Hiệu ứng của giáo dục STEM đến kết quả học tập của học sinh trung học tại thành phố Hà Nội

Tài liệu nghiên cứu Hiệu ứng của giáo dục stem đến kết quả học tập của học sinh trung học tại thành phố hà nội, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về

Trường đại học

Đại học Bách Khoa Hà Nội

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ

2023

178
2
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Cơ sở thực tiễn

1.3. Mục đích nghiên cứu

1.4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

1.4.1. Khách thể nghiên cứu

1.4.2. Đối tượng nghiên cứu

1.5. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

1.6. Giả thuyết khoa học

1.7. Nhiệm vụ nghiên cứu

1.8. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.8.1. Cách tiếp cận

1.8.2. Các phương pháp nghiên cứu

1.9. Những luận điểm cần bảo vệ trong luận án

1.10. Đóng góp mới của luận án

1.11. Cấu trúc của luận án

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆU ỨNG CỦA GIÁO DỤC STEM ĐẾN CÁC KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH PHỔ THÔNG

1.1. Giới thiệu về vấn đề tổng quan

1.2. Khung lý thuyết về hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh

1.3. Lý do giáo dục STEM lại quan trọng cho học sinh

1.4. Khái niệm STEM và giáo dục STEM

1.5. Các cách tích hợp của giáo dục STEM

1.6. Các kết quả học tập chính của học sinh trong giáo dục STEM

1.7. Khái niệm về hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh

1.8. Các câu hỏi nghiên cứu tổng quan

1.9. Phương pháp tổng hợp dữ liệu về hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.9.1. Nguồn thông tin và chiến lược tìm kiếm

1.9.2. Các giai đoạn của lựa chọn nghiên cứu

1.9.3. Trích xuất và tổng hợp dữ liệu

1.10. Kết quả trích xuất và tổng hợp dữ liệu về hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.1. Trích xuất dữ liệu

1.10.2. Tổng hợp các câu sinh thái về hiệu ứng của giáo dục STEM đến kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.3. Hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.4. Hiệu ứng của giáo dục STEM dựa vào đồng bộ đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.5. Hiệu ứng của STEM dựa vào chủ đề đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.6. Hiệu ứng của giáo dục STEM dựa vào dự án đến các kết quả học tập học học sinh phổ thông

1.10.7. Hiệu ứng của giáo dục STEM dựa vào chương trình giảng dạy chéo đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.8. Hiệu ứng của giáo dục STEM dựa vào trường chuyên ngành đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.10.9. Hiệu ứng của giáo dục STEM tập trung vào cộng đồng đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông

1.11. Tình hình cập nhật nghiên cứu về hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh phổ thông tại Việt Nam

1.12. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: HIỆU ỨNG CỦA DẠY HỌC MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM DỰA VÀO MÔ HÌNH 5E KẾT HỢP VỚI LẬP LUẬN TOULMIN ĐẾN CÁC KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH THCS

2.1. Đề xuất ý tưởng mới trong dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh THCS

2.2. Khung khái niệm liên quan

2.2.1. Giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E (5E-based STEM education)

2.2.2. Giáo dục STEM dựa vào lập luận Toulmin (Toulmin's argumentation-based STEM education)

2.2.3. Dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin

2.3. Tại sao nên dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin

2.4. Khung lý thuyết về hiệu ứng của dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin đến các kết quả học tập của học sinh

2.4.1. Hiệu ứng của dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E đến các kết quả học tập của học sinh

2.4.2. Tiến trình dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E

2.4.3. Hiệu ứng của dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào lập luận Toulmin đến các kết quả học tập của học sinh

2.4.4. Tích hợp các môn học STEM vào mô hình lập luận Toulmin

2.4.5. Luận giải cho việc dạy học môn Khoa học tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin

2.5. Tiến trình thiết kế dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin cho học sinh THCS

2.5.1. Các nguyên tắc trong dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin

2.5.2. Yêu cầu về cơ sở vật chất trong dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin

2.5.3. Tiến trình thiết kế dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM dựa vào mô hình 5E kết hợp với lập luận Toulmin

