Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Chương trình Giáo dục phổ thông (CT GDPT) 2018 ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo xác định mục tiêu chuyển đổi căn bản từ truyền thụ kiến thức sang hình thành và phát triển toàn diện phẩm chất, năng lực học sinh. Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư và định hướng tại Chỉ thị số 16/CT-TTg năm 2017 của Thủ tướng Chính phủ, giáo dục STEM/STEAM được chú trọng đẩy mạnh ở tất cả các cấp học nhằm trang bị cho người học năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn thông qua kiến thức liên ngành.

Theo CT GDPT 2018 và Quyết định đính chính số 2904/QĐ-BGDĐT ngày 07/10/2022, môn Công nghệ ở cấp tiểu học được thiết kế như một môn học độc lập, bắt buộc trong giai đoạn giáo dục cơ bản (giảng dạy ở các lớp 3, 4, 5 với thời lượng 70 tiết/năm học), kế thừa và phát triển từ môn Thủ công (lớp 1, 2, 3) và Kỹ thuật (lớp 4, 5) của chương trình năm 2006. Môn học này lần đầu tiên được triển khai chính thức từ năm học 2022 - 2023 bắt đầu ở lớp 3. Mặc dù Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành các văn bản hướng dẫn như Công văn số 3636/BGDĐT-GDTH và tài liệu tập huấn giáo dục STEM cấp tiểu học, việc dạy học môn Công nghệ theo tiếp cận giáo dục STEAM vẫn là một vấn đề mới. Việc bổ sung yếu tố nghệ thuật và giáo dục nhân văn (Art) vào STEM nhằm giúp học sinh giảm bớt rào cản tâm lý đối với các nội dung kỹ thuật - công nghệ trừu tượng, gia tăng hứng thú và phát triển thẩm mỹ, sự thấu cảm.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định: Do môn Công nghệ mới được đưa vào giảng dạy từ năm học 2022 - 2023, tại Việt Nam chưa có nhiều công trình nghiên cứu hệ thống về việc thiết kế và tổ chức dạy học môn học này theo tiếp cận giáo dục STEAM nhằm phát triển năng lực công nghệ cho học sinh tiểu học, cũng như chưa có đánh giá định lượng quy mô lớn về mức độ sẵn sàng triển khai của đội ngũ giáo viên tiểu học trong giai đoạn đổi mới.

Mục đích, nhiệm vụ và câu hỏi/giả thuyết nghiên cứu

  • Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lý luận, thực trạng dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM, từ đó đề xuất tiến trình thiết kế (TTTK) và tiến trình tổ chức (TTTC) dạy học môn Công nghệ tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM theo hướng phát triển năng lực công nghệ cho học sinh tiểu học.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực trạng của dạy học môn Công nghệ ở tiểu học và dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM.
    2. Đề xuất tiến trình xây dựng bài học và tiến trình tổ chức dạy học môn Công nghệ tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM. Trên cơ sở đó thiết kế bài học minh họa và thực nghiệm với môn Công nghệ lớp 3.
    3. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá sự phát triển năng lực công nghệ của học sinh tiểu học thông qua các bài học môn Công nghệ theo tiếp cận giáo dục STEAM đã xây dựng.
  • Giả thuyết nghiên cứu: Nếu xây dựng được khung lý luận hỗ trợ (bao gồm các tiến trình thiết kế và tổ chức dạy học - trong đó có tiến trình tư duy thiết kế; bộ tiêu chí đánh giá năng lực công nghệ của học sinh thông qua môn Công nghệ ở tiểu học), giáo viên triển khai các bài học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM sẽ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn học, hỗ trợ học sinh tiểu học phát triển được các thành tố của năng lực công nghệ và một số năng lực, phẩm chất chung khác được đề cập trong CT GDPT 2018.

Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Công nghệ ở tiểu học.
  • Đối tượng nghiên cứu: Giáo dục STEAM, dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM.
  • Phạm vi nội dung: Tiến trình thiết kế, tiến trình tổ chức các bài học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM và sự phát triển năng lực công nghệ của học sinh tiểu học (tập trung vào phần Thủ công kĩ thuật của môn Công nghệ lớp 3).
  • Phạm vi khảo sát: Khảo sát nhận thức sơ bộ ở 546 giáo viên tại 11 tỉnh/thành phố; khảo sát chính thức các yếu tố tác động đến sự sẵn sàng thực hiện giáo dục STEAM ở 1.976 giáo viên tiểu học tại 39 tỉnh/thành phố trên toàn quốc.
  • Phạm vi thực nghiệm: Thực hiện tại 6 trường tiểu học thuộc địa bàn thành phố Hải Phòng và tỉnh Bình Dương trong năm học 2022 - 2023.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

Tác giả áp dụng phương pháp tổng quan hệ thống (Systematic Review) gồm 6 bước (Plan, Identify, Evaluate, Code, Explain, Summary) theo quy trình của Phương Tố Tâm và Dương Bích Hằng, xử lý tài liệu thông qua phần mềm EndNote. Các nghiên cứu liên quan được tổng hợp thành 8 nhóm chủ đề chính:

Nhóm chủ đề Tác giả và năm công bố tiêu biểu Nội dung chính
1. Khái niệm về GD STEAM Georgette Yakman (2006); Christine Liao (2019); Madden & Provost (2013); Babette Allina (2013); Michael K. Daugherty (2013); E. Perignat & J. Katz-Buonincontro (2019); Xun Ge, Dirk Ifenthaler, J. Michael Spector (2015); Guy A. Boy (2013). Xác định bản chất của STEAM: từ việc bổ sung nghệ thuật đơn thuần (Art), mở rộng sang nghệ thuật tự do và giáo dục nhân văn (Arts), đến mô hình giáo dục liên môn tích hợp.
2. Vai trò của nghệ thuật trong GD STEAM Danah Henriksen (2014); Jennifer Miller & Gerald Knezek (2013); Christine Liao, Jennifer L. Motter, Ryan M. Patton (2016); Ozkan, Gulbin Umdu Topsakal, Unsal (2021); Huser J. (2020); Nguyễn Văn Hưng (2021). Đánh giá tác động của yếu tố nghệ thuật trong việc duy trì động lực, hứng thú học tập, nâng cao kết quả học tập và bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh.
3. Tính tích hợp trong GD STEAM Bequette J.W. & Bequette M.B. (2012); Watson A.D. (2015); Wynn T. & Harris J. (2012); Henriksen D., Mehta R., Mehta S. (2019); Nguyễn Vinh Hiển (2019). Phân tích cơ chế tích hợp liên ngành, làm mờ ranh giới môn học, gắn kết các môn khoa học kỹ thuật với giá trị thẩm mỹ và văn hóa.
4. Cách thức triển khai GD STEAM Christine Liao (2016); Bahrum S. et al. (2017); Anne Harris & Leon R. de Bruin (2018); Duban N., Aydoğdu B., Kolsuz S. (2018); Lee H., Ham H., Kwon H. (2022); Kangas K. et al. (2022); Rice-Bailey T. et al. (2020); Nguyễn Thị Hồng Lam & Đào Thị Hiền; Sung J. et al. (2023); Damaševičius R. et al. (2018); Nguyễn Như Huệ và cs. Đề xuất các mô hình triển khai: dạy học dự án, phong trào sáng chế (Maker Movement), tích hợp cơ điện tử - robot, và dạy học nội dung Kỹ thuật - Công nghệ ở tiểu học.
5. Tiến trình triển khai bài học Nur Rosliana Mohd Hafiz & Shahrul Kadri Ayop (2019); Bybee, Rodger W. et al. (2006); Filiz Gülhan & Fatma Şahin (2018); Nguyễn Hồng Dương (2021); Lin Kuen-Yi et al. (2019); Daniel Edelen et al. (2023); Kristin L. Bush & Kristin Cook (2018); Kaiju Kangas et al. (2013); Kala S. Retna (2016); Nguyễn Thanh Nga & Tạ Thanh Trung (2021); Đỗ Đức Lân và cs. (2021). Phân tích các tiến trình: Thiết kế kĩ thuật (EDP), mô hình 5E và 5E mở rộng, tiến trình Tư duy thiết kế (Design Thinking - TDTK) trong trường phổ thông và tiểu học.
6. Phương pháp và kĩ thuật dạy học Kelley & Knowles (2016); Long Nguyen Tien, Yen Nguyen Thi Hoang, Van Hanh Nguyen (2020); Vũ Thị Kiều Trang (2022); Nguyễn Văn Hưng (2021). Vận dụng dạy học dự án, dạy học giải quyết vấn đề, dạy học khám phá, dạy học trải nghiệm vào bài học STEM/STEAM.
7. Nghiên cứu tổng quan về GD STEAM Perignat E. & Katz-Buonincontro J. (2019); Anne Harris & Leon R. de Bruin (2018); Johann Taljaard (2016); Miguel Á. Conde et al. (2021); Laura Colucci-Gray et al. (2019). Tổng hợp các bài báo trên Web of Science và Scopus để phân tích xu hướng sư phạm, phương pháp tiếp cận và kết quả học tập của giáo dục STEAM.
8. Yếu tố tác động đến sự sẵn sàng của GV Hyun Ju Park et al. (2016); Danielle Herro & Cassie Quigley (2017); Huang & Teo (2021); Weyer & Dell'Erba (2022); Birjandi & Rezanejad (2014); Kim & Na (2022); Wu et al. (2022); Conradty et al. Tìm hiểu nhận thức, kỳ vọng, rào cản và các nhân tố ảnh hưởng đến sự sẵn sàng triển khai giáo dục STEAM của giáo viên tại các trường phổ thông.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung giải quyết khoảng trống lý luận và thực tiễn về phương pháp dạy học môn Công nghệ cấp tiểu học (theo CT GDPT 2018) bằng việc:

