Tổng quan nghiên cứu

Giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) đang trở thành xu hướng quan trọng trong đổi mới giáo dục toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0. Tại Việt Nam, việc triển khai giáo dục STEM ở bậc tiểu học còn nhiều hạn chế, đặc biệt trong môn Kỹ thuật lớp 5. Trên địa bàn huyện Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh, môn Kỹ thuật lớp 5 hiện nay chủ yếu được dạy theo phương pháp truyền thống, thiếu sự tích hợp liên môn và chưa phát huy hết tiềm năng phát triển năng lực học sinh theo định hướng STEM. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là khảo sát thực trạng dạy học Kỹ thuật lớp 5 theo định hướng giáo dục STEM tại huyện Bình Chánh, đồng thời đề xuất giải pháp vận dụng giáo dục STEM nhằm nâng cao hiệu quả dạy học, phát triển năng lực cốt lõi cho học sinh tiểu học.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các trường tiểu học tiêu biểu tại huyện Bình Chánh, trong đó có trường Tiểu học Trần Quốc Toản, với thời gian khảo sát từ tháng 10 đến 12 năm 2019. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc đổi mới phương pháp dạy học, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tiểu học, đồng thời đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao trong thời đại công nghệ số. Qua đó, giúp học sinh phát triển toàn diện về phẩm chất và năng lực, đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng hợp tác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết giáo dục STEM và mô hình dạy học theo quy trình 5E và 6E. Giáo dục STEM được hiểu là phương pháp tiếp cận tích hợp liên môn giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh. Mô hình dạy học 5E gồm các giai đoạn: Đặt vấn đề (Engagement), Khám phá (Exploration), Giải thích (Explanation), Mở rộng (Elaboration), và Đánh giá (Evaluation). Mô hình 6E phát triển từ 5E, bổ sung thêm yếu tố Kỹ thuật (Engineer) nhằm tăng cường tính thực hành và ứng dụng công nghệ trong dạy học STEM.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Giáo dục tiểu học: bậc học nền tảng phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực học sinh.
  • Giáo dục STEM: phương pháp giáo dục tích hợp liên môn, tập trung vào giải quyết vấn đề thực tiễn.
  • Dạy học kỹ thuật lớp 5 theo định hướng STEM: tích hợp kiến thức và kỹ năng STEM trong các chủ đề kỹ thuật phù hợp với nội dung chương trình lớp 5.
  • Năng lực cốt lõi: năng lực giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, hợp tác và giao tiếp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp gồm:

  • Nghiên cứu lý luận: tổng hợp, phân tích các tài liệu trong và ngoài nước về giáo dục STEM và dạy học kỹ thuật tiểu học.
  • Điều tra khảo sát: khảo sát 50 giáo viên dạy Kỹ thuật lớp 5 tại các trường tiểu học huyện Bình Chánh bằng bảng hỏi để đánh giá nhận thức, thực trạng dạy học STEM.
  • Thực nghiệm sư phạm: thực hiện tại trường Tiểu học Trần Quốc Toản để kiểm nghiệm hiệu quả vận dụng giáo dục STEM trong dạy học kỹ thuật lớp 5.
  • Phân tích định lượng: sử dụng phần mềm SPSS 20.0 và Excel để xử lý số liệu khảo sát, so sánh kết quả học tập giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.

Cỡ mẫu khảo sát gồm 50 giáo viên và học sinh lớp 5 tại các trường tiêu biểu. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện và mẫu ngẫu nhiên có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 2/2019 đến tháng 8/2020, bao gồm hoàn thiện cơ sở lý luận, khảo sát thực trạng, thực nghiệm sư phạm và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức giáo viên về giáo dục STEM: 54% giáo viên hiểu giáo dục STEM là dạy học tích hợp liên môn, 22% coi đây là định hướng giáo dục toàn diện, 14% nhận thức STEM là phương pháp tiếp cận vận dụng kiến thức liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn. Tuy nhiên, chỉ khoảng 40% giáo viên thường xuyên vận dụng STEM trong dạy học kỹ thuật lớp 5.

  2. Ý nghĩa của giáo dục STEM theo giáo viên: 56% giáo viên cho rằng giáo dục STEM giúp giáo dục toàn diện học sinh, 22% cho rằng nâng cao hứng thú học tập, 12% nhận thấy STEM hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh.

  3. Sự cần thiết dạy học kỹ thuật lớp 5 theo định hướng STEM: 56% giáo viên đánh giá rất cần thiết, 28% cho rằng cần thiết, chỉ 6% không đồng ý. Điều này phản ánh sự đồng thuận cao về vai trò của STEM trong môn kỹ thuật tiểu học.

  4. Mức độ đưa tình huống thực tiễn vào dạy học: 34% giáo viên rất thường xuyên, 54% thường xuyên đưa tình huống thực tiễn vào bài học kỹ thuật lớp 5, góp phần nâng cao tính ứng dụng và phát triển kỹ năng thực hành cho học sinh.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy giáo viên tiểu học tại huyện Bình Chánh đã có nhận thức bước đầu về giáo dục STEM, tuy nhiên việc áp dụng vào thực tế còn hạn chế do thiếu đào tạo chuyên sâu và sự phối hợp liên môn chưa hiệu quả. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, mức độ hiểu biết và vận dụng STEM của giáo viên tiểu học Việt Nam còn thấp hơn, do đó cần có các chương trình bồi dưỡng thường xuyên và hỗ trợ kỹ thuật.

Việc đưa tình huống thực tiễn vào dạy học kỹ thuật giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo, phù hợp với đặc điểm nhận thức của học sinh tiểu học. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại trường Tiểu học Trần Quốc Toản cho thấy học sinh lớp thực nghiệm có điểm trung bình cao hơn 15% so với lớp đối chứng, minh chứng cho hiệu quả của phương pháp dạy học STEM.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ nhận thức giáo viên về STEM, biểu đồ tròn về ý nghĩa giáo dục STEM, và bảng so sánh điểm học tập giữa lớp thực nghiệm và đối chứng để minh họa rõ ràng hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tổ chức đào tạo, bồi dưỡng giáo viên về giáo dục STEM: Triển khai các khóa tập huấn chuyên sâu về phương pháp dạy học STEM cho giáo viên tiểu học, đặc biệt là giáo viên dạy môn Kỹ thuật lớp 5. Mục tiêu nâng tỷ lệ giáo viên vận dụng STEM lên trên 70% trong vòng 1 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo TP. Hồ Chí Minh phối hợp với các trung tâm đào tạo.

  2. Xây dựng và phát triển chủ đề dạy học STEM phù hợp: Thiết kế các chủ đề STEM tích hợp liên môn phù hợp với nội dung chương trình kỹ thuật lớp 5, có tính thực tiễn cao và dễ áp dụng tại các trường tiểu học. Thời gian thực hiện trong 6 tháng, chủ thể: Ban giám hiệu và tổ chuyên môn các trường.

  3. Tăng cường phối hợp liên môn và hoạt động trải nghiệm sáng tạo: Khuyến khích giáo viên các bộ môn phối hợp xây dựng kế hoạch dạy học liên môn, tổ chức các hoạt động trải nghiệm, câu lạc bộ STEM ngoại khóa nhằm phát triển kỹ năng hợp tác và tư duy sáng tạo cho học sinh. Thời gian triển khai liên tục trong năm học, chủ thể: Giáo viên và Ban đại diện cha mẹ học sinh.

  4. Đầu tư trang thiết bị và phương tiện dạy học STEM: Cung cấp đầy đủ dụng cụ, thiết bị thực hành kỹ thuật và công nghệ phù hợp với lứa tuổi học sinh tiểu học nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc tổ chức các hoạt động STEM. Chủ thể: UBND huyện Bình Chánh và các trường tiểu học, thời gian thực hiện trong 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên tiểu học: Nhận thức và áp dụng phương pháp dạy học STEM trong môn Kỹ thuật lớp 5, nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

  2. Cán bộ quản lý giáo dục: Xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và hỗ trợ triển khai giáo dục STEM tại các trường tiểu học, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục địa phương.

  3. Nhà nghiên cứu giáo dục: Tham khảo cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về giáo dục STEM và đổi mới phương pháp dạy học.

  4. Phụ huynh học sinh: Hiểu rõ vai trò và lợi ích của giáo dục STEM trong phát triển toàn diện năng lực con em, từ đó phối hợp cùng nhà trường hỗ trợ học sinh học tập hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo dục STEM là gì và tại sao quan trọng trong tiểu học?
    Giáo dục STEM là phương pháp tích hợp liên môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh. Ở tiểu học, STEM giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng thực hành từ sớm, tạo nền tảng cho học tập bậc cao hơn.

  2. Phương pháp dạy học 5E và 6E khác nhau thế nào?
    Mô hình 5E gồm 5 giai đoạn: Đặt vấn đề, Khám phá, Giải thích, Mở rộng và Đánh giá. Mô hình 6E bổ sung thêm giai đoạn Kỹ thuật (Engineer) nhằm tăng cường thực hành và ứng dụng công nghệ trong quá trình học.

  3. Làm thế nào để giáo viên tiểu học vận dụng hiệu quả giáo dục STEM?
    Giáo viên cần được đào tạo bài bản về STEM, phối hợp liên môn, xây dựng chủ đề học tập thực tiễn, tổ chức hoạt động trải nghiệm và sử dụng các phương tiện dạy học phù hợp để phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh.

  4. Thách thức lớn nhất khi triển khai dạy học kỹ thuật theo STEM là gì?
    Thách thức chính là thiếu sự chuẩn bị về kiến thức và kỹ năng của giáo viên, hạn chế về trang thiết bị dạy học, cũng như khó khăn trong việc phối hợp liên môn và thiết kế bài học tích hợp.

  5. Kết quả học tập của học sinh khi áp dụng dạy học STEM có cải thiện không?
    Theo kết quả thực nghiệm, học sinh được học theo định hướng STEM có điểm trung bình cao hơn khoảng 15% so với học sinh học theo phương pháp truyền thống, đồng thời tăng hứng thú và phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề.

Kết luận

  • Giáo dục STEM tại bậc tiểu học, đặc biệt trong môn Kỹ thuật lớp 5, đang được quan tâm nhưng còn nhiều hạn chế trong thực tiễn dạy học tại huyện Bình Chánh.
  • Giáo viên có nhận thức bước đầu về STEM nhưng cần được đào tạo và hỗ trợ để vận dụng hiệu quả hơn trong giảng dạy.
  • Việc đưa tình huống thực tiễn vào bài học kỹ thuật giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo cho học sinh.
  • Thực nghiệm sư phạm cho thấy phương pháp dạy học STEM nâng cao kết quả học tập và hứng thú học tập của học sinh.
  • Đề xuất các giải pháp đào tạo giáo viên, xây dựng chủ đề học tập, tăng cường phối hợp liên môn và đầu tư trang thiết bị nhằm nâng cao chất lượng dạy học kỹ thuật theo định hướng STEM.

Tiếp theo, các cơ sở giáo dục và ngành giáo dục cần triển khai đồng bộ các giải pháp trên để phát huy hiệu quả giáo dục STEM, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tiểu học và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội trong thời đại mới. Đề nghị các nhà quản lý, giáo viên và phụ huynh cùng phối hợp hành động để tạo môi trường học tập STEM hiệu quả cho học sinh.