ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ KIM HUỆ

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”
VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

Hà Nội – 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TỔ CHỨC DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”
VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỞ THƠNG MỚI

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM VẬT LÝ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Thị Thu Hiền
Sinh viên thực hiện khóa luận: Nguyễn Thị Kim Huệ

Hà Nội – 2020


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô giảng viên Khoa

Sư phạm, Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giảng dạy
và trang bị cho em những kiến thức cơ bản và vơ cùng hữu ích trong học tập
và nghiên cứu để hồn thành khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS. TS. Lê Thị Thu Hiền, người
đã tận tình, chu đáo hướng dẫn em trong suốt q trình thực hiện khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên lớp QH-2016S – Sư phạm
Vật lý đã hỗ trợ em hoàn thành khóa luận.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 6 năm 2020
Tác giả khóa luận

Nguyễn Thị Kim Huệ


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

Viết tắt
NXB

Nhà xuất bản

STEM

Sience, Technology, Engineering, Maths


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 .............................................................. 2
5. Phương pháp nghiên cứu............................................................................... 3
6. Cấu trúc khóa luận ........................................................................................ 3
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC
DẠY HỌC STEM TRONG MÔN VẬT LÝ .................................................... 4
1.1. Khái quát chung về STEM...................................................................... 4
1.1.1. Vài nét về lịch sử phát triển STEM ................................................... 4
1.1.2. Khái niệm STEM và giáo dục STEM ............................................. 6
1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM .................................................................. 8
1.1.4. Bản chất của dạy học theo định hướng giáo dục STEM .................. 9
1.2. Cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học STEM....................................... 9
1.3. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 ............ 10
1.3.1. Định hướng chung .......................................................................... 10
1.3.2. Những nội dung liên quan đến giáo dục STEM thể hiện trong mơn
Vật lý ......................................................................................................... 11
1.3.3. Vai trị và ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông . 11
1.4. Quy trình xây dựng/thiết kế chủ đề/bài học STEM .............................. 13
1.4.1. Các tiêu chí xây dựng chủ đề/bài học STEM.................................. 13
1.4.2. Quy trình thiết kế chủ đề/bài học STEM......................................... 14
Kết luận chương I ............................................................................................ 16
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ
“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC
PHỔ THƠNG MỚI ......................................................................................... 18


2.1. Chủ đề “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 theo chương trình giáo dục

phổ thơng mới .............................................................................................. 18
2.1.1. Mục tiêu dạy học chủ đề “Dòng điện xoay chiều”......................... 18
2.1.2. Nội dung kiến thức chủ đề “Dòng điện xoay chiều”...................... 20
2.2. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy học chủ đề “Dòng điện xoay chiều”
Vật lý 12 chương trình giáo dục phổ thông mới .......................................... 25
2.2.1. Chủ đề “Truyền tải điện năng” ...................................................... 25
2.2.2. Chủ đề “Máy phát điện xoay chiều quay tay” ............................... 27
2.2.3. Chủ đề “Thiết kế mạch nguồn điện một chiều” ............................. 28
Kết luận chương II .......................................................................................... 30
CHƯƠNG III: TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC
CHỦ ĐỀ “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH
GIÁO DỤC PHỔ THƠNG MỚI .................................................................... 32
3.1. Kế hoạch dạy học chủ đề “Truyền tải điện năng” ................................ 32
3.2. Kế hoạch dạy học chủ đề “Máy phát điện xoay chiều quay tay” ......... 38
3.3. Kế hoạch dạy học chủ đề “Thiết kế mạch nguồn điện một chiều” ....... 43
Kết luận chương III ......................................................................................... 48
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................. 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 51
1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thơng mới. .. 51
2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2019), Giáo dục STEM trong chương trình giáo
dục phổ thơng. ................................................................................................. 51
3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Sách giáo khoa Vật lí 12, tái bản lần thứ
mười ba, NXB Giáo dục Việt Nam. ................................................................ 51
4. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2020), Tài liệu hướng dẫn giáo dục STEM cho
giáo viên và cán bộ quản lí. ............................................................................ 51
5. Nguyễn Thanh Nga (2018), Dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học
cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sư phạm TP. Hờ Chí Minh. .... 51
6. Ngũn Thanh Nga (2018), Thiết kế và tổ chức chủ đề STEM cho học sinh
trung học cơ sở và trung học phổ thơng, NXB Đại học Sư phạm TP. Hờ Chí
Minh. ............................................................................................................... 51



TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN ............................................................................... 52
CHỦ ĐỀ STEM “MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU QUAY TAY” .......... 52


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong năm mươi năm qua, nền giáo dục nước ta đã đạt được nhiều
thành tích to lớn trong sự nghiệp giải phóng, xây dựng và phát triển đất nước.
Tuy nhiên nền giáo dục của đất nước chúng ta hiện nay vẫn còn chứa đựng
một vài những bất cập, chưa vững chắc như: chú trọng quan tâm đến số lượng
nhiều hơn chất lượng; chỉ quan tâm đến việc dạy “chữ” cho học sinh, việc cho
học sinh có thể thực hành được các bài học vẫn chưa được đẩy mạnh, khiến
cho kĩ năng thực hành, tư duy sáng tạo của học sinh sinh viên bị hạn chế rõ
rệt,.. Để theo kịp tốc độ phát triển, đổi mới của đất nước trong bối cảnh nền
kinh tế thị trường, phát triển và hội nhập với thế giới, việc thực hành cần được
áp dụng từ ngay khi còn học phổ thơng, để các em có thể phát triển tư duy,
sáng tạo, chọn lựa cho mình những ngành nghề phù hợp nhất với bản thân.
Nhìn chung, chất lượng và lực lượng của đội ngũ cán bộ giảng dạy
ngày càng được nâng cao. Thế nhưng phương pháp giảng dạy của một số thầy
cô vẫn mang tính thuyết giảng, làm cho học sinh sinh viên chỉ tiếp thu được
một cách thụ động.
Trong khoảng hai thập niên gần đây, giáo dục STEM đã trở nên phổ
biến ở Mỹ và một số nước trên thế giới, là một chương trình giảng dạy dựa
trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến
các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và tốn học và người học có thể áp
dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hằng ngày.
Ở cấp trung học phổ thông, Vật lý là môn học thuộc nhóm mơn Khoa
học tự nhiên. Các phương pháp giáo dục của mơn Vật lý góp phần phát huy

tính tích cực, chủ động và sáng tạo của người học, nhằm hình thành, phát triển
năng lực Vật lý, làm cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật, khoa học và công nghệ.
1


Hiện nay, ở Việt Nam, giáo dục STEM chưa thật sự trở thành một hoạt
động giáo dục chính thức trong trường phổ thông tuy nhiên thông qua dạy học
Vật lý theo định hướng STEM hứa hẹn sẽ tạo ra những con người có thể đáp
ứng được nhu cầu cơng việc của thế kỷ 21, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã
hội của quốc gia và có thể tác động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri
thức trong bối cảnh tồn cầu hóa.
Vì những lý do trên, em đã chọn đề tài: “Tổ chức dạy học STEM chủ
đề ‘Dòng điện xoay chiều’ Vật lý 12 chương trình giáo dục phổ thông
mới” để tiến hành nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng các chủ đề dạy học STEM phần “Dòng điện xoay chiều” Vật
lý lớp 12 trong chương trình giáo dục phổ thơng mới ở trường trung học phổ
thông.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học chủ đề STEM
trong dạy học Vật lý trong chương trình giáo dục phổ thơng mới.
- Xây dựng chủ đề dạy học STEM nội dung “Dòng điện xoay chiều” Vật lý
12 chương trình giáo dục phổ thơng mới.
- Báo cáo kết quả và đánh giá quá trình.
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
4.1. Khách thể nghiên cứu
- Học sinh Trung học phổ thông.
4.2. Đối tượng nghiên cứu


