ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM KẾT HỢP VỚI PHẦN
MỀM SCRACTCH VÀO DẠY HỌC MÔN KHOA
HỌC Ở TIỂU HỌC

SVTH

: TRẦN THỊ DIỆU LINH

GVHD

: ThS. NGUYỄN PHAN LÂM QUYÊN

LỚP

: 17STH

KHOA

: GIÁO DỤC TIỂU HỌC

Đà Nẵng, tháng 01 năm 2021


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................... 1
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài......................................................................... 3

3. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................... 5
4. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................. 6
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 6
6. Đóng góp mới của đề tài .............................................................................................. 6
7. Ý nghĩa lý luận và ý nghĩa thực tiễn ............................................................................ 6
8. Kết cấu của đề tài ......................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 8
1.1.Đặc điểm tâm lý lứa tuổi HSTH. ............................................................................... 8
1.1.1.Về đặc điểm quá trình nhận thức của HSTH. ......................................................... 8
1.1.2.Về đặc điểm nhân cách của HSTH. ........................................................................ 8
1.2.Dạy học tích hợp. ....................................................................................................... 9
1.2.1.Khái niệm về dạy học tích hợp. .............................................................................. 9
1.2.2.Mục tiêu của dạy học tích hợp. ............................................................................. 10
1.3.Giáo dục STEM trong trường tiểu học..................................................................... 10
1.3.1.Khái niệm giáo dục STEM. ................................................................................... 10
1.3.1.1.Khái niệm STEM. .............................................................................................. 10
1.3.1.2.Chu trình STEM. ................................................................................................ 10
1.3.1.3.Khái niệm về giáo dục STEM. ........................................................................... 11
1.3.2.Mục tiêu của giáo dục STEM. .............................................................................. 12
1.3.3.Vai trò, ý nghĩa của STEM trong trường tiểu học. ............................................... 13
1.3.4.Chủ đề dạy học STEM ở trường Tiểu học. ........................................................... 13
1.3.4.1.Khái niệm về Chủ đề dạy học STEM ở trường Tiểu học. ................................. 13
1.3.4.2.Các tiêu chí chủ đề STEM ................................................................................. 13
1.3.5.Phân loại chủ đề STEM......................................................................................... 14
1.3.5.1.Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề .................................. 14
1.3.5.2.Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM ................................... 14
1.3.5.3.Dựa trên mục đích dạy học ................................................................................ 15
1.4.Phần mềm Scratch trong dạy học tiểu học. .............................................................. 15
1.4.1.Khái niệm phần mềm Scratch. .............................................................................. 15
1.4.2.Tính năng của phần mềm Scratch. ........................................................................ 15

1.4.3.Tính năng mô phỏng của phần mềm Scratch. ....................................................... 16


1.5.Vai trị và đặc điểm của mơn Khoa học ở tiểu học .................................................. 17
1.6.Chủ đề dạy học môn Khoa học ở tiểu học ............................................................... 18
1.7.Kết luận chương I. .................................................................................................... 20
CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG DẠY HỌC STEM VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
SCRATCH TRONG DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC Ở TIỂU HỌC ............ 21
2.1.Thực trạng giáo dục STEM trên thế giới và ở Việt Nam ......................................... 21
2.1.1.Thực trạng giáo dục STEM trên thế giới .............................................................. 21
2.1.1.1.Tại Mỹ ................................................................................................................ 21
2.1.1.2.Châu Phi ............................................................................................................. 22
2.1.1.3.Tại Úc ................................................................................................................. 22
2.1.1.4.Tại Thổ Nhĩ Kỳ .................................................................................................. 22
2.1.1.5.Tại Quatar ........................................................................................................... 22
2.1.2.Thực trạng giáo dục STEM ở Việt Nam ............................................................... 23
2.1.2.1.Ngày hội STEM ................................................................................................. 23
2.1.2.2.Câu lạc bộ STEM ............................................................................................... 24
2.1.2.3.Các hoạt động STEM khác ................................................................................ 25
2.2.Thực trạng công tác dạy học STEM ở trường tiểu học hiện nay ............................. 25
2.3.Thực trạng cơng tác dạy học có ứng dụng phần mềm Scratch trong trường tiểu học
......................................................................................................................... 25
2.4.Khảo sát thực trạng dạy học STEM kết hợp với phần mềm Scratch trong dạy học môn
Khoa học ở trường Tiểu học ........................................................................... 26
2.4.1.Mục đích khảo sát ................................................................................................. 26
2.4.2.Đối tượng khảo sát ................................................................................................ 26
2.4.3.Nội dung khảo sát.................................................................................................. 26
2.4.3.1.Nội dung khảo sát giáo viên ............................................................................... 26
2.4.3.2.Nội dung khảo sát học sinh ................................................................................ 27
2.4.4.Phương pháp khảo sát ........................................................................................... 27

2.4.5.Kết quả khảo sát .................................................................................................... 27
2.4.5.1.Kết quả khảo sát giáo viên ................................................................................. 27
2.4.5.1.1. Nhận định của GV về giáo dục STEM ........................................................... 27
2.4.5.1.2. Nhận định của GV về phần mềm Scratch ....................................................... 29
2.4.5.1.3. Nhận xét của GV về thực trạng công tác dạy học STEM và ứng dụng phần mềm
Scratch trong dạy học môn Khoa học ở các trường tiểu học hiện nay ........... 31
2.4.5.1.4. Nhận xét của GV về mức độ cần thiết của sử dụng hình thức dạy học STEM kết
hợp với phần mềm Scratch trong dạy học môn Khoa học ở tiểu học ............. 34


2.4.5.2.Kết quả khảo sát học sinh................................................................................... 34
2.4.5.2.1. Mức độ hứng thú với môn Khoa học của HS ................................................. 34
2.4.5.2.2. Ý kiến của HS về việc thích học lý thuyết hay thực hành trong môn Khoa học
.................................................................................................................... 35
2.4.5.2.3. Đánh giá sự hiểu biết của HS về các tiết học STEM và phần mềm Scratch .. 35
2.4.5.2.4. Đánh giá mức độ yêu thích của HS đối với dạy học theo chủ đề STEM kết hợp
với phần mềm Scratch trong môn Khoa học .................................................. 37
2.5.Kết luận thực trạng ................................................................................................... 37
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM KẾT HỢP PHẦN MỀM SCRATCH TRONG
DẠY HỌC Ở TRƯỜNG TIỂU HỌC ............................................................. 39
3.1.Nguyên tắc thiết kế................................................................................................... 39
3.2.Quy trình thiết kế chủ đề STEM kết hợp phần mềm Scratch. ................................. 41
3.3.Thiết kế chủ đề STEM kết hợp phần mềm Scratch. ................................................ 43
3.3.1.Tiến trình bài dạy STEM kết hợp phần mềm Scratch. .......................................... 43
3.3.2.Thiết kế chủ đề “Mê cung của những giọt nước” ................................................. 46
3.3.2.1.Vấn đề thực tiễn của chủ đề ............................................................................... 46
3.3.2.2.Mục đích thiết kế chủ đề .................................................................................... 47
3.3.2.3.Nội dung giáo dục STEM của chủ đề ................................................................ 47
3.3.2.4.Kế hoạch dạy học ............................................................................................... 48
3.3.2.5. Phiếu học tập .................................................................................................... 54

