Sáng kiến kinh nghiệm Phát triển năng lực toán học cho học sinh qua dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ – Hình học 10 theo định hướng giáo dục STEM

 . 
 SỞ GD&ĐT NGHỆ AN 
 TRƯỜNG THPT ANH SƠN 3 
 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TOÁN HỌC CHO HỌC 
SINH QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CÁC PHÉP TOÁN 
 VECTƠ-HÌNH HỌC 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG 
 GIÁO DỤC STEM 
 Môn: Toán học 
 Tác giả: Hoàng Thị Hồng Yến 
 Tổ: Toán-Tin 
 Năm học: 2021-2022 
 Số điện thoại: 094.545.8299 
 MỤC LỤC 
TT Nội dung Trang 
 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 
 1 Lí do chọn đề tài 1 
 2 Mục đích nghiên cứu 1 
 3 Đối tượng nghiên cứu 2 
 4 Phương pháp nghiên cứu 2 
 5 Đóng góp mới của đề tài 2 
 PHẦN 2. NỘI DUNG 5 
 1 Cơ sở lý luận 5 
1.1 Giáo dục STEM 5 
1.2 Dạy học định hướng phát triển năng lực 10 
1.3 Một số phương pháp dạy học tích cực 12 
 2 Thực trạng 15 
2.1 Mục đích khảo sát 15 
2.2 Nội dung khảo sát 15 
2.3 Đối tượng khảo sát 16 
2.4 Phương pháp khảo sát 16 
2.5 Phân tích và đánh giá kết quả điều tra 18 
 3 Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ 20 
 theo định hướng giáo dục STEM 
3.1 Mục tiêu 20 
3.2 Thiết bị dạy học và học liệu 21 
3.3 Xây dựng bảng mô tả các mức độ cần đạt nhằm phát triển 22 
 năng lực cho học sinh 
3.4 Một số câu hỏi định hướng cho học sinh tạo ra sản phẩm 23 
 dự án 
3.5 Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề 24 
3.6 Tiến trình dạy học chủ đề 34 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 
1. Lí do chọn đề tài 
 Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể của nước ta đã được công bố 
năm 2018 chỉ rõ việc coi trọng và tăng cường hoạt động theo định hướng giáo dục 
STEM (gọi tắt là hoạt động STEM) là một đổi mới căn bản của chương trình giáo 
dục phổ thông mới. Giáo dục STEM là mô hình dựa trên cách tiếp cận liên môn, 
giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải 
quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Thông qua các hoạt động STEM, 
HS không những lĩnh hội được các kiến thức khoa học mà còn phát triển được các 
phẩm chất, NL cần thiết, phát triển tư duy sáng tạo, tư duy phê phán, khả năng giải 
quyết vấn đề. 
 Trong những năm qua, toàn thể GV cả nước đã thực hiện nhiều thay đổi trong 
PPDH, kiểm tra đánh giá và đã đạt được nhiều thành công. Đây là tiền đề vô cùng 
quan trọng để chúng ta tiến tới việc dạy học và đánh giá HS một cách hiệu quả nhất. 
Tuy nhiên, trên thực tế giảng dạy của bản thân cũng như qua các tiết dự giờ của đồng 
nghiệp, tôi thấy rằng việc đổi mới PPDH chưa nhiều. Hầu như các tiết học đều mang 
tính truyền thụ kiến thức, chưa phát huy được tính tích cực, chủ động học tập, chưa 
phát triển các NL cho người học  Hoạt động kiểm tra, đánh giá còn mang tính tái 
hiện kiến thức. Dẫn đến HS khó giải quyết được các tình huống trong thực tiễn. 
 Là GV giảng dạy bộ môn Toán học bậc THPT nhiều năm, với mong muốn 
nghiên cứu sâu hơn về tính ưu việt, khả năng vận dụng PPDH nhằm góp phần nâng 
cao chất lượng dạy học theo phương pháp STEM trong thời đại mới; giúp HS hình 
thành và phát triển NL, biết vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề 
thực tiễn đồng thời giúp HS hứng thú trong vấn đề nghiên cứu khoa học, có thể định 
hướng nghề nghiệp một cách phù hợp. 
 Với chương trình Hình học 10, Các phép toán vectơ là nội dung quan trọng của 
môn Toán cấp THPT, có nhiều khái niệm khá mới mẻ đối với HS mới chuyển cấp. 
Nó là cơ sở, là công cụ để HS làm quen với phương pháp tọa độ trong mặt phẳng, 
trong không gian. Với phương pháp tọa độ, HS sẽ bước đầu nghiên cứu hình học 
bằng một phương pháp hoàn toàn khác với các phương pháp đã học trước đó. Trong 
khi chủ đề này là cơ hội tốt giúp các em có một lượng kiến thức, kĩ năng cần thiết 
phục vụ bài học, phục vụ các môn học liên quan và phục vụ cho việc vận dụng kiến 
thức giải quyết các tình huống trong thực tiễn, phát triển được các NL của HS theo 
chương trình GDPT mới. 
 Với những lý do trên, tôi đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài : “Phát triển năng 
lực toán học cho học sinh qua dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ-Hình học 10 
theo định hướng giáo dục STEM ”. 
2. Mục đích nghiên cứu 
 1 
 tổng quát dưới nhiều khía cạnh để giúp HS có thể giải quyết được các tình huống, 
các vấn đề đặt ra trong môn học một cách nhanh nhất và hiệu quả nhất. Nhờ đó mà 
giờ học trở lên sinh động và hấp dẫn hơn. 
- Việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng giúp cho HS hiểu vấn đề và 
tình huống một cách sâu sắc. Trên cơ sở đó sẽ giúp các em phát triển khả năng tư 
duy, sự sáng tạo trong học tập cũng như khả năng ứng dụng vào thực tiễn. 
- Qua dạy học theo định hướng giáo dục STEM, HS hiểu được mối quan hệ chặt chẽ 
giữa các môn học, từ đó xác định cần phải phân bố thời gian hợp lí cho việc tìm hiểu, 
học đều tất cả các môn không phân biệt môn “chính”, môn “phụ” để có sự hiểu biết 
đồng bộ tất cả các môn học. 
- Thiết kế dạy học chủ đề Các phép toán véc tơ theo quy trình dạy học STEM phù 
hợp với đối tượng người học. 
- Chứng minh tính khả thi và hiệu quả của dạy học theo định hướng STEM trong 
dạy học toán ở trường THPT. 
- Xây dựng được quy trình vận dụng dạy học dự án để thiết kế bài dạy nhằm phát 
triển NL toán học cho HS, phát huy hiệu quả dạy học tích hợp liên môn trong dạy 
học toán. 
5.2 Đối với thực tiễn xã hội 
- Giáo dục với mỗi quốc gia đều được đặt lên hàng đầu. Ở nước ta, với sự phát triển 
của đất nước, tư tưởng về giáo dục con cái của mỗi gia đình đã có sự tiến bộ vượt 
bậc. Mỗi gia đình đều dành sự quan tâm nhất định tới việc học tập và rèn luyện của 
con cái ở mỗi cấp học. 
- Cùng với quá trình hội nhập là sự phát triển sôi động về kinh tế xã hội, bên cạnh 
những mặt tích cực như đời sống người dân được cải thiện và nâng cao, đầu tư cho 
y tế, giáo dục và mọi mặt đời sống xã hội được nâng lênNền kinh tế thị trường 
khuyến khích sự tìm tòi và sáng tạo của mỗi cá nhân, nó sẵn sàng đào thải những 
biểu hiện của sự trì trệ, lỗi thời, lạc hậu. Kinh tế thị trường thúc đẩy văn hóa theo 
hướng xã hội hóa, ý thức dân chủ, vai trò cá nhân và sự tự ý thức về bản thân sẽ có 
cơ hội và điều kiện để phát triển. 