2


- Q trình dạy và học chủ đề STEM mơn Vật lý của giáo viên và học sinh
THPT.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích và tổng hợp: Phân tích các tài liệu trong và ngồi
nước về các nội dung liên quan đến phạm vi nghiên cứu của đề tài thành các
đơn vị kiến thức, cho phép tìm hiểu các đặc thù, bản chất, cấu trúc của các lý
luận. Từ đó tổng hợp các đơn vị kiến thức ấy thành các cơ sở lý luận đề tài.

6. Cấu trúc khóa luận
Ngồi phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, khóa
luận được trình bày trong 3 chương:
Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học STEM
trong môn Vật lý
Chương II: Xây dựng chủ đề STEM trong dạy học chủ đề “Dòng điện
xoay chiều” Vật lý 12 chương trình giáo dục phổ thông mới
Chương III: Tổ chức dạy học chủ đề STEM trong dạy học chủ đề
“Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 chương trình giáo dục phổ thơng mới

3


CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC
DẠY HỌC STEM TRONG MÔN VẬT LÝ
1.1. Khái quát chung về STEM
1.1.1. Vài nét về lịch sử phát triển STEM
Giáo dục STEM trên thế giới
a. Tại Hoa Kỳ

Tại Hoa Kỳ, cụm từ này bắt đầu được sử dụng trong các hội thảo về
giáo dục và nhập cư với các sáng kiến nhằm giải quyết sự thiếu hụt các ứng
viên đủ điều kiện cho các công việc đòi hỏi kỹ thuật và trình độ cơng nghệ
cao. Có cơng dân thành thạo trong các lĩnh vực STEM là một phần quan trọng
trong chương trình giáo dục của Hoa Kỳ.
STEM mở rộng phạm vi nghiên cứu kỹ thuật trong các ngành khác
nhau và bắt đầu ở cấp thấp hơn. Điều này cũng nhằm mục đích mang lại giáo
dục STEM cho tất cả học sinh, khơng chỉ các khóa học năng khiếu. Trong
ngân sách năm 2012, Tổng thống Barack Obama đã đổi tên và mở rộng
"Chương trình hợp tác khoa học và toán học" (MSP) để cung cấp các khoản
tài trợ cho các tiểu bang để cải thiện hoạt động giáo dục ở đó.
Nhiều cơng nghệ mới đã được sử dụng nhằm khuyến khích sự quan
tâm của người dân đối với các lĩnh vực STEM.
NASA cũng đã thực hiện các chương trình giảng dạy để thúc đẩy giáo
dục STEM nhằm bổ sung các nhà khoa học, kỹ sư và nhà toán học, những
người sẽ tiến hành thám hiểm không gian trong thế kỷ tới.
b. Tại Hồng Kông
Cho đến những năm gần đây, các trường học địa phương ở Hồng Kông
vẫn chưa được thúc đẩy giáo dục STEM. Vào tháng 11 năm 2015, Bộ Giáo
dục Hồng Kông đã ban hành một tài liệu có tên "Thúc đẩy giáo dục STEM"(

4


Promotion of STEM Education), đưa ra các chiến lược và đề xuất để thúc đẩy
giáo dục STEM.
c. Tại Châu Phi
Các sáng kiến giáo dục STEM với phạm vi, quy mô, loại hình khác
nhau cùng với đó là các tổ chức đang tham gia vào giáo dục STEM xuất hiện
ngày càng nhiều. Tất cả đều chung tay vào việc phổ biến cải thiện giáo dục

STEM trên lục địa này.
d. Tại Úc
Ở Úc, đã có nhiều kế hoạch và nỗ lực để thiết lập một phương pháp
giáo dục STEM trên quy mô tồn quốc. Năm 2009, chương trình iSTEM
(Invigorating STEM) đã được thành lập. Chương trình tập trung vào việc
cung cấp các hoạt động STEM cho các sinh viên quan tâm và gia đình của họ.
Thành cơng của chương trình trong việc làm giàu tri thức cho học sinh trung
học đã khiến nhiều trường đại học và tổ chức khoa học ủng hộ chương trình.
Giáo dục STEM ở Việt Nam
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 mô 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 ngoài.
Từ đầu năm 2012, nhiều tổ chức giáo dục tư thục đã có các sáng kiến
về giáo dục STEM. Đến năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam và
Liên minh STEM tổ chức ngày hội STEM lần đầu tiên, nhiều sự kiện tương tự
trên toàn quốc liên tục diễn ra sau đó.
Năm 2017, Thủ tướng Chính phủ ký Chỉ thị số 16 nêu rõ: "Thay đổi
mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm

5


tạo ra ng̀n 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, cơng nghệ, kỹ
thuật và tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ
thơng" và u cầu Bộ Giáo dục và Đào tạo thúc đẩy triển khai giáo dục
STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng; thí điểm tại một vài trường
phổ thông phân bố trên phạm vi cả nước. Nâng cao năng lực nghiên cứu và

giảng dạy trong các tổ chức giáo dục đại học; cần thiết tăng cường giáo dục
kỹ năng, kiến thức, tư duy sáng tạo, khả năng thích ứng với những yêu cầu
của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Các trường khối tư thục như hệ
thống trường PTLC Quốc tế Gateway, trường quốc tế Tây Úc ... đã đưa
STEM vào trong chương trình giảng dạy.
1.1.2. Khái niệm STEM và giáo dục STEM
a. Khái niệm STEM
STEM là thuật ngữ dùng để chỉ các ngành học về Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Trong đó Khoa học (Science) là những kiến thức
về Vật lý, Hóa học, Sinh học,.. cung cấp những tri thức nền tảng giúp học sinh
hiểu rõ về bản chất của sự vật. Công nghệ (Technology) là hệ thống kiến thức
về quy trình kĩ thuật và phương pháp, thiết bị để tạo ra hàng hóa và cung cấp
dịch vụ. Kĩ thuật (Engineering) là việc áp dụng các kiến thức khoa học, kinh
tế, xã hội để thiết kế, xây dựng, chế tạo, duy trì và cải tiến các máy móc, vật
liệu và các thiết bị phục vụ nhu cầu của con người. Toán học (Mathematics)
là khả năng phân tích, biện luận, tính tốn của học sinh trong q trình giải
quyết vấn đề.
STEM là thuật ngữ rút gọn khi nói về các chính sách phát triển về Khoa
học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Toán học của các quốc gia. Khi đề cập tới

6


STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn
Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học.
b. Khái niệm giáo dục STEM
Có thể hiểu bản chất của giáo dục STEM chính là trang bị cho người
học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa
học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Những kiến thức và kỹ năng này phải
được tích hợp, lờng ghép và bổ trợ cho nhau để giúp học sinh vừa nắm rõ

được về nguyên lý vừa có thể áp dụng vào thực tiễn, thực hành để tạo ra được
những sản phẩm phục vụ giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hằng ngày.
Với kỹ năng khoa học, học sinh được trang bị những kiến thức về khái
niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của khoa học. Thơng
qua giáo dục khoa học, học sinh hình thành được phương pháp tư duy khoa
học, có khả năng liên kết các kiến thức để thực hành và tư duy để sử dụng
kiến thức vào thực tiễn giải quyết các vấn đề trong thực tế cuộc sống.
Với kỹ năng công nghệ, học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu
biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút,
chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng Internet, máy móc.
Về kỹ năng kĩ thuật, học sinh được trang bị kiến thức về đối tượng,
hiểu được quy trình để làm ra nó từ đó thiết kế, xây dựng và cải tiến sản
phẩm. Để làm được điều này, học sinh phải có khả năng tổng hợp, liên kết và
cân bằng các yếu tố liên quan để có được một giải pháp tốt nhất trong việc
thiết kế và xây dựng quy trình. Ngồi ra học sinh cịn có khả năng nhìn nhận
ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
Và cuối cùng, kỹ năng toán học là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được
vai trị của tốn học trong mọi khía cạnh tờn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ

7


năng tốn học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả
năng áp dụng các khái niệm và kỹ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
1.1.3. Mục tiêu giáo dục STEM
Bên cạnh thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình
giáo dục phổ thơng, giáo dục STEM còn hướng đến các mục tiêu:
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM: Là những
kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật
và Tốn học. Học sinh biết được cách liên kết các kiến thức lại với nhau để

giải quyết các vấn đề thực tiễn, chế tạo sản phẩm.
- Phát triển các năng lực cốt lõi: Chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng
như là thách thức trong sự cạnh tranh kinh tế toàn cầu dựa trên bối cảnh hiện
nay. Ngoài những kiến thức liên quan đến các mơn học thì học sinh sẽ được
phát triển tư duy, khả năng hợp tác, giao tiếp,…
- Định hướng nghề nghiệp: Với học sinh phổ thông, việc theo học các mơn
học STEM cịn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp
tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh
sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một
lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích học sinh có định hướng tốt hơn khi
chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp
về sau.Những học sinh học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những
ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ và tốn học chắc
chắn; khả năng sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội;
và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn.

8


1.1.4. Bản chất của dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Thực chất việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM mang những
nét bản chất của dạy học tích hợp và dạy học định hướng năng lực. Vì vậy mà
nó có một số đặc điểm chính sau đây:
- Tính tích hợp: Nội dung học tập mang tính tích hợp kiến thức thuộc các lĩnh
vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học trên cơ sở tiếp cận thực tiễn
cuộc sống.
- Tính thiết kế: Dạy học theo định hướng giáo dục STEM là hoạt động định
hướng thực hành và định hướng sản phẩm trong việc tổ chức hoạt động dạy
học, được chi phối bởi những sản phẩm đã được thỏa thuận giữa GV và HS.
Do vậy, tư tưởng thiết kế là một đặc điểm quan trọng khi giáo dục STEM xuất

phát từ Cơng nghệ và Kĩ thuật.
- Tính tồn diện: Giáo dục STEM nói chung nhằm hướng tới mọi đối tượng
HS khơng phụ thuộc giới tính, dân tộc, vùng miền bởi mục tiêu của giáo dục
STEM là đảm bảo cho tất cả các cơng dân có năng lực về STEM, tăng cường
sự đóng góp của cộng đờng cho các thành tựu về kinh tế, khoa học, kĩ thuật…
Bên cạnh đó những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống luôn đem đến cho con
người những cảm xúc nhất định. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM
tạo môi trường giả lập, chứa đựng nhiều phong cách học tập khác nhau đem
đến cho HS những cơ hội trải nghiệm hành động và trải nghiệm cảm xúc. Dạy
học theo định hướng giáo dục STEM là nhấn mạnh việc học tập trong những
điều kiện phức hợp nhưng vẫn đảm bảo việc nắm vững những kiến thức cơ
bản, rèn luyện những kĩ năng cơ bản.
1.2. Cơ sở lý luận của việc tổ chức dạy học STEM
Chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018 chủ trương định hướng
phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh. Do đó, phương pháp dạy học

9


và cách thức kiểm tra đánh giá cũng cần phải thay đổi để phù hợp với chương
trình. Các phương pháp và tổ chức dạy học phải làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
nội dung bài học và vấn đề thực tiễn. Giáo viên phải tạo điều kiện để học sinh
tìm hiểu và giải quyết vấn đề thông qua việc chủ động tiếp thu kiến thức. Mà
giáo dục STEM chính là thông qua các hoạt động học, giáo viên để học sinh
tìm ra các cách giải quyết vấn đề mà bài học/chủ đề STEM xuất phát từ
những vấn đề thực tiễn. Một số phương pháp – hình thức tổ chức dạy học có
thể áp dụng cho giáo dục STEM và dạy học phát triển năng lực – phẩm chất
học sinh như:
- Dạy học dựa trên vấn đề: Ngay từ giai đoạn đầu của một đơn vị bài giảng,
học sinh sẽ được tiếp cận với một vấn đề. Sau đó học sinh sẽ phải tự tìm tòi

để xác định những ng̀n thơng tin giúp giải quyết vấn đề. Ở đây, thảo luận
nhóm sẽ là hoạt động cốt lõi và giáo viên chỉ đóng vai trò là người hỗ trợ.
- Dạy học dự án: Là phương pháp/hình thức tổ chức dạy học tích cực rất phù
hợp với các hoạt động của giáo dục STEM. Học sinh có đủ thời gian, khơng
gian để giải quyết vấn đề, chế tạo sản phẩm.
- Dạy học theo chủ đề: Là mơ hình kết hợp giữa dạy học truyền thống và hiện
đại. Không đơn thuần là truyền thụ kiến thức, giáo viên đóng vai trò là người
hướng dẫn học sinh tự tìm tòi thơng tin, sử dụng kiến thức liên quan để giải
quyết các nhiệm vụ có ý nghĩa thực tiễn.
1.3. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018
1.3.1. Định hướng chung
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư đã đánh dấu một bước tiến mới
– xã hội chuyển sang nền kinh tế kỹ thuật số, cho phép cải thiện năng suất và
khả năng cạnh tranh vô cùng lớn. Để đào tạo ra nguồn nhân lực đáp ứng được
những yêu cầu trong thời đại công nghệ sản xuất mới, Thủ tướng đã đề ra
10


những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam. Trong
đó chủ yếu nhấn mạnh việc đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và tốn
học, ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông. Việc ban hành
chỉ thị số 16 ngày 4/5/2017 của Thủ tướng chính phủ chính thức đánh dấu
bước tiến mới của giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng.
Trong Chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018 mới, giáo dục
STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ,
kỹ thuật, và tốn học vừa thể hiện tính liên môn, phát triển năng lực và phẩm
chất người học.
1.3.2. Những nội dung liên quan đến giáo dục STEM thể hiện trong môn
Vật lý
Là một trong những mơn khoa học thực nghiệm, có nhiệm vụ nghiên

cứu và mô tả các sự vật hiện tượng và vật chất, đối tượng nghiên cứu của Vật
lý đi từ chuyển động của các hạt cơ bản đến cấu trúc vi mơ của vũ trụ. Do đó,
Vật lý học là cơ sở cho ngành Vật lý ứng dụng chuyên nghiên cứu công nghệ
mới nhằm phục vụ đời sống xã hội. Giáo dục STEM giúp liên kết kiến thức
Vật lý với các mơn học khác, theo đó, học sinh có cơ hội vận dụng kiến thức
đã học vào thực tiễn cuộc sống qua đó sẽ có những trải nghiệm ý nghĩa trong
quá trình học, dẫn đến hình thành sự hứng thú, u thích, đam mê với mơn
học. Ngồi ra, khi dạy học kỹ thuật và cơng nghệ, sự tích hợp giữa Vật lý và
hai lĩnh vực này càng được làm rõ.
1.3.3. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thơng
- Đảm bảo giáo dục tồn diện: Các mơn Tốn học, Khoa học vốn nhận
được sự quan tâm nhiều hơn từ nhà trường và xã hội, giáo dục STEM giúp
lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật được quan tâm và đầu tư đúng mức, từ đội ngũ
giáo viên, chương trình giáo dục và cả cơ sở vật chất.

11


- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Giáo dục STEM
hướng tới việc vận dụng các kiến thức môn học để giải quyết vấn đề thực tiễn,
từ đó tạo điều kiện để học sinh trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức
đối đời sống, giúp nảy sinh hứng thú học tập.
- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Trong
các buổi học STEM, học sinh phải hợp tác với nhau, tự giác tìm hiểu, thực
hiện các nhiệm vụ học tập. Các hoạt động giúp học sinh hình thành và rèn
luyện các phẩm chất và năng lực của mình.
- Kết nối trường học với cộng đồng: Một bài học/chủ đề STEM thường
gắn với một bối cảnh thực hoặc vấn đề có tính đặc thù ở địa phương của học
sinh. Bên cạnh đó, giáo dục STEM cần sự hỗ trợ từ nhà trường, gia đình học
sinh, các trường đào tạo nghề, các cơng ty, doanh nghiệp, các tổ chức giáo

dục,… để có được nguồn nhân lực và vật lực, nhằm đảm bảo hiệu quả của
giáo dục STEM.
- Hướng nghiệp, phân luồng: Khi học sinh có được các trải nghiệm liên
quan đến lĩnh vực STEM, học sinh sẽ thể tự đánh giá hoặc nhận được đánh
giá về sự phù hợp của bản thân, năng khiếu, đam mê với các nghề nghiệp
trong lĩnh vực STEM. Từ đó giúp học sinh đưa ra lựa chọn nghề nghiệp tốt
hơn.
- Thích ứng với cách mạng cơng nghiệp 4.0: Cùng với sự phát triển của
khoa học, kỹ thuật, công nghệ, nhu cầu về việc làm liên quan đến STEM ngày
một lớn. Và như một lẽ tất yếu, giáo dục cũng phải thay đổi để đáp ứng được
nhu cầu của xã hội. Mà giáo dục STEM chính chìa khóa.

12


1.4. Quy trình xây dựng/thiết kế chủ đề/bài học STEM
1.4.1. Các tiêu chí xây dựng chủ đề/bài học 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.
Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động
tìm tòi 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 ma 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 lơi cuốn học sinh vào hoạt động
nhóm kiến tạo

13


Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không 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 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.
1.4.2. Quy trình thiết kế chủ đề/bài học STEM
- Lựa chọn nội dung cụ thể trong môn học

14


Nội dung cụ thể trong môn học được lựa chọn để dạy theo định hướng
giáo dục STEM có thể là một nhóm bài, một chương hay một phần. Việc lựa
chọn này để đảm bảo rằng các kiến thức sẽ được áp dụng để giải quyết những
vấn đề thực tiễn của chủ đề giáo dục STEM sau này không khiên cưỡng. Bởi
không phải nội dung nào, bài nào khi dạy theo định hướng STEM cũng hiệu
quả hay phù hợp.
- Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tế
Với nội dung đã lựa chọn giáo viên nghiên cứu và xem xét những kiến
thức từ nội dung đó đã được ứng dụng trong thực tiễn như thế nào. Những
biểu hiện của kiến thức đó trong thực tiễn cuộc sống. Kiến thức đó đã được
ứng dụng vào thiết bị gì? Sản phẩm gì? Hệ thống nào? Quy trình nào? Lĩnh
vực nào?... Đây chính là cơ sở hình thành ý tưởng cho chủ đề giáo dục
STEM.
- Phân tích ứng dụng
Trên cơ sở của bước 2, giáo viên thực hiện bước phân tích ứng dụng để
tìm hiểu các quy trình, giai đoạn và các kiến thức được sử dụng để tạo ra ứng
dụng/sản phẩm. Đây là cơ sở để GV xây dựng những hoạt động, nhiệm vụ
học tập trong chủ đề sao cho đảm bảo tính vừa sức với HS. Định rõ những
thách thức mà HS sẽ phải giải quyết.

- Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn học thuộc lĩnh vực STEM
GV sẽ xem xét những kiến thức đóng góp cho việc tạo ra các ứng dụng
trên thuộc các lĩnh vực nào đặc biệt là với các môn học thuộc lĩnh vực STEM.
Việc chỉ ra các kiến thức liên quan trong ứng dụng nhiều khi cần sự hợp tác
với các GV thuộc các lĩnh vực khác để đảm bảo một cái nhìn tồn diện và sâu

15


sắc những kiến thức đã được sử dụng và là cơ sở để lựa chọn được những
kiến thức phù hợp với chương trình học tập của HS.
- Hình thành chủ đề
Thông tin chung của một chủ đề gồm:
+ Tên chủ đề
+ Mục tiêu
+ Liên hệ chương trình
+ Những năng lực hướng tới hình thành và phát triển
Giáo dục STEM nhằm mục tiêu vận dụng kiến thức giải quyết các vấn
đề mang tính thực tiễn. Để giải quyết vấn đề STEM hay thiết kế sản phẩm
STEM cần vận dụng kiến thức thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ
thuật và Tốn học. Sự tham gia về số lượng các mơn, mức độ chuyên sâu về
kiến thức của các môn học nói trên trong việc giải quyết vấn đề STEM sẽ
phản ánh tính phức hợp và độ khó của vấn đề. Phạm vi tác động của vấn đề
STEM cần giải quyết (tới cá nhân, cộng đờng xã hội hay tồn cầu) sẽ quyết
định tính chất, tầm ảnh hướng của vấn đề STEM. Do vậy, song song với 5
bước để xây dựng một chủ đề giáo dục STEM như trên, khi xây dựng chủ đề
giáo dục STEM cần xem xét trên các góc độ: vấn đề thực tiễn của cuộc sống,
phạm vi tác động và độ phức tạp của vấn đề STEM.
Kết luận chương I
Chương I đã trình bày về cơ sở lý luận của giáo dục STEM, một cách

thức tổ chức chương trình giảng dạy thực tế tích hợp nội dung kiến thức của
các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Tốn học qua đó rèn luyện tư
duy đa chiều, giúp người học thấy được sự gắn bó chặt chẽ giữa kiến thức của
16


các môn học khác nhau, giữa lý thuyết và thực tế. Kiến thức sẽ đến với người
học một cách tự nhiên, khơng gò bó theo lý thuyết từng chương mà từ những
tình huống cụ thể mà người học đã cùng nhau thảo luận và giải quyết. Học
theo định hướng STEM giúp khơi gợi niềm đam mê khám phá tri thức ở
người học vì đó là những gì thực tế xung quanh cuộc sống. Người học cũng sẽ
dần quan tâm đến nghề nghiệp của mình trong trương lai. Cơ hội nghề nghiệp
trong các lĩnh vực STEM đang phát triển với một gia tốc cực lớn và với mức
thu nhập cao hơn và tất cả đều đóng vai trò rất quan trọng trong việc phát
triển kinh tế xã hội.

17


CHƯƠNG II: XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠY HỌC CHỦ
ĐỀ “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 CHƯƠNG TRÌNH
GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MỚI
2.1. Chủ đề “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 theo chương trình giáo dục
phổ thông mới
2.1.1. Mục tiêu dạy học chủ đề “Dòng điện xoay chiều”
a. Kiến thức
- Nêu được: cơng suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần bằng một nửa
công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin (chạy qua điện trở thuần
này).
- Mô tả được bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị: cường độ dòng điện, điện áp

xoay chiều; so sánh được giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại.
- Nêu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.
- Nêu được ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải
năng lượng điện về phương diện khoa học và kinh tế.
b. Kĩ năng
- Thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, khảo
sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành.
- Thiết kế phương án, chọn phương án, thực hiện phương án, đo được (hoặc
mô tả được phương pháp đo): tần số, điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực
hành.
- Đánh giá được vai trò của máy biến áp trong việc giảm hao phí năng lượng
điện khi truyền dòng điện đi xa.

18