Luận văn thạc sĩ tổ chức dạy học chủ đề hệ mặt trời trong dạy học môn khoa học tự nhiên lớp 8 nước cộng hòa dân chủ nhân dân lào theo định hướng giáo dục stem

Khám phá phương pháp dạy học chủ đề Hệ Mặt Trời theo định hướng STEM trong môn Khoa học Tự nhiên lớp 8 tại Lào. Tăng cường tư duy sáng tạo.

• Tác giả: Phonepaseuth Khounthachack
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Linh
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý
• Đề tài: Dạy Học Chủ Đề Hệ Mặt Trời Theo Định Hướng STEM Trong Môn Khoa Học Tự Nhiên Lớp 8 Tại Lào
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
• 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM
• 1.2. Nghiên cứu về giáo dục theo định hướng STEM tại Việt Nam
• 1.3. Nghiên cứu về giáo dục STEM ở nước CHDCND Lào
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM “CÁC HÀNH TINH TRONG HỆ MẶT TRỜI” MÔN KHTN LỚP 8
• 2.1. Vị trí, cấu trúc, nội dung kiến thức và mục tiêu về chuẩn kiến thức kỹ năng của chương “Hệ Mặt trời”
• 2.2. Thiết kế dạy học chủ đề “Hệ Mặt trời” theo định hướng giáo dục STEM
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Luận văn thạc sĩ

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc tổ chức dạy học chủ đề Hệ Mặt Trời theo định hướng STEM trong môn Khoa học Tự nhiên lớp 8 tại Lào. Nghiên cứu nhằm mục đích thiết kế và thực hiện các hoạt động dạy học nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Luận văn thạc sĩ này là một công trình nghiên cứu độc lập, được thực hiện bởi tác giả Phonepaseuth Khounthachack, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Quang Linh.

1.1. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của luận văn thạc sĩ là thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề Hệ Mặt Trời theo định hướng STEM, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 8 tại Lào. Nghiên cứu này cũng nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học này trong thực tế giáo dục tại Lào.

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn thạc sĩ là chương trình và nội dung kiến thức môn Khoa học Tự nhiên lớp 8 tại Lào. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Hệ Mặt Trời tại hai trường THCS Sặn Ti Phạp và THCS Phặn Luông.

II. Dạy học chủ đề Hệ Mặt Trời

Chủ đề Hệ Mặt Trời được lựa chọn làm trọng tâm của nghiên cứu do tính chất liên ngành và khả năng áp dụng STEM trong việc giảng dạy. Nghiên cứu này phân tích nội dung kiến thức về Hệ Mặt Trời trong chương trình Khoa học Tự nhiên lớp 8, đồng thời thiết kế các hoạt động dạy học nhằm phát huy tính sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

2.1. Vị trí và cấu trúc chủ đề

Chủ đề Hệ Mặt Trời là một phần quan trọng trong chương trình Khoa học Tự nhiên lớp 8. Nghiên cứu phân tích vị trí, cấu trúc và nội dung kiến thức của chủ đề này, đồng thời xác định các mục tiêu về chuẩn kiến thức và kỹ năng cần đạt được.

2.2. Thiết kế hoạt động dạy học

Nghiên cứu đề xuất các hoạt động dạy học theo định hướng STEM, bao gồm việc phân phối thời gian, lựa chọn kiến thức STEM phù hợp, và thiết kế các sản phẩm dự kiến. Các hoạt động này nhằm giúp học sinh hiểu sâu hơn về Hệ Mặt Trời và phát triển các kỹ năng cần thiết.

III. Định hướng STEM trong giáo dục

Định hướng STEM là trọng tâm của nghiên cứu này, với mục tiêu tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào quá trình dạy học. Nghiên cứu phân tích các khái niệm cơ bản về giáo dục STEM, mục tiêu và quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng này.

3.1. Khái niệm và mục tiêu giáo dục STEM

Giáo dục STEM là phương pháp dạy học tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo của học sinh. Nghiên cứu này nhấn mạnh mục tiêu của giáo dục STEM trong việc chuẩn bị nguồn nhân lực chất lượng cao cho tương lai.

3.2. Quy trình thiết kế chủ đề STEM

Nghiên cứu đề xuất quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng STEM, bao gồm việc xác định mục tiêu, phân phối thời gian, lựa chọn kiến thức và thiết kế các hoạt động học tập. Quy trình này nhằm đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học STEM.

IV. Giáo dục tại Lào

Nghiên cứu này cũng phân tích thực trạng giáo dục tại Lào, đặc biệt là việc áp dụng STEM trong chương trình Khoa học Tự nhiên lớp 8. Nghiên cứu chỉ ra những thách thức và cơ hội trong việc triển khai giáo dục STEM tại Lào, đồng thời đề xuất các giải pháp để cải thiện chất lượng giáo dục.

4.1. Thực trạng giáo dục STEM tại Lào

Hiện nay, giáo dục STEM tại Lào vẫn còn ở giai đoạn đầu, với nhiều thách thức về nguồn lực và phương pháp giảng dạy. Nghiên cứu này phân tích thực trạng và đề xuất các biện pháp để thúc đẩy việc áp dụng STEM trong giáo dục tại Lào.

4.2. Cơ hội và thách thức

Nghiên cứu chỉ ra những cơ hội và thách thức trong việc triển khai giáo dục STEM tại Lào, bao gồm việc đào tạo giáo viên, cải thiện cơ sở vật chất và thay đổi phương pháp giảng dạy. Các giải pháp được đề xuất nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng STEM trong giáo dục tại Lào.

V. Phương pháp dạy học và đánh giá

Nghiên cứu này đề xuất các phương pháp dạy học và công cụ đánh giá nhằm đo lường hiệu quả của việc áp dụng STEM trong dạy học chủ đề Hệ Mặt Trời. Các phương pháp này bao gồm thực nghiệm sư phạm và đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

5.1. Thực nghiệm sư phạm

Nghiên cứu tiến hành thực nghiệm sư phạm tại hai trường THCS tại Lào để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học theo định hướng STEM. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.

5.2. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Nghiên cứu đề xuất các tiêu chí và công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, bao gồm các phiếu đánh giá của giáo viên và học sinh. Các công cụ này nhằm đo lường hiệu quả của phương pháp dạy học STEM và cải thiện chất lượng giáo dục.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) đang trở thành xu hướng đổi mới quan trọng trong giáo dục phổ thông nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và kỹ năng thực tiễn cho học sinh. Tại nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, hệ thống giáo dục đang trong giai đoạn cải cách theo định hướng phát triển năng lực người học, đặc biệt chú trọng đến việc áp dụng giáo dục STEM trong dạy học các môn khoa học tự nhiên. Luận văn tập trung nghiên cứu tổ chức dạy học chủ đề “Hệ Mặt trời” trong môn Khoa học tự nhiên lớp 8 tại hai trường THCS Sặn Ti Phạp và THCS Phặn Luông, tỉnh Luang Prabang, Lào, nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua phương pháp dạy học STEM.

Mục tiêu nghiên cứu là thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề “Hệ Mặt trời” theo định hướng giáo dục STEM, đồng thời đánh giá hiệu quả của phương pháp này trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Phạm vi nghiên cứu bao gồm nội dung kiến thức chương “Hệ Mặt trời” trong chương trình Khoa học tự nhiên lớp 8, với khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm tại hai trường THCS trong năm học 2020. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng giáo dục STEM tại Lào, đồng thời cung cấp mô hình tổ chức dạy học có thể áp dụng rộng rãi trong các trường phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình giáo dục STEM, tập trung vào phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết giáo dục STEM: STEM là mô hình giáo dục tích hợp liên môn giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, nhằm phát triển kiến thức chuyên môn và kỹ năng thực hành, sáng tạo cho học sinh. Giáo dục STEM nhấn mạnh việc học qua dự án, trải nghiệm thực tế và phát triển năng lực cốt lõi như tư duy phản biện, hợp tác, sáng tạo và giải quyết vấn đề.

2. Lý thuyết năng lực giải quyết vấn đề (NL QVĐ): Năng lực giải quyết vấn đề được hiểu là khả năng nhận diện, phân tích tình huống, đề xuất và thực hiện giải pháp trong các tình huống không có sẵn lời giải. Cấu trúc năng lực bao gồm bốn thành tố chính: phân tích và phát hiện vấn đề, đề xuất và lựa chọn giải pháp, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp, đánh giá và hoàn thiện quá trình giải quyết. Các biểu hiện năng lực được đánh giá qua các chỉ số hành vi cụ thể như phân tích tình huống, thu thập thông tin, lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá kết quả.

Ba đến năm khái niệm chuyên ngành được sử dụng gồm: giáo dục STEM, năng lực giải quyết vấn đề, phương pháp dạy học tích cực, thiết kế bài học STEM, và đánh giá năng lực học sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp nghiên cứu lý thuyết, khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm. Cụ thể:

• Nguồn dữ liệu: Tài liệu chuyên ngành về giáo dục STEM, các nghiên cứu trong và ngoài nước về dạy học STEM và năng lực giải quyết vấn đề; dữ liệu khảo sát từ 55 giáo viên và 20 học sinh tại hai trường THCS Sặn Ti Phạp và Phặn Luông, tỉnh Luang Prabang, Lào; kết quả thực nghiệm sư phạm trên học sinh lớp 8.

• Phương pháp phân tích: Phân tích định tính các tài liệu lý thuyết, thống kê mô tả kết quả khảo sát bằng phần mềm thống kê, đánh giá định tính và định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm thông qua bảng điểm, phiếu đánh giá và quan sát.

• Timeline nghiên cứu: Khảo sát thực trạng được tiến hành trong tháng 6 năm 2020; thiết kế giáo án và bộ công cụ đánh giá trong tháng 7; thực nghiệm sư phạm diễn ra trong học kỳ II năm học 2020 tại hai trường THCS; phân tích và tổng hợp kết quả trong tháng 9-10 năm 2020.

Cỡ mẫu khảo sát gồm 55 giáo viên dạy các môn khoa học tự nhiên và 20 học sinh lớp 8, được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện nhằm đảm bảo tính đại diện cho thực trạng dạy học STEM tại địa phương.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiểu biết và áp dụng giáo dục STEM của giáo viên còn hạn chế: Kết quả khảo sát cho thấy 80% giáo viên chưa từng nghe về giáo dục STEM, chỉ 5% hiểu biết ở mức khá và 2 giáo viên (khoảng 4%) hiểu sâu về STEM. Hơn 95% giáo viên chưa được tập huấn hoặc tự tìm hiểu về phương pháp này.

2. Giáo viên đánh giá cao tầm quan trọng của giáo dục STEM: 82% giáo viên cho rằng tổ chức hoạt động giáo dục STEM ở trường phổ thông là quan trọng hoặc rất quan trọng, tuy nhiên chỉ 6% giáo viên thường xuyên áp dụng phương pháp này trong giảng dạy.

3. Khó khăn trong tổ chức dạy học STEM: 63.6% giáo viên cho biết không đủ thời gian để thực hiện các hoạt động STEM do lịch học dày đặc; 94.5% phản ánh thiếu phương tiện dạy học phù hợp; 49% cho rằng trình độ học sinh chưa phù hợp với phương pháp này; chỉ 1.8% cho biết học sinh không hứng thú, ngược lại đa số học sinh rất tích cực tham gia.

4. Thiết kế chủ đề “Hệ Mặt trời” theo định hướng STEM: Chủ đề được thiết kế với mục tiêu phát triển kiến thức về cấu tạo, chuyển động các hành tinh, kỹ năng thiết kế mô hình và năng lực giải quyết vấn đề. Thời gian dạy học là 2 tiết chính khóa và 1 tuần để học sinh thực hiện chế tạo mô hình. Các hoạt động bao gồm tìm hiểu kiến thức nền, đề xuất ý tưởng, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và báo cáo sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát phản ánh thực trạng giáo viên tại các trường THCS ở Lào còn thiếu kiến thức và kỹ năng về giáo dục STEM, điều này ảnh hưởng đến việc áp dụng phương pháp dạy học tích cực, liên môn. Tuy nhiên, sự đánh giá cao về tầm quan trọng của STEM cho thấy tiềm năng phát triển phương pháp này nếu được hỗ trợ đào tạo và trang bị đầy đủ phương tiện.

Khó khăn về thời gian và phương tiện là những thách thức phổ biến trong đổi mới giáo dục STEM tại nhiều quốc gia đang phát triển. Việc thiết kế chủ đề “Hệ Mặt trời” với các hoạt động trải nghiệm, chế tạo mô hình giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng hợp tác nhóm, phù hợp với mục tiêu giáo dục STEM.

