Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 - Sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT

 SỞ GD & ĐT NGHỆ AN 
 TRƯỜNG THPT ANH SƠN 3 
 SÁNG KIẾN 
 ĐỀ TÀI 
 Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ 
họa với kênh alpha (Tin học 10 – sách Cánh Diều) nhằm phát huy năng 
 lực sáng tạo của học sinh THPT 
 BỘ MÔN: TIN HỌC 10 
 Tác giả: Trương Thị Dung 
 Tổ: Toán - Tin 
 Năm thực hiện: 2022 - 2023 
 Điện thoại: 0978 028 980 
 Email: dungtt.as3@nghean.edu.vn 
 Anh Sơn, tháng 4 năm 2023 
 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 
CHỮ VIẾT TẮT NGHĨA CỤ THỂ 
 GV Giáo viên 
 HS Học sinh 
 THPT Trung học phổ thông 
 SGK Sách giáo khoa 
 - Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài. 
 - Dạy học theo định hướng STEM trong bộ môn Tin học. 
 - Các năng lực học sinh đạt được thông qua dạy học STEM. 
 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn 
 - Quan sát, thăm lớp, dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh 
 - Điều tra, khảo sát tình hình sử dụng dạy học theo định hướng STEM hiện 
 nay. 
 - Tổng kết kinh nghiệm thực tiễn. 
 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Phương pháp thống kê. 
 5. Điểm mới của đề tài 
 - Thiết kế dạy học chủ đề tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh alpha (Tin học 10 
– sách Cánh Diều) theo quy trình dạy học STEM phù hợp với đối tượng người 
học, kết hợp học đi đôi với hành, dạy – học gắn liền với thực tiễn. 
 - Tạo môi trường bổ ích cho học sinh phát huy năng lực sáng tạo của học sinh 
THPT 
 - Chứng minh tính khả thi và hiệu quả của dạy học theo định hướng STEM trong 
dạy học Tin học ở trường THPT. 
 - Giúp giáo viên nhận thức đúng đắn về giáo dục STEM và tính ưu việt của dạy 
 – học theo định hướng STEM, từ đó có kế hoạch tự bồi dưỡng, tự nghiên cứu để 
 đáp ứng yêu cầu mới của giáo dục, đào tạo. 
 - Rèn luyện tư duy máy tính, tư duy logic, tư duy phản biện, khả năng tập trung, 
kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng diễn giải, giải quyết vấn đề, phản biện, đánh giá, 
nhận xét cho cả giáo viên và học sinh 
 2 này được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết 
 về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm 
 phục vụ cuộc sống hằng ngày. 
 Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai 
 trò của một nhà phát minh, người học phải hiểu thực chất của các kiến thức được 
 trang bị, biết cách mở rộng kiến thức, biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho 
 phù hợp. Ngày nay, quan điểm mới của dạy học STEM không chỉ phát triển các 
 năng lực người học trong lĩnh vực tự nhiên mà cả các lĩnh vực xã hội. 
 Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và 
 các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt 
 nhất như học theo chủ đề, học qua trò chơi, học kết hợp với hành. Hiện nay, dạy 
 học Công nghệ, học Robotics là các môn học điển hình của dạy học STEM, thông 
 qua việc lập trình và lắp ráp robot, học sinh học được nguyên lý cơ bản về lập 
 trình và các công nghệ mới, tiếp thu được các kỹ thuật lắp ráp, phát triển tư duy 
 sáng tạo. 
2.2. Quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM 
 Để mang lại hiệu quả cao trong dạy học theo giáo dục STEM, chúng ta có thể 
 vận dụng một số quy trình dạy học sau: 
 - Quy trình 5E: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), 
 Elaborate (Áp dụng cụ thể) và Evaluate (Đánh giá). Quy trình 5E dựa trên thuyết 
 kiến tạo nhận thức của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới 
 dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó. Có thể sử dụng quy trình 
 5E trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay một bài. 
 - Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học: gồm 6 bước: đặt câu hỏi nghiên 
 cứu; đề xuất giả thuyết; trải nghiệm; quan sát; phân tích; chia sẻ kết quả. Quy trình 
 này dựa trên các câu hỏi, giả thuyết khoa học làm nền tảng cho quá trình nhận 
 thức của học sinh. Quy trình này phù hợp với hình thức dạy học khoa học, nghiên 
 cứu khoa học hay sinh hoạt câu lạc bộ. 
 - Quy trình thiết kế kĩ thuật (EDP): được sử dụng như một phương tiện hợp lí, 
 hiệu quả để chính thức hoá việc phát triển các bài học STEM. Quy trình thiết kế kĩ 
 thuật bao gồm các bước sau: xác định vấn đề; xác định giải pháp; lựa chọn giải 
 pháp; thực hiện; đánh giá; chia sẻ. Giáo viên có thể sử dụng EDP dựa trên các vấn 
 đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần giải quyết. 
 Các quy trình trên đều có một số đặc điểm tương đồng với nhau. Đầu tiên, học 
 sinh được đặt trước các vấn đề thực tiễn xã hội cần giải quyết, học sinh thảo luận 
 để hình thành các ý tưởng và đề xuất giải pháp để giải quyết các vấn đề đặt ra. 
 Trên cơ sở các ý tưởng và giải pháp ban đầu, học sinh tiến hành thực nghiệm giải 
 pháp và phân tích những yếu tố thành phần có liên quan, nhằm xây dựng giải pháp 
 thực nghiệm tối ưu nhất. Sau đó, các học sinh cùng đánh giá tính hiệu quả của giải 
 pháp, cùng chia sẻ, phản biện để xây dựng một giải pháp hiệu quả hơn, từ đó xây 
 dựng các ý tưởng cải tiến quy trình và sản phẩm đã đề ra. Từ các hoạt động trên, 
 4 Năng lực sáng tạo được thể hiện ở khả năng quan sát, so sánh điểm giống 
 nhau, khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng từ đó có sự tưởng tượng, hình dung ra 
 những cấu trúc mới, thiết kế mới hữu ích, tiện lợi so với trước. 
 Người có năng lực sáng tạo có khả năng phát hiện ra những điểm bất hợp lý 
 của cuộc sống hoặc những hiện tượng mang tính quy luật trong tự nhiên và xã hội, 
 từ đó đưa ra cách giải quyết đúng đắn nhằm thúc đẩy sự phát triển. 
 Người có năng lực sáng tạo còn biết giải quyết vấn đề bằng nhiều giải pháp, 
 cách thức khác nhau, có ý chí, nghị lực vượt qua khó khăn, thách thức để vươn 
 lên, không chấp nhận sự thất bại, sự tụt hậu. 
 3.2. Dạy học các môn khoa học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát 
huy năng lực sáng tạo của học sinh 
 Từ quy trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã nêu ở mục 2.2, tôi 
 nhận thấy, giáo dục STEM có nhiều đặc điểm để phát triển năng lực sáng tạo cho 
 học sinh. 
 Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một 
 vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc 
 các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. 
 Tiến trình mỗi bài học STEM được mô tả chi tiết qua sơ đồ sau: 
 6 - Tìm ra vấn đề mới, tình huống mới trong thực tiễn, đề xuất phương án giải 
 quyết hợp lý, hiệu quả. 
 - Mô tả ý tưởng thiết kế chỉ ra được tính mới, tính hiệu quả so với cái cũ. 
 - Tìm ra giải pháp thực hiện, đảm bảo tính hiệu quả, chính xác, dễ thực hiện. 
 - Đề xuất giải pháp thiết kế mới cho hệ thống đã có, thay đổi một số chi tiết thiết 
 kế nhằm tăng chất lượng cho sản phẩm. 
- Lập được nhiều phương án giải quyết cho một vấn đề thực tiễn và mang lại kết 
 quả tối ưu. 
 Trong chủ đề, giáo viên có thể lựa chọn một số tiêu chí đánh giá năng lực sáng 
 tạo của học sinh sao cho phù hợp với thực tiễn, phù hợp với bối cảnh thực tế và 
 năng lực của từng học sinh. 
3.5. Cách thu thập dữ liệu và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh THPT 
khi dạy học STEM 
 Dạy học theo định hướng giáo dục STEM thường đòi hỏi quỹ thời gian khá 
 dài, giáo viên khó có thể đánh giá một cách chính xác năng lực của học sinh. Do 
 đó, để đánh giá một cách chính xác và cụ thể hơn năng lực sáng tạo của học sinh, 
 tôi tiến hành thu thập dữ liệu và đánh giá qua một số công cụ cần thiết như: 
 + Hồ sơ học tập (sổ tay cá nhân, sổ tay hoạt động nhóm, các bài báo cáo): Sổ 
 tay được thiết kế để học sinh ghi phân công nhiệm vụ trong nhóm, trình bày 
 những nội dung đã chuẩn bị và báo cáo, các kiến thức, kĩ năng đã lựa chọn và đề 
 xuất phương án giải quyết vấn đề mà cá nhân đề xuất và nhóm lựa chọn, trình 
 bày các quy trình thực nghiệm của nhóm, đồng thời trình bày những kĩ thuật mà 
 nhóm đã thực hiện và đề xuất các phương án cải tiến. 
