ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÃ THỊ THU SEN

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN LỚP 10
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÃ THỊ THU SEN

DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN LỚP 10
THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán
Mã số: 8.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn khoa học:TS. Bùi Thị Hạnh Lâm

THÁI NGUYÊN - 2019


LỜI CAM ĐOAN

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU........................................................................... v
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

1. Lí do chọn đề tài .............................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 3
3.Nhiệm vụ nghiên cứu ....................................................................................... 3
4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ................................................................. 3
5.Giả thuyết khoa học của đề tài ......................................................................... 3
6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 3
7. Cấu trúc của luận văn ...................................................................................... 4
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ................................................... 5

1.1. Nhu cầu và định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy ở trường phổ thông....... 5
1.2.Tư tưởng chủ đạo của môn Toán trong chương trình giáo dục phổ thông mới ....... 9
1.2.1. Đặc điểm môn học ..................................................................................... 9
1.2.2.Quan điểm xây dựng chương trình ........................................................... 10
1.2.3. Mục tiêu môn Toán ở cấp trung học phổ thông ...................................... 12
1.3. Dạy học tích hợp ......................................................................................... 14
1.4. STEM và giáo dục STEM .......................................................................... 14
1.4.1. Khái niệm về STEM ................................................................................ 14
1.4.2.Giáo dục STEM ........................................................................................ 16
1.4.3. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM .............................................. 19
1.4.4. Mối quan hệ giữa dạy học theo định hướng giáo dục STEM với dạy
học theo định hướng phát triển năng lực của học sinh ............................ 23
1.4.5. Vai trò của môn Toán trong dạy học STEM ........................................... 24
iii

3.6. Kết quả rút ra từ thực nghiệm ..................................................................... 62
3.6.1.Kết quả bài kiểm tra.................................................................................. 62

iv


3.6.2. Nhận xét ................................................................................................... 64
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ..................................................................................... 65
KẾT LUẬN CHUNG ......................................................................................... 65
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................... 67
PHỤ LỤC ...............................................................................................................

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên đầy đủ

Viết tắt
CH

: Câu hỏi

ĐC

: Đối chứng

DH

: Dạy học


: Trung học phổ thông

TN

: Thực nghiệm

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 1.1.

Số lượng GV Toán tham gia điều tra thực trạng ......................... 27

Bảng 1.2.

Mức độ nhận thức của GV về giáo dục STEM ........................... 27

Bảng 1.3.

Mức độ nhận thức của GV về ý nghĩa của giáo dục STEM. ...... 28

Bảng 1.4.

Mức độ đánh giá của GV về sự cần thiết của giáo dục STEM ........ 28

Bảng 1.5.


Bảng điểm bài kiểm tra ............................................................... 62

Bảng 3.2.

Bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất lũy tích bài kiểm tra ...... 63

Bảng 3.3.

Tổng hợp kết quả bài kiểm tra .................................................... 64

Biểu đồ 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra .............................................. 64
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ kết quả của bài kiểm tra ................................................. 64

v


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Nghị quyết Trung ương số 29 - NQ/TW ngày 04/11/2013 về “Đổi mới căn
bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại
hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập
quốc tế” đã định hướng rõ “đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo là đổi
mới những vấn đề lớn, cốt lõi, cấp thiết, từ quan điểm, tư tưởng chỉ đạo đến mục
tiêu, nội dung, phương pháp, cơ chế, chính sách, điều kiện bảo đảm thực hiện;
đổi mới từ sự lãnh đạo của Đảng, sự quản lí của Nhà nước đến hoạt động quản
trị của các cơ sở giáo dục - đào tạo và việc tham gia của gia đình, cộng đồng, xã
hội và bản thân người học; đổi mới ở tất cả các bậc học, ngành học”. Nghị quyết
cũng định hướng “phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân
lực và bồi dưỡng nhân tài; chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị
kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi

năng tự học, tự nghiên cứu, thúc đẩy sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào
công tác giáo dục. Tuy nhiên, thực tế giáo dục STEM hiện vẫn là khái niệm còn
khá mơ hồ, chưa có nhiều điều kiện triển khai ở các trường THPT. Hơn thế, việc
kiểm tra, đánh giá hiện nay của các trường THPT, cụ thể là kỳ thi THPT Quốc
gia, được tổ chức bằng hình thức thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kỹ năng,
trong khi đánh giá theo mô hình STEM là đánh giá thông qua sản phẩm.Do đó,
giáo dục STEM chưa thực sự được hưởng ứng tích cực ở các trường phổ thông.
Gần đầy, STEM được quan tâm, triển khai chủ yếu ở các thành phố lớn nhưng
nhận thức của cán bộ quản lý, giáo viên nói chungvề STEM còn hạn chế. Phần
lớn các cơ sở giáo dục tập trung vào việc thiết kế và tổ chức các hoạt động trải
nghiệm theo định hướng giáo dục STEM. Việc dạy học các tiết học trên lớp theo
định hướng giáo dục STEM chưa được chú trọng.
Từ những lí do đó, đề tài được lựa chọn là “Dạy học một số chủ đề trong
môn Toán lớp 10 theo định hướng giáo dục STEM”.

