Sáng kiến kinh nghiệm Tổ chức cho học sinh trường trung học phổ thông dân tộc nội trú tham gia một số dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí – Địa lí

 Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài 
 “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên môn trong học tập, ở đó những 
 khái niệm học thuật chính xác được kết hợp với bài học thực tiễn khi học sinh (HS) 
 áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học trong một bối cảnh cụ 
 thể để tạo nên sự kết nối giữa nhà trường, cộng đồng, việc làm và hoạt động kinh 
 doanh toàn cầu cho phép sự phát triển những hiểu biết tối thiểu về STEM và cùng với nó 
 là khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” (Tsupros, N.R. Kohler, & Hallinen, 
 J.(2009). STEM education) [2].
 Ngày 4-5-2017, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg về tăng 
cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, trong phần giải pháp có 
nêu: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy 
nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản 
xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ 
thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ 
thông”. Trên phương hướng đó, giáo dục STEM là một trong những nội dung được 
chú ý ở các cơ sở giáo dục hiện nay. 
 Thông qua giáo dục STEM, HS được vận dụng kiến thức, kĩ năng để giải 
quyết vấn đề thực tiễn, HS tự làm chủ kiến thức, phát triển các phẩm chất năng lực. 
Và như vậy giáo dục STEM hoàn toàn phù hợp với các mục tiêu của chương trình 
giáo dục phổ thông mới. Trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, giáo 
dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ 
thuật và toán học vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, vận dụng kiến thức 
liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. 
 Đề tài này của chúng tôi hướng đến đối tượng HS trường trung học phổ thông 
dân tộc nội trú (THPT DTNT) với những đặc thù riêng như đến từ các vùng khó 
khăn, ít được tiếp cận công nghệ, các trường cũng có ít thuận lợi về cơ sở vật chất 
(CSVC) để triển khai hoạt động giáo dục STEM. Qua đó, đề tài nhằm thay đổi nhận 
thức về giáo dục STEM của một số cán bộ quản lý, giáo viên (GV) và phụ huynh HS 
khi cho rằng giáo dục STEM chỉ có lập trình robot; muốn đưa giáo dục STEM vào 
trường học thì nhà trường phải trang bị cơ sở vật chất, thiết bị rất tốn kém; GV phải 
biết lập trình; giáo dục STEM không dạy được trong chương trình chính khóa; giáo 
dục STEM chỉ thực hiện được đơn môn; một số GV đã tổ chức cho HS các chủ đề 
theo giáo dục STEM mang tính “cầm tay chỉ việc” nên không đem lại hiêu quả cao 
trong việc phát triển tính tích cực, tự lực, tự chủ đặc biệt là năng lực sáng tạo cho 
HS Thực tế, HS trường THPT DTNT đều sinh hoạt và học tập ngay tại trường nên 
có rất nhiều thời gian cho việc hoạt động nhóm sau khoảng thời gian học tập trên 
lớp. Mặt khác, các em lại rất siêng năng, chăm chỉ, thích tìm tòi, khám phá. Đây 
chính là những điều kiện thuận lợi để có thể tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong 
nhà trường. 
 1 - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
 Tổ chức dạy học thực nghiệm và thực nghiệm sư phạm 
 - Phương pháp thống kê toán học
 Sử dụng công cụ toán học thống kê xử lí các số liệu điều tra và kết quả thực nghiệm.
 6. Thời gian nghiên cứu
 - Từ tháng 6/2018 đến tháng 10/2018 hình thành ý tưởng
 - Từ tháng 11/2018 đến tháng 2/2020 nghiên cứu và thử nghiệm. 
 - Từ tháng 2 /2020 đến tháng 3/2020 viết thành đề tài.
7. Những đóng góp mới của đề tài
 - Làm rõ cơ sở lí luận và thực tiễn về việc tổ chức cho học sinh THPT DTNT 
tham gia dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn. 
 - Đề xuất quy trình tổ chức dạy học dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn. 
 - Xây dựng một số dự án STEM tích hợp liên môn toán-vật lí-địa lí theo hướng 
phát triển năng lực sáng tạo và năng lực hướng nghiệp cho học sinh
8. Cấu trúc đề tài
 Gồm 72 trang: Phần đặt vấn đề (03 trang); Phần nội dung (45 trang), bao 
gồm 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu, 2. Cơ sở lí luận và thực tiển, 3. Kết quả 
nghiên cứu; Phần kết luận và kiến nghị (02 trang); Tài liệu tham khảo (01 
trang); 04 Phụ lục (22 trang).
 3 các chương trình ngoại khóa/chính khóa. Một số tác giả đã biên soạn tài liệu về giáo 
dục STEM như: “ Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh THCS và 
THPT” của Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), “Giáo dục STEM trong nhà trường phổ 
thông” của Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải (đồng chủ biên)Ngoài ra, còn có 
nhiều bài báo khoa học, các sáng kiến kinh nghiệm của giáo viên cũng đã đề cập tới 
việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở các cấp học.
 Trong Chương trình GDPT mới, vai trò của giáo dục STEM được chú trọng 
và thể hiện ở những điểm như: 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 GDPT 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 GDPT 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. 
 Như vây, từ những dẫn chứng ở trên có thể thấy rằng mô hình giáo dục STEM 
đã được phổ biến ở nhiều địa phương trên cả nước, Trong đó, giáo dục STEM gắn 
liền với việc tích hợp nhiều kiến thức môn học khác nhau (trong đó có các môn như 
toán, vật lí, địa lí), và việc tổ chức dạy học theo giáo dục STEM khá đa dạng bằng 
nhiều phương pháp và hình thức như: Dạy học dự án, dạy học trải nghiệm sáng tạo, 
tổ chức ngày hội STEM
2.1.3. Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, giải quyết trong đề tài
1) Trong các tài liệu khoa học giáo dục, có nhiều quan điểm về giáo dục STEM. Vì 
vậy, cần phải làm sáng tỏ khái niệm và nội hàm, đặc điểm, đặc trưng của giáo dục 
STEM.
2) Tổ chức học cho học sinh THPT DTNT tham gia một số dự án theo giáo dục 
STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí - Địa lí như thế nào, theo phương pháp dạy 
học nào để cho phù hợp với đối tượng HS và điều kiện của nhà trường hiện nay.
2.2. Cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức cho học sinh trường phổ thông dân tộc nội 
trú tham gia một số dự án theo giáo dục STEM tích hợp liên môn Toán – Vật lí - 
Địa lí
2.2.1. Cơ sở lí luận
2.2.1.1. Dạy học theo hướng phát triển năng lực học sinh 
a. Năng lực
 Năng lực được các nhà tâm lý học đưa ra những định nghĩa khác nhau nhưng 
nội hàm của chúng đều phản ánh: Năng lực là thuộc tính tâm lý của cá nhân, coi đó 
là điều kiện của hoạt động; năng lực là yếu tố tổ hợp trong một hoạt động cụ thể tạo 
thành những điều kiện để tác động vào đối tượng của hoạt động [4], [6], [9]. Trong 
đổi mới, phát triển giáo dục /dạy học, chúng tôi sử dụng định nghĩa: “Năng lực là 
 5 cầu, hứng thú, tập trung sức lực, trí 
 tuệ; chưa bền vững.
 Phát minh – sáng chế tìm ra Thực hiện nhiệm vụ học tập vật lí, 
 cái mới, giải pháp mới cho xã tiếp thu kiến thức, kĩ năng, phương 
 hội mà trước đó nhân loại chưa pháp nhận thức vật lí, kinh nghiệm 
 Mục hề biết đến hoạt động sáng tạo và vận dụng tri 
 đích thức vào thực tiễn, những nội dung tri 
 thức và ứng dụng đã được xã hội biết 
 đến. 
 Có năng lực tư duy phát Trong các hành động học khó khăn, 
 Năng triển, có nhiều khả năng tự lực hạn chế, nhiều khi không đủ sức giải 
 lực TTNC, có vốn tri thức - kĩ năng quyết những vấn đề khoa học được 
 hành - Kinh nghiệm sáng tạo, có đặt ra trong bài học 
 động phương pháp nhận thức phong phú
 - Có điều kiện lí tưởng về cơ sở - Phương tiện, thiết bị, dụng cụ TN 
 vật chất, thiết bị, dụng cụ TN; không đắt tiền, đơn giản, dễ sử dụng, 
 có hoặc có thể tạo ra các phương độ chính xác không cao
 Phương tiện kĩ thuật mới nhất để thực 
 tiện, hiện nhiệm vụ nghiên cứu.
 điều 
 kiện, - Có nhiều thời gian (không 
 hạn chế) để suy nghĩ, thực hiện - HS làm việc trong thời gian ngắn 
 đặc tính theo phút trong một tiết học
 điểm có khi hàng năm.
 - Chủ yếu làm việc độc lập - TTNC dưới sự hướng dẫn của GV, sự 
 theo ý mình giúp đỡ của bạn bè trong nhóm.
 Bảng hoạt động nghiên cứu khoa học của nhà khoa học với hoạt động học tập của HS
e. Một số biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập (Xem phụ lục)
2.2.1.2. Giáo dục STEM
a. Quan điểm về giáo dục STEM
 STEM là viết tắt của Science (khoa học), Technology (công nghệ), 
Engineering (kĩ thuật) và Math (Toán). Science là hệ thống tri thức về các lĩnh vực 
như vật lý, hóa học, sinh học, địa líTechnology là sự tạo ra, sử dụng, kiến thức về 
các công cụ, máy móc, kỹ thuật, kỹ năng nghề nghiệp, hệ thống, và phương pháp tổ 
chức, nhằm giải quyết một vấn đề, kĩ thuật. Enginerring là quá trình thực hiện một 
giải pháp cho một vấn đề. Math là những kiến thức về môn toán phục vụ cho việc 
giải quyết vấn đề. 
 Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo 
dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, quan tâm đến việc 
tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để năng cao năng lực cho người học. 
 7 thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát 
triển một nền kinh tế cho thế kỉ 21 [1].
 Như vậy, mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia có khác nhau nhưng đều 
hướng tới sự tác động đến người học, hướng tới vận dụng kiến thức các môn học để 
giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội 
của đất nước.
 Ở Việt Nam giáo dục STEM nhằm các mục tiêu cơ bản sau:
 - Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục 
phổ thông.
 - Phát triển kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS phổ thông thông 
qua ứng dụng STEM, nhằm:
 + Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học, 
Công nghệ, Tin học và Toán.
 + Biết vận dụng kiến thức các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán 
học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.
 + Có thể đề xuất các vấn đề thực tiễn mới phát sinh và giải pháp giải quyết 
các vấn đề đó trong thực tiễn [3].
 - Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS
 - Định hướng nghề nghiệp cho HS
 - Hướng tới giải quyết vấn đề trong thực tiễn
 - Hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết.
 - Định hướng thực hành, nghề nghiệp
 - Khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS
c. Phân loại về giáo dục STEM
 Giáo dục STEM có thể phân theo các loại hình như sau:
 - Phân loại theo mục tiêu: STEM phát triển năng lực; STEM hướng nghiệp; 
STEM phát triển thói quen tư duy kĩ thuật.
 - Phân loại theo nội dung: STEM khuyết; STEM đầy đủ
 - Phân loại theo phương pháp dạy học: Tự chế tạo sản phẩm đơn giản; Thực 
hành STEM; Dự án STEM; Các gameshow về STEM.
 - Phân loại theo địa điểm: STEM trong lớp học; Câu lạc bộ STEM; Trung tâm 
STEM; Trải nghiệm thực tế STEM; 
 - Phân loại theo phương tiện: STEM tái chế; STEM robotic; STEM trong 
phòng thí nghiệm
 9