So sánh với các nghiên cứu trong khu vực, kết quả này tương đồng với báo cáo của ngành giáo dục Lào và các nghiên cứu tại Việt Nam, cho thấy giáo dục STEM còn mới mẻ và cần được đầu tư phát triển bài bản. Việc tổ chức dạy học theo chủ đề STEM không chỉ nâng cao kiến thức mà còn tạo hứng thú học tập, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện mức độ hiểu biết và áp dụng STEM của giáo viên, bảng thống kê các khó khăn trong tổ chức dạy học, và bảng phân phối thời gian, nội dung hoạt động của chủ đề “Hệ Mặt trời”.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tổ chức tập huấn chuyên sâu về giáo dục STEM cho giáo viên: Cần triển khai các khóa đào tạo nâng cao nhận thức và kỹ năng dạy học STEM cho giáo viên các trường THCS trong tỉnh Luang Prabang trong vòng 6 tháng tới, do Sở Giáo dục phối hợp với các viện nghiên cứu giáo dục thực hiện.

2. Trang bị đầy đủ phương tiện dạy học STEM: Đầu tư mua sắm và phát triển các thiết bị, dụng cụ phục vụ dạy học STEM như bộ mô hình, thiết bị thí nghiệm đơn giản, phần mềm hỗ trợ học tập trong vòng 1 năm, nhằm khắc phục khó khăn về phương tiện hiện tại.

3. Xây dựng và phổ biến các chủ đề dạy học STEM phù hợp với chương trình và điều kiện địa phương: Phát triển bộ giáo án mẫu và tài liệu hướng dẫn tổ chức dạy học theo chủ đề STEM, trong đó có chủ đề “Hệ Mặt trời”, để giáo viên dễ dàng áp dụng, hoàn thành trong 3 tháng.

4. Khuyến khích tổ chức hoạt động trải nghiệm và câu lạc bộ STEM cho học sinh: Tạo điều kiện cho học sinh tham gia các hoạt động ngoại khóa, câu lạc bộ STEM nhằm phát triển kỹ năng thực hành, sáng tạo và giải quyết vấn đề, với sự hỗ trợ của nhà trường và cộng đồng trong năm học tới.

5. Xây dựng hệ thống đánh giá năng lực giải quyết vấn đề toàn diện: Áp dụng đồng bộ các công cụ đánh giá như quan sát, hồ sơ học tập, tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng và bài kiểm tra để đánh giá chính xác năng lực học sinh, đồng thời làm cơ sở điều chỉnh phương pháp dạy học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giáo viên các môn khoa học tự nhiên và công nghệ tại trường phổ thông: Luận văn cung cấp mô hình thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng STEM, giúp giáo viên nâng cao kỹ năng giảng dạy tích hợp, phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

2. Nhà quản lý giáo dục và cán bộ chuyên môn Sở Giáo dục: Tài liệu là cơ sở tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo giáo viên và phát triển chương trình giáo dục STEM phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương.

3. Nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành giáo dục và phương pháp dạy học: Luận văn cung cấp cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm có giá trị tham khảo cho các đề tài nghiên cứu về đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh.

4. Các tổ chức, doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực giáo dục STEM: Thông tin về thực trạng, khó khăn và nhu cầu phát triển giáo dục STEM tại Lào giúp các tổ chức có định hướng hỗ trợ, hợp tác phát triển các chương trình đào tạo, cung cấp thiết bị và tài liệu giáo dục.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo dục STEM là gì và tại sao quan trọng trong giáo dục phổ thông?
   Giáo dục STEM là phương pháp tích hợp liên môn giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển kiến thức và kỹ năng thực hành cho học sinh. Nó giúp học sinh phát triển tư duy phản biện, sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề, đáp ứng yêu cầu của xã hội hiện đại.

2. Làm thế nào để thiết kế một chủ đề dạy học theo định hướng STEM?
   Thiết kế chủ đề STEM cần lựa chọn nội dung gắn liền với thực tiễn, xác định vấn đề cần giải quyết, xây dựng các hoạt động học tập theo quy trình thiết kế kỹ thuật gồm nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất ý tưởng, chế tạo mô hình, thử nghiệm và báo cáo sản phẩm.

3. Khó khăn phổ biến khi áp dụng giáo dục STEM trong trường phổ thông là gì?
   Khó khăn bao gồm thiếu thời gian trong lịch học, thiếu phương tiện dạy học phù hợp, trình độ học sinh chưa đồng đều, và giáo viên chưa được đào tạo bài bản về phương pháp STEM. Những khó khăn này cần được giải quyết để nâng cao hiệu quả dạy học.

4. Năng lực giải quyết vấn đề được đánh giá như thế nào trong giáo dục STEM?
   Năng lực giải quyết vấn đề được đánh giá qua các chỉ số hành vi như phân tích tình huống, thu thập và xử lý thông tin, đề xuất và lựa chọn giải pháp, thực hiện và đánh giá kết quả. Các công cụ đánh giá gồm quan sát, hồ sơ học tập, tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng và bài kiểm tra.

5. Làm sao để học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề qua chủ đề “Hệ Mặt trời”?
   Thông qua việc học sinh tìm hiểu kiến thức về cấu tạo và chuyển động các hành tinh, thiết kế và chế tạo mô hình Hệ Mặt trời, học sinh được rèn luyện kỹ năng nghiên cứu, hợp tác nhóm, tư duy sáng tạo và thực hành giải quyết vấn đề thực tiễn.

Kết luận

• Luận văn đã làm rõ cơ sở lý luận và thực tiễn về tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trường THCS ở Lào, đặc biệt trong chủ đề “Hệ Mặt trời” môn Khoa học tự nhiên lớp 8.
• Kết quả khảo sát cho thấy giáo viên còn hạn chế về hiểu biết và áp dụng giáo dục STEM, nhưng đánh giá cao tầm quan trọng và có nhu cầu được đào tạo.
• Chủ đề “Hệ Mặt trời” được thiết kế theo quy trình STEM với các hoạt động trải nghiệm, chế tạo mô hình giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
• Thực nghiệm sư phạm chứng minh tính khả thi và hiệu quả của phương pháp dạy học STEM trong việc nâng cao hứng thú và năng lực học sinh.
• Đề xuất các giải pháp đào tạo giáo viên, trang bị phương tiện, xây dựng tài liệu và tổ chức hoạt động trải nghiệm nhằm phát triển giáo dục STEM tại Lào trong thời gian tới.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý giáo dục và nhà trường cần phối hợp triển khai đào tạo, đầu tư trang thiết bị và nhân rộng mô hình dạy học STEM để nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông. Độc giả quan tâm có thể liên hệ tác giả hoặc trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên để nhận tài liệu chi tiết và hỗ trợ chuyên môn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn. Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức về “Hệ Mặt trời” môn KHTN lớp 8 theo định hƣớng giáo dục STEM. Chương 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 3 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.

Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM 1. Nghiên cứu về giáo dục theo định hướng STEM tại Việt Nam Tại Việt Nam có nhiều công trình nghiên cứu về cơ sở lý luận giáo dục STEM nhƣ sau: - TS. Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), TS. Phùng Việt Hải, TS.

Nguyễn Quang Linh, TS. Hoàng Phƣớc Muội, Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông (2018) đã trình bày một số cơ sở lý luận về giáo dục STEM và tiến trình tổ chức các chủ đề giáo dục STEM theo định hƣớng phát triển năng lực sáng tạo và định hƣớng nghề nghiệp cho HS. ên cạnh đó, sách cung cấp 15 chủ đề STEM định hƣớng phát triển năng lực sáng tạo và 05 ngành nghề STEM định hƣớng nghề nghiệp - đƣợc xây dựng theo các dự án học tập. Phần lớn các chủ đề trong sách đã đƣợc thực hiện ở các trƣờng trung học và đã đƣợc đánh giá về tính khả thi.

Phần lớn một số chủ đề đƣợc thực hiện dƣới hình thức ngoại khóa, bên cạnh đó là một số chủ đề đƣợc lồng ghép trong giờ học chính khóa của môn vật lí [15]. - Nguyễn Văn iên, Tƣởng Duy Hải trong cuốn Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông đã đƣa ra cơ sở khoa học của giáo dục STEM; quy trình xây dựng và tổ chức thực hiện giáo dục STEM ở trƣờng phổ thông; giáo dục STEM trong môn học và hoạt động giáo dục và một số chủ đề STEM cho các cấp học; một số quan điểm về giáo dục STEM; phân loại giáo dục STEM; các đặc trƣng của bài học STEM; dạy học phân hóa và giáo dục STEM; Đề xuất tiến trình dạy học STEM; Tiến trình thiết kế bài học STEM; đánh giá HS trong giờ học STEM,… Tuy nhiên, nghiên cứu vẫn tập chung vào chủ đề dạy học STEM mà chƣa quan tâm tới dạy học theo hình thức bài - lớp nhƣ trong thực tế đang diễn ra [1]. - Nguyễn Quang Linh đã nghiên cứu về GD STEM trong nhiều chủ đề khác nhau nhƣ: Chƣơng trình dạy học chủ đề STEM cho giáo viên, thiết kế và tổ chức hoạt động trải nghiệm ở trƣờng phổ thông, phát triển tƣ duy phê phán của sinh viên thông qua chƣơng trình định hƣớng GD STEM tại Việt Nam, phát triển tƣ duy sáng tạo của sinh viên thông qua hoạt động định hƣớng STEM “Tôi là kỹ sư” trong lớp học và tổ 4 chức dạy học về môn khoa học theo định hƣớng GD STEM tại trƣờng THPT; Trong các bài báo đã trình bày đề xuất quy trình thiết kế bài học STEM, quy trình tổ chức giờ học STEM, đánh giá HS trong quá trình học tập và các kết quả thu đƣợc từ thực nghiệm [14]. Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), Ths.

Hoàng Phƣớc Muội, TS. Phùng Việt Hải, TS. Nguyễn Quang Linh, Ths. Nguyễn Anh Dũng, Ths.

Ngô Trọng Tuệ (2018), Dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sƣ phạm TP Hồ Chí Minh đã trình bày các nội dung chính nhƣ: + Hƣớng dẫn xây dựng và vận hành phòng dạy học STEM trong trƣờng phổ thông. + Tổ chức hoạt động trải nghiệm cho học sinh theo định hƣớng giáo dục STEM. + Xây dựng các giáo án minh hoạ để tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM trong giờ học chính khóa và ngoại khóa. Đặc biệt, minh hoạ xây dựng kế hoạch dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM đối với một bài học trong chƣơng trình S K hiện hành với thời lƣợng 45 phút [17].

- Trong luận án nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017) về “Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo d c STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Nhiều HS hiểu bài sâu sắc hơn, cảm thấy thoải mái hơn trong các giờ học bình thƣờng, góp phần phát triển năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo của HS, phù hợp với định hƣớng của D&ĐT trong công văn số 5555/ DĐT – GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang đƣợc thực hiện trong cả nƣớc hiện nay [18]. - Trong luận văn tốt nghiệp của Lê Thanh Trúc (2017) về “Tổ chức dạy học một số kiến thức chương cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10 theo định hướng GD STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Học sinh đã phát huy đƣợc tính tích cực và năng lực sáng tạo, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và rèn luyện một số kỹ năng cần thiết trong cuộc sống nhƣ kỹ năng làm việc nhóm, thu thập và xử lí thông tin, thuyết trình, phản biện… góp phần tạo đƣợc hứng thú học Vật lý của HS nhờ vận dụng các kiến thức hàn lâm vào thực tiễn, trực quan sinh động hơn.

Các phân tích thực nghiệm trên đã khẳng định tính khả thi của việc tổ chức dạy học chƣơng “Cơ sở của nhiệt động lực học - Vật lý 10” theo định hƣớng GD STEM trong việc đổi mới phƣơng pháp dạy học ở trƣờng phổ thông [24]. 5 - Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh,… trong các tài liệu [1], [9] và [15] đã trình bày những nghiên cứu của mình về giáo dục STEM một cách khá đầy đủ. Nhóm tác giả đã đƣa ra định nghĩa giáo dục STEM; mục tiêu giáo dục STEM; phân loại STEM; đề xuất đƣợc biện pháp phát triển năng lực của học sinh thông qua các hoạt động giáo dục STEM, đặc biệt là năng lực sáng tạo; các biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh nhƣ: (a) Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống quen liên quan đến ngành nghề kỹ thuật. (b) Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đƣa ra bình luận, lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các học sinh khác, với giáo viên, với chuyên gia,.

Từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật mới, tối ƣu trên cơ sở kế thừa các giải pháp kỹ thuật đã có. (c) Tự đề xuất đƣợc giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà không tham khảo các giải pháp đã có. (d) Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, hoàn cảnh mới. (e) Chẳng hạn, từ những kiến thức quen thuộc là điện trƣờng, trọng lực mà học sinh đã đƣợc học, chuyển sang nghiên cứu hạn chế ô nhiễm bụi trên các tuyến đƣờng bằng phƣơng pháp lọc bụi tĩnh điện, phƣơng pháp trọng lực và quán tính.

(f) Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tƣợng kỹ thuật. Thực chất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc, các bộ phận kỹ thuật, các yếu tố bản chất của đối tƣợng kỹ thuật trong mối tƣơng quan giữa chúng. (g) Đề xuất mô hình giả thuyết, đƣa ra phƣơng án thực nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất có thể đƣợc trong những điều kiện đã cho. (h) Tự thiết kế sơ đồ nguyên lý, bản vẽ kỹ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng của đối tƣợng kỹ thuật đang nghiên cứu.

Nghiên cứu về giáo dục STEM ở nước CHDCND Lào Hiện nay chƣa có một công trình nghiên cứu chính thức nào tại Lào về GD STEM. Tuy nhiên, tại Lào đã có những triển khai nhất định về D STEM, nhƣ: 6 Keovivon UTTHACHAC (2016) - Phó vụ trƣởng Khoa học đã nói đến ý tƣởng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học là những điều mà ộ Khoa học và Công nghệ ( ộ KHCN) mong muốn tiến hành và xây dựng pham vi hợp tác với ộ iáo dục và Thể thao ( ộ DTT) để giao lƣu và thực hiện cùng một đối tƣợng có thể mang tính khả thi [25]. Trong tài liệu Luật khoa học và công nghệ của ộ KHCN Lào đã chỉ ra rằng: “Việc nâng cao trình độ của cán bộ và nhân viên là việc làm rất quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ nhƣ: Công nghiệp du lịch, công nghiệp điện tử, công nghiệp chế tạo và sản xuất thực phẩm. Để đáp ứng yêu cầu trên, ộ KHCN và ộ GDTT của nƣớc CHDCND Lào cần trao đổi, hợp tác với nhau để xây dựng đội ngũ lao động có trình độ, tay nghề để đáp ứng nhu cầu lao động trong và ngoài nƣớc.

Trong bài báo cáo của dự án nghiên cứu và phát triển chƣơng trình dạy học về công nghệ, sáng chế đã chỉ ra rằng: Hiện nay, Chính phủ của nƣớc CHDCND Lào đang đầu tƣ cho việc xây dựng chƣơng trình D STEM cho các trƣờng học, các cấp học. Thực sự, để triển khai GD STEM ở nƣớc CHDCND Lào cần có 2 yếu tố quan trọng đó là: Thúc đẩy xây dựng nguồn nhân lực chất lƣợng cao và khuyến khích nghiên cứu chế tạo sản phẩm mới có chất lƣợng cao. Bên cạnh đó, Sở Giáo dục phải xem lại một số chiến lƣợc và thay đổi phƣơng pháp giảng dạy từ bậc mầm non đến bậc đại học nhằm cho HS chủ động, tích cực học tập, phát triển đƣợc các kỹ năng cần thiết. Đồng thời trong quá trình dạy học phải tích hợp kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

Các trƣờng học cao đẳng, trƣờng đại học cần phải hợp tác với các cơ quan, các công ty sản xuất, các đơn vị kinh doanh, doanh nghiệp… để xây dựng học tập từ nhà trƣờng đến nhà máy (Work-intergrated Learning: Wil), trao đổi và hợp tác nhau để rèn luyện sinh viên học tập qua hoạt động thực tiễn [29] [32] [33] [27]. Viện Nghiên cứu Khoa học iáo dục (Viện NK ) của Lào là đơn vị chính để nâng cấp nền Giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học của đất nƣớc. Nhiệm vụ của Viện NK bây giờ vẫn còn thúc đẩy việc giảng dạy phù hợp với phƣơng pháp giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực, tƣ duy, phân tích, giải quyết vấn đề, sáng tạo và nhận thấy sự quan trọng của việc học khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học [31] [26] [27]. 7 Để thực hiện triển khai chƣơng trình D STEM thì Viện NK đã hợp tác với Vụ Công nghệ và Sáng chế của ộ KHCN để tìm hiểu, nghiên cứu giáo dục STEM, thúc đẩy GV sử dụng phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng GD STEM.