3.3.2.6. Tài liệu hướng dẫn ............................................................................................ 55
3.4.Kết luận chương 3 .................................................................................................... 63
CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................................. 64
4.1. Mục đích thực nghiệm. ........................................................................................... 64
4.2. Nội dung thực nghiệm. ............................................................................................ 64
4.3. Tổ chức thực nghiệm............................................................................................... 64
4.4. Phân tích kết quả sau khi thực nghiệm.................................................................... 64
4.4.1. Mức độ phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí của HS lớp 4, lớp 5 về việc thực hiện
chủ đề “Mê cung của những giọt nước” trong dạy học ở trường Tiểu học ......................... 64
4.4.2.Mức độ phù hợp của nội dung về chủ đề thiết kế mơ hình "Mê cung của những
giọt nước" với nội dung CTGDPT môn Khoa học 2018.......................................................... 65
4.4.3. Khả năng thực hiện của học sinh về việc thiết kế mơ hình "Mê cung của những
giọt nước" bằng phần mềm Scratch ............................................................................................... 66
4.4.4.Khả năng thực hiện mơ hình "Mê cung của những giọt nước" vào thực tiễn dạy
học hiện nay ......................................................................................................................................... 66


4.4.5.Ý kiến, đánh giá của chuyên gia về việc vận dụng chủ đề dạy học “Mê cung của
những giọt nước” trong trường Tiểu học hiện nay .................................................................... 67
4.5. Kết luận chương 4. .................................................................................................. 67
KẾT LUẬN ĐỀ TÀI ...................................................................................................... 68
1. Một số kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 68
1.1.Kết luận .................................................................................................................... 68
1.2.Kiến nghị .................................................................................................................. 68
2. Hướng nghiên cứu sau đề tài ...................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số
liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định.
Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực,
khách quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa từng được công
bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.
Đà Nẵng, ngày 04 tháng 01 năm 2021.
Sinh viên thực hiện đề tài
Trần Thị Diệu Linh

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo của cô ThS. Nguyễn Phan
Lâm Quyên, người cô đã trực tiếp hướng dẫn tơi trong suốt q trình nghiên cứu để tơi hồn
thành đề tài này.
Tơi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo khoa Giáo dục Tiểu học, các thầy cô giáo đã
trực tiếp, tận tình giảng dạy, hướng dẫn, chỉ bảo và tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt q
trình học tập và nghiên cứu để hồn thành đề tài.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và các em học sinh trường Tiểu học
Trần Cao Vân và trường Tiểu học Mỹ Lộc đã tạo điều kiện giúp đỡ để tơi hồn thành tốt
đề tài nghiên cứu này.
Đề tài nghiên cứu này chắc chắn cịn nhiều thiếu sót. Tơi kính mong nhận được sự đóng
góp ý kiến của các thầy cô giáo, các chuyên gia và bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn.
Đà Nẵng, ngày 04 tháng 01 năm 2021
Sinh viên thực hiện đề tài
Trần Thị Diệu Linh


DANH MỤC VIẾT TẮT
STT

VIẾT TẮT


TỪ ĐƯỢC VIẾT TẮT

1

HS

Học sinh

2

GV

Giáo viên

3

HSTH

Học sinh tiểu học

4

GVTH

Giáo viên tiểu học

5

GD


Giáo dục

6

GD&ĐT

Giáo dục và Đào tạo

7

GDPT

Giáo dục phổ thông

8

TH

Tiểu học

9

CNTT

Công nghệ thông tin


1
PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Theo chủ trương cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước hiện nay của Đảng, con
người là yếu tố cơ bản để thúc đẩy đất nước phát triển nhanh và bền vững. Con người
trong thời đại này khơng chỉ cần có tri thức mà còn phải hội tụ đủ các phẩm chất và năng
lực cần thiết, đáp ứng được yêu cầu mà xã hội đặt ra. Đây cũng là nền tảng cơ bản để
làm nên sự phát triển của đất nước. Do đó vấn đề GD&ĐT con người ln được Đảng
và Nhà nước đặc biệt quan tâm và đặt lên hàng đầu. Điều đó được thể hiện rõ trong Nghị
quyết số 29- NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện GD&ĐT. Theo quan điểm chỉ đạo
của Nghị quyết: “Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu, là sự nghiệp của Đảng,
Nhà nước và của toàn dân. Đầu tư cho giáo dục là đầu tư phát triển, được ưu tiên đi
trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế- xã hội; Phát triển giáo dục
và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá
trình giáo dục từ chủ yếu 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, giáo dục nhà trường kết
hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội; Phát triển giáo dục và đào tạo phải gắn
với nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ Tổ quốc, với tiến bộ khoa học và công
nghệ, phù hợp quy luật khách quan. Chuyển phát triển giáo dục và đào tạo từ chủ yếu
theo số lượng sang chú trọng chất lượng và hiệu quả, đồng thời đáp ứng yêu cầu số
lượng.”
Bên cạnh đó, sự phát triển của khoa học - công nghệ, đã đẩy mạnh nhu cầu và yêu
cầu về chất lượng GD&ĐT. Nắm bắt được xu thế phát triển của khoa học ngày nay là
tiếp tục phân hóa sâu, song song với tích hợp liên môn, liên ngành ngày càng rộng. Nghị
quyết 88 của Quốc hội 13 đã xác định rõ yêu cầu tích hợp trong CTGDPT mới : “Ở cấp
Tiểu học và Trung học cơ sở thực hiện lồng ghép những nội dung liên quan với nhau
của một số lĩnh vực giáo dục, một số mơn học trong chương trình hiện hành để tạo thành
mơn tích hợp, thực hiện tinh giảm, tránh chồng chéo nội dung giáo dục . . . ". Chỉ thị
số 16 /CT - TTg của Thủ tướng chính phủ ngày 4 tháng 05 năm 2017 đã đưa ra giải pháp
về mặt GD: “…Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp GD và dạy
nghề nhằm đào tạo nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế cơng 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 CTGDPT". Và đưa ra nhiệm vụ: "…Thúc
đẩy triển khai GD về khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật, tốn học (STEM) trong CTGDPT
và tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông, ngay từ năm học 2017 - 2018 ".
Tuy nhiên với CTGD hiện hành, chúng ta có thể thấy được có những bất cập. Chính
là sự trùng lặp chồng chéo và tách rời giữa 4 lĩnh vực quan trọng: khoa học, công nghệ,


2
kĩ thuật và toán học. Sự tách rời này sẽ tạo ra khoảng cách rất lớn giữa học và làm, giữa
lý thuyết được học ở trường và thực tiễn ngoài xã hội.
Trong khi đó, GD STEM là phương pháp tiếp cận liên ngành tạo ra sự kết hợp hài
hòa giữa các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật, tốn học nhằm mang đến cho HS
những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa. STEM là mơ hình GD mới, phù hợp với
mục tiêu phát triển GD Việt Nam hiện nay. Đó là tập trung phát triển năng lực, phẩm
chất của người học. Những HS học theo cách tiếp cận GD STEM đều có những ưu thế
nổi bật sau: kiến thức khoa học, kĩ thuật, cơng nghệ và tốn học chắc chắn, tư duy logic,
hiệu suất học tập, làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển kĩ năng mềm tồn diện hơn.
Việc dạy và học theo mơ hình STEM tăng thêm tính hấp dẫn đối với HS, tạo được niềm
vui, hứng thú trong học tập. Đồng thời giúp HS hiểu sâu hơn vấn đề, đạt hiệu quả học
tập cao hơn so với phương pháp dạy học được sử dụng ở đa số các trường TH hiện nay.
Đó cũng là lí do mà trong thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT của Bộ GD&ĐT ban hành
CTGDPT đã 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 cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; đồng thời nhấn mạnh vai
trò thúc đẩy giáo dục STEM trong nhà trường của các mơn Tốn, Cơng nghệ, Tin học,
Khoa học tự nhiên”.
Đồng thời, trong thực tế giảng dạy hiện nay, công nghệ không những là đối tượng
học tập mà nó cịn là cơng cụ giảng dạy hỗ trợ thiết thực cho GV. GD STEM sẽ trở nên
hiệu quả hơn nữa nếu như chúng ta mở rộng sự kết hợp song song giữa lí thuyết và thực
hành, giữa học cơng nghệ và sử dụng công nghệ. Trong Quyết định số 117/QĐ-TTg về

Tăng cường ứng dụng CNTT trong quản lý và hỗ trợ các hoạt động dạy - học, nghiên
cứu khoa học góp phần nâng cao chất lượng GD&ĐT giai đoạn 2016 - 2020, định hướng
đến năm 2025 đã đề ra nhiệm vụ: “Tiếp tục xây dựng và thường xuyên cập nhật kho học
liệu số dùng chung phục vụ GD mầm non, GD phổ thơng và GD thường xun trong
tồn ngành, gồm: Bài giảng điện tử, học liệu số đa phương tiện, sách giáo khoa điện tử,
phần mềm mô phỏng và các học liệu khác”. Do đó việc kết hợp phương pháp GD STEM
với các phần mềm ứng dụng công nghệ trong hoạt động dạy và học có ý nghĩa to lớn
trong công tác GD. Việc mô phỏng lại một vật thể, một hiện tượng hay một sản phẩm
sẽ giúp cả GD và người học dễ dàng truyền đạt cũng như lĩnh hội tri thức, tạo khn
mẫu hỗ trợ tích cực trong quá trình tư duy và sáng tạo của HS. Và một trong những phần
mềm mơ phỏng có hiệu quả và đáp ứng được những yêu cầu đồng thời có thể phát triển
tốt các ý tưởng dạy học của GV tơi muốn giới thiệu chính là phần mềm Scratch. Khơng
những là một phần mềm mơ phỏng các mơ hình, vật thể đa chiều mà đây cịn là một
phần mềm cơng nghệ được sử dụng để thiết kế nên các trò chơi học tập sáng tạo thúc
đẩy quá trình tư duy của HS và hỗ trợ đắc lực cho GV trong quá trình giảng dạy.


3
Bên cạnh đó, trong CTGDPT cấp TH, mơn Khoa học có vai trị vơ cùng quan trọng
và cũng là một trong những thành phần của GD STEM. Môn Khoa học góp phần hình
thành và phát triển ở HS tình u con người, thiên nhiên; trí tưởng tượng khoa học, hứng
thú tìm hiểu thế giới tự nhiên; ý thức bảo vệ sức khoẻ của bản thân, gia đình, cộng đồng;
ý thức tiết kiệm và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên; tinh thần trách nhiệm với môi trường
sống. Đồng thời giúp HS nâng cao năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp
tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Đặc biệt, mơn học cịn phát triển cho HS
năng lực khoa học tự nhiên, giúp các em có những hiểu biết ban đầu về thế giới tự nhiên,
bước đầu có kĩ năng tìm hiểu mơi trường tự nhiên xung quanh và khả năng vận dụng
kiến thức để giải thích các sự vật, hiện tượng, mối quan hệ trong tự nhiên, giải quyết các
vấn đề đơn giản trong cuộc sống, ứng xử phù hợp bảo vệ sức khoẻ của bản thân và
những người khác, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường xung quanh.

Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, GD STEM và sự kết hợp giữa GD STEM với phần
mềm Scratch trong dạy học môn Khoa học vẫn chưa được áp dụng rộng rãi ở các trường
TH trên cả nước. Một số GVTH vẫn chưa được biết đến và áp dụng mơ hình GD STEM
cũng như phần mềm cơng nghệ này. Điều đó ảnh hưởng khơng nhỏ đến chất lượng GD,
q trình phát triển năng lực và phẩm chất của HSTH. Chính vì thế, việc phổ biến cho
GVTH về hệ thống GD STEM, phần mềm Scratch cũng như kết hợp STEM với phần
mềm Scratch vào dạy học ở trường TH nói chung và áp dụng vào dạy học mơn Khoa
học nói riêng là rất cần thiết. Bởi nó khơng những nâng cao chất lượng dạy và học mà
còn là tiền đề để thành lập, bồi dưỡng được các đội tuyển dự thi những cuộc thi về
STEM, lập trình và góp phần thúc đẩy nền GD nói riêng và xã hội Việt Nam nói chung
phát triển nhanh chóng nhưng bền vững.
Đó cũng chính là lí do mà tôi quyết định lựa chọn đề tài “Thiết kế chủ đề STEM kết
hợp với phần mềm Scratch vào dạy học mơn Khoa học ở tiểu học”
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài
2.1. Ngồi nước
Khởi nguồn từ Mỹ, GD STEM được quan tâm và nghiên cứu trong nhiều năm qua và
ở khắp các quốc gia trên thế giới (Tytler, 2007). Nghiên cứu của nhóm tác giả Honey,
Pearson & Schweingruber, 2014, đã chỉ ra mục tiêu chung của GD STEM là tạo ra sự
hiểu biết về STEM và năng lực phẩm chất của công dân ở thế kỷ 21, phát triển nguồn
nhân lực trong lĩnh vực STEM (khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học), đồng thời
tạo ra sự hứng thú và tham gia tích cực của người học vào lĩnh vực này. Bằng việc đặt
người học trong những tình huống học tập có ý nghĩa, liên quan mật thiết tới mơi trường
sống của họ và có tính ứng dụng, GD STEM tạo động lực và hứng thú cho người học
(English & King, 2015; Stohlmann, 2012). Trong giai đoạn mới bắt đầu của GD STEM,


4
các chủ đề và hoạt động học tập được tạo ra thuộc từng lĩnh vực và ít có kết nối liên hệ
với nhau; song thời gian gần đây, có sự tích hợp hai hay nhiều lĩnh vực STEM để tạo
thành những chủ đề phục vụ cho việc dạy học.

