Dạy học Tự nhiên - Xã hội ở Tiểu học theo định hướng giáo dục STEM

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học 275 DẠY HỌC TỰ NHIÊN - XÃ HỘI Ở TIỂU HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Nguyễn Thị Mộng Trinh*, Trần Thị Thanh Tuyền, Lê Thanh Trúc, Lê Hồng Xuyên Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: mongtrinh0603@gmail.com TÓM TẮT Giáo dục STEM góp phần hình thành cho học sinh những năng lực về STEM và các năng lực lực bổ trợ cần thiết cho học sinh trong cuộc sống. Các năng lực này được hình thành từ sự trải nghiệm của học sinh, thông qua việc giải quyết các vấn đề. Chương trình Tự nhiên - Xã hội ở tiểu học có nhiều điều kiện thuận lợi trong việc tổ chức dạy học theo định hướng STEM. Bài viết nhằm giới thiệu về một số kết quả nghiên cứu của chúng tôi về dạy học Tự nhiên - Xã hội tại hai trường tiểu học trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh theo định hướng STEM. Từ khóa: Tự nhiên, Xã hội, tiểu học, mô hình, giáo dục STEM. TEACHING SCIENCE - SOCIETY IN PRIMARY LEVEL IN THE ORIENTATION OF STEM Nguyen Thi Mong Trinh*, Tran Thi Thanh Tuyen, Lê Thanh Truc, Le Hong Xuyen Ho Chi Minh city University of Education *Corresponding Author: mongtrinh0603@gmail.com ABSTRACT STEM education contributes to develop the student's STEM capacities and the necessary background capacities for students in life. These capacities are formed from the student's experience, through solving problems. The Science - Society program in primary education has a lot of advantages in organizing STEM - oriented teaching. This article aims to introduce some of our research results on teaching Science - Society in two primary schools in Ho Chi Minh City in the orientation of STEM. Keywords: Science, society, social, primary, procedure, method, STEM education. TỔNG QUAN STEM là viết tắt của 4 từ Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Tóa n học (Mathematics). Với mô hình giáo dục STEM, các kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Tóa n học được truyền đạt đan xen và kết hợp với nhau cho người học trên cơ sở học qua thực hành và hướng đến giải quyết các vấn đề thực tiễn. Với việc tiếp thu kiến thức một cách tích hợp và sáng tạo, người học sẽ có nhiều cơ hội để tìm kiếm môn học mà bản thân yêu thích và đam mê. Từ đó, sẽ có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và là nền tảng vững chắc cho cả sự nghiệp trong tương lai của mình. Bên cạnh đó, dạy học theo định hướng STEM là một trong những cách thức có thể giúp cho học sinh có khả năng tự học, cảm nhận được sự hứng thú trong học tập, để từ đó hình thành nên ý thức tự học. Tuy Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học 276 giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm gần đây nhưng chỉ mới đang ở bước truyền thông và mang tính thử nghiệm, chưa được nghiên cứu sâu, chưa thực sự trở thành một hoạt động giáo dục chính thức trong trường phổ thông. Ở tiểu học, chương trình môn Tự nhiên - Xã hội có vai trò hình thành những hiểu biết cơ bản, nền tảng về thế giới xung quanh cho học sinh tiểu học. Chương trình môn học này được xây dựng theo tính tích hợp và tính mở, trang bị những hiểu biết và kĩ năng cần thiết cho học sinh ở các bậc học cao hơn. Theo như nghiên cứu, chương trình môn Tự nhiên - Xã hội ở tiểu học có nhiều nét tương đồng với giáo dục STEM, bởi đây là môn khoa học ứng dụng các kiến thức nền tảng của các môn khoa học cơ bản như Tóa n học, Vật lí, Hóa học, bản thân môn Tự nhiên - Xã hội cũng là một thành tố trong STEM. Do đó, chương trình này có nhiều điều kiện thuận lợi cho việc tổ chức dạy học theo định hướng STEM. Vì vậy, việc nghiên cứu về giáo dục STEM nói chung và dạy học môn Tự nhiên - Xã hội ở tiểu học theo định hướng giáo dục STEM nói riêng là hoàn toàn có cơ sở và phù hợp với định hướng đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam theo hướng phát triển năng lực ở người học nhằm đáp ứng những đòi hỏi của xã hội hiện đại. Mục tiêu của nghiên cứu là xây dựng một số bài học thuộc môn Tự nhiên - Xã hội ở tiểu học theo định hướng giáo dục STEM trong giảng dạy, cung cấp cơ sở dữ liệu tham khảo dành cho học sinh (thực hành các mô hình thí nghiệm) và cho giáo viên (các kiến thức chuyên môn, các hướng xây dựng bài giảng và tổ chức lớp học theo giáo dục STEM). Chúng tôi đã đề ra các nguyên tắc, phương pháp dạy học, hình thức kiểm tra - đánh giá và tiến trình dạy - học môn Tự nhiên - Xã hội theo định hướng giáo dục STEM. Bên cạnh đó, đề tài cũng thiết kế và xây dựng nội dung dạy học Tự nhiên - Xã hội theo định hướng giáo dục STEM, bao gồm 2 kế hoạch dạy học chi tiết, 5 mô hình ứng dụng, 5 tài liệu hướng dẫn dành cho giáo viên và học sinh về 5 mô hình trên để phục vụ cho nhu cầu tham khảo thông tin của giáo viên, học sinh và những người quan tâm về giáo dục STEM ở tiểu học. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu, phân tích và tổng hợp tài liệu về giáo dục tích hợp theo định hướng giáo dục STEM. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Thiết kế, điều tra, thực nghiệm, phân tích và xử lý số liệu, thống kê tóa n học: Phương pháp thiết kế: Thiết kế các mô hình cho bài học theo định hướng giáo dục STEM và các tài liệu hướng dẫn dành cho GV và HS. Phương pháp điều tra Sử dụng bảng câu hỏi để khảo sát mức độ hiệu quả của bài học đối với HS sau các buổi dạy thực nghiệm, ghi nhận lại các thông tin, số liệu trong suốt quá trình khảo sát. Phương pháp thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm sư phạm các tiết học theo định hướng giáo dục STEM ở môn Tự nhiên - Xã hội tại các trường tiểu học để thu thập thông tin, số liệu cần thiết cho quá trình nghiên cứu. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu Các số liệu phân tích định lượng bằng phương pháp tóa n học. Phương pháp thống kê Khảo sát và sử dụng các phép tóa n thống kê trong việc đánh giá kết qủa học tập của học sinh trong tiết học truyền thống và tiết học theo định hướng giáo dục STEM. Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học 277 KẾT QUẢ Tiến trình dạy học Tự nhiên - Xã hội ở tiểu học theo định hướng giáo dục STEM Thông qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thống nhất ra tiến trình dạy - học môn Tự nhiên - Xã hội theo định hướng giáo dục STEM như sau: Bước 1: Lựa chọn nội dung bài học. Bước 2: Xác định mục tiêu bài học. Bước 3: Thiết kế mô hình mẫu. Bước 4: Xây dựng nội dung dạy - học theo định hướng STEM. Bước 5: Tổ chức thực hiện. Bước 6: Kiểm tra – Đánh giá. Thiết kế mô hình bài dạy theo định hướng giáo dục STEM Sau khi tìm hiểu các kiến thức thuộc về phần Khoa học Tự nhiên và các bài học trong chương trình Tự nhiên - Xã hội ở bậc tiểu học, chúng tôi đã thiết kế 5 mô hình cho học sinh thực hiện để phục vụ việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Phân tích các yếu tố STEM trong mô hình Mô hình “Hệ Mặt Trời” Tóa n học: Ước lượng đúng kích thước của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời so với Trái Đất và thể hiện đúng trên mô hình. Tính tóa n được khoảng cách của các quỹ đạo sao cho phù hợp với miếng bìa. Khoa học - Công nghệ: Nêu được tên gọi, đặc điểm, kích thước, vị trí của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Giải thích được vì sao Trái Đất được gọi là một hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Nêu được ý nghĩa của đường quỹ đạo. Kỹ thuật: Trang trí, tạo dáng cho các hành tinh. Kỹ năng cắt, dán, nặn, sắp xếp. Mô hình “Vòng tuần hoàn máu” Tóa n học: Ước lượng được độ dài của ống nước đủ để thực hiện mô hình. Đặt ống nước chính xác tại vị trí sao cho trùng với đường đi của động mạch và tĩnh mạch ở tim. Khoa học - Công nghệ: Nêu được sự vận chuyển máu trong vòng tuần hoàn. Phát biểu được chức năng của các cơ quan trong cơ thể như: Tim, phổi, mao mạch, tĩnh mạch, động mạch. Nhận biết được máu chứa nhiều oxy có màu đỏ tươi (minh họa bằng màu đỏ), máu chứa nhiều cacbonic có màu đỏ thẫm (minh họa bằng màu xanh). Kỹ thuật: Kể tên, nêu cách sử dụng một số thiết bị kĩ thuật điện đơn giản như: pin, khay pin, mô-tơ nước mini, công tắc. Thực hiện nối được mạch điện, bảo vệ mối nối và an toàn điện. Nội dung, cách thức, hình thức thực nghiệm Về nội dung: Chúng tôi lựa chọn hai bài học ở môn Tự nhiên - Xã hội khối lớp 3, bao gồm Bài 7: “Hoạt động tuần hoàn” - mô hình “Vòng tuần hoàn máu”, Bài 61: “Trái Đất là một hành tinh trong Hệ Mặt Trời” - mô hình “Hệ Mặt Trời”. Về cách thức: Mỗi bài học sẽ được chúng tôi trực tiếp giảng dạy ở hai lớp học khác nhau với cùng một lượng thời gian, bao gồm: Lớp đối chứng (dạy - học theo cách thức truyền thống kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực), Lớp STEM (dạy - học theo định hướng giáo dục STEM). Về hình thức khảo sát: Sau khi học xong bài học, học sinh ở lớp STEM và lớp đối chứng sẽ được làm cùng một bài kiểm tra về các kiến thức đã được giảng dạy trong bài. Đối với lớp STEM, học sinh sẽ làm thêm một bài kiểm tra về kiến thức Kỹ thuật được giảng dạy thông qua mô hình (nếu có) và một bài khảo sát ý kiến của các em về lớp học STEM vừa được trải nghiệm. Kết quả thực nghiệm sư phạm Về mức độ tiếp thu kiến thức của học sinh Bài 7: Hoạt động tuần hoàn Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học 278 *Về kiến thức trong bài: Hình 1. Biểu đồ so sánh kết quả kiểm tra kiến thức của lớp đối chứng và lớp STEM bài “Hoạt động tuần hoàn” Với bài kiểm tra gồm 7 câu hỏi, qua Hình 1 ta thấy lớp STEM có 100% học sinh đạt từ mức trung bình trở lên trong khi lớp đối chứng chỉ có 86,7% học sinh. Ngoài ra, lớp STEM có đến 50% học sinh trả lời đúng số câu tối đa là 7/7 câu trong khi lớp đối chứng chỉ có 23,3% học sinh trả lời đúng. Bảng 1. Tổng hợp kết quả kiểm tra kiến thức của học sinh về kỹ thuật trong mô hình “Vòng tuần hoàn máu” Số câu đúng Số học sinh Tỷ lệ phần trăm (%) 1 5 16,7 2 10 33,3 3 15 50 Bảng 1 cho thấy với lớp học STEM, có đến 50% học sinh trả lời đúng hoàn toàn các câu hỏi về phần kĩ thuật và tất cả học sinh trả lời đúng ít nhất 1 câu. Điều đó cho thấy, thông qua việc thực hiện mô hình, học sinh không chỉ nắm vững lý thuyết của bài học mà còn mở rộng kiến thức và kĩ năng về kĩ thuật. Bảng 2. Tổng hợp kết quả về những thuận lợi của học sinh đối với tiết học STEM Tiêu chí Tỷ lệ phần trăm (%) Làm việc chung với nhiều bạn 60 Cách dạy giáo viên khác với tiết học bình thường 20 Hiểu biết nhiều hơn 56,7 Vừa học vừa chơi 61,7 Thể hiện được bản thân 33,3 Vận dụng được những điều đã học 40 Được thỏa sức sáng tạo với mô hình 33,3 Khác 0 Qua bảng 2 ta thấy, đa số học sinh rất thích được làm việc nhóm với các bạn, đồng thời được học một tiết học mà trong đó việc học được lồng ghép vào việc chơi, khiến trẻ không cảm thấy áp lực của việc học và thỏa sức học tập. 0 3.3 10 26.7 26.7 10 23.3 0 0 0 13.3 10 26.7 50 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 T ỷ l ệ p h ầ n t ră m ( % ) Số câu đúng Lớp đối chứng Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học 279 Bảng 3. Tổng hợp kết quả về những khó khăn của học sinh đối với tiết học STEM Tiêu chí Tỷ lệ phần trăm (%) Chưa quen với cách học này 63,3 Mô hình trong tiết học phức tạp 43,3 Không thích hợp khi làm việc nhóm 10 Không theo kịp hướng dẫn của giáo viên 15 Không tiếp thu được kiến thức mới vì chú trọng làm mô hình 8,3 Khác 0 Phần lớn học sinh đều nhận thấy chưa quen và cảm thấy khó thích nghi với cách học này. Vì trong tiết học, ngoài các kĩ năng cơ bản như quan sát, lắng nghe, ghi chép, thu thập thông tin thì các em còn phải vận dụng các kỹ năng khác như so sánh, đối chiếu, phân tích, sắp xếp logic để tiếp thu bài học. Điểm khó khăn thứ hai mà các em gặp phải đó là việc thực hiện mô hình trong tiết học. Do học sinh ít được thực hiện mô hình nên các em cảm thấy khó khăn, bối rối trong việc sắp xếp các chi tiết. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Thông qua quá trình nghiên cứu và thực nghiệm chúng tôi xin đưa ra một số đề xuất đề xuất để góp phần nâng cao hiệu quả việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học môn Tự nhiên và Xã hội: Nên có tiết học riêng và phòng học riêng dành cho giờ học STEM; Chương trình học cần đảm bảo tính liên tục trong năm học và giữa các cấp để học sinh có thể làm quen được với cách học theo định hướng STEM; Kết hợp tham khảo ý kiến từ các chuyên gia ở nhiều lĩnh vực khác nhau có liên quan để có kiến thức vững chắc và tìm được nguồn thông tin chính xác và đáng tin cậy; Nên có sự hỗ trợ về mặt tài chính trong quá trình dạy học từ phía nhà trường, phụ huynh và các tổ chức; Mở các lớp tập huấn phổ biến rộng rãi về STEM cho giáo viên để có nền tảng vững chắc và tạo nên một cộng đồng STEM qua đó trao đổi ý tưởng và giải quyết các thắc mắc, từ đó giúp việc dạy học STEM trở nên dễ dàng hơn; Nên giới hạn số lượng học sinh trong một lớp là khoảng 20 - 30 học sinh để thuận tiện cho cả giáo viên và học sinh trong việc dạy và học; Nên kiểm tra trình độ của học sinh để giáo viên có thể xếp các học sinh cùng trình độ vào một lớp, tránh tình trạng chênh lệch khả năng tiếp thu kiến thức. TÀI LIỆU THAM KHẢO BÔNG MAI, 2018. Samsung xúc tiến lan tỏa phương pháp giáo dục STEM ở Việt Nam, xem 26.11.2017. ĐỖ THỊ NGA, 2017. Đề cương Lý luận dạy học Tự nhiên - Xã hội. TP. Hồ Chí Minh: Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh. LÊ XUÂN QUANG, 2017. Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM. Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.