- HS ngày nay bị hấp dẫn, bị phân tán bởi quá nhiều cám dỗ, như game, 
facebookdo vậy các kiến thức môn học ở trường học trở nên khô khan, kém hấp 
dẫn đối với các em. Các môn học như Toán, Vật lý đối với suy nghĩ của HS chỉ là 
những con số, những công thức. Nhiều HS có những câu hỏi như : Vecto để làm gì ? 
Sao lại phải học vecto ?... Từ việc không hiểu mục tiêu, ý nghĩa của các bài học 
trong môn Toán và các môn học khác khi dạy riêng rẽ với nhau nên HS tiếp nhận 
kiến thức một cách thụ động, học trước quên sau và không hiểu được ý nghĩa của 
bài học. Vì vậy mặc dù giáo dục liên tục đổi mới, chương trình liên tục giảm tải kiến 
thức nhưng HS và phụ huynh vẫn thấy áp lực từ việc tiếp nhận kiến thức của các 
môn học hàng ngày. 
 3 
 PHẦN 2. NỘI DUNG 
1. Cở sở lý luận 
1.1. Giáo dục STEM 
1.1.1. Khái niệm giáo dục STEM 
 STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công 
nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi 
bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học 
của mỗi quốc gia. Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Qũy khoa học Mỹ 
vào năm 2001. 
 Theo đó, giáo dục STEM được định nghĩa như sau: “Giáo dục STEM là một 
cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang 
tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học thế giới thực, ở đó HS áp dụng các 
kiến thức trong Khoa học, Kĩ thuật và Toán vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối 
giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển 
các NL trong lĩnh vực STEM và có thể góp phần vào cạnh tranh trong nền kinh tế 
mới” 
 Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai 
theo những cách khác nhau. Các nhà lãnh đạo và quản lí đề xuất các chính sách để 
thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu 
cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ. Người làm chương trình quán triệt giáo 
dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các môn 
học có liên quan trong chương trình. GV thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt 
động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn 
đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển NL và phẩm chất cho 
HS. 
1.1.2. Mục tiêu của giáo dục STEM 
- Phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó là những 
kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và 
Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết 
các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ, HS biết về quy 
trình thiết kế và chế tạo các sản phẩm. 
- Phát triển các NL cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những 
cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21. Bên 
cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, HS 
sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công, 
- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến 
thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như 
nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động 
có NL, phẩm chất tốt nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước. 
 Có thể hiểu, giáo dục STEM trang bị cho HS những kĩ năng phù hợp để phát 
triển trong thế kỉ 21: Tư duy phản biện và kĩ năng giải quyết vấn đề, kỹ năng trao 
 5 
 tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai các 
hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới 
giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. 
- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, HS 
sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng 
khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt 
giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút HS theo học, lựa chọn 
ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn lực 
trong cuộc cách mạng 4.0. 
1.1.5. Một số hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM 
 Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới không có một khung chương trình 
cụ thể cho giáo dục STEM, không có môn học mang tên STEM trong chương trình 
giáo dục phổ thông. Giáo dục STEM thường lồng ghép qua các hình thức như sinh 
hoạt câu lạc bộ khoa học, được giảng dạy thông qua các môn học trong chương trình 
học. 
Các hình thức tổ chức giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông: 
- Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM 
 Đây là hình thức tổ chức giáo dục chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này các 
bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các 
môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám 
sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không 
làm phát sinh thêm thời gian học tập. 
- Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM 
 Trong hoạt động trải nghiệm STEM, HS 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, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao 
hứng thú học tập các môn STEM. Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện qua 
sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề 
nghiệp và thông qua hình thức câu lạc bộ STEM, ngày hội STEM 
- Tổ chức 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 dành cho những HS có NL, sở 
thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết 
các vấn đề thực tiễn. 
1.1.6. Tiêu chí xây dựng bài học STEM 
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn 
Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật. 
Tiêu chí 3: PPDH bài học STEM đưa HS vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định 
 7