CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIEN CUA DE TÀI 1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.1 Các nghiên cứu trên thé giới về giáo dục STEM 1. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục ở một số quốc gia Trong những năm gan đây, day học theo định hướng STEM được quan tâm áp dụng trong hệ thông giáo dục của nhiều quốc gia trên thế giới (Miwa & cộng sự, 2020), và được đánh giá như một dự án cải cách giáo dục trên phạm vi toản quốc (Yata & cộng sự, 2020; Fensham, 2008).1 - Giáo dục STEM trong hệ thống giáo dục ở các quốc gia Nội dung thực hiện chương trình bLL Quốc gia giáo dục STEM NAE & Xây dựng chương trình giáo dục STEM trong hệ NRC.
Hoa Kỳ đào tạo 12 năm (K-l2) và cải thiện dạy và học 2014. STEM trên phạm vi toàn quốc Thực hiện từ cấp TH đến trung học phô thông. E Trong đó, chương trình môn Vật lí, Hoá học, Khoa va cộng sự. Pháp học sự song và Trái Dat, Công nghệ được giảng day 2013.
như một môn học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM _YildiM., Tích hợp giáo dục STEM vao trong chương trình. & Ecevit, Thô Nhĩ Kỳ giảng dạy, đặc biệt là trong chương trình môn Khoa T. ACARA, Ban ¬ “Chiến lược cá tạo Giáo sử SIEM cap 2015. Uc quốc gia 2016 — 2026” va áp dụng các chính sách giáo dục STEM từ bac TH đẻn phô thông.
MEXT, Nhat Dat ra yêu cau cho ngành giáo dục phải trang bị cho 2018b. l tat ca HS kiên thức thuộc lĩnh vực STEAM. Nhìn chung, dù có sự khác biệt trong tô chức day hoc STEM nhưng mục tiêu sau cùng trong hệ thông giáo dục của các quốc gia đều hướng đến việc phát trién nguồn nhân lực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, thông qua việc thúc đây trién khai giáo dục STEM trong nhà trường. Từ các phân tích trên cho thấy tích hợp giáo dục STEM trong dạy học chính là một trong những giải pháp quan trọng trong quá trình đôi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực ở người học, đáp ứng yêu cầu của xã hội hiện đại.
Phát triển năng lực thông qua giáo dục STEMở cấp tiểu học Một trong những yếu tô then chốt đề rén luyện và phát triển năng lực STEM ở người học chính là xây dựng chương trình giáo dục tạo cơ hội cho HS tiếp cận với nội dung giáo dục STEM từ cấp học nhỏ (DeJarnette, 2012; Hossain & Robinson, 2012). Theo đó, nghiên cứu vận dụng STEM trong chương trình TH 1a van dé luôn được nhiều khoa học, nhà giáo dục quan tam (Becker & Park, 2011; Murphy & Mancini, 2012; Lamb vả cộng sự, 2015).2 - Dánh giá mức độ phát triển các năng lực ở HS thông qua giáo dục STEM Năng lực phát triển Anh sáng; š Kết quvngis quả nghiên cứu cho thay vi HS - nhóm thực nghiệm có những biểu âm thanh; ‹ ., | hiện cụ thé trong phát triển năng Acara và | vi khuân; ¬ za - oo lực khoa học so với nhóm đôi cộng sự bảo vệ chứng. Kết quả cho thay năng lực (2018) nguồn khoa học được xem lả phát triên nước (Môn `. mạnh hon so với nang lực toán Khoa học) học.
nhóm thực nghiệm có những biểu. Chất và | hiện cụ thé trong phát triển năng Robinson " nang ke oo năng lượng | lực khoa học so với nhóm doi vả cộng Môn chứng. HS thực hiện được các thí sự (2014) \ k ước. Khoa học) | nghiệm khoa học dựa trên việc liên kết các khái niệm, kiến thức vẻ các hợp chat đã học.
Thô Nhĩ | Muzdelife| Chấtdẫn | Nghiên cứu chỉ ra việc áp dụng Kỳ Kurt & điện và | quy trình thiết kế kỹ thuật trong LỰC GIẢI Semra | chat không | dạy học STEM cũng dong thời có QUYẾT Benzer dẫn điện | ảnh hưởng tích cực đến quá trình VÁN ĐÈ (2020) (Môn |học tập của HS. Đồng thời, kết Khoa học) | quả nghiên cứu cho thấy việc vận dụng STEM trong dạy học môn chứng và nhóm thực nghiệm. Nghiên cứu thực hiện nhăm kiểm Trai dat - ¬ ¬ định mức độ phát triên nang lực NANG ; va khoa l - l. | tư duy toán học ở HS.
Kêt qua LỤC - "¬ học đời as. ca ¿ My va cong ; cho thây việc vận dụng STEM TOAN song 1 a „ sự (2019). giúp HS phat triên năng lực toán HỌC (Môn học và kết nối kiến thức toán học Khoa học) ` ° l tốt hơn. Qua các phân tích trên, có the thay tích hợp giao duc STEM trong giảng day la một phan thiết yêu ở cấp tiêu học, có tác động tích cực đến quá trình học tập của HS.
Bên cạnh đó, người học không chỉ từng bước được rẻn luyện các năng lực, kĩ năng cần thiết mà còn giúp khơi đậy niềm đam mê, hứng thú đối với STEM. Mặt khác, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tích hợp STEM trong đạy học là quá trình lâu đài, đòi hỏi sự duy trì xuyên suốt các cấp học. Các nghiên cứu tại Việt Nam về vận dung mô hình giáo dục STEM trong day học Theo tác giả Lê Huy Hoàng (2017), quá trình triển khai giáo dục STEM ở Việt Nam được trién khai từ năm 2010 và tô chức thí điểm tại các cơ sở giáo dục từ lớp 1 đến lớp 12. Bên cạnh đó, các nghiên cứu vẻ giáo dục STEM cũng được quan tâm, tập trung theo hướng nghiên cứu dạy học các môn học thuộc chương trình theo định hướng giáo dục STEM.
Trong khuôn khô nghiên cứu dé tai, tác giả xác định nghiên cứu tập trung vẻ áp dụng hoạt động giáo dục STEM trong dạy học các môn thuộc CT GDPT bao gồm: Khoa học, Khoa học tự nhiên, Vật li, Hoá học, Sinh học, Tự nhiên và Xã hội. Cụ thé, nghiên cứu tập trung làm rõ van dé day học theo định hướng giáo dục STEM trong môn Khoa học ở cấp tiều học. Định hướng vận dung mô hình giáo duc STEM trong day học môn Khoa học ở tiêu học Năm 2022, bài báo Thiết kế chủ đề STEM “Lén men dua cải” trong day học nội dung vi khuân của môn Khoa học lớp 5 đã mô tả quy trình thiết kế kế hoạch bải dạy chủ dé STEM trong day học môn Khoa học bao gồm 2 giai đoạn và 5 bước. Theo tác giả Mai Thế Hùng Anh (2022), việc xây dựng chủ đề STEM không chỉ tích hợp các đơn vị kiến thức thuộc nội dung Vi khuẩn của môn Khoa học mà bao hàm cả nội dung Toán, Công nghệ.
Cùng van đề trên, tác giả Nguyễn Thi Thu Hường (2022) với nghiên cứu Thiết kế chu dé giáo dục STEM trong day học môn Khoa học 4 đã dé xuất và mô tả chỉ tiết quy trình day học môn Khoa học ở lớp 4 theo định hướng giáo dục STEM. Trong đỏ, nghiên cứu đã trình bày những lập luận khoa học cho việc tiếp cận kết hợp mô hình giáo dục STEM trong trường tiêu học. Kết quả đạt được cho thấy ứng dụng STEM trong dạy học phát huy năng lực sáng tạo và năng lực làm việc nhóm của HS lớp 4. Có thé thấy, việc day học theo định hướng giáo dục STEM trong môn Khoa học ở TH đã dat được những kết quả nhất định trong việc hình thành và phát trién pham chat, năng lực chung và năng lực đặc thù trong môn Khoa học ở HS.
Đồng thời cho thay được sự phù hợp. hiệu quả của bai học STEM trong môn Khoa hoc. Điều quan trọng là cân tăng cường thêm các nghiên cứu vẻ quy trình tô chức dạy học STEM trong môn Khoa học ở các khia cạnh nội dung khác dé khai thác tôi đa hiệu qua của gido duc STEM cũng như kích thích moi quan tâm của HS đối với STEM. Định hướng vận dụng mô hình giáo dục STEM trong các môn học khác Trong nghiên cứu về day hoc STEM môn Tự nhiên và Xã hội, nhóm tác gia Pham Việt Quỳnh (2022) với nghiên cứu vẻ phát triển năng lực khoa học thông qua t6 chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học môn Tự nhiên và Xã hội đã chỉ ra những lý do cụ thể chứng minh môn Tự nhiên và Xã hội ở TH phù hợp đẻ ứng dụng giáo dục STEM.
Cụ thé, mục tiêu môn học hướng đến việc tích cực hoá hoạt động của HS; khuyến khích các em tham gia vào quá trình học tập và vận dụng kiến thức đã học vào cuộc song. Quan điểm trên cho thay việc ứng dụng STEM trong day học Tự nhiên va Xã hội là phù hợp. Đề thực hiện mục tiêu trên, tác giả đề xuất GV phải chủ động trang bị kiến thức về giáo đục STEM, tăng cường tô chức các hoạt động giáo dục STEM trong nhà trường. nghiên cứu về sử dụng thân cây dừa nước trong thiết kế bai học STEM “Ao phao từ thân cây dừa nước” môn Khoa học tự nhiên lớp 8 của nhóm tác giả Nguyễn Long Sơn va cộng sự (2022) được thực hiện nhằm kiêm tra thái độ của HS khi vận dụng 10 quy trình day học theo định hướng STEM trong day học chủ đè.
Kết qua chung từ nghiên cứu cho thấy HS có sự to mò, hứng thú tìm hiểu va sử dụng nguyên vật liệu tự nhiên trong quá trình học tập đề thiết kế sáng tạo áo phao. Bên cạnh đó, nghiên cứu chỉ ra việc sử nguyên vật liệu nông thôn dé triển khai các bai học STEM là khả thi vả phù hợp. đặc biệt là trong kết hợp giáo dục địa phương. Đông quan điểm vận dụng giáo dục STEM trong day học góp phan nâng cao hứng thú học tập ở HS, nghiên cứu của nhóm tác giả Nguyễn Hồng Dương (2021) về vận dụng mô hình SE vào day học phần “Lap ráp mô hình kĩ thuật” ở TH theo định hướng giáo dục STEM đã chi ra hiệu qua của phương pháp giao dục STEM còn góp phan phát triên năng lực học tập của HS, cụ thẻ là năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn thông qua gắn kết kiến thức lí thuyết với thực tế.
Mặt khác, t6 chức day học vận dụng mô hình 5E theo định hướng giáo dục STEM cũng đồng thời nâng cao chất lượng dạy học, đáp ứng yêu cầu CT GDPT mới. Tóm lại, thực tiễn triển khai day học theo định hướng giáo dục STEM trong nha trường phé thông Việt Nam bước dau đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận. Thông qua việc tổng hợp. phân tích các công trình nghiên cứu, có thé thay đây là nên tảng dé các nhà giáo đục, cơ sở giáo dục và đặc biệt là đội ngũ GV tiếp tục nghiên cứu, thực hiện giáo STEM trong day học nhằm đáp ứng việc triên khai CT GDPT mới theo đúng định hướng.