 + Bảng trả lời câu hỏi định hướng: bao gồm các câu hỏi để học sinh nghiên 
 cứu các kiến thức nền và các câu hỏi định hướng thực hiện sản phẩm, thông qua 
 các câu hỏi định hướng, học sinh có thể xác định được các kiến thức và kĩ năng 
 trọng tâm, cần thiết cho chủ đề, đề xuất được phương án tối ưu. 
 + Bảng quan sát của giáo viên (sổ tay, hình ảnh, video): Là dụng cụ giúp giáo 
 viên có thể ghi lại những quan sát của mình trong hoạt động dạy học, từ đó có thể 
 đánh giá được các biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh. 
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THỰC TIỄN 
1. Thực trạng dạy và học STEM ở các trường THPT miền núi Anh Sơn 
 1.1. Mục đích khảo sát 
 Tìm hiểu thực trạng dạy và học môn Tin theo định hướng giáo dục STEM tại 
trường THPT Anh Sơn 2 và THPT Anh Sơn 3. 
 1.2. Nội dung khảo sát 
 Đối với GV: điều tra thăm dò về mức độ cần thiết của việc tăng cường liên hệ 
tin học với thực tiễn, hiểu biết và vận dụng phương pháp dạy học theo định hướng 
STEM trong quá trình dạy học. 
 8 A. Tập trung nghe giảng, ghi chép đầy đủ □ 
 B. Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận và làm □ 
 bài tập 
 C. Thảo luận, phát biểu. Giảm tải học lý thuyết, tăng cường □ 
 học thực hành tạo ra sản phẩm ứng dụng trong thực tiễn. Để 
 hiểu sâu sắc hơn về môn Tin học. 
 Em có thường xuyên tự tìm hiểu những ứng dụng thực tế của kiến thức tin 
 4 học đã (đang) được học hay không? 
 A. Thường xuyên □ 
 B. Ít khi □ 
 C. Không bao giờ □ 
 Em có luôn sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong 
 dạy học theo định hướng giáo dục STEM hay không? 
 5 A. Luôn sẵn sàng □ 
 B. Chưa biết được □ 
 C. Không bao giờ □ 
 Em có thể vận dụng kiến thức bài tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh 
 alpha để giải quyết một số vấn đề thực tiễn không? 
 6
 A. Có thể □ 
 B. Không thể □ 
 C. Chưa biết □ 
Phiếu khảo sát đối với GV 
Họ và tên GV (có thể không ghi):................................................................... 
Trường THPT:........................................................................... 
Tích (×) vào đáp án mà Thầy/Cô chọn cho mỗi câu hỏi dưới đây: 
Câu Nội dung Ý kiến GV 
 Theo thầy/cô việc tăng cường liên hệ trong dạy học môn Tin học với thực 
 tiễn để phát huy năng lực sáng tạo của học sinh THPT có thật sự cấp thiết 
 1 không? 
 A. Rất cấp thiết □ 
 10 A. Vì môn tin giúp em tiếp cận và học hỏi được 55 64,7 
 những công nghệ mới 
 B. Vì môn Tin dễ học 4 4,7 
 C. Vì Tin học có vai trò rất lớn trong cuộc sống 26 30,6 
 Trong giờ học môn Tin, em thích học như thế nào? 
 A. Tập trung nghe giảng, ghi chép đầy đủ 12 14,1 
 B. Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thảo luận 32 37,7 
3 và làm bài tập 
 C. Thảo luận, phát biểu. Giảm tải học lý thuyết, tăng 41 48,2 
 cường học thực hành tạo ra sản phẩm ứng dụng 
 trong thực tiễn. Để hiểu sâu sắc hơn về môn Tin. 
 Em có thể thường xuyên tự tìm hiểu những ứng dụng thực tế của kiến thức 
 tin học đã (đang) được học hay không? 
4 A. Thường xuyên 0 0,0 
 B. Ít khi 17 20 
 C. Không bao giờ 68 80 
 Em có luôn sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong 
 dạy học theo định hướng giáo dục STEM hay không? 
5 A. Luôn sẵn sàng 15 17,6 
 B. Chưa biết được 54 63,5 
 C. Không bao giờ 16 18,9 
 Em có thể vận dụng kiến thức bài tách ảnh và thiết kế đồ họa với kênh 
 alpha để giải quyết một số vấn đề thực tiễn không? 
6 A. Có thể 1 1,2 
 B. Không thể 55 64,7 
 C. Chưa biết 29 34,1 
 12 Đội ngũ giáo viên có trình độ đạt chuẩn trở lên, ham học hỏi, tìm tòi cái mới, 
 tích cực đổi mới phương pháp dạy học. 
 Các giáo viên qua khảo sát đều nhận thấy việc học Tin học liên hệ thực tiễn 
 và dạy học theo định hướng giáo dục STEM là cấp thiết, có tính khả thi cao. 
