CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIEN VE UNG DỤNG CÔNG NGHỆ THONG TIN TRONG DAY HỌC CHỦ DE VAT SÓNG THONG QUA BAI HOC STEM TRONG MON KHOA HOC TU NHIEN LỚP 7 1. TONG QUAN VAN DE NGHIEN CUU Dạy học theo định hướng phát triển năng lực dang là xu hướng giáo dục quốc tế và ở Việt Nam điều nay cũng không ngoại lệ. Trong Nghị quyết 29-NQ/TW khóa XI, Đảng đã xác định một trong những nhiệm vu trọng tâm "đột phá chiến lược" chính là '*Đổi mới căn ban và toàn điện giáo duc và đào tao” nhằm xây đựng và phát triển nền giáo dục theo hướng tiếp cận năng lực, phù hợp với xu hướng phát triển của thời đại và bắt kịp với các nên giáo dục tiên tiền trên thể giới (Ban Chấp hành Trung ương, 2013). Theo định hướng phát triển năng lực, HS đóng vai trò là trung tâm của hoạt động học, nghĩa là HS chủ động, tích cực tham gia hình thành, khám phá kiến thức và vận dụng các kiến thức đó vào thực hành, thực tiễn.
Day là mô hình tập trung vào phát triển năng lực của HS, còn GV chỉ là người hướng dẫn. Tính mở của CTGDPT 2018 đã tạo điều kiện cho GV sáng tạo, sử dụng linh hoạt nhiều phương pháp day học dé đa dang cách thức tô chức day học nhằm dat được các YCCD về phẩm chất và năng lực trong chương trình. CTGDPT 2018 hình thành và phát trién cho HS những phẩm chất chủ yếu sau: yêu nước, nhân ái, cham chỉ, trung thực, trách nhiệm. Vẻ năng lực thì được phân ra thành 02 loại: năng lực chung va năng lực đặc thù.
Năng lực chung là năng lực được hình thành, phát trién ở tất cả các môn học và các hoạt động giáo dục, gom có: năng lực tự chủ va tự học, năng lực giao tiếp va hợp tác, năng lực giải quyết van đề và sáng tạo. Còn năng lực đặc thù là nang lực được hình thành, phat trién chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định, cụ thể như ở môn KHTN thì sẽ tập trung hình thành và phát triển cho HS NL KHTN (Bộ Giáo dục và Dao tạo, 2018a). Theo Nguyễn Minh Thuyết - Tông chủ biên CTGDPT 2018 nhận định: “Tinh mở của Chương trình GDPT 2018 cho phép một số nội dung giáo dục STEM có thể được xáy dựng thông qua chương trình địa phương, kê hoạch giáo dục nhà trường; qua những chương trình, hoạt động STEM được triển khai, tổ chức thông qua hoạt động xã hội hoa giáo duc” (Nguyễn Minh Thuyết, 2019). Qua đó cho thấy, việc tô chức các hoạt động giáo duc STEM trong dạy học môn KHTN giúp định hướng phát triển năng lực cho HS, cụ thé là NL KHTN và các năng lực chung.
Hơn nữa, với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, công nghệ như trí tuệ nhân tạo,. thì nang lực tin học cũng rất quan trọng trong việc hình thành, phát triển ở HS. Do đó, việc ứng dụng CNTT trong quá trình dạy học hiện nay là điều cần thiết. Trên thế giới Toàn cầu hoá với sự phát triển vượt bậc của công nghệ đã thúc đây Việc tăng cường sử dung CNTT vào trong tat cả các lĩnh vực va giáo duc cũng không ngoại lệ.
Chính vì thé giáo dục luôn phải đôi mới không ngừng dé bắt kịp với xu hướng của thời đại. Do đó, nhà giáo dục cần phải sử dụng sáng tạo và linh hoạt các khía cạnh như về nội dung kiến thức, phương pháp day học, cách thức tô chức hoạt động day hoc,. Vi thé, khi CNTT tham gia vao quá trình dạy học, nó sẽ lam môi trường day học thay đôi, tác động mạnh mẽ tới các thành tố của quá trình day học (Trần Trung va cộng sự, 2011). Việc ứng dụng CNTT vao trong day học nói chung và môn Khoa học tự nhiên nói riêng ngay nay đã không còn xa lạ đối với các nước trên thế giới.
đặc biệt là ở các nước tân tiền và có những thành tựu nỗi bật về khoa học công nghệ như Mi, Singapore, Han Quốc, Nhật Bản. Từ cuối thập niên 80 của thế ki XX, nhiều nhà giáo dục Mỹ như Steven Cohen, Irwin Unger Timothy J. Newby, Judith H, Sandholtz. đã dé cập đến việc sử dụng CNTT trong dạy hoc theo hướng phát huy tính tích cực va chu động của người day (GV) và người học (HS) (Nguyễn Thị Yến, 2016).
Từ năm 1997 - 2014, Bộ Giáo dục của Singapore (MOE) đã đưa ra Ké hoạch tông thé về công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) vào trong giáo đục với mục đích xây dựng cơ sở hạ tầng CNTT trong nhà trưởng: tăng cường hình thức bai học điện tử dé phát triển năng lực ICT và khả năng tự học của HS; đào tạo đội ngũ GV sử dụng hiệu quả CNTT và lấy HS làm trung tâm trong quá trình giảng dạy. Hiện nay, Singapore cũng đang là một nước có sự chuyên biến khá nhanh trong lĩnh vực giáo dục thông minh khi ứng dụng những công nghệ thực tế tăng cường (Augmented Reality-AR) và thực tế ảo (Virtual Reality-VR) đo Công ty Công nghệ thực tế EON Reality phát triển vào trong việc tô chức day học (Phạm Đức Quang & Trần Huy Hoàng, 2020). Viện về công nghệ thông tin trong giáo dục của UNESCO (UNESCO Institute for Information Technologies in Education), viết tat là IITE được thành lập vào năm 1997 với nhiệm vụ đặt ra là thúc đây sử dụng sáng tạo ICT và hỗ trợ đưa ra các chính sách tích hợp CNTT hiệu quả vảo giáo dục và quá trình giảng dạy. Trường học thông minh (Smart School) là một loại hình day học được thiết kế dựa trên các công nghệ hiện đại nhằm tạo ra một môi trường học tập và giảng day ở mọi lúc, mọi nơi (Vương Quốc Anh et al.
Thuật ngữ nay xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1984 bởi Perkin va các cộng sự khi giới thiệu về dự án sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) tại Harvard nhằm đem lại những sự đôi mới trong giáo dục. Trong cuốn sách “Smart Schools: From training memories to cducating minds” xuất ban năm 1992, Perkin cũng đã chỉ ra hai yéu tố chính của trường học thông minh (THTM) là việc học tập cần tập trung vào sự phát triển kiến thức, kĩ năng tư duy của học sinh và điều đó đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc, biết cách sử dụng các tri thức va công nghệ một cách linh hoạt va chủ động (Perkins, 1992). Vào tháng 8 năm 1996, Malaysia lan đầu tiên triển khai dy án giáo dục thông minh (GDTM). trong đó có xây dựng kế hoạch THTM nhằm thiết kế ra chương trình giáo dục giúp cho người học biết cách học suốt cuộc đời mình trong thế ki XXI (Vieziany & Putch, 2004), phát triển và rèn luyện năng lực sử dụng truyền thông đa phương tiện trong việc giảng day, quản lí (GV) va học tập (HS); vận dụng linh hoạt và chủ động dé đáp ứng được các yêu cầu về nguồn nhân lực trong kí nguyên công nghệ.
Cocoli và cộng sự cho rằng: “Mét nên giáo dục trong một môi trường thông mình (MTTM) được hỗ trợ bởi công nghệ thông minh, sứ dung các công cụ và thiết bị thông minh là đã có thé được coi là giáo dục thông minh” (Coccoli et al. Hoặc theo Zhu và các cộng sự thì GDTM bao gồm ba thành phan: sự hướng dan của người day, tương tác của người học và công nghệ hỗ trợ (Zhu et al. Mahlatse Nkadimeng & Piet Ankiewicz đã nghiên cứu trên một lớp học gồm 20 học sinh ở trường tư thục tại Nam Phi với mục đích khám phá những ưu điểm nồi bật của việc sử dung Minecraft Education (Minecraft-Edu) như một công cụ học tập dựa trên trò chơi điện tử dé day va học về cấu trúc nguyên tử ở trường trung học cơ sở (Nkadimeng & Ankiewicz, 2022). Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng Minecraft-Edu đã giúp các khái niệm trừu tượng trở nên trực quan và tăng tính tương tác giữa người day và người học.
Điều nảy cảng làm rõ hon tác động tích cực của ứng dung CNTT vào trong day học, đặc biệt là ở các môn có nhiều khái niệm trừu tượng như môn KHTN. Nghiên cứu của Rita Birzina & Tamara Pigozne đã xác định rõ vai trò của CNTT trong việc day học va triển khai các chủ đẻ STEM khi khảo sát trên 128 GV STEM và 257 HS tại các trường phô thông của Latvia với sự trợ giúp của nén tang điện tử QuestionPro (Birzina & Pigozne, 2020). Javed Mohammed cũng nhắn mạnh tam quan trọng của CNTT trong giáo dục STEM va đưa ra các dé xuất đề cải thiện GD STEM bằng cách tích hợp CNTT vào trong các bài học STEM nhằm đổi mới phương pháp dạy học (Mohammed, 2015). Nghiên cứu của Yuberti và các cộng sự đã cho thấy những kết quá tích cực khi phát triển sách điện tử tương tác (ebook) dựa trên STEM trong việc nâng cao năng lực khoa học của HS và tác giả đã kết luận rằng mô hình nảy có tính khả thi cao và rất phù hợp đề áp dụng vào trong đạy học hiện nay bởi việc cung cấp các tài liệu giảng dạy điện tử dưới dạng cbook dựa trên STEM đã hỗ trợ rất nhiều trong việc tự học của HS và nó còn kích thích, rèn luyện năng lực khoa học trong thời đại toàn cầu hoá (Yuberti et al.
Trong cuén sách “Blended Learning Designs in STEM higher Education”, Christopher Allan va các cộng sự đã cung cấp các nguyên tắc thiết kế theo mô hình dạy học kết hợp trong giáo dục STEM và sử dụng các công cụ như PepperPad — một nên tang học tập ca nhân với phần mềm ePortfolio dé hỗ trợ, hướng dẫn HS lập ké hoạch, chia sẻ, phản hồi và đánh giá (Allan et al. 10 Nhìn chung, những nghiên cứu trên đã làm rõ hơn tầm quan trọng của CNTT trong giáo dục và đưa ra được các định hướng khi tích hợp CNTT trong giáo STEM ở một số môn học và thông qua mô hình dạy học kết hợp. Tại Việt Nam CTGDPT 2018 là chương trình được xây dựng với cách tiếp cận theo hướng phát triển năng lực của người học. Vì thế việc áp dụng mô hình giáo đục STEM vào trong day học đang rất được quan tâm va chú trọng.
Củng với sự phát trién không ngừng của công nghệ thì việc sử dụng CNTT vào trong giáo dục đã trở thành một điều tất yêu bởi nó đóng vai trò rất quan trọng trong việc đôi mới phương pháp và hình thức tô chức day học (Vũ Thị Thu Hoài & Vũ Thu Trang, 2020).