ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN THỊ THÚY HẰNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM
CHỦ ĐỀ “DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT LÍ 11
CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÍ

Hà Nội – 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM
CHỦ ĐỀ “DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT LÍ 11
CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÍ

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Lê Thị Thu Hiền
Sinh viên thực hiện khóa luận: Trần Thị Thúy Hằng

Hà Nội – 2020

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, cố gắng học tập và làm việc một cách
nghiêm túc, em đã hồn thành đề tài khóa luận này. Em xin gửi lời cảm ơn chân
thành nhất tới Ban giám hiệu và các thầy cô giáo giảng viên Khoa Sư phạm,
Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giảng và trang bị cho
em những kiến thức cơ bản trong học tập và nghiên cứu khóa luận này.
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Lê Thị Thu Hiền
đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và cho em những lời khuyên hết sức bổ ích trong
suốt q trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên lớp QH-2016-S
Sư phạm Vật lí đã hỗ trợ em hồn thành tốt khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 13 tháng 06 năm 2020
Sinh viên

Trần Thị Thúy Hằng


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết chữ đầy đủ

STEM

Science, Technology, Engineering, Math

THPT

Trung học phổ thông


GV

Giáo viên

HS

Học sinh

NXB

Nhà xuất bản


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Kiến thức STEM trong chủ đề con lắc Newton Version 1............. 24
Bảng 2.2. Kiến thức STEM trong chủ đề đàn Ukulele ................................... 27
Bảng 2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề xích đu ........................................... 31
Bảng 2.4. Kiến thức STEM trong chủ đề thú nhún Emoji.............................. 34


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quy trình thiết kế chủ đề STEM ..................................................... 12
Hình 2.2. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM “Đàn Ukulele”................ 27
Hình 2.3. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM “Xích đu” ....................... 30
Hình 2.4. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM “Thú nhún Emoji”.......... 34


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài. ......................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................. 2
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 3
4.1. Khách thể nghiên cứu................................................................................. 3
4.2. Đối tượng nghiên cứu................................................................................. 3
5. Giả thuyết khoa học ..................................................................................................... 3
6. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 3
7. Cấu trúc khóa luận ....................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC
STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC
PHỔ THÔNG MỚI ........................................................................................... 5
1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM ................................................. 5
1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới .................................................................. 5
1.2. Một số khái niệm cơ bản ......................................................................................... 7
1.2.1. Khái niệm STEM .................................................................................... 7
1.2.2. Giáo dục STEM....................................................................................... 8
1.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM ........................................................... 8
1.3.1. Mục tiêu giáo dục STEM trong trường phổ thông.................................. 8
1.3.2. Phân loại chủ đề STEM........................................................................... 9
1.3.3. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM .......................................................... 10
1.3.4. Quy trình thiết kế chủ đề STEM ........................................................... 12
1.7. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng 2018 ................... 13
1.7.1. Bối cảnh chung ...................................................................................... 13
1.7.2. Các mức độ giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông........................ 14
1.7.3. Giáo dục STEM trong mơn Vật lí ......................................................... 15
Kết luận chương 1 ........................................................................................................... 17
CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “DAO ĐỘNG CƠ HỌC”
VẬT LÍ 11 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MỚI .................. 18