Gonzalez, Heather B. & Kuenzi, Jeffrey J. Science, technology, engineering and
mathematics (STEM) education 4 primer [12]. Báo cáo này nhằm phục vụ như là một
mồi để phác thảo các vấn đề và chương trình chính sách GD STEM hiện có. Nó bao
gồm các đánh giá về nỗ lực GD STEM liên bang và điều kiện GD STEM tại Hoa Kỳ,
cũng như phân tích một số vấn đề chính sách tập trung vào cuộc đối thoại liên bang
đương đại về GD STEM.
Council, Evaluating and improving undergraduate teaching in science, technology,
engineering, and mathematics [13]. (Đánh giá và cải thiện việc giảng dạy đại học về
khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học) cung cấp tầm nhìn đánh giá có hệ thống các
thực hành giảng dạy và các chương trình học tập, với các khuyến nghị cho các bên liên
quan khác nhau trong GD đại học về cách đạt được sự thay đổi. Cuốn sách này thảo luận
làm thế nào để đánh giá và cải thiện giảng dạy đại học về khoa học, công nghệ, kỹ thuật
và toán học; cung cấp một kế hoạch chi tiết cho các tổ chức sẵn sàng xây dựng các
chương trình đánh giá hiệu quả cho việc giảng dạy trong các lĩnh vực khoa học.
National Research Council (2011), Successful K-F2 STEM education: Identifying
effective approaches in Science, technology, engineering, and mathematics, National
Academies Press [14]. Cung cấp cho tất cả HS khả năng tiếp cận GD có chất lượng trong
các mơn STEM quan trọng đối với khả năng cạnh tranh của quốc gia chúng ta. Bên cạnh
đó, cuốn sách cũng cho ta biết thật khó để xác định các trường và phương pháp thành
cơng nhất trong các mơn STEM vì thành cơng được định nghĩa theo nhiều cách và có
thể xảy ra ở nhiều loại trường học và các thiết lập khác nhau.
Tsupros, N. Kohler and Hallinen, J. (2009). STEM education: 4 project to identify the
missing components, Intermediate Unit 1 and Carnegie Mellon, Pennsylvania [15]. Tài
liệu cung cấp những thông tin về STEM như: GD STEM là gì, sự cần thiết của GD
STEM, những rào cản đối với GD STEM ở Hoa Kì và đưa ra những yếu tố cần thiết cho
GD STEM có hiệu quả . . .
Senay Purzer, Tamara J. Moore, Dale Baker, Leema Berland, Supporting the
implementation of the Next Generation Science Standards (NGSS) through research:
Engineering [16]. Nhấn mạnh đến tầm quan trọng của tiêu chuẩn GD khoa học thế hệ
mới của Mỹ (Next Generation Science Standards - NGSS), đây chính là thước đo và

cũng là mục tiêu hướng đến của các CTGD STEM tiên tiến hiện nay tại Mỹ. Như vậy,
GD STEM ở Mỹ chính là một cách thể hiện ở cấp độ chương trình học (curriculum)
giúp đáp ứng bộ tiêu chuẩn GD khoa học thế hệ mới NGSS.
2.2. Trong nước


5
Tại Việt Nam, về góc độ pháp lí, chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng
Chính phủ (2017) về việc “Tăng cường năng lực tiếp cận cách mạng Công nghiệp lần
thứ tư” đã đặt ra nhiệm vụ cho Bộ GD&ĐT là: “Thúc đẩy triển khai GD về khoa học,
công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong CTGDPT; tổ chức thí điểm tại một số
trường phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018; tăng cường GD những kỹ năng, kiến
thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc Cách
mạng công nghiệp lần thứ tư”.
Về góc độ chun mơn, CTGDPT mơn Toán của GD&ĐT (2018) đề cập về GD
STEM như sau: “Chương trình mơn Tốn chú trọng tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễn
hay các môn học, hoạt động GD khác, đặc biệt với các môn học nhằm thực hiện GD
STEM, gắn với xu hướng phát triển hiện đại của kinh tế, khoa học, đời sống xã hội và
những vấn đề cấp thiết có tính tồn cầu (như biến đổi khí hậu, phát triển bền vững, giáo
dục tài chính,...).”
Về góc độ thực tiễn, hiện nay Việt Nam đã có một số nghiên cứu về GD STEM như
“Định hướng GD STEM trong CTGDPT mới trong Tạp chí Khoa học Trường Đại học
Cần Thơ, tập 55, Số 3C (2019)” của tác giả Lê Huy Hoàng, “Quản lý dạy học tại trường
trung học phổ thông theo định hướng GD STEM” của tác giả Hà Thị Kim Sa, “Thiết kế,
chế tạo thí nghiệm dạy học bài Định luật Lenxo theo định hướng GD STEM” của tác
giả Chu Thái Quốc Bảo, …
Do GD STEM có một đặc trưng quan trọng là phải tạo ra sản phẩm nên cần thiết phải
đi kèm những phần mềm hoặc cơng nghệ hỗ trợ người học hình thành các sản phẩm
STEM. Với nhiều ưu điểm như trực quan và dễ sử dụng, phần mềm Scratch hiện nay
đóng một vai trị quan trọng trong việc hỗ trợ để hình thành các sản phẩm của GD STEM

thông qua nghiên cứu “Tiếp cận mơ hình giáo dục STEM thơng qua phần mềm Scratch
cho sinh viên sư phạm toán tại Trường Đại học Cần Thơ’.
Qua việc khảo sát các cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài, tơi nhận thấy các
cơng trình này chỉ đề cập đề hệ thống các chủ đề dạy học STEM và dạy học STEM
thông qua phần mềm Scratch. Tuy nhiên chưa có đề tài nào đi sâu vào nghiên cứu thiết
kế chủ đề STEM kết hợp với phần mềm Scratch vào dạy học môn Khoa học ở Tiểu học.
Đây là điểm quan trọng để tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Thiết kế chủ đề STEM kết
hợp với phần mềm Scratch trong dạy học môn Khoa học ở tiểu học”.
3. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu
3.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận và thực tiễn của việc dạy học STEM kết hợp với phần mềm Scratch
trong dạy học môn Khoa học ở trường Tiểu học. Qua đó, thiết kế chủ đề STEM kết hợp
với phần mềm Scratch nhằm nâng cao hiệu quả dạy học môn Khoa học ở tiểu học.
3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu


6
- Nghiên cứu được cơ sở lí luận về GD STEM và tính năng mơ phỏng của phần mềm
Scratch.
- Đánh giá thực trạng giáo dục STEM và ứng dụng phần mềm Scratch trong dạy học
môn Khoa học ở tiểu học hiện nay.
- Đề xuất kế hoạch dạy học chủ đề STEM kết hợp với phần mềm Scratch vào dạy học
môn Khoa học ở tiểu học.
- Tổ chức thực nghiệm và đánh giá tính hiệu quả của kế hoạch dạy học chủ đề STEM
kết hợp với phần mềm Scratch.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí luận.
- Phương pháp điều tra, khảo sát.
- Phương pháp thực nghiệm xin ý kiến chuyên gia.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5.1. Đối tượng nghiên cứu
- Quá trình dạy học ở trường Tiểu học.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
- Chủ đề STEM và phần mềm Scratch trong dạy học môn Khoa học ở tiểu học.
6. Đóng góp mới của đề tài
Đề tài tiến hành nghiên cứu về công tác GD STEM kết hợp với phần mềm Scratch và
cung cấp những cơ sở lí luận, thực tiễn và chủ đề STEM kết hợp với phần mềm Scratch
vào dạy học môn Khoa học ở Tiểu học.
7. Ý nghĩa lý luận và ý nghĩa thực tiễn
Trên cơ sở lí luận và thực tiễn, nếu thiết kế được kế hoạch dạy học chủ đề STEM kết
hợp với tính năng mơ phỏng của phần mềm Scratch phù hợp với các nội dung giảng dạy,
vận dụng có hiệu quả kế hoạch dạy học chủ đề STEM và phần mềm Scratch vào quá
trình dạy và học ở trường Tiểu học thì sẽ nâng cao được chất lượng GD và thúc đẩy sự
hình thành, phát triển năng lực, phẩm chất của HSTH.
8. Kết cấu của đề tài
Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, đề tài được bố cục thành 4 chương
như sau :
Chương 1: Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu
Chương 2: Thực trạng dạy học STEM và ứng dụng phần mềm Scratch trong dạy học
môn Khoa học ở tiểu học


