Báo cáo Sáng kiến Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học STEM, hoạt động giáo dục môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật lý tại trường PTDTBT TH&THCS Trà Ka

 thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân.
Giải pháp 3: Thiết kế cấu trúc dạy học STEM, hoạt động giáo dục theo quy trình thiết kế kĩ thuật.
Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện các hoạt động:
Xác định vấn đề
Nghiên cứu kiến thức nền
Đề xuất các giải pháp/thiết kế
Lựa chọn giải pháp/thiết kế
Chế tạo mô hình (nguyên mẫu)
Thử nghiệm và đánh giá
Chia sẻ và thảo luận
Điều chỉnh thiết kế.
Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể hiện qua 5 hoạt động chính:
Hoạt động 1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo).
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế.
Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế.
Hoạt động 4: Chế tạo mô hình/thiết bị... theo phương án thiết kế (đã được cải tiến theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá.
Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm được chế tạo; điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa vào nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được kiến thức mới trong chương trình giáo dục.
Giải pháp 4: Hình thức tổ chức bài học STEM, hoạt động giáo dục lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo.
Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả giáo viên dạy học theo STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh.
Các dự án, sản phẩm học tập thường được thực hiện theo nhóm, trong đó có sự cộng tác làm việc và sự phân công công việc giữa các thành viên trong nhóm.
Giải pháp 5: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề để làm cơ sơ đánh giá sản phẩm, dự án, thực hành, thực nghiệm bài học STEM.
Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. Ví dụ như: 
- Chế tạo thuyền vận chuyển: Bài Lực đẩy Archimes (KHN 8) với tiêu chí đánh giá là trọng lượng, sự nổi của thuyền. 
- Nam châm điện: Bài Sự nhiễm từ của sắt, thép. Nam châm điện. (Vật lí 9) với tiêu chí đánh giá là lực hút của nam châm điện.
- Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa (KHN 6) với tiêu chí cụ thể của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dưỡng...) 
- Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu (Công nghệ 7) với tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lí). 
- Quy trình trồng rau sạch (Công nghệ 6) với tiêu chí cụ thể ("sạch" cái gì so với rau trồng thông thường)
Các tiêu chí cũng phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của học sinh chứ không nên chỉ tập trung đánh giá sản phẩm vật chất. 
Ví dụ minh hoạ dạy học theo phương pháp STEM (Phụ lục 1)
Sản phẩm STEM
Tên bài học áp dụng
- Chế tạo nhạc cụ bằng vật liệu tái chế
Bài 12. Sóng âm (KHTN 7)
- Nam châm điện
Bài 25. Sự nhiễm từ của sắt, thép. Nam châm điện. (Vật lí 9)
- Đồng hồ năng lượng Mặt Trời
- Xe chạy bằng dây chun
Bài 7. Đo thời gian (KHTN 6)
Bài 40. Lực là gì (KHTN 6)
- Chế tạo thuyền vận chuyển.
Bài 17. Lực đẩy Archimedes (KHTN 8)
- Guồng nước thiên nhiên
Truyền và biến đổi chuyển động (Công nghệ 8)
Ví dụ minh hoạ về dạy học theo hoạt động giáo dục (Phụ lục 2)
Hoạt động giáo dục
Môn học
Số tiết
Thời gian
Bữa cơm yêu thương
Công nghệ 6
2
Tuần 23,24
Dự án Vườn rau xanh
Công nghệ 7
3
Tuần 11,12,13
Chúng em là nhà sinh học
KHTN 6
2
Tuần 16
Thực hành xác định Khối lượng riêng
KHTN 8
2
Tuần 3,4
Gia công chi tiết bằng dụng cụ cơ khí cầm tay
Công nghệ 8
2
Tuần 13,14
* Bước 3: Thực hiện khảo sát sau khi áp dụng các giải pháp
Sau khi áp dụng các giải pháp vào trong dạy học theo phương pháp giáo dục STEM, hoạt động giáo dục, chúng tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra với mục đích thu thập thông tin, phân tích sự hiệu quả khi áp dụng giải pháp.
PHIẾU KHẢO SÁT
Câu 1. Hãy đánh dấu (X) vào mức độ thể hiện sự hứng thú học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý của em?
Nội dung khảo sát
Mức độ
Sự hứng thú học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý ở em thuộc mức nào?
Rất hứng thú
Hứng thú
Bình thường
Không hứng thú




Câu 2. Vì sao em lại thích môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý? Em có thể đánh dấu (X) vào nhiều phương án trả lời.
Phương án trả lời
Đánh dấu (X)
Thầy (cô) dạy sinh động, dễ hiểu, hấp dẫn

Có nhiều vấn đề liên quan thực tế

Được tham gia thực hiện các sản phẩm 

Được làm thí nghiệm

Câu 3. Em có thích học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật lý theo phương pháp nào trên lớp? Em hãy đánh dấu (X) vào phương án trả lời em cho là đúng nhất.
Phương án trả lời
Đánh dấu (X)
Phương pháp dạy học Stem, hoạt động giáo dục.

Trả lời vấn đáp với thầy (cô) giáo.

Trình bày hiểu biết của em về nội dung bài học trước khi thầy cô hướng dẫn học tập.

2.2. Phân tích tình trạng của giải pháp đã biết 
Phương pháp dạy học theo giáo dục STEM, hoạt động giáo dục là phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, trong đó học sinh được tổ chức tham gia học tập một cách tích cực, chủ động và biết vận dụng kiến thức vừa học để giải quyết vấn đề đặt ra, thông qua đó góp phần hình thành phẩm chất năng lực cho học sinh. Chúng tôi nhận thấy dạy học theo giáo dục STEM, hoạt động giáo dục giúp ở mỗi học sinh phát triển toàn diện như: tính tích cực, tính tự giác, tính chủ động và sáng tạo. Tuy nhiên, qua thực tế giảng dạy phương pháp dạy học STEM và hoạt động giáo dục tại trường PTDTBT TH&THCS Trà Ka, chúng tôi đã gặp những khó khăn như sau:
- Việc đổi mới phương pháp dạy học của giáo viên, đặc biệt là để đáp ứng CTGDPT 2018 còn hạn chế, việc xây dựng kế hoạch bài dạy có tiết STEM và hoạt động giáo dục chưa đạt hiệu quả cao.
- Số lượng chủ đề STEM, hoạt động giáo dục được xác định còn hạn chế trong phân phối chương trình môn học trong nhà trường.
- Đối tượng học sinh là người dân tộc thiểu số, đời sống còn khó khăn, nên mức độ nhận thức cũng như sự đầu tư cho học tập chưa cao nên khi áp dụng phương pháp dạy học STEM, hoạt động giáo dục gặp không ít khó khăn, đặc biệt là các em hay rụt rè, khả năng hoạt động tập thể, thuyết trình trước đám đông còn hạn chế.
- Trình độ năng lực học sinh có giới hạn, nên khả năng vận dụng kiến thức liên hệ thực tế, khả năng tư duy độc lập, tự chủ, tự nghiên cứu trong học tập chưa cao.
- Khi thiết kế hoạt động học tập đòi hỏi công phu, mất nhiều thời gian dẫn đến việc tổ chức dạy học theo STEM, hoạt động giáo dục cho học sinh chưa đạt được hứng thú, kích thích sự khám phá trong học tập như mong muốn của giáo viên.
- Còn hạn chế trong việc triển khai đa dạng hình thức kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển năng lực, phẩm chất người học, đặc biệt là đánh giá qua sản phẩm, dự án, thực hành, thực nghiệm theo bài học STEM.
Chúng tôi cũng đã tiến hành khảo sát sự hứng thú, yêu thích phương pháp dạy học STEM, hoạt động giáo dục đối với 68 học sinh (34 HS lớp 7, 34 HS lớp 8) vào tháng 9/2023 tại trường PTDTBT TH&THCS Trà Ka và kết quả như sau:
Câu
Nội dung
Kết quả khảo sát
Số lượng
Tỉ lệ %
1
Sự hứng thú học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý ở em thuộc mức nào?
Rất hứng thú
6
8,82
Hứng thú
15
22,06
Bình thường
37
54,41
Không hứng thú
10
14,71
2
Vì sao em thích học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý?
Thầy (cô) dạy sinh động, dễ hiểu, hấp dẫn
27
42,18
Có nhiều vấn đề liên quan thực tế
23
33,82
Được tham gia thực hiện các sản phẩm 
27
39,7
Được làm thí nghiệm
18
28,13
3
Em thích học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật lý theo phương pháp nào trên lớp?
Phương pháp dạy học Stem, hoạt động giáo dục.
21
30,88
Trả lời vấn đáp với thầy (cô) giáo.
21
30,88
Trình bày hiểu biết của em về nội dung bài học trước khi thầy cô hướng dẫn học tập.
24
38,24
 Từ những số liệu trên cho thấy rằng tỉ lệ học sinh hứng thú và yêu thích môn học còn tương đối thấp, chỉ 42,18% học sinh cho biết thầy (cô) dạy sinh động, dễ hiểu hay chỉ 39,7% học sinh thích tiết học vì được tham gia thực hiện các sản phẩm. 
Theo chúng tôi, điều này có thể giải thích là do giáo viên chưa xây dựng được những giải pháp phù hợp với nội dung kiến thức và đối tượng học sinh trong quá trình áp dụng phương pháp dạy học STEM, hoạt động giáo dục.
2.3. Nội dung đã cải tiến, sáng tạo để khắc phục những nhược điểm hiện tại:
- Trình độ năng lực học sinh có giới hạn, khả năng vận dụng kiến thức liên hệ thực tế còn hạn chế, nên các giải pháp phù hợp đối với người đồng bào dân tộc thiểu số.
- Hình thức tổ chức bài học STEM, hoạt động giáo dục lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo.
- Học sinh được tham gia chọn đề tài, nội dung học tập phù hợp với khả năng và hứng thú cá nhân. Mọi học sinh đều phải hoạt động, chủ động thể hiện quyền lợi và trách nhiệm cá nhân đối với tập thể.
- Giáo viên linh hoạt trong tiết dạy, giúp học sinh hình thành khả năng năng tư duy độc lập, tự chủ trong dạy học.
2.4. Khả năng áp dụng của sáng kiến:
- Các giải pháp đơn giản, dễ hiểu, dễ thực hiện, hấp dẫn, giúp tương tác giữa giáo viên với học sinh tạo cảm giác thoải mái.
- Nâng cao khả năng tiếp cận của học sinh với sản phẩm thực tế qua bài học gây tò mò, muốn tìm hiểu ở học sinh.
- Thực tiễn nhà trường hiện nay cơ sở vật chất phục vụ cho dạy học còn hạn chế, đối tượng học sinh là người đồng bào thiểu số, vì vậy việc thực hiện các giải pháp vào trong các tiết dạy là rất phù hợp.
- Áp dụng sáng kiến trong giờ học môn KHTN, Vật lý, Sinh học, Công nghệ tại trường PTDTBT TH&THCS Trà Ka. Ngoài ra, còn có thể áp dụng đối với các bộ môn khác như Toán, Tin, . và mở rộng áp dụng cho các trường trên địa bàn huyện Bắc Trà My, đặc biệt là các trường miền núi.
2.5. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý tổ chức, cá nhân đã tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể cả áp dụng thử (nếu có).
Qua thực tế dạy học của bản thân, chúng tôi nhận thấy ở các em có sự hứng thú với các môn KHTN, Công nghệ, Sinh học và Vật lý đem lại hiệu quả cao trong học tập. Cũng như thông qua quá trình khảo sát sau khi áp dụng sáng kiến, chúng tôi đã thu được kết quả khi thực hiện khảo sát tổng 66 học sinh (32 học sinh lớp 7 và 34 em học sinh lớp 8) tại trường PTDTBT TH&THCS Trà Ka vào tháng 3/2023 như sau:
Câu
Nội dung
Trước thực nghiệm
Sau thực nghiệm
Số lượng
Tỉ lệ %
Số lượng
Tỉ lệ %
1
Sự hứng thú học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý ở em thuộc mức nào?
Rất hứng thú
6
8,82
21
31,82
Hứng thú
15
22,06
35
53,03
Bình thường
37
54,41
8
12,12
Không hứng thú
10
14,71
2
3,03
2
Vì sao em thích học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật Lý?
Thầy (cô) dạy sinh động, dễ hiểu, hấp dẫn
27
42,18
56
84,85
Có nhiều vấn đề liên quan thực tế
23
33,82
49
74,24
Được tham gia thực hiện các sản phẩm 
27
39,7
68
100
Được làm thí nghiệm
18
27,27
27
40,91
3
Em thích học môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật lý theo phương pháp nào trên lớp?
Phương pháp dạy học Stem, hoạt động giáo dục.
21
30,88
49
74,24
Trả lời vấn đáp với thầy (cô) giáo.
21
30,88
10
15,15
Trình bày hiểu biết của em về nội dung bài học trước khi thầy cô hướng dẫn học tập.
24
38,24
7
10,61
Phân tích kết quả khảo sát
Biểu đồ so sánh trước và sau thực nghiệm sự hứng thú của học sinh
Qua khảo sát ta thấy số lượng học sinh hứng thú môn học KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật lý đã tăng lên, từ 20,06% trước thực nghiệm lên 53,03% sau thực nghiệm, còn học sinh không hứng thú 14,71% trước thực nghiệm lên 3,03% sau thực nghiệm.
Qua thực nghiệm cho thấy rằng khi thầy cô áp dụng các giải pháp vào dạy học thì tiết học STEM, hoạt động giáo dục trở nên sôi động, hấp dẫn, dễ hiểu, học sinh hứng thú, tăng sự tương tác giữa học sinh và thực tiễn, thể hiện sự yêu thích môn học. Học sinh phát huy được khả năng độc lập, năng lực gải quyết vấn đề và vận dụng kiến thức vào thực tiễn, từ bài học các học sinh tạo ra những sản phẩm có giá trị thực tế. Thu hút được những học sinh thường vắng học, thụ động trong các tiết học tham gia hoạt động nhiều hơn, kết quả duy trì sĩ số học sinh tốt hơn.
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng tôi thu được kết quả khả quan nhất định trong các hội thi do các cấp tổ chức:
- Năm học 2022-2023: 
+ Ngày hội STEM cấp trường: Được nhà trường chọn 3/4 sản phẩm tham gia cấp huyện gồm 1 sản phẩm môn KHTN 7 (thuộc lĩnh vực Vật lý), 1 sản phẩm môn Vật lý, 1 sản phẩm môn Công nghệ.
+ Ngày hội STEM cấp huyện đạt: 1 giải khuyến khích Vật lý, 1 giải ba Công nghệ.
+ Tham gia Cuộc thi Trưng bày sản phẩm dạy học STEM cấp tỉnh: 1 giải khuyến khích.
- Năm học 2023-2024: Được nhà trường chọn 4/4 sản phẩm tham gia STEM cấp huyện 2 sản phẩm môn KHTN 6,8 (thuộc lĩnh vực Sinh và Vật lý), 1 sản phẩm môn Vật lý, 1 sản phẩm môn Công nghệ.
Góp phần nâng cao chất lượng bộ môn: Tỉ lệ chất lượng môn KHTN, Công nghệ, Sinh học, Vật lý cuối năm 2022-2023 đều đạt trung bình 92% trở lên.
Link minh chứng phụ lục và hình ảnh, video sáng kiến thực hiện tại trường PDTDTBT TH&THCS Trà Ka: 
https://drive.google.com/drive/folders/1J2JwgDy0H6VRZk8vMzyW-x2K-0aFkKWP?usp=sharing
https://docs.google.com/document/d/16yVjPgWYnDrAMPYLdZMVTRqpWyXXlRVR/edit?usp=sharing&ouid=112285771111415519849&rtpof=true&sd=true
Link minh chứng hình ảnh, video áp dụng thử sáng kiến tại trường PTDTBT THCS Nguyễn Bỉnh Khiêm, THCS Nguyễn Văn Trỗi:
https://drive.google.com/drive/folders/1k7K96JdaRSU-2JU8eYqZmtKegg3tH2uz?usp=sharing
3. Những thông tin cần được bảo mật - nếu có: Không
4. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:
Khi vận dụng biện pháp vào trong dạy học tại trường PTDTBT TH&THCS Trà Ka, thiết bị mà chúng tôi sử dụng gồm (bảng đen, phấn, giấy A0, bút màu, ), các vật liệu làm sản phẩm dạy học sẽ được lựa chọn từ các vật liệu tái chế, dễ tìm kiếm, gắn liền với đời sống của các em. Ngoài ra các em còn sử dụng mạng internet để tìm kiếm thông tin bài học, thuận tiện cho sự tương tác giữa giáo viên và học sinh. Việc kết hợp hài hoà giữa các thiết bị dạy học sẽ giúp cho tiết học và các sản phẩm STEM đạt hiệu quả cao nhất.	
5. Danh sách những thành viên đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng kiến lần đầu:
TT
Họ và tên
Ngày, tháng, năm sinh
Nơi công tác
Chức danh
Trình độ chuyên môn
Nội dung công việc hỗ trợ
2
Đỗ Thanh Hoàng
20/01/1990
Trường PTDTBT Nguyễn Bỉnh Khiêm
Phó hiệu trưởng
Thạc sĩ lí luận phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
Áp dụng thử sáng kiến
3
Phạm Thị Thu Lệ
07/12/1983
Trường THCS Nguyễn Văn Trỗi
Giáo viên
Đại học sư phạm Vật lí
Áp dụng thử sáng kiến