Sáng kiến kinh nghiệm Dạy học một số chủ đề trong môn Toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM

 SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN
 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
 Đề tài:
DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TRONG MÔN TOÁN LỚP 11
 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 
 LĨNH VỰC: MÔN TOÁN.
 Năm học 2020 - 2021 LỜI CAM ĐOAN
 Năm học 2020 - 2021, tôi viết sáng kiến kinh nghiệm có tên là "Dạy học một 
số chủ đề trong môn toán lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM".
 Tôi cam kết sản phẩm này là của cá nhân tôi tham khảo các tài liệu, tự thiết kế 
các chủ đề và viết SKKN, không sao chép SKKN của người khác để nộp. Nếu nhà 
trường và tổ chuyên môn phát hiện ra tôi sao chép của ai hay có sự tranh chấp về 
quyền sở hữu thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước ban chuyên môn về tính 
trung thực của lời cam đoan này.
 Thanh Chương, ngày 20/3/2021
 Người viết SKKN
 Nguyễn Thị Xuân. MỤC LỤC
Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Lý do chọn đề tài 1
1.2. Mục đích nghiên cứu 1
1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu 1
1.4. Đối tượng nghiên cứu 2
1.5. Kế hoạch nghiên cứu. 2
1.6. Phương pháp nghiên cứu 2
1.7. Điểm mới của đề tài 3
 Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Cơ sở lí luận và thực tiễn 4
2.1.1. Một số vấn đề chung về giáo dục STEM. 4
2.1.2. Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm. 14
2.2. Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 17
theo định hướng giáo dục STEM. 
2.2.1. Mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể môn toán 17
2.2.2. Một số chủ đề môn toán lớp 11 thực hiện dạy học theo định hướng 18
giáo dục STEM
2.2.3. Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong môn toán lớp 11 20
theo định hướng giáo dục STEM.
2. 3. Thực nghiệm sư phạm 44
Phần 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính hiệu quả của một số chủ đề đã 
thiết kế.
 1.4. Đối tượng nghiên cứu
 Thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề môn toán lớp 11 theo định hướng 
giáo dục STEM. 
 1.5. Kế hoạch nghiên cứu
 TT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm
 Tháng 7/2020 - Chọn đề tài SKKN Bản đề cương chi tiết.
 1 đến tháng 
 - Đăng ký với tổ CM
 9/2020
 - Đọc tài liệu - Tập hợp tài liệu lí 
 Từ tháng thuyết.
 2 10/2020 đến - Khảo sát thực trạng.
 - Số liệu khảo sát đã 
 tháng 11 /2020. - Tổng hợp số liệu.
 xử lí.
 Từ tháng - Trao đổi với đồng nghiệp để - Tập hợp ý kiến 
 11/2020 đến đề xuất biện pháp, các sáng đóng góp của đồng 
 3
 đầu tháng kiến. nghiệp.
 3/2021 - Áp dụng thử nghiệm. - Kết quả thử nghiệm.
 - Viết báo cáo. - Bản nháp báo cáo.
 Từ tháng 
 4 12/2020 đến - Xin ý kiến của đồng nghiệp. - Tập hợp ý kiến 
 tháng 02/2021. đóng góp của đồng 
 nghiệp.
 Từ tháng - Hoàn thiện bản báo cáo. - Bản báo cáo chính 
 5 02/2020 đến thức.
 3/2021
 1.6. Phương pháp nghiên cứu: sử dụng phối hợp các phương pháp sau
 - Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết
 + Phương pháp thu thập các nguồn tài liệu lý luận.
 + Phương pháp phân tích, tổng hợp các nguồn tài liệu đã thu thập
 - Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn
 + Điều tra thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trường 
THPT hiện nay.
 2 Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
 2.1.1. Một số vấn đề chung về giáo dục STEM.
 2.1.1.1. Khái niệm STEM
 STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công 
nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng 
khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán 
học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học 
được mô tả bởi chu trình STEM, trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến 
thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế 
công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu 
nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.
 “Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ 
“Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng 
trước thực tiễn với "Công nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy 
phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện 
công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc 
giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược 
lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ 
“Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng 
"Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong chu 
trình STEM, "Science" được hiểu không chỉ là "Kiến thức" thuộc các môn khoa 
học (như Vật lí, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát 
minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu 
STEM không chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm"Quy trình 
kĩ thuật" để sáng tạo ra "Công nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, 
khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà 
cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công 
nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.
 2.1.1.2. Giáo dục STEM.
 Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề 
thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm 
lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp 
giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và 
giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải 
huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá 
trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh 
kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và 
 4 Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động 
sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ 
cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu 
lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự 
phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực 
STEM.
 2.1.1.3. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM 
 a) Một số tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM 
 Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải với 
các GV đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM hay không 
hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần. Điều gì tạo nên sự phân biệt một 
chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác. Điều đầu tiên cần phải khẳng 
định trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một chủ đề 
mang tính tích hợp. Một số tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM là: 
 - Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực. Vận dụng 
kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học 
theo quan điểm STEM. Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn 
đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết các 
vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa 
phương của họ cũng như toàn cầu.
 - Chủ đề STEM phải hướng tới việc HS vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực 
STEM để giải quyết tiêu chí này nhằm đảm bảo theo đúng tinh thần giáo dục 
STEM, qua đó mới phát triển được những năng lực chuyên môn liên quan. 
 - Chủ đề STEM định hướng thực hành định hướng hành động là một đặc điểm 
của quan điểm STEM. Chỉ khi chủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo 
hình thành và phát triển năng lực cho HS. Điều này sẽ giúp HS có được kiến thức 
từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lí thuyết. Bằng cách xây dựng các 
bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ được hiểu sâu về lí thuyết, 
nguyên lí thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp 
HS nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn. HS sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận 
tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có 
thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học này, GV không còn là 
người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để HS tự xây dựng kiến 
thức cho chính mình.
 - Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các HS. Trên thực tế có 
những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân. Tuy nhiên, làm việc theo nhóm 
là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với 
thực tiễn. Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh 
 6 kính, thấu kính hội tụ; tạo được các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Chế tạo 
ống nhòm /kính thiên văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sát được vật ở xa với 
độ bội giác trong khoảng nào đó; Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa với tiêu 
chí cụ thể của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dưỡng...); Quy trình xử lí dư lượng 
thuốc trừ sâu với tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lí); Quy trình 
trồng rau sạch với tiêu chí cụ thể ("sạch" cái gì so với rau trồng thông thường)...
 Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.
 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và 
kĩ thuật dạy học tích cực với 5 loại hoạt động học. Mỗi hoạt động học được thiết kế 
rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. 
Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở 
nhà và cộng đồng). Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ 
hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học.
 2.1.1.5. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM.
 Mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau:
 Hoạt động 1: Xác định vấn đề
 Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa 
đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với 
các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, 
xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí 
của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản 
phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc 
học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản 
phẩm cần làm.
 - Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu.
 - Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện 
tượng, sản phẩm, công nghệ...Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức 
độ hoàn thành nội dung (Ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; 
đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ).
 - Kỹ thuật tổ chức hoạt động:
 Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản 
phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; 
cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát 
hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ).
 Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
 8