 * Khó khăn 
 - Phần lớn HS chưa thích học môn Tin học, chủ yếu là đối phó. HS phần nào còn 
 mơ hồ nghĩ kiến thức môn Tin có vai trò rất lớn trong cuộc sống, nhưng không 
 thể chỉ ra được mỗi liên hệ đó là gì. 
 - Phần lớn HS hiếm khi quan tâm, chưa có thói quen tự tìm hiểu những vấn đề 
 trong cuộc sống liên quan đến tin học. HS chưa chịu khó, chưa đam mê và chưa 
 hứng thú trong học tập. 
 - Dạy học STEM cần phải có nhiều thời gian trong khi học sinh vẫn phải tập 
trung học chương trình chính thống, học thêm phục vụ thi cử, đánh giá cuối năm 
học. 
 - Nhiều phụ huynh chưa hiểu thấu đáo về STEM, muốn con em mình tập 
trung học các môn học chính thống nên chưa quan tâm đến phương pháp mới này. 
 - Dạy học STEM đòi hỏi tài chính, thời gian, công sức, chất xám lớn, trong 
khi cơ sở vật chất và thiết bị dạy học ở trường hiện nay còn khó khăn. 
 CHƯƠNG 3. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 
 1. Một số giải pháp 
1.1. Xây dựng chủ đề STEM trong dạy và học môn Tin học 
 1.1.1. Tiêu chí và quy trình xây dựng chủ đề STEM trong dạy học môn 
 Tin học 
 - Tiêu chí 
 + Kiến thức trong chủ đề STEM phải đảm bảo tính chính xác, khoa học, phải 
 có mối quan hệ thống nhất với các liên môn như Toán, Lý, Hóa, Công nghệ 
 Đây chính là cơ sở lý thuyết để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn. 
 + Chủ đề STEM luôn phải hướng tới thực tiễn, có thể vận dụng lý thuyết, kĩ 
 năng lập trình để sáng tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng, mang đến lợi ích 
 thực sự cho đời sống và sản xuất. 
 + Phương pháp và kĩ thuật dạy học phải hợp lý với từng mục của chủ đề nhằm 
 hướng dẫn học sinh tích cực học tập qua đó rèn luyện kĩ năng tư duy sáng tạo và 
 kĩ năng thực hành cho học sinh. 
 - Quy trình 
 + Bước 1, lựa chọn và đặt tên chủ đề STEM: căn cứ vào nội dung kiến thức 
 trong chương trình Tin học của từng khối lớp, vào mối quan hệ giữa các bài học 
 và những vấn đề thực tiễn để lựa chọn, xây dựng những chủ đề STEM hợp lý. Có 
 14 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 
 Nhiệm vụ: Học sinh cần thể hiện thái độ học tập tích cực, tự lực dưới sự 
hướng dẫn của giáo viên. Học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để đề xuất, 
thiết kế sản phẩm. Khi học sinh hoàn thành bản mô tả ý tưởng thiết kế sản phẩm 
đồng thời học sinh cũng nắm được kiến thức mới theo chương trình môn học. 
 Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. 
 Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, mạng Internet để 
tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. 
 Dự kiến sản phẩm của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định 
và ghi được thông tin, dữ liệu, kiến thức mới, giải pháp/thiết kếi, chế tạo). 
 Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu 
đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến 
thức mới); học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu; báo cáo, thảo luận; giáo 
viên điều hành, “chốt” kiến thức mới và hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế. 
 + Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp 
 Nhiệm vụ: Học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ ý tưởng 
mô tả bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức 
đã có). Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn 
thiện bản thiết kế trước khi tiến hành tạo sản phẩm. 
 Mục đích: Lựa chọn giải pháp/ý tưởng thiết kế. 
 Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/ý tưởng thiết kế để lựa chọn 
và hoàn thiện. 
 Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa 
chọn/hoàn thiện. 
 Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu HS 
trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); học sinh báo cáo, thảo 
luận; giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ HS lựa chọn giải 
pháp/thiết kế. 
 + Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm và đánh giá 
 Nhiệm vụ: Học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện 
sau bước 3. Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế 
ban đầu để bảo đảm sản phẩm là khả thi. 
 Mục đích: tạo sản phẩm theo ý tưởng thiết kế. 
 Nội dung: Lựa phương án, thiết bị để tạo sản phẩm theo ý tưởng thiết kế, 
kiểm tra và điều chỉnh. 
 Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: sản phẩm thiệp chúc mừng sinh 
nhật, banner, áp phích 
 Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ, học sinh thực hành 
 tạo ra sản phẩm; giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. 
 + Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh 
 16