2.1. Phân tích nội dung, mục tiêu dạy học theo giáo dục STEM ........................ 18
2.1.1. Mục tiêu của dạy học theo giáo dục STEM .......................................... 18
2.1.2. Mục tiêu của chủ đề “Dao động cơ học” Vật lí 11 chương trình giáo
dục phổ thơng mới........................................................................................... 18
2.1.3. Những khó khăn khi dạy học Vật lí theo giáo dục STEM .................... 20
2.2. Tiến trình dạy học Vật lí theo giáo dục STEM ............................................... 21
2.3. Xây dựng dạy học STEM chủ đề “Dao động cơ học” Vật lí 11 chương
trình giáo dục phổ thơng mới ....................................................................................... 23
2.3.1. Chủ đề “Con lắc Newton Version 1” .................................................... 23
2.3.2. Chủ đề “Đàn Ukulele” .......................................................................... 26
2.3.3. Chủ đề “Xích đu” .................................................................................. 30
2.3.4. Chủ đề “Thú nhún Emoji” .................................................................... 33
Kết luận chương 2 ........................................................................................................... 37
CHƯƠNG 3 TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “DAO ĐỘNG CƠ HỌC” VẬT
LÍ 11 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI ........................... 38
3.1. Kế hoạch dạy học chủ đề “Con lắc Newton Version 1” ............................... 38
3.2. Kế hoạch dạy học chủ đề “Đàn Ukulele” ......................................................... 48
3.3. Kế hoạch dạy học chủ đề “Xích đu” .................................................................. 58
3.4. Kế hoạch dạy học chủ đề “Thú nhún Emoji” .................................................. 68
Kết luận chương 3 ........................................................................................................... 78
Kết luận và khuyến nghị ................................................................................. 79
1. Kết luận ......................................................................................................................... 79
2. Khuyến nghị................................................................................................................. 79
Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 81
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 82


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Trong chương trình bộ mơn - chương trình giáo dục phổ thơng mới. Trong đó,
hoạt động trải nghiệm là chương trình bắt buộc xun suốt tất cả các cấp
học. Theo cách tiếp cận mới, giáo dục không phải để truyền thụ kiến thức mà
nhằm giúp học sinh hồn thành cơng việc, giải quyết các vấn đề trong học tập
và đời sống nhờ vận dụng hiệu quả, sáng tạo kiến thức đã học. Đồng thời,
chương trình mới lấy việc phát triển phẩm chất và năng lực thực tiễn của học
sinh làm mục tiêu dạy học.
Trong đó, giáo dục STEM là một quan điểm dạy học và là một phương
pháp giáo dục mới đang rất được chú trọng phát triển trong các chương trình
giáo dục ở các nước phát triển (như Mỹ, Singapore, Anh, Úc,…) và cả các nước
đang phát triển, trong đó có cả Việt Nam. Ở Việt Nam hiện nay, giáo dục STEM
đang trở thành vấn đề cốt lõi và mang tính quyết định trong việc đổi mới chương
trình giáo dục phổ thơng của Bộ giáo dục và Đào tạo.
Nhược điểm lớn nhất của giáo dục truyền thống là sự tách rời bốn lĩnh
vực quan trọng: Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học. Sự thiếu liên kết
này là nguyên nhân tạo ra khác biệt lớn giữa việc học và thực hành. Khi ra
ngồi thực tế cuộc sống với những cơng việc và ngành nghề cụ thể, người học
sẽ mất một khoảng thời gian cọ xát khá nhiều để hiểu được cách chuyển các cơ
sở lý thuyết, nguyên lý thành các ứng dụng.
Vật lí là mơn học thuộc nhóm mơn Khoa học Tự nhiên, được lựa chọn theo
định hướng nghề nghiệp của học sinh. Do đó, việc phát triển năng lực thực
nghiệm cho học sinh thơng qua mơn học Vật lí rất được chú trọng. Giáo dục
STEM sẽ làm cho các buổi học lý thuyết Vật lí có phần khơ khan trở nên hấp
dẫn hơn đối với học sinh, giúp học sinh hiểu chắc và sâu hơn vấn đề để việc

1


học đạt hiệu quả cao nhất. Hơn nữa, giáo dục STEM giúp học sinh nhận ra được
sự liên hệ mật thiết giữa những kiến thức của các môn học khác nhau, đó các

kiến thức khơng tách rời nhau mà ln có sự liên kết chặt chẽ với nhau. Giáo
dục STEM định hướng phát triển năng lực học sinh, nhưng cần lưu ý rằng,
STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học,
kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là hình thành cho học sinh những kỹ năng
và năng lực cần thiết để có thể thích nghi, làm việc và phát triển trong thế giới
công nghệ ngày càng phát triển như hiện nay. Hay nói cách khác, giáo dục
STEM là giáo dục chuẩn bị cho nguồn nhân lực thời đại mới.
Chủ đề “Dao động cơ học” là một nội dung nằm trong Vật lí lớp 11
chương trình giáo dục phổ thơng mới. Đây là nội dung có tính ứng dụng cao
trong thực tế, có thể tổ chức các hoạt động trải nghiệm (thí nghiệm, thực
nghiệm,...) gắn liền với những tình huống của cuộc sống hằng ngày.
Chính vì những lí do đó, tơi chọn đề tài: “Tổ chức dạy học STEM chủ
đề "Dao động cơ học" Vật lí 11 chương trình giáo dục phổ thơng mới” để
tiến hành nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu
Tổ chức dạy học STEM chủ đề “Dao động cơ học” Vật lí 11 chương trình giáo
dục phổ thơng mới nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức các mơn Vật
lí vào thực tiễn cho học sinh lớp 11.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát thực trạng dạy học theo định hướng STEM trong mơn Vật lí
Trung học phổ thơng.
- Xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học giáo dục
STEM.

