CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG TIỂU HỌC 1. Nghiên cứu ngoài nước Daugherty và ctg (2014) trong nghiên cứu “Elementary STEM Education: The Future for Technology and Engineering Education?” đã nhận định rằng giáo dục STEM ở cấp tiểu học cung cấp một nền tảng giáo dục độc đáo cho giáo viên và cơ hội phát triển nghề nghiệp phù hợp trong bối cảnh phát triển công nghệ và kỹ thuật, và điều hiển nhiên là cộng đồng giáo dục tiểu học và giáo dục tiểu học có thể được hưởng lợi rất nhiều từ mối quan hệ hợp tác của quốc gia [22]. Các giáo viên tiểu học cũng có thể có được sự tự tin, trải nghiệm sự nhiệt tình của học sinh thông qua việc thiết kế kế hoạch học tập dựa trên đồ án và thúc đẩy sự đánh giá cao hơn và sẵn sàng cung cấp nội dung STEM tại các lớp học tiểu học. Zakariah và ctg (2016) trong nghiên cứu “STEM Teaching Strategies of Primary School Science Teachers: An Exploratory Study” đã thảo luận rằng giáo viên tiểu học dạy môn khoa học có kiến thức chung về giảng dạy thực hành tích cực trong quá trình dạy và tích hợp giảng dạy khoa học với công nghệ, kỹ thuật và toán học [24].
Nói chung, giáo dục STEM ở Malaysia là một sự đổi mới và vẫn đang trong giai đoạn đầu triển khai. Giáo viên cần được chuẩn bị cho các chiến lược giảng dạy đổi mới với các đặc điểm của giáo dục STEM trong các môn khoa học tại trường tiểu học. Eugenia và ctg (2016) về “Educational robots in primary school teachers’ and students’ opinion about STEM education for young learners” đã thảo luận về các vấn đề liên quan đến giáo dục STEM; nhấn mạnh rằng cần phải trang bị kỹ năng cho học sinh trong thế kỷ hai mươi mốt thông qua hoạt động giảng dạy liên quan đến giáo dục STEM rất mạnh, đặc biệt là ở cấp tiểu học [23]. Các tác giả nhấn mạnh rằng các hội thảo, sử dụng bộ dụng cụ để chế tạo và lập trình robot, là một hình thức giáo dục liên ngành hiện đại của học sinh tiểu học.
Các lớp học theo phương pháp 7 robotics - được dạy đúng cách - sẽ có tác động đến sự phát triển của kiến thức toán học và thông tin khoa học kỹ thuật và năng lực xã hội. Đồng thời, năng lực được hiểu là sự kết hợp giữa kiến thức, kỹ năng và thái độ phù hợp với tình huống. Toma và ctg (2018) nghiên cứu “The Effect of Integrative STEM Instruction on Elementary Students’ Attitudes toward Science” đã chỉ ra những lợi thế của giáo dục STEM trong đó sử dụng phương pháp giảng dạy dưới dạng câu hỏi [26]. Nhìn chung, phương pháp này xuất hiện để cải thiện thái độ của học sinh đối với khoa học và thúc đẩy nội dung học tập một cách khoa học.
Nghiên cứu này cũng cho thấy kết quả tích cực về phương pháp giáo dục STEM cho học sinh tiểu học và đưa ra một khung tham chiếu cho việc thiết kế các hoạt động giáo dục STEM. Các nghiên cứu trên đã chỉ ra những lợi ích cho việc áp dụng phương pháp giáo dục STEM trong các trường tiểu học mang lại lợi ích cho học sinh cũng như giáo viên trong việc định hướng và kết hợp các môn học nhằm giúp học sinh quen dần với khoa học - kỹ thuật - công nghệ - toán học, giúp nâng cao sự tự chủ trong tìm tòi và khám phá nền tảng kiến thức tri thức và nâng cao sự tự tin trong giáo tiếp của học sinh thông qua các đồ án, tự chủ khám phá các phương pháp khoa học trong quá trình học thực hành các môn học thiên về kỹ thuật.2 Nghiên cứu tại Việt Nam Từ năm 2012, Sở GD và ĐT thành phố Hồ Chí Minh đã triển khai thí điểm đưa môn học STEM Robotics vào giảng dạy tại các trường điểm trên địa bàn Tp.HCM có đủ điều kiện triển khai thí điểm theo hình thức môn học tự chọn tại quận 1 theo chủ trương chỉ đạo của bộ GD và ĐT theo công văn số 213/ BGD ĐT/GDTH ngày 16/1/2012. Từ đó đến nay, hàng năm sở GD và ĐT Thành phố HCM đã cùng đồng hành với công ty DTT Eduspec- Học viện STEM tổ chức rất nhiều các Hội thảo dành cho các Cán bộ quản lý cấp sở, phòng, trường, các thầy cô giáo giảng dạy các môn Tin học và Khoa học tự nhiên về chương trình giáo dục STEM; các khóa học đào tạo lập trình Robot cho hàng nghìn lượt học sinh; cũng như tổ chức nhiều cuộc thi Robothon cấp trường, cấp Phòng, cấp thành phố, cấp Quốc gia và cấp Quốc tế (năm 2015) gây tiếng vang lớn và nhận được nhiều sự ủng hộ và hưởng ứng tham gia của học sinh và nhà trường [19]. 8 Bộ Giáo dục và Đào tạo phối hợp với Hội đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho một số trường trung học các tỉnh, thành phố.
Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, trong đó có những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam [3]. Tăng Minh Dũng và ctg (2014) nghiên cứu “Thiết kế hoạt động STEM sự cần thiết phải hợp tác giữa giáo viên các bộ môn” đã nhận định rằng giáo dục STEM đòi hỏi người thiết kế hoạt động phải có những hiểu biết vừa đa dạng lại vừa sâu sắc về bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [9]. Thế nhưng, các giáo viên hiện nay chỉ được đào tạo sâu về chuyên ngành nhưng thiếu “độ rộng” về các khoa học có liên quan, đặc biệt là dạy học tích hợp, liên môn. Do đó, cần thiết phải xây dựng các chương trình bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên về giáo dục STEM, xây dựng văn hoá làm việc theo nhóm của các giáo viên bộ môn ở các trường.
Hội thảo khoa học với chủ đề “Vai trò của đổi mới sáng tạo và giáo dục Stem trong xu thế cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4” Ngày hội tạo ra cơ hội trải nghiệm thực tế cho giáo viên, học sinh, phụ huynh và cộng đồng, giới thiệu phương pháp giáo dục STEM thông qua các mô hình giáo dục ý tưởng đổi mới sáng tạo góp phần thúc đẩy, phát triển giáo dục theo phương pháp tiên tiến và tạo nền tảng để phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, đáp ứng mục tiêu xây dựng và thúc đẩy các hoạt động đổi mới, sáng tạo, giáo dục - đào tạo phát triển mạnh mẽ theo hướng tiên tiến và hiện đại trong thời gian tới [22 Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Dương (2018)]. Đề án triển khai chương trình giáo dục STEM tại tỉnh Bắc Ninh (2017) chỉ ra rằng khi tiếp xúc với giáo dục STEM, đặc biệt từ những bậc học nhỏ, các em có cơ hội tiếp cận với những công nghệ tiên tiến, tìm hiểu và khám phá những hiện tượng khoa học, toán học và sáng tạo những sản phẩm công nghệ nổi bật. Điều này đặc biệt trở nên quan trọng khi xã hội ngày một hiện đại, những phát minh về công nghệ nói riêng và những thành tựu khoa học nói chung luôn hiện hữu xung quanh con người, phục vụ lợi ích của con người. Kết quả này khẳng định hiệu quả của việc đưa môn học trở thành môn chính khóa học trong nhà trường với sự quyết tâm của các 9 bên tham gia (UBND thành phố, sở ngành, nhà trường và phụ huynh) nhằm đưa giáo dục STEM trở thành một trong những mục tiêu và chủ trương phát triển giáo dục và tạo nguồn nhân lực STEM [19].
Lê Xuân Quang (2017) nghiên cứu về “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” đã Xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM cụ thể: Xác định cơ sở khoa học của dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM; làm rõ khái niệm về giáo dục STEM trên cơ sở đó xác định bản chất của giáo dục STEM theo cả nghĩa rộng và nghĩa hẹp, mối quan hệ giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Khảo sát điều tra thực trạng dạy học môn Công nghệ dưới góc độ giáo dục STEM và nhận thức của giáo viên về giáo dục STEM. Nghiên cứu sẽ tiếp tục Xây dựng và mở rộng các chủ đề giáo dục STEM mang tính xuyên suốt giữa các lớp học bậc học. Phát triển các module phục vụ dạy học STEM chính khóa và ngoại khóa [12].3 Kết luận tổng quan các nghiên cứu trước Trên cơ sở phân tích tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước, tác giả đưa ra một số kết luận và một số vấn đề nghiên cứu trước chưa được đề cập hoặc chưa được làm sáng tỏ nhằm làm cơ sở cho nghiên cứu của luận văn sau đây: - Giáo dục STEM tuy mới xuất hiện tại Việt Nam nhưng bước đầu đã dành được sự quan tâm của cộng đồng và các cơ quan chức năng đặc biệt là từ phía Bộ Giáo dục và Đào tạo và các cơ quan ban ngành có liên quan.
- STEM là cơ sở cho những chính sách quan trọng của các quốc gia phục vụ mục tiêu thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam, lĩnh vực giáo dục chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu CMCN 4.0; Nghiên cứu về giáo dục STEM thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà giáo dục trên thế giới dành cho các bậc học. Các nghiên cứu đã làm sáng tỏ bản chất, vai trò và tầm quan trọng của giáo dục STEM trong bối cảnh toàn cầu hóa hiện nay. Tuy nhiên giáo dục STEM dành cho tiểu học vẫn đang tìm tòi hướng đi riêng và áp dụng vào thực tiễn giáo dục STEM cho học sinh tiểu học. 10 - Mô hình giáo dục STEM, vai trò của sự kết hợp các thành tố Công nghệ (T) và Kỹ thuật (E) trong STEM đã được nghiên cứu.
Tuy nhiên vẫn chưa có nhiều nghiên cứu đi sâu xây dựng chương trình riêng dành cho từng bậc học khác nhau tại Việt Nam. - Cơ sở lí luận và khung lí luận của giáo dục STEM dành cho học sinh tiểu học nói chung, dạy học môn Kỹ thuật lớp theo định hướng giáo dục STEM nói riêng. - Phương pháp luận xây dựng quy trình giáo dục STEM dành cho học sinh tiểu học. Tiêu chí về một chủ đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học, cấu trúc của nhiệm vụ giáo dục STEM chưa được thống nhất.