2


2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM, thiết kế và
tổ chức dạy học một số chủ đề trong dạy học môn Toán lớp 10 theo hướng giáo
dục STEM.
3.Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực,
sáng tạo của học sinh, về dạy học tích hợp, về giáo dục STEM.
Nghiên cứu thực trạng dạy học tích hợp và thực trạng dạy học môn Toán
lớp 10theo định hướng giáo dục STEM.
Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề dạy học môn Toán lớp 10 theo
định hướng giáo dục STEM.
Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của một số

4


Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Nhu cầu và định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy ở trường phổ thông
Trong những năm gần đây, giáo dục phổ thông ở nước ta đã có nhiều chuyển
biến tích cực để đáp ứng yêu cầu của xã hội trong giai đoạn mới. Tuy nhiên, thực
tiễn dạy học ở trường phổ thông cho thấy phương pháp dạy học nói chung và
phương pháp dạy học Toán nói riêng vẫn còn nhiều điểm hạn chế như: GV thuyết
trình nhiều, HS học tập còn thụ động, HS chưa được tự tìm tòi, phát hiện, tự học,
tự nghiên cứu, khám phá, sáng tạo,…
Cuộc cách mạng công nghệ 4.0 và xu hướng hội nhập toàn cầu đòi hỏi nền
giáo dục của các quốc gia phải thực sự thay đổi, tập trung vào phát triển nguồn
nhân lực có trình độ cao, có năng lực giải quyết vấn đề, tập trung phát triển triển
trí tuệ nhân tạo,… Để đạt được mục tiêu đó đòi hỏi giáo dục của Việt Nam phải
thực sự đổi mới về mọi phương diện, trong đó có phương pháp dạy học. Điều 28,
chương II, Luật Giáo dục nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy
định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học;
bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng
vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng
thú học tập cho học sinh.” (Luật Giáo dục 2005, chương II, điều 28).
Quy định này đã trở thành định hướng cho việc đổi mới phương pháp dạy
học ở nước ta hiện nay, có thể gọi tắt là định hướng hoạt động mà tinh thần cơ
bản là: PPDH cần tạo cơ hội cho người học học tập trong hoạt động và bằng
hoạt động tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo, từ bỏ thói quen học tập thụ
động, ghi nhớ máy móc. Cụ thể là:
- Đổi mới tính chất và nội dung hoạt động của giáo viên và học sinh, chuyển từ
dạy học truyền thụ một chiều, học tập thụ động, chủ yếu là ghi nhớ kiến thức để đối

Bộ trưởng Bộ GD-ĐT Phùng Xuân Nhạ từng nhấn mạnh, “Tri thức đã trở
thành yếu tố hàng đầu để phát triển kinh tế, tất cả các nền kinh tế lớn trên thế
giới, các quốc gia đều ý thức rõ về vai trò của giáo dục trong việc xây dựng
6


nguồn nhân lực chất lượng cao tạo đòn bẩy quan trọng để thúc đẩy lao động sản
xuất, tạo động lực tăng trưởng và phát triển kinh tế-xã hội một cách bền vững”.
Khi mà hệ thống tri thức có những thay đổi thì sớm hoặc muộn, nhanh hoặc
chậm, năng lực tư duy và hoạt động lao động sản xuất của con người cũng phải
thay đổi. Chính vì thế, việc đổi mới tư duy giáo dục trong thời đại tri thức nhằm
đáp ứng sự thay đổi của cuộc sống phát triển không ngừng là một tất yếu. Việc
đổi mới phương pháp dạy học trước hết là đáp ứng yêu cầu cần đạt về phẩm chất,
năng lực người học và cuối cùng là vì mục tiêu đáp ứng bối cảnh của thời đại,
nhu cầu phát triển đất nước. Đây cũng là một điều kiện tiên quyết, nhằm quán
triệt và thực hiện tốt Nghị quyết số 88/2014/QH13 của Quốc hội khóa 13: "Tạo
chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông;
kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền
giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả
về phẩm chất và năng lực, hài hòa trí, đức, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng
của mỗi học sinh".
Theo Giáo sư Nguyễn Minh Thuyết, Tổng chủ biên Chương trình giáo dục
phổ thông mới thì dự thảo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể đã thể hiện
quan điểm trong các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội và Chính phủ về xây dựng
nền giáo dục thực học, thực nghiệp và dân chủ. Điều đó đã được thể hiện rõ trên
các bình diện mục tiêu: Hình thành, phát triển năng lực thực tiễn cho người học,
quán triệt yêu cầu hướng nghiệp để thực hiện phân luồng mạnh sau trung học cơ
sở và bảo đảm tiếp cận nghề nghiệp ở trung học phổ thông; trao quyền và trách
nhiệm tổ chức kế hoạch dạy học cho cơ sở giáo dục phù hợp với yêu cầu của địa
phương, tạo điều kiện cho người học được lựa chọn môn học và hoạt động giáo

cực tham gia các hoạt động học tập. Chính người thầy giáo phải khơi gợi, khuyến
khích học sinh tự khẳng định năng lực và nguyện vọng của bản thân, đồng thời
rèn cho các em thói quen và khả năng tự học, phát huy tiềm năng và vận dụng
hiệu quả những kiến thức, kỹ năng đã tích lũy. Từ đây tạo tiền đề để phát triển
con người toàn diện trong bối cảnh phát triển của cách mạng công nghiệp 4.0,
hướng tới một nền giáo dục Việt Nam hiện đại và hội nhập quốc tế.

8


1.2.Tư tưởng chủ đạo của môn Toán trong chương trình giáo dục phổ thông
mới
1.2.1. Đặc điểm môn học
Toán học ngày càng có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, những kiến thức và
kĩ năng toán học cơ bản đã giúp con người giải quyết các vấn đề trong thực tế cuộc
sống một cách có hệ thống và chính xác, góp phần thúc đẩy xã hội phát triển.
Môn Toán ở trường phổ thông góp phần hình thành và phát triển phẩm chất,
nhân cách học sinh; phát triển kiến thức, kĩ năng then chốt và tạo cơ hội để học
sinh được trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tiễn; tạo dựng sự kết
nối giữa các ý tưởng toán học, giữa Toán học với thực tiễn, giữa Toán học với
các môn học khác, đặc biệt với các môn học thuộc lĩnh vực giáo dục STEM.
Nội dung môn Toán thường mang tính trừu tượng, khái quát. Do đó, để hiểu và
học được Toán, chương trình Toán ở trường phổ thông cần bảo đảm sự cân đối giữa
“học” kiến thức và “áp dụng” kiến thức vào giải quyết vấn đề cụ thể.
Trong quá trình học và áp dụng toán học, học sinh luôn có cơ hội sử dụng
các phương tiện công nghệ, thiết bị dạy học hiện đại, đặc biệt là máy tính điện tử
và máy tính cầm tay hỗ trợ quá trình biểu diễn, tìm tòi, khám phá kiến thức, giải
quyết vấn đề toán học.
Trong chương trình giáo dục phổ thông, môn Toán là môn học bắt buộc và
được phân chia theo hai giai đoạn.

quan điểm sau:
1.2.2.1. Bảo đảm tính tinh giản, thiết thực, hiện đại
Nội dung chương trình môn Toán bảo đảm tính tinh giản, thiết thực, hiện
đại, phản ánh những giá trị cốt lõi, nền tảng của văn hoá toán học, những nội
dung nhất thiết phải được đề cập trong nhà trường phổ thông, đáp ứng nhu cầu
hiểu biết thế giới cũng như hứng thú, sở thích của người học. Chương trình quán
triệt tinh thần “toán học cho mọi người”, ai cũng được học Toán nhưng mỗi
người có thể học Toán theo cách phù hợp với sở thích và năng lực cá nhân.

10


Nội dung chương trình môn Toán chú trọng tính ứng dụng thiết thực, gắn
kết với đời sống thực tế hay các môn học khác, (đặc biệt với các môn học thuộc
lĩnh vực giáo dục STEM), gắn với xu hướng phát triển hiện đại của kinh tế, khoa
học, đời sống xã hội và những vấn đề cấp thiết có tính toàn cầu (như biến đổi khí
hậu, phát triển bền vững, giáo dục tài chính,...).
Các hoạt động thực hành và trải nghiệm trong giáo dục toán học với nhiều
hình thức, như: thực hiện các đề tài, dự án học tập về Toán, đặc biệt là các đề tài
và các dự án về ứng dụng toán học trong thực tiễn; tổ chức các trò chơi toán học,
câu lạc bộ toán học, diễn đàn, hội thảo, cuộc thi về Toán,... tạo cơ hội giúp học
sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng và kinh nghiệm của bản thân vào thực tiễn cuộc
sống một cách sáng tạo.
1.2.2.2. Bảo đảm tính chỉnh thể, sự nhất quán và phát triển liên tục
Chương trình môn Toán phải bảo đảm tính chỉnh thể thống nhất, từ lớp 1
đến lớp 12, trong đó quan hệ (ngang và dọc) giữa các đơn vị kiến thức cần được
làm sáng tỏ. Chương trình môn Toán được thiết kế theo mô hình gồm hai nhánh
song song, một nhánh mô tả sự phát triển của các mạch nội dung kiến thức cốt
lõi và một nhánh mô tả sự phát triển của năng lực, phẩm chất của học sinh. Hai
nhánh đó liên kết chặt chẽ với nhau, cho phép nhìn xuyên suốt từ lớp 1 đến lớp