2.6. Bối cảnh thực tiễn cho phép thực hiện dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM cho sinh THCS tại Thành phố Hà Nội

2.6.1. Từ góc độ chính sách thúc đẩy giáo dục STEM

2.6.2. Từ góc độ chương trình môn Khoa học Tự nhiên

2.7. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1. Mục đích, câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu của thực nghiệm

3.1.1. Mục đích thực nghiệm

3.1.2. Các câu hỏi và giả quyết nghiên cứu của thực nghiệm

3.2. Thiết kế phương pháp thực nghiệm

3.2.1. Lựa chọn phương pháp thực nghiệm

3.2.2. Thiết kế bài học thực nghiệm: bài học “Tách chất ra khỏi hỗn hợp” trong môn Khoa học Tự nhiên lớp 6

3.2.3. Học sinh tham gia thực nghiệm

3.2.4. Cách tiến hành và thủ tục thực nghiệm

3.2.5. Công cụ thu thập dữ liệu

3.2.6. Kỹ thuật phân tích thống kê

3.3. Kết quả thực nghiệm

3.3.1. Trả lời Câu hỏi 1: Thành tích học tập của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.3.2. Trả lời Câu hỏi 2: Động lực học tập của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A- 5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.3.3. Trả lời Câu hỏi 3: Sự quan tâm học tập của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.3.4. Trả lời Câu hỏi 4: Các kỹ năng tư duy bậc cao của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.4. Thảo luận kết quả thực nghiệm

3.4.1. Thảo luận về Câu hỏi 1: Thành tích học tập của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.4.2. Thảo luận về Câu hỏi 2: Động lực học tập của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo vi dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.4.3. Thảo luận về Câu hỏi 3: Sự quan tâm học tập của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.4.4. Thảo luận về Câu hỏi 4: Các kỹ năng tư duy bậc cao của học sinh khác nhau như thế nào giữa dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục A-5E-STEM, 5E-STEM và phương pháp giáo khoa thông thường?

3.5. Kết luận chương 3

3.5.1. Kết luận thực nghiệm

3.5.2. Ý nghĩa thực tiễn cho dạy học môn Khoa học Tự nhiên

3.5.3. Hạn chế của nghiên cứu thực nghiệm và khuyến nghị các nghiên cứu tiếp theo

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

3.1. Đối với Sở Giáo dục và Đào tạo

3.2. Đối với trường trung học cơ sở

3.3. Đối với giáo viên bộ môn Khoa học Tự nhiên

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU KHẢM KHẢO

Phụ lục 1: Phiên bản tiếng Anh tóm tắt về “trích xuất dữ liệu của các câu sinh thái” trong Bảng 1

Phụ lục 2: Giáo án lớp đối chứng

Phụ lục 3: Thang đo thành tích học tập

Phụ lục 4: Thang đo động lực học tập

Phụ lục 5: Thang đo sự quan tâm học tập

Phụ lục 6: Thang đo các kỹ năng tư duy bậc cao

Phụ lục 7: Bài kiểm tra trước thực nghiệm

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Dục STEM Tại sao quan trọng ở Hà Nội

Nền kinh tế phát triển thịnh vượng trong thế kỷ 21 dựa trên Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán (STEM). Giáo dục STEM cải thiện cách học sinh hiểu và ứng dụng các lĩnh vực này bằng cách tích hợp liên ngành và kết nối lớp học với thế giới. Do đó, giáo dục STEM trang bị cho học sinh một nền tảng vững chắc cho sự thành công trong thời đại thông tin, trong các lĩnh vực học tập sau phổ thông và môi trường làm việc liên quan đến STEM trong tương lai. Sáng kiến giáo dục STEM được tuyên bố chính thức bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) năm 2001 với mục tiêu xác lập vững chắc vị thế của Hoa Kỳ là quốc gia đứng đầu thế giới về kinh tế, khoa học và công nghệ bằng việc cải thiện nguồn nhân lực [1]. Trong một môi trường cạnh tranh toàn cầu, thế hệ trẻ cần được chuẩn bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng cần thiết để thành công và trở thành lực lượng lao động chất lượng cao. Giáo dục STEM là một trong những phát kiến đột phá trong lĩnh vực giáo dục thế kỷ 21 để hoàn thành mục tiêu này.

1.1. Lợi ích của giáo dục STEM cho học sinh trung học

Giáo dục STEM không chỉ trang bị kiến thức mà còn phát triển kỹ năng STEM quan trọng như tư duy phản biện, khả năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm. Học sinh được khuyến khích ứng dụng STEM vào thực tế, từ đó hiểu sâu hơn về các môn học. Điều này tạo tiền đề vững chắc cho tương lai nghề nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam Bối cảnh và chính sách hiện tại

Nghị quyết số 29-NQ/TW nhấn mạnh yêu cầu nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, năng lực thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, phát triển khả năng sáng tạo và giúp người học giải quyết vấn đề trong cuộc sống [3]. Giáo dục STEM được xem là một chủ trương lớn, góp phần hiện thực hóa quan điểm chỉ đạo này. Thủ tướng Chính phủ kí Chỉ thị số 16/CT-TTg nêu rõ giải pháp thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông.

II. Thách thức triển khai Giáo Dục STEM hiệu quả tại Hà Nội

Mặc dù giáo dục STEM đã được thiết lập tốt thông qua các văn bản chính sách quốc gia và quốc tế, sự bất đồng về các mô hình triển khai tích hợp STEMkết quả học tập của học sinh trung học vẫn là một vấn đề [4] [7]. Trong nghiên cứu, vẫn còn thiếu một báo cáo bao quát về mối quan hệ thuyết phục giữa các cách tích hợp trong giáo dục STEMkết quả học tập liên quan của học sinh trung học [6] [9] [10]. Trên thực tế, giáo viên gặp khó khăn trong việc triển khai các cách tích hợp trong giáo dục STEM vì họ thiếu hướng dẫn về cách tiếp cận STEM hiệu quả với các kết quả học tập cụ thể của học sinh trung học [6] [7] [8] [11] [12] [13].

2.1. Khó khăn của giáo viên trong việc áp dụng phương pháp STEM

Giáo viên có thể choáng ngợp trước vô vàn các hoạt động STEM được áp dụng vào thực tế từ các mô hình sư phạm như học STEM dựa vào dự án, hội trại STEM, câu lạc bộ STEM, hoạt động STEM dựa vào mô hình 5E, hoạt động STEM theo mô hình thiết kế kỹ thuật, các cuộc thi STEM, chương trình hợp tác trường đại học [14] và tác động của nó đến các kết quả học tập.

2.2. Thiếu nghiên cứu về mối liên hệ giữa mô hình STEM và kết quả học tập

Ví dụ, tích hợp kỹ thuật vào lớp học khoa học ở trường THCS giúp học sinh học tốt hơn về khoa học và kỹ thuật, nhưng chúng không có tác động đáng kể đến sự quan tâm của học sinh đối với khoa học và kỹ thuật [15]. Cần một nghiên cứu tổng quan có hệ thống nhằm cung cấp những hiểu biết sâu rộng và chuyên sâu về các phương pháp giáo dục STEMkết quả học tập liên quan của học sinh trung học.

2.3. Đánh giá về các phương pháp giảng dạy

Trong đánh giá về các phương pháp giảng dạy STEM, vẫn còn thiếu các nghiên cứu cụ thể về việc phương pháp giảng dạy đó có thực sự hiệu quả với học sinh, đặc biệt là trong mảng toán học, khoa học, kỹ thuậtcông nghệ.

