Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục với đề tài "Dạy học Công nghệ ở trung học phổ thông theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo", chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Kĩ thuật Công nghiệp (mã số: 9140111), do nghiên cứu sinh Nhữ Thị Việt Hoa thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Lê Huy Hoàng, bảo vệ năm 2019.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Tính cấp thiết của đề tài được tác giả luận giải dựa trên ba cơ sở chính:

  1. Yêu cầu của Cách mạng Công nghiệp 4.0: Sự phát triển trên ba trụ cột kỹ thuật số, công nghệ sinh học và vật lý (với các sản phẩm như trí tuệ nhân tạo - AI, Internet vạn vật - IoT, Robot, công nghệ 3D, Big Data) dẫn tới việc người máy thay thế lao động thủ công và xử lý dữ liệu. Con người duy trì ưu thế so với người máy nhờ năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo để thích ứng và thúc đẩy công nghệ.
  2. Chủ trương chỉ đạo của Đảng và Nhà nước: Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; Luật Giáo dục số 38/2005/QH11 (khoản 1 Điều 27); Nghị quyết số 88/2014/QH13 ngày 28/11/2014 của Quốc hội đều thống nhất định hướng chuyển từ nền giáo dục truyền thụ kiến thức sang phát triển phẩm chất và năng lực người học, trong đó có năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
  3. Đặc thù môn Công nghệ và hoạt động nghiên cứu khoa học: Môn Công nghệ ở trường trung học phổ thông (THPT) là môn khoa học ứng dụng, có nội dung xuất phát từ đời sống sản xuất (cơ khí - động lực, điện, điện tử), phục vụ trực tiếp đời sống con người. Đây là nền tảng thuận lợi để phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo cũng như thúc đẩy hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật của học sinh (số lượng dự án dự thi Cuộc thi Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật cấp quốc gia tăng từ 150 dự án năm 2013 lên 458 dự án ở 22 lĩnh vực trong năm học 2016 - 2017).

Khoảng trống nghiên cứu: Mặc dù các nghiên cứu về phát triển năng lực giải quyết vấn đề hoặc năng lực sáng tạo đã xuất hiện ở một số môn học, tính đến thời điểm nghiên cứu, chưa có công trình nào nghiên cứu cụ thể về dạy học môn Công nghệ ở trường THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.

Mục tiêu và giả thuyết khoa học

  • Mục tiêu nghiên cứu: Phát triển cơ sở lý luận về dạy học môn Công nghệ theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo; đề xuất tổ chức dạy học môn Công nghệ ở trường THPT theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.
  • Giả thuyết khoa học: Nếu đề xuất được biện pháp tổ chức dạy học môn Công nghệ lớp 11, 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo thì sẽ giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo, có ý thức học tập tích cực môn Công nghệ và góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn học này.

Khách thể, đối tượng, phạm vi và nhiệm vụ nghiên cứu

  • Khách thể nghiên cứu: Dạy học môn Công nghệ ở trường phổ thông; dạy học theo hướng phát triển năng lực.
  • Đối tượng nghiên cứu: Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo; biện pháp tổ chức dạy học môn Công nghệ theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.
  • Phạm vi nghiên cứu: Tổ chức dạy học môn Công nghệ lớp 11 và lớp 12 (phần Kỹ thuật Công nghiệp) theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nghiên cứu phát triển cơ sở lí luận về dạy học môn Công nghệ theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.
    2. Điều tra thực trạng dạy học môn Công nghệ 11, 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo hiện nay.
    3. Đề xuất các biện pháp tổ chức dạy học môn Công nghệ 11, 12 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo.
    4. Tiến hành thử nghiệm, thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính đúng đắn và tính khả thi của đề tài.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan lịch sử nghiên cứu trong luận án được tổng hợp theo ba hướng tiếp cận học thuật:

1. Nghiên cứu về năng lực giải quyết vấn đề và dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề

  • Tiếp cận theo mục tiêu đào tạo: Các tác giả quốc tế như Polya (1957), Newell (1980), Gick & Holyoak (1980), Woods (1983, 1985), Bransford & Stein (1984), Garofalo & Lester (1985) và các tác giả trong nước như Dương Giáng Thiên Hương (2009), Phan Khắc Nghệ (2012), Phan Anh Tài (2012) xác định giải quyết vấn đề là một năng lực cần hình thành cho người học.
  • Tiếp cận theo phương pháp đào tạo: Khởi nguồn từ J. Dewey với phương pháp dạy học giải quyết vấn đề. Về mặt nhận thức, Nguyễn Thị Phương Thúy, Nguyễn Thị Sửu, Vũ Quốc Trung (2016) phân chia hai hướng tiếp cận: truyền thống (tiến trình giải quyết vấn đề) và hiện đại (quá trình xử lý thông tin, không gian vấn đề).
  • Biện pháp và đánh giá: Cao Thị Thặng, Nguyễn Cương, Trần Thị Thu Huệ, Nguyễn Văn Lộc, Ngô Thị Hải Yến, Chu Văn Tiềm, Đào Thị Việt Anh (2016) đã nghiên cứu phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong các môn Hóa học, Sinh học, Địa lý, Khoa học tự nhiên thông qua dạy học dự án, dạy học theo góc, dạy học hợp đồng. Phan Anh Tài (2014) xác định 4 thành tố, tiêu chí, thang đo và 4 kỹ thuật đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong môn Toán lớp 11.

2. Nghiên cứu về năng lực sáng tạo và dạy học phát triển năng lực sáng tạo

  • Nghiên cứu quốc tế: Guilford (1950 - 1973) nghiên cứu năng khiếu sáng tạo ở ba phương diện (sự uyên thâm, tính mềm dẻo, sự hoàn thiện) và khẳng định quá trình sáng tạo có thể học tập, phát triển được; Graham Wallas (1926) đề xuất mô hình 4 giai đoạn sáng tạo (Chuẩn bị - Preparation, Ấp ủ - Incubation, Bừng sáng - Illumination, Xác minh - Verification); Cropley, Cheng (2004) đề xuất các kỹ thuật kích thích sáng tạo (6 chiếc mũ tư duy, động não, TRIZ, 5W1H) và các yếu tố môi trường, thái độ giáo viên.
  • Nghiên cứu trong nước: Phạm Thành Nghị (2012), Đức Uy (1999) nghiên cứu tâm lý học sáng tạo; Phan Dũng (1991 - 2010) phát triển hệ thống Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới gồm 40 nguyên tắc/thủ thuật sáng tạo cơ bản và các công cụ TRIZ; Trần Thị Bích Liễu (2013), Nguyễn Thị Hồng Gấm (2012), Nguyễn Thị Hải Yến (2007) nghiên cứu biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh phổ thông qua các môn học.

3. Nghiên cứu về giải quyết vấn đề sáng tạo (Creative Problem Solving - CPS)

  • Alan Barker (1997) nghiên cứu giải quyết vấn đề sáng tạo qua sự kết hợp đa trí tuệ.
  • Creative Education Foundation, Osborn (1963), Sidney Parnes (1981), Donald Treffinger & Scott Isaksen (2005) hoàn thiện mô hình giải quyết vấn đề sáng tạo 6 bước.
  • René Victor Valqui Vidal (2010) định hướng sử dụng các phương pháp tương tự (Synectics), mô phỏng xã hội (Sociodrama), kể chuyện (Storytelling), TRIZ, phân tích hình thái (Morphological Analysis).
  • Lydia Sinapova (2014) tiếp cận giải quyết vấn đề sáng tạo thông qua 4 kỹ năng nhận thức (lý luận tương tự, suy nghĩ kết hợp, tư duy nhân quả, tư duy đa chiều).
  • Lê Thị Đăng Chi và Trần Trung Ninh (2018) nghiên cứu đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo (4 cấp độ) trong dạy học Hóa học THCS tại Bình Định.
  • Trịnh Quỳnh (2014) nêu 6 bước xử lý vấn đề và các phương pháp sáng tạo (5 Whys, biểu đồ xương cá, Metaplan, sơ đồ tư duy Concept Fan, suy luận đảo ngược).

Vị trí nghiên cứu của luận án: Luận án kế thừa các lý thuyết về giải quyết vấn đề và phương pháp luận sáng tạo, đồng thời xác lập vị trí nghiên cứu chuyên biệt: cụ thể hóa khái niệm, quy trình 7 giai đoạn, thang đo cấp độ và đề xuất hệ thống biện pháp sư phạm trực tiếp cho môn Công nghệ (phần Kỹ thuật Công nghiệp lớp 11 và 12) ở trường THPT.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

1. Khung khái niệm và lý thuyết sử dụng

  • Sáng tạo: Được luận án tiếp cận là thuộc tính cá nhân của con người chịu ảnh hưởng của tư duy và tưởng tượng; được biểu hiện ra bên ngoài nhờ vào quá trình hoạt động hình thành được "tính mới / cái mới" (về vật chất hoặc tinh thần).
  • Năng lực giải quyết vấn đề: Là khả năng kết hợp các yếu tố thuộc tính tâm lý, kiến thức, kỹ năng, thái độ để đánh giá chính xác một vấn đề, tìm kiếm và thực hiện giải pháp tối ưu nhất nhằm giải quyết mâu thuẫn nhận thức hoặc hoàn thành nhiệm vụ thực tiễn.
  • Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo: Luận án định nghĩa là năng lực sử dụng các phương pháp sáng tạo để giải quyết vấn đề, giúp hình thành và tạo ra được cách thức giải quyết mới, sản phẩm có tính mới.

2. Cấu trúc quá trình và các cấp độ năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo

Quá trình giải quyết vấn đề sáng tạo được luận án xây dựng gồm 7 giai đoạn và các hoạt động tương ứng:

  1. Giai đoạn 1 - Phát hiện vấn đề (sáng tạo): Xem xét tình huống đang diễn ra; xác định/nhận định vấn đề; viết lại hoặc thuyết trình điều kiện, yêu cầu của vấn đề có chỉ rõ tính mới.
  2. Giai đoạn 2 - Thu thập, phân tích thông tin có liên quan: Tìm kiếm, phân loại, tổng hợp, liên kết thông tin; xử lý thông tin.
  3. Giai đoạn 3 - Ấp ủ: Trăn trở có ý thức về vấn đề; nhận thức sự thúc ép về hậu quả, hứng thú và đam mê với vấn đề.
  4. Giai đoạn 4 - Đưa ra các giải pháp có thể thực hiện: Liệt kê các giải pháp khả thi.
  5. Giai đoạn 5 - Đánh giá các giải pháp, lựa chọn giải pháp tối ưu và cụ thể hóa giải pháp: Phân tích ưu, nhược điểm, tính khả thi, tính hiệu quả và tính mới lạ của từng giải pháp; lựa chọn giải pháp tối ưu; cụ thể hóa giải pháp bằng ngôn ngữ/bản vẽ.
  6. Giai đoạn 6 - Thực hiện giải pháp: Lập kế hoạch thực hiện; lựa chọn nguồn lực (nhân lực, vật lực); tiến hành theo kế hoạch.
  7. Giai đoạn 7 - Kiểm tra, đánh giá kết quả: Nhận xét sơ bộ kết quả; so sánh sản phẩm với kết quả đã có để xác định tính hiệu quả và tính mới; kiểm tra - đánh giá quy trình thực hiện; đưa ra nhận định chính xác về sản phẩm (sáng tạo biểu đạt, sáng chế, phát minh, cải biến).

Căn cứ vào mức độ tự lực và tính sáng tạo của học sinh trong từng hoạt động, luận án xây dựng thang mô tả cấp độ năng lực từ mức chưa thực hiện được/thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên đến mức tự lực, hoàn thành trong thời gian ngắn và có tính sáng tạo độc lập.

3. Phương pháp nghiên cứu

  • Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa và khái quát hóa tài liệu giáo dục học, tâm lý học, phương pháp dạy học kỹ thuật, phương pháp luận sáng tạo và các văn bản chỉ đạo của ngành giáo dục.
  • Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
    • Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: Thực hiện khảo sát thực trạng đối với 32 giáo viên dạy Công nghệ (kinh nghiệm trên 5 năm) tại 9 tỉnh/thành phố phía Bắc và 387 học sinh lớp 11 tại 3 trường THPT (năm học 2016 - 2017).
    • Phương pháp quan sát sư phạm: Quan sát hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong giờ học thực nghiệm.
    • Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến các chuyên gia phương pháp dạy học kỹ thuật công nghiệp về tính phù hợp và khả thi của các biện pháp.
    • Phương pháp thử nghiệm, thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm có đối chứng tại trường THPT nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học.
  • Nhóm phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phần mềm Excel để xử lý dữ liệu khảo sát và thực nghiệm; tính toán các tham số đặc trưng mẫu ($M, SD$), kiểm định giả thuyết bằng $T\text{-test}$ (so sánh hai trung bình mẫu) và phân tích phương sai ANOVA.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC CÔNG NGHỆ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ SÁNG TẠO

Chương này tập trung xác lập hệ thống lý luận về năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo, quy trình đánh giá, hai nhóm quy trình dạy học, đồng thời công bố kết quả điều tra thực trạng tại các trường THPT.

1. Hệ thống câu hỏi định hướng sáng tạo trong môn Công nghệ

Để định hướng học sinh hình thành giải pháp sáng tạo, luận án đề xuất bộ 19 câu hỏi gợi mở kỹ thuật:

STT Câu hỏi định hướng sáng tạo STT Câu hỏi định hướng sáng tạo
1 Đối tượng thực hiện nhiệm vụ/chức năng gì? 11 Những hư hỏng/lỗi kĩ thuật có thể xảy ra của đối tượng?
2 Đối tượng có cấu tạo gồm mấy phần? Chức năng từng phần? 12 Phương án thay thế và dùng chung của đối tượng?
3 Mối tương đồng nào với các đối tượng khác? 13 Môi trường làm việc và khả năng thay đổi môi trường?
4 Đặc điểm nào là nổi trội của đối tượng? 14 Yếu tố đối lập cần khai thác của đối tượng?
5 Cần loại bỏ, thêm, thay đổi yếu tố/đặc tính/thông số nào? 15 Yếu tố ổn định/bất thường có ích cần khai thác?
6 Có thể ứng dụng các yếu tố khoa học (lý, hóa, sinh...)? 16 Chuyển yếu tố/tác nhân bất lợi thành có lợi như thế nào?
7 Nguồn năng lượng là gì? Có thể thay thế/biến đổi không? 17 Sử dụng đối tượng trung gian chuyển đổi như thế nào?
8 Nguồn năng lượng dự trữ, dự phòng của đối tượng là gì? 18 Biểu hiện về tính kinh tế của đối tượng?
9 Phương pháp tối ưu năng lượng tiêu thụ và hiệu suất? 19 Phương án sử dụng đối tượng rẻ tiền thay thế đối tượng đắt tiền?
10 Những ảnh hưởng xấu/nhược điểm đối tượng mang lại?

2. Kết quả khảo sát thực trạng năm 2016

  • Mẫu khảo sát: 32 giáo viên thuộc 9 tỉnh/thành phố (Bắc Giang, Hà Nội, Quảng Ninh, Nam Định, Hà Nam, Vĩnh Phúc, Thanh Hóa, Bắc Ninh, Lạng Sơn, Lào Cai) và 387 học sinh lớp 11 thuộc 3 trường: THPT Thực Nghiệm - Hà Nội (137 HS), THPT Yên Thế - Bắc Giang (123 HS), THPT Quế Võ 2 - Bắc Ninh (127 HS).
  • Thực trạng nhận thức và tổ chức dạy học:
    • 100% giáo viên xác định chương trình môn Công nghệ hiện hành được xây dựng theo định hướng chuẩn kiến thức, kĩ năng; 46,88% giáo viên cho rằng nội dung hiện hành dễ thiết kế hoạt động phát triển năng lực.
    • Về phương pháp dạy học: Giáo viên sử dụng thường xuyên phương pháp trực quan, nêu và giải quyết vấn đề, dạy học nhóm. Tuy nhiên, theo phản ánh của học sinh, giáo viên vẫn chủ yếu sử dụng thuyết trình, trực quan và đàm thoại; các phương pháp dạy học dự án, nghiên cứu trường hợp ít được sử dụng thường xuyên.
    • Về kiểm tra đánh giá: 100% giáo viên thường xuyên dùng kiểm tra viết, 78,13% dùng kiểm tra thực hành. Các hình thức đánh giá năng lực chỉ ở mức thỉnh thoảng (đánh giá quá trình: 100%; đánh giá quan sát: 100%; đánh giá đồng đẳng: 87,5%; tự đánh giá: 62,5%). Công cụ đánh giá chủ yếu là bài kiểm tra viết (100%); rubric, bảng kiểm rất ít hoặc chưa từng được dùng.
    • Về nguồn tài liệu của học sinh: 100% học sinh dùng SGK (49,61% rất thường xuyên, 50,39% thường xuyên); khai thác Internet thường xuyên đạt 28,42%; 85,27% không bao giờ dùng sách tham khảo và 86,05% không bao giờ dùng tạp chí chuyên ngành.
  • Thực trạng năng lực của học sinh:
    • 87,56% học sinh nhận thức được tầm quan trọng của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo trong môn Công nghệ.
    • Mức độ khó khăn học sinh gặp phải trong quy trình giải quyết vấn đề: phân tích ưu/nhược/tính khả thi của giải pháp (83,97%), liệt kê giải pháp (77,52%), xem xét tình huống (58,92%), xác định/nhận định vấn đề (57,11%), xử lý thông tin (57,11%). Khi giải quyết vấn đề trên lớp, 54,01% học sinh phản ánh thỉnh thoảng cần sự giúp đỡ của giáo viên và bạn bè.

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ SÁNG TẠO

Chương 2 trình bày các nguyên tắc sư phạm, phân tích tính tương thích của chương trình Công nghệ THPT, và cụ thể hóa hai biện pháp dạy học chủ đạo kèm theo các kế hoạch bài dạy minh họa.

1. Nguyên tắc và định hướng cấu trúc nội dung

Luận án chỉ ra sự cần thiết phải tái cấu trúc một số nội dung trong chương trình Công nghệ 11 và 12 nhằm tạo điều kiện tổ chức các nhiệm vụ giải quyết vấn đề có tính sáng tạo:

  • Tái cấu trúc nội dung Bài 4: Mặt cắt và hình cắt (SGK Công nghệ 11, trang 5).
  • Tái cấu trúc nội dung Bài 5: Hình chiếu trục đo (SGK Công nghệ 11, trang 27).
  • Tái cấu trúc thứ tự một số bài học phần Kỹ thuật Điện tử và Kỹ thuật Điện trong chương trình Công nghệ 12.

2. Biện pháp 1: Dạy học sinh các phương pháp và thủ thuật sáng tạo

Tác giả đề xuất tích hợp giảng dạy và rèn luyện cho học sinh các công cụ tư duy sáng tạo phù hợp với môn Công nghệ:

  • Phương pháp bản đồ tư duy (Mindmap): Áp dụng để hệ thống hóa thông tin, phân tích cấu tạo và chức năng của đối tượng kỹ thuật (ví dụ: lược đồ tư duy về cấu tạo và chức năng của thân máy động cơ đốt trong).
  • Phương pháp biểu đồ xương cá (Ishikawa Diagram): Hướng dẫn học sinh tìm nguyên nhân, phân tích các yếu tố kỹ thuật (ví dụ: giải thích lý do động cơ xăng được sử dụng phổ biến hơn động cơ diesel trong các phương tiện cơ giới nhỏ).
  • Phương pháp phân tích ma trận hình thái (Morphological Analysis): Hướng dẫn học sinh kết hợp các thông số/bộ phận để tạo ra phương án cải tiến sản phẩm kỹ thuật (ví dụ: ma trận hình thái cải tiến máy tiện kim loại).
  • Phương pháp công não (Brainstorming) và các thủ thuật TRIZ: Sử dụng bộ 19 câu hỏi định hướng để tìm kiếm các phương án cải tiến chi tiết cơ khí, tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ hoặc chuyển tác nhân bất lợi thành có lợi.

3. Biện pháp 2: Đặt học sinh vào các nhiệm vụ học tập giải quyết vấn đề có tính sáng tạo

Biện pháp này thiết kế các tình huống kỹ thuật mang tính thực tiễn đòi hỏi học sinh phải áp dụng quy trình 7 giai đoạn:

  • Xây dựng hệ thống bài toán thiết kế, chế tạo mô hình và cải tiến kỹ thuật trong phần Vẽ kỹ thuật, Cơ khí chế tạo, Động cơ đốt trong (Công nghệ 11) và Mạch điện tử, Hệ thống điện xoay chiều ba pha (Công nghệ 12).
  • Giáo viên đóng vai trò định hướng, cung cấp tiêu chí đánh giá (Rubric), chuyển giao nhiệm vụ và tạo môi trường học tập tương tác; học sinh đóng vai trò chủ thể, tự lực lập kế hoạch, đề xuất giải pháp, chế tạo/mô hình hóa và tự đánh giá sản phẩm.
  • Minh họa chi tiết quy trình tổ chức dạy học các bài học: Bài 4, Bài 5, Bài 8, Bài 11 (Công nghệ 11).

CHƯƠNG 3: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

Chương 3 trình bày quy trình thử nghiệm và thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất.

1. Tổ chức thực nghiệm sư phạm

  • Thực nghiệm được tiến hành trên các lớp thực nghiệm (dạy học theo biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo do luận án đề xuất) và các lớp đối chứng (dạy học theo phương pháp thông thường) ở nội dung môn Công nghệ 11 (cụ thể là Bài 8 và Bài 11).
  • Thu thập dữ liệu thông qua đánh giá sản phẩm học tập của học sinh theo tiêu chí rubric định trước và các bài kiểm tra đánh giá năng lực.

2. Kết quả định lượng và kiểm định thống kê

  • Bảng phân phối tần số, tần suất điểm số của lớp thực nghiệm có sự dịch chuyển rõ rệt về phía các mức điểm khá và giỏi so với lớp đối chứng.
  • Điểm trung bình ($\bar{X}$) của nhóm thực nghiệm ở các bài thực nghiệm đều cao hơn nhóm đối chứng một cách ổn định, trong khi độ lệch chuẩn ($SD$) của nhóm thực nghiệm phản ánh độ phân tán kết quả học tập đồng đều hơn.
  • Kết quả kiểm định $T\text{-test}$ độc lập (so sánh hai giá trị trung bình) cho thấy giá trị kiểm định $t$ đạt mức ý nghĩa thống kê với $p < 0,05$, bác bỏ giả thuyết $H_0$.
  • Phân tích phương sai ANOVA một nhân tố khẳng định sự khác biệt về kết quả đánh giá năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng là do tác động sư phạm của các biện pháp đề xuất, không phải do ngẫu nhiên.

Kết quả và những đóng góp mới

1. Đóng góp về mặt lý luận

  • Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lý luận về năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo trong dạy học môn Công nghệ ở trường THPT; phân tích rõ mối quan hệ tương tác giữa tư duy, tưởng tượng và hoạt động tạo ra "tính mới / cái mới".
  • Xây dựng khung cấu trúc gồm 7 giai đoạn của quá trình giải quyết vấn đề sáng tạo và bảng mô tả tiêu chí chất lượng theo các cấp độ biểu hiện năng lực của học sinh phổ thông.
  • Đề xuất bộ 19 câu hỏi định hướng tư duy sáng tạo trong giải quyết các vấn đề kỹ thuật công nghệ.
  • Xây dựng quy trình 2 hướng dạy học môn Công nghệ theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo (thông qua dạy phương pháp sáng tạo và thông qua giao nhiệm vụ giải quyết vấn đề sáng tạo).

2. Đóng góp về mặt thực tiễn

  • Cung cấp số liệu khảo sát thực trạng toàn diện về dạy học môn Công nghệ 11, 12 tại 9 tỉnh/thành phố phía Bắc, chỉ rõ các khó khăn then chốt của học sinh và hạn chế trong phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá của giáo viên.
  • Đề xuất phương án tái cấu trúc nội dung một số bài học trong SGK Công nghệ 11 (Bài 4, Bài 5) và chương trình Công nghệ 12 để thích ứng với dạy học phát triển năng lực.
  • Xây dựng các giáo án minh họa chi tiết, hệ thống bài tập/nhiệm vụ sáng tạo và công cụ đánh giá sản phẩm học tập môn Công nghệ có thể chuyển giao trực tiếp cho giáo viên THPT sử dụng.
  • Chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất qua thực nghiệm sư phạm với các dữ liệu thống kê toán học có ý nghĩa.

3. Khuyến nghị sư phạm

  • Đối với cơ quan quản lý giáo dục: Cần tăng cường bồi dưỡng giáo viên về phương pháp dạy học tích cực và kỹ thuật dạy học sáng tạo; đổi mới công tác kiểm tra đánh giá theo hướng tiếp cận năng lực thay vì thuần túy kiểm tra ghi nhớ kiến thức; bổ sung tài liệu tham khảo, thiết bị và tạp chí kỹ thuật cho trường phổ thông.
  • Đối với giáo viên môn Công nghệ: Cần chủ động chuyển đổi vai trò từ truyền thụ kiến thức sang tổ chức, hướng dẫn; linh hoạt tái cấu trúc nội dung dạy học; trang bị cho học sinh các công cụ tư duy (bản đồ tư duy, sơ đồ xương cá, ma trận hình thái) trước khi giao nhiệm vụ phức hợp; đa dạng hóa các hình thức đánh giá (đánh giá quá trình, tự đánh giá, đánh giá qua sản phẩm).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm và khảo sát thực trạng giới hạn ở môn Công nghệ cấp THPT (phần Kỹ thuật Công nghiệp lớp 11 và lớp 12) tại một số tỉnh thuộc khu vực phía Bắc.
    • Số lượng bài học thực nghiệm sư phạm trực tiếp mới dừng lại ở một số nội dung điển hình của chương trình lớp 11 (như Bài 4, Bài 5, Bài 8, Bài 11).
    • Chưa triển khai khảo sát và thực nghiệm đối với phần Nông - Lâm - Thủy sản (Công nghệ 10).
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng phạm vi nghiên cứu sang toàn bộ các phân môn của môn Công nghệ trong Chương trình Giáo dục phổ thông mới.
    • Thiết kế hệ thống nhiệm vụ học tập sáng tạo và tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo cho toàn bộ các khối lớp từ lớp 10 đến lớp 12 trên phạm vi toàn quốc.
    • Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin và các phần mềm mô phỏng kỹ thuật nhằm hỗ trợ quá trình ấp ủ, thử nghiệm và thực hiện giải pháp sáng tạo của học sinh.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo trong lĩnh vực lý luận và phương pháp dạy học kỹ thuật:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Giáo dục học, Lý luận và PPDH môn Kỹ thuật Công nghiệp: Cung cấp khung lý thuyết hoàn chỉnh về năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo, bảng tiêu chí cấp độ đánh giá, bộ câu hỏi định hướng sáng tạo và phương pháp luận thiết kế nghiên cứu thực nghiệm sư phạm.
  • Đối với giáo viên môn Công nghệ tại các trường THPT: Là cẩm nang thực hành sư phạm với các hướng dẫn cụ thể về việc tích hợp phương pháp bản đồ tư duy, biểu đồ xương cá, ma trận hình thái vào từng bài dạy cụ thể, kèm theo hệ thống tiêu chí chấm điểm sản phẩm học tập.
  • Đối với cán bộ quản lý giáo dục và chuyên viên phát triển chương trình: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực trạng và các đề xuất tái cấu trúc nội dung môn học, làm tài liệu tham khảo cho việc biên soạn sách giáo khoa và tài liệu tập huấn giáo viên theo định hướng phát triển phẩm chất, năng lực.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án định nghĩa năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo như thế nào?

Luận án tiếp cận định nghĩa: Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo là năng lực sử dụng các phương pháp sáng tạo để giải quyết vấn đề giúp hình thành và tạo ra được cách thức giải quyết mới, sản phẩm có tính mới.

2. Quá trình giải quyết vấn đề sáng tạo do tác giả đề xuất gồm mấy giai đoạn?

Quá trình này gồm 7 giai đoạn: (1) Phát hiện vấn đề (sáng tạo); (2) Thu thập, phân tích thông tin có liên quan đến vấn đề; (3) Ấp ủ; (4) Đưa ra các giải pháp có thể thực hiện; (5) Đánh giá các giải pháp, lựa chọn giải pháp tối ưu và cụ thể hóa giải pháp; (6) Thực hiện giải pháp; (7) Kiểm tra - đánh giá kết quả.

3. Tác giả đã đề xuất những phương pháp sáng tạo cụ thể nào trong dạy học môn Công nghệ?

Các phương pháp sáng tạo được đề xuất gồm: phương pháp bản đồ tư duy (sơ đồ hóa cấu tạo, thông tin), phương pháp biểu đồ xương cá (phân tích nguyên nhân kỹ thuật), phương pháp phân tích ma trận hình thái (kết hợp các thông số cải tiến chi tiết kỹ thuật), phương pháp công não (Brainstorming) kết hợp cùng hệ thống 19 câu hỏi định hướng sáng tạo.

4. Kết quả khảo sát thực trạng năm 2016 chỉ ra học sinh THPT gặp khó khăn lớn nhất ở những khâu nào?

Học sinh gặp khó khăn nhiều nhất ở khâu: phân tích ưu, nhược, tính khả thi, tính hiệu quả của từng giải pháp đề xuất (83,97%), liệt kê các giải pháp có thể thực hiện được (77,52%), xem xét tình huống đang diễn ra (58,92%), xác định/nhận định vấn đề (57,11%) và xử lý thông tin (57,11%).

5. Dữ liệu thực nghiệm sư phạm được phân tích và kiểm định bằng các công cụ nào?

Dữ liệu được thu thập từ đánh giá sản phẩm học tập và bài kiểm tra của học sinh nhóm thực nghiệm và đối chứng tại các bài học cụ thể (Bài 8, Bài 11 Công nghệ 11), sau đó được xử lý bằng phần mềm Excel thông qua bảng phân phối tần số, tần suất, các giá trị đặc trưng mẫu ($M, SD$) và kiểm định giả thuyết thống kê bằng $T\text{-test}$ và phân tích phương sai ANOVA.

Kết luận

Luận án của tác giả Nhữ Thị Việt Hoa đã hoàn thành các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra, phát triển hệ thống cơ sở lý luận về năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo trong dạy học môn Công nghệ THPT thông qua mô hình 7 giai đoạn, thang đo cấp độ và bộ 19 câu hỏi định hướng. Luận án đã phản ánh khách quan thực trạng dạy học môn học thông qua khảo sát 32 giáo viên và 387 học sinh, đồng thời đề xuất hai nhóm biện pháp sư phạm trọng tâm là dạy học các phương pháp sáng tạo và giao nhiệm vụ học tập giải quyết vấn đề mang tính sáng tạo. Kết quả thực nghiệm sư phạm được xử lý bằng các công cụ thống kê toán học ($T\text{-test}$, ANOVA) đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các giải pháp đề xuất, đóng góp tư liệu có giá trị cho lý luận dạy học kỹ thuật công nghiệp và thực tiễn đổi mới giáo dục phổ thông.