BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trần Thanh Thảo

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM
“TRUYỀN NHIỆT”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH THCS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Trần Thanh Thảo

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM
“TRUYỀN NHIỆT”
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH THCS

Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số

: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Tác giả luận văn

Trần Thanh Thảo


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP STEM
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU TỰ NHIÊN
CỦA HỌC SINH THCS ............................................................................5
1.1. Dạy học định hướng phát triển năng lực...................................................................5
1.1.1. Năng lực là gì? ...............................................................................................5
1.1.2. Dạy học định hướng phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên ...........................7
1.2. Dạy học chủ đề tích hợp STEM ..............................................................................14
1.2.1. Tích hợp là gì? .............................................................................................14
1.2.2. Dạy học tích hợp là gì? ................................................................................15
1.2.3. STEM và quan điểm dạy học tích hợp STEM .............................................23
1.2.4. Chủ đề tích hợp STEM là gì? .......................................................................26
1.2.5. Quy trình xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM ..................27
1.2.6. Tổ chức hoạt động trong dạy học tích hợp STEM .......................................33
1.2.7. Thực trạng nghiên cứu và dạy học tích hợp STEM .....................................33
Tiểu kết chương 1 ........................................................................................................36
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................79
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

STT

Viết tắt

1

Bộ Giáo dục và Đào tạo

Bộ GD – ĐT

2

Dạy học tích hợp

DHTH

3

Đại học Sư phạm

ĐHSP


9

Trung học phổ thơng

THPT

10

Thành phố Hồ Chí Minh

Tp.HCM


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các phẩm chất và năng lực cơ bản.................................................................7
Bảng 1.2. Các tiêu chi chất lượng hành vi của năng lực tìm hiểu tự nhiên ....................8
Bảng 1.3. Các hình thức đánh giá học sinh ..................................................................11
Bảng 1.4. Các phương pháp đánh giá học sinh ............................................................13
Bảng 1.5. Một số cơng cụ đánh giá học sinh ................................................................14
Bảng 2.1. Bảng tóm tắt hoạt động của chủ đề tích hợp STEM “Truyền nhiệt” ...........43
Bảng 2.2. Tiến trình dạy học chủ đề “Nhiệt kế” ..........................................................45
Bảng 2.3. Tiến trình dạy học chủ đề “Đèn kéo quân” ..................................................51
Bảng 2.4. Rubric đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên .................................................56
Bảng 2.5. Rubric đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên thơng qua các hoạt động
cụ thể ............................................................................................................58
Bảng 2.6. Rubric đánh giá sản phẩm “Nhiệt kế”..........................................................60
Bảng 2.7. Rubric đánh giá sản phẩm “Đèn kéo quân” .................................................61
Bảng 2.8. Rubric đánh giá bản thiết kế và bài thuyết trình ..........................................62
Bảng 3.1. Kết quả đánh giá tổng thể năng lực tìm hiểu tự nhiên của các nhóm ..........75
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá tổng thể năng lực tìm hiểu tự nhiên của từng HS ............76

đào tạo”.
 Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09/06/2014 của Chính phủ về “Đổi mới chương
trình giáo dục của các cấp học và trình độ đào tạo”, khuyến khích cá nhân, tổ
chức tham gia biên soạn SGK (sách in và sách điện tử) trên cơ sở chương trình
giáo dục phổ thông đã được Bộ GD – ĐT phê duyệt, sử dụng thống nhất trong
toàn quốc; xây dựng hệ thống ngân hàng bài giảng điện tử để GV và HS tham
khảo trong quá trình dạy và học.
 Nghị quyết số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 của Quốc hội về “Đổi mới
chương trình, SGK giáo dục phổ thông”.
 Quyết định số 404/QĐ-TTg ngày 27/03/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê
duyệt “Đề án đổi mới chương trình, SGK giáo dục phổ thơng”.
Điểm đáng lưu ý của Nghị quyết số 88/2014/QH13 của Quốc hội là: “Từ năm
học 2018 – 2019, bắt đầu triển khai áp dụng chương trình giáo dục phổ thơng và SGK
mới theo hình thức cuốn chiếu đối với cấp tiểu học, THCS và THPT”. Theo dự kiến,
lộ trình triển khai áp dụng chương trình giáo dục phổ thơng và SGK mới như sau:
 Năm học 2018 – 2019: Lớp 1, lớp 6 và lớp 10.
 Năm học 2019 – 2020: Lớp 2, lớp 7 và lớp 11.
 Năm học 2020 – 2021: Lớp 3, lớp 8 và lớp 12.


2
 Năm học 2021 – 2022: Lớp 4, lớp 9.
 Năm học 2022 – 2023: Lớp 5.
Năm học 2018 – 2019 sắp tới, chương trình giáo dục phổ thơng mới sẽ chính
thức áp dụng quan điểm dạy học tích hợp với bộ SGK “mở” chỉ mang tính chất gợi ý
của Bộ GD – ĐT. GV có quyền lựa chọn nội dung, hoặc tự xây dựng giáo án cho mình
dựa theo chuẩn kiến thức, kỹ năng của Bộ; phân phối chương trình linh hoạt do GV
quyết định.
Bên cạnh đó, nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản
toàn diện giáo dục và đào tạo cũng đã xác định mục tiêu cụ thể đối với giáo dục phổ

chương trình dạy học tích hợp theo mục tiêu phát triển năng lực chưa nhiều.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã quyết định tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “Truyền nhiệt” nhằm phát triển năng
lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh THCS”.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp STEM “Truyền nhiệt” ở trường THCS để phát
triển năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh THCS.
3. Giả thuyết khoa học của đề tài
Nếu xây dựng nội dung chủ đề tích hợp STEM “Truyền nhiệt” và sử dụng các
phương pháp, hình thức tổ chức dạy học phù hợp để tổ chức thì sẽ phát triển năng lực
tìm hiểu tự nhiên của học sinh THCS.
4. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Các nội dung kiến thức chủ đề “Truyền nhiệt”.
- Cơ sở lý luận dạy học chủ đề tích hợp STEM.
- Hoạt động dạy học các kiến thức “Truyền nhiệt”.
5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Hoạt động dạy và học chủ đề tích hợp STEM “Truyền nhiệt”.
- Tổ chức thực nghiệm sư phạm tại trường THCS tại Tp.HCM.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
Để đạt được mục đích đề ra, đề tài gồm những nhiệm vụ cơ bản như sau:
- Nghiên cứu nội dung kiến thức về nhiệt lượng và các hình thức truyền nhiệt.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học tích hợp STEM.
- Xây dựng nội dung, tiến trình dạy học chủ đề dạy học tích hợp STEM.
- Xây dựng cơng cụ kiểm tra đánh giá năng lực của học sinh THCS.


4
7. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận:
 Nghiên cứu lý luận về dạy học, dạy học tích hợp.

Theo (Lê Đình Trung & Phan Thị Thanh Hội, 2016), năng lực là “những khả
năng, kỹ xảo học được hay sẵn có của cá nhân nhằm giải quyết các tình huống xác
định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội, … và khả năng vận dụng các cách giải
quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt
bằng những phương tiện, biện pháp, cách thức phù hợp”.
Theo (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2017), năng lực là “thuộc tính cá nhân được
hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và q trình học tập, rèn luyện, cho phép con
người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như
hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành cơng một loại hoạt động nhất định, đạt kết
quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.”.
Phẩm chất là “những tính tốt thể hiện ở thái độ, hành vi ứng xử của con
người.”. Phẩm chất cùng với năng lực tạo nên nhân cách con người.
Schneckenberg và Wildt cho rằng việc hình thành năng lực phải trải qua một
q trình có nhiều giai đoạn, giai đoạn trước là tiền đề cho giai đoạn sau (I.M.
Labhrainn, C.M. Legg, D. Schneckenberg, 2006). Q trình đó có thể được mơ hình
hóa bằng sơ đồ “bậc thang” như sau: (Hình 1.1).
 Bước 1: Thu thập, tiếp nhận thơng tin.
 Bước 2: Xử lý thơng tin để hình thành kiến thức.
 Bước 3: Áp dụng kiến thức vào những bối cảnh cụ thể để hình thành khả năng.


6
 Bước 4: Khả năng kết hợp với thái độ (động cơ, niềm tin, …) để hình thành
hành động có ý nghĩa.
 Bước 5: Hành động có ý nghĩa phù hợp với các tiêu chuẩn nhất định sẽ hình
thành năng lực.
 Để hình thành sự chuyên nghiệp và năng lực nghề nghiệp thì cịn cần kết hợp
thêm một số yếu tố khác:
 Bước 6: Năng lực kết hợp với tính trách nhiệm sẽ dẫn đến sự chuyên nghiệp,
thành thạo.

Hình 1.1. Các bước hình thành năng lực (Đỗ Hương Trà và cộng sự, 2015)
Chương trình giáo dục phổ thơng mới sau năm 2017 sẽ được cấu trúc lại theo
định hướng nhằm hình thành và phát triển cho HS 5 phẩm chất và 10 năng lực chủ yếu
sau: (Bảng 1.1).


7
Bảng 1.1. Các phẩm chất và năng lực cơ bản
Năng lực
Phẩm chất

Năng lực chung

Năng lực chuyên môn

 Yêu nước.

 Năng lực tự chủ và tự học.

 Năng lực ngôn ngữ.

 Nhân ái.

 Năng lực giao tiếp và hợp tác.

 Năng lực tính tốn.

 Chăm chỉ.

 Năng lực giải quyết vấn đề và

1.1.2.2. Đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh THCS
Năng lực tìm hiểu tự nhiên ở cấp THCS thể hiện qua 6 biểu hiện, mỗi biểu
hiện có các mức độ khác nhau. Do đó, để đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên, GV
phải đánh giá đầy đủ cả 6 biểu hiện với các tiêu chí chất lượng hành vi tương ứng
(Bảng 1.2).


8
Bảng 1.2. Các tiêu chi chất lượng hành vi của năng lực tìm hiểu tự nhiên
(Chương trình giáo dục phổ thông “Môn Khoa học Tự nhiên” ban hành kèm theo
Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ GD
– ĐT)
Tiêu chí chất lượng hành vi

Biểu hiện

(Mức độ)

1. Đề xuất vấn đề, đặt câu hỏi Mức 1: Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến
cho vấn đề.

vấn đề nhưng không đề xuất được vấn đề.

+ Nhận ra và đặt được câu hỏi Mức 2: Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến
liên quan đến vấn đề.

vấn đề, đề xuất được vấn đề nhưng khơng thể dùng

+ Phân tích bối cảnh để đề xuất ngơn ngữ của mình để biểu đạt vấn đề đã đề xuất.
được vấn đề nhờ kết nối tri thức Mức 3: Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến



9
Tiêu chí chất lượng hành vi

Biểu hiện

(Mức độ)

3. Lập kế hoạch thực hiện.

Mức 1: Xây dựng được khung logic nội dung nhưng

+ Xây dựng được khung logic không lựa chọn được phương pháp thích hợp và
nội dung tìm hiểu.

khơng lập được kế hoạch triển khai.

+ Lựa chọn được phương pháp Mức 2: Xây dựng được khung logic nội dung, lựa
thích

hợp

(quan

sát,

thực chọn được phương pháp thích hợp nhưng khơng lập

nghiệm, điều tra, phỏng vấn, hồi được kế hoạch triển khai.

giải thích, rút ra được kết luận và đánh giá được kết quả và so sánh được kết quả với
điều chỉnh khi cần thiết.

giả thuyết, giải thích được, rút ra được kết luận
nhưng chưa chính xác.
Mức 4: Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết quả,
đánh giá được kết quả và so sánh được kết quả với
giả thuyết, giải thích được và rút ra được kết luận
một cách chính xác.


10
Tiêu chí chất lượng hành vi

Biểu hiện

(Mức độ)

5. Viết, trình bày báo cáo và thảo Mức 1: Sử dụng được ngơn ngữ, hình vẽ, sơ đồ,
luận.

biểu bảng để biểu đạt q trình và kết quả nhưng

+ Sử dụng được ngơn ngữ, hình khơng viết được báo cáo sau q trình tìm hiểu,
vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt khơng hợp tác, khơng lắng nghe, khơng tơn trọng
q trình và kết quả tìm hiểu.

quan điểm ý kiến đánh giá do người khác đưa ra và

+ Viết được báo cáo sau q khơng thể giải thích, phản biện, bảo vệ kết quả tìm


Biểu hiện

(Mức độ)

6. Ra quyết định và đề xuất ý Mức 1: Không đưa ra được quyết định và không đề
xuất được ý kiến xử lý cho vấn đề đã tìm hiểu.

kiến.

+ Đưa ra được quyết định và đề Mức 2: Đưa ra được quyết định nhưng không đề
xuất ý kiến xử lý cho vấn đề đã xuất được ý kiến xử lý cho vấn đề đã tìm hiểu.
tìm hiểu.

Mức 3: Đưa ra được quyết định, đề xuất được ý
kiến xử lý cho vấn đề đã tìm hiểu nhưng chưa hiệu
quả.
Mức 4: Đưa ra được quyết định và đề xuất được ý
kiến xử lý cho vấn đề đã tìm hiểu một cách hiệu
quả.

1.1.2.3. Một số hình thức, phương pháp và cơng cụ đánh giá học sinh theo
định hướng phát triển năng lực
Để đánh giá năng lực của HS một cách tồn diện và chính xác, GV cần phải lựa
chọn hình thức đánh giá, phương pháp đánh giá cũng như các công cụ đánh giá phù
hợp với đối tượng HS, sĩ số lớp học, các yếu tố khách quan và chủ quan của môi
trường giảng dạy.
Theo (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2015) có các hình thức đánh giá học sinh như sau:
Bảng 1.3. Các hình thức đánh giá học sinh
Hình thức

Hình thức

Định nghĩa
tiến trình làm việc, năng lực của HS.

Đánh

Đặc điểm
tồn tại, thiếu sót của bản thân.

giá Là đánh giá đưa ra nhận xét về mức Đây là cách đánh giá xét lên lớp,

theo chuẩn

độ cao thấp trong năng lực của cá chuyển cấp, xét tốt nghiệp, xét
nhân so với những người khác cùng tuyển đại học của nước ta hiện
làm bài thi, thường được áp dụng nay. Tuy nhiên, cách đánh giá này
cho các kỳ thi đầu vào nên các tiêu tạo nên mối quan hệ căng thẳng
chuẩn có thể khác nhau giữa các năm giữa HS với nhau, làm giảm tính
tùy thuộc vào chất lượng HS thi vào.

hợp tác trong học tập.

Đánh

giá Là đánh giá đưa ra nhận xét về mức Dùng để xác lập mức độ năng lực

theo

tiêu độ cao thấp trong năng lực của cá của một cá nhân, đánh giá được


sản phẩm công việc của các bạn học.

dung mà mình dự kiến sẽ đánh

GV có kết hợp tự đánh giá và đánh giá trong sản phẩm của bạn học.
giá đồng đẳng để điều tiết điểm số tự
đánh giá.
Bên cạnh đó, cịn có nhiều phương pháp đánh giá. Mỗi phương pháp có ưu
điểm và hạn chế khác nhau, tùy vào từng trường hợp mà GV áp dụng cho phù hợp.
Theo (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2015) có các phương pháp đánh giá học sinh như sau:


13
Bảng 1.4. Các phương pháp đánh giá học sinh
Phương

Định nghĩa

pháp

Ưu điểm

Hạn chế

Dùng

Là GV đưa cho HS Giúp GV dễ dàng nắm Áp dụng cho cả lớp mất

lời


ngôn ngữ của mình.

Là HS làm những bài Kiểm tra, đánh giá được Thiếu cơ sở vật chất,

tra thực kiểm tra có tính chất kỹ năng, kỹ xảo về thí thiếu thiết bị thí nghiệm
hành

thực hành như đo đạc, nghiệm và kỹ năng vận và nguồn nhân lực (GV)
làm thí nghiệm, chế dụng kiến thức đã học tham gia kiểm tra đánh
tạo các mơ hình ở trên vào cuộc sống.

giá HS.

lớp, phịng thí nghiệm.
Sau khi đã lựa chọn được hình thức và phương pháp đánh giá, GV sẽ phải xây
dựng công cụ đánh giá tương ứng với nội dung, mục tiêu dạy học cụ thể của từng hoạt
động dạy học.


14
Bảng 1.5. Một số công cụ đánh giá học sinh
Công cụ

Định nghĩa

Ưu điểm

Hạn chế



Là việc đánh giá thường GV có thể đánh giá Khó có thể quan sát để

chép

xun thơng qua quan sát trực tiếp HS khi đánh giá được tất cả

ngắn

HS trong lớp học.

Thẻ

Là đánh giá kiến thức của GV có thể đánh giá Kiểm tra thường xuyên

kiểm tra

HS trước, trong và sau mỗi sự tiến bộ của HS ảnh hưởng đến tâm lý
bài học, sau mỗi chủ đề.

Tập san

học tập trên lớp.

sau mỗi bài học.

HS trong lớp.

học tập của HS.


học tập, nghiên cứu thuộc các lĩnh vực khoa học khác nhau” xung quanh một chủ đề
(Bùi Hiền, 2001).
Trong tiếng Anh, tích hợp được viết là “integration” có nguồn gốc từ tiếng La
tinh, có nghĩa là xác lập lại cái chung, cái toàn thể, cái thống nhất trên cơ sở những bộ
phận riêng lẻ. Nên tích hợp có thể được hiểu là sự phối hợp các hoạt động khác nhau,
các thành phần khác nhau của một hệ thống để bảo đảm sự hài hòa chức năng và mục
tiêu hoạt động của hệ thống ấy.
Vì thế, trong dạy học, tích hợp có thể định nghĩa là sự liên kết các đối tượng
giảng dạy, nội dung học tập khác nhau vào cùng một kế hoạch giảng dạy mà vẫn bảo
đảm sự đồng bộ, hài hòa, trọn vẹn của hệ thống dạy học nhằm đạt mục tiêu giáo dục
tốt hơn.
1.2.2. Dạy học tích hợp là gì?
1.2.2.1. Khái niệm
Tháng 09/1968, “Hội nghị tích hợp việc giảng dạy các khoa học” đã được Hội
đồng Liên quốc gia về giảng dạy khoa học tổ chức tại Varna (Bungari), với sự bảo trợ
của UNESCO. Theo đó, DHTH được UNESCO định nghĩa như sau: “Một cách trình
bày các khái niệm và nguyên lý khoa học cho phép diễn đạt sự thống nhất cơ bản của
tư tưởng khoa học, tránh nhấn quá mạnh hoặc quá sớm sự sai khác giữa các lĩnh vực
khoa học khác nhau” (Trần Bá Hoành, 2006). Định nghĩa của UNESCO nhấn mạnh
quan điểm cần giảm thiểu việc tách riêng các kiến thức, các lĩnh vực khoa học khác
nhau. Quá trình DHTH bao gồm những hoạt động tích hợp, xuất phát từ những tình
huống thực tế, tạo cơ hội để HS biết cách phối hợp các kiến thức, kỹ năng và thao tác
một cách có hệ thống, từ đó hình thành những năng lực ở trình độ cao, đáp ứng yêu
cầu của xã hội. Nói một cách khác, DHTH là hướng dẫn, định hướng cho HS cách sử


16
dụng kiến thức, kỹ năng của mình để giải quyết và ứng dụng trong những tình huống
cụ thể, với mục đích phát triển năng lực người học.
Theo Xavier Roegiers, “Lý thuyết sư phạm tích hợp là một quan niệm về q