  1. Điều chỉnh mô hình bánh xe trong giáo dục STEAM của tác giả Pyoung Won Kim (Hàn Quốc) để xây dựng tiến trình thiết kế bài học môn Công nghệ ở tiểu học.
  2. Vận dụng tiến trình Tư duy thiết kế (TDTK) 5 bước của Viện Thiết kế Hasso Plattner (Đại học Stanford) có bổ sung và nhấn mạnh hoạt động "Đồng cảm" để xây dựng tiến trình tổ chức dạy học môn Công nghệ lớp 3, kết hợp với khung kế hoạch bài dạy theo Công văn số 2345/BGDĐT-GDTH.
  3. Đánh giá thực trạng mức độ sẵn sàng của 1.976 giáo viên tiểu học tại Việt Nam thông qua mô hình cấu trúc tuyến tính PLS-SEM và kiểm chứng sự phát triển các thành tố năng lực công nghệ của học sinh tiểu học qua thực nghiệm sư phạm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Khái niệm giáo dục STEAM: Luận án tiếp cận giáo dục STEAM theo hướng mở rộng từ STEM có tích hợp nghệ thuật và giáo dục nhân văn. Dạy học theo tiếp cận giáo dục STEAM trong môn Công nghệ ở tiểu học được định nghĩa là phương pháp và cách thức giáo viên từng bước kết hợp các nguyên tắc, khái niệm của nghệ thuật, giáo dục nhân văn vào việc thiết kế và tổ chức các bài học STEM trong môn Công nghệ ở tiểu học.
  • Mô hình bánh xe STEAM (Wheel Model): Dựa trên mô hình của Pyoung Won Kim, cấu trúc một bài học STEAM môn Công nghệ được mô phỏng như một bánh xe: trục trung tâm là nội dung môn Công nghệ; 5 nan hoa chính đại diện cho 5 lĩnh vực của STEAM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật, Toán học); 3 nan hoa mở rộng đại diện cho các lĩnh vực nhân văn trong chương trình tiểu học (Lịch sử, Địa lý, Đạo đức, Tự nhiên và Xã hội...); và vành bánh xe là kiến thức tích hợp liên môn.
  • Tiến trình Tư duy thiết kế (Design Thinking - TDTK): Luận án vận dụng mô hình 5 bước lặp của Viện Thiết kế Hasso Plattner (Đại học Stanford) gồm:
    1. Đồng cảm (Empathize): Học sinh đặt mình vào vị trí của người sử dụng để hiểu nhu cầu, mong muốn.
    2. Xác định vấn đề (Define): Phân tích, cụ thể hóa nhu cầu thành các tiêu chí, yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
    3. Hình thành ý tưởng (Ideate): Thảo luận nhóm, tìm tòi kiến thức nền và phác thảo giải pháp sản phẩm bằng hình vẽ hoặc mô tả.
    4. Chế tạo nguyên mẫu (Prototype): Hiện thực hóa bản vẽ thành sản phẩm thực tế bằng các vật liệu phù hợp.
    5. Thử nghiệm (Test): Kiểm tra sản phẩm dựa trên các tiêu chí ban đầu, thu thập ý kiến phản hồi và điều chỉnh hoàn thiện.
  • Cấu trúc nội dung môn Công nghệ tiểu học (CT GDPT 2018): Gồm 2 mạch nội dung chính: Công nghệ và đời sống (Bản chất của công nghệ, Vai trò của công nghệ, Sản phẩm công nghệ, An toàn với công nghệ) và Thiết kế và đổi mới công nghệ (Thủ công kĩ thuật, Thiết kế kĩ thuật).