7
Chương 3: Thiết kế chủ đề STEM kết hợp với phần mềm Scratch vào dạy học trong
môn Khoa học ở tiểu học
Chương 4: Thực nghiệm sư phạm


8
CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm tâm lý lứa tuổi HSTH
1.1.1. Về đặc điểm quá trình nhận thức của HSTH
Tri giác của HSTH mang tính đại thể, toàn bộ, ít đi sâu vào chi tiết. Tuy nhiên, trẻ
cũng bắt đầu có khả năng phân tích để tách dấu hiệu, chi tiết nhỏ của một đối tượng nào
đó.
Tư duy của trẻ mới đến trường là tư duy cụ thể, mang tính hình thức, dựa vào đặc
điểm bên ngoài. Nhờ hoạt động học tập, tư duy mang tính khái quát.
Chú ý không chủ định vẫn phát triển, chú ý có chủ định cịn yếu và thiếu bền vững.
Nhu cầu, hứng thú có thể kích thích và duy trì được sự chú ý khơng chủ đích của HS
nên GV cần làm cho giờ học hấp dẫn và lí thú.
Trí nhớ trực quan phát triển hơn trí nhớ từ ngữ logic. Ghi nhớ gắn với mục đích sẽ
giúp trẻ nhớ lâu hơn và chính xác hơn.
Tưởng tượng của HSTH được hình thành và phát triển trong hoạt động học và các
hoạt động khác của các em. Ở đầu tuổi TH thì hình ảnh tưởng tượng cịn đơn giản chưa
bền vững và thay đổi; ở cuối tuổi TH, tưởng tượng tái tạo đã bắt đầu hồn thiện, từ
những hình ảnh cũ trẻ đã tái tạo ra những hình ảnh mới. Trí tưởng tưởng sáng tạo tương
đối phát triển ở giai đoạn cuối tuổi TH.
Nhu cầu nhận thức của HSTH đã phát triển khá rõ nét: từ hiểu biết những sự vật riêng
lẽ (lớp 1,2) đến nhu cầu phát hiện các nguyên nhân, quy luật và mối liên hệ, quan hệ
phụ thuộc giữa các hiện tượng (lớp 3, 4, 5).
1.1.2. Về đặc điểm nhân cách của HSTH
Tình cảm của HSTH là một mặt rất quan trọng trong đời sống tâm lý và nhân cách.
Nó có một vị trí đặc biệt và là khâu quan trọng gắn nhận thức với hành động của HS.
Tình cảm tích cực khơng chỉ kích thích HS nhận thức mà còn thúc đẩy các em hoạt
động. Do đó cần chú ý song song phát triển trí tuệ và GD tình cảm cho HSTH để nhân
cách của các em được phát triển toàn diện.
Quan hệ với bạn học ở trường TH được các em coi trọng. Nó có thể là quan hệ về sở
thích hay quan hệ hợp tác trong việc thực hiện các nhiệm vụ học tập.
Ý chí của HSTH chưa được phát triển đầy đủ, các em chưa biết theo đuổi một mục

đích lâu dài được đề ra, chưa kiên trì khắc phục khó khăn và trở ngại. Do đó khi gặp thất
bại, các em dễ mất lịng tin vào sức lực của mình. Các phẩm chất ý chí của HSTH cịn
thấp nên các em cịn trơng chờ vào sự giúp đỡ của người khác. Bên cạnh đó các em cịn
dễ bắt chước hành động của người khác. Tính bộc phát, ngẫu nhiên đơi lúc được thể
hiện trong hành động ý chí của các em.


9
Tri thức và cách học của HSTH dần được hình thành trong suốt quá trình học tập ở
bậc TH, khi nó đã được hình thành thì nó trở thành cơng cụ, phương tiện tiếp thu các
khái niệm khoa học ở các lớp trên. Cách học khơng thể hình thành nhờ khuyên răn, tâm
phục và trừng phạt nghiêm khắc, nó chỉ được hình thành trong quá trình học sinh tự
mình khám phá ra cái mới. Hoạt động nảy sinh ở học sinh lớp 1, lớp 2 và được hình
thành ở học sinh lớp 3, lớp 4. Hoạt động học phát triển tương đối đầy đủ và bắt đầu định
hình và dần dần hồn thiện ở lớp 5.
Elconin, Đavưđơp, Hồ Ngọc Đại… đều khẳng định hoạt động học là hoạt động chủ
đạo của HSTH. Tiền đề cơ sở của hoạt động học của HSTH được nảy sinh trong lòng
hoạt động vui chơi, giao lưu giữa các HS.
Tóm lại, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu của tâm lí học lứa tuổi và tâm lí học sư
phạm của HSTH tơi cho rằng: hoạt động học là hoạt động chủ đạo của HSTH và các
hoạt động học tập của HS nên được kết hợp theo cách thức chơi mà học.
Vì vậy dạy học theo hướng STEM kết hợp với phần mềm Scratch sẽ phù hợp với đặc
điểm tâm lí lứa tuổi HSTH. Việc dạy và học theo hướng này góp phần tăng thêm tính
hấp dẫn đối với HS, tạo được niềm vui, hứng thú trong học tập, óc ham tìm hiểu về khoa
học, kĩ thuật, công nghệ; đồng thời giúp HS hiểu sâu hơn vấn đề, đạt hiểu quả học tập
cao hơn.
1.2.

Dạy học tích hợp


1.2.1. Khái niệm về dạy học tích hợp
Dạy học tích hợp là hành động liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập
của một lĩnh vực hoặc một vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch dạy học.
- Tích hợp có 2 tính chất cơ bản:
+ Tính liên kết: tạo nên một thực thể tồn vẹn trong đó khơng cần phân chia giữa các
thành phần kết hợp.
+ Tính tồn vẹn: dựa trên sự thống nhất nội tại các thành phần liên kết chứ không
phải sự sắp đặt của các thành phần bên cạnh nhau.
-

Tích hợp bao gồm:

+ Đơn mơn:
Cịn gọi là tích hợp trong nội bộ môn học. Ở dạng thức này, GV tập hợp các nội dung
kiến thức ở các phần khác nhau trong môn học để xây dựng thành chủ đề. Những nội
dung này được tập hợp dựa trên chức năng hoặc ý nghĩa bản chất, khi mà chúng giúp
giải quyết tương đối trọn vẹn một lớp các vấn đề có liên quan tới nhau.
+ Kết hợp/ lồng ghép:
Nội dung gắn với thực tiễn được kết hợp đưa vào chương trình đã sẵn có của một
mơn học nào đó ví dụ như tích hợp bảo vệ môi trường, tiết kiệm và sử dụng năng lượng
hiệu quả được đưa vào nội dung của một số mơn học như Vật lý, Hố học trong chương


10
trình hiện hành của nước ta… Ở đây, các mơn học vẫn được học một cách riêng rẽ nhưng
GV có thể tìm thấy mối quan hệ giữa kiến thức của mơn học mình đảm nhận với nội
dung các mơn học khác. Dấu hiệu nhận biết dạng thức tích hợp này là GV vẫn sử dụng
tên bài, tên tiết theo phân phối chương trình mơn học, chỉ lồng ghép thêm một số kiến
thức liên quan đến bài dạy hoặc liên hệ kiến thức bài học sang môn khác.
+ Vận dụng kiến thức liên mơn (chủ đề hội tụ):

Dạy học tích hợp mức độ liên môn tạo ra kết nối giữa các mơn học. Trong dạng thức
tích hợp này các nội dung dạy học xoay quanh một chủ đề, một vấn đề mà ở đó HS vận
dụng một cách rõ ràng những kiến thức, kĩ năng của nhiều môn học khác nhau để tìm
hiểu, làm rõ vấn đề đó. Dấu hiệu quan trọng để nhận ra dạng thức này là trong quá trình
dạy học địi hỏi HS vận dụng kiến thức của nhiều môn học khác nhau để giải quyết
nhiệm vụ. Các kiến thức trong loại hình này hầu hết đã được học ở các mơn học riêng
rẽ sau đó mới vận dụng trong chủ đề hội tụ/ liên mơn.
+ Hịa trộn:
Đây là cách tiếp cận ở cấp độ xây dựng chương trình, trong dạng thức này, việc học
các kiến thức mới thuộc nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau được hòa trộn nhuần nhuyễn
với nhau trong một môn học mới. Ranh giới giữa các kiến thức khoa học khơng cịn tách
biệt như trước. Ví dụ như đối với các lĩnh vực khoa học tự nhiên việc xây dựng môn
khoa học tự nhiên ở mức độ hòa trộn sẽ được tiến hành bằng cách xây dựng trên các
nguyên lí của khoa học tự nhiên chứ không tách ra riêng lẽ đâu là kiến thức của khoa
học vật lí, sinh học, hóa học… nữa.
1.2.2. Mục tiêu của dạy học tích hợp
Hình thành và phát triển năng lực cho HS, nhất là năng lực tư duy và năng lực giải
quyết vấn đề dựa trên cơ sở khoa học chặt chẽ và có tính ứng dụng thực tế cao.
Tạo mối liên hệ giữa các môn học với nhau, tránh sự trùng lặp kiến thức và ứng dụng
lý thuyết vào thực tiễn.
1.3. Giáo dục STEM trong trường tiểu học
1.3.1. Khái niệm giáo dục STEM
1.3.1.1. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ),
Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Tốn học). Thuật ngữ này thường được sử dụng
khi giải quyết các chính sách GD và lựa chọn chương trình giảng dạy trong các trường
học để nâng cao khả năng cạnh tranh trong phát triển khoa học và công nghệ.
1.3.1.2. Chu trình STEM
Mối quan hệ giữa Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Toán học trong sự phát triển của
khoa học - kĩ thuật được thể hiện khái quát trong chu trình STEM dưới đây:



11

Chu trình STEM
Chu trình trên đây bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học và Quy trình
kĩ thuật.
Quy trình khoa học: Xuất phát từ các ý tưởng khoa học, với sự hỗ trợ của các công
nghệ hiện tại, với cơng cụ tốn học, các nhà khoa học khám phá ra tri thức mới. Để thực
hiện công việc đó, các nhà khoa học thực hiện quy trình: câu hỏi - giả thuyết - kiểm
chứng - kết luận. Kết quả là phát minh ra kiến thức mới cho nhân loại.
Quy trình kĩ thuật: Xuất phát từ vấn đề hay địi hỏi của thực tiễn, các nhà cơng nghệ
sử dụng kiến thức khoa học, toán học sáng tạo ra giải pháp cơng nghệ ứng dụng các kiến
thức khoa học đó để giải quyết vấn đề. Để thực hiện việc này, các nhà cơng nghệ thực
hiện quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận. Kết quả là sáng chế ra các sản
phẩm, công nghệ cho xã hội.
Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín tạo 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.
1.3.1.3. Khái niệm về giáo dục STEM
Có ba cách hiểu chính về GD STEM hiện nay là:
+ Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học, Cơng
nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Đây cũng là quan niệm về GD STEM của Bộ giáo dục Mỹ
“Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, GD Khoa học,
Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở TH và trung học cho đến bậc sau đại học”
(U.S. Department of Education, 2007). Đây là nghĩa rộng khi nói về GD STEM.
+ Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) của 4 lĩnh vực/ môn
Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (Merrill & Daugherty, 2009; Morrison &
Bartlett, 2009). Tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục STEM là một phương pháp học
tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài

học thực tế thông qua việc học sinh được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công


12
nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa
nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ
năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” (Tsupros & Hallinen,
2009).
+ Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực/ môn
học về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Theo quan niệm này, tác giả
Sanders định nghĩa “GD STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và
học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và
một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường” (Sanders, 2009, p. 20).
Ngoài ra nếu phỏng theo chu trình STEM, GD STEM đặt HS trước những vấn đề
thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, địi hỏi HS 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). Mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho HS giải quyết một vấn
đề tương đối trọn vẹn, địi hỏi HS phải huy động kiến thức đã có và tìm tịi, chiếm lĩnh
kiến thức mới.
Như vậy, GD STEM là một phương thức GD nhằm trang bị cho HS những kiến thức
liên quan đến các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học gắn liền với ứng
dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho HS 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.
1.3.2. Mục tiêu của giáo dục STEM
Những kiến thức và kỹ năng vừa nêu phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho
nhau giúp HS không chỉ hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể áp dụng để thực hành và
tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Trong đó với kỹ năng khoa
học, HS được trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các
cơ sở lý thuyết của GD khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thơng qua GD khoa học,

HS có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến
thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM. Chuẩn bị cho HS
cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh. Bên cạnh đó cũng phát triển
cho HS năng lực giải quyết vấn đề, phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác.
Định hướng nghề nghiệp cho HS. GD STEM cho HS nền tảng thông qua học tập cũng
như nghề nghiệp tương lai để HS có đủ năng lực, phẩm chất đáp ứng cho nhu cầu xã
hội.


13
1.3.3. Vai trò, ý nghĩa của STEM trong trường tiểu học
Việc đưa GD STEM vào trường TH mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng
đổi mới GDPT. Cụ thể là:
-

Đảm bảo GD toàn diện triển khai GD STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn

học đang được quan tâm như Tốn, Khoa học, các lĩnh vực Cơng nghệ, Kĩ thuật cũng
sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ GV, chương trình, cơ
sở vật chất.
-

Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: các dự án học tập trong GD

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 HS.
-


Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS: 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 HS.
- Kết nối trường học với cộng đồng: để đảm bảo triển khai hiệu quả GD STEM, cơ
sở GDPT thường kết nối với các cơ sở GD nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm
khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động GD STEM. Bên
cạnh đó, GD 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 GD STEM ở trường TH, HS 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 GD STEM ở trường tiểu
học cũng là cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực
STEM, định hướng các ngành nghề trong tương lai.
1.3.4. Chủ đề dạy học STEM ở trường Tiểu học
1.3.4.1. Khái niệm về Chủ đề dạy học STEM ở trường Tiểu học
Chủ đề dạy học STEM trong trường TH (gọi tắt là chủ đề STEM) là chủ đề được thiết
kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với yêu cầu cần đạt của các môn khoa học trong
CTPT. Trong quá trình dạy học, GV tổ chức cho HS làm việc nhóm, sử dụng cơng cụ
truyền thống và hiện đại, cơng cụ tốn học để tạo ra sản phẩm có ứng dụng thực tế, phát
triển kỹ năng và tư duy HS.
1.3.4.2. Các tiêu chí chủ đề STEM
* Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí sau:
- Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực. Vận dụng kiến
thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan


14
điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính

tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó ln hướng đến giải quyết các vấn đề các tình huống
trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu.
-

Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực

STEM để giải quyết. Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần GD STEM, qua
đó mới phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan.
- Chủ đề STEM định hướng thực hành. Định hướng hành động là một đặc điểm
của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình
thành và phát triển năng lực cho HS. Điều này sẽ giúp HS có được kiến thức từ kinh
nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng
theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ được hiểu sâu về lí thuyết, ngun lí thơng qua
các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ kiến thức lâu
hơn và sâu hơn. HS sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tịi kiến thức, tự vận
dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức
cho người khác. Với cách học này, GV khơng cịn là người truyền đạt kiến thức nữa mà
sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến thức cho chính mình.
- Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS. Trên thực tế có những
chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức
làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. Làm
việc theo nhóm là một kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo
nhóm HS sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia sẻ ý tưởng và
cùng nhau phát triển giải pháp.
1.3.5. Phân loại chủ đề STEM
1.3.5.1. Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề
- STEM đầy đủ: Là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến thức
của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
- STEM khuyết: Là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng kiến thức
cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

1.3.5.2. Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM
- STEM cơ bản: Là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc
phạm vi các môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học trong chương trình
giáo dục phổ thơng. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM
bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực
hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông


15
- STEM mở rộng: Là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngồi chương trình
và sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và nghiên cứu. Sản
phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
1.3.5.3. Dựa trên mục đích dạy học
- STEM dạy kiến thức mới: Là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức
của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một phần). HS sẽ
vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.
- STEM vận dụng: Là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS đã
được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lí thuyết vào thực
tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu.
1.4. Phần mềm Scratch trong dạy học tiểu học
1.4.1. Khái niệm phần mềm Scratch
Mơi trường và ngơn ngữ lập trình Scratch do nhóm nghiên cứu Lifelong Kindegarden
Group thuộc đại học MIT (Massachusetts Institute of Technology) thiết lập đầu năm
2008. Ý tưởng ban đầu của nhóm chỉ là thiết lập một ngơn ngữ lập trình mới, đơn giản,
chỉ dùng kéo thả, dành cho trẻ con để thiết lập trò chơi, phim hoạt hình, ứng dụng đơn
giản, kích thích sự sáng tạo trong mơi trường làm việc nhóm của trẻ.
Scratch là phần mềm ngơn ngữ lập trình dành cho trẻ em với mục đích tạo ra một nền
tảng giúp trẻ em làm quen và học lập trình dễ dàng như người lớn. Giao diện của Scratch
được thiết kế vừa phù hợp để giúp trẻ em thao tác thuận tiện, vừa kích thích và cuốn hút
trí tị mị của trẻ, tất nhiên là trẻ sẽ dùng Scratch qua sự hướng dẫn của người lớn.

Scratch là phần mềm lập trình miễn phí cho trẻ em, được phát triển với mục đích giới
thiệu cho các bạn nhỏ về ngơn ngữ lập trình bằng cách sử dụng khối đồ họa. Với ngơn
ngữ lập trình Scratch, trẻ có thể tạo ra các câu chuyện hay trò chơi tương tác của riêng
mình và chia sẻ tác phẩm sáng tạo với người dùng khác trong cộng đồng online trên toàn
cầu.
Scratch là một mơi trường lập trình ứng dụng đặc biệt, trong đó việc “viết” lệnh sẽ
được thực hiện bằng thao tác “kéo thả”, là môi trường tốt nhất để dạy HS làm quen với
tư duy máy tính, khoa học máy tính ngay từ lứa tuổi tiểu học.
1.4.2. Tính năng của phần mềm Scratch
Đầu ra của Scratch hỗ trợ các công nghệ và ứng dụng mới nhất của CNTT, do vậy
các ứng dụng của Scratch rất phong phú:
- Sử dụng Scratch để thiết kế các Game trí tuệ: Với sự hỗ trợ đa phương tiện cùng
các khối lệnh cơ bản, trẻ em sẽ dễ dàng sáng tạo ra các trò Game theo sở thích và ý
tưởng của bản thân. Thay vì chỉ biết chơi Game, giờ đây các em có thể học cách để tạo


16
ra các trò Game từ đơn giản đến phức tạp. Qua đó, giúp trẻ em hình thành và phát triển
khả năng tư duy Logic, trí tưởng tượng một cách hiệu quả.
- Ứng dụng Scratch trong điều khiển Robot: Những con robot có những bước chạy
nhảy, những thao tác “mượt mà”, thì ban đầu các nhà thiết kế chỉ có thể lập trình cho nó
di chuyển với các bước đi “lật đật”, từng bước một, từng thao tác nhỏ nhất. Với bộ đồ
chơi LEGO Education Wedo, chúng ta có thể lắp ghép thành những con Robot ngộ
nghĩnh rồi dùng Scratch để xây dựng những kịch bản để điều khiển chúng.
-

Sử dụng Scratch để sáng tạo ra những bản nhạc yêu thích: Scratch không chỉ

giúp chúng ta thiết kế ra những nhạc cụ như đàn Piano, đàn guitar, trống, sáo,... mà cịn
có thể giúp chúng ta soạn được những bản nhạc yêu thích một cách chun nghiệp. Tất

cả đều nằm trong nhóm lệnh Sound.
-

Scratch giúp chúng ta học vẽ thiết kế, phát triển năng khiếu nghệ thuật: Các khối

lệnh trong nhóm lệnh Pen, cùng với công cụ Paint Editor sẽ giúp chúng ta vẽ ra những
gì có thể tưởng tượng, ngay cả những mơ hình được ứng dụng trong thực tiễn cuộc sống.
- Scratch giúp học sinh vẽ hình và tính tốn: Với các khối lệnh trong nhóm lệnh
Operator (tính tốn) sẽ giúp HS học các mơn tự nhiên như Tốn một cách chủ động và
sáng tạo. Khi sử dụng các khối lệnh và các giải thuật, HS sẽ có thể xây dựng được các
bài tốn mẫu, vẽ được các hình học phức tạp. Qua đó giúp HS hiểu bài tốt.
- Tích hợp các loại dữ liệu đa phương tiện: Scratch giúp chúng ta sẽ dễ dàng xây
dựng được các nhân vật với lời thoại, tiếng động một cách chuyên nghiệp bằng việc tích
hợp các loại dữ liệu đa phương tiện như tranh ảnh, âm thanh, video,...
Không như hoạt động của các cơng cụ lập trình thơng thường với hai khâu tách biệt:
viết chương trình và chạy chương trình, Scratch cho phép bổ sung, sửa đổi chương trình
ngay trong lúc chạy và việc sửa đổi có hiệu quả tức thời, giúp chúng ta có được ngay
thơng tin phản hồi cho q trình "thử và sai".
Có lẽ điểm đặc biệt nhất của cơng cụ Scratch là tính "xã hội" của nó: một nút nhấn
cho phép nhanh chóng "xuất bản" chương trình lên địa chỉ mạng của Scratch. Trong
trang mạng, chương trình Scratch hoạt động dưới dạng ứng dụng Java (trình duyệt cần
có máy ảo Java). Chương trình Scratch là một tập tin duy nhất, chứa đựng mọi thứ cần
thiết, bao gồm cả hình ảnh (tĩnh hoặc động), âm thanh và phần hướng dẫn sử dụng.
Nhờ vậy mọi người trong cộng đồng Scratch dễ dàng "thưởng thức" chương trình của
nhau, có thể tải xuống các chương trình yêu thích để học hỏi kinh nghiệm (với Scratch,
khơng có khái niệm biên dịch), hoặc dùng lại những hình ảnh và âm thanh có sẵn.
1.4.3. Tính năng mô phỏng của phần mềm Scratch
Bên cạnh các tính năng ưu việt được đề cập ở trên, phần mềm Scratch cịn có tính
năng mơ phỏng các mơ hình, mẫu vật hoặc một sản phẩm nào đó theo chế độ 2D hoặc



17
3D vô cùng sinh động, giúp HS dễ dàng quan sát và ban đầu hình thành biểu tượng về
sản phẩm.
Bằng thao tác kéo thả các câu lệnh và sắp xếp theo trình tự mà HS muốn, các em đã
có thể tạo nên các chuyển động, hiệu ứng cho đối tượng một cách dễ dàng và tiết kiệm
thời gian. Đồng thời việc sắp xếp các câu lệnh để đối tượng chuyển động như ý tưởng
của mình sẽ giúp HS phát triển những kĩ năng tin học sơ giản và phát triển tư duy logic.
Do đó Scratch vừa là mơi trường để HS vui chơi và vừa là công cụ học tập giúp HS phát
triển một cách toàn diện.
Đây cũng chính là tính năng đặc biệt của phần mềm Scratch so với các phần mềm mơ
phỏng khác.
1.5. Vai trị và đặc điểm của mơn Khoa học ở tiểu học
1.5.1. Vai trị
Mơn học đóng vai trị quan trọng trong việc giúp HS học tập môn Khoa học tự nhiên
ở cấp Tiểu học. Môn học chú trọng khơi dậy trí tị mị khoa học, bước đầu tạo cho HS
cơ hội tìm hiểu, khám phá thế giới tự nhiên; vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học vào
thực tiễn, học cách giữ gìn sức khoẻ và ứng xử phù hợp với môi trường sống xung quanh.
Góp phần hình thành và phát triển ở HS tình u con người, thiên nhiên; trí tị mị
khoa học, hứng thú tìm hiểu thế giới tự nhiên; ý thức bảo vệ sức khỏe thể chất và tinh
thần của bản thân, gia đình, cộng đồng; ý thức tiết kiệm bảo vệ tài nguyên thiên nhiên;
tinh thần trách nhiệm với môi trường sống.
Mơn học đồng thời góp phần hình thành và phát triển ở HS những năng lực đặc thù
sau: Năng lực nhận thức thế giới tự nhiên; năng lực tìm tịi, khám phá thế giới tự nhiên;
năng lực vận dụng kiến thức khoa học giải thích các sự vật, hiện tượng, mối quan hệ
trong tự nhiên, giải quyết các vấn đề đơn giản trong cuộc sống, ứng xử phù hợp bảo vệ
sức khoẻ của bản thân và những người khác, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường
xung quanh.
1.5.2. Đặc điểm
Mơn Khoa học ở Tiểu học gồm có những đặc điểm sau:

- Trong CTGDPT 2018 môn Khoa học (ở lớp 4, 5) được xây dựng trên cơ sở kế thừa và
phát triển môn Tự nhiên và Xã hội (ở các lớp 1, 2, 3).
- Tích hợp những kiến thức về khoa học tự nhiên; vật lý, hoá học, sinh học.
- Môn học được xây dựng dựa trên nền tảng cơ bản, ban đầu của khoa học tự nhiên và
các lĩnh vực nghiên cứu về GD sức khỏe, GD môi trường.
1.5.3. Hoạt động trải nghiệm trong môn Khoa học ở tiểu học


18
Dạy học trải nghiệm là một phương pháp dạy học mới có thể phát huy được vốn kinh
nghiệm, vốn hiểu biết của HS thông qua các hoạt đông khám phá để tiếp thu tri thức
mới. Đối với môn Khoa học, dạy học hoạt động trải nghiệm là một định hướng GD quan
trọng, có ý nghĩa rất lớn trong việc GD HS. Khi tham gia hoạt động trải nghiệm trong
môn Khoa học, HS phát hiện khám phá những điều mới lạ. Từ đó, kích thích hứng thú
và tạo động cơ học tập cho HS. [17]
Hoạt động trải nghiệm trong môn Khoa học được tổ chức trong và ngoài lớp học,
trong và ngồi trường học; theo quy mơ nhóm, lớp học với 4 loại hình hoạt động chủ
yếu: Sinh hoạt dưới cờ; Sinh hoạt lớp; Hoạt động giáo dục theo chủ đề (bao gồm hoạt
động trải nghiệm thường xuyên và hoạt động trải nghiệm định kì); Hoạt động câu lạc
bộ.
Như vậy, HĐTN trong mơn Khoa học ở TH ngồi việc tạo điều kiện cho HS được
tham gia trải nghiệm, khám phá kiến thức còn giúp cho GV trong việc lựa chọn các loại
hình tổ chức phù hợp với điều kiện thực tiễn.
1.6. Chủ đề dạy học môn Khoa học ở tiểu học
1.6.1. Chương trình mơn Khoa học theo Chương trình hiện hành
Mạch nội dung

Lớp 4

Lớp 5


Con người và

- Trao đổi chất ở người

- Sự sinh sản và phát triển của cơ thể

sức khỏe

- Nhu cầu dinh dưỡng

người

- Vệ sinh phòng bệnh
- An tồn cuộc sống

- Vệ sinh phịng bệnh

Vật chất và
năng lượng

- Nước
- Khơng khí
- Ánh sáng
- Nhiệt
- Âm thanh

- Đặc điểm và ứng dụng của một số
vật liệu thường dùng
- Sự biến đổi của chất

- Sử dụng năng lượng

Thực vật và

- Trao đổi chất ở thực vật

- Sự sinh sản của thực vật

động vật

- Trao đổi chất ở động vật
- Chuỗi thức ăn trong tự
nhiên

- Sự sinh sản của động vật

Môi trường và
tài ngun thiên
nhiên

- An tồn trong cuộc sống

- Mơi trường và tài nguyên
- Mối quan hệ giữa môi trường và
con người

Bảng 1.1. Nội dung chương trình mơn Khoa học (lớp 4,5) theo chương trình hiện
hành