TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC VÀ MẦM NON
-----------------------

NGUYỄN THÚY HIỀN

THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM
DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 4

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Giáo dục Tiểu học

Phú Thọ, 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA GIÁO DỤC TIỂU HỌC VÀ MẦM NON
-----------------------

NGUYỄN THÚY HIỀN

THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM
DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 4

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Giáo dục Tiểu học

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. PHAN THỊ TÌNH

Phú Thọ, 2022

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám
hiệu trường Đại học Hùng Vương và Ban lãnh đạo khoa Giáo dục tiểu học và
Mầm non đã tạo điều kiện, quan tâm và giúp đỡ cho em suốt quá trình học tập
tại trường Đại học Hùng Vương. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân
thành, sâu sắc tới TS. Phan Thị Tình, người đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn
và chỉ bảo em hồn thành khóa luận tốt nghiệp này. Em cũng xin được bày tỏ
lòng biết ơn đến thầy cô giáo trường tiểu học Tân Dân đã tạo điều kiện và
giúp đỡ cho em hoàn thành tốt thực nghiệm khóa luận tốt nghiệp.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Việt Trì, ngày 12 tháng 5 năm 2022
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thúy Hiền


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan khóa luận này là kết quả nghiên cứu tìm hiểu của
bản thân em với sự giúp đỡ của các nhà khoa học, các giảng viên, các bạn
sinh viên. Những tài liệu được sử dụng trích dẫn trong khóa luận là trung thực.
Kết quả nghiên cứu này khơng hề trùng với bất kỳ cơng trình nghiên cứu của
tác giả nào đã được công bố trước đó. Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm về
tính trung thực của luận văn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Việt Trì, ngày 12 tháng 5 năm 2022
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thúy Hiền



MỤC LỤC

Nội dung

Trang

MỞ ĐẦU

01

1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

01

2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

02

a) Tình hình nghiên cứu trong nước

02

b) Tình hình nghiên cứu ngồi nước

03

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

05


a) Ý nghĩa khoa học

05

b) Ý nghĩa thực tiễn

06

4. Mục tiêu nghiên cứu

06

5. Khách thể nghiên cứu

06

6. Đối tượng nghiên cứu

06

7. Phạm vi nghiên cứu

06

8. Giả thuyết khoa học

06

9. Nhiệm vụ


06

10. Các phương pháp nghiên cứu

07

a) Nghiên cứu lý luận

07

b) Điều tra khảo sát

07

c) Quan sát

07

d) Thực nghiệm sư phạm

08

11. Nội dung nghiên cứu

08

NỘI DUNG

09


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

09

1.1. Nghiên cứu về giáo dục Stem

09

1.1.1. Khái niệm giáo dục Stem

09

1.1.2. Mục đích của giáo dục Stem

12

1.1.3. Hiệu quả của giáo dục Stem

13


1.2. Chương trình các mơn Tốn học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học
lớp 4

15

1.2.1. Toán học

15


1.2.2. Khoa học

16

1.2.3. Kĩ thuật

16

1.2.4. Tin học

16

1.3. Xây dựng kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4

17

1.3.1. Khái quát về kế hoạch bài dạy

17

a) Khái niệm về kế hoạch bài dạy

17

b) Mục đích thiết kế kế hoạch bài dạy

17

c) Một số lưu ý khi thiết kế kế hoạch bài dạy


17

1.3.2. Yêu cầu về cấu trúc bài học, nội dung, phương pháp, hình
thức tổ chức bài học Stem lớp 4

18

a) Yêu cầu về cấu trúc bài học Stem

18

b) Yêu cầu về nội dung bài học Stem

20

c) Yêu cầu về phương pháp bài học Stem

20

d) Yêu cầu về hình thức tổ chức bài học Stem

21

e) Yêu cầu về thiết bị dạy học

22

1.3.3. Tiềm năng của việc kết hợp kiến thức các môn học trong xây
dựng bài học Stem lớp 4


22

1.4. Đặc điểm tâm, sinh lí, nhận thức của học sinh cuối cấp tiểu học

23

a) Đặc điểm tâm lí của học sinh cuối cấp tiểu học

23

b) Đặc điểm sinh lí của học sinh cuối cấp tiểu học

24

c) Đặc điểm nhận thức của học sinh cuối cấp tiểu học

25

1.5. Thực trạng thiết kế kế hoạch bài dạy và dạy học Stem cho học
sinh lớp 4 ở các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh

27

Phú Thọ
1.5.1. Khái quát chung

27

a) Vài nét về thành phố Việt Trì


27


b) Thuận lợi

27

c) Khó khăn

28

1.5.2. Nội dung khảo sát

28

1.5.3. Kết quả khảo sát

29

a) Thực trạng nhận thức về tầm quan trọng của giáo dục Stem và
hiểu biết về thiết kế kế hoạch bài dạy Stem
b) Thực trạng thiết kế kế hoạch bài dạy Stem cho học sinh lớp 4
c) Thuận lợi và khó khăn của giáo viên khi thiết kế kế hoạch bài dạy
Stem cho học sinh lớp 4

29
30
31


1.5.3. Nhận xét khảo sát

32

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

34

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MỘT SỐ KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM
DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 4
2.1. Nguyên tắc thiết kế kế hoạch bài dạy stem dành cho học sinh
lớp 4

35

35

2.1.1. Bám sát chương trình sách giáo khoa các mơn học lớp 4

35

2.1.2. Đảm bảo lí luận về dạy học Stem

35

2.1.3. Tăng cường hoạt động trải nghiệm tích hợp liên mơn

35

2.1.4. Tăng cường hoạt động của học sinh tạo ra sản phẩm


36

2.1.5. Tăng cường tính chủ động, tích cực và sáng tạo của học sinh

36

2.1.6. Đảm bảo tính khả thi trong điều kiện dạy học tại các trường
tiểu học
2.2. Quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem cho học sinh lớp 4
2.2.1. Căn cứ xây dựng quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy stem cho
học sinh lớp 4
2.2.2. Quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem cho học sinh lớp 4
2.2.3. Minh họa quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem cho học
sinh lớp 4
2.3. Thiết kế một số kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4

37
38
38
39
41
45


2.3.1. Làm sạch nguồn nước

45

2.3.2. Trồng cây thủy sinh


48

2.3.3. Sức nặng của khơng khí

51

2.3.4. Khơng khí cần cho sự cháy

54

2.3.5. Truyền nhiệt

57

2.3.6. Đèn lồng ngũ sắc

60

2.3.7. Trồng nấm

63

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2

67

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

68


3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm

68

3.1.1. Mục đích thực nghiệm

68

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

68

3.2. Nội dung thực nghiệm

69

3.3. Đối tượng, phạm vi, thời gian thực nghiệm

69

3.3.1. Đối tượng thực nghiệm

69

3.3.2. Phạm vi thực nghiệm

69

3.3.3. Thời gian thực nghiệm


70

3.4. Tiêu chí đánh giá và cách đánh giá

70

3.4.1. Tiêu chí đánh giá

70

3.4.2. Cách đánh giá

71

3.5. Tiến hành thực nghiệm

74

3.5.1. Thuận lợi

74

3.5.2. Khó khăn

75

3.5.3. Tiến hành thực nghiệm

75


3.5.4. Kết quả thực nghiệm

75

a) Kết quả thực nghiệm lớp 4C

76

b) Kết quả thực nghiệm lớp 4D

77

c) Kết luận

77


TIỂU KẾT CHƯƠNG 3

79

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

80

TÀI LIỆU THAM KHẢO

83


PHỤ LỤC 1

85

PHỤ LỤC 2

100

PHỤ LỤC 3

102

PHỤ LỤC 4

104

PHỤ LỤC 5

106

PHỤ LỤC 6

109


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

STT

Chữ cái viết thường


Chữ cái viết tắt

1

Giáo viên

GV

2

Học sinh

HS


DANH MỤC BẢNG BIỂU

STT

Tên bảng biểu

Trang

1

Bảng 3.1. Tổng kết kết quả thực nghiệm của học sinh lớp 4C

76


2

Bảng 3.2. Tổng kết kết quả thực nghiệm của học sinh lớp 4D

77

3

Biểu đồ 3.1. So sánh tỉ lệ kết quả thực nghiệm

77


DANH MỤC HÌNH ẢNH

STT

Tên bảng biểu

Trang

1

Hình 1

109

2

Hình 2


109

3

Hình 3

109

4

Hình 4

109

5

Hình 5

109

6

Hình 6

109


1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Chỉ thị 16/CT-TTG ngày 4/5/2017 về Tăng cường năng lực tiếp cận
cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, Thủ tướng Chính phủ đã chỉ đạo Bộ
Giáo dục và Đào tạo “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ,
kỹ thuật và tốn học (Stem) trong chương trình giáo dục phổ thơng; tổ chức
thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 - 2018. Nâng cao
năng lực nghiên cứu, giảng dạy trong các cơ sở giáo dục đại học; tăng cường
giáo dục những kỹ năng, kiến thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích
nghi với những u cầu của cuộc Cách mạng cơng nghiệp lần thứ 4” [8]. Bên
cạnh đó, Nghị quyết 29 -NQ/TW đã xác định mục tiêu đổi mới giáo dục phổ
thơng: “Nâng cao chất lượng giáo dục tồn diện, chú trọng kỹ năng thực hành,
vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học,
khuyến khích học tập suốt đời”[1].
Stem là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [23]. Giáo
dục Stem được hiểu và triển khai theo nhiều cách khác nhau. Riêng đối với
học sinh tiểu học, Stem là một mơ hình giáo dục mà các em sẽ được học các
kiến thức, kỹ năng ở mơn khoa học, kỹ thuật và tốn học theo hướng tích hợp.
Hiện nay, nhiều báo cáo cho thấy các ngành nghề về lĩnh vực khoa học
kỹ thuật có tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ hơn so với các ngành nghề khác. Do
đó, lực lượng lao động với những kiến thức, kỹ năng cần thiết về điều khiển
và phát triển công nghệ sẽ đứng trước nguy cơ bị thiếu hụt nghiêm trọng nếu
khơng có kế hoạch đào tạo và phát triển. Đây là một thách thức lớn được đặt
ra đối với công tác giáo dục – đào tạo của Việt Nam nói riêng và thế giới nói
chung.
Stem là một trong những từ khóa được tìm kiếm nhiều nhất và là chủ
để giáo dục luôn được quan tâm trong những năm gần đây. Đối với học sinh
lớp 4, các em đã có nền tảng kiến thức cơ bản của các mơn Toán, Khoa học,
Kĩ thuật, Tin học nên việc cho các em tiếp cận giáo dục Stem sẽ giúp hình



2

thành khả năng xây dựng kiến thức, kỹ năng trên cơ sở kết hợp kiến thức đa
lĩnh vực và từ đó sáng tạo ra một sản phẩm vật chất cụ thể mang giá trị thực
tiễn cao. Đó là nền tảng tạo nên lối suy nghĩ, cách tư duy và kết hợp kiến thức,
kỹ năng cần thiết của con người trong thời đại cơng nghệ 4.0. Bên cạnh đó,
học sinh sẽ có thêm vốn hiểu biết tích luỹ vào hành trang định hướng nghề
nghiệp trong tương lai của mình.
Khảo sát thực tiễn dạy học tại một số trường tiểu học trên địa bàn thành
phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ chúng tơi thấy: Mặc dù đã du nhập vào Việt Nam
từ lâu nhưng Stem vẫn còn là một phạm trù giáo dục mới đối với một bộ phận
giáo viên và học sinh. Bởi vậy khi dạy học giáo dục Stem cho học sinh tiểu
học nói chung và học sinh lớp 4 nói riêng, giáo viên vẫn cịn gặp nhiều khó
khăn. Một trong những khó khăn của giáo viên là chưa khoa học hoá được
việc thiết kế kế hoạch bài dạy Stem theo đúng quy trình, lí luận về giáo dục
Stem. Bởi vậy, hiệu quả và yêu cầu phát huy tối ưu kiến thức, kĩ năng cho học
sinh chưa đạt như mong muốn.
Từ các lí do nêu trên, chúng tơi chọn nghiên cứu vấn đề: “Thiết kế một
số kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4”.
2. Tổng quan đề tài
a) Tình hình nghiên cứu trong nước
Từ năm 2010, phương pháp giáo dục chú trọng đẩy mạnh các hoạt
động thực tế, hoạt động ngoại khóa ngày càng phổ biến trong các nhà trường
tiểu học. Từ đó, các trung tâm giáo dục ngoại khóa đã thử nghiệm áp dụng
phương pháp giáo dục Stem cho học sinh. Điển hình là 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 ở một số thành
phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Thái Nguyên, Nha Trang, Nghệ

An,... bằng hình thức xã hội hoá. Tuy nhiên, các cơ sở giáo dục ở khu vực
nông thôn, miền núi hiện nay vẫn chưa thể tiếp cận nhiều với các hoạt động
liên quan đến robot vì chi phí rất đắt đỏ. Bởi vậy, nhiều địa phương đã thiết
kế và tổ nhiều hoạt động phong trào về giáo dục Stem cho học sinh như: ngày


3

hội Stem, câu lạc bộ Stem,.... Bên cạnh đó, một số hoạt động giáo dục Stem
đang duy trì tại một số trường tiểu học như: cuộc thi Robotacon, cuộc thi
Sáng tạo khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu học,...
Có thể nói, các hoạt động giáo dục Stem trong nhà trường tiểu học
hiện nay khá đa dạng, song chúng hầu hết là các hoạt động xã hội hoá với
mức chi phí cao dành cho các học sinh có nhu cầu. Trong khi đó, mơ hình
giáo dục Stem tại các trường tiểu học thuộc khu vực nông thôn, miền núi là
các hoạt động câu lạc bộ do giáo viên nhà trường thiết kế và tổ chức dựa vào
nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ của cộng đồng, với tiêu chí tiết
kiệm, phù hợp với địa phương. Hoạt động thiết kế kế hoạch bài dạy Stem
chưa được phổ biến, các nội dung dạy học Stem vẫn còn hạn chế ở các trường
tiểu học tại đây.
Đặc biệt, tại các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh
Phú Thọ, mơ hình giáo dục Stem chỉ được đan xen, kết hợp rất ít với chương
trình học chính khóa tại một số trường học tư thục hay các trường công lập có
quy mơ lớn. Trên địa bàn tỉnh, có duy nhất một trường tiểu học tư thục Tiểu
học Ngọc Hoa nhập khẩu Stem robot hỗ trợ học sinh học Toán, tiếng Anh.
Tuy nhiên, những con robot chỉ được lập trình đi số bước, quay phải, quay
trái đơn giản và chưa thực sự phát huy được mục tiêu, giá trị thực sự mà giáo
dục Stem mang lại. Ở các trường công lập khác, giáo dục Stem chỉ được đưa
vào các cuộc thi và chưa được chú trọng đưa vào chương trình học. Có thể nói,
thiết kế kế hoạch bài dạy Stem vẫn còn là một hoạt động hết sức mới mẻ đối

với các giáo viên tiểu học.
b) Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Vào những năm 1990, quỹ nghiên cứu quốc gia Mỹ (NSF) có các
chương trình hỗ trợ cho các nhóm ngành Khoa học (Science), Tốn
(Mathematics), Kỹ thuật (Engineering) và Cơng nghệ (Technology). Vì phải
viết lặp lại nhiều lần, nên người soạn thảo văn bản phải viết tắt thành Smet.
Trong một buổi báo cáo giới thiệu về chương trình, nhân viên NSF đọc Smet
nghe âm gần giống chữ smut (nghĩa là vết nhọ, bệnh than) nghe kỳ quá, nên


4

mọi người đề nghị nên sắp xếp lại trật tự các chữ, và viết Smet thành Stem.
Đến năm 2001, việc sử dụng thuật ngữ Stem được NSF chính thực giới thiệu
bởi Judith Ramaley, người lúc đó là giám đốc NSF [18].
Nền tảng của giáo dục Stem chính là giáo dục khoa học (Science
education). Chính giáo dục khoa học là lĩnh vực đề xuất ra các chương trình
giáo dục Stem hiện nay [17].
Có thể nói, giáo dục Stem có nguồn gốc từ Mỹ và dần được nghiên
cứu ở khắp các quốc gia trên thế giới trong nhiều năm trở lại đây. Hiệp hội
khoa học Mỹ, một số các tổ chức và các cá nhân trên thế giới đã phát triển
những khung lý thuyết giúp triển khai tổ chức dạy học giáo dục Stem phù hợp
với từng đối tượng cụ thể. Theo đó, mơ hình giáo dục Stem được xây dựng và
phát triển tương ứng với mức độ phức tạp của tri thức và kỹ năng tăng dần, có
liên hệ mật thiết với sự phát triển thế giới quan của học sinh. Hội đồng nghiên
cứu khoa học giáo dục quốc gia của Mỹ đã cụ thể hóa việc tích hợp giữa khoa
học và kỹ thuật bằng khung lý thuyết gồm 3 trụ cột mà học sinh sẽ được trải
nghiệm, đó là: thực hành khoa học kỹ thuật; những khái niệm liên ngành
(khoa học-kỹ thuật); những kiến thức khoa học cốt lõi. Đối với thực hành
khoa học kỹ thuật, học sinh được trải nghiệm, thực hành, khám phá như nhà

khoa học và thiết kế cũng như thực thi kỹ thuật. Đối với những khái niệm liên
ngành, chúng được xuất hiện và khai thác trong cả khoa học, kỹ thuật. Đối với
những kiến thức khoa học cốt lõi, chúng là những kiến thức xuyên suốt quá
trình học tập của học sinh ở tất cả các cấp học, cung cấp nền tảng để giúp học
sinh hiểu biết và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.
Phát triển giáo dục Stem trong bối cảnh của cuộc cách mạng công
nghiệp lần thứ 4 không chỉ là xu thế thời đại mà còn là chiến lược của nhiều
quốc gia trên thế giới. Giáo dục Stem sẽ tạo ra một lợi thế cạnh tranh khi thực
hiện chính sách, đào tạo nguồn nhân lực và chuẩn bị sẵn các nguồn tài ngun
cho việc thực hiện chính sách đó. Giáo dục Stem đã được triển khai và thực
hiện phổ biến tại các nước có nền giáo dục tiên tiến như Mỹ, các nước châu
Âu,... Bên cạnh đó, việc xây dựng một mơ hình giáo dục Stem phù hợp với


5

bối cảnh kinh tế xã hội, đặc điểm văn hóa, trình độ phát triển của các quốc gia,
vùng lãnh thổ đang phát triển, kém phát triển vẫn là một vấn đề cấp thiết và
gặp nhiều khó khăn.
Nghiên cứu về giáo dục Stem đã, đang được rất nhiều nhà giáo dục
quan tâm nghiên cứu và xu hướng nghiên cứu về lĩnh vực này sẽ còn tiếp tục
được phát triển. Theo thống kê của Josh Brown – Trường đại học Illinois giai
đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo
dục Stem được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ,
điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục Stem [15].
Với mục đích nghiên cứu về xu hướng giáo dục Stem, Yuan-Chung Yu và
cộng sự đã tập hợp và phân tích các tài liệu về giáo dục Stem trong cơ sở dữ
liệu ISI giai đoạn từ 1992 - 2013 cho thấy: kể từ năm 2008 xu hướng nghiên
cứu về giáo dục Stem phát triển rất mạnh, cụ thể năm 2008 có khoảng 15 bài
báo thì đến năm 2013 số lượng đã tăng lên gần 100 bài báo/1 năm. Cũng

trong giai đoạn này Mỹ là quốc gia có nhiều nghiên cứu về giáo dục Stem
nhất với 200 cơng trình (52%), tiếp theo đó là Anh với 36 cơng trình (9,35%);
Hà Lan, Úc mỗi quốc gia có 16 nghiên cứu (4,16%); các quốc gia Tây Ban
Nha, Ixaren, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài Loan tổng cộng có 67 cơng trình;
các quốc gia cịn lại trên thế giới có 50 cơng trình. Nghiên cứu cũng chỉ ra 5
lĩnh vực liên quan đến giáo dục Stem bao gồm: Giáo dục học, Tâm lí học, Kĩ
thuật, Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe và Khoa học máy tính. Một số
nghiên cứu khác tìm hiểu về bản chất của Stem, vai trò của Stem trong lịch sử
phát triển khoa học cơng nghệ của lồi người, những nhận thức về giáo dục
Stem, chính sách đối với giáo dục Stem…[21]
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a) Ý nghĩa khoa học
Làm rõ các vấn đề lí luận cơ bản về giáo dục Stem và dạy học Stem ở
tiểu học.
Xác định quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem và thiết kế một số kế
hoạch bài dạy Stem theo quy trình đã xác định.


6

b) Ý nghĩa thực tiễn
Quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem và một số kế hoạch bài học
Stem theo quy trình đã xác định là nguồn tư liệu tham khảo hữu ích cho sinh
viên ngành Giáo dục Tiểu học, giáo viên Tiểu học khi thực hiện dạy học tích
hợp, liên mơn đáp ứng nhu cầu đổi mới giáo dục và nhu cầu hình thành phát
triển phẩm chất, năng lực của học sinh.
4. Mục tiêu nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về Stem, luận văn xác định quy trình thiết
kế kế hoạch bài dạy stem và thiết kế một số kế hoạch bài dạy Stem dành cho
học sinh lớp 4 theo quy trình đã xây dựng.

5. Khách thể nghiên cứu
Hiệu quả học tập mà một số kế hoạch bài dạy Stem trên mang lại cho
học sinh lớp 4.
6. Đối tượng nghiên cứu
Kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4.
7. Phạm vi nghiên cứu
Học sinh lớp 4 ở một số trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì,
tỉnh Phú Thọ.
8. Giả thuyết khoa học
Nếu giáo viên xác định được quy trình thiết kế và thiết kế kế hoạch bài
dạy Stem cho học sinh lớp 4 theo đúng quy trình đó thì sẽ mang lại hiệu quả
tối ưu cho việc học tập của học sinh, giúp các em nâng cao hứng thú, tích hợp
kiến thức các môn học vào việc làm ra sản phẩm, củng cố và nắm chắc kiến
thức, biết yêu quý các sản phẩm mình làm ra.
9. Nhiệm vụ
Tìm hiểu cơ sở lí luận về giáo dục Stem và cơ sở lí luận về thiết kế kế
hoạch bài dạy Stem.
Tìm hiểu chương trình, nội dung và yêu cầu cần đạt của các mơn học
lớp 4: Tốn học, Khoa học, Kĩ thuật, Tin học.


7

Tìm hiểu đặc điểm tâm sinh lí của học sinh lớp 4 và điều kiện cơ sở vật
chất của một số trường tiểu học trên địa bàn tỉnh Phú Thọ trong triển khai dạy
học Stem.
Tìm hiểu thực trạng triển khai dạy học Stem cho học sinh lớp 4 trong
các trường tiểu học của thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ.
Đề xuất quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học
sinh lớp 4.

Thiết kế một số kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4.
Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của
việc thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4.
10. Các phương pháp nghiên cứu
a) Nghiên cứu lý luận
Nghiên cứu phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa các nguồn tài liệu, các
văn kiện của Đảng, các chỉ thị của Nhà nước, Chính phủ, Bộ, Ngành có liên
quan đến thành lập trung tâm giáo dục, đổi mới giáo dục và đào tạo, vấn đề
tích hợp liên mơn trong dạy học.
Nghiên cứu, phân tích tổng hợp tài liệu về giáo dục Stem và kế hoạch
bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4.
Nghiên cứu Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể 2018 được Bộ
Giáo dục và Đào tạo ban hành tại Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT về yêu
cầu cần đạt các mơn Tốn học, Khoa học, Tin học của học sinh lớp 4.
Nghiên cứu Định hướng Giáo dục STEM ở trường phổ thông được Bộ
Giáo dục và Đào tạo ban hành năm 2018.
b) Điều tra- khảo sát
Thiết lập hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan tiến hành điều tra
thực trạng tiếp cận chương trình giáo dục Stem của học sinh khối 4 và giáo
viên giảng dạy lớp 4 của trường tiểu học Tân Dân, trường Tiểu học Đinh Tiên
Hoàng trên phiếu hỏi.
c) Quan sát


8

Thực hiện quan sát khi tiến hành dự một số giờ dạy Stem cho học sinh
khối 4 của trường tiểu học Tân Dân, trường tiểu học Đinh Tiên Hoàng ở
thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ. Từ đó, bổ sung cho lí luận và điều chỉnh
quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy Stem dành cho học sinh lớp 4.

d) Thực nghiệm sư phạm
Tiến hành thực nghiệm dạy học Stem cho học sinh khối 4 trường Tiểu
học Tân Dân nhằm khẳng định tính khả thi và hiệu quả của đề tài nghiên cứu.
Thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4 đa
dạng, rồi đánh giá mức độ hứng thú, mức độ thiết kế, sáng tạo mơ hình, mức
độ kiến thức đạt được sau giờ học của học sinh khối 4 trường Tiểu học Tân
Dân.
11. Nội dung nghiên cứu
Cơ sở lí luận về giáo dục Stem và cơ sở lí luận về thiết kế kế hoạch bài
dạy Stem.
Chương trình, nội dung và yêu cầu cần đạt của các mơn học lớp 4:
Tốn học, Khoa học, Kĩ thuật và Tin học.
Đặc điểm tâm sinh lí của học sinh lớp 4 và điều kiện cơ sở vật chất của
một số trường tiểu học trên địa bàn thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ trong
triển khai dạy học Stem.
Thực trạng triển khai dạy học Stem cho học sinh lớp 4 tại một số
trường tiểu học thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ.
Quy trình thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh
lớp 4.
Một số kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4.
Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của
việc thiết kế kế hoạch bài dạy giáo dục Stem dành cho học sinh lớp 4.


9

NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Một số vấn đề lí luận chung về giáo dục Stem

1.1.1. Khái niệm giáo dục Stem
Theo Wikipedia tiếng Việt, Stem là chữ viết tắt dùng để chỉ các ngành
học về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán. Thuật ngữ này thường được
sử dụng khi giải quyết các chính sách giáo dục 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. Nó có liên quan đến phát triển nguồn nhân lực,
những vấn đề về an ninh quốc gia và chính sách di dân [23]. Từ viết tắt này có
nguồn gốc từ một cuộc họp liên ngành về giáo dục khoa học được tổ chức tại
Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ vào năm 1990. Sau đó, Stem được xuất hiện
tại các văn bản về chính sách cấp visa cho nhập cư tại Mỹ vào những năm
2000, Stem fields được hiểu là các lĩnh vực, ngành nghề về Stem. Sau này,
Stem được viết đi kèm với các từ khác như Stem education được hiểu là giáo
dục Stem, Stem workforce được hiểu là nguồn nhân lực trong lĩnh vực Stem,
Stem careers được hiểu là các ngành nghề trong lĩnh vực Stem, Stem
curriculum được hiểu là khung chương trình dạy học Stem, Stem awreness
được hiểu là nhận thức về các ngành nghề Stem, Stem integration được hiểu
là Stem tích hợp trong các hội nghị diễn đàn khoa học... Các từ ngữ trên đi
kèm với Stem giúp ý nghĩa của từ Stem thêm sáng tỏ và cụ thể hơn.
Hiệp hội các giáo viên dạy Khoa học quốc gia Mỹ đã đề xuất ra khái
niệm giáo dục Stem là "Giáo dục Stem là cách tiếp cận liên ngành trong q
trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng
ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến
thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ
thể giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức tồn
cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực Stem và cùng với đó có
thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới"[19].


10


Giáo dục Stem là một cách tiếp cận liên ngành, trong đó các khái niệm
học thuật mang tính ngun tắc được lồng ghép với các bài học gắn với thực
tế, học sinh sẽ áp dụng kiến thức và kỹ năng thuộc các lĩnh vực khoa học,
công nghệ, kỹ thuật và tốn học để giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể.
Bên cạnh đó, giáo dục Stem có vai trị kết nối học sinh với trường học, cộng
đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu. Ngoài ra, giáo dục Stem còn chú
trọng giúp học sinh phát triển những kỹ năng mềm cần thiết như kỹ năng
cộng tác, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản
biện…
Bộ giáo dục Mỹ còn định nghĩa “Giáo dục Stem là một chương trình
nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật
và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”.
Ngoài ra, 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, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn 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”.[19]
Theo quan niệm của tác giả Sanders “Giáo dục 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”.[18]
Bên cạnh đó, giáo dục Stem cũng được định nghĩa là chương trình đào
tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy tích hợp bốn lĩnh vực: Khoa học, Cơng nghệ,
Kĩ thuật và Tốn học cho học sinh. Thay vì giảng dạy bốn lĩnh vực trên theo
những môn học truyền thống mang tính độc lập và rời rạc, giáo dục Stem tổng
hợp chúng thành một mơ hình học tập liền mạch, thống nhất dựa trên các ứng
dụng vào thực tế cuộc sống.
Ở ngữ cảnh giáo dục, giáo dục Stem được cụ thể hóa như sau:



11

- Môn học Khoa học giúp phát triển khả năng sử dụng và ứng dụng các
kiến thức về lĩnh vực khoa học cho học sinh. Học sinh được tìm hiểu, khám
phá về thế giới tự nhiên xung quanh con người. Từ đó, học sinh sẽ biết vận
dụng các kiến thức đã học, đã biết để có thể giải quyết các vấn đề khoa học
trong cuộc sống thực tiễn.
- Môn học Công nghệ giúp học sinh phát triển khả năng sử dụng, quản
lí, hiểu và đánh giá cơng nghệ. Mơn học này tạo điều kiện cho học sinh tìm
hiểu về cơng nghệ được phát triển như thế nào. Ngồi ra, mơn Cơng nghệ
giúp hình thành và phát triển cho học sinh những kĩ năng phân tích sự ảnh
hưởng của cơng nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày...
- Kĩ thuật giúp học sinh hình thành và phát triển sự hiểu biết về cách
thức phát triển cơng nghệ thơng qua q trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật tạo
điều kiện cho học sinh có thể tích hợp kiến thức của nhiều mơn học, giúp cho
những khái niệm trừu tượng liên quan trở nên dễ hiểu, rõ ràng hơn. Kĩ thuật
còn giúp học sinh hình thành và phát triển những kĩ năng cần thiết để vận
dụng sáng tạo cơ sở khoa học và toán học vào quá trình thiết kế các đối tượng,
các hệ thống hay các quy trình sản xuất.
- Tốn học giúp học sinh hình thành và phát triển khả năng phân tích,
biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thơng qua việc tính tốn,
giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề tốn học trong các tình huống
đặt ra.
So sánh với chương trình giáo dục phổ thơng 2018 ở cấp tiểu học của
Việt Nam, môn Khoa học tương ứng với các môn Tự nhiên xã hội, Khoa học;
môn Công nghệ tương ứng với môn Tin học; môn Kĩ thuật tương ứng với các
môn Thủ công, Kĩ thuật; mơn Tốn học tương ứng với mơn Tốn học. Có thể
nói, ở cấp tiểu học của giáo dục Việt Nam, giáo dục Stem sẽ bao hàm nội

dung của các môn học là Tự nhiên xã hội, Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và
Toán. Riêng đối với học sinh lớp 4, giáo dục Stem sẽ bao hàm nội dung của
các môn học là Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán.


12

1.1.2. Mục đích của giáo dục Stem
Theo báo cáo tại diễn đàn giáo dục Stem tại Mỹ, giáo dục Stem có ba
mục đích chính:
Mục đích thứ nhất, giáo dục Stem giúp con người hình thành và phát
triển năng lực nhận thức Stem. Mục đích của giáo dục Stem khơng phải để
đào tạo ra các nhà khoa học, nhà toán học, kỹ sư mà là truyền cảm hứng trong
học tập, giúp học sinh thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức về Khoa học
và Toán học. Khi được tiếp cận với giáo dục Stem, học sinh sẽ nhận thức và
hiểu biết về lĩnh vực Stem. Từ đó, học sinh sẽ nhận thức được tầm quan trọng
của các kiến thức Stem ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của xã hội
trong tương lai. Lý do giáo dục Stem đóng một vị trí đặc biệt quan trọng trong
bối cảnh hiện nay vì xu hướng phát triển của thế giới trong tương lai bắt buộc
con người phải được tiếp cận thông tin, phải có hiểu biết cơ bản về các kiến
thức liên ngành về lĩnh vực khoa học và công nghệ.
Mục đích thứ hai, giáo dục Stem chú trọng mục đích trang bị cho học
sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới hiện nay. Mục
đích này được lồng ghép trong các chương trình giáo dục chính quy và khơng
chính quy, từ bậc phổ thơng cho đến các chương trình đại học. Giáo dục Stem
tạo ra những người lao động chất lượng cao, có thể đáp ứng được yêu cầu
công việc của cách mạng công nghiệp 4.0, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã
hội của quốc gia và có thể thay đổi nền kinh tế tri thức tốt hơn trong bối cảnh
tồn cầu hóa. Mơi trường lao động hiện nay đòi hỏi con người phải biết sử
dụng các công cụ thông tin truyền thông một cách hiệu quả, phải biết làm việc

cộng tác với nhiều người khác, phải biết giải quyết những vấn đề không quen
thuộc, và có khả năng quản trị bản thân tốt. Những năng lực trên được hình
thành và phát triển thơng qua những hoạt động học tập các chủ đề của giáo
dục Stem.
Mục đích thứ ba, giáo dục Stem chú trọng nghiên cứu, phát triển và đổi
mới giáo dục ngành nghề nghiệp. Mục đích này chủ yếu tập trung vào các
ngành học ở bậc cao đẳng, đại học, thạc sĩ, tiến sĩ và liên quan tới các lĩnh


13

vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Các chương trình đổi mới
giáo dục về phương pháp giảng dạy, khung chương trình học và hoạt động
thực hành đều được tập trung nghiên cứu cải cách.
1.1.3. Hiệu quả của giáo dục Stem
Giáo dục Stem giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực giải
quyết vấn đề. Trong mỗi bài học Stem, học sinh được đặt trước một tình
huống thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải
quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tịi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các
mơn học: Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học qua sách giáo khoa,
học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ và sử dụng chúng để giải
quyết vấn đề đặt ra. Các kiến thức và kỹ năng này sẽ được tích hợp, lồng ghép
và bổ trợ cho nhau trong quá trình học sinh học bài học Stem . Học sinh vừa
có thể hiểu biết về nguyên lý vừa có thể thực hành và tạo ra được những sản
phẩm thiết thực phục vụ cuộc sống hằng ngày. Bên cạnh đó, học sinh sẽ chủ
động, tích cực tư duy và tiếp nhận vấn đề nhanh nhạy, hiệu quả hơn.
Giáo dục Stem giúp người học đổi mới phương pháp học tập. Giáo dục
Stem đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh. Người học sẽ phải
hiểu, nắm rõ các kiến thức khoa học, từ đó phải biết cách mở rộng kiến thức
và cuối cùng phải biết cách sửa chữa, chế biến lại những kiến thức đó sao cho

phù hợp với tình huống có vấn đề mà mình cần giải quyết. Sự thẩm thấu kiến
thức theo mơ hình trên chính là mục tiêu của rất nhiều nền giáo dục trên thế
giới theo đuổi, điển hình là đất nước Phần Lan.
Giáo dục Stem là phương thức giáo dục tích hợp. Thay vì giáo viên dạy
bốn mơn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Toán học như truyền thống,
giáo dục Stem sẽ kết hợp chúng thành một mơ hình học tập gắn kết dựa trên
các ứng dụng thực tế. Học sinh vừa được học lý thuyết, vừa được học cách
vận dụng lý thuyết đó vào cuộc sống hàng ngày. Giáo dục Stem phá đi
khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn.
Trong nghiên cứu tổng quan năm 2016, Yildirim đã phân tích 34
nghiên cứu khác nhau để làm rõ tác động của giáo dục Stem đối học sinh.