. Đánh giá trong quá trình vận dụng dạy học STEM nhằm phát
triển năng lực NCKH cho HS................................................................27
CHƯƠNG II: VẬN DỤNG DẠY HỌC STEM ĐỂ PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH THPT
TRONG DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC VI SINH VẬT- SINH HỌC 10.

.....................................................................................................................28
II.1. Phân tích cấu trúc phần Sinh học vi sinh vật - Sinh học 10........28
II.2. Thiết kế chủ đề dạy học STEM dưới dạng một đề tài NCKH......30
* Về nguyên tắc..........................................................................30
* Về quy trình tổ chức.............................................................. 30
Giai đoạn I: Chuẩn bị..................................................................... 31
Giai đoạn II: Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài NCKH..............31
Giai đoạn III: Thực hiện đề tài NCKH........................................... 32
Giai đoạn IV: Báo cáo và đánh giá sản phẩm................................ 33
II.3. Các chủ đề STEM trong phần Sinh học vi sinh vật nhằm phát
triển năng lực NCKH cho học sinh...............................................34
II.3.1. Tên chủ đề: Nghiên cứu, chế tạo thùng rác phân loại và xử lí rác
hữu cơ nhờ vi sinh vật.......................................................................34
II.3.2. Tên chủ đề:Nhân giống vi sinh vật....................................... 46
II.3.3. Đánh giá năng lực NCKH của HS........................................ 52
* Về kiến thức..................................................................................52
* Về kĩ năng.....................................................................................52


* Về thái độ..................................................................................... 56
II.4. Thực nghiệm sư phạm................................................................... 59
II.4.1. Mô tả cách thức thực hiện..................................................... 59
II.4.2. Kết quả.................................................................................... 60
II.4.3. Kết luận...................................................................................62
PHẦN III. HIỆU QUẢ......................................................................................63
III.1. Hiệu quả về kinh tế..............................................................................63
III.2. Hiệu quả về xã hội............................................................................... 63
III.3. Khả năng áp dụng................................................................................63
PHẦN IV.CAM KẾT KHÔNG SAO CHÉP...................................................64



6
PHẦN I: ĐIỀU KIỆN, HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến
I.1. Xuất phát từ mục tiêu đổi mới giáo dục và đào tạo của nước ta trong giai
đoạn hiện nay.
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đặt ra thách thức rất lớn cho Việt Nam
nói chung và ngành giáo dục nói riêng buộc phải có những thay đổi căn bản,
tồn diện và đột phá để có thể phát triển cùng thời đại.
Trong văn kiện của Đại hội Đảng XIII vừa qua đã chỉ rõ cần: “Đổi mới
mạnh mẽ và đồng bộ mục tiêu, chương trình, nội dung, phương pháp, hình thức
giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển năng lực và phẩm chất của
người học”. Trên cơ sở xác định đúng, trúng mục tiêu đổi mới giáo dục, đào tạo,
công khai mục tiêu, chuẩn “đầu vào”, “đầu ra” của từng bậc học, mơn học,
chương trình, ngành và chun ngành đào tạo, thì việc tiếp theo là đổi mới
chương trình khung các mơn học và nội dung của nó theo hướng phát triển
mạnh năng lực và phẩm chất người học, bảo đảm hài hịa đức, trí, thể, mỹ; thực
hiện tốt phương châm mới: Dạy người, dạy chữ và dạy nghề (trước đây là dạy
chữ, dạy người, dạy nghề).
Đổi mới PPDH ở trường phổ thông là một trong những nhiệm vụ hết sức
quan trọng. Hiện nay, vấn đề đổi mới PPDH (trong đó có đổi mới PPDH Sinh
học) đã được thể chế hóa trong Luật Giáo dục nước CHXHCN Việt Nam:
“Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,
sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng
phương pháp tự học, kĩ năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng
kiến thức vào thực tiễn, năng lực nghiên cứu khoa học; tác động đến tình cảm,
đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”. Chương trình giáo dục phổ thông
2018 cũng xây dựng dựa trên quan điểm giáo dục tiếp cận năng lực, tập trung
vào phát triển các năng lực cần thiết để học sinh có thể thành công trong cuộc
sống cũng như trong công việc.

I.2. Xuất phát từ tính ưu việt của dạy học STEM
Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong
đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học
trong thế giới thực, ở đó người học áp dụng các kiến thức trong khoa học, cơng
nghệ, kỹ thuật và tốn vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường
học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức tồn cầu, để từ đó phát triển các
năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền


kinh tế mới. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người có thể đáp ứng được
nhu cầu cơng việc của thế kỷ mới có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế.
Nhiều cơng trình nghiên cứu trong thời gian qua đã chỉ rõ giáo dục STEM
hướng người học đến việc chủ động chiếm lĩnh kiến thức và hình thành những kĩ
năng, những năng lực cần thiết thơng qua q trình hoạt động tích cực tìm hiểu,
giải quyết những vấn đề do GV hoặc GV cùng HS đưa ra chính vì thế giáo dục
Stem đã đáp ứng các yêu cầu đổi mới về mục tiêu dạy học và phương pháp dạy
học, góp phần tích cực trong việc thực hiện hóa nội dung Nghị quyết số 29/NQTƯ Hội nghị trung ương 8 khóa XI của Đảng ta.
Trong những năm học gần đây Bộ giáo dục đào tạo đã tổ chức ngày hội
STEM cùng diễn ra trong khuôn khổ cuộc thi Khoa học kĩ thuật, đây là một sân
chơi khoa học để thúc đẩy phong trào NCKH của học sinh THPT. Thơng qua đó
cũng thấy được vai trị to lớn của giáo dục STEM trong các nhà trường phổ
thông.
I.3. Xuất phát từ yêu cầu và thực trạng phát triển năng lực NCKH cho HS trung
học phổ thông ở nước ta
Việc phát triển năng lực NCKH cho HS giúp các em có thể tích cực, chủ
động, sáng tạo để tự trang bị cho mình những tri thức cần thiết cho đời sống
trong thời đại ngày nay.Phát triển năng lực NCKH cho HS sẽ giúp rút ngắn
khoảng cách giữa giáo dục phổ thơng với giáo dục đại học. Bên cạnh đó, việc
phát triển NL NCKH cho học sinh cịn góp phần hình thành và bồi dưỡng những
phẩm chất cần thiết của người lao động mới: đó là tính kiên trì, nhẫn nại, khắc

phục khó khăn, tìm tịi sáng tạo, khách quan, chính xác. Phát triển NL NCKH
cho HS là vấn đề mới đặt ra và rất cần thiết. Vấn đề này đã được ghi rõ trong nội
dung Nghị quyết số 29 /NQ-TƯ Hội nghị Trung ương 8 khóa XI của Đảng ta.
Về đặc điểm nội dung môn Sinh học ở trường phổ thông: Sinh học là môn
khoa học thực nghiệm thuộc nhóm nghành Khoa học tự nhiên. Đối tượng nghiên
cứu của Sinh học là thế giới sinh vật gần gũi với đời sống hằng ngày của HS. Do
vậy dạy học Sinh học cần phải gắn với thực tiễn, HS phải biết vận dụng kiến
thức , kĩ năng đã học vào thực tiễn cuộc sống như vận dụng trong trồng trọt,
chăn nuôi, chăm sóc và bảo vệ sức khỏe bản thân, gia đình và cộng đồng, nâng
cao chất lượng cuộc sống….Do vậy trong q trình dạy học mơn Sinh học GV
giữ vai trò là người hướng dẫn, tổ chức các hoạt động; HS là chủ thể hoạt động
thu nhận kiến thức, hình thành kĩ năng, năng lực cốt lõi và chuyên biệt trong đó
có năng lực NCKH. Tuy nhiên, hiện nay, ở Việt Nam các nghiên cứu vận dụng


dạy học Stem để phát triển NLNCKH cho HS trong dạy học sinh học chưa
nhiều.
Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi đã thiết kế và áp dụng trong dạy
học sáng kiến: "Vận dụng dạy học STEM để phát triển năng lực nghiên cứu
khoa học cho học sinh trung học phổ thông phần Sinh học vi sinh vật- Sinh học
10”
II. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng được quy trình tổ chức dạy học theo chủ đề STEM dưới dạng
đề tài KHKT để phát triển NL NCKH cho HS THPT.
Xây dựng một số chủ đề STEM dưới dạng đề tài NCKH trong dạy học
phần vi sinh vật - Sinh học 10 để phát triển NL NCKH cho HS THPT.
III. Đối tượng nghiên cứu.
- Dạy học Stem, quy trình tổ chức dạy học chủ đề Stem, năng lực nghiên cứu
khoa học, quy trình vận dụng dạy học Stem để phát triển NL NCKH.
- Vận dụng dạy học theo chủ đề Stem trong dạy học phần Vi sinh vật- Sinh học 10

để phát triển NLNCKH cho HS THPT. Đặc biệt là các kĩ năng quan trọng là:
phát hiện vấn đề nghiên cứu; diễn đạt tên đề tài nghiên cứu; lập giả thuyết
nghiên cứu; viết đề cương nghiên cứu; tổ chức thực hiện đề tài nghiên cứu; thu
thập và xử lí số liệu nghiên cứu; viết báo cáo và thực hiện báo cáo kết quả
nghiên cứu.
IV. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp quan sát, điều tra, phỏng vấn.
- Phương pháp thống kê số liệu.
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa.
- Phương pháp thực nghiệm.
- Phương pháp tổng kết kinh nghiệm.
V. Phạm vi áp dụng
Tại một số trường THPT - Tỉnh Nam Định.
Trường THPT Tân Lang- Phù Yên - Sơn La.
Trường THPT Trường Thi - Thanh Hóa.
VI. Đóng góp của đề tài
- Làm sáng tỏ được cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học Stem nói chung và việc
vận dụng dạy học Stem trong dạy học phần Vi sinh vật- Sinh học 10 để phát
triển năng lực NCKH.
-Xác định cấu trúc NL NCKH, tiêu chí đánh giá NLNCKH.


- Xây dựng được hệ thống chủ đề Stem và vận dụng dạy học Stem để phát
triển NLNCKH.Xây dựng được nguyên tắc, quy trình vận dụng dạy học Stem để
phát triển NLNCKH cho HS trong dạy học sinh học - THPT.
- Xây dựng được bảng tiêu chí đánh giá kết quả vận dụng dạy học Stem để phát
triển NLNCKH cho HS trong dạy học sinh học - THPT.

-


-

-

-

PHẦN II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
A. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
Thực trạng công tác dạy và học môn Sinh học theo hướng phát triển
năng lực nghiên cứu khoa học cho HS tại trường THPT Lý Nhân Tông.
I. Ưu điểm
Đội ngũ giáo viên dạy Sinh học có trình độ đạt chuẩn, đặc biệt các giáo viên Vật
lí, Hóa học và Sinh học tích cực trao đổi, thảo luận và xây dựng các đề tài Khoa
học kĩ thuật tích hợp, liên môn.
Học sinh trường Lý Nhân Tông sống ở vùng nơng thơn, các em có điều kiện tiếp
xúc, quan sát với thực vật, động vật, vi sinh vật…, từ đó nảy sinh nhiều ý tưởng
khoa học trong quá trình học tập.
Về điều kiện dạy học: nhà trường đã có phịng học bộ môn Sinh học với các
trang thiết bị cần thiết.
Trong những năm gần đây Sở GD& ĐT Nam Định thường xuyên tổ chức Cuộc
thi KHKT và Ngày hội Stem, tại trường THPT Lý Nhân Tông ban giám hiệu tạo
điều kiện và ln khuyến khích các giáo viên đầu tư, hướng dẫn học sinh tham
gia.
II. Nhược điểm.
Nhiều năm qua, việc xây dựng nội dung sách giáo khoa cũng như các loại sách
bài tập tham khảo của giáo dục nước ta nhìn chung cịn mang tính hàn lâm, kinh
viện nặng về thi cửchưa chú trọng đến tính sáng tạo, năng lực thực hành, nghiên
cứu khoa học và hướng nghiệp cho học sinh. Phương thức kiểm tra đánh giá chủ
yếu qua bài kiểm tra trắc nghiệm một sự lựa chọn đúng duy nhất nên HS có thể
giải thành thạo các bài tập định tính, định lượng, nhưng học sinh ít biết những

ứng dụng của Sinh học trong đời sống và sản xuất. Chính vì vậy khơng thể đạt
được mục tiêu vận dụng kiến thức tổng hợp đã học, khả năng sáng tạo của học
sinh mà còn làm học sinh lúng túng trong việc giải quyết một số tình huống thực
tiễn cụ thể, học sinh chưa khám phá hết năng lực của bản thân, chưa chủ động
trong việc học tập, khả năng sáng tạo và vận dụng kiến thức để giải


quyết tình huống thực tiễn cuộc sống, khả năng nghiên cứu khoa học cịn hạn
chế.
- Mặt khác chương trình hiện hành cịn gây khó cho GV trong việc biên soạn chủ
đề tích hợp liên mơn, dự án khoa học kĩ thuật …
- Đối tượng HS trường Lý Nhân Tơng có đầu vào thấp, đa số các em có học lực
trung bình và khá, nên học sinh ít quan tâm học môn Sinh học do nội dung Sinh
học THPT kiến thức hàn lâm, trừu tượng, ít nằm trong tổ hợp bộ môn xét cao
đẳng, đại học ở ngành nghề các em lựa chọn. Hàng năm có khoảng 5 đến 10 HS
ơn thi khối B có liên quan đến mơn Sinh học. Nhiều HS thụ động trong học tập
và chưa có phương pháp học hiệu quả.
- Bản thân tôi đã tiếp cận Chương trình giáo dục phổ thơng mới 2018 tuy nhiên
việc thực hành áp dụng các phương pháp giáo dục tích cực của GV còn chưa
thường xuyên và chưa phát huy hết tính chủ động, sáng tạo của học sinh với vai
trò HS là người chủ động học tập. Dạy học định hướng phát triển năng lực
NCKH sinh còn khá mới mẻ trong nhà trường, HS chưa vận dụng kiến thức, kĩ
năng được học giải quyết vấn đề thực tiễn, chế tạo ra các sản phẩm khoa học kĩ
thuật ứng dụng trong đời sống. Mặt khác việc dạy học theo định hướng Stem
nhằm phát triển năng lực NCKH hiệu quả cần có nhiều thời gian, phương tiện
hiện đại, các điều kiện để khai thác nguồn tài nguyên học tập và ứng dụng giải
quyết vấn đề thực tiễn.
B.Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến.
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN
I.1. Định hướng chung về đổi mới phương pháp dạy học

Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ
chủ yếu của người GV trong quá trình dạy học theo hướng đổi mới PPDH trong
giai đoạn hiện nay. Quan điểm dạy học hướng vào người học, hay dạy học phát
huy tính tích cực của người học có thể coi như là những hình thức biểu đạt khác
nhau của cùng một quan điểm dạy học lấy người học làm trung tâm, trong đó ý
tưởng cốt lõi là cần phải phát huy hứng thú học tập, tính tích cực, tự lực và sáng
tạo của người học.
Nếu giáo dục truyền thống được coi là giáo dục theo nội dung, tập trung
vào việc tích lũy kiến thức, chứ khơng hướng tới việc rèn luyện năng lực tự
khám phá để chiếm lĩnh kiến thức. Đánh giá của giáo dục truyền thống cũng tập
trung đo lường kiến thức thông qua các bài thi viết và nói. Giáo dục theo tiếp
cận năng lực tập trung vào phát triển các năng lực cần thiết để HS có thể thành
cơng trong cuộc sống cũng như trong công việc.


Trong những thập kỷ gần đây với sự phát triển mạnh của khoa học kĩ thuật
cũng như tri thức, giáo dục nếu chỉ hướng tới việc nắm vững kiến thức là khơng
đủ, bởi kiến thức hơm qua cịn mới thì hơm nay đã trở thành lạc hậu. Do đó,
nhiều hệ thống giáo dục đã hướng tới việc giáo dục để người học có đủ kĩ năng
làm chủ kiến thức và sử dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong khoa học
cũng như trong thực tế. Khi mục tiêu và hình thái giáo dục chuyển đổi thì PPDH
và đánh giá cũng thay đổi theo. Các hệ thống giáo dục tiên tiến đã áp dụng
PPDH theo năng lực thay vì học theo tiếp cận nội dung kiến thức. Dạy học theo
tiếp cận phát triển năng lực là hướng tiếp cận tập trung vào đầu ra của quá trình
dạy và học, trong đó nhấn mạnh người học cần đạt được các mức năng lực như
thế nào sau khi kết thúc một chương trình giáo dục. Nói cách khác, chất lượng
đầu ra đóng vai trị quan trọng nhất đối với dạy học theo tiếp cận năng lực. Điều
này có nghĩa là để chương trình dạy học theo tiếp cận năng lực có hiệu quả, cần
phải bắt đầu với bức tranh rõ ràng về năng lực cần thiết mà người học cần phải
đạt được, tiếp đến là xây dựng và phát triển chương trình dạy và học, sau đó dạy

học và xây dựng các phương pháp đánh giá nhằm đảm bảo rằng mục đích của
giáo dục theo tiếp cận năng lực đạt được mục tiêu đầu ra. Có thể thấy, yếu tố
quan trọng của giáo dục năng lực là xây dựng được các tiêu chuẩn đầu ra rõ ràng
thể hiện rõ mục tiêu của giáo dục, thiết lập được các điều kiện và cơ hội để
khuyến khích người học có thể đạt được các mục tiêu ấy. Đây cũng chính là mục
tiêu mà Chương trình giáo dục phổ thơng mới 2018 hướng tới.
Tiếp cận phát triển NLNCKH cho học sinh THPT phù hợp với định hướng
đổi mới trong PPDH.
I.2. Năng lực và năng lực nghiên cứu khoa học
I.2.1. Năng lực
Theo chúng tơi, hồn tồn nhất trí với khái niệm năng lực mà chương trình
giáo dục phổ thơng tổng thể 2018 đã đưa ra“Năng lực là thuộc tính cá nhân
được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và q trình học tập, rèn luyện,
cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính
cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại
hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.”
I.2.2. Phân loại năng lực
Mới đây, Bộ GD-ĐT đã ban hành “Chương trình giáo dục phổ thơng tổng
thể”. Theo đó, chương trình giáo dục phổ thơng đã chỉ rõ chú trọng hình thành
và phát triển cho HS những phẩm chất và năng lực như sau:


I.2.3. Năng lực nghiên cứu khoa học(NL NCKH)
Mục tiêu giáo dục khoa học đó là tạo ra các thế hệ nhà khoa học tiếp theo,
hoặc tạo ra những người biết sử dụng kiến thức khoa học - một năng lực mà tất
cả các cá nhân sẽ cần trong cuộc đời của mình.
Năng lực nghiên cứu khoa học theo PISA được thể hiện qua việc HS có
kiến thức khoa học và sử dụng kiến thức để nhận ra các vấn đề khoa học, giải
thích các hiện tượng khoa học và rút ra các kết luận trên cơ sở chứng cứ về các
vấn đề liên quan đến khoa học; Hiểu những đặc tính của khoa học như một dạng

tri thức của lồi người và là hoạt động tìm tịi, khám phá của con người; Nhận
thức được vai trò của khoa học; Sẵn sàng tham gia - như một cơng dân tích cực,
vận dụng hiểu biết khoa học vào giải quyết các vấn đề liên quan.


Theo A. Šeberová, năng lực NCKH là một hệ thống mở và không ngừng
phát triển, bao gồm các kiến thức tuyên bố và kiến thức quy trình trong lĩnh vực
nghiên cứu, các thái độ và sự sẵn sàng của cá nhân cho phép các nhà khoa học
thực hiện nghiên cứu trong khuôn khổ hoạt động nghề nghiệp của họ .
Như vậy, nói một cách tổng quát, cũng như mọi NL khác, NLNCKH bao
gồm 3 thành tố chủ yếu: kiến thức phương pháp luận NCKH, kĩ năng NCKH và
thái độ NCKH.
Trong phạm vi sáng kiến, chúng tơi đề xuất quy trình hình thành và phát
triển một số kĩ năng NCKH cơ bản cho HS THPT với nội dung cụ thể ở hình
dưới đây.

Cụ thể:
a. Kĩ năng xác định vấn đề, ý tưởng nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu, đọc và thu thập tài liệu, chúng ta phát hiện
hoặc nhận ra các “vấn đề” và đặt ra nhiều câu hỏi cần nghiên cứu (phát triển
“vấn đề” rộng hơn để nghiên cứu). Đôi khi người nghiên cứu thấy một điều gì
đó chưa rõ ràng trong những nghiên cứu trước (hoài nghi khoa học) và muốn
chứng minh lại. Đây là tình huống quan trọng nhất để xác định “vấn đề” nghiên
cứu.
Trong các hội nghị chun đề, báo cáo khoa học,… đơi khi có những bất
đồng, tranh cải và tranh luận khoa học đã giúp cho các nhà khoa học nhận thấy


được những mặt yếu, mặt hạn chế của “vấn đề” tranh cải và từ đó người nghiên
cứu nhận định, phân tích lại và chọn lọc rút ra “vấn đề” cần nghiên cứu.

Trong mối quan hệ giữa con người với con người, con người với tự nhiên,
qua hoạt động thực tế lao động sản xuất, yêu cầu kĩ thuật, mối quan hệ trong xã
hội, cư xử,… làm cho con người không ngừng tìm tịi, sáng tạo ra những sản
phẩm tốt hơn nhằm phục vụ cho nhu cầu đời sống con người trong xã hội.
Những hoạt động thực tế này đã đặt ra cho người nghiên cứu các câu hỏi hay
người nghiên cứu phát hiện ra các “vấn đề” cần nghiên cứu.
Tính tị mị của chúng ta về điều gì đó cũng đặt ra các câu hỏi hay “vấn
đề” nghiên cứu. Khi đã xác định được “vấn đề” nghiên cứu, thì trong đầu óc của
người nghiên cứu sẽ xuất hiện hàng loạt các ý tưởng nghiên cứu. Như vậy, vấn
đề nghiên cứu đóng vai trị là cơ sở, là tiền đề để hình thành ý tưởng nghiên cứu.
Đối với HS THPT, chúng tơi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Hướng dẫn HS quan sát, phân tích, tổng hợp thực tiễn, phát hiện
các vấn đề cần quan tâm giải quyết là tiền đề hình thành ý tưởng nghiên cứu.
Đây có thể nói là bước khó khăn nhất, dựa vào sở thích và nhu cầu muốn
tìm hiểu của HS về những điều đang xảy ra trong cuộc sống hay muốn thực hiện
một ý tưởng đã nhen nhóm từ lâu nhưng chưa được định hình rõ ràng.
Bước 2: Hướng dẫn HS chọn lựa được vấn đề cấp thiết cần giải quyết, hình
thành ý tưởng nghiên cứu.
Sau khi đã phát hiện ra vấn đề cần quan tâm giải quyết vốn có phạm vi
nghiên cứu rất rộng, căn cứ vào tình hình thực tiễn và tính cấp thiết để thu
hẹpvấn đề sao cho vừa sức với HS và có thể giải đáp, sáng tỏ được thơng qua
hoạt động NCKH phù hợp trình độ HS THPT.
Bước 3: Hướng dẫn HS biến vấn đề cần giải quyết thành ý tưởng nghiên
cứu.
Đây là bước hết sức quan trọng để hình thành đề tài nghiên cứu ở bước tiếp
theo. Tuy nhiên, lựa chọn được ý tưởng đúng đắn nhất trong vơ số các ý tưởng
là một vấn đề khó khăn đối với HSPT. Vì vậy, GV cần tư vấn cho các em để lựa
chọn được ý tưởng đúng.
b. Kĩ năng xác định tên đề tài nghiên cứu

Cần phân biệt tên đề tài nghiên cứu với vấn đề nghiên cứu: Vấn đề nghiên
cứu là sự khác biệt giữa hiện tại và điều mong đợi trong khi tên đề tài nghiên
cứu lại tập trung vào phương pháp giải quyết vấn đề. Do vậy, tên đề tài nghiên


cứu thường liên quan chặt chẽ với mục tiêu, đối tượng và phương pháp nghiên
cứu.
Tên đề tài nghiên cứu thường là một ngữ danh từ (nên được gọi là tên) hay
là thường bắt đầu bằng một động từ hành động. Tên đề tài nghiên cứu phải ngắn
gọn nhưng phải rõ ràng, phải phản ánh được mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và
phương pháp nghiên cứu. Vì vậy, việc xác định tên đề tài nghiên cứu một cách
hợp lí là rất quan trọng.
Chúng tơi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển kĩ năng này cho
HS gồm các bước sau đây:
Bước 1: Hướng dẫn HS thử đề xuất tên đề tài (tên đề tài nghiên cứu phải
phản ánh mối liên quan chặt chẽ giữa mục tiêu, đối tượng và phương pháp
nghiên cứu).
Bước 2: Điều chỉnh (điều chỉnh câu văn diễn đạt tên đề tài sao cho ngắn
gọn và rõ ràng).
Bước 3: Xác định tên đề tài chính thức.
Nội dung nghiên cứu của một đề tài khoa học được phản ánh một cách cơ
đọng nhất trong tiêu đề của nó. Tên của đề tài cần có tính đơn nghĩa, khúc chiết,
rõ ràng, không dẫn đến những sự hiểu lầm, hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau hay
hiểu mập mờ. Đối với HS THPT, có lẽ đây là vấn đề gây nhiều lúng túng bởi tư
duy trong ngôn ngữ khoa học của HS chưa cao và do thói quen sử dụng ngơn từ
thường quá dễ dãi trong sinh hoạt hay trong giao tiếp thường ngày là nguyên
nhân chính.
c. Kĩ năng xây dựng giả thuyết nghiên cứu
Giả thuyết nghiên cứu là một mệnh đề khẳng định quan hệ giữa một hay
nhiều yếu tố với vấn đề nghiên cứu. Giả thuyết nghiên cứu được tạo ra nhằm

mục đích để phát hiện ra quy luật, giải thích nguyên nhân tồn tại hoặc sáng tạo
ra các phương pháp mới, đưa ra giải pháp tối ưu, nguyên lý mới. Giả thuyết
nghiên cứu là những dự đốn có căn cứ khoa học về những đặc điểm, bản chất,
mối liên hệ của các sự vật, hiện tượng được nghiên cứu hay dự đoán về kết quả
nghiên cứu.
Đối với HS THPT, chúng tơi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Xây dựng đáp ứng cấu trúc của giả thuyết nghiên cứu
Về mặt chức năng của giả thuyết thì có thể phân loại giả thuyết như là: Mô
tả hay giải thích. Có giả thuyết đơn giản tóm lược ngắn các hiện tượng khảo sát,
mô tả những dạng liên hệ chung, loại khác nêu ra kết quả có thể từ những sự


kiện và điều kiện xác lập. Cấu trúc giả thuyết phức tạp thì mang đồng thời sự
mơ tả các hiện tượng khảo sát và giải thích quan hệ nhân quả.
- Giả thuyết có thể có ba thành phần: Khẳng định - Giả định - Cơ sởkhoa
học.
Ví dụ như có thể xây dựng giả thuyết theo các kiểu sau:
a. Quá trình A sẽ như sau ...
b. Nếu làm theo A thì sẽ là B ...
- Giả thuyết có thể xây dựng theo cách khác, khi cơ sở ở dạng rõ rệt vốn chưa có.
Như vậy, sẽ có hai thành phần: Thành phần A: Điều đó sẽ hiệu quả... ; Thành
phần B: Nếu như: một là ... hai là... (Nếu như….thì sẽ….).
Cấu trúc hai thành phần đó có thể có, khi sự khẳng định và sự giả định đều
hoà lẫn nhau ở dạng khẳng định có tính giả thuyết. Ví dụ: “Điều đó phải thế
này… vì có những ngun nhân sau…”
Bước 2: Xây dựng đáp ứng các tiêu chí của giả thuyết nghiên cứu
* Giả thuyết nghiên cứu khơng được có lơgic trái ngược nhau, có nghĩa là:
- Giả thuyết nghiên cứu có một hệ thống ý kiến giữa chúng khơng phủ định nhau
về logic hay hình thức.

- Giả thuyết nghiên cứu khơng đối lập với những sự kiện đã có.
- Giả thuyết nghiên cứu phải phù hợp với những quy luật khoa học đã xác lập hay
sẽ xác lập.
* Giả thuyết nghiên cứu phải chứa đựng dự đoán và mở ra cái mới trong
khoa học, có sự liên hệ kiến thức khoa học cũ và mới, có thể kiểm chứng được
trong thực tế.
d. Kĩ năng lập kế hoạch nghiên cứu
Mọi công trình nghiên cứu cần phải có quy trình và kế hoạch (Kế hoạch
tổng thể và từng giai đoạn của quá trình nghiên cứu). Những quy trình và kế
hoạch này phải được hoạch định (trước khi tiến hành nghiên cứu) trong đề
cương nghiên cứu. Đề cương nghiên cứu là một tài liệu mà trong đó nhà khoa
học đề nghị cương lĩnh hay chương trình làm việc. Đây là tài liệu quan trọng
nhất trong một cơng trình nghiên cứu, vì qua đó mà cơ quan tài trợ có thể xét
duyệt tính khả thi và cấp kinh phí. Do đó, người viết(tức nhà khoa học) cần phải
suy nghĩ rất cẩn thận, có hệ thống và sử dụng ngơn ngữ thật chính xác.
Đối với HS THPT, chúng tơi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:


Bước 1: Xây dựng đề cương nghiên cứu thể hiện kế hoạch tổng thể và từng
giai đoạn của quá trình nghiên cứu. Đây là bước quan trọng để giúp định hướng
triển khai cụ thể trong các bước sau.
Bước 2 : Xây dựng đáp ứng cấu trúc của một đề cương nghiên cứu
Một đề cương nghiên cứu bao gồm những nội dung gì? Trả lời câu hỏi này
cịn tuỳ thuộc vào “văn hoá” và quy định địa phương. Tuy nhiên, đối với đối
tượng HS THPT thì u cầu cần có của một đề cương nghiên cứu bao gồm:
Lý do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu của đề tài;
Giả thuyết nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu
Những đóng góp (dự kiến) của đề tài
Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Cấu trúc dự kiến của đề tài
Kế hoạch thực hiện
Kinh phí dự trù và yêu cầu hợp tác (Nếu có)
Bước 3: Xây dựng đáp ứng các tiêu chí của đề cương nghiên cứu
Sau khi đã hoạch định đủ cấu trúc cần chau chuốt lại để đề cương nghiên
cứu đáp ứng 5 tiêu chí sau:
Trong sáng: tránh những câu văn rườm rà, những từ khó hiểu.
Đơn giản: dùng từ ngữ dễ hiểu, chính xác và câu văn ngắn gọn.
Chính xác: định lượng hố nội dung thông tin. Tránh những từ ngữ lập lờ.
Khách quan: tránh viết phi cảm tính và khó hiểu.
Logic: sắp xếp ý tưởng một cách có trước có sau và khúc chiết.
e. Kĩ năng thu thập dữ liệu
NCKH hiện đại phải dựa vào những dữ liệu thực nghiệm. Vì thế, việc thu
thập dữ liệu là công đoạn rất quan trọng, yêu cầu cần phải có kĩ năng sử dụng
các phương pháp nghiên cứu đặc thù của đề tài. Người nghiên cứu phải có kĩ
năng tổ chức thu thập dữ liệu sao cho đảm bảo tính khách quan khoa học, biết
cách phối hợp các phương pháp thu thập truyền thống và hiện đại một cách hiệu
quả.
Đối với HS THPT, chúng tôi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Chọn lựa và sử dụng các phương pháp thu thập dữ liệu đặc thù.


Bước 2: Phối hợp các phương pháp thu thập dữ liệu một cách hiệu quả. Khi
đã có trong tay các phương pháp thu thập dữ liệu thì điều quan trọng tiếp theo là
các em cần phải biết cách phối hợp khéo léo. Phương pháp truyền thống hay
hiện đại đều có những ưu nhược điểm riêng và cần được sử dụng phối kết hợp

