Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng phát triển, việc đổi mới phương pháp giáo dục nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông (THPT) trở nên cấp thiết. Theo báo cáo của ngành giáo dục, việc áp dụng giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) đã được triển khai tại nhiều địa phương như Hà Nội, Đà Nẵng, Hải Phòng với mục tiêu phát triển năng lực sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề cho học sinh. Luận văn tập trung nghiên cứu việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh thông qua tổ chức dạy học chủ đề STEM “Sản xuất và sử dụng an toàn điện” trong môn Vật lí lớp 12 tại trường phổ thông FPT Đà Nẵng trong khoảng thời gian từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2023.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm thiết kế và thực nghiệm tiến trình dạy học chủ đề STEM theo hướng phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh, đồng thời đánh giá hiệu quả của việc tổ chức dạy học này. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục STEM, phát triển năng lực sáng tạo và kỹ năng thực hành cho học sinh THPT, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục theo Nghị quyết 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

  • Năng lực sáng tạo: Được hiểu là khả năng hình thành và phát triển ý tưởng mới, giải quyết vấn đề một cách sáng tạo trong học tập và thực tiễn. Năng lực này bao gồm các cấp độ như nhận biết, thổi hồn, tạo mới, mở rộng và phát triển sáng tạo.
  • Giáo dục STEM: Là phương pháp giáo dục tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy phản biện và sáng tạo cho học sinh. Giáo dục STEM chú trọng vào việc học tập qua trải nghiệm, dự án và ứng dụng thực tiễn.
  • Mô hình dạy học STEM: Quy trình gồm các bước lựa chọn chủ đề, xác định vấn đề, xây dựng tiêu chí giải quyết, thiết kế tiến trình dạy học và đánh giá năng lực sáng tạo của học sinh.
  • Năng lực sáng tạo trong dạy học Vật lí: Bao gồm khả năng vận dụng kiến thức Vật lí để giải thích hiện tượng, thiết kế thí nghiệm, chế tạo mô hình và giải quyết các vấn đề thực tiễn liên quan đến điện năng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập từ khảo sát thực trạng tại trường phổ thông FPT Đà Nẵng, tài liệu chuyên ngành, các công trình nghiên cứu về giáo dục STEM và năng lực sáng tạo.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp định tính và định lượng, bao gồm khảo sát bằng bảng hỏi với hơn 20 giáo viên và 60 học sinh, phân tích số liệu thống kê, so sánh tỷ lệ phần trăm về nhận thức và thực hành dạy học STEM.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lựa chọn mẫu ngẫu nhiên có chủ đích tại trường phổ thông FPT Đà Nẵng, đảm bảo tính đại diện cho đối tượng học sinh lớp 12 và giáo viên bộ môn Vật lí.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2023, bao gồm các giai đoạn khảo sát, thiết kế tiến trình dạy học, thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  • Nhận thức của giáo viên về giáo dục STEM: Trên 80% giáo viên đã nghe và tìm hiểu về STEM, trong đó khoảng 75% tổ chức dạy học STEM nhằm phát triển năng lực cho học sinh. Tuy nhiên, 60% giáo viên gặp khó khăn trong việc thiết kế nội dung và tổ chức hoạt động dạy học STEM.
  • Thực trạng tham gia của học sinh: Khoảng 78% học sinh hiểu về mô hình giáo dục STEM và 67% tham gia tích cực vào các hoạt động dạy học như thí nghiệm, chế tạo sản phẩm và thuyết trình. Tuy nhiên, 39% học sinh gặp khó khăn trong việc giải quyết các tình huống mới và sáng tạo trong học tập.
  • Hiệu quả tổ chức dạy học chủ đề STEM “Sản xuất và sử dụng an toàn điện”: Qua thực nghiệm sư phạm, năng lực sáng tạo của học sinh được cải thiện rõ rệt với mức tăng trung bình 25% điểm đánh giá năng lực sáng tạo so với trước khi thực hiện. Học sinh thể hiện khả năng nhận biết, dự đoán, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp sáng tạo trong các hoạt động học tập.
  • Khó khăn và thuận lợi: Thuận lợi là chủ đề gần gũi, dễ hiểu, kích thích sự hứng thú và sáng tạo của học sinh. Khó khăn chủ yếu là thiếu thiết bị thực hành, thời gian hạn chế và một số giáo viên chưa thành thạo phương pháp dạy học STEM.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo của ngành giáo dục về việc áp dụng STEM trong đổi mới phương pháp dạy học. Việc tổ chức dạy học theo chủ đề STEM giúp học sinh phát triển năng lực sáng tạo thông qua các hoạt động thực hành, thí nghiệm và giải quyết vấn đề thực tiễn. Biểu đồ thể hiện sự tăng trưởng điểm năng lực sáng tạo của học sinh qua từng giai đoạn dạy học sẽ minh họa rõ nét hiệu quả của phương pháp này.

So với các nghiên cứu trước đây, nghiên cứu này bổ sung thêm khía cạnh thiết kế tiến trình dạy học cụ thể cho chủ đề “Sản xuất và sử dụng an toàn điện” trong môn Vật lí lớp 12, góp phần làm phong phú thêm kho tàng phương pháp dạy học STEM tại Việt Nam. Ý nghĩa của nghiên cứu còn nằm ở việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo, giúp học sinh phát triển toàn diện, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.

Đề xuất và khuyến nghị

  • Xây dựng và phổ biến bộ tài liệu hướng dẫn dạy học STEM: Tập trung vào các chủ đề gần gũi với thực tiễn như “Sản xuất và sử dụng an toàn điện”, nhằm hỗ trợ giáo viên thiết kế bài giảng hiệu quả. Thời gian thực hiện: 6 tháng; Chủ thể: Sở Giáo dục và Đào tạo, các trường phổ thông.
  • Tổ chức tập huấn nâng cao năng lực cho giáo viên: Đào tạo kỹ năng thiết kế và tổ chức dạy học STEM, đặc biệt là phương pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh. Thời gian: 3 tháng; Chủ thể: Trung tâm bồi dưỡng giáo viên.
  • Đầu tư trang thiết bị thực hành STEM: Cung cấp đầy đủ thiết bị thí nghiệm, dụng cụ chế tạo mô hình phục vụ dạy học chủ đề STEM tại các trường THPT. Thời gian: 1 năm; Chủ thể: Nhà trường phối hợp với các đơn vị tài trợ.
  • Xây dựng hệ thống đánh giá năng lực sáng tạo học sinh: Phát triển công cụ đánh giá định tính và định lượng, áp dụng trong quá trình dạy học STEM để theo dõi và nâng cao hiệu quả học tập. Thời gian: 6 tháng; Chủ thể: Bộ môn Vật lí, các nhà nghiên cứu giáo dục.
  • Khuyến khích học sinh tham gia các hoạt động trải nghiệm sáng tạo: Tổ chức các cuộc thi, dự án STEM nhằm tạo môi trường thực hành và phát huy năng lực sáng tạo. Thời gian: liên tục; Chủ thể: Nhà trường, các tổ chức giáo dục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Giáo viên bộ môn Vật lí THPT: Áp dụng tiến trình dạy học STEM để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh, nâng cao hiệu quả giảng dạy.
  • Nhà quản lý giáo dục: Xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và đầu tư trang thiết bị phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục STEM.
  • Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Vật lí và Giáo dục STEM: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, thiết kế bài giảng và đánh giá năng lực sáng tạo trong dạy học STEM.
  • Các tổ chức, cá nhân quan tâm đến phát triển giáo dục STEM: Sử dụng kết quả nghiên cứu để triển khai các chương trình đào tạo, bồi dưỡng và hỗ trợ giáo dục STEM tại các trường phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo dục STEM là gì và tại sao nó quan trọng trong dạy học Vật lí?
    Giáo dục STEM tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh. Trong dạy học Vật lí, STEM giúp học sinh hiểu sâu kiến thức, vận dụng thực tiễn và phát triển kỹ năng thiết kế, thí nghiệm.

  2. Làm thế nào để thiết kế một chủ đề dạy học STEM hiệu quả?
    Quy trình gồm lựa chọn chủ đề phù hợp, xác định vấn đề cần giải quyết, xây dựng tiêu chí đánh giá, thiết kế hoạt động học tập và đánh giá năng lực học sinh. Chủ đề cần gần gũi với thực tế, kích thích sự sáng tạo và vận dụng kiến thức liên môn.

  3. Năng lực sáng tạo của học sinh được đánh giá như thế nào trong dạy học STEM?
    Năng lực sáng tạo được đánh giá qua các chỉ số như nhận biết vấn đề, dự đoán, lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá giải pháp. Mức độ biểu hiện được phân loại thành thấp, trung bình và cao dựa trên thang điểm cụ thể.

  4. Khó khăn phổ biến khi tổ chức dạy học STEM là gì?
    Khó khăn gồm thiếu thiết bị thực hành, thời gian hạn chế, giáo viên chưa thành thạo phương pháp STEM và học sinh chưa quen với cách học tích cực, sáng tạo.

  5. Làm thế nào để khắc phục những khó khăn trong dạy học STEM?
    Cần tổ chức tập huấn cho giáo viên, đầu tư trang thiết bị, xây dựng tài liệu hướng dẫn chi tiết, tạo môi trường học tập tích cực và khuyến khích học sinh tham gia các hoạt động trải nghiệm sáng tạo.

Kết luận

  • Luận văn đã thiết kế và thực nghiệm thành công tiến trình dạy học chủ đề STEM “Sản xuất và sử dụng an toàn điện” nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh lớp 12 môn Vật lí.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy năng lực sáng tạo của học sinh được cải thiện rõ rệt, với mức tăng trung bình 25% điểm đánh giá.
  • Nghiên cứu góp phần làm rõ vai trò của giáo dục STEM trong đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh.
  • Đề xuất các giải pháp thiết thực nhằm nâng cao hiệu quả dạy học STEM, bao gồm tập huấn giáo viên, đầu tư thiết bị và xây dựng công cụ đánh giá năng lực sáng tạo.
  • Khuyến nghị các nhà quản lý, giáo viên và các tổ chức giáo dục tiếp tục triển khai và phát triển giáo dục STEM trong các trường phổ thông, hướng tới đổi mới toàn diện giáo dục Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Áp dụng tiến trình dạy học STEM đã thiết kế vào thực tế giảng dạy, đồng thời mở rộng nghiên cứu sang các chủ đề khác để phát triển toàn diện năng lực sáng tạo cho học sinh.