SKKN Tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho học sinh THPT thông qua dạy học STEM trong môn Vật lí.

Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay, những nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới đang đi theo xu hướng dạy học và đánh giá theo năng lực, thực hiện nhiều cải cách, chính sách liên quan đến giáo dục, nước ta cũng không nằm ngoài xu hướng đó. Thế kỷ XXI là một thế kỷ của công nghệ. Do đó, giáo dục Khoa học – Công nghệ – Kĩ thuật – Toán học (STEM) trở thành khẩu hiệu cải cách giáo dục ở rất nhiều các quốc gia trên toàn thế giới. Tuy nhiên, để đánh giá việc triển khai giáo dục STEM chưa có sự đa dạng và linh hoạt phù hợp với bối cảnh. Mặc dù vậy, trên thế giới đã có một vài công trình nghiên cứu về công cụ đánh giá năng lực STEM của giáo viên thông qua hành vi hoặc qua kiến thức. Ví dụ, Bộ công cụ đánh giá hành vi của giáo viên STEM của Hee Kim Bang và Kim Jinsoo (2016). Những nghiên cứu còn hạn chế, chưa xây dựng được đa dạng công cụ về khả năng đánh giá năng lực STEM.
Hiện nay, tại Việt Nam, Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể năm 2018 có một số môn học được tích hợp với nhau, ví dụ như Khoa học tự nhiên gồm Vật lí, Hoá học và Sinh học. Vì thế, Giáo dục STEM là một trong những xu hướng giáo dục tích hợp đang được quan tâm phát triển trên thế giới cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực cho nền kinh tế.
Mục tiêu của giáo dục phổ thông 2018 là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc. Để đạt mục tiêu giáo dục 2018 thì việc đổ mới phương pháp giáo dục, giáo dục phát triển năng lực của học sinh là điều cần thiết.
Môn Vật lí có vai trò quan trọng đối với khoa học, kĩ thuật và công nghệ. Vật lí là cơ sở của khoa học tự nhiên và là cơ sở của công nghệ. Vật lí đóng một vai trò quan trọng trong các cuộc cách mạng công nghiệp của nhân loại. Sở dĩ như vậy là vì vật lí là môn khoa học thực nghiệm, dạy học thông qua thí nghiệm, gắn liền với thực tế sản xuất và cuộc sống. Do vậy, giáo viên cần có phương pháp giáo dục phù hợp. Trong các phương pháp dạy học tích cực đang được triển khai hiện nay thì phương pháp giáo dục STEM là một phương pháp dạy học vô cùng hiệu quả trong việc phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh, khai thác và phát huy được năng lực người học – một yêu cầu không thể thiếu trong giáo dục hiện nay.
Xuất phát từ bối cảnh chuyển đổi số và nhu cầu nhân lực số, nhu cầu thực tiễn của hoạt động dạy học, đặc điểm tâm lí học sinh, từ những trải nghiệm của bản thân, chúng tôi mạnh dạn lựa chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM trong môn Vật lí”.

2. Mục đích của đề tài
– Nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn về vấn đề chuyển đổi số với dạy học Stem nhằm phát triển một số năng lực cho học sinh (HS).
– Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của bài dạy có sử dụng chuyển đổi số kết hợp phương pháp STEM trong việc nâng cao chất lượng môn Vật lý.
3. Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Việc sử dụng phương pháp dạy học STEM trong môn Vật lý nhằm tạo hứng thú học tập và phát huy một năng lực cho học sinh trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên – Nghệ An.
3.2. Khách thể nghiên cứu
129 học sinh Trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên – Nghệ An.
Cụ thể:

TT Lớp Năm học Số lượng Ghi chú
1 10 A1 2021-2022 43 Học kỳ 1
2 11A1 2021-2022 43
3 12A1 2021-2022 43
4. Giả thuyết khoa học
Nếu tổ chức dạy học STEM trong môn Vật lý cho học sinh trường “THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên” thì sẽ tạo được hứng thú học tập ở học sinh góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đáp ứng yêu cầu chương trình giáo dục phổ thông tổng thể theo định hướng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, chú trọng phát triển phẩm chất và một số năng lực cho học sinh, tạo sự thú học tập, phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh.
5. Nhiệm vụ, phạm vi và thời gian nghiên cứu
5.1. Nhiệm vụ nghiên cứu
– Nghiên cứu cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn về chuyển đối số kết hợp phương pháp STEM cho học sinh trong nhà trường phổ thông.
– Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của bài dạy có sử dụng chuyển đổi số kết hợp phương pháp STEM trong việc nâng cao chất lượng môn Vật lý.
– Nghiên cứu cơ sở lý luận về tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho HS bằng việc sử dụng phương pháp STEM trong môn Vật lý ở nhà trường phổ thông.
– Khảo sát thực trạng về tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho học sinh bằng việc sử dụng phương pháp STEM trong môn Vật lý tại trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng nguyên – Nghệ An.
– Đề xuất các biện pháp về tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho HS bằng việc sử dụng phương pháp STEM trong môn Vật lý ở nhà trường phổ thông tại trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên – Nghệ An.
5.2. Phạm vi và thời gian nghiên cứu
– Thực nghiệm tại trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên – Nghệ An.
– Thời gian thực hiện: Từ năm học 2021 – 2022.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp phân tích tài liệu
Các tác giả đọc và phân tích, so sánh, tổng hợp các tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu bao gồm các nguồn tài liệu được sử dụng có thể gồm các dạng: các văn bản Nghị định, Nghị quyết; các tài liệu tập huấn chuyên môn của Bộ Giáo dục và Đào tạo; các tài liệu, một số trang báo điện tử về giáo dục về phương pháp dạy học, các tài liệu, một số trang báo điện tử về phương pháp tích cực trong dạy học, phương pháp dạy học STEM… nhằm thu thập thông tin, số liệu liên quan phục vụ cho việc nghiên cứu đề tài.
Tham khảo một số tài liệu, xem xét, lựa chọn thông tin cần thiết, có độ tin cậy cao nhất trong tài liệu nhằm đáp ứng mục tiêu nghiên cứu.
Tham khảo nguồn tài liệu sách, báo, công trình nghiên cứu có nội dung liên quan đến đề tài để có thể so sánh các nghiên cứu trước đây với kết quả của đề tài.
6.2. Phương pháp điều tra, khảo sát
Đề tài nghiên cứu “Tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM trong môn Vật lí” cụ thể hoá các giải pháp của đề tài này thành bảng hỏi để giáo viên (GV), HS đánh giá sự cần thiết và hiệu quả chất lượng giảng dạy môn học; tiến hành thử nghiệm và khảo sát đại trà trên khoảng 50 giáo viên và khoảng 350 học sinh.
Chúng tôi đã điều tra khảo sát thực trạng đề tài nghiên bằng phiếu điều tra, bảng hỏi GV, HS bằng phần mềm Google form và phát phiểu khảo khảo sát trực tiếp tại Trường THPT Nguyễn Trường Tộ và một số trường trên địa bàn thành phố Vinh và huyện Hưng Nguyên nhằm thu thập các thông tin liên quan để giải quyết nhiệm vụ của đề tài. Từ đó thống kê tính cấp thiết cũng như nhu cầu nhu cầu của học sinh về học STEM trong môn Vật lý. Đây là cơ sở quan trọng để rút ra kết luận về tính hiệu quả, khả thi của đề tài nghiên cứu.
6.3. Phương pháp phân tích số liệu
Trên cơ sở những số liệu đã thu thập, phân tích, tổng hợp, so sánh các số liệu phục vụ mục đích nghiên cứu thực trạng sử dụng phương pháp dạy học STEM trong môn Vật lý để từ đó áp dụng hiệu quả các giải pháp đề tài đề xuất. Sản phẩm của việc xử lý này được phân tích, tổng hợp hay hệ thống hóa bằng bảng số liệu, biểu đồ…
6.4. Phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh
Trên cơ sở những số liệu đã thu thập, phân tích, tổng hợp, so sánh các số liệu phục vụ mục đích nghiên cứu thực trạng việc “ Tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho học sinh THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM trong môn Vật lí “ở trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên”. Sản phẩm của việc xử lý này được phân tích, tổng hợp hay hệ thống hóa bằng bảng số liệu, biểu đồ…
6.5. Phương pháp quan sát
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi trực tiếp quan sát quá trình HS học tập trong giờ vật lý để tìm hiểu thái độ, hứng thú, tính tích cực, năng lực tư duy, sáng tạo, kĩ năng giải quyết vấn đề của HS để từ đó rút ra được ưu, khuyết điểm mà phương pháp đang áp dụng, trên cơ sở đó điều chỉnh để đạt được kết quả như đề tài mong muốn.
+ Mục đích: Đánh giá thực trạng và kiểm nghiệm kết quả của việc sử dụng các giải pháp được đề xuất nhằm “Tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho HS trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên thông qua dạy học STEM trong môn Vật lí” ở trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng Nguyên – Nghệ An.
+ Nội dung: Quan sát trực tiếp cách thực hiện hoạt động học tập của học sinh.
+ Cách tiến hành: Tiến hành quan sát việc thực hiện hoạt động học tập trong và ngoài lớp học của học sinh. Ghi lại kết quả quan sát bằng máy ảnh, bằng tốc kí, phiếu đánh giá kết quả học tập, biểu hiện thái độ, hành vi của học sinh.
6.6. Phương pháp thực nghiệm
Để khẳng định kết quả của đề tài chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm ở 3 lớp khóa học 2021- 2022 tại trường THPT Nguyễn Trường Tộ – Hưng nguyên. Ở các lớp thực nghiệm chúng tôi tiến hành dạy học STEM trong môn Vật lí nhằm tạo hứng thú học tập và phát triển một số năng lực cho HS, từ đó khẳng định tính hiệu quả của đề tài.
+ Mục đích: Khảo sát kết quả học tập của học sinh các lớp thực nghiệm và đối chứng để kiểm chứng hiệu quả của các phương pháp được đề xuất.
+ Nội dung: Khảo sát năng lực học sinh qua bài kiểm tra ở các lớp thực nghiệm và đối chứng.
+ Cách tiến hành:
– Chọn lớp thực nghiệm.
– Chọn lớp đối chứng.
– Cho học sinh các lớp được chọn thực nghiệm và đối chứng làm bài kiểm tra. Đối chiếu kết quả để rút ra kết luận khoa học.