dành không gian sáng tạo cho tác giả sách giáo khoa và giáo viên nhằm thực hiện
hiệu quả chủ trương “một chương trình, nhiều sách giáo khoa”.
Trong quá trình thực hiện, Chương trình môn Toán sẽ được tiếp tục phát
triển cho phù hợp với tiến bộ khoa học và những yêu cầu của thực tế.
Nội dung chương trình môn Toán chú trọng tính ứng dụng thiết thực, gắn
kết với đời sống thực tế hay các môn học khác nên GV có thể thuận lợi trong
việc thiết kế và tổ chức việc dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEM dưới
hình thức trên lớp hoặc thông qua trải nghiệm, thực hành, ngoại khóa Toán học.
1.2.3. Mục tiêu môn Toán ở cấp trung học phổ thông
Môn Toán cấp trung học phổ thông nhằm giúp học sinh đạt các mục tiêu
chủ yếu sau:

12


a) Góp phần hình thành và phát triển năng lực toán học với yêu cầu cần đạt:
sử dụng được các phương pháp lập luận, quy nạp và suy diễn để nhìn ra những
cách thức khác nhau nhằm giải quyết vấn đề; sử dụng được các mô hình toán học
để mô tả các tình huống, từ đó đưa ra các cách giải quyết vấn đề toán học đặt ra
trong mô hình được thiết lập; thực hiện và trình bày được giải pháp giải quyết
vấn đề và đánh giá được giải pháp đã thực hiện, phản ánh được giá trị của giải
pháp, khái quát hoá cho vấn đề tương tự; sử dụng thành thạo công cụ, phương
tiện học toán, biết đề xuất ý tưởng để thiết kế, tạo dựng phương tiện học liệu mới
phục vụ việc tìm tòi, khám phá và giải quyết vấn đề toán học.
b) Có những kiến thức và kĩ năng toán học cơ bản, thiết yếu về:
- Số và Đại số: tính toán và sử dụng công cụ tính toán; ngôn ngữ và kí hiệu
đại số; biến đổi biểu thức đại số và siêu việt (lượng giác, mũ, lôgarit), phương
trình, hệ phương trình, bất phương trình; các hàm số sơ cấp cơ bản (lũy thừa, mũ,
lôgarit và lượng giác); khảo sát hàm số và vẽ đồ thị hàm số bằng công cụ đạo
hàm; sử dụng ngôn ngữ hàm số, đồ thị hàm số để mô tả và phân tích một số quá

hợp liên môn là những chủ đề có nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều
môn học, thể hiện sự ứng dụng của chúng trong cùng một hiện tượng, quá trình
tự nhiên hay xã hội. Các chủ đề liên môn, tích hợp có tính thực tiễn nên sinh
động, hấp dẫn, có ưu thế trong việc tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho học sinh
[11].
- Dạy học tích hợp là một trong những quan điểm giáo dục nhằm nâng cao
năng lực người học. Dạy học tích hợp là định hướng về nội dung và PPDH, trong
đó GV tổ chức, hướng dẫn để HS biết huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng
thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập; thông qua
đó hình thành kiến thức, kĩ năng mới; phát triển được những năng lực cần thiết,
năng lực giải quyết vấn đề [8].
1.4. STEM và giáo dục STEM
1.4.1. Khái niệm về STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ:
Science, Technology, Engineering, Maths [8].
14


Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học, Khoa
học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức
đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.
Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và
đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được
phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.
Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ
đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến
thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ
thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sang tạo cơ sở
Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay
xây dựng các quy trình sản xuất.

học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM
của Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ
trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học
và trung học cho đến bậc sau đại học”. Đây là nghĩa rộng khi nói về giáo dục
STEM. Đó chính là một chiến lược, định hướng giáo dục nhằm thúc đẩy giáo
dục bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học với mục tiêu đào
tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề có liên
quan, nhờ đó nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.
Hai là, giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp. Hoặc là tích hợp
đầy đủ cả bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Giáo dục
STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức
hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh
được áp dụng những kiến thức Khoa học Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào
trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và
các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng
khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Hoặc là tích hợp khuyết, tức là tích
hợp từ hai lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Giáo
16