Với 57% các thầy cô cho rằng khái niệm giáo dục STEM là dạy học tích hợp liên môn các môn Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn. Qua bảng thống kê cho thấy rằng các thầy cơ đã tìm hiểu về giáo dục STEM tuy nhiên chƣa đầy đủ và hoàn chỉnh. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do số lƣợng đội ngũ giáo viên đƣợc đào tạo, tập huấn về giáo dục STEM còn hạn chế. Phần lớn giáo viên chỉ đƣợc đào tạo đơn mơn, do đó sẽ gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hƣớng liên ngành nhƣ giáo dục STEM. Bên cạnh đó, nhiều giáo viên còn ngại học hỏi, ngại chia sẻ nên chƣa có sự phối hợp tốt giữa giáo viên các bộ môn với nhau.
GD STEM là dạy học tích hợp liên mơn GD STEM là định hướng giáo dục GD STEM là phương pháp tiếp cận liên môn Cả hai ý 2 và 3 57% 21% 12% 10%
(2) Thống kê ý nghĩa của việc dạy học giáo dục STEM
Biểu đồ 2.2. Thốn kê ý n ĩa của việc dạy học i o dục STEM
Qua bảng số liệu trên, với 50% các thầy cô cho rằng ý nghĩa của giáo dục STEM là đảm bảo giáo dục tồn diện cho HS khơng những về kiến thức mà cả kỹ năng.
(3) Thống kê sự cần thiết dạy học mơn Tốn theo định hƣớng giáo dục STEM.
Biểu đồ 2.3. Thốn kê sự cần thiết dạy học môn To n t eo địn ướng gi o dục STEM.
Qua số liệu thống kê sự cần thiết dạy học mơn Tốn theo định hƣớng giáo dục STEM có 55% ý kiến cho rằng việc dạy học mơn Tốn theo định
Đảm bảo giáo dục toàn diện Nâng cao hứng thú học tập các mơn học STEM Hình thành phát triển năng lực, phẩm chất cho HS Kết nối trường học với cộng đồng Hướng nghiệp, phân luồng 50% 14% 13% 11% 12% Rất cần thiết 55% Cần thiết 27% Khơng cần thiết 11% Hồn tồn khơng 7%
hƣớng giáo dục STEM là cần thiết, chỉ có 7% cho rằng việc dạy học môn Tốn theo định hƣớng STEM là hồn tồn khơng cần thiết.
(4) Thống kê về mức độ thƣờng xuyên đƣa tình huống thực tiễn vào dạy học mơn Tốn
Biểu đồ 2.4. Thốn kê về mức độ t ườn xuyên đưa tìn uống thực tiễn vào dạy học môn To n
Qua bảng thống kê ta thấy, mức độ giáo viên thƣờng xuyên đƣa tình huống thực tiễn vào dạy học mơn Tốn là quan trọng. Giáo viên cũng chú ý đến việc đƣa tình huống thực tiễn vào dạy học mơn Tốn, tuy nhiên việc này diễn ra chƣa thƣờng xuyên.
(5) Điều kiện dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM cần có những năng lực nào có 100% GV chọn cả 8 năng lực nhƣ năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực ngôn ngữ…
(6) Những yếu tố ảnh hƣởng đến việc giáo dục STEM đa số các thầy cô cho rằng tất cả các yếu tố đƣợc liệt kê trong bảng hỏi nhƣ sự quan tâm đầy đủ và toàn diện của nhà trƣờng tới các lĩnh vực, quan tâm bồi dƣỡng đội ngũ GV, tăng cƣờng đầu tƣ cơ sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục STEM... Các yếu tố này có liên hệ mật thiết với nhau để giáo dục STEM đạt đƣợc kết quả tốt nhất. Rất thường xuyên 40% Thường xuyên 55% Chưa bao giờ
(7) Thống kê ý kiến GV về thiết kế các chủ đề trong chƣơng trình mơn Tốn lớp 10 theo định hƣớng giáo dục STEM. Với câu hỏi này đa số các GV cho rằng trong 9 chủ đề đƣa ra đều có thể thiết kế dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM. Đa số các thầy cơ đã hình dung đƣợc đƣợc điều kiện để thiết kế đƣợc dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM các tình huống trong bối cảnh thực tế ứng với mỗi chủ đề mơn Tốn trong trƣờng THPT.
