Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, giáo dục Việt Nam đang đứng trước yêu cầu cấp thiết đổi mới để đào tạo nguồn nhân lực có trình độ kỹ thuật cao, đáp ứng nhu cầu phát triển khoa học công nghệ toàn cầu. Theo báo cáo ngành, năm 2018, chương trình giáo dục phổ thông mới được triển khai với mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực học sinh, trong đó môn Công nghệ THPT đóng vai trò quan trọng trong giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học). Tuy nhiên, việc phát triển và sử dụng học liệu số cho chuyên đề học tập nghề nghiệp STEM trong dạy học môn Công nghệ còn nhiều hạn chế, ảnh hưởng đến chất lượng giảng dạy và học tập.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng cơ sở lý luận và phát triển học liệu số phù hợp cho chuyên đề học tập nghề nghiệp STEM trong dạy học môn Công nghệ THPT theo chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, góp phần nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực học sinh. Nghiên cứu tập trung vào lớp 10 tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, khảo sát thực trạng sử dụng học liệu số và đề xuất giải pháp phát triển học liệu số hiệu quả.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp nguồn học liệu số đa dạng, sinh động, dễ truy cập, hỗ trợ giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học, đồng thời góp phần thúc đẩy chuyển đổi số trong giáo dục phổ thông, nâng cao hiệu quả giáo dục STEM, đáp ứng yêu cầu đổi mới căn bản toàn diện giáo dục Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết học liệu số: Học liệu số được định nghĩa là các tài liệu, dữ liệu thông tin được số hóa, lưu trữ và phục vụ cho việc dạy và học. Học liệu số có tính năng tương tác, đa phương tiện, hỗ trợ quá trình truyền đạt và tiếp nhận kiến thức hiệu quả.
  • Mô hình phát triển học liệu số: Quy trình phát triển học liệu số gồm các bước xác định mục đích, đối tượng sử dụng, định dạng và công cụ xây dựng, tiến hành xây dựng, kiểm nghiệm đánh giá và lưu trữ cập nhật.
  • Lý thuyết giáo dục STEM: STEM là phương pháp giáo dục tích hợp các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng nghề nghiệp cho học sinh.
  • Khái niệm chuyên đề học tập nghề nghiệp STEM: Chuyên đề tập trung vào việc trang bị kiến thức, kỹ năng và phẩm chất cần thiết cho học sinh để thích ứng với các ngành nghề STEM trong tương lai.

Các khái niệm chính bao gồm: học liệu số, chuyên đề học tập nghề nghiệp STEM, năng lực học sinh, chuyển đổi số trong giáo dục, phát triển năng lực nghề nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nghiên cứu sử dụng dữ liệu sơ cấp thu thập từ khảo sát thực trạng xây dựng và sử dụng học liệu số tại 10 trường THPT trên địa bàn tỉnh Ninh Bình, với tổng số 55 giáo viên dạy môn Công nghệ và 200 học sinh tham gia khảo sát. Dữ liệu thứ cấp được thu thập từ các văn bản pháp luật, chương trình giáo dục phổ thông 2018, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến học liệu số và giáo dục STEM.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê mô tả để phân tích số liệu khảo sát, kết hợp phân tích nội dung tài liệu, so sánh và tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây để đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 1/2020 đến tháng 10/2021, bao gồm các giai đoạn: thu thập tài liệu, khảo sát thực trạng, xây dựng học liệu số, tham vấn chuyên gia, kiểm nghiệm và hoàn thiện sản phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng sử dụng học liệu số trong dạy học môn Công nghệ: Khoảng 61,8% giáo viên thường xuyên sử dụng học liệu số trong giảng dạy, chủ yếu là văn bản và bài giảng điện tử. Tuy nhiên, chỉ có 29% sử dụng đa dạng các loại học liệu như hình ảnh, video, âm thanh. Việc sử dụng học liệu số còn hạn chế do thiếu kỹ năng và cơ sở vật chất chưa đồng bộ.

  2. Nội dung học liệu số được sử dụng: 69% học liệu số được sử dụng trong các tiết thực hành, giúp học sinh vừa tiếp thu lý thuyết vừa rèn luyện kỹ năng. Tuy nhiên, chỉ 7,3% học liệu số là sách điện tử, cho thấy sự thiếu hụt nguồn học liệu số chính thống và phong phú.

  3. Thái độ học tập của học sinh khi sử dụng học liệu số: 60% học sinh có thái độ tích cực, chú ý và chủ động trong các tiết học có sử dụng học liệu số. Kết quả học tập của học sinh sau khi sử dụng học liệu số được cải thiện rõ rệt với tỷ lệ đạt khá và giỏi chiếm 58,2%.

  4. Khả năng xây dựng học liệu số của giáo viên: 61,8% giáo viên biết cách xây dựng các học liệu cơ bản như văn bản và bài giảng điện tử, nhưng chỉ khoảng 20% có thể xây dựng học liệu đa phương tiện phức tạp như video, mô phỏng. Giáo viên còn gặp khó khăn trong việc ứng dụng công nghệ thông tin để phát triển học liệu số.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy việc sử dụng học liệu số trong dạy học môn Công nghệ đã được quan tâm và áp dụng ở mức độ nhất định, góp phần nâng cao hiệu quả học tập và phát triển năng lực học sinh. Tuy nhiên, sự thiếu đồng bộ về cơ sở vật chất, hạn chế về kỹ năng công nghệ của giáo viên và thiếu nguồn học liệu số đa dạng, phong phú là những rào cản lớn.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc phát triển học liệu số cho giáo dục STEM được chú trọng hơn với nhiều loại hình học liệu tương tác, mô phỏng 3D, video hướng dẫn chi tiết. Ở Việt Nam, mặc dù có các chương trình phát triển học liệu số và chuyển đổi số trong giáo dục, nhưng việc triển khai thực tế tại các trường phổ thông còn nhiều khó khăn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ sử dụng các loại học liệu số của giáo viên, biểu đồ tròn về thái độ học tập của học sinh, bảng tổng hợp kết quả học tập trước và sau khi sử dụng học liệu số, giúp minh họa rõ nét hiệu quả và hạn chế hiện tại.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo kỹ năng công nghệ thông tin cho giáo viên: Tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên sâu về xây dựng và sử dụng học liệu số, đặc biệt là các công cụ đa phương tiện và phần mềm thiết kế học liệu. Mục tiêu nâng tỷ lệ giáo viên thành thạo học liệu số lên trên 80% trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trung tâm đào tạo CNTT.

  2. Phát triển và chuẩn hóa nguồn học liệu số chuyên đề nghề nghiệp STEM: Xây dựng kho học liệu số phong phú, đa dạng, cập nhật thường xuyên theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, đảm bảo tính khoa học và phù hợp với từng cấp học. Thời gian hoàn thành dự kiến 1 năm. Chủ thể thực hiện: Bộ Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học, viện nghiên cứu.

  3. Đầu tư cơ sở vật chất công nghệ cho các trường THPT: Trang bị máy chiếu, máy tính, bảng tương tác và kết nối internet ổn định để hỗ trợ việc sử dụng học liệu số hiệu quả. Mục tiêu đạt 100% trường THPT trên địa bàn tỉnh Ninh Bình có đủ thiết bị trong 3 năm tới. Chủ thể thực hiện: UBND tỉnh, Sở Giáo dục và Đào tạo.

  4. Khuyến khích đổi mới phương pháp dạy học tích cực, ứng dụng học liệu số: Hỗ trợ giáo viên xây dựng kế hoạch dạy học tích hợp học liệu số, tăng cường các hoạt động thực hành, thí nghiệm, mô phỏng nhằm phát triển năng lực STEM cho học sinh. Chủ thể thực hiện: Ban giám hiệu các trường THPT, giáo viên bộ môn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên môn Công nghệ THPT: Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn để xây dựng, sử dụng học liệu số hiệu quả, nâng cao chất lượng giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Tham khảo để hoạch định chính sách, đầu tư cơ sở vật chất, tổ chức đào tạo bồi dưỡng giáo viên và phát triển nguồn học liệu số phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông mới.

  3. Nhà nghiên cứu giáo dục và công nghệ giáo dục: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phân tích chuyên sâu về phát triển học liệu số trong giáo dục STEM, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

  4. Sinh viên ngành Sư phạm Công nghệ và CNTT: Học tập mô hình phát triển học liệu số, áp dụng vào thực tiễn giảng dạy và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực giáo dục STEM.

Câu hỏi thường gặp

  1. Học liệu số là gì và có vai trò như thế nào trong dạy học môn Công nghệ?
    Học liệu số là các tài liệu, dữ liệu được số hóa phục vụ cho dạy và học, bao gồm văn bản, hình ảnh, video, mô phỏng, phần mềm. Vai trò của học liệu số là hỗ trợ truyền đạt kiến thức sinh động, tăng tính tương tác, giúp học sinh phát triển năng lực và kỹ năng thực hành.

  2. Tại sao cần phát triển học liệu số cho chuyên đề học tập nghề nghiệp STEM?
    Chuyên đề nghề nghiệp STEM đòi hỏi học sinh không chỉ nắm kiến thức mà còn phát triển kỹ năng nghề nghiệp và tư duy sáng tạo. Học liệu số giúp minh họa trực quan, mô phỏng quy trình kỹ thuật, tạo môi trường học tập tích cực, nâng cao hiệu quả giáo dục STEM.

  3. Những khó khăn chính khi xây dựng và sử dụng học liệu số hiện nay là gì?
    Khó khăn gồm thiếu kỹ năng công nghệ của giáo viên, cơ sở vật chất chưa đồng bộ, thiếu nguồn học liệu số đa dạng và chuẩn hóa, cũng như hạn chế về thời gian và kinh phí để phát triển học liệu số chất lượng.

  4. Làm thế nào để giáo viên có thể nâng cao kỹ năng xây dựng học liệu số?
    Giáo viên cần tham gia các khóa đào tạo, bồi dưỡng về CNTT và thiết kế học liệu số, thực hành sử dụng các phần mềm đa phương tiện, chia sẻ kinh nghiệm với đồng nghiệp và cập nhật kiến thức công nghệ mới.

  5. Học sinh có lợi ích gì khi học tập với học liệu số trong môn Công nghệ?
    Học sinh được tiếp cận kiến thức sinh động, dễ hiểu, phát triển kỹ năng thực hành, tư duy phản biện và sáng tạo. Học liệu số còn giúp học sinh chủ động học tập, tương tác và đánh giá kết quả học tập hiệu quả hơn.

Kết luận

  • Học liệu số là công cụ thiết yếu trong đổi mới dạy học môn Công nghệ theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, đặc biệt cho chuyên đề học tập nghề nghiệp STEM.
  • Thực trạng sử dụng học liệu số tại các trường THPT tỉnh Ninh Bình còn hạn chế về đa dạng loại hình và kỹ năng xây dựng của giáo viên.
  • Việc phát triển học liệu số cần tuân thủ nguyên tắc khoa học, phù hợp đối tượng, đa dạng hình thức và có tính tương tác cao.
  • Đề xuất các giải pháp đào tạo giáo viên, phát triển nguồn học liệu, đầu tư cơ sở vật chất và đổi mới phương pháp dạy học nhằm nâng cao hiệu quả giáo dục STEM.
  • Nghiên cứu mở ra hướng đi thực tiễn cho việc ứng dụng học liệu số trong giáo dục phổ thông, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trong thời đại công nghiệp 4.0.

Các nhà quản lý và giáo viên cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện học liệu số để đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.