2


- Xây dựng và tổ chức dạy học STEM chủ đề "Dao động cơ học" Vật lí 11
chương trình giáo dục phổ thông mới nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến
thức cho học sinh.

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
4.1. Khách thể nghiên cứu
Học sinh lớp 11 THPT.
4.2. Đối tượng nghiên cứu
Quá trình dạy và học theo định hướng STEM trong mơn Vật lí của giáo viên
và học sinh lớp 11 THPT.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu vận dụng lý luận của giáo dục STEM để xây dựng các chủ đề STEM
dành cho việc dạy học mơn Vật lí 11 chương trình giáo dục phổ thơng mới được
ban hành ngày 26 tháng 12 năm 2018, người học sẽ phát triển được các kỹ năng
và năng lực vận dụng kiến thức trong học tập vào thực tế cuộc sống.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Khảo sát thực trạng dạy học theo định
hướng STEM trong môn học Vật lí Trung học phổ thơng.
- Phương pháp nghiên cứu lý luận (phương pháp phân tích, tổng hợp, khái
quát hóa): Tổng hợp, phân tích các tài liệu nghiên cứu trên Thế giới và ở Việt
Nam về các vấn đề thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài (định hướng STEM,
năng lực thực nghiệm,...), nhằm mục đích khái quát, lựa chọn những khái niệm
và tư tưởng cơ bản là cơ sở lí luận cho đề tài. Nghiên cứu những chủ trương
chính sách của Nhà nước, của ngành Giáo dục có liên quan đến nội dung nghiên
cứu (chương trình giáo dục phổ thông mới,...).
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm các
nội dung đã được đề xuất nhằm kiểm nghiệm tính khả thi của đề tài. Thống kê

3


kết quả đánh giá năng lực thực nghiệm của học sinh trong quá trình dạy học
theo định hướng STEM.
7. Cấu trúc khóa luận

Ngồi phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, khóa luận
dự kiến được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học chủ đề
STEM trong dạy học Vật lí 11 chương trình giáo dục phổ thông mới.
Chương 2: Xây dựng dạy học chủ đề “Dao động cơ học” Vật lí 11 chương
trình giáo dục phổ thông mới.
Chương 3: Tổ chức dạy học chủ đề “Dao động cơ học” Vật lí 11 chương
trình giáo dục phổ thông mới.

4


CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC
CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ 11 CHƯƠNG
TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI
1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM
1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
Các nước phát triển như Hịa Kì, Anh, Australia, Canada…ln tạo điều
kiện thuận lợi nhất về chính sách nhằm thúc đẩy hệ thống giáo dục STEM tại
quốc gia của mình. Ưu điểm của học sinh khi học theo giáo dục STEM về kiến
thức khoa học, tư duy logic, khả năng sáng tạo và hiệu suất học tập, làm việc
nhóm rất tốt. Bên cạnh đó tâm lí học tập thoải mái, hứng thú và tự chiếm lĩnh
kiến thức, kĩ năng phát triển cao. Giáo dục STEM sẽ rút ngắn khoảng cách giữa
lý thuyết và thực tiễn.
Tại Hoa Kì
Vào thập niên 90 của thế kỉ XX, ở Hoa Kì hình thành xu hướng giáo dục
mới được gọi là giáo dục STEM. Trong đó chương trình giáo dục STEM, các
mơn học về khoa học công nghệ không giảng dạy độc lập mà tích hợp lại với
nhau tạo thành một mơn học thông qua nhiều phương pháp giảng dạy đa dạng

như dự án, trải nghiệm, thực hành,…
Một số thống kê ở Hoa Kì đã cho thấy từ năm 2004 đến năm 2014, các
việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26% (gấp hai lần so với tốc
độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác). Trong giai đoạn 2010 –
2020, việc làm STEM có thể tăng đến 62% (gấp bốn lần tốc độ tăng trưởng
trung bình của các ngành nghề khác). Theo dự tính, vào năm 2030 máy tính sẽ
thay thế 60% nghề nghiệp tương lai của con người, con người sẽ phải trang bị
những kỹ năng kỹ thuật cần thiết để thích ứng.
Tại Australia
5


Ở đây đã có rất nhiều chương trình và nỗ lực thiết lập cách tiếp cận quốc
gia về giáo dục STEM ở Australia. Trong năm 2009, chương trình iSTEM
(Invigorating STEM) thành lập và được coi là một chương trình làm giàu tri
thức cho học sinh ở Sydney. Chương trình tập trung vào việc cung cấp các hoạt
động cho sinh viên quan tâm và gia đình của họ trong STEM. Với sự hỗ trợ của
các trường đại học và các tổ chức khoa học, chương trình đã gặt hái được rất
nhiều thành công: giải thưởng NSW State Engineering and Science về Đổi mới
trong giảng dạy Toán và Khoa học, giải thưởng Nhân quyền hàng năm của Tổ
chức GoWest. Đặc biệt, vào năm 2015, người sáng lập và điều phối chương
trình, tiến sĩ Ken Silburn đã nhận giải thưởng của Thủ tướng Chính phủ về
Giảng dạy Khoa học Trung cấp.
Tại Canada
Canada là quốc gia đứng thứ 12 trong số 16 nước ngang bằng về tỷ lệ
sinh viên tốt nghiệp theo học các chương trình STEM, với 21,2%, cao hơn Hoa
Kì. Tổ chức hướng đạo sinh Canada đã áp dụng các biện pháp tương tự như đối
tác Mỹ để thúc đẩy các lĩnh vực STEM cho thanh thiếu niên. Học bổng Schulich
Leader: Trong năm 2011, các nhà doanh nghiệp và nhà hảo tâm Canada
Seymour Schulich thành lập Học bổng Schulich Leader, học bổng trị giá

100.000.000 đô la với 60.000 đô la cho sinh viên bắt đầu học đại học trong một
chương trình STEM tại 20 tổ chức trên khắp Canada. Mỗi năm có đến 40 sinh
viên Canada sẽ được lựa chọn để nhận giải thưởng với mục tiêu thu hút thanh
thiếu niên có năng khiếu vào các lĩnh vực STEM.
1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
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 đến phổ

6


thông trung học do các công ty công nghệ tại Việt Nam triển khai cùng với các
tổ chức nước ngoài.
Năm 2015, Ngày hội STEM lần đầu tiên được tổ chức nhờ sự hỗ trợ của
Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng với Liên minh STEM. Đó là tiền
đề cho Ngày hội STEM Quốc gia được tổ chức liên tục hàng năm. Cũng trong
năm 2015, Bộ Giáo dục và Đào tạo quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp khoa
học – cơng nghệ - kỹ thuật – tốn học trong việc thực hiện chương trình giáo
dục phổ thơng ở những môn học liên quan với sự hưởng ứng của các trường
học trên khắp cả 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 như theo mơ hình câu lạc
bộ, tích hợp trong các mơn học chính khóa, các Trung tâm, các Học viện STEM
trên khắp các tỉnh thành trên cả nước. Bên cạnh sự tăng trưởng về số lượng,
chất lượng những khóa học về STEM cũng ngày càng tăng, có thể kể đến những
thành tích của học sinh khi tham gia các kì thi WECODE Quốc gia, Quốc tế;
các kỳ thi Robothon cấp trường, cấp Phòng, cấp thành phố, cấp Quốc gia, cấp
Quốc tế;…
1.2. Một số khái niệm cơ bản

1.2.1. Khái niệm STEM
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Cơng
nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Tốn học).
Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và
Khoa học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng
kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

7


Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và
đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được
phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ tới cuộc sống.
Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công
nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích
hợp kiến thức của nhiều mơn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên
dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng
tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ
thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.
Math (Tốn học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và
truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính tốn, giải thích, các
giải pháp giải quyết các vấn đề tốn học trong các tình huống đặt ra.
1.2.2. Giáo dục STEM
Giáo dục STEM là mơ hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn,
học sinh áp dụng kiến thức Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học vào
giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Quan tâm đến việc
tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người
học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính
sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, mơn học STEM, bài học
STEM, hoạt động STEM.

1.3. Một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM
1.3.1. Mục tiêu giáo dục STEM trong trường phổ thông
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM
cho học sinh
Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các mơn học Khoa học,
Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học. Trong đó học sinh biết liên kết các kiến thức
8


Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng,
quản lý và truy cập Cơng nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra
các sản phẩm.
- Phát triển các năng lực chung cho học sinh
Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như
thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỷ XXI. Bên cạnh
những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Tốn học, học sinh sẽ
được phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và
hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh
Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh kiến thức nền tảng cho việc học tập
ở mức độ cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai. Tổ chức tốt giáo
dục STEM ở trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong những lĩnh
vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân thuộc
lĩnh vực STEM.
1.3.2. Phân loại chủ đề STEM
- 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.

- 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, Kỹ thuật và Tốn học trong
chương trình giáo dục phổ thơng. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản,
9


chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây
dựng trên cơ sở nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục
phổ thơng.
+ 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.
- 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 học sinh chưa được học hoặc được
học một phần. Học sinh 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
học sinh đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận
dụng lý thuyết vào thực tế. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.
1.3.3. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM cần tập trung vào vấn đề của thực tiễn
Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề cần tìm giải
pháp ở đời sống thực tế.
Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật
Quy trình thiết kế kỹ 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
giải pháp. Trong quy trình thiết kế kỹ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các
ý tưởng dựa trên 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

10


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 bài học STEM, hoạt động 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 dàng. 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 học 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, cơng nghệ và tốn

khơng phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết

11


các vấn đề. điều đó có liên quan đến việc học tốn, cơng nghệ và khoa học của
học sinh.
Tiêu chí 6: Tiến trình học bài STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và
coi sự thất bại như 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.
1.3.4. Quy trình thiết kế chủ đề STEM
Hình 1.1. Quy trình thiết kế chủ đề STEM

Vấn đề thực
tiễn

Ý tưởng
chủ đề
STEM

Xác định
kiến thức
STEM cần
giải quyết

Xác định

mục tiêu
chủ đề
STEM

Xây dựng
bộ câu hỏi
định hướng
chủ đề
STEM

- Bước 1: Xác định chủ đề
Xuất phát từ những sự vật, hiện tượng xảy ra trong cuộc sống, những vấn
đề thường nhật trong cuộc sống mà con người cần giải quyết. Từ đó khuyến
khích học sinh tìm hiểu và giải quyết những vấn đề đó.
- Bước 2: Nêu ra ý tưởng chủ đề STEM

12


Khi xác định được chủ đề phải hình thành nên ý tưởng có tính chất kỹ
thuật để giải quyết vấn đề đó.
- Bước 3: Xác định kiến thức cần giải quyết
Từ những ý tưởng của chủ đề liên hệ với các kiến thức có liên quan đến
Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ,…
- Bước 4: Xác định mục tiêu
Xác định các kiến thức, kỹ năng, thái độ của học sinh sẽ đạt được sau khi
thực hiện chủ đề.
- Bước 5: Xây dựng bộ câu hỏi định hướng
Xây dựng bộ câu hỏi được giáo viên đưa ra cho học sinh để gợi ý cho
học sinh những giải pháp, kế hoạch để đạt được mục tiêu của chủ đề.

1.7. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng 2018
1.7.1. Bối cảnh chung
Chương trình giáo dục phổ thơng hiện hành được xây dựng theo định
hướng nặng về kiến thức, nội dung, lấy người dạy làm trung tâm chưa đủ để
giúp học sinh vận dụng những kiến thức đã được học vào đời sống thực tiễn.
Trước đây, không phải là trong giáo dục phổ thơng của Việt Nam hồn
tồn khơng có giáo dục STEM mà giáo dục STEM chưa được phổ biến và hiệu
quả cao. Đối với chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 mới do bộ Giáo
dục và Đào tạo ban hành, giáo dục STEM vừa mang ý nghĩa thúc đẩy giáo dục
các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học mà vừa thể hiện được
phương pháp tiếp cận liên môn giúp triển năng lực và phẩm chất người học.
Việc đưa chương trình giáo dục STEM vào trong chương trình giáo dục
phổ thơng mới, giáo viên là người trực tiếp đứng lớp sẽ thể hiện STEM thông
qua việc xác định các chủ đề liên môn, thể hiện nó trong mỗi tiết dạy, mỗi hoạt
13


động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các
vấn đề thực tiễn, nâng cao hứng thú cho học sinh. Giáo dục STEM có thể được
xây dựng dựa trên cơ sở từ chương trình địa phương, nhà trường, câu lạc bộ,
hoạt động trải nghiệm, nghiên cứu…
1.7.2. Các mức độ giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông
1.7.2.1. Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM
Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường phổ
thông. 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 khơng làm phát sinh thêm thời gian học
tập.
1.7.2.2. Dạy học thông qua 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 toán 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 cơng các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham
gia, hợp tác của các bên liên quan như trường phổ thông, 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 phổ thông 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.

14


Các trường phổ thơng 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, diễn ra
định kỳ, trong cả năm học.
Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề 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 còn 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 các lĩnh vực STEM.
1.7.2.3. Dạy học thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ 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 với nhiều chủ đề
khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, mơi trường, biến đổi

khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao…
Hoạt động này không 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 sáng tạo khoa học kỹ thuật là tiền đề triển khai các
dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học
sinh trung học được tổ chức thường niên.
1.7.3. Giáo dục STEM trong mơn Vật lí
Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, nghiên cứu và mô tả các hiện tượng
và vật chất. Đối tượng nghiên cứu của Vật lí đi từ cấu tạo cơ bản đến cấu trúc
vũ trụ. Vì vậy, Vật lí là cơ sở của ngành kỹ thuật và công nghệ như chế tạo máy
móc, sản xuất năng lượng,…Vật lí có vai trị và ý nghĩa to lớn trong quá trình

15


nhận thức và đời sống. Giáo dục STEM giúp kiến thức Vật lí liên kết được với
các mơn học khác, theo đó, học sinh sẽ có cơ hội vận dụng kiến thức vào thực
tiễn. Học sinh sẽ có những trải nghiệm bổ ích trong q trình học, nâng cao
hứng thú, sự u thích và đam mê với mơn học. Đồng thời, khi dạy học kỹ thuật
và cơng nghệ, sự tích hợp giữa Vật lí và hai lĩnh vực này cũng được làm rõ.

16


Kết luận chương 1
Trong chương 1, đề tài đã trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của giáo
dục STEM, phương pháp giáo dục tích hợp thành quả tồn diện hệ thống bốn
môn học: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Tốn học. Giáo dục STEM là mơ
hình dạy học gắn chặt chẽ giữa lý thuyết và thực hành, tạo nên những sản phẩm

mang tính ứng dụng thực tế. Nội dung giáo dục STEM được thiết kế theo
nguyên tắc tích hợp và thực hiện theo các phương pháp dạy học tích cực, nhằm
phát huy tính chủ động, sáng tạo, tăng cường kỹ năng tự học, kỹ năng thực
hành, vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết các vấn đề trong cuộc sống,
hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Hiệu quả của
phương pháp này là tính kết nối giữa người học với người học, giữa giáo viên
với học sinh, đồng thời thể hiện được tính liên hệ thơng tin giữa các lĩnh vực
trong thực tế đời sống. Với các dự án lớn nhỏ khác nhau, học sinh sẽ được chia
thành nhiều nhóm và tiến hành tương tác hỗ trợ nhau sao cho khoa học. Nhờ
đó q trình học tập của học sinh được chủ động hơn và những vấn đề phức tạp
dần được giải quyết.

17