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tổng quan hệ thống 6 bước, phân tích và tổng hợp các văn bản quy phạm pháp luật, chương trình giáo dục, tài liệu chuyên môn trong và ngoài nước về giáo dục STEM/STEAM, phương pháp dạy học kỹ thuật - công nghệ và tư duy thiết kế.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
    • Phương pháp điều tra bằng bảng hỏi và phỏng vấn: Khảo sát nhận thức ban đầu trên 546 giáo viên tại 11 tỉnh/thành phố; khảo sát chính thức các yếu tố ảnh hưởng đến sự sẵn sàng của 1.976 giáo viên tiểu học tại 39 tỉnh/thành phố bằng thang đo Likert.
    • Phương pháp quan sát sư phạm và thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm 2 đợt tại 6 trường tiểu học ở Hải Phòng và Bình Dương, quan sát các biểu hiện hành vi và đánh giá sản phẩm của học sinh theo phiếu đánh giá (rubrics).
  • Phương pháp xử lý dữ liệu và thống kê toán học:
    • Sử dụng mô hình phương trình cấu trúc tuyến tính bình phương bé nhất từng phần (PLS-SEM) xử lý bằng phần mềm SmartPLS 4 để kiểm định mô hình đo lường, độ hội tụ, độ phân biệt, hệ số $R^2$, $Q^2$, hệ số đường dẫn (path coefficient) và giá trị $t\text{-value}$.
    • Sử dụng phần mềm IBM SPSS 26 và Microsoft Excel để thống kê mô tả, vẽ biểu đồ diễn biến hành vi và thực hiện kiểm định $T\text{-test}$ theo mẫu cặp (Paired Samples T-test) nhằm so sánh sự biến thiên các thành tố năng lực công nghệ trước và sau thực nghiệm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận của dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM

Chương 1 hệ thống hóa các vấn đề lý luận về giáo dục STEM/STEAM, đặc trưng môn Công nghệ ở tiểu học và sự tương thích của tiếp cận STEAM đối với sự phát triển nhận thức của học sinh 6–11 tuổi (đặc trưng bởi tư duy trực quan cụ thể, trí nhớ trực quan và cảm xúc mở rộng). Luận án phân tích chi tiết sự khác biệt giữa tiến trình TDTK với tiến trình Nghiên cứu khoa học (NCKH) và tiến trình Thiết kế kĩ thuật (TKKT):

Hoạt động Tiến trình Tư duy thiết kế (TDTK) Tiến trình NCKH Tiến trình TKKT
Hoạt động 1 Đồng cảm: Đặt mình vào vị trí người dùng, thấu hiểu nhu cầu thực tế để tạo tâm thế thiết kế. Quan sát và đặt câu hỏi: Quan sát hiện tượng tự nhiên/xung quanh để đặt câu hỏi nghiên cứu. Xác định vấn đề: Tiếp nhận tình huống do GV đặt ra để làm rõ các yêu cầu, tiêu chí sản phẩm.
Hoạt động 2 Xác định vấn đề: Cụ thể hóa nhu cầu người dùng thành tiêu chí, yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Đưa ra dự đoán: Nêu giả thuyết, dự đoán cho hiện tượng bằng câu trả lời ngắn gọn. Nghiên cứu kiến thức nền: Tìm hiểu thông tin liên quan qua tài liệu, mô hình, thiết bị mẫu.
Hoạt động 3 Hình thành ý tưởng: Chia sẻ kinh nghiệm, tìm hiểu kiến thức nền, phác thảo thiết kế và thống nhất giải pháp nhóm. Đề xuất phương án: Đề xuất cách thức (thí nghiệm) để ghi nhận dữ liệu kiểm tra dự đoán. Đề xuất và lựa chọn giải pháp: Đề xuất phương án thiết kế dựa trên kiến thức nền đã tìm hiểu.
Hoạt động 4 Chế tạo nguyên mẫu: Hiện thực hóa bản phác thảo thành sản phẩm mẫu theo tiêu chí định sẵn. Thực hiện thí nghiệm và kết luận: Tiến hành thí nghiệm, ghi nhận dữ liệu và đối chiếu dự đoán. Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá: Thao tác kỹ thuật, gia công vật liệu để chế tạo sản phẩm theo bản vẽ.
Hoạt động 5 Thử nghiệm: Thử nghiệm nguyên mẫu, đối chiếu tiêu chí, ghi nhận phản hồi của người dùng và điều chỉnh. Chia sẻ và thảo luận: Báo cáo, chia sẻ kết quả khám phá với giáo viên và bạn học. Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh: Báo cáo sản phẩm trước lớp, tiếp thu phản hồi và hoàn thiện.

Chương này cũng thiết lập cấu trúc Rubrics đánh giá năng lực công nghệ thông qua các mức độ biểu hiện hành vi trong bài học STEAM, đánh giá bản phác thảo và nguyên mẫu sản phẩm của học sinh.

Chương 2: Thực trạng của việc dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM

Chương 2 trình bày kết quả điều tra thực trạng nhận thức và các yếu tố ảnh hưởng đến sự sẵn sàng triển khai giáo dục STEAM của giáo viên tiểu học. Nghiên cứu thực hiện qua 2 giai đoạn:

  • Giai đoạn định tính và khảo sát thử nghiệm: 546 giáo viên tại 11 tỉnh/thành phố nhằm hoàn thiện thang đo.
  • Giai đoạn nghiên cứu chính thức: 1.976 giáo viên tiểu học tại 39 tỉnh/thành phố trên cả nước (Bảng 2.1).

Dữ liệu được phân tích trên phần mềm SmartPLS 4 thông qua mô hình cấu trúc tuyến tính PLS-SEM (Hình 2.1):

  • Đánh giá mô hình đo lường: Kiểm định độ tin cậy nhất quán nội tại (Cronbach's Alpha, Composite Reliability), giá trị hội tụ (AVE) (Bảng 2.2) và độ phân biệt qua chỉ số Fornell-Larcker và HTMT (Bảng 2.3).
  • Đánh giá mô hình cấu trúc: Đo lường các chỉ số giải thích phương sai $R^2$, khả năng dự báo $Q^2$ (Bảng 2.4), hệ số đường dẫn (Path Coefficients) và giá trị thống kê $t\text{-value}$ (Bảng 2.5).

Kết quả thực trạng phản ánh: Phần lớn giáo viên nhận thức được tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp và sự phù hợp của STEAM đối với môn Công nghệ lớp 3. Tuy nhiên, giáo viên gặp khó khăn về năng lực tự thiết kế kế hoạch bài dạy tích hợp, thiếu nguồn học liệu chuẩn hóa, thiếu trang thiết bị và lo ngại gia tăng áp lực thời gian giảng dạy nếu không có quy trình hướng dẫn cụ thể.

