I. Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học
Năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học là một yếu tố quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục hiện đại. Phát triển năng lực STEM không chỉ giúp sinh viên có kiến thức vững chắc về các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học mà còn trang bị cho họ khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc dạy học STEM cần được thực hiện thông qua các phương pháp dạy học tích cực, khuyến khích sinh viên tham gia vào quá trình học tập một cách chủ động. Theo nghiên cứu, giáo dục STEM có thể tạo ra sự hứng thú và đam mê cho sinh viên, từ đó giúp họ phát triển các kỹ năng cần thiết cho nghề nghiệp tương lai. Đặc biệt, trong bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0, việc trang bị cho sinh viên những năng lực này là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động.
1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề về giáo dục STEM
Lịch sử giáo dục STEM bắt đầu từ những năm 1990 với sự ra đời của thuật ngữ 'SMET', sau đó được đổi thành 'STEM'. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng giáo dục STEM không chỉ là một môn học mà là một phương pháp tiếp cận giáo dục toàn diện. Các quốc gia như Mỹ, Anh và Úc đã có những chương trình giáo dục STEM phát triển mạnh mẽ, nhấn mạnh vai trò của giáo viên trong việc truyền cảm hứng cho học sinh. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc đào tạo giáo viên về giáo dục STEM là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng giảng dạy. Những mô hình dạy học tích cực như dạy học dự án và dạy học giải quyết vấn đề đã được áp dụng rộng rãi trong giáo dục STEM, giúp sinh viên phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề.
1.2. Giáo dục STEM tại Việt Nam
Tại Việt Nam, giáo dục STEM đang được chú trọng phát triển trong bối cảnh hội nhập quốc tế. Các chính sách giáo dục đã được ban hành nhằm thúc đẩy việc dạy học STEM trong các trường học. Tuy nhiên, thực trạng cho thấy sinh viên sư phạm hóa học vẫn còn thiếu hụt về năng lực dạy học STEM. Việc thiếu các học phần chuyên sâu về giáo dục STEM trong chương trình đào tạo là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này. Do đó, việc phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học là cần thiết để đáp ứng yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông mới. Các biện pháp như xây dựng khung năng lực dạy học STEM và thiết kế tài liệu hỗ trợ sẽ góp phần nâng cao năng lực cho sinh viên.
II. Phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học
Việc phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học cần được thực hiện thông qua một quy trình bài bản và có hệ thống. Quy trình này bao gồm việc xác định các năng lực cần thiết, thiết kế các hoạt động học tập phù hợp và đánh giá kết quả học tập của sinh viên. Các biện pháp như vận dụng mô hình Blended Learning và phương pháp dạy học vi mô sẽ giúp sinh viên có cơ hội thực hành và áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Đặc biệt, việc xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực dạy học STEM sẽ giúp sinh viên tự đánh giá và cải thiện năng lực của mình. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực trong giáo dục STEM không chỉ nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực cho sinh viên.
2.1. Khung năng lực dạy học STEM
Khung năng lực dạy học STEM được xây dựng dựa trên các tiêu chí cụ thể, bao gồm kiến thức, kỹ năng và thái độ cần thiết cho việc dạy học STEM. Việc xác định rõ các năng lực này sẽ giúp sinh viên có định hướng rõ ràng trong quá trình học tập. Các năng lực này không chỉ bao gồm kiến thức chuyên môn mà còn bao gồm khả năng thiết kế và tổ chức các hoạt động học tập, đánh giá kết quả học tập của học sinh. Khung năng lực này sẽ là cơ sở để xây dựng các chương trình đào tạo và tài liệu hỗ trợ cho sinh viên sư phạm hóa học.
2.2. Thiết kế tài liệu hỗ trợ sinh viên
Việc thiết kế tài liệu hỗ trợ cho sinh viên sư phạm hóa học về dạy học STEM là một bước quan trọng trong quá trình phát triển năng lực dạy học. Tài liệu này cần được xây dựng dựa trên các nguyên tắc giáo dục hiện đại, đảm bảo tính thực tiễn và khả năng áp dụng cao. Nội dung tài liệu cần bao gồm các phương pháp dạy học, kỹ thuật dạy học tích cực và các ví dụ thực tiễn để sinh viên có thể tham khảo và áp dụng trong quá trình giảng dạy. Sử dụng tài liệu hỗ trợ sẽ giúp sinh viên tự tin hơn trong việc thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học STEM, từ đó nâng cao năng lực dạy học của mình.
III. Thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm là một phần quan trọng trong quá trình nghiên cứu và phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học. Mục đích của thực nghiệm là kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất trong luận án. Các phương pháp thực nghiệm sẽ được áp dụng để thu thập dữ liệu và đánh giá kết quả. Việc thực hiện thực nghiệm sư phạm không chỉ giúp xác định mức độ hiệu quả của các biện pháp phát triển năng lực dạy học STEM mà còn cung cấp thông tin quý giá để điều chỉnh và hoàn thiện các phương pháp dạy học. Kết quả thực nghiệm sẽ được phân tích định lượng và định tính để đưa ra những nhận định chính xác về tình hình phát triển năng lực dạy học STEM của sinh viên.
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Mục đích của thực nghiệm sư phạm là nhằm đánh giá hiệu quả của quy trình và các biện pháp phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên sư phạm hóa học. Nhiệm vụ của thực nghiệm bao gồm việc xác định các chỉ số đánh giá, thu thập dữ liệu từ sinh viên và giáo viên, và phân tích kết quả để rút ra những kết luận về tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất. Thực nghiệm sẽ được thực hiện tại một số trường đại học đại diện cho các miền Bắc, Trung, Nam, đảm bảo tính đại diện và khách quan trong quá trình nghiên cứu.
3.2. Kết quả thực nghiệm và bàn luận
Kết quả thực nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá mức độ phát triển năng lực dạy học STEM của sinh viên. Các chỉ số đánh giá sẽ được sử dụng để đo lường sự tiến bộ của sinh viên trong quá trình học tập. Kết quả sẽ được so sánh với các tiêu chí đã đề ra trong khung năng lực dạy học STEM. Bên cạnh đó, các ý kiến phản hồi từ sinh viên và giáo viên cũng sẽ được thu thập để làm cơ sở cho việc điều chỉnh và cải tiến các biện pháp phát triển năng lực dạy học STEM trong tương lai.
