ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA VẬT LÍ
-----------------

Nguyễn Thị Như Quỳnh

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
STEM “MÁY VẮT QUẦN ÁO SÁNG TẠO”
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 10

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

LỜI

Đà Nẵng, 2021


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA VẬT LÍ
-----------------

Nguyễn Thị Như Quỳnh

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
STEM “MÁY VẮT QUẦN ÁO SÁNG TẠO”
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 10
Chun ngành: Sư phạm Vật lí
Khóa học: 2017 – 2021
Giảng viên hướng dẫn:

TS. Phùng Việt Hải

Đà Nẵng, 2021


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................... 1
DANH MỤC VIẾT TẮT ........................................................................................ 2
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................... 3
MỞ ĐẦU................................................................................................................. 4
1.

Lí do chọn đề tài ......................................................................................... 4

2.

Tổng quan đề tài nghiên cứu .................................................................... 5

3.

Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 7

4.

Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 7

5.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 7


6.

Phương pháp nghiên cứu: ......................................................................... 7

7.

Cấu trúc của đề tài ..................................................................................... 8

CHƯƠNG 1. LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ VIỆC BỒI DƯỠNG
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH ....................................................... 9
1.1. Lý luận về giáo dục STEM ............................................................................ 9
1.1.1. Khái niệm về giáo dục STEM...................................................................... 9
1.1.2. Vai tró, ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thơng .................... 9
1.1.3. Các hình thức tổ chức các chủ đề STEM .................................................... 10
1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM................................................................. 11
1.1.5. Các bước xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM ............................... 13
1.1.6. Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEM.................... 17
1.2. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo trong dạy học các chủ đề STEM ............... 20
1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo ..................................................................... 20
1.2.2. Các biểu hiện của NLST của học sinh trong dạy học chủ đề STEM ......…20
1.2.3. Một số biện pháp phát triển NLST của học sinh trong dạy học các chủ đề
STEM ................................................................................................................... 21
1.2.4. Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM 22
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .................................................................................... 25
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM “MÁY VẮT QUẦN ÁO
SÁNG TẠO” BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 10 ......................................................................... 26
2.1. Phân tích nội dung chương “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 theo
định hướng STEM ............................................................................................... 26



2.1.1. Phân tích nội dung kiến thức ....................................................................... 26
2.1.2. Một số chủ đề dạy học theo hướng giáo dục STEM ................................... 27
2.2. Thiết kế chủ đề STEM “Máy vắt quần áo sáng tạo” ................................ 28
2.2.1. Tên chủ đề .................................................................................................. 28
2.2.2. Mô tả chủ đề ................................................................................................ 28
2.2.3. Mục tiêu ...................................................................................................... 29
2.2.4. Thiết bị dạy học và học liệu ........................................................................ 30
2.2.5. Tiến trình dạy học........................................................................................ 35
2.2.6. Xây dựng bộ cơng cụ đánh giá trong chủ đề Máy vắt quần áo sáng tạo .... 48
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .................................................................................... 53
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...................................................... 54
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................................. 54
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm................................................................ 54
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm........................................................... 54
3.4. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư
phạm ..................................................................................................................... 54
3.4.1. Thuận lợi...................................................................................................... 54
3.4.2. Khó khăn ..................................................................................................... 55
3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm .................................................................. 56
3.6. Phân tích thực nghiệm sư phạm ................................................................ 58
3.6.1. Diễn biến thực nghiệm ................................................................................ 58
3.6.2 Đánh giá định tính ....................................................................................... 66
3.6.3 Đánh giá định lượng ……………………..…………………………………68
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .................................................................................... 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 75
1. Kết luận ............................................................................................................. 75
2. Kiến nghị ........................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 76
PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................... 77

PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................... 79


LỜI CẢM ƠN
Từ những ngày đầu thực hiện đến khi hồn thành đề tài, đó là cả một q trình cố
gắng học tập và trưởng thành lên từng ngày của bản thân em. Trong q trình đó, thầy
cơ, gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, hỗ trợ và động viên em rất nhiều. Vì vậy, xin cho phép
em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
-

Thầy TS. Phùng Việt Hải, giảng viên đã trực tiếp hướng dẫn, hỗ trợ, dìu dắt em
thực hiện khóa luận. Thầy với kinh nghiệm, sự nhiệt huyết cùng lịng u nghề
của mình - đã truyền đạt tận tình cho em các kiến thức chuyên môn.

-

Quý thầy cô giảng viên khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng truyền đạt
kiến thức, kinh nghiệm, sự nhiệt huyết với nghề cho em trong suốt quá trình học
tập tại trường. Hơn bao giờ hết, em cảm nhận được sự quan tâm, dạy dỗ ân cần và
tận tâm từ thầy cô.

-

Cô Trần Thị Phương Chi, giáo viên mơn Vật lí trường THPT Cẩm Lệ đã giúp em
thực nghiệm sư phạm.

-

Ban giám hiệu trường THPT Cẩm Lệ quý thầy cô tổ Vật lý đã tạo điều kiện cho
em tham dự, quan sát, tiếp cận học sinh, phân tích tiến trình, thực nghiệm sư phạm

tại trường, làm cơ sở để hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, Thàng 5, năm 2021
Sinh viên

Nguyễn Thị Như Quỳnh

1


DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

CTPTTT

Chương trình phổ thông tổng thể

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

HS

Học sinh


KN

Kĩ năng

NL

Năng lực

NLST

Năng lực sáng tạo

NV

Nhiệm vụ

PPDH

Phương pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

TN

Thí nghiệm

THCS


Trung học cơ sở

THPT

Trung học phổ thông


DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT

Tên bảng

1

Bảng 2.1 Chuẩn kiến thức kĩ năng của chương “Động lực học chất
điểm”

2

Bảng 2.2 Các kiến thức STEM được thể hiện trong chủ đề “Máy vắt
quần áo sáng tạo”

3

Bảng 2.3 Tiêu chí của chủ đề “Máy vắt quần áo sáng tạo”

4

Bảng 2.4 Thiết bị và dụng cụ cho “Máy vắt quần áo sáng tạo”


5

Bảng 2.5 Giải thích chức năng từng bộ phận của bản thiết kế

6

Bảng 2.6 Các bước chế tạo “ Máy vắt quần áo sáng tạo”

7

Bảng 2.7 Ma trận các hoạt động dạy học

8

Bảng 2.8 Phiếu học tập số 1

9

Bảng 2.9 Phiếu học tập số 2

10

Bảng 2.10 Phiếu học tập số 3

11

Bảng 2.11 Phiếu học tập 4

12


Bảng 2.12 Phiếu đánh giá 1

13

Bảng 2.13 Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo của HS

14

Bảng 2.14 Bảng mô tả các mức độ biểu hiện cúa các thành tố STEM

15

Bảng 2.15 Phiếu đánh giá chung (tổng hợp)

16

Bảng 2.16 Phiếu khảo sát HS

17

Bảng 3.1

18

Bảng 3.2 Bảng mô tả biểu hiện của năng lực sáng tạo

20

Bảng 3.3 Bảng kết quả khảo sát HS


Thiết kế việc thực hiện dự án cho HS

3


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Cuộc cách mạng cơng nghiệp đang ngày càng hiện hữu với những tác động lớn tới mọi
mặt của đời sống kinh tế xã hội toàn cầu. Để bảo đảm cho sự phát triển bền vững, nhiều
quốc gia đã không ngừng đổi mới giáo dục để trang bị cho các thế hệ tương lai nền tảng
văn hố vững chắc và năng lực thích ứng cao trước mọi biến động của xã hội [1].Chính vì
thế việc đổi mới giáo dục đã trở thành nhu cầu cấp thiết mang tính tồn cầu.
Trong bối cảnh đó, Nghị quyết số 88/2014/QH13 được ban hành. Mục tiêu đổi mới
được Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội quy định: “Đổi mới chương trình, sách giáo
khoa giáo dục phổ thơng nhằm tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu
quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần
chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện
cả về phẩm chất và năng lực, hài hồ đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của
mỗi học sinh.”[1]. Tiếp nối với Nghị quyết thì Chỉ thị 16/CT-TTg (04/5/2017) của Thủ
tướng Chính phủ đã đưa ra giải pháp về mặt giáo dục chính là: “Thay đổi mạnh mẽ các
chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có
khả năng tiếp nhận các xu thế cơng nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc
đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong
chương trình giáo dục phổ thơng”[4]. Chính vì thế, chương trình Giáo dục phổ thông mới
(TT32/BGDĐT, 26/12/2018) được Bộ giáo dục ban hành theo định hướng phát triển phẩm
chất và năng lực của học sinh nhằm đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ đất
nước trong thời đại toàn cầu hố và cách mạng cơng nghiệp mới [1].
Hiện nay, hoạt động trải nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 là hoạt
động giáo dục bắt buộc [1]. Thông qua hoạt động này học sinh được tiếp cận thực tế, thể

nghiệm cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động, tổng hợp kiến
thức, kĩ năng để giải quyết vấn đề thực tiễn [2]. Mặt khác, giáo dục STEM được biết như
là một sự tiếp cận mới của nền giáo dục và đào tạo nguồn nhân lực tương lai, trong đó
nhấn mạnh sự kết nối, liên thông giữa bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và
Toán học [3]. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã và đang được nhiều quốc gia
quan tâm và đưa vào chương trình giảng dạy chính khóa cũng như ngoại khóa ở các trường
phổ thơng. Đưa giáo dục STEM vào chương trình phổ thơng nhằm phát triển năng lực tìm


tòi và sáng tạo của học sinh. Vấn đề lớn nhất của ngành giáo dục hiện nay là chuẩn bị
nguồn nhân lực cho tương lai, đặc biệt cho cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0
Nội dung “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 là một lĩnh vực về kiến thức rất quan trọng
và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Kiến thức của lĩnh vực này góp phần hình thành
cho học sinh những hiểu biết cơ bản về các loại lực và từ đó học sinh có thể sáng tạo và
thiết kế ra các mơ hình dựa vào các điều kiện sử dụng khác nhau của từng định luật . Đây
là điều kiện tốt để có thể tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM cho học sinh theo tinh
thần của công văn 3089 của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
Đề tài vận dụng những kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ và tốn học để thiết kế
và tổ chức dạy học chủ đề “MÁY VẮT QUẦN ÁO SÁNG TẠO” trong dạy học Vật Lí
cho học sinh lớp 10 theo hướng trải nghiệm từ đó phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
Với những lí do trên, chúng tôi lựa chọn thực hiện đề tài: “Thiết kế và tổ chức dạy học
chủ đề STEM “Máy vắt quần áo sáng tạo” trong dạy học Vật lí 10 để bồi dưỡng năng
lực sáng tạo của học sinh”
2. Tổng quan đề tài nghiên cứu
a. Tình hình ngồi nước
Trên tồn thế giới, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò của giáo
dục STEM. Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng
năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng
thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận tồn diện cho khoa học,
cơng nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)... Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo

viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc
gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng.” Giáo sư
Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng
10 năm 2016.: "Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự
học", Giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục STEM, Tự học là rất quan trọng trong
quá trình phát triển cá nhân. Và học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả
năng suy nghĩ hợp lý và khả năng rà sốt và tìm kiếm xác nhận như học tốn học và có
kiến thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta
đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào

5


trước đây. "Bạn sẽ khơng bao giờ nói rằng bạn khơng thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó
là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM".[7]
Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu hóa học và
khoa học vật liệu, cho biết Israel phải làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy nghiên cứu khoa học
để đảm bảo giữ được cơng nghệ của mình. "Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu
khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ", Shechtman nói trong một cuộc phỏng vấn qua điện
thoại vào tuần trước. "Tất cả trẻ em đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải
nâng cao trình độ của một số giáo viên". Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk
Seri Najib Razak phát biểu: Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia
chương trình giáo dục về khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp
cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có
thể bị cuốn hút bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn.
Đó là hãy cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy
thách thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là
nhàm chán. Bên cạnh đó các nước đều đã và đang phát triển mạnh mẽ Giáo dục STEM.
b. Tình hình trong nước
Khác với các nước phát triển trên thế giới như Mỹ, giáo dục STEM du nhập vào Việt

Nam không phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo dục hay từ chính sách vĩ mơ
về nguồn nhân lực mà bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho học sinh từ cấp tiểu học
dến phổ thông trung học do các công ty công nghệ tại Việt Nam triển khai cùng với các
tổ chức nước ngồi. Ví dụ cuộc thi Robotics make X 2019 của Công ty Cp robot Công
nghệ cao STEAM Việt Nam hay một số cuộc thi robocon của các hãng như Lego và một
số cuộc thi robocon của các hãng khác trong nước. Từ đó đến nay giáo dục STEM đã bắt
đầu có sự lan toả với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thức thực hiện khác nhau,
nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau. [7]
Hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục STEM,
mà chủ yếu là các hoạt động Robot vào giảng dạy tại các trường tiểu học, trung học phổ
thông tại một số thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng bằng hình thức xã hội
hố. Tuy nhiên, khu vực nơng thơn hiện nay chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan
đến robot vì chi phí mua robot của nước ngồi rất đắt đỏ, vậy nên tại các vùng nông thôn
hiện nay đã có một số giải pháp khác đươc đưa ra do Liên minh các công ty giáo dục


STEM tại Hà Nội đưa ra như Học viện Sáng tạo S3, Kidscode STEM, Robot STEAM Việt
Nam
Như vậy, giáo dục STEM hiện nay tại Việt Nam hầu hết là cuộc chơi của các công ty tư
nhân tại các thành phố lớn và một số hoạt động phong trào tại nhiều địa phương.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Máy vắt quần áo sáng tạo” trong dạy học Vật
lí 10 để bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về giáo dục STEM hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học
sinh
- Phân tích nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 theo định
hướng giáo dục STEM.
- Thiết kế chủ đề STEM “Máy vắt quần áo sáng tạo” trong dạy học chương “Động lực
học chất điểm” – Vật lí 10.

- Xây dựng bộ cơng cụ đánh giá trong dạy học chủ đề STEM “Máy vắt quần áo sáng
tạo”.
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và năng lực sáng tạo của học sinh.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tượng
•

Lí luận về STEM

•

Hoạt động dạy và học STEM của giáo viên và học sinh về chủ đề “MÁY VẮT
QUẦN ÁO SÁNG TẠO” cho học sinh lớp 10



Phạm vi
• Nội dung kiến thức: mạch điện một chiều ( Vật lí 7) và Lực hướng tâm ( Vật lí 10)
• Đề tài nghiên cứu thực hiện trên học sinh lớp 10 ở trường THPT

5. Phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp nghiên cứu lý luận:
• Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học, ý kiến của các nhà khoa học trong lĩnh vực giáo
dục, luận văn có lên quan.
• Nghiên cứu chương trình, nội dung kiến thức vật lý 10 và vật lý 7.

7


 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

• Nghiên cứu, thiết kế bản vẽ, gia cơng mơ hình máy vắt quần áo sáng tạotừ các thiết
bị đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm.
 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm
•

Nghiên cứu quá trình dạy học, tiếp thu bài của học sinh khi dạy bằng phương pháp
stem.

6. Cấu trúc của đề tài
Ngoài các phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và mục lục thì nội dung
của bài nghiên cứu khoa học được chia làm 3 chương, trong đó:
+ Chương 1: Lí luận về giáo dục STEM và việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học
sinh
+ Chương 2: Thiết kế chủ đề dạy học STEM “Máy vắt quần áo sáng tạo” hướng bồi
dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí 10
+ Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


CHƯƠNG 1. LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ VIỆC BỒI DƯỠNG
NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
1.1. Lý luận về giáo dục STEM
1.1.1. Khái niệm về giáo dục stem
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ),
Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Tốn học), thường được sử dụng khi bàn đến
các chính sách phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn 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 cơng nghệ mới nhằm
giải quyết các vấn đề; Tốn là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết
quả đó với những người khác.[3]


(Kỹ sư: Giải quyết vấn đề)

Math

Knowledge

Scientists: answer questions

Technology

(Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi)

Engineers: Solve problems

Science

Engineering
the STEM cycle

Hình 1: Chu trình STEM (theo )
1.1.2. Vai tró, ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông
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

9



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.[3]
1.1.3. Các hình thức tổ chức các chủ đề STEM
1.1.3.1. Dạy học các môn khoa 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.
1.1.3.2. Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng
dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa
của khoa học, 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.
1.1.3.3. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật
Giáo dục STEM có thể được triển khai thông 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
1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh
tế, mơi trường và u cầu tìm các giải pháp.
Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật
Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc
xác định một vấn đề - hoặc một yêu cầu thiết kế - đến sáng tạo và phát triển một
giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện: (1). xác định vấn đề - (2). nghiên
cứu kiến thức nền – (3). đề xuất nhiều ý tưởng cho các giải pháp – (4). lựa chọn
giải pháp tối ưu – (5). phát triển và chế tạo một mô hình (nguyên mẫu) – (6). thử
nghiệm và đánh giá – (7). hồn thiện thiết kế. Trong quy trình thiết kế kĩ thuật, các
nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều
cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự
tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp.

11


Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động
tìm tịi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm
Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng
mở có " khn khổ " về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các
vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và
hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học
sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế
nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và
thiết kế hoạt động khám phá của bản thân.
Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động
nhóm kiến tạo
Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo khơng bao giờ là một
việc dễ. Tuy nhiên, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu tất cả giáo viên STEM ở
trường làm việc cùng nhau để áp dụng làm việc nhóm, sử dụng cùng một ngơn

ngữ, tiến trình và mong đợi cho học sinh. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt
động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác.
Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và
toán mà học sinh đã và đang học
Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích
nội dung từ các chương trình khoa học, cơng nghệ và tốn. Lập kế hoạch để hợp
tác với các giáo viên tốn, cơng nghệ và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của
việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã
cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ và tốn khơng phải là các
mơn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề. Điều đó có
liên quan đến việc học tốn, cơng nghệ và khoa học của học sinh.
Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự
thất bại như là một phần cần thiết trong học tập
Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn
đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối ưu.
Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương
án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn


đề. Tiêu chí này cho thấy vai trị quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng
tạo trong dạy học STEM
1.1.5. Các bước xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM
Dựa trên mục tiêu giáo dục STEM và các tiêu chí của một chủ đề STEM, quy trình
thiết kế chủ đề dạy học STEM cho học sinh trung học được thực hiện 4 bước với 5
hoạt động như hình 1.2

Hình 1.2 Quy trình thiết kế bài học STEM
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình mơn học và các hiện tượng, quá
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 của bài học. Những
ứng dụng đó có thể là: Hiện tượng tán sắc ánh sáng – Tính chất sóng của ánh sáng –
Máy quang phổ lăng kính; Hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng – Gương cầu và
thấu kính – Ống nhịm, kính thiên văn; Sự chìm, nổi – lực đẩy Ác-si-mét –
Thuyền/bè; Hiện tượng cảm ứng điện từ – Định luật Cảm ứng điện từ và Định luật
Lenxơ – Máy phát điện/động cơ điện; Vật liệu cơ khí; Các phương pháp gia cơng cơ
khí; Các cơ cấu truyền và biến đổi chuyển động; Các mối ghép cơ khí; Mạch điện
điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Sữa chua/dưa muối – Vi sinh vật – Quy trình
làm sữa chua/muối dưa; Thuốc trừ sâu – Phản ứng hóa học – Quy trình xử lí dư
lượng thuốc trừ sâu; Hóa chất – Phản ứng hóa học – Quy trình xử lí chất thải; Sau
an tồn – Hóa sinh – Quy trình trồng rau an tồn...
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học
13


sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến
thức, kĩ 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 dung)
để xây dựng bài học. Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giao cho học sinh thực
hiện trong các bài học có thể là: Thiết kế, chế tạo một máy quang phổ đơn giản trong
bài học về bản chất sóng của ánh sáng; Thiết kế, chế tạo một ống nhòm đơn giản khi
học về hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng; Chế tạo bè nổi/thuyền khi học về
Định luật Ác-si-mét; Chế tạo máy phát điện/động cơ điện khi học về cảm ứng điện
từ; Thiết kế mạch lôgic khi học về dịng điện khơng đổi; Thiết kế robot leo dốc,
cầu bắc..qua hai trụ, hệ thống tưới nước sáng tạo, mạch điện cảnh báo và điều khiển
cho ngôi nhà thông minh; Xây dựng quy trình làm sữa chua/muối dưa; Xây dựng
quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu trong rau/quả; Xây dựng quy trình xử lí hóa
chất ơ nhiễm trong nước thải; Quy trình trồng rau an tồn…
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: Chế tạo máy quang phổ sử dụng lăng kính, thấu kính
hội tụ; tạo được các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Chế tạo ống nhịm/kính
thiên văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sát được vật ở xa với độ bội giác trong
khoảng nào đó; Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa với tiêu chí cụ thể của sản
phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dưỡng...); Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu với
tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lí); Quy trình trồng rau sạch với
tiêu chí cụ thể ("sạch" cái gì so với rau trồng thơng thường)...
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.
Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật
dạy học tích cực với 5 loại hoạt động học đã nêu ở trên. Mỗi hoạt động học được
thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hồn
thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở
trường, ở nhà và cộng đồng).
Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học
sinh bên ngồi lớp học.
Các bước trong tiến trình dạy học STEM theo qui trình thiết kế kĩ thuật khơng
được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước này sang bước kia) mà có những
bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau [16]. Tài liệu tập huấn “Xây
dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM trong trường trung học 2019 của Bộ


GD-ĐT, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau [16]:
HĐ1 • Xác định vấn đề STEM (tình huống STEM)
• Nghiên cứu/tái hiện kiến thức nền và đề xuất giải pháp

HĐ 2


• Lựa chọn giải pháp

HĐ 3

• Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

HĐ 4

• Trình bày, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh

HĐ 5

Hình 1.3 Tiến trình dạy học STEM

Hoạt động 1: Xác định vấn đề
GV giao cho HS nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó HS phải hồn thành một
sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí địi hỏi HS phải sử dụng kiến thức mới trong
bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế ngun mẫu của sản phẩm cần hồn
thành.
Mục đích Nội dung Sản phẩm dự kiến

Xác định
tiêu chí
sản
phẩm,
phát
hiện vấn
đề/nhu
cầu


Cách thức tổ chức

Tìm hiểu Bài ghi chép về yêu cầu GV giao nhiệm vụ (nội dung, phương
về

hiện của GV, thông tin sơ lược tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm

tượng,

về hiện tượng,

sản phẩm, phẩm,

sản

phải hoàn thành)
HS thực hiện nhiệm vụ (qua thực thế,

công

công

nghệ; đánh giá, đặt câu tài liệu, video; cá nhân

nghệ.

hỏi về hiện tượng

hoặcnhóm)


sản Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa

phẩm công nghệ.

điểm,

cách

thức) Phát hiện, phát

biểu vấn đề (GV hỗ trợ)



Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

HS thực hiện các hoạt động tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của GV. HS phải tự tìm
tịi, chiễm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế cần hoàn thành.
15


Mục
đích

Nội dung

Sản phẩm

Cách thức tổ chức


dự kiến

Hình thành Nghiên cứu nội dung Xác nhận và ghi GV giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu
kiến thức trong sách giáo khoa, nhận thông tin cầu đọc/ nghe/ nhìn/ làm để xác
mới và đề tài liệu, thí nghiệm để dữ liệu,

giải định và ghi thơng tin, dữ liệu,

xuất giải tiếp nhận, hình thành thích, kiến thức giải thích, kiến thức mới)
kiến thức mới và đề mới, giải pháp, Học sinh nghiên cứu sách, tài

pháp



xuất giải pháp/ thiết thiết kế.

liệu, thí nghiệm (cá nhân/

kế.

nhóm)

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

HS 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). Dưới sự trao đổi của bạn bè và GV, HS tiếp tục hồn
thiện (có thể phải thay đổi để đảm bảo tính khả thi) trước khi tiến hành chế tạo và thử
nghiệm.
Mục

đích

Nội dung

Sản phẩm

Cách thức tổ chức

dự kiến

Lựa chọn

Trình bày, giải Giải pháp/ bản GV giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu

giải pháp/

thích, bảo vệ giải thiết kế được lựa cầu để HS trình bày, báo cáo, giải

bản thiết

pháp/ thiết kế chọn hồn thiện.

thích, bảo vệ giải pháp/ thiết kế).

kế

được lựa chọn

HS báo cáo, thảo luận.


bản hoàn thiệu.

GV điều hành, nhận xét, đánh
giá+ hỗ trợ HS lựa chọn giải
pháp/ thiết kế mẫu thử nghiệm.

 Hoạt động 4: Chế tạo và thử nghiệm
HS chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện ở hoạt động trước. HS vừa chế tạo vừa
tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này HS có thể sẽ phải điều chỉnh
lại bản thiết kế ban đầu để đảm bảo tính khả thi.
Mục
đích

Nội dung

Sản phẩm dự kiến

Cách thức tổ chức


Chế

Lựa chọn dụng cụ/ Dụng cụ/ thiết bị/ thí

GV giao nhiệm vụ (lựa chọn

tạo và thiết bị thí nghiệm, nghiệm/ mơ hình/ đồ dụng cụ/ thí nghiệm để chế
thử

chế tạo mẫu theo vật đã chế tạo, thử tạo, lắp ráp…)


nghiệ

thiết

kế,

thử nghiệm.

HS thực hành chế tạo, lắp

m mẫu nghiệm và điều

ráp và thử nghiệm.

thiết kế chỉnh phù hợp.

GV hỗ trợ HS trong quá
trình thực hiện.

 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. Đồng thời trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hồn thiện.
Mục
đích
Trình

Nội
du
ng

Trình

bày,

bày và

chia sẻ, thảo
đánh
giá sản
phẩm

luận.

Sản phẩm dự kiến

Cách thức tổ chức

GV giao nhiệm vụ.

Dụng cụ/thiết bị/mơ

hình/đồ vật... đã chế tạo HS báo cáo, thảo luận (bài báo cáo,
trình chiếu. dụng cụ/ thiết bị/ thí
được.
Bài báo cáo sản

nghiệm/ mơ hình/ đồ vật) theo các

phẩm.


hình thức phù hợp (trưng bày, triễn
lãm, sân khấu hóa).

nghiên

GV đánh giá, kết luận, cho điểm và

cứu

định hướng tiếp tục hoàn thiện.

1.1.6. Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEM
1.1.6.1. Phương pháp 1: Dạy học dựa trên vấn đề
Đây là cách tiếp cận giảng dạy trong đó học sinh được giáo viên trình bày một vấn đề
xác thực với cấu trúc lỏng lẻo, và học sinh cần phải xác định các em đã biết những gì
về vấn đề này và các em cần biết gì. Thơng thường, giáo viên trình bày một câu hỏi
định hướng mà học sinh có thể tham chiếu đến trong suốt bài học, và câu hỏi này nhắc
nhở các em lí do căn bản vì sao các em cần giải quyết vấn đề. Sau khi được trình bày
vấn đề, định nghĩa nó, và tạo ra các vấn đề học tập, học sinh tiếp tục giải quyết các
vấn đề học tập, và sau đó xây dựng một giải pháp tiềm tàng và củng cố nó với các
bằng chứng. Thơng thường, học sinh học tập theo nhóm nhỏ để giải quyết vấn đề.
Điều này cho phép học sinh thực hành làm việc hợp tác. Từng học sinh phải hỗ trợ

17


tìm ra giải pháp, sau đó cùng nhau làm việc theo nhóm để đánh giá từng giải pháp và
xác định đâu là giải pháp tốt nhất. Trong học tập dựa trên vấn đề, khơng có một câu
trả lời đúng cho vấn đề. Thay vì làm việc hướng tới một câu trả lời “đúng”, học sinh
thực hành các kĩ năng tư duy phản biện và phát triển các giải pháp riêng của mình.

1.1.6.2. Dạy học tìm tịi khám phá theo mơ hình 5E
– Dạy học khám phá theo mơ hình 5E được Bybee và các cộng sự giới thiệu. 5E viết
tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (Lơi cuốn), Explore (khám
phá), Explain (Giải thích), Elaborate (Củng cố–Áp dụng), và Evaluate (Đánh giá).
Phương pháp 5E dựa trên thuyết kiến tạo (constructivism) của quá trình học, theo đó
Tập huấn cán bộ quản lí, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong giáo dục
trung học 45 học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải
nghiệm đã biết trước đó.

Hình 1.4 Quy trình dạy học 5[ 3]

1.1.6.3. Dạy học dựa trên thiết kế
Trong học tập qua thiết kế, các học sinh được giáo viên trình bày một vấn đề xác thực
có cấu trúc lỏng lẻo, nhưng thay vì xây dựng một giải pháp mang tính nhận thức, các
em cần phải thiết kế/nghĩ ra một sản phẩm giúp giải quyết vấn đề. Điều này đòi hỏi
học sinh phải làm việc để trả lời các câu hỏi hoặc giải quyết các vấn đề. Những vấn
đề này thường được rút ra từ cộng đồng xung quanh các em, và học sinh thường có
cơ hội xác định một vấn đề nhỏ cụ thể mà các em muốn tập trung vào. Học tập qua
thiết kế được dựa trên nền tảng của việc học đi đôi với hành. Nó khơng liên quan tới
việc lặp lại hoặc tạo ra mơ hình của một cái đã có sẵn; thay vào đó, nó hướng tới
những giải pháp sơ khai do học sinh xây dựng để giải quyết những vấn đề mà đã được
giải quyết bởi những người khác trước đó.
1.1.6.4. Học tập dựa trên thách thức
Đây là một trải nghiệm học tập hợp tác, trong đó giáo viên và học sinh cùng làm việc
để học hỏi về những vấn đề thú vị, đề xuất giải pháp đối với các vấn đề phức tạp trong
thế giới thực, và hành động. Cách tiếp cận này đòi hỏi học sinh suy nghĩ về việc học
tập cũng như tác động từ hành động của các em, và trình bày các giải pháp cho người
nghe. Khi thiết kế lớp học theo phương pháp học tập dựa trên thách thức, giáo viên
phải khuyến khích học sinh làm việc theo nhóm hợp tác, sử dụng cơng nghệ phổ biến



trong đời sống hàng ngày, giải quyết các vấn đề trong thế giới thực thông qua sử dụng
một phương pháp đa ngành, chia sẻ kết quả với cộng đồng và suy ngẫm.
Học tập dựa trên thách thức tích hợp cơng nghệ vào trong quá trình học tập. Mục tiêu
của phương pháp này là để giúp học sinh tìm ra những giải pháp trong thế giới thực
đối với các vấn đề, chứ không chỉ là một bài tập về tư duy phản biện.
1.1.6.5. Dạy học dự án
Dạy học dự án khá quen thuộc với giáo viên phổ thông. Đây là phương pháp dạy
học trong đó giáo viên tổ chức học sinh thực hiện một dự án học tập. Với các bài học
STEM gắn với quy trình thiết kế kĩ thuật, giáo viên nên vận dụng phương pháp dạy
học dự án để tổ chức. Các bước tổ chức dạy học dự án đã được nhiều tác giả mơ tả,
cơ bản gồm có các bước sau:

Hình 1.5 Quy trình dạy học dự án
Trong phương pháp học tập theo dự án, học sinh giải quyết một vấn đề, nhưng
trọng tâm là sản phẩm mà học sinh cần phải tạo ra. Học tập theo dự án đòi hỏi học
sinh làm việc để trả lời các câu hỏi hoặc giải quyết các vấn đề. Học sinh sau đó sẽ
làm việc hướng tới dự án, vốn thường được đặt trong ngữ cảnh của một số loại
vấn đề mà học sinh có khả năng nhận thấy muốn tham gia. Cũng giống như phương
pháp học tập dựa trên vấn đề, có một câu hỏi định hướng việc học tập của học sinh
trong phương pháp học tập theo dự án. Trong trường hợp này, một mục đích cơ
bản của câu hỏi định hướng là giúp học sinh tập trung vào nội dung đang được
học và vấn đề đang được giải quyết, thay vì chỉ tập trung vào bản thân dự án (tạo
19


ra sản phẩm). Trong khi các thông số của sản phẩm đầu ra dự án được cung cấp
cho học sinh ngay từ khi bắt đầu bài học, nhưng học sinh thường có được sự tự do
đáng kể để xác định những đặc điểm của sản phẩm đầu ra, cũng như cách thức để
đạt được. Khi kết thúc bài học theo phương pháp học tập qua dự án, học sinh

thường tạo ra được sản phẩm mong muốn, từ đó đúc rút được một số kinh nghiệm,
có thể bao gồm tạo ra một danh mục. Với phương pháp học tập qua dự án, học
sinh phải mở rộng các ý tưởng của mình và hoàn thành một dự án hoàn chỉnh, và
phương pháp học tập này thường mất vài tuần
1.2. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo trong dạy học các chủ đề STEM
1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo
Sáng tạo của học sinh được hiểu là một quá trình hoạt động của học sinh trong
việc phát hiện ra vấn đề và tìm ra cách thức để giải quyết được vẫn đề đó đạt hiệu
quả. Kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính mới, có ý nghĩa
xã hội, có giá trị. [3]
Nội hàm khái niệm sáng tạo của học sinh được sơ đồ hóa như hình 1.3.
PHÁT HIỆN VẤN
ĐỀ, ĐỀ XUẤT GIẢI
SÁNG

PHÁP VÀ GIẢI

TẠO

QUYẾT HIỆU QUẢ

SẢN PHẨM
-Có tính mới
-Có giá trị
-Có ý nghĩa xã hội

Hình 1.1. Sơ đồ thể hiện khái niệm sáng tạo của học sinh
1.2.2. Các biểu hiện của NL sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM
Căn cứ sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo, đặc điểm tâm lý nhận thức của học
sinh trung học, các tiêu chí của chủ đề STEM, có thể chỉ ra một số biểu hiện sáng

tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh như sau: [3]
a. Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống quen liên
quan đến kỹ thuật.
b. Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận,
lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các học sinh khác, với giáo viên, với
chuyên gia,… Từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các


giải pháp kỹ thuật đã có.
c. Tự đề xuất được giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà khơng
tham khảo các giải pháp đã có.
d. Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen thuộc sang tình huống mới,
vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, vận dụng kiến thức đã học trong
điều kiện mới, hồn cảnh mới.
d. Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật. Thực
chất là bao qt nhanh chóng, đơi khi tức khắc, các bộ phận kĩ thuật, các yếu tố
bản chất của đối tượng kỹ thuật trong mối tương quan giữa chúng để kiểm tra giả
thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao
e. Đề xuất mơ hình giả thuyết, đưa ra phương án thực nghiệm nhất có thể được
trong những điều kiện đã cho.
f. Tự thiết kế sơ đồ nguyên lý, bản vẽ kỹ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng của đối
tượng kỹ thuật đang nghiên cứu.
1.2.3. Một số biện pháp phát triển NLST của học sinh trong dạy học các chủ đề
STEM
Biện pháp 1: Tổ chức cho học sinh vận dụng kiến thức lĩnh vực STEM để giải quyết
các vấn đề thực tiễn.
Chẳng hạn, khi học sinh học đến kiến thức dòng điện Foucault, hiểu được bản
chất của dòng điện cảm ứng bao giờ cũng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh
ra chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Từ đó học sinh đề xuất chế tạo phanh từ
trường để đảm bảo an tồn trong giao thơng.

Biện pháp 2: Tổ chức cho học sinh luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả
thuyết trong quá trình thực hiện chủ đề STEM.
Dự đốn có vai trị quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học. Dự đoán chủ
yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phí và kiến thức sâu sắc về mỗi
lĩnh vực. Các nhà khoa học nói rằng: việc xây dựng giả thuyết dựa trên sự khái
quát hóa những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính. Tuy nhiên, sự
khái qt hóa đó khơng phải là một phép qui nạp đơn giản, hình thức mà chứa
đựng một yếu tố mới, khơng có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở. Dự đốn
khoa học khơng phải là tùy tiện mà ln ln phải có một cơ sở nào đó, tuy chưa

21