Chương 3: Thiết kế và tổ chức dạy học bài học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM

Chương 3 cụ thể hóa khung lý luận thành quy trình sư phạm ứng dụng trong thực tế:

  • Tiến trình thiết kế (TTTK) bài học: Vận dụng mô hình bánh xe cải tiến, gồm các bước lựa chọn chủ đề môn Công nghệ làm hạt nhân; xác định mục tiêu yêu cầu cần đạt; xác định các thành tố tích hợp STEM và các yếu tố giáo dục nhân văn (lịch sử, địa lý, thẩm mỹ, văn hóa...); xây dựng chuỗi hoạt động học tập.
  • Tiến trình tổ chức (TTTC) bài học: Vận dụng 5 bước TDTK kết hợp với khung kế hoạch bài dạy theo Công văn số 2345/BGDĐT-GDTH:
    1. Hoạt động 1: Đồng cảm (Đặt tình huống gắn với đời sống thực tế, giúp học sinh nhập vai người sử dụng).
    2. Hoạt động 2: Xác định vấn đề (Hình thành yêu cầu sản phẩm, phân tích chức năng cần đạt).
    3. Hoạt động 3: Hình thành ý tưởng (Nghiên cứu kiến thức nền môn Công nghệ, thảo luận nhóm, phác thảo bản vẽ/ý tưởng thiết kế).
    4. Hoạt động 4: Chế tạo nguyên mẫu (Lựa chọn dụng cụ, vật liệu thủ công, thao tác chế tạo sản phẩm).
    5. Hoạt động 5: Thử nghiệm và hoàn thiện (Vận hành thử nghiệm, đối chiếu tiêu chí, đánh giá phản hồi và cải tiến sản phẩm).

Chương 3 thiết kế các bài học minh họa chi tiết thuộc mạch nội dung Thủ công kĩ thuật môn Công nghệ lớp 3 như: Chủ đề "Làm thước kẻ học sinh", Chủ đề "Làm đồ chơi - Chế tạo con diều" (Hình 4.1 đến Hình 4.13), cung cấp đầy đủ phiếu học tập, tiêu chí rubrics và kịch bản sư phạm.

Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

Chương 4 kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các tiến trình đã đề xuất:

  • Địa bàn và đối tượng thực nghiệm: Triển khai 2 đợt thực nghiệm tại 6 trường tiểu học thuộc thành phố Hải Phòng và tỉnh Bình Dương (bao gồm Trường Tiểu học Mỹ Phước, Trường Tiểu học Long Bình, Trường Tiểu học Thới Hòa...).
  • Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu thực nghiệm:
    • Theo dõi, chấm điểm biểu hiện hành vi của học sinh thông qua rubrics đánh giá năng lực công nghệ, bản phác thảo và nguyên mẫu sản phẩm qua các giai đoạn bài học.
    • Phân tích chi tiết biểu hiện hành vi của 15 học sinh đại diện (Biểu đồ 4.1 đến Biểu đồ 4.6).
    • Sử dụng kiểm định Paired Samples T-test trên phần mềm SPSS 26 (Bảng 4.1) để đối chiếu kết quả trước và sau thực nghiệm trên từng thành tố của năng lực công nghệ.

Kết quả kiểm định cho thấy điểm số trung bình các thành tố của năng lực công nghệ và các kỹ năng phối hợp làm việc nhóm, giao tiếp, sáng tạo của học sinh ở các lớp thực nghiệm đều có sự chuyển biến tích cực với mức ý nghĩa thống kê $p < 0{,}05$, chứng minh tính hiệu quả của các quy trình thiết kế và tổ chức đã đề xuất.


Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận

  1. Hệ thống hóa và phát triển cơ sở lý luận về dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM trong khuôn khổ thực hiện CT GDPT 2018.
  2. Đề xuất quy trình thiết kế bài học môn Công nghệ tiểu học dựa trên mô hình bánh xe cải tiến của Pyoung Won Kim, xác lập cấu trúc tích hợp giữa nội dung Công nghệ cốt lõi với 5 lĩnh vực STEAM và các yếu tố giáo dục nhân văn.
  3. Đề xuất quy trình 5 bước tổ chức dạy học môn Công nghệ tiểu học dựa trên tiến trình Tư duy thiết kế (TDTK) của Viện Thiết kế Hasso Plattner (Stanford), chỉ rõ vai trò cốt lõi của giai đoạn "Đồng cảm" trong việc phát triển cảm xúc thẩm mỹ, nhân văn và năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học.
  4. Xây dựng khung tiêu chí và bộ công cụ rubrics định lượng để đánh giá sự phát triển năng lực công nghệ của học sinh tiểu học qua sản phẩm phác thảo và nguyên mẫu thực tế.

Đóng góp về mặt thực tiễn

  1. Cung cấp bộ dữ liệu khảo sát thực trạng quy mô lớn (1.976 giáo viên tiểu học tại 39 tỉnh/thành phố) về các nhân tố ảnh hưởng đến sự sẵn sàng thực hiện giáo dục STEAM thông qua phân tích mô hình PLS-SEM trên phần mềm SmartPLS 4.
  2. Xây dựng hệ thống bài học minh họa thuộc phần Thủ công kĩ thuật môn Công nghệ lớp 3 được cấu trúc hóa theo mẫu kế hoạch bài dạy của Công văn số 2345/BGDĐT-GDTH, giúp giáo viên dễ dàng áp dụng mà không làm gia tăng khối lượng công việc hay xáo trộn phân phối chương trình.
  3. Chứng minh tính hiệu quả sư phạm thông qua 2 đợt thực nghiệm tại 6 trường tiểu học ở Hải Phòng và Bình Dương, cung cấp minh chứng thực nghiệm về sự tiến bộ của học sinh đối với các thành tố của năng lực công nghệ.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Đối với cơ quan quản lý giáo dục (Bộ và các Sở/Phòng GD&ĐT): Cần tiếp tục tổ chức các đợt tập huấn chuyên sâu về tiếp cận STEAM cho giáo viên tiểu học; ban hành tài liệu hướng dẫn cụ thể việc vận dụng tiến trình tư duy thiết kế gắn với khung kế hoạch bài dạy theo Công văn 2345/BGDĐT-GDTH; bổ sung trang thiết bị, vật tư thủ công kỹ thuật phục vụ bài học.
  • Đối với các cơ sở đào tạo giáo viên (Trường Đại học Sư phạm): Cập nhật nội dung giáo dục STEAM và tiến trình tư duy thiết kế vào chương trình đào tạo sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học và Sư phạm Kỹ thuật; rèn luyện kỹ năng xây dựng bài học tích hợp liên môn.
  • Đối với giáo viên và các trường tiểu học: Chủ động khai thác các chủ đề thực tiễn gần gũi, tận dụng vật liệu tái chế để tổ chức hoạt động STEAM; chú trọng khâu "Đồng cảm" để học sinh hiểu được ý nghĩa xã hội của sản phẩm kỹ thuật thay vì chỉ tập trung vào thao tác gia công cơ học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Về phạm vi nội dung: Luận án tập trung thử nghiệm và thực nghiệm sư phạm đối với mạch nội dung Thủ công kĩ thuật trong chương trình môn Công nghệ lớp 3; chưa triển khai thực nghiệm toàn diện trên mạch kiến thức Công nghệ và đời sống cũng như các khối lớp 4 và lớp 5.
  • Về phạm vi địa bàn: Địa bàn thực nghiệm sư phạm mới chỉ giới hạn tại 6 trường tiểu học thuộc hai địa phương là thành phố Hải Phòng và tỉnh Bình Dương, chưa khảo sát mở rộng ở các vùng miền có điều kiện kinh tế - xã hội đặc thù khác.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng xây dựng và thử nghiệm quy trình thiết kế, tổ chức bài học STEAM cho toàn bộ các mạch kiến thức của môn Công nghệ ở các lớp 4 và 5 theo CT GDPT 2018.
  • Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế đánh giá quá trình và tác động dài hạn của việc học tập theo tiến trình tư duy thiết kế đối với việc hình thành các phẩm chất nhân văn và kỹ năng thế kỷ 21 của học sinh ở bậc học cao hơn.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị về phương pháp luận tổng quan hệ thống (Systematic Review), khung lý thuyết tích hợp STEAM, phương pháp vận dụng tiến trình Tư duy thiết kế (Design Thinking) trong giáo dục phổ thông, và kỹ thuật xử lý dữ liệu định lượng bằng SmartPLS 4 (PLS-SEM) và SPSS 26.
  • Đối với giảng viên các trường đại học sư phạm: Tài liệu phục vụ trực tiếp công tác giảng dạy học phần Phương pháp dạy học môn Công nghệ ở tