Học sinh được khám phá và học hỏi theo những cách thực hành thú vị.

Với mong muốn nuôi dưỡng trí tò mò và giúp học sinh được trải nghiệm khoa học, học đi đôi với hành, năm học 2023-2024, Alaska Academy chính thức triển khai giảng dạy môn Khoa học theo phương pháp giáo dục STEM, sử dụng Giáo trình Inspire Science của NXB McGraw Hill. 

Inspire Science giúp học sinh xây dựng các năng lực và kỹ năng bằng cách trao quyền cho các em khám phá và học hỏi từ các hiện tượng tự nhiên kỳ thú trên thế giới theo những cách thực hành thú vị. Inspire Science được thiết kế để: 

✍️ Thúc đẩy sự tò mò bẩm sinh, qua đó nâng cao tư duy phản biện.

🔮 Tạo điều kiện thực hành khám phá, qua đó hiểu sâu hơn kiến thức.

🔭  Khuyến khích giải quyết vấn đề, qua đó truyền cảm hứng cho tư duy sáng tạo.

Alaska Academy xin được giới thiệu những đặc điểm nổi bật của Giáo trình Inspire Science để Quý phụ huynh rõ hơn về những giá trị mà giáo trình này mang lại cho các bạn nhỏ trên hành trình khám phá khoa học.

Inspire Science được thiết kế dựa trên Bộ tiêu chuẩn Khoa học thế hệ mới của Mỹ 

Bộ Tiêu chuẩn Khoa học thế hệ mới (Next Generation Science Standards – NGSS), có ba chiều (3 dimensions) khác biệt. Bao gồm: Thực hành Khoa học và Kỹ thuật (Science and Engineering Practices – SEP), Ý tưởng cốt lõi (Disciplinary Core Ideas – DCI) và Khái niệm xuyên suốt (Crosscutting concepts – CCC).

Ba chiều này được kết hợp để tạo thành từng tiêu chuẩn (việc học sinh cần biết và cần làm được) – mỗi chiều phối hợp với hai chiều còn lại để giúp học sinh xây dựng sự hiểu biết có tính gắn kết về Khoa học.

  • Với chiều Thực hành Khoa học và Kỹ thuật (SEP)

Học sinh được làm quen và xây dựng kỹ năng Thực hành Khoa học và Kỹ thuật thông qua từng thí nghiệm và dự án được triển khai trong mỗi bài học và trải dài suốt các bậc học. Cụ thể:

* Hoạt động nghiên cứu khoa học của học sinh sẽ bao gồm các bước: 

– Quan sát và đặt câu hỏi 

– Thiết lập giả thuyết hoặc dự đoán

– Lên kế hoạch và làm thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết

– Thu thập và phân tích số liệu

– Đưa ra kết luận và truyền đạt thông tin

simplypsychology.org/

* Hoạt động thực hành kỹ thuật bao gồm các bước: 

– Xác định vấn đề

– Khảo sát và thiết kế mô hình

– Xây dựng và đánh giá mô hình

– Cải tiến mô hình 

– Truyền đạt thông tin

theworks.org/

  • Với chiều Ý tưởng cốt lõi (DCI)

Inspire Science được xây dựng bám sát các ý tưởng cốt lõi này trong từng bậc học và theo mô hình xoáy trôn ốc, với cấp độ sâu hơn ở những bậc học cao hơn. Các ý tưởng cốt lõi thuộc 04 lĩnh vực cơ bản bao gồm:

 Khoa học sự sống:

LS1: Từ các phân tử đến cơ thể: Cấu trúc và quá trình

LS2: Hệ sinh thái: Tương tác, năng lượng và động lực

LS3: Di truyền học: Di truyền và biến dị

LS4: Tiến hoá sinh học: Thống nhất và đa dạng

* Khoa học trái đất và vũ trụ:

ESS1: Vị trí của Trái đất trong vũ trụ

ESS2: Hệ thống Trái đất

ESS3: Trái đất và hoạt động của con người

* Khoa học vật lý:

PS1: Vật chất và các mối tương tác

PS2: Chuyển động và tính ổn định: Lực và các tương tác

PS3: Năng lượng

PS4: Sóng và ứng dụng kỹ thuật trong truyền thông tin

* Công nghệ và kỹ thuật

ETS1: Thiết kế công nghệ

ETS2: Các mối liên kết giữa công nghệ, kỹ thuật, khoa học và xã hội

calacademy.org/

Với lĩnh vực khoa học, Ý tưởng cốt lõi là những ý tưởng cơ bản cần thiết để hiểu một ngành khoa học nhất định. Ý tưởng cốt lõi có tầm quan trọng trên diện rộng hoặc xuyên suốt các ngành khoa học hoặc kỹ thuật, cung cấp công cụ chính để hiểu các ý tưởng phức tạp và giải quyết các vấn đề liên quan đến các mối quan tâm của xã hội hoặc cá nhân, và có thể được giảng dạy ở nhiều cấp lớp ở mức độ sâu dần và phức tạp hơn. 

  • Với chiều Khái niệm xuyên suốt (CCC)

Đây là những khái niệm vượt qua ranh giới của từng ngành và luôn đúng trong lĩnh vực tự nhiên và kỹ thuật. Học sinh có thể sử dụng chúng để tạo sự kết nối giữa các lĩnh vực hoặc các tình huống khác biệt, kết nối các kiến thức mới với kinh nghiệm trước đó và tương tác sâu hơn với kiến thức ở các chiều khác. NGSS yêu cầu học sinh sử dụng hiểu biết của mình về các khái niệm xuyên suốt này để hiểu hiện tượng hoặc giải quyết vấn đề.

NGSS đã xác định 07 khái niệm xuyên suốt (CCC) nhằm giúp học sinh dần hình thành quan điểm của nhà khoa học khi học môn Khoa học, bao gồm:

– Mẫu/ quy luật (patterns)

– Nguyên nhân và hệ quả

– Tỷ lệ (scale/proportion) và số lượng

– Hệ thống và mô hình hệ thống

– Năng lượng và vật chất

– Cấu trúc và chức năng

– Ổn định và thay đổi

Ví dụ, nhiều bài học khác nhau ở lớp 5 giúp phát triển khả năng của học sinh trong việc nhận ra các quy luật và các yếu tố góp phần tạo nên chúng. Học sinh quan sát các chuyển động thường xuyên và lặp đi lặp lại của Mặt trăng và sử dụng dữ liệu đó để đưa ra dự đoán về các sự kiện trong tương lai. Các biểu đồ về các giai đoạn của Mặt trăng giúp học sinh đặt câu hỏi cũng như giải thích lý do quy luật này lặp lại sau mỗi 27,3 ngày. 

Trong một bài học khác, học sinh nghiên cứu các mô hình sao, được tổ chức và phân loại thành các chòm sao (các chòm sao khác nhau có thể được nhìn thấy vào các thời điểm khác nhau trong năm). Học sinh cũng nghiên cứu các quy luật thời tiết cho từng vùng, sử dụng các quy luật trong dữ liệu về nhiệt độ cao và thấp cũng như lượng và loại mưa để điều tra biến đổi khí hậu. Học sinh còn liên hệ kiến thức với thực tiễn bằng cách tìm hiểu về vai trò của một nhà phân tích biến đổi khí hậu, người sử dụng dữ liệu thời tiết để tạo ra các mô hình máy tính nhằm dự đoán những thay đổi trong tương lai.

Inspire Science cung cấp 3 phương pháp học thú vị và hiệu quả

  • Phương pháp học dựa trên hiện tượng

Mỗi module và mỗi bài học trong Giáo trình Inspire Science được bắt đầu bằng một hiện tượng, nhằm kích thích trí tò mò của trẻ nhỏ, khuyến khích học sinh quan tâm đến chủ đề sẽ học, tạo cơ hội cho học sinh tự suy ngẫm và đặt câu hỏi, liên hệ với những kiến thức và trải nghiệm trước đó của bản thân. 

Qua việc tiếp xúc với các hiện tượng tự nhiên, học sinh sẽ hiểu SEP, DCI, CCC và đây chính là nền tảng cho các hoạt động tiếp theo của chương trình. 

Ví dụ, trong một bài học về âm thanh của lớp 1, học sinh nghe trống và các nhạc cụ khác nhau, chế tạo một cây đàn ghi-ta bằng dây cao su, thay đổi độ dày của dây chun, xem video về sóng âm, ghi lại âm thanh mà các em nghe được, chế tạo các nhạc cụ của riêng mình để tạo ra âm thanh và lắng nghe âm thanh của nhạc cụ của các bạn cùng lớp. Trong suốt bài học, học sinh được yêu cầu liên hệ các hiện tượng khác nhau với hiểu biết và trải nghiệm trước đó của mình và được giao nhiệm vụ đặt câu hỏi về hiện tượng đó để giải quyết vấn đề (ví dụ: chế tạo nhạc cụ của riêng mình) và hiểu ý nghĩa của hiện tượng (ví dụ: thay đổi độ dày của dây chun để xác định tác dụng lên âm thanh). Ngoài ra, học sinh có thể liên hệ các quan sát về động vật, thực vật và các giải pháp của con người, sử dụng chúng làm nguồn cảm hứng, tất cả thông qua lăng kính của SEP (ví dụ: âm thanh được sử dụng trong sự sống còn của động vật), DCI (ví dụ: hiểu âm thanh như một hình thức giao tiếp), và CCC (ví dụ: các quy luật của sóng âm thanh)

  • Phương pháp học dựa trên khám phá

Với Giáo trình Inspire Science, học sinh sẽ được trải nghiệm nhiều hoạt động khám phá đa dạng được thiết kế để bổ trợ cho từng bài học như: thí nghiệm trực tiếp, thí nghiệm mô phỏng, phân tích dữ liệu, nghiên cứu hay giải pháp công nghệ. 

Phương pháp tiếp cận dựa trên khám phá không chỉ giúp khơi dậy trí tò mò của học sinh mà còn trao quyền cho học sinh đặt nhiều câu hỏi hơn, suy nghĩ chín chắn hơn, trả lời các câu hỏi sâu hơn và thiết kế các giải pháp cho các vấn đề trong thế giới của các em. Các hoạt động khám phá có hướng dẫn sẽ cung cấp cho học sinh những kinh nghiệm cần thiết để thành công trong việc phát triển các giải pháp cho bất kỳ thách thức nào có thể gặp trong tương lai. Hơn thế, với cách học này, học sinh sẽ cần biết cách điều tra và giải quyết vấn đề từ nhiều góc độ khác nhau.

Là một chương trình giảng dạy dựa trên khám phá, Inspire Science được thiết kế để tập trung vào các Thực hành Khoa học và Kỹ thuật (SEP) được xác định trong NGSS. Các hoạt động và cách tiếp cận được tìm thấy trong các phương pháp thực hành được nêu trong NGSS – từ Đặt câu hỏi và Xác định vấn đề đến Thu thập, Đánh giá và Truyền đạt thông tin. 

Ví dụ như trong bài học “Lực có thể thay đổi chuyển động” ở lớp 3, học sinh đặt câu hỏi về quãng đường vật thể di chuyển được sẽ thay đổi thế nào khi thay đổi các biến định lượng như thời gian; hay tốc độ phụ thuộc thế nào vào các biến định tính như vị trí cơ thể. Học sinh sẽ phát triển các mô hình chuyển động, lập sơ đồ các loại chuyển động khác nhau, giải quyết vấn đề bằng cách mô hình hóa các quy luật chuyển động, xác định các vật liệu và các bước cần thiết để tạo ra các mô hình đó. Sau đó, học sinh thực hiện các phép đo, thu thập dữ liệu làm bằng chứng cho các giải thích tiếp theo. Ngoài ra, học sinh sẽ cần học cách làm việc nhóm, tự đánh giá tính chính xác của các phương pháp thu thập dữ liệu, so sánh và đối chiếu dữ liệu thu thập được, xây dựng bảng và đồ thị để thể hiện dữ liệu trực quan.

Tất cả các hoạt động này đều bám sát hướng dẫn Thực hành Khoa học và Kỹ thuật (SEP), vừa giúp học sinh hiểu được kiến thức khoa học được phát triển như thế nào, vừa giúp học sinh nhận biết được sự đa dạng của các phương pháp đang được các nhà khoa học sử dụng để điều tra, lập mô hình và giải thích thế giới tự nhiên. 

Tất cả các bài học trong Inspire Science giúp học sinh tham gia thực hành trực tiếp như dự đoán các hiện tượng khác nhau, thử nghiệm và sửa đổi các mô hình và giải pháp thiết kế, phân tích và diễn giải dữ liệu cũng như sử dụng suy luận logic và toán học để tính toán câu trả lời. Học sinh liên tục thực hiện các phép đo định lượng, phân tích dữ liệu để tìm ra quy luật, sử dụng bằng chứng đã thu thập được để xây dựng và hỗ trợ xây dựng các giải thích về hiện tượng và sử dụng những giải thích đó để so sánh và tiếp nhận kiến thức mới dựa trên bằng chứng.

  • Phương pháp học dựa trên dự án 

Ở mỗi module trong Giáo trình Inspire Science, học sinh sẽ có cơ hội thực hiện một dự án STEM ở cuối mỗi module. Trong mỗi dự án STEM, học sinh được yêu cầu phát triển một giải pháp đối với một yêu cầu phát sinh trong cuộc sống hàng ngày. Học sinh sẽ sử dụng kiến thức và phát hiện của mình từ mỗi bài học và truyền tải sự hiểu biết đó thông qua việc thực hiện Dự án STEM.

Dự án STEM sẽ được giới thiệu trước khi bắt đầu học từng module và sau mỗi bài học, học sinh sẽ sử dụng các kiến thức của mình để từng bước khám phá, tìm giải pháp và thiết kế mô hình. Khi module kết thúc, học sinh sẽ xây dựng, thử nghiệm và cải tiến mô hình. Cuối cùng, học sinh sẽ đưa ra giải pháp và trình bày về giải pháp của mình. Các dự án sẽ được thực hiện theo nhóm và không có những hướng dẫn hay đáp án cụ thể. Thay vào đó, mỗi nhóm sẽ vận dụng kiến thức và kỹ năng từ nhiều môn học để giải quyết các vấn đề thực tế trong cuộc sống được nêu ra. Ví dụ như học sinh được yêu cầu thiết kế một hệ thống để gửi thông tin sử dụng ánh sáng hoặc âm thanh, thiết kế một sân trượt ván mini, thiết kế một cánh cửa mở tự động, thiết kế chân hệ thống đèn chạy bằng năng lượng mặt trời …

Phương pháp học dựa trên dự án này sẽ giúp học sinh có khả năng học sâu, hiểu được bản chất khoa học, kích thích trí tò mò, liên hệ được với cuộc sống, phát triển kỹ năng làm việc nhóm, tư duy phản biện, tư duy sáng tạo, kỹ năng giải quyết vấn đề, đưa ra quyết định cũng như kỹ năng quản lý cảm xúc của bản thân, kỹ năng thương lượng, kỹ năng lãnh đạo … Các kỹ năng này sẽ chuẩn bị cho học sinh những năng lực cần thiết cho nguồn lực lao động trong thế kỷ 21. 

Bài giảng được thiết kế theo mô hình 5E 

Các bài giảng của Inspire Science được triển khai theo mô hình 5E: Engage, Explore, Explain, Elaborate, EvaluateGắn kết, Khám phá, Giải thích, Củng cố, Đánh giá. Các bài học 5E được thiết kế để kích thích tư duy phản biện và khơi dậy cách giải quyết vấn đề sáng tạo. Bài học được xây dựng dựa trên các câu hỏi khơi gợi óc tò mò, giáo viên tạo không gian cho học sinh tự khám phá, khuyến khích sự trao đổi giữa các học sinh. Đồng thời, giáo viên tìm cách kết nối các kiến thức, tập trung vào các ý tưởng, giải pháp để tạo sự hứng thú, thúc đẩy sự sáng tạo và riêng biệt của từng học sinh.

Gắn kết/ Engage

Trong bước đầu tiên của mỗi bài học, học sinh sẽ được khơi gợi sự quan tâm đối với bài học bằng cách tiếp xúc với một hiện tượng. Học sinh được khuyến khích tự suy ngẫm để đặt câu hỏi về hiện tượng, liên hệ với những kiến thức và trải nghiệm trước đó. Đây cũng là biện pháp giúp giáo viên đánh giá được hiểu biết sẵn có của học sinh để thiết kế bài giảng phù hợp.

Khám phá/ Explore

Học sinh chủ động khám phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm trực tiếp bao gồm thí nghiệm, mô phỏng, phân tích dữ liệu, nghiên cứu hay giải pháp công nghệ. Trong đó, học sinh là người khám phá còn giáo viên đóng vai trò người hỗ trợ và điều phối. 

Giải thích/ Explain

Trong bước này, học sinh sẽ được giới thiệu về các thuật ngữ, khái niệm và kiến thức mới. Học sinh được khuyến khích tổng hợp kiến thức mình học được, trao đổi với giáo viên và các bạn, cũng như đặt câu hỏi để mở rộng thêm kiến thức của mình.

Củng cố/ Elaborate

Ở bước này, các khái niệm sẽ được kết nối với nhau và được liên hệ với thế giới thực tế. Học sinh sẽ tiếp tục thực hành và vận dụng các kiến thức đã học, để có thể đào sâu thêm hiểu biết, hoàn thiện các kỹ năng và áp dụng trong những tình huống thực tiễn. Học sinh được tìm hiểu về các nghề nghiệp STEM và cùng suy nghĩ về các nghề nghiệp mới trong lĩnh vực STEM trong tương lai.

Đánh giá/ Evaluate

Giáo viên cùng học sinh sẽ tổng kết lại các kiến thức đã thu được trong bài học. Quan trọng hơn, đây là lúc học sinh tự suy ngẫm lại các giả thuyết ban đầu của mình bằng cách quay trở lại với các câu hỏi hay hiện tượng được nhắc đến trong tiết học đầu tiên. 

Học sinh được đánh giá theo hai phương thức: đánh giá quá trình và đánh giá tổng kết thông qua các hoạt động trong quá trình thực hiện dự án STEM cũng như các bài kiểm tra trên lớp. 

🖋️🖋️🖋️

Alaska Academy tin rằng với cách tiếp cận mới của giáo trình Inspire Science, cùng đội ngũ giáo viên giàu kinh nghiệm và hệ thống phòng thí nghiệm hiện đại, đạt tiêu chuẩn, các Alaskid sẽ được thực sự trải nghiệm khoa học và đồng thời được phát triển các kỹ năng của thế kỷ 21. 

*Bộ Tiêu chuẩn Khoa học thế hệ mới (Next Generation Science Standards – NGSS) được xây dựng để giúp giáo viên chuẩn bị cho học sinh sẵn sàng cho bậc học đại học và nghề nghiệp trong tương lai thông qua cách tiếp cận sáng tạo hơn đối với giáo dục Khoa học ở bậc phổ thông. Phương pháp tiếp cận mới này đòi hỏi một loạt những thay đổi trong việc giảng dạy và học tập môn Khoa học, và Giáo trình Inspire Science được thiết kế để hỗ trợ giáo viên với từng thay đổi này. 

*Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục mang tính liên ngành, bao gồm Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán (Mathematics), nhằm giúp học sinh có thể tích hợp và áp dụng kiến ​​thức và kỹ năng của mình trong các môn học này thông qua việc giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày bằng các giải pháp thiết thực và các thiết kế sáng tạo. 

Thông qua giáo dục STEM, học sinh phát triển các kỹ năng chính bao gồm: giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản biện, làm việc nhóm,  suy nghĩ độc lập, ra quyết định, phát triển sáng kiến, giao tiếp, kiểm soát cảm xúc, trình độ kỹ thuật số.

  Nguồn: https://jcstem.cite.hku.hk/