(8) Thống kê các bƣớc thiết kế chủ đề giáo dục STEM
Biểu đồ 2.5. Thốn kê c c bước thiết kế chủ đề i o dục STEM
Qua thống kê ta thấy, có 55% GV chọn đáp án A các bƣớc thiết kế chủ đề giáo dục STEM theo thứ tự nhƣ sau:
Lựa chọn chủ đề bài học – Xác định vấn đề cần giải quyết – Xây dựng tiêu chí của giải pháp vấn đề hoặc sản phẩm – Xây dựng bộ câu hỏi định hƣớng chủ đề STEM – Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học. Nhƣ vậy việc thiết kế chủ đề giáo dục STEM chƣa đƣợc các thầy cơ tiến hành đúng và cịn gặp nhiều khó khăn khi thiết kế chủ đề giáo dục STEM.
(9) Thống kê ý kiến GV về bƣớc nào là khó nhất trong các bƣớc thiết kế chủ đề dạy học STEM đa số các GV chọn 60% (3) và có ít GV chọn (1) ta thấy đa số GV đã hình dung ra mức độ khó khăn trong các bƣớc xây dựng thiết kế chủ đề giáo dục STEM.
(10) Thầy cô khi tổ chức dạy học chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEM gặp những khó khăn nào? Câu hỏi này đa số các GV cho rằng khó
Đáp án A 55% Đáp án B 15% Đáp án C 13% Đáp án D 17%
khăn lớn nhất là áp lực về thời gian trên lớp ít, nội dung kiến thức rất nặng nên khơng có điều kiện khắc sâu nhiều về dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM.
(11) Thống kê ý kiến của giáo viên về sự hứng thú của ngƣời học với giáo dục STEM
Biểu đồ 2.6. Thốn kê ý kiến của i o viên về sự hứn t ú của n ười học với i o dục STEM
Nội dung giáo dục mơn Tốn theo định hƣớng STEM khá khó đối với các em THPT, các em thấy đây là nội dung rất trừu tƣợng, hàn lâm. Vì vậy, việc thiết kế và thực hiện các hoạt động dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM giúp HS khám phá đƣợc các kiến thức, hình thành kĩ năng là rất khó khăn và hiệu quả chƣa cao. Và đây là nội dung còn mới chỉ có một số ít trƣờng THPT trên cả nƣớc mới đƣa vào dạy học thí điểm. Nhiều GV mới chỉ bƣớc đầu nghiên cứu đến giáo dục mơn Tốn theo định hƣớng Giáo dục STEM.
Thông qua khảo sát, chúng tôi nhận thấy nhìn chung các GV đều nhận thấy tầm quan trọng của việc dạy học mơn Tốn theo định hƣớng STEM, một số các GV đã thƣờng xuyên thực hiện nhƣng còn lúng túng, hạn chế. Khi dạy học mơn Tốn GV thƣờng xun tập trung truyền thụ theo mà chƣa chú trọng tìm ra và chủ động trang bị cho HS dạy học mơn Tốn theo định hƣớng STEM. GV chƣa chủ động làm tốt việc trang bị hệ thống kiến thức dạy học
Rất hứng thú 75% Hứng thú 20% Không hứng thú 5%
mơn Tốn theo định hƣớng STEM cho HS. Những khó khăn khi GV dạy học STEM thƣờng gặp phải ở trƣờng THPT nhƣ sau:
+ GV đƣợc tập huấn về phƣơng pháp dạy học STEM cịn hạn chế. Dạy học tích hợp địi hỏi GV cần phải có năng lực trong tổ chức hoạt động học tích cực, tự lực và sáng tạo cho HS.
