Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục stem trong môn toán lớp 5

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ THỊ MINH TÂM

XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

TRONG MÔN TOÁN LỚP 5

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

ĐÀ NẴNG – 2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ THỊ MINH TÂM

XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

TRONG MÔN TOÁN LỚP 5

Chuyên ngành: Giáo dục học (Giáo dục Tiểu học)

Mã số: 8140101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Nguyễn Thanh Hưng

ĐÀ NẴNG – 2022

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT.......................................................... viii

DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................ix

DANH MỤC BIỂU ĐỒ ..................................................................................................x

MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1

1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................................1

2. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................2

3. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................3

4. Giả thuyết khoa học.....................................................................................................3

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................3

5.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................................3

5.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................3

6. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................3

6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận...............................................................................3

6.2. Phương pháp điều tra, quan sát ................................................................................4

6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .........................................................................4

6.4. Phương pháp thống kê toán học ..................................................................................4

7. Đóng góp của đề tài.....................................................................................................4

8. Cấu trúc của luận văn ..................................................................................................4

Chương 1 .........................................................................................................................6

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................................................6

1.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài...................................................................................6

1.2. Các nghiên cứu trong nước.......................................................................................9

1.3. Kết luận chương 1 ..................................................................................................14

Chương 2 .......................................................................................................................15

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.......................................................15

2.1. Đặc điểm nhận thức của học sinh lớp 5..................................................................15

2.1.1. Tri giác.................................................................................................................15

2.1.2. Chú ý...................................................................................................................16

2.1.3. Trí nhớ .................................................................................................................16

2.1.4. Tư duy..................................................................................................................17

2.1.5. Tưởng tượng ........................................................................................................17

2.1.6. Ngôn ngữ và sự phát triển nhận thức của học sinh tiểu học................................18

2.2. Phân tích chương trình môn toán lớp 5 theo định hướng giáo dục STEM ............20

2.2.1. Chương trình môn toán lớp 5 hiện hành..............................................................20

2.2.2. Chương trình môn toán lớp 5 theo Chương trình 2018.......................................22

2.2.3. Bổ sung Chương trình môn toán lớp 5 hiện hành theo Chương trình 2018........29

2.3. Nội dung dạy học các môn học .............................................................................32

vi

2.3.1. Chương trình môn Khoa học lớp 4,5...................................................................32

2.3.2. Chương trình môn công nghệ..............................................................................33

2.3.4. Chương trình môn Thủ công, Kĩ thuật ................................................................35

2.4. Dạy học tích hợp.....................................................................................................35

2.5. Giáo dục STEM......................................................................................................37

2.5.1. Khái niệm về giáo dục STEM .............................................................................37

2.5.2. Đặc điểm của giáo dục STEM.............................................................................40

2.5.3. Các hình thức tổ chức giáo dục STEM ...............................................................41

2.5.4. Mối liên hệ giữa môn Toán với môn Khoa học, Kĩ thuât, Công nghệ................42

2.6. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM.............................................................47

2.6.1. Chủ đề STEM......................................................................................................47

2.6.2. Phân loại chủ đề STEM.......................................................................................47

2.6.3. Một số tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM ...............................................48

2.7. Quy trình thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM ..............50

2.8. Tiêu chí đánh giá hứng thú học tập của học sinh ...................................................53

2.8.1. Khái niệm về hứng thú ........................................................................................53

2.8.2. Một số tiêu chí đánh giá hứng thú học tập của học sinh .....................................54

2.9. Một số yếu tố ảnh hưởng việc xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng

giáo dục STEM trong môn Toán ...................................................................................54

2.10. Kết luận chương 2 ................................................................................................55

Chương 3 .......................................................................................................................56

CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................................56

3.1. Mục đích khảo sát thực trạng .................................................................................56

3.1.1. Đối với học sinh ..................................................................................................56

3.1.2. Đối với giáo viên .................................................................................................56

3.2. Nội dung khảo sát thực trạng..................................................................................56

3.2.1. Nội dung khảo sát học sinh .................................................................................56

3.2.2. Nội dung khảo sát giáo viên ................................................................................56

3.3. Tổ chức khảo sát thực trạng ...................................................................................56

3.4. Phân tích kết quả khảo sát thực trạng.....................................................................57

3.4. 1. Kết quả khảo sát đối với giáo viên .....................................................................57

3.4.2. Kết quả khảo sát đối với học sinh........................................................................59

3.5. Kết luận chương 3 ..................................................................................................61

Chương 4 .......................................................................................................................63

XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TOÁN LỚP 5.......................................63

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM..................................................................63

4.1. Một số nguyên tắc để xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM

trong môn toán lớp 5 .....................................................................................................63

4.1.1. Đảm bảo đặc trưng của hoạt động STEM ...........................................................63

4.1.2. Đảm bảo phù hợp đặc trưng môn học .................................................................63

vii

4.1.3. Đảm bảo tính liên môn trong giáo dục STEM ....................................................63

4.1.4. Đảm bảo phù hợp đặc điểm nhận thức và tâm lí học sinh Tiểu học ...................63

4.1.5. Nguyên tắc phù hợp thực tiễn dạy học ở trường Tiểu học ..................................64

4.2. Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn toán

lớp 5 ...............................................................................................................................64

4.2.1. Chủ đề 1: Thiết kế ngôi nhà điện phát sáng .............................................................64

4.2.2. Chủ đề 2: Hình trụ xung quanh em - Thiết kế thiên đăng hình trụ..............................70

4.2.3. Chủ đề 3: Thiết kế đồng hồ mặt trời.........................................................................76

4.2.4. Chủ đề 4: Toán học và các vật liệu xung quanh em - Hình học và đo lường...............83

4.3. Kết luận chương 4 ..................................................................................................87

Chương 5 .......................................................................................................................88

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................................................88

5.1. Mục đích thực nghiệm............................................................................................88

5.2. Nội dung thực nghiệm............................................................................................88

5.3. Tổ chức thực nghiệm..............................................................................................88

5.3.1. Hình thức thực nghiệm........................................................................................88

5.3.2. Thời gian và địa điểm thực nghiệm.....................................................................89

5.4. Phân tích kết quả sau khi thực nghiệm...................................................................89

5.4.1. Kết quả đánh giá định lượng ...............................................................................89

5.4.2. Kết quả đánh giá định tính...................................................................................92

5.5. Kết luận chương 5 ..................................................................................................92

KẾT LUẬN ...................................................................................................................93

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................94

PHỤ LỤC ...................................................................................................................PL1

viii

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

GV Giáo viên

HS Học sinh

DH Dạy học

PPDH Phương pháp dạy học

ĐT Đào tạo

GD Giáo dục

GD và ĐT Giáo dục và Đào tạo

GDPT Giáo dục phổ thông

THCS Trung học cơ sở

THPT Trung học phổ thông

GQVĐ Giải quyết vấn đề

NL Năng lực

NL GQVĐ và ST Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

STEM Science, Technology, Engineering, Mathematics

HĐ Hoạt động

ix

DANH MỤC BẢNG

Số hiệu

bảng

Tên bảng Trang

2.1 Nội dung chương trình 2018 môn Toán lớp 5 29

2.2 Mối quan hệ giữa Khoa học và Công nghệ 43

2.3 Mối quan hệ giữa Công nghệ và Kĩ thuật. 45

2.4 Mối quan hệ giữa Công nghệ và Toán học 46

2.5 Nội dung chương trình môn Khoa học lớp 4, 5 33

2.6 Nội dung chương trình môn Công nghệ lớp 3, 4, 5 34

5.1 Kết quả điều tra tự đánh giá mức độ các hành vi của HS 91

5.2 Kết quả điều tra mức độ đồng tình của HS 92

x

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Số hiệu

biểu đồ Tên biểu đồ Trang

3.1 Mức độ nhận thức của GV về GD STEM 58

3.2

Quan điểm của GV về Mức độ cần thiết DH theo định

hướng GD STEM ở tiểu học 58

3.3 Tần suất áp dụng GD STEM trong DH của GV 59

3.4 Quan điểm của GV về những khó khăn khi GD STEM 60

3.5 Về bài toán thực tế trong sách giáo khoa của HS 60

3.6

Tần suất áp dụng thực hành thí nghiệm của GV trong DH

Toán

61

3.7 Biểu đồ về hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS 61

3.8

Hứng thú của HS khi được sử dụng bài toán để GQVĐ

trong thực tế

62

5.1 Kết quả bài kiểm tra sau thực nghiệm 90

1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Ngày nay, khoa học giáo dục (GD) phát triển đòi hỏi đào tạo (ĐT) con

người đáp ứng với sự phát triển của xã hội. Trước quy luật tất yếu và sự phát

triển như vũ bão của khoa học công nghệ, Việt Nam phải đổi mới GD để ĐT con

người phát triển toàn diện, nhân cách, phẩm chất và năng lực (NL) của công

dân, có khả năng ứng phó với những hoàn cảnh khác nhau trong cuộc sống.

Nghị quyết 29-BCHTW, thực hiện đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và

Đào tạo (GD và ĐT) chỉ ra đổi mới phương pháp dạy học (PPDH), hình thức tổ

chức dạy học (DH) để chuyển từ chủ yếu quan tâm đến việc cung cấp kiến thức

sang việc quan tâm hình thành, phát triển các NL, phẩm chất người học, phát

huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh (HS), tăng cường kĩ năng thực

hành,...

DH tích hợp là một trong những nội dung quan trọng để thực hiện tinh thần

đổi mới căn bản và toàn diện nền GD, giúp HS vận dụng kiến thức, kĩ năng

thuộc nhiều môn học khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, đời

sống; thông qua đó hình thành và phát triển được những NL cần thiết, nhất là

NL giải quyết vấn đề (GQVĐ) trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống. Điều

đó cũng có nghĩa là đảm bảo để mỗi HS biết cách vận dụng kiến thức học được

trong nhà trường vào các hoàn cảnh mới lạ, khó khăn, bất ngờ, qua đó trở thành

một người công dân có trách nhiệm, một người lao động có NL.

Giáo dục STEM (Science - Khoa học, Technology - Công nghệ, Engineering

- kĩ thuật và Mathematics -Toán học) là một trong những định hướng GD tích

hợp, đề cao tính thực tiễn, trải nghiệm thực hành, kích thích tư duy sáng tạo của

HS, khơi dậy hứng thú học tập cũng sự tìm tòi, khám phá của HS tiểu học. Hơn

nữa DH theo định hướng GD STEM đáp ứng tinh thần đổi mới chương trình

Giáo dục phổ thông (GDPT) theo định hướng phát triển NL cũng phù hợp với

đặc điểm của môn Toán 2018: “Môn Toán ở trường phổ thông góp phần hình

thành và phát triển các phẩm chất chủ yếu, năng lực chung và năng lực toán

2

học cho học sinh; phát triển kiến thức, kĩ năng then chốt và tạo cơ hội để học

sinh được trải nghiệm, vận dụng toán học vào thực tiễn; tạo lập sự kết nối giữa

các ý tưởng toán học, giữa Toán học với thực tiễn, giữa Toán học với các môn

học và hoạt động giáo dục khác, đặc biệt với các môn Khoa học, Khoa học tự

nhiên, Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học để thực hiện giáo dục

STEM” [5].

GD STEM được nhiều quốc gia áp dụng trong các lần cải cách GD để tăng

hứng thú và niềm đam mê khoa học cho HS. Trong GDPT 2018, Việt Nam triển

khai DH theo định hướng STEM ở các cấp học là phù hợp với xu thế quốc tế

hoá, toàn cầu hoá. Hiện nay, DH theo định hướng GD STEM được đẩy mạnh

triển khai trong các trường học ở các cấp trung học cơ sở (THCS), trung học phổ

thông (THPT) nhưng vẫn còn khá mới và khó thực hiện, đặc biệt là ở tiểu học.

Trong chương trình môn Toán lớp 5 theo chương trình 2018 có những điểm

mới về cấu trúc chương trình có giảm các tiết ôn tập cuối năm để bổ sung các

tiết DH tích hợp, DH theo định hướng GD STEM theo các chủ đề thông qua

hoạt động trải nghiệm, hoạt động ngoại khoá, … để giúp HS phát triển các NL

toán học đồng thời vận dụng các kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề

liên quan đến thực tế, khơi dậy hứng thú học tập, phát triển tư duy sáng tạo và

niềm đam mê khoa học cho HS tiểu học.

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: ‘‘Xây dựng một số

chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn Toán lớp 5” để

nghiên cứu.

2. Mục đích nghiên cứu

Xây dựng được bốn chủ đề DH theo định hướng GD STEM trong môn

Toán lớp 5 nhằm tạo sự hứng thú học tập cho HS góp phần nâng cao chất lượng

DH môn Toán ở tiểu học nói chung, môn Toán lớp 5 nói riêng.

3

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận về DH phát triển NL, phẩm chất cho HS về DH

tích hợp, về GD STEM.

Nghiên cứu thực trạng DH môn Toán theo định hướng GD STEM ở tiểu

học.

Xây dựng bốn chủ đề DH trong Toán lớp 5 theo định hướng GD STEM.

Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả và khả thi của một

số chủ đề đã xây dựng.

4. Giả thuyết khoa học

Trên cơ sở lí luận và thực tiễn, nếu xây dựng được một số chủ đề DH theo

định hướng GD STEM trong môn Toán lớp 5 thì sẽ tạo sự hứng thú trong học

tập cho HS.

5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5.1. Đối tượng nghiên cứu

Quy trình thiết kế các chủ đề DH theo định hướng GD STEM ở trường tiểu

học.

5.2. Phạm vi nghiên cứu

Xây dựng 04 chủ đề DH theo định hướng GD STEM trong môn Toán lớp

5, các chủ đề này được kiểm tra tính khả thi tại trường Tiểu học Võ Thị Sáu, Q.

Hải Châu, TP. Đà Nẵng, năm học 2021 - 2022.

6. Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết những nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài sử dụng những phương

pháp nghiên cứu sau:

6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận

Thu thập, phân tích, tổng hợp một số tài liệu về GD học môn Toán, tâm lí

học lứa tuổi, tài liệu tập huấn chương trình GDPT 2018, các sách báo, các bài viết

khoa học, các công trình nghiên cứu và các vấn đề liên quan đến DH theo định

hướng GD STEM.