để mang lại hiệu quả và độ tin cậy cao.
Bước 3: Tổ chức thu thập dữ liệu đảm bảo tính khách quan khoa học Giữa
các cơng đoạn thu thập dữ liệu cần phải đảm bảo tính khách quan khoa học,
công đoạn nào sử dụng phương pháp nào là hợp lý nhất, để tránh những kết quả
mang nặng tính chủ quan và sai lệch.
Mọi dữ liệu thu thập được cần được ghi chép tỉ mỉ, cẩn thẩn và chính xác
vào sổ tay hay máy tính cá nhân,..để phục vụ tốt cho các công đoạn tiếp theo.
f. Kĩ năng phân tích và tổng hợp dữ liệu
Phân tích dữ liệu nhằm mục đích làm nổi bật những đặc điểm, đặc tính,
tính chất của đối tượng nghiên cứu (nghiên cứu mô tả) hoặc nhằm giúp người
nghiên cứu kiểm chứng giả thuyết (nghiên cứu giải thích).
Đối với HS THPT, chúng tơi xin đề xuất quy trình hình thành và phát triển
kĩ năng này gồm các bước sau đây:
Bước 1: Lựa chọn, sử dụng các phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu phù
hợp
Bước 2: Phối hợp các phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu truyền thống
và hiện đại một cách hiệu quả
Bước 3: Xâu chuỗi, tổng hợp các dữ liệu đã được tìm ra để dần đi đến kết
quả nghiên cứu.
g. Kĩ năng phê phán, lập luận, viết và báo cáo khoa học
* Kĩ năng phê phán
Kĩ năng phê phán dựa trên sự đối chiếu giữa kiến thức hiện hành với thực
tế khách quan, để phát hiện ra sự bất lực của kiến thức hiện hành trong việc lý
giải thực tế. Khoa học hiện đại dựa trên nguyên lý là kiến thức của nhân loại thì
ln lạc hậu với thực tế. Vì vậy, nhân loại ln ln phải phát hiện ra những chỗ
khiếm khuyết đó để khơng ngừng bổ sung kiến thức mới, bằng cách “phải chấp
nhận việc xem xét lại lý thuyết, dù cho nó đã hồn chỉnh đến đâu chăng nữa” .
* Kĩ năng lập luận
NCKH dựa trên nền tảng thuyết phục bằng các lập luận và chứng minh.
Những lập luận phải dựa trên cơ sở khoa học đã được giới khoa học công nhận,

chứ không phải dựa trên cảm nghĩ chủ quan, hay trên ý kiến của đám đông. kĩ
năng lập luận chẳng những giúp nhà khoa học xây dựng luận điểm của mình


một cách chặt chẽ, thuyết phục, mà cịn có thể giúp họ phát hiện ra những bất
cập giữa lý thuyết và thực tế, làm nền tảng cho những phát hiện khoa học có ý
nghĩa.
* Kĩ năng viết báo cáo khoa học (Báo cáo tổng kết)
Một cơng trình nghiên cứu phải được thể hiện bằng một bản báo cáo khoa
học (Báo cáo tổng kết). Việc trình bày bài viết địi hỏi nhà nghiên cứu phải có kĩ
năng diễn đạt, viết những gì cần viết, thể hiện chính xác bản chất của sự việc sao
cho người đọc nào cũng hiểu giống nhau. Chúng tôi xin đề xuất bố cục nội dung
bản báo cáo khoa học của HS gồm có:
1. Trang bìa: Trình bày theo thứ tự từ trên xuống:
1.1. Tên đơn vị chủ trì thực hiện nhiệm vụ
1.2. Tên nhiệm vụ KHCN
1.3. Tên người chủ trì thực hiện, các thành viên tham gia
1.4. Địa danh và tháng, năm kết thúc nhiệm vụ.
II. Nội dung báo cáo
1. Mục lục
2. Ký hiệu và viết tắt (nếu có).
3. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
3.1. Cơ sở pháp lý/xuất xứ của đề tài
3.2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
3.3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu
3.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước (liên quan đến
nội dung nghiên cứu của đề tài). Cơ sở lý thuyết (nếu cần thiết).
4. Thực nghiệm
4.1. Phương pháp thực nghiệm
4.2. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu, hoá chất cho thực nghiệm

4.3. Kết quả và thảo luận.
5. Kết luận và kiến nghị
6. Tài liệu tham khảo
7. Phụ lục (nếu có)
h. Kĩ năng trình bày báo cáo khoa học
Thơng thường, nội dung cơ bản của một báo cáo khoa học (mục đích, đối
tượng, phương pháp, kết quả, thảo luận, kết luận, đề nghị) được trình bày ngắn
gọn, cơ đọng trong khoảng 15-20 phút. Việc soạn bài thuyết trình tuy khơng khó,
nhưng khơng phải hoàn toàn đơn giản, nhất là đối với HS. Bài thuyết trình dựa
chủ yếu vào bài viết, nhưng khơng phải là bản sao nguyên vẹn của bài viết.


Thời gian chuẩn bị có thể rất ngắn, từ vài ngày đến một tuần, song để có được kĩ
năng thuyết trình trước đám đơng, cần phải sớm rèn luyện ngay từ khi có thể.
Để hình thành và phát triển nhóm kĩ năng này, có thể theo các bước sau
đây: Bước 1: Lập luận chặt chẽ, thuyết phục dựa trên cơ sở khoa học.
Bước 2: Phê phán dựa trên sự đối chiếu giữa kiến thức hiện hành với thực
tế khách quan, để phát hiện ra sự bất lực của kiến thức hiện hành trong lý giải
thực tế.
Bước 3: Viết bài báo cáo đầy đủ bố cục
Bước 4: Viết bài báo cáo đáp ứng các tiêu chuẩn khoa học
Bước 5: Trình bày bài báo cáo trước hội đồng phải tự tin, ngắn gọn và chặt
chẽ.
Trong SKKN, chúng tôi thực hiện đánh giá đầy đủ 7 kĩ năng nói trên.
I.3. Dạy học Stem.
I.3.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được
sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật
và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật

và Tốn học được mơ tả bởi chu trình STEM (Hình 1), 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; Tốn là cơng cụ
được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.
Science
Engin
eers:
Solve
proble
ms
(Kỹ
sư:
Giải
quyết
vấn
đề)

Technology

Math

Knowledge

Scie
ntist
s:
ans
wer
ques
tions

(Nhà
khoa
học:
Trả
lời

Engineering
the STEM cycle

Hình 1:Chu trình STEM (theo )


“Science” trong chu trình STEM được mơ tả bởi một mũi tên từ “Technology”
sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn
với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn
đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện cơng nghệ, đó là
các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các
vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược lại,
“Engineering” trong chu trình STEM được mơ tả bởi một mũi tên từ
“Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng
"Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra cơng nghệ mới. Như vậy, trong
chu trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các mơn
khoa học (như Vật lí, Hố học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để
phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, "Engineering" trong
chu STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm"Quy
trình kĩ thuật" để sáng tạo ra "Cơng nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối
nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mơ hình "xốy
ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với
nó là cơng nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.
I.3.2. Giáo dục STEM

Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn
đề thực tiễn ("cơng nghệ" hiện tại) cần giải quyết, địi hỏi học sinh phải tìm tịi,
chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện
giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ
đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi
học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức mới để
sử dụng. Q trình đó địi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học"
(để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó
vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("cơng nghệ" mới) để giải quyết vấn đề.
Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới
mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ
thuộc một mơn học.
Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho
học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực
tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng
với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển
kinh tế – xã hội. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông
như sau:


a. Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM
Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo
cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong q
trình dạy học các mơn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học,
hoạt động STEM bám sát chương trình của các mơn học thành phần. Hình thức
giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.
b. Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng
khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của
khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học đối với đời sống con người, nâng cao

hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan
tâm của xã hội tới giáo dục STEM.
Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham
gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề
nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp.
Trải nghiệm STEM cịn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa
trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo
cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của
giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp.
Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thơng qua hình thức
câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ,
triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM.
Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh.
c. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
Giáo dục STEM có thể được triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu
khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật. Hoạt động này
khơng mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và
hứng thú với các hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các
vấn đề thực tiễn.
Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt
động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn
khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham
gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy
được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp
thuộc lĩnh vực STEM.


–

–


–

–

–

Trong phạm vi của sáng kiến này chúng tôi đi sâu vào tìm hiểu giáo
dục STEM thơng qua tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật
I.3.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM
Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù
hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:
Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh
các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ,
Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ
giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất.
Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM:Các dự án học tập trong giáo
dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề
thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức
với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.
Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các
dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện
các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học.
Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm
chất, năng lực cho học sinh.
Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục
STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề
nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật
chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ
thơng cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.

Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học
sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp,
năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực
hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh
theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu
cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.
I.3.4. Quy trình tổ chức dạy học Stem.
* Quy trình tổ chức bài học STEM
Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các
"bước" trong quy trình khơng 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 là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với


"Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mơ 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. Vìvậy, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa
đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hồn thành một sản phẩm học tập cụ thể với
các tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề
xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hồn thành.
Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới"
của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí
đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết
kế cho sản phẩm cần làm.
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới
sự hướng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ không cịn các "tiết học"
thơng thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay

vào đó, học sinh tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất,
thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết
kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình
mơn học tương ứng.
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp
Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo
vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức
đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi,
góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hồn thiện (có thể phải thay đổi
để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã
hoàn thiện sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử
nghiệm và đánh giá. Trong q trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh
thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập
đã hồn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện.
* Quy trình tổ chức chủ đề STEM.


Trên cơ sở các bài học STEM cho tất cả học sinh nêu trên, trong q trình
thực hiện sẽ có một số học sinh có sở trường, hứng thú, nhất là đối với Hoạt
động 4 và Hoạt động 5 (là những học sinh có vai trị chủ chốt của nhóm trong
việc chế tạo, thử nghiệm mẫu) cần được khuyến khích và tạo điều kiện để tiếp
tục mở rộng, đi sâu. Nhà trường cần có những hình thức tổ chức phù hợp tạo
môi trường để các học sinh này được phát huy năng lực, sở trường của mình;
cũng từ đó phát hiện và hướng dẫn những học sinh say mê nghiên cứu thực hiện
các dự án khoa học, kĩ thuật để tham gia "Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho
học sinh trung học". Đây là mức độ cao của giáo dục STEM trong giáo dục phổ

thơng. Do đó quy trình tổ chức chủ đề STEM được rút gọn trong 4 bước sau:
Bước 1: Lựa chọn chủ đề
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình mơn học và các hiện
tượng, q trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị
cơng nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn,… để lựa chọn chủ đề.
Những ứng dụng đó có thể là: Men lá - Vi sinh vật - Quy trình làm men lá; Rác
thải- vi sinh vật- Thùng đựng và phân loại đồng thời xử lí rác hữu cơ; Hóa chất Phản ứng hóa học - Quy trình xử lý chất thải;…
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Sau khi chọn chủ đề, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học
sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những
kiến thức, kỹ năng cần dạy trong chương trình mơn học đã được lựa chọn (đối
với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với
STEM vận dụng) để xây dựng chủ đề. Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giao
cho học sinh thực hiện trong các chủ đề có thể là: Xây dựng quy trình sản xuất
men lá; Xây dựng quy trình xử lý rác hữu cơ; Xây dựng quy trình xử lý hóa chất
ơ nhiễm trong nước thải;…
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/ giải pháp giải quyết vấn đề
Sau 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. Những tiêu chí này là căn cứ quan
trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/ giải pháp giải quyết vấn đề/ thiết kế mẫu
sản phẩm. Đối với các ví dụ nêu trên, tiêu chí có thể là: Quy trình sản xuất men
lá với tiêu chí cụ thể của sản phẩm (độ cứng, chất lượng …); Quy trình xử lý rác
hữu cơ với tiêu chí cụ thể (lượng rác hữu cơ phân hủy, lượng phân giun thu
được,…);…
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học