+ Chƣơng trình sách giáo khoa thiết kế chƣa phù hợp, chỉ là thiết kế một mơn học riêng lẻ. Các ví dụ, bài tập mang tính tích hợp liên mơn và thực tiễn còn hạn chế.
+ Phƣơng pháp kiểm tra, đánh giá khi dạy học STEM chƣa đổi mới. Nội dung kiểm tra, đánh giá cịn mang tính hàn lâm, tính thực tiễn khơng cao.
2.1.2.Thực trạng học tập của HS lớp 10 trong dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEM
Để tìm hiểu thực trạng dạy học mơn Tốn lớp 10 theo định hƣớng Giáo dục STEM chúng tôi đã xin ý kiến đối với 150 HS trƣờng THPT Nguyễn Trãi (mẫu phiếu xem phụ lục số 1).
(1) có 80% GV chƣa bao giờ dạy học bộ mơn Tốn theo định hƣớng giáo dục STEM, đây là nội dung hoàn toàn mới lạ đối với các em.
(2) Thống kê ý kiến HS đồng ý đƣợc học theo định hƣớng giáo dục STEM
Biểu đồ 2.7. Thốn kê ý kiến HS đồn ý được học t eo địn ướn i o dục STEM Rất đồng ý 50% Đồng ý 30% Không đồng ý 20%
Mặc dù nội dung dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM là nội dung đa số các em muốn và rất muốn học theo, rất thuận lợi và cần thiết để truyền thụ kiến thức kĩ năng nhƣng GV thực hiện còn hạn chế.
(3) Thống kê về ý nghĩa của giáo dục STEM cho thấy 85% HS chọn cả 5 phƣơng án nhƣ đảm bảo giáo dục toàn diện, nâng cao hứng thú học tập, hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS…Chỉ có 15% các em chọn một phƣơng án. Thực tế này địi hỏi các thầy cơ phải nghiên cứu cách dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM cho HS.
(4) Thống kê về sự hứng thú của HS sau khi đã đƣợc học chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEM
Biểu đồ 2.8. Thốn kê về sự hứn t ú của HS sau k i đã được học chủ đề t eo địn ướn i o dục STEM
(5) Thống kê HS đã đƣợc học mơn Tốn theo định hƣớng giáo dục STEM
Biểu đồ 2.9. Thốn kê HS đã được học môn To n t eo địn ướn i o dục STEM t eo địn ướn i o dục STEM Rất hứng thú 75% Hứng thú 20% Không hứng thú 5% 20% 25% 47% 8% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%
Qua các số liệu thống kê ở trên nhìn chung HS đều nhận thức rất đúng đắn về vai trò của dạy học mơn Tốn theo định hƣớng STEM đối với các em, tuy nhiên tùy thuộc vào năng lực của từng em nên các em có cảm nhận khác nhau. Do đó, GV cũng nên tùy mức độ năng lực của HS mà có thể giao các nhiệm vụ để các em có thể phát huy đƣợc dạy và học mơnTốn theo định hƣớng STEM.
- Đối với HS: Chất lƣợng đại trà của HS còn yếu. Số HS tự mình tiếp thu và giải đƣợc các bài tốn khơng nhiều. Hầu hết chƣa lựa chọn đúng phƣơng pháp sử dụng kiến thức để ứng dụng vào giải bài tập trong bối cảnh thực tế. Vì vậy, dẫn đến việc kiến tạo nên hệ thống các bài tốn có phần bị hạn chế. Chẳng hạn:
+) Yếu về định hƣớng biến đổi giải các bài toán;
+) Yếu về năng lực nhận dạng và xác định phƣơng pháp giải toán; +) Yếu về năng lực chuyển đổi bài tốn;
+) Ngồi ra trong q trình giải bài tập Tốn, HS thƣờng yếu trong việc chuyển đổi ngôn ngữ, yếu về khả năng quy lạ về quen. Dẫn đến, việc khai thác các bài toán và hệ thống các bài tốn liên quan gặp khó khăn; đồng thời dẫn đến những sai lầm.
2.2. Phâ tích ội du g chƣơ g trì h Hì h học lớp 10
2.2.1. Khái quát chương trình Hình học lớp 10
Cấp THCS, học sinh đã biết một số kiến thức về hình học trên mặt phẳng đƣợc trình bày bằng cách kết hợp phƣơng pháp trực quan và phƣơng pháp suy luận. Chƣơng trình Hình học 10 nâng cao nhằm bổ sung thêm một số kiến thức về Hình học phẳng và đặc biệt bổ sung hai phƣơng pháp mới đó là: phƣơng pháp vectơ và phƣơng pháp tọa độ.
Vectơ là một khái niệm quan trọng, HS cần nắm vững để có thể học tiếp tồn bộ chƣơng trình Hình học ở cấp THPT. Trong chƣơng trình lớp 10, vec tơ đƣợc áp dụng để chứng minh các hệ thức lƣợng trong tam giác và trong
đƣờng trịn. Nó cũng là cơ sở để trình bày phƣơng pháp tọa độ trên mặt phẳng. Ngoài ra, các kiến thức về vec tơ sẽ đƣợc áp dụng trong Vật lý nhƣ: vấn đề tổng hợp lực, phân tích một lực theo hai thành phần, công sinh ra bởi một lực…
Phƣơng pháp tọa độ trong mặt phẳng đƣợc trình bày dựa trên các kiến thức về vec tơ và các phép tính vectơ. Phƣơng pháp này giúp HS “ đại số hóa” các kiến thức đã có về hình học và từ đó có thể giải quyết các bài tốn hình học bằng thuần túy tính tốn. Chƣơng trình lớp 12, phƣơng pháp tọa độ cịn đƣợc mở rộng cho hình học khơng gian.
2.2.2. Cấu trúc nội dung Hình học lớp 10
Theo quyết định số 1893/QĐ – BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo (2016), cấp THPT có ít nhất 37 tuần thực học (học kỳ I có ít nhất 19 tuần, học kỳ II có ít nhất 18 tuần). Ngồi ra, Quyết định số 1893 cũng quy định thẩm quyền ban hành kế hoạch thời gian năm học 2018 – 2019 thuộc về chủ tịch Uỷ ban tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ƣơng. Nhƣ vậy, quyết định này cho thấy kế hoạch thời gian của chƣơng trình THPT hiện nay đã đƣợc phân cấp cho địa phƣơng chủ động thực hiện, khơng cịn mơt kế hoạch chung cho toàn quốc nhƣ trƣớc đây.
Sau đây là khung kế hoạch thời gian cho chƣơng trình tốn lớp 10 của trƣờng THPT Nguyễn Trãi (Nam Định) năm học 2018 – 2019
Bảng 2.1. Kế hoạc c ươn trìn to n lớp 10 của trường THPT Nguyễn Trãi (Nam Địn ) năm ọc 2018 – 2019
Cả năm: 105 tiết Đại số 62 tiết Hình học 43 tiết Học kì I: 19
tuần 54 tiết
32 tiết
3 tuần đầu × 2 tiết = 6 tiết 3 tuần tiếp × 1 tiết = 3 tiết 10 tuần tiếp × 2 tiết = 20 tiết
22 tiết
16 tuần đầu × 1tiết =16 tiết 3 tuần cuối × 2 tiết = 6 tiết
3 tuần cuối × 1 tiết = 3 tiết Học kỳ II: 18
tuần 51 tiết
30 tiết
3 tuần đầu × 2 tiết = 6 tiết 3 tuần tiếp × 1 tiết = 3 tiết 9 tuần tiếp × 2 tiết = 18 tiết 3 tuần cuối × 1 tiết = 3 tiết
21 tiết
15 tuần đầu × 1tiết =15 tiết 3 tuần cuối × 2 tiết = 6 tiết
Theo đó chƣơng trình Tốn lớp 10 phổ thơng gồm 105 tiết chia làm 2 phần: Đại số và Hình học với tỷ lệ nhƣ sau:
Bản 2.2. P ân c ia tỷ lệ Đại số và Hìn ọc lớp 10 Phần Cả năm Học kỳ I Học kỳ II Số lƣợng Tỷ lệ Số lƣợng Tỷ lệ Số lƣợng Tỷ lệ Đại số 62 59% 32 30% 30 29% Hình học 43 41% 22 21% 21 20% Tổng 105 100% 54 51% 51 49%
Từ bảng trên ta thấy, tỷ lệ số tiết Đại số cả năm chiếm ƣu thế so với số tiết Hình học (59% so với 41%, gấp 1,5 lần). Việc chiếm ƣu thế này cũng lặp lại ở tỷ lệ tiết Đại số và Hình học ở cả hai học kỳ I và II.
Từ góc độ phân bố chƣơng trình, ta thấy Hình học chỉ gồm 3 chƣơng Chƣơng 1: Vectơ (12 tiết)
Chƣơng 2: Tích vơ hƣớng của hai vectơ và ứng dụng (12 tiết) Chƣơng 3: Phƣơng pháp tọa độ trong mặt phẳng (12 tiết).
Với 3 nội dung đƣợc trình bày trong ba chƣơng nhƣ trên, chƣơng trình Hình học 10 hiện nay cũng có những thay đổi cơ bản so với chƣơng trình Hình học 10 chỉnh lý hợp nhất năm 2000 nhƣ sau:
1. Cố gắng giảm nhẹ phần lý thuyết, khơng địi hỏi phải chính xác một cách hồn hảo. Những chứng minh q phức tạp thì bỏ qua và thay bằng kiểm chứng hoặc những minh họa đơn giản.
2. Tăng cƣờng phần luyện tập và thực hành. Các bài tập nhằm củng cố những kiến thức cơ bản, nhằm rèn luyện kỹ năng tính tốn khơng q phức tạp và có chú trọng đến các bài tốn thực tiễn. Khơng chú trọng đến các bài tập khó, phức tạp, hoặc các bài tập phải dùng nhiều mẹo mực mới giải quyết đƣợc.
3. Tăng cƣờng tính thực tế, chú trọng áp dụng vào thực tế đời sống. Có chú trọng đến việc sử dụng máy tính bỏ túi trong tính tốn.
Chƣơng trình hình học lớp 10 với chủ đề vectơ và các phép toán vectơ có mối liên hệ chặt chẽ với mơn Vật lý. Phần vectơ sẽ áp dụng để chứng minh các hệ thức lƣợng trong tam giác và đƣờng trịn. Ngồi ra các kiến thức về vectơ đƣợc áp dụng trong Vật lý nhƣ: vấn đề tổng hợp lực, phân tích lực theo hai thành phần, công sinh ra bởi một lực… Ví dụ khái niệm về lực trong vật lý: lực phụ thuộc vào hƣớng ( phƣơng, chiều) và độ lớn. Biểu diễn lực bởi một tia có phƣơng, chiều. Lực lớn hơn biểu diễn bằng tia có độ dài lớn hơn. Tƣơng tự, ta cũng đƣa ra đƣợc khái niệm về vectơ: Vectơ là đoạn thẳng có hƣớng, nghĩa là trong hai điểm mút của đoạn thẳng, đã chỉ rõ điểm nào là điểm đầu, điểm nào là điểm cuối. Gía của vectơ là đƣờng thẳng chứa vectơ đó. Nhƣ vậy trong vật lý, khái niệm về vận tốc, gia tốc, cƣờng độ dòng điện,