III. Cách Dạy Khoa Học Tự Nhiên theo Giáo Dục STEM hiệu quả

Việc dạy học môn Khoa học Tự Nhiên theo định hướng giáo dục STEM chủ yếu được thực hiện qua các mô hình sư phạm như mô hình giảng dạy 5E, mô hình thiết kế kỹ thuật, mô hình lập luận Toulmin. Các báo cáo hiện có cũng cho thấy dạy học môn Khoa học Tự Nhiên theo định hướng giáo dục STEM có tác động tích cực đến sự cải thiện các kết quả học tập của học sinh trung học, bao gồm thành tích học tập, động lực học tập, sự quan tâm STEM và các kỹ năng tư duy phản biện bậc cao.

3.1. Mô hình 5E trong giảng dạy Khoa Học Tự Nhiên theo STEM

Mô hình 5E (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate) là một phương pháp tiếp cận sư phạm tập trung vào việc thu hút học sinh, khám phá kiến thức, giải thích các khái niệm, vận dụng kiến thức và đánh giá thành tích học tập. Áp dụng mô hình 5E trong giảng dạy Khoa Học Tự Nhiên giúp học sinh chủ động hơn trong quá trình học tập và phát triển kỹ năng STEM.

3.2. Ứng dụng mô hình Toulmin để phát triển tư duy phản biện

Mô hình lập luận Toulmin giúp học sinh xây dựng và bảo vệ luận điểm của mình một cách logic. Trong bối cảnh giáo dục STEM, mô hình Toulmin khuyến khích học sinh giải quyết vấn đề dựa trên bằng chứng và lập luận chặt chẽ, từ đó nâng cao khả năng giải quyết vấn đềtư duy phản biện.

IV. Thực nghiệm sư phạm Ảnh hưởng của STEM tới học sinh Hà Nội

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra tác động của dạy học môn Khoa học Tự Nhiên theo định hướng giáo dục STEM đến nhiều loại kết quả học tập của học sinh trung học trong một nghiên cứu duy nhất. Các học giả vẫn đang tìm kiếm thêm những ý tưởng mới mẻ cho dạy học môn Khoa học Tự Nhiên theo định hướng giáo dục STEM nhằm cải thiện hơn nữa các kết quả học tập của học sinh trung học. Do đó, cần đề xuất thêm những ý tưởng mới mẻ cho dạy học môn Khoa học Tự Nhiên theo định hướng giáo dục STEM nhằm có thể cải thiện các kết quả học tập của học sinh trung học.

4.1. Phương pháp thực nghiệm So sánh kết quả học tập STEM

Nghiên cứu so sánh kết quả học tập của học sinh trung học tham gia các lớp học được giảng dạy theo các phương pháp STEM khác nhau (ví dụ: mô hình 5E, mô hình Toulmin) và lớp học truyền thống. Các công cụ thu thập dữ liệu bao gồm bài kiểm tra, khảo sát, và phỏng vấn để đánh giá thành tích học tập, động lực học tập, sự quan tâm STEM, và kỹ năng tư duy phản biện.

4.2. Kết quả thực nghiệm Hiệu quả giáo dục STEM tại Hà Nội

Phân tích dữ liệu thu thập được sẽ cho thấy ảnh hưởng của STEM đến các kết quả học tập của học sinh trung học tại Hà Nội. Kết quả này có thể cung cấp bằng chứng thực nghiệm về hiệu quả giáo dục STEM và giúp các nhà quản lý giáo dục và giáo viên đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu để cải thiện việc dạy và học STEM.

V. Ứng dụng STEM thực tế Bài học từ môn Khoa Học Tự Nhiên

Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020 hướng dẫn việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học. Theo đó, tùy thuộc vào đặc thù của từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, các trường trung học có thể áp dụng linh hoạt các hình thức tổ chức giáo dục STEM gồm (1) dạy học các môn khoa học theo định hướng giáo dục STEM; (2) tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM và (3) tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật [16].

5.1. Dạy học STEM qua môn Khoa Học Tự Nhiên Dễ triển khai nhất

Trong những hình thức này, dạy học các môn khoa học theo định hướng giáo dục STEM là hình thức dễ triển khai nhất, gắn liền với quá trình dạy học các bộ môn, có thể thực hiện thường xuyên nhằm cải thiện hơn nữa kết quả học tập của học sinh trung học trong các bộ môn, trong đó có môn khoa học. Do đó, trọng tâm của luận án này sẽ tập trung vào dạy học môn khoa học theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh trung học.

5.2. Các trường THCS triển khai hiệu quả giáo dục STEM ra sao

Trong đánh giá về các phương pháp giảng dạy STEM, vẫn còn thiếu các nghiên cứu cụ thể về việc phương pháp giảng dạy đó có thực sự hiệu quả với học sinh, đặc biệt là trong mảng toán học, khoa học, kỹ thuậtcông nghệ.

5.3. Đánh giá về các phương pháp giảng dạy

Trong đánh giá về các phương pháp giảng dạy STEM, vẫn còn thiếu các nghiên cứu cụ thể về việc phương pháp giảng dạy đó có thực sự hiệu quả với học sinh, đặc biệt là trong mảng toán học, khoa học, kỹ thuậtcông nghệ.

VI. Tương lai Giáo Dục STEM Phát triển kỹ năng cho học sinh

Nghiên cứu vấn đề “Hiệu ứng của giáo dục STEM đến kết quả học tập của học sinh trung học tại Thành phố Hà Nội” trong bối cảnh đổi mới giáo dục hiện nay là rất cần thiết, phù hợp với xu hướng tiến bộ giáo dục của thế giới. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp khung lý thuyết về hiệu ứng của STEM đến kết quả học tập của học sinh trung học, đồng thời cung cấp thêm ý tưởng mới mẻ trong dạy học môn Khoa học Tự Nhiên theo định hướng giáo dục STEM.

6.1. Khuyến nghị cho Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội

Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội cần tăng cường hỗ trợ các trường trung học trong việc triển khai giáo dục STEM, bao gồm cung cấp tài liệu hướng dẫn, tổ chức tập huấn cho giáo viên, và đầu tư cơ sở vật chất. Đồng thời, cần khuyến khích các trường sáng tạo và linh hoạt trong việc áp dụng các phương pháp STEM để phù hợp với điều kiện thực tế.

6.2. Định hướng phát triển giáo dục STEM ở Việt Nam

Việc phát triển giáo dục STEM cần được tiếp tục đầu tư và định hướng để đảm bảo rằng học sinh Việt Nam được trang bị đầy đủ kiến thứckỹ năng cần thiết để thành công trong tương lai. Điều này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà quản lý giáo dục, giáo viên, phụ huynh, và cộng đồng.

23/05/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆU ỨNG CỦA GIÁO DỤC STEM ĐẾN CÁC KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH PHỔ THÔNG 1. Giới thiệu về vấn đề tổng quan Trong giáo dục phổ thông, những nỗ lực cải thiện việc dạy học các môn STEM là tập trung vào dạy học tích hợp liên ngành, thay vì tiếp cận theo môn học riêng biệt [7]. Việc tích hợp các môn học STEM thành một bài học/chủ đề liên ngành mới mang đến cho học sinh phổ thông cơ hội hiểu về thế giới tích hợp, thay vì học các mảng kiến thức rời rạc và thực hành về nó [8]. Mặc dù giáo dục STEM đã được thiết lập tốt thông qua các văn bản chính sách quốc gia và quốc tế, nhưng sự bất đồng về các mô hình triển khai STEM và kết quả học tập liên quan của nó ở học sinh vẫn tiếp tục là một vấn đề tranh luận [4] [7].

Trong nghiên cứu, vẫn còn thiếu một báo cáo bao quát về mối quan hệ thuyết phục giữa các cách tích hợp của giáo dục STEM và kết quả học tập liên quan của học sinh [6] [9] [10]. Trong thực hành giảng dạy, giáo viên gặp khó khăn trong việc lựa chọn và triển khai các hoạt động STEM vì họ thiếu hướng dẫn về hiệu quả của mỗi loại hoạt động STEM hiệu quả đến các kết quả học tập được họ dự định cho học sinh của họ [6] [7] [8] [11] [12] [13]. Giáo viên có thể choáng ngợp trước vô vàn các hoạt động STEM được áp dụng vào thực tế như học tập dựa vào dự án STEM, hội trại STEM, câu lạc bộ STEM, hoạt động STEM dựa vào mô hình 5E, hoạt động STEM dựa vào mô hình thiết kế kỹ thuật , các cuộc thi STEM [14], và tác động của chúng đối với các kết quả học tập của học sinh. Ví dụ, tích hợp kỹ thuật vào lớp học khoa học giúp học sinh THCS học tốt hơn về khoa học và kỹ thuật, nhưng không có tác động đến sự quan tâm của học sinh đối với khoa học và kỹ thuật [15].

Do đó, mục đích của tổng quan tài liệu này là kiểm tra hiệu ứng các cách tích hợp trong giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học 10 sinh phổ thông. Kết quả tổng quan sẽ cho thấy cách tích hợp của giáo dục STEM nào hiệu quả đối với loại kết quả học tập nào cho các học sinh nào trong môi trường giáo dục nào, đồng thời nó cũng cung cấp các khoảng trống kiến thức hoặc các ý tưởng mới cho luận án này. Ngoài ra, mặc dù đối tượng của luận án là các học sinh trung học, nhưng nghiên cứu tổng quan được tiến hành mở rộng ra toàn bộ với học sinh phổ thông. Điều này sẽ giúp không bỏ sót nhiều ý tưởng hay về giáo dục STEM được triển khai ở cấp tiểu học và trung học, mà có thể được diễn giải hoặc kết hợp sáng tạo trong dạy học môn Khoa học Tự nhiên theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh trung học.

Do vậy, cách tiếp cận tìm kiếm trên diện rộng về giáo dục STEM cho học sinh phổ thông sẽ mang tính bao quát, toàn diện hơn. Khung lý thuyết về hiệu ứng của giáo dục STEM đến các kết quả học tập của học sinh 1. Lý do giáo dục STEM lại quan trọng cho học sinh Sự thiếu hụt sinh viên và công nhân Hoa Kỳ trong các lĩnh vực công nghệ cao đã làm cho giáo dục STEM trở thành một chủ đề ưu tiên cao cho nghiên cứu giáo dục [18]. Mặc dù các tư tưởng về giáo dục STEM đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước đó [2], nhưng đến năm 2000, các nhà giáo dục Hoa Kỳ đã đồng ý rộng rãi rằng giáo dục STEM là sáng kiến cốt lõi trong việc đảm bảo lợi thế của Mỹ trong nền kinh tế toàn cầu [2].

Mối quan tâm về giáo dục STEM tăng lên cấp cao nhất của chính phủ khi Tổng thống Obama tuyên bố rằng với tư cách là một nhà lãnh đạo đổi mới, nền kinh tế Hoa Kỳ đã tăng trưởng nhanh chóng một phần là nhờ sự hỗ trợ vững chắc về công nghệ và vị trí hàng đầu thế giới về giáo dục khoa học và toán; những ngành học quan trọng này có ảnh hưởng nhiều hơn đến sự phát triển kinh tế khi so sánh với các lĩnh vực không thuộc STEM khác; một nền giáo dục STEM cơ bản là rất quan trọng đối với hầu hết các công việc liên quan đến kỹ thuật, kỹ thuật và thậm chí cả quản lý; và giáo dục STEM chính là nguồn 11 cung cấp chính của các nhà khoa học, kỹ sư và công nhân có kỹ năng công nghệ [2] [18]. Rõ ràng, mục đích của giáo dục STEM đang nỗ lực thu hút các học sinh hướng về các chuyên ngành STEM trong giáo dục sau trung học (đại học/ nghề nghiệp) nhằm cải thiện nguồn nhân lực có năng suất và chất lượng trong thị trường cạnh tranh ngày càng tăng [1] [2] [18]. Bên cạnh thế giới nghề nghiệp, giáo dục STEM ngày càng trở lên quan trọng đối với mỗi cá nhân khi cuộc sống của chúng ta đang ngày càng được bao bọc bởi công nghệ và những vấn đề STEM phức tạp trong cuộc sống. Chẳng hạn, các cuộc khủng hoảng sức khỏe gây ra bởi sự lây lan của bệnh tật đe dọa tính mạng, hoặc sự tò mò để hiểu cách thức hoạt động của công nghệ soi chiếu tại sân bay, hoặc giải quyết sự lãng phí năng lượng đang diễn ra tại ngôi nhà của họ, và do đó, tất cả mọi người cần hiểu biết về STEM để đưa ra quyết định đúng đắn cho bản thân, gia đình và cộng đồng của họ [2].

Không chỉ dừng lại ở kiến thức khoa học và toán, giáo dục STEM thực sự cần thiết để nâng cao hiểu biết của học sinh về cách mọi thứ hoạt động và cải thiện việc sử dụng công nghệ của chúng, cũng như hiểu biết tầm quan trọng của kỹ thuật đã áp dụng kiến thức của và khoa học và toán để giải quyết vấn đề STEM phức tạp và đổi mới công nghệ như thế nào [19]. Ngoài ra, các học sinh của các lĩnh vực không phải STEM cũng nên có thêm kiến thức về khoa học và kỹ thuật để phát triển nghề nghiệp hơn nữa [20]. Tóm lại, sự hiểu biết và tiếp xúc với STEM của học sinh sẽ không chỉ mang lại lợi ích cho cá nhân họ mà còn có lợi cho thế giới, khi nguồn nhân lực về STEM không ngừng được cải thiện về số lượng và chất lượng [2]. Rộng lớn hơn, khi giáo dục STEM được thực hiện mạnh mẽ cho học sinh ở tất cả các quốc gia và hợp tác quốc tế, nó sẽ thúc đẩy sự chia sẻ, hợp tác của tất cả mọi người cùng nhau giải quyết các vấn đề bền vững và thách thức ngày càng tăng của thế kỷ 21, chẳng hạn như dịch bệnh và sức khỏe, biến đổi khí hậu, thiếu nước ngọt, ô nhiễm đại dương và môi trường [2].

Khái niệm STEM và giáo dục STEM (1) STEM là gì? Tại Hoa Kỳ, những nỗ lực trong nền giáo dục để cải thiện học vấn trong các lĩnh vực STEM và nhu cầu lực lượng lao động có kỹ năng cá nhân và kỹ thuật chuyên sâu được chuẩn bị cho một môi trường cạnh tranh ngày càng tăng để đối phó với những thách thức lớn của thế kỷ 21 đã được kích hoạt từ những năm 1990 [19]. Tuy nhiên, thuật ngữ về STEM chỉ được tuyên bố chính thức và rộng rãi vào những năm 2001, ban đầu bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation - NSF) [1]. Khi đó, các định nghĩa về STEM vẫn chưa rõ ràng [21]. Một số người hiểu STEM chỉ đơn giản là được sử dụng như một cách để thảo luận về bốn lĩnh vực chuyên ngành của Khoa học, Toán, Kỹ thuật và Công nghệ; và sau này các tác giả nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tích hợp các lĩnh vực đó [21].

Đơn giản thì STEM là một thuật ngữ viết tắt để chỉ sự tích hợp của bốn lĩnh vực gồm Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Về sau chữ 'A' được thêm vào thành STEAM – bởi vì không có sản phẩm tuyệt vời nào được tạo ra mà không có sự nhạy cảm về nghệ thuật (Arts) [22]. Thay vì học tập từng lĩnh vực đơn lẻ, STEM là sự tích hợp các ngành để giúp học sinh không những có hiểu biết về khoa học và toán, mà còn hiểu được ứng dụng của chúng trong các sản phẩm công nghệ và kỹ thuật đã ảnh hưởng đến cuộc sống hằng ngày của chúng ta như thế nào [19]. Cho đến nay, STEM được xem là một trong những phát kiến mang tính đột phá trong lĩnh vực giáo dục thế kỷ 21 và trở thành một trong những chiến lược quan trọng khi giải quyết các chính sách giáo dục và thiết kế chương trình giáo dục ở nhiều quốc gia trên thế giới.

Hai khái niệm thường gây ra các tranh luận và nhầm lẫn trong STEM cần được giải thích rõ hơn, đó chính là kỹ thuật và công nghệ. Theo [23], kỹ thuật là một lĩnh vực chuyên môn trong đó các kiến thức khoa học và toán 13 được áp dụng để phát triển các cách sử dụng tiết kiệm và hiệu quả các vật liệu và nguồn lực của tự nhiên vì lợi ích của nhân loại; trong khi công nghệ được định nghĩa như việc áp dụng các các kiến thức khoa học và kỹ thuật để tạo ra và sử dụng các phương tiện/ máy móc/ hệ thống đặt trong mối tương quan giữa cuộc sống, xã hội và môi trường. Ví dụ, việc nghiên cứu ra vật liệu và đặc tính của dây đốt nóng (hay dây điện trở nhiệt) được coi là một kỹ thuật, nhưng các ứng dụng thực tế của nó để tạo ra bàn là điện, nồi cơm điện, nồi hơi thì được coi là công nghệ. Một ví dụ khác, việc nghiên cứu ra vật liệu và đặc tính của lò xo với khả năng đàn hồi được coi là kỹ thuật, trong khi một ứng dụng của nó để tạo ra thiết bị đóng mở cánh cửa được coi là công nghệ.

Rõ ràng, khi được ứng dụng vào trong thực tế với các giải pháp cụ thể, một dải tham số/ đặc tính của kỹ thuật sẽ được áp dụng (ví dụ như một dải nhiệt độ của dây điện trở nhiệt được áp dụng trong nồi cơm điện). Do đó, khi đặt trong bối cảnh thực tế, một phần của kĩ thuật là công nghệ [24]. Tóm lại, kỹ thuật là việc giải quyết vấn đề để tạo ra các sản phẩm vì lợi ích nhân loại, trong khi công nghệ là các giải pháp/ kết quả áp dụng cụ thể về kỹ thuật trong bối cảnh thực tế của cuộc sống con người [23].

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Tác Động Của Giáo Dục STEM Đến Kết Quả Học Tập Của Học Sinh Trung Học Tại Hà Nội" khám phá vai trò quan trọng của giáo dục STEM trong việc nâng cao kết quả học tập của học sinh trung học. Tác giả chỉ ra rằng việc áp dụng phương pháp giáo dục STEM không chỉ giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy phản biện và giải quyết vấn đề mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng làm việc nhóm. Những lợi ích này không chỉ cải thiện thành tích học tập mà còn chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng cần thiết cho tương lai.

Để mở rộng thêm kiến thức về các phương pháp giảng dạy và ứng dụng trong giáo dục, bạn có thể tham khảo tài liệu Dạy học trải nghiệm chủ đề thống kê và xác suất ở lớp 8 trường trung học cơ sở luận văn thạc sĩ sư phạm toán học, nơi trình bày cách tiếp cận trải nghiệm trong giảng dạy toán học. Ngoài ra, tài liệu Luận án dạy học hình học không gian ở trường trung học phổ thông với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về việc tích hợp công nghệ trong giáo dục STEM. Cuối cùng, bạn có thể tìm hiểu thêm về Luận văn thạc sĩ the application of short videos in teaching speaking skills an investigation into englishmajored students at sonadezi college, tài liệu này sẽ giúp bạn thấy được sự kết hợp giữa công nghệ và phương pháp giảng dạy hiện đại. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng hiểu biết và khám phá thêm về các phương pháp giáo dục hiệu quả.