Sáng kiến kinh nghiệm Dạy học một số chủ đề Đại Số 10 theo định hướng giáo dục STEM

 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 
 Xu hướng chung của đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là dạy học lấy 
học sinh làm trung tâm; người thầy phải làm thế nào phát huy tính tích cực, chủ 
động, sáng tạo của người học, phải giúp người học nhanh chóng tiếp cận với khoa 
học, công nghệ tiên tiến, phương tiện hiện đại, giải quyết các vấn đề nảy sinh trong 
cuộc sống,... và phải coi trọng, phải đề cao vai trò chủ thể của học sinh trong quá 
trình nhận thức. 
 Cuộc cách mạng công nghệ 4.0 và xu hướng hội nhập toàn cầu đòi hỏi nền 
giáo dục của mỗi quốc gia phải thay đổi. Trước xu thế đó đòi hỏi nền giáo dục Việt 
Nam phải thực sự đổi mới về mọi phương diện trong đó có phương pháp dạy học. 
 Nghị quyết hội nghị Trung ương 8 khoá XI về đổi mới căn bản toàn diện giáo 
dục và đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo 
hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, 
kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy 
móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người 
học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ 
yếu trên lớp sang tổ chức các hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã 
hội, ngoại khoá, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và 
truyền thông trong dạy và học”. 
 Nghị quyết 29-NQ/TW khoá XI chỉ rõ yêu cầu cấp thiết và nhiệm vụ cần đổi 
mới căn bản, toàn diện GD- ĐT. Việc Bộ GD-ĐT công bố chương trình giáo dục 
phổ thông tổng thể đã cho thấy quyết tâm đổi mới nền giáo dục theo hướng tiếp 
cận năng lực, phù hợp với xu thế phát triển chương trình giáo dục thế giới và bắt 
kịp nền giáo dục của các nước tiên tiến. 
 Chỉ thị số 16/CT-TTG ngày 04/05/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc 
“Tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư” mà nhiệm 
vụ của Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công 
nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức 
thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017-2018” 
 Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh 
những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, giải 
quyết các vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú học tập cho học sinh, hình thành và phát 
triển năng lực, phẩm chất cho người học. 
 Giáo dục STEM phát triển cho học sinh những kiến thức, kỹ năng liên quan 
đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Trong đó học sinh 
biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. 
Biết sử dụng, quản lý và truy cập Công nghệ, biết về quy trình thiết kế và chế tạo 
ra các sản phẩm. 
 1 4. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 
 Hiện nay, giáo dục STEM trong dạy học đã được quan tâm. Tuy nhiên, giáo 
viên còn khá mơ hồ, chưa thực sự coi trọng giáo dục STEM trong dạy học. 
 Mặt khác, việc kiểm tra, đánh giá hiện nay ở các trường THPT, cụ thể là kỳ 
thi THPT Quốc Gia, được tổ chức bằng hình thức thi trắc nghiệm kiểm tra kiến 
thức, kỹ năng trong khi đánh giá mô hình STEM là đánh giá thông qua sản phẩm. 
Do đó giáo dục STEM chưa thực sự được hưởng ứng tích cực ở các trường phổ 
thông. Qua đề tài nghiên cứu nhằm giúp người dạy tiếp cận với giáo dục STEM, từ 
đó có thể thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm giúp 
học sinh có những kiến thức, kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa 
học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Giúp các em có thể tích hợp, lồng ghép các 
kiến thức, kỹ năng này và giúp các em không chỉ hiểu được nguyên lý mà có thể áp 
dụng để thực hành và tạo ra những sản phẩm trong thực tế hàng ngày. Từ đó góp 
phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động 
trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và bảo vệ đất nước. Đặc 
biệt, đề tài góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực vận dụng toán 
học vào thực tiễn cho học sinh lớp 10 THPT. 
 3 lực, phẩm chất cho học sinh giúp các em tích cực, chủ động, sáng tạo, trong quá 
trình học tập của bản thân. 
1.1.2. Giáo dục STEM 
1.1.2.1. Khái niệm giáo dục STEM 
 Giáo dục STEM được nhận thức và hoạt động theo hai cách hiểu chính như 
sau: 
 Một là, giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa quan tâm đến các môn Khoa 
học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM 
của Bộ giáo dục Mỹ : “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm củng cố hỗ trợ, 
tăng cường giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học ở tiểu học và 
trung học cho đến bậc sau đại học”. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM. 
Đó chính là một chiến lược, định hướng giáo dục nhằm thúc đẩy giáo dục bốn lĩnh 
vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học với mục tiêu đào tạo nguồn nhân 
lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề có liên quan, nhờ đó nâng 
cao sức cạnh tranh của nền kinh tế. 
 Hai là, giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp hoặc là tích hợp đầy 
đủ cả bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Giáo dục STEM 
là một phương pháp học tập tiếp cận liên nghành, 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, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán 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 kỹ năng STEM và tăng khả 
năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Hoặc là tích hợp khuyết, nghĩa là tích hợp 
từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên. Giáo dục 
STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong dạy học và học tập giữa hai hay 
nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều 
các môn học khác trong nhà trường. 
 Như vậy, giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học 
những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, 
Kỹ thuật và Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép 
và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể 
thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày. Giáo dục 
STEM kết nối giữa kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề 
thực tiễn, tạo hứng thú cho học sinh, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất 
cho học sinh. 
1.1.2.2. Đặc trưng giáo dục STEM 
 Giáo dục STEM có các đặc trưng sau: 
 - Phát triển năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho học sinh: 
Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, 
 5 gì tạo nên sự phân biệt một chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập 
khác?...và tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM là gì? 
 Trong nội dung của sáng kiến kinh nghiệm này, tôi nghiên cứu đề xuất một số 
tiêu chí nhằm xác định về một chủ đề giáo dục STEM 
 a) Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực 
 Vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục 
tiêu của dạy học theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để 
giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng 
đến giải quyết các vấn đề, các tình huống trong xã hội kinh tế, môi trường trong 
cộng đồng địa phương cũng như trong toàn cầu. 
 b) Chủ đề STEM phải hướng tới việc học sinh vận dụng các kiến thức trong 
lĩnh vực STEM để giải quyết 
 Tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục STEM, qua đó mới 
phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan. 
 c) Chủ đề STEM định hướng thực hành 
 Định hướng hoạt động là một đặc điểm của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề 
STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho 
học sinh. Điều này sẽ giúp cho học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực 
hành chứ không phải từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề 
và dựa trên thực hành học sinh mới hiểu sâu, nắm vững lý thuyết, các nguyên lý. 
Từ đó, các em sẽ nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. Học sinh sẽ được làm việc theo 
nhóm, tự thảo luận, tự tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động 
thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học 
này, giáo viên không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà là người hướng dẫn 
để học sinh tự xây dựng kiến thức cho chính mình. 
 d) Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh 
 Trên thực tế có những chủ đề STEM vẫn có thể khai thác cá nhân. Tuy nhiên, 
làm việc theo nhóm là một hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các 
nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn. 
1.1.3.2. Đặc trưng của bài học STEM 
 - Một chủ đề STEM đầy đủ sẽ hội tụ cả bốn thành tố của STEM như sau: 
 + Khoa học: Các quy luật tự nhiên, xã hội 
 + Công nghệ: Quy trình sản xuất ra sản phẩm học tập 
 + Kỹ thuật: Thiết kế, chế tạo, đẽo gọt, 
 + Toán học: Ý nghĩa của các con số, hình dạng, phép tính, số lượng liên quan 
đến sản phẩm chế tạo. 
 - Một bài học STEM có các đặc trưng sau: 
 7 Là một môn học có nguồn gốc từ thực tiễn và có tính phổ dụng (thể hiện ở 
ứng dụng rộng rãi của các kiến thức Toán học trong các môn học khác cũng như 
trong thực tiễn) nên trong dạy học Toán, người ta cố gắng gợi động cơ cho học 
sinh từ những tình huống thực tiễn, tình huống liên môn. Và sau khi học sinh đã có 
kiến thức, kỹ năng, giáo viên cho học sinh vận dụng, củng cố kiến thức, kỹ năng 
qua việc giải quyết các tình huống liên môn hoặc thực tiễn đó. 
 Với đặc điểm đó, môn Toán có vai trò quan trọng trong mối quan hệ mật thiết 
với các môn học như Vật lý, Hoá học, Sinh học, Tin học và Địa lý trong giáo dục 
STEM. Vì vậy, giáo viên dạy Toán có thể lựa chọn các chủ đề Toán học, lựa chọn 
môn học, nội dung để thiết kế và tổ chức các chủ đề đề dạy học Toán theo định 
hướng giáo dục STEM. 
 Giáo dục STEM thông qua dạy học môn Toán thường được tiếp cận dưới góc 
độ khai thác các yếu tố thực tiễn thông qua dạy học một số chủ đề trong Toán học 
hay hoạt động trải nghiệm Toán học. Thông qua đó nhằm phát triển năng lực của 
học sinh để nhận biết về vai trò của Toán học trong thế giới, biết dựa vào Toán học 
để đưa ra những suy đoán có nền tảng vững chắc vừa đáp ứng được nhu cầu của 
đời sống cá nhân. Đó là năng lực phân tích, lập luận và truyền đạt ý tưởng (trao đổi 
thông tin) một cách hiệu quả thông qua việc đặt ra, hình thành và giải quyết vấn đề 
trong các tình huống và hoàn cảnh khác nhau. 
 Như vậy, Toán học là lĩnh vực khoa học công cụ và năng lực Toán học của 
học sinh có ảnh hưởng lớn đến việc thực hiện giáo dục STEM, là điều kiện quan 
trọng để thực hiện giáo dục STEM thành công. Đồng thời, Toán học là một trong 
bốn thành tố quan trọng của giáo dục STEM. Ngược lại, giáo dục STEM cũng góp 
phần phát triển ở người học năng lực vận dụng Toán học, năng lực tư duy và giải 
quyết vấn đề. 
1.2. Cơ sở thực tiễn: 
 Trong những năm gần đây, giáo dục phổ thông nước ta đã có nhiều chuyển 
biến tích cực để đáp ứng yêu cầu của xã hội trong giai đoạn mới. Tuy nhiên, thực 
tiễn dạy học ở trường THPT cho thấy phương pháp dạy học nói chung và phương 
pháp dạy học môn Toán nói riêng vẫn còn nhiều điểm hạn chế như: Giáo viên 
thuyết trình nhiều, học sinh học tập còn thụ động, học sinh chưa thực sự tìm tòi, 
phát hiện, tự học, tự nghiên cứu, khám phá, sáng tạo, 
 Ở trường phổ thông, Toán học là môn học góp phần hình thành và phát triển 
phẩm chất, nhân cách học sinh, phát triển kiến thức, kỹ năng then chốt và tạo cơ 
hội để học sinh được trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tiễn; tạo 
dựng sự kết nối giữa các ý tưởng toán học, giữa toán học với thực tiễn, giữa toán 
học với các môn học khác, đặc biệt là các môn học thuộc lĩnh vực STEM. 
 Trong chương trình giáo dục phổ thông, môn Toán là môn học bắt buộc và 
được phân chia theo hai giai đoạn 
 9