Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội của nước CHDCND Lào giai đoạn 2016-2020, việc đổi mới giáo dục nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực được đặt lên hàng đầu. Theo kế hoạch phát triển kinh tế xã hội 5 năm lần thứ XIII, Lào tập trung cải cách giáo dục, đặc biệt là đào tạo giáo viên (GV) có năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành và ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) trong giảng dạy. Tuy nhiên, thực trạng giảng dạy môn Vật lý tại các trường cao đẳng sư phạm, đặc biệt là Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha, còn nhiều hạn chế như phương pháp truyền thống, thiếu hoạt động thực hành và thiết bị hỗ trợ. Điều này ảnh hưởng đến năng lực sáng tạo và kỹ năng thực hành của sinh viên (SV).

Mục tiêu nghiên cứu là phát triển năng lực sáng tạo cho SV khoa Vật lý thông qua tổ chức hoạt động thực hành thiết kế và dạy học theo định hướng giáo dục STEM (Science - Khoa học, Technology - Công nghệ, Engineering - Kỹ thuật, Mathematics - Toán học) với chủ đề “Năng lượng nước”. Nghiên cứu tập trung vào SV khoa Vật lý Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha, trong phạm vi thời gian từ năm 2019 đến 2020. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao chất lượng đào tạo GV tương lai, góp phần cải thiện phương pháp dạy học, tăng cường kỹ năng thực hành và phát triển năng lực sáng tạo cho SV, từ đó đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của Lào trong thời kỳ hội nhập.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai khung lý thuyết chính: giáo dục STEM và năng lực sáng tạo.

  1. Giáo dục STEM: Là phương pháp dạy học tích hợp liên môn, tập trung vào việc áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. STEM giúp phát triển kỹ năng tư duy phản biện, sáng tạo, hợp tác và giải quyết vấn đề cho người học. Theo Viện Khoa học Quốc gia Mỹ, STEM là cách tiếp cận liên ngành nhằm trang bị cho học sinh kỹ năng thế kỷ 21, tạo điều kiện cho họ vận dụng kiến thức vào thực tế.

  2. Năng lực sáng tạo: Được hiểu là khả năng phát hiện, giải quyết vấn đề mới bằng nhiều cách khác nhau, dựa trên nền tảng tri thức và kỹ năng tư duy sáng tạo. Cấu trúc năng lực sáng tạo gồm ba yếu tố: tư duy sáng tạo, động cơ sáng tạo và ý chí. Tư duy sáng tạo bao gồm khả năng tưởng tượng, liên tưởng, trực giác và xử lý thông tin để tạo ra ý tưởng mới.

Các khái niệm chính bao gồm: năng lực sáng tạo, phương pháp dạy học STEM, thiết kế kỹ thuật, hoạt động thực hành thiết kế, năng lượng nước, và phát triển năng lực cho sinh viên.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm sư phạm.

  • Nguồn dữ liệu: Bao gồm tài liệu lý luận về giáo dục STEM, năng lực sáng tạo, các văn bản pháp luật và chiến lược giáo dục của Lào; dữ liệu khảo sát thực trạng giảng dạy và học tập tại Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha; kết quả thực nghiệm tổ chức hoạt động dạy học theo định hướng STEM.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích định tính các tài liệu lý luận, phân tích định lượng kết quả khảo sát và thực nghiệm bằng thống kê mô tả, biểu đồ phần trăm, so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Khảo sát 28 giáo viên và 26 sinh viên khoa Vật lý tại Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha. Mẫu được chọn theo phương pháp thuận tiện nhằm phản ánh thực trạng giảng dạy và học tập.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2019-2020, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, xây dựng kế hoạch dạy học, triển khai thực nghiệm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng phương pháp dạy học và điều kiện giảng dạy: 96% giáo viên đã làm bài giảng, 92% có kiến thức và giáo án phát triển, nhưng chỉ 55% có cơ hội học tiếp cao học để nâng cao năng lực. Về phương tiện dạy học, 64% trường có phòng thí nghiệm, 49% có thiết bị thí nghiệm, tuy nhiên chỉ 36% giáo viên tự tìm kiếm và chế tạo thiết bị thí nghiệm sáng tạo. Về ứng dụng ICT, 73% giáo viên có kiến thức sử dụng, 69% đã sử dụng thiết bị ICT trong giảng dạy.

  2. Hiểu biết và kinh nghiệm của sinh viên về STEM: 100% sinh viên chưa từng học STEM trên lớp, 81% không được tham gia hoạt động thí nghiệm sáng tạo, 77% không được tham gia hoạt động trải nghiệm sáng tạo sử dụng phế liệu. Tuy nhiên, 98% sinh viên mong muốn được học và biết thiết kế dạy học, sáng tạo và chế tạo thí nghiệm.

  3. Kết quả thực nghiệm dạy học theo định hướng STEM: Sau khi tổ chức hoạt động thực hành thiết kế và dạy học theo STEM với chủ đề “Năng lượng nước”, năng lực sáng tạo của sinh viên được cải thiện rõ rệt. Tỷ lệ sinh viên đạt mức năng lực sáng tạo cao tăng từ khoảng 20% lên trên 70%. Kỹ năng thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm và khả năng làm việc nhóm cũng được nâng cao đáng kể.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy phương pháp dạy học truyền thống và thiếu thiết bị thực hành là nguyên nhân chính làm hạn chế năng lực sáng tạo của sinh viên. Việc áp dụng giáo dục STEM với các hoạt động thực hành thiết kế giúp sinh viên phát triển kỹ năng tư duy sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề và làm việc nhóm. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả này phù hợp với quan điểm rằng STEM là phương pháp hiệu quả để phát triển năng lực thế kỷ 21.

Biểu đồ thể hiện sự tăng trưởng năng lực sáng tạo của sinh viên trước và sau thực nghiệm sẽ minh họa rõ nét hiệu quả của phương pháp. Bảng tổng hợp kết quả đánh giá năng lực sáng tạo cũng cho thấy sự cải thiện đồng đều ở các kỹ năng thành phần như tư duy sáng tạo, kỹ năng thực hành và thái độ tích cực trong học tập.

Việc tổ chức hoạt động thực hành thiết kế theo quy trình STEM gồm xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, phát triển ý tưởng, chế tạo mô hình và đánh giá đã tạo môi trường học tập tích cực, khuyến khích sinh viên chủ động, sáng tạo và hợp tác. Điều này phù hợp với chiến lược phát triển giáo dục của Lào và xu hướng đổi mới giáo dục toàn cầu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng giáo viên về STEM: Tổ chức các khóa tập huấn nâng cao năng lực thiết kế bài giảng và tổ chức hoạt động thực hành theo định hướng STEM cho giáo viên khoa Vật lý. Mục tiêu đạt 80% giáo viên được đào tạo trong vòng 1 năm, do Bộ Giáo dục và Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha phối hợp thực hiện.

  2. Cải thiện cơ sở vật chất và trang thiết bị dạy học: Đầu tư trang bị phòng thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm sáng tạo và công nghệ thông tin phục vụ dạy học STEM. Mục tiêu nâng tỷ lệ trường có đủ thiết bị lên 90% trong 2 năm tới, do nhà trường và các cơ quan quản lý giáo dục chịu trách nhiệm.

  3. Xây dựng và áp dụng kế hoạch dạy học STEM theo chủ đề “Năng lượng nước”: Thiết kế giáo án, tài liệu hướng dẫn và mô hình thí nghiệm phù hợp với đặc điểm sinh viên và điều kiện thực tế. Thực hiện thí điểm trong học kỳ tiếp theo với mục tiêu nâng cao năng lực sáng tạo của ít nhất 70% sinh viên.

  4. Khuyến khích sinh viên tham gia hoạt động trải nghiệm và sáng tạo: Tổ chức các câu lạc bộ STEM, cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật nhằm tạo sân chơi thực hành và phát triển kỹ năng. Mục tiêu thu hút ít nhất 50% sinh viên tham gia hoạt động ngoại khóa STEM trong năm học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục: Nghiên cứu giúp hiểu rõ phương pháp dạy học STEM, cách tổ chức hoạt động thực hành thiết kế nhằm nâng cao năng lực sáng tạo cho học sinh, sinh viên.

  2. Sinh viên ngành Sư phạm Vật lý và các ngành liên quan: Hướng dẫn thực hành thiết kế bài giảng và phát triển kỹ năng sáng tạo, chuẩn bị tốt cho công tác giảng dạy tương lai.

  3. Nhà nghiên cứu giáo dục và phát triển chương trình đào tạo: Cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn để xây dựng chương trình đào tạo theo định hướng STEM, phát triển năng lực thế kỷ 21.

  4. Các cơ quan quản lý giáo dục và chính sách: Tham khảo để xây dựng chính sách đào tạo giáo viên, đầu tư cơ sở vật chất và phát triển giáo dục STEM phù hợp với điều kiện địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo dục STEM là gì và tại sao quan trọng?
    Giáo dục STEM là phương pháp dạy học tích hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học nhằm phát triển kỹ năng tư duy sáng tạo, giải quyết vấn đề và làm việc nhóm. Nó quan trọng vì giúp học sinh, sinh viên đáp ứng yêu cầu của thế kỷ 21 và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.

  2. Làm thế nào để tổ chức hoạt động thực hành thiết kế theo STEM?
    Hoạt động được tổ chức theo quy trình gồm: xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất ý tưởng, phát triển và chế tạo mô hình, thử nghiệm và đánh giá. Mỗi bước đều khuyến khích sự sáng tạo và hợp tác của người học.

  3. Năng lực sáng tạo được đánh giá như thế nào trong nghiên cứu này?
    Năng lực sáng tạo được đánh giá qua các tiêu chí như khả năng tưởng tượng, giải quyết vấn đề, phát hiện ý tưởng mới và thái độ tích cực trong học tập. Kết quả được đo bằng bảng kiểm quan sát và đánh giá định lượng trước và sau thực nghiệm.

  4. Khó khăn chính khi áp dụng giáo dục STEM tại Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha là gì?
    Khó khăn gồm thiếu thiết bị thực hành, phương pháp dạy học truyền thống, hạn chế về kiến thức và kỹ năng của giáo viên, cũng như thiếu kinh nghiệm của sinh viên trong hoạt động thực hành sáng tạo.

  5. Làm thế nào để sinh viên phát triển năng lực sáng tạo hiệu quả?
    Sinh viên cần được tham gia các hoạt động thực hành thiết kế, trải nghiệm sáng tạo, làm việc nhóm và được hướng dẫn bởi giáo viên có năng lực. Môi trường học tập tích cực, trang thiết bị đầy đủ và phương pháp dạy học đổi mới cũng rất quan trọng.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức hoạt động thực hành thiết kế và dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho sinh viên khoa Vật lý Trường Cao đẳng Sư phạm Luang Nam Tha.
  • Thực trạng giảng dạy hiện nay còn nhiều hạn chế về phương pháp, thiết bị và kỹ năng thực hành của giáo viên và sinh viên.
  • Việc áp dụng phương pháp dạy học STEM với chủ đề “Năng lượng nước” đã nâng cao rõ rệt năng lực sáng tạo và kỹ năng thực hành của sinh viên.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực giáo viên, cải thiện cơ sở vật chất và tổ chức hoạt động dạy học STEM hiệu quả.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai rộng rãi kế hoạch dạy học STEM, đào tạo bồi dưỡng giáo viên và xây dựng môi trường học tập sáng tạo tại trường.

Call-to-action: Các nhà quản lý giáo dục, giảng viên và sinh viên ngành Sư phạm Vật lý nên áp dụng và phát triển mô hình dạy học STEM để nâng cao chất lượng đào tạo, góp phần phát triển nguồn nhân lực sáng tạo cho đất nước.