Giáo Dục Stem Trong Chương Trình Giáo Dục Phổ Thông Mới

Technology (Công nghệ): Là những công cụ, sản phẩm do con người ta ra để phục vụ cho những mục đích khác nhau giúp cuộc sống của mình dễ dàng hơn thông qua sự nắm bắt các quy luật của khoa học. Công cụ không nhất thiết phải là vật phẩm, chúng có thể là một phương pháp, một quy trình nào đó với các bước để thực hiện dễ dàng hơn một mục đích nào đó.

Engineering (Kỹ thuật): Là quy trình chế tác, thiết kế, sắp xếp những công nghệ với nhau để tạo ra sản phẩm, nhằm đáp ứng một mục đích nào đó của con người. Quá trình kỹ thuật yêu cầu sự tìm tòi, thử nghiệm, khám phá cho đến khi đạt được kết quả và mục đích ban đầu.

Maths (Toán học): Xuyên suốt quá trình nghiên cứu khoa học để tìm ra kiến thức, quy luật tự nhiên và quá trình kỹ thuật gắn liền với công nghệ, toán học là ngôn ngữ và công cụ truyền tải, thể hiển các mối quan hệ trong tự nhiên thông qua các biểu thức và thuật toán. Toán học giúp chúng ta đo lường, so sánh, dự đoán, lập công thức, số hóa các mối quan hệ vật chất, không gian, thời gian, để tạo ra các sản phẩm công nghệ.

1.2.2. Mục tiêu giáo dục STEM

Mục tiêu giáo dục STEM bao gồm: Phát triển năng lực đặc thù về STEM; phát triển năng lực cốt lõi; định hướng nghề nghiệp.

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học về STEM cho HS: Là phát triển những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học. Hơn nữa, phải biết vận dụng phối hợp các kiến thức, kỹ năng để giải quyết các vấn đề thực tiễn.

- Phát triển năng lực cốt lõi cho HS: Bên cạnh những hiểu biết về lĩnh vục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, giáo dục STEM trang bị cho HS những kỹ năng phù hợp để đáp ứng yêu cầu thách thức trong nền kinh tế của thế kỉ 21.

Ví dụ: Tư duy phản biện, phê phán; kỹ năng thuyết trình; năng lực sáng tạo; năng lực giao tiếp, hợp tác; …và đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề.

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo điều kiện cho HS có những kiến thức, kỹ năng nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp tương lai của các em, góp phần đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cho xã hội, đặc biệt là đối với các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM.

1.2.3. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 91 trang tài liệu này.

Ngày 26/12/2018 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã công bố chương trình giáo dục phổ thông mới, dự kiến sẽ đi vào thực tiễn từ năm học 2020-2021, nhằm thực hiện đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo. Trong Chương trình giáo dục phổ thông mới với rất nhiều thay đổi được đề xuất, từ số môn học, tiết học cho đến những đổi mới trong phương pháp dạy học và đánh giá kết quả.

Đây là cơ hội cho thế hệ học sinh tương lai được học tập trong một môi trường mới với những trải nghiệm ý nghĩa và thực tế và cũng là cơ hội để các phương pháp giáo dục tiên tiến của thế giới, trong đó có giáo dục STEM được áp dụng, triển khai tại các đơn vị trường học nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục trong Chương trình giáo dục phổ thông mới.

Theo Giáo sư Nguyễn Minh Thuyết, Chủ biên Chương trình Giáo dục phổ thông mới, vai trò của giáo dục STEM thể hiện ở những điểm sau: Có đầy đủ các môn học STEM; cải thiện rõ rệt vị trí của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ; Yêu cầu dạy học tích hợp và đổi mới phương pháp giáo dục của Chương trình Giáo dục phổ thông mới, tạo điều kiện tổ chức các chủ đề STEM trong chương trình môn học, góp phần phát triển năng lực vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn cho học sinh; Tính mở của Chương trình Giáo dục phổ thông mới cho phép một số nội dung giáo dục STEM có thể được xây dựng thông qua nội dung giáo dục của địa phương, kế hoạch giáo dục của nhà trường và những hoạt động giáo dục được xã hội hoá, cụ thể:

a) Chương trình giáo dục phổ thông mới có đầy đủ các môn học STEM, đó là các môn Toán học, Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học, cụ thể:

- Cấp tiểu học:

+ Các môn học bắt buộc gồm: Tiếng Việt; Toán; Đạo đức; Ngoại ngữ 1; Tự nhiên và Xã hội; Lịch sử và Địa lí; Khoa học; Tin học và Công nghệ; Giáo dục thể chất; Nghệ thuật (Âm nhạc, Mĩ thuật); Hoạt động trải nghiệm.

+ Các môn học tự chọn gồm: Tiếng dân tộc thiểu số, Ngoại ngữ 1

- Cấp THCS:

+ Các môn học bắt buộc gồm: Ngữ văn; Toán; Ngoại ngữ 1; Giáo dục công dân; Lịch sử và Địa lí; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin học; Giáo dục thể chất; Nghệ thuật (Âm nhạc, Mĩ thuật); Hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp; Nội dung giáo dục của địa phương.

+ Các môn học tự chọn gồm: Tiếng dân tộc thiểu số, Ngoại ngữ 2.

- Cấp THPT:

+ Các môn học bắt buộc gồm: Ngữ văn; Toán; Ngoại ngữ 1; Giáo dục thể chất; Giáo dục quốc phòng và an ninh; Hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp; Nội dung giáo dục của địa phương.

+ Các môn học tự chọn gồm 3 nhóm, môn: Nhóm môn khoa học xã hội (Lịch sử, Địa lí, Giáo dục kinh tế và pháp luật); Nhóm môn khoa học tự nhiên (Vật lí, Hoá học, Sinh học); Nhóm môn công nghệ và nghệ thuật (Công nghệ, Tin học, Nghệ thuật).

b) Giáo dục STEM còn được thể hiện rõ trong một số chương trình môn học, cụ thể:

- Môn Hoá học: Các kiến thức trong môn Hoá học đều có mối quan hệ hữu cơ với các môn học khác như Toán học, Vật lí, Sinh học. Theo GS Nguyễn Minh Thuyết, thông qua mô hình STEM, học sinh được học Hoá học trong một chỉnh thể có tích hợp với Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật và các môn khoa học khác. Không những thế, học sinh còn được trải nghiệm, được tương tác với xã hội, với các doanh nghiệp, từ đó kích thích được sự hứng thú, tự tin, chủ động trong học tập, hình thành và phát triển các năng lực chung và năng lực đặc thù; tạo ra sản phẩm giáo dục đáp ứng với nhu cầu nguồn nhân lực hiện đại.

- Môn Toán học: Toán là môn học công cụ. Kiến thức toán học được khai thác, sử dụng nhiều trong các môn học khác như Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Địa lí…. Những khai thác có tính tích hợp như vậy vừa mang lại hiệu quả đối với việc học tập các môn học đã nêu, vừa góp phần củng cố kiến thức toán học, đồng thời góp phần rèn luyện cho học sinh năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn. Những khai thác có tính đa môn, tích hợp giữa giáo dục Toán học và giáo dục Vật lí sẽ giải quyết được đồng thời ba vấn đề: Củng cố kiến thức toán học, giúp học sinh hiểu được ý nghĩa thực tiễn (thông qua giáo dục Vật lí) của khái niệm “trọng tâm của một hệ điểm” – một khái niệm khó đối với học sinh, nếu chỉ tiếp cận thuần túy Toán học. Giúp học sinh hiểu rõ kiến thức vật lí; thay vì học những phép tổng hợp lực phức tạp, học sinh có thể vận dụng kiến thức Toán học để hiểu các kiến thức Vật lí một cách dễ dàng hơn. Góp phần rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng tổng hợp cả kiến thức về Toán học và Vật lí vào việc giải quyết những vấn đề trong thực tiễn.

- Môn Tin học: Là môn có nhiều cơ hội thể hiện tư tưởng giáo dục STEM. Chia sẻ điều này, GS Nguyễn Minh Thuyết cho rằng: Tin học có nhiều điểm chung nhất với đồng thời tất cả các thành phần của STEM là S (Science), T (Technology), E (Engineering), M (Mathematics). Ví dụ, định hướng Khoa học máy tính liên quan rất nhiều đến sự hiểu biết, ứng dụng, đánh giá các công nghệ của nhiều chuyên ngành khác nhau. “Có thể nói tư duy máy tính, các nguyên tắc cơ bản của tính toán, các cơ sở lí thuyết giải quyết vấn đề dựa trên máy tính là chìa khoá dẫn đến thành công của các nhánh khoa học khác như kĩ nghệ, kinh doanh và thương mại trong thế kỉ XXI” - GS Nguyễn Minh Thuyết chia sẻ.

- Môn Công nghệ: Giáo dục STEM trong môn Công nghệ được thực hiện thông qua các chủ đề, chuyên đề học tập từ tiểu học tới trung học, như mô hình điện gió, điện mặt trời, ngôi nhà thông minh, các bài toán thiết kế kĩ thuật và công nghệ, nghề nghiệp STEM; các dự án nghiên cứu thuộc các lĩnh vực kĩ thuật cơ khí, hệ thống nhúng, robot và máy thông minh. Khi triển khai chương trình,

giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ sẽ tiếp tục được mở rộng thông qua dạy học các chủ đề liên môn giữa các môn học. Về phương pháp, hình thức tổ chức dạy học, môn Công nghệ và giáo dục STEM đều chú trọng hoạt động, thực hành, trải nghiệm và định hướng sản phẩm. Đây cũng là cơ sở để triển khai dạy học nhiều nội dung công nghệ tiếp cận STEM.

Ngoài ra, trong các chuyên đề học tập, hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp, hoạt động nghiên cứu khoa học, hoạt động giáo dục địa phương đều có thể triển khai theo định hướng giáo dục STEM cũng được quan tâm. Ví dụ, trong dự thảo môn Toán, ở các chuyên đề học tập có ghi rõ: Các chuyên đề học tập trong môn Toán tạo cơ hội cho học sinh vận dụng toán học giải quyết các vấn đề liên môn và thực tiễn, góp phần hình thành cơ sở khoa học cho giáo dục STEM.

1.2.4. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Theo tác giả Nguyễn Thanh Nga và cộng sự (2017): Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM gồm 5 bước:

Bước 1: Vấn đề thực tiễn.

Bước 2: Ý tưởng chủ đề STEM.

Bước 3: Xác định kiến thức STEM cần giải quyết. Bước 4: Xác định mục tiêu chủ đề STEM.

Bước 5: Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM.

Theo tác giả Lê Xuân Quang (2017): Quy trình xây dựng chủ đề STEM gồm 5 bước:

Bước 1: Lựa chọn nội dung cụ thể trong môn học.

Bước 2: Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tế. Bước 3: Phân tích ứng dụng.

Bước 4: Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn thuộc lĩnh vực STEM. Bước 5: Hình thành chủ đề.

Dựa trên sự nghiên cứu của các nhóm tác giả, tôi đề xuất quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong môn dạy học môn khoa học tự nhiên gồm các bước sau:

Hình 1.1. Quy trình thiết kế chủ đề STEM

Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM Có hai cách để xác định chủ đề STEM

- Cách 1: Xây dựng mạch nội dung chủ đề trong chương trình, sau đó lựa chọn chủ đề STEM để vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn. Để lựa chọn chủ đề STEM theo cách này, cần thực hiện:

+ Xác định mục tiêu của phần, chương trong môn Khoa học tự nhiên.

+ Xác định các mạch nội dung cơ bản.

+ Lựa chọn các nội dung có thể gắn với các sản phẩm ứng dụng thực tiễn.

+ Phân tích các sản phẩm ứng dụng và xác định kiến thức các môn thuộc lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

+ Đặt tên cho chủ đề giáo dục STEM.

- Cách 2: Xuất phát từ vấn đề thực tiễn sau đó lựa chọn chủ đề STEM nhằm xác định kiến thức làm cơ sở khoa học trong chương trình để giải quyết vấn đề thực tiễn. Để lựa chọn chủ đề STEM theo cách này, cần thực hiện:

+ Xác định vấn đề thực tiễn gắn liền với môn Khoa học tự nhiên. (Đây là các tình huống có vấn đề, có thể là các ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày, con người cần giải quyết một công việc nào đó, thôi thúc học sinh tìm hiểu và thực hiện để đáp ứng nhu cầu. Nó cũng có thể là yêu cầu của định hướng nghề nghiệp, đòi hỏi học sinh giải quyết nhằm trải nghiệm một số nhiệm vụ của nghề nghiệp nào đó trong thực tế).

+ Xác định nội dung môn Khoa học tự nhiên liên quan vấn đề thực tiễn

+ Xác định kiến thức các môn thuộc lĩnh vực giáo dục STEM để giải quyết vấn đề.

+ Đặt tên cho chủ đề giáo dục STEM.

Bước 2. Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM gồm: Mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ, và năng lực mà người học cần hướng tới sau khi thực hiện chủ đề giáo dục STEM.

- Về kiến thức: Trình bày về nội dung kiến thức người học học được thông qua chủ đề.

- Về kĩ năng: Trình bày những kĩ năng của người học được hình thành thông qua thực hiện các hoạt động học tập trong chủ đề giáo dục STEM (kĩ năng tư duy, kĩ năng học tập và kĩ năng khoa học).

- Về thái độ: Trình bày về những tác động của việc thực hiện các hoạt động học đối với nhận thức, giá trị sống và định hướng hành vi của người học.

- Về năng lực: các năng lực mà người học trong quá trình khám phá tri thức và vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, tạo ra các sản phẩm có giá trị thực tế (các năng lực hướng tới thường là năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác).

Bước 3. Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM

- Cách tiến hành:

+ Xây dựng các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề.

+ Tương ứng với mỗi vấn đề trên đặt ra các câu hỏi định hướng có liên quan.

Bước 4. Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM:

- Cách tiến hành: Tìm hiểu xem trong môn Sinh học, Toán học, Vật lí, Hóa học, Công nghệ,... có những nội dung nào liên quan đến chủ đề.

Bước 5. Thiết kế hoạt động học tập

- Cách tiến hành:

+ Xác định điều kiện tổ chức hoạt động: không gian (lớp học, ở nhà, phòng thí nghiệm, cơ sở sản xuất ...); thời gian tổ chức hoạt động;

+ Xác định các phương pháp và kĩ thuật dạy học chủ đạo để tổ chức hoạt động: dạy học giải quyết vấn đề, dạy học khám phá, dạy học dự án, dạy học hợp tác...

+ Xác định phương tiện tổ chức hoạt động.

+ Xác định các bước thực hiện hoạt động: Nêu rõ các thao tác tiến hành hoạt động.

Bước 6. Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá

- Cách tiến hành:

+ Thiết kế phiếu đánh giá sản phẩm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá; phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu; thiết lập phiếu đánh giá.

+ Thiết kế phiếu đánh giá hoạt động nhóm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá; Phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu; Hoàn thành phiếu đánh giá.

1.2.5. Tiêu chí đánh giá chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM

Mỗi Chủ đề STEM được thực hiện ở nhiều tiết học nên một hoạt động học có thể được thực hiện ở trong và ngoài lớp học. Vì thế, trong một tiết học có thể chỉ thực hiện một số hoạt động học trong tiến trình bài học theo phương pháp dạy học tích cực được sử dụng.

Các tiêu chí đánh giá chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM áp dụng theo Công văn số 5555/ BGDĐT–GDTrH ngày 08/10/2014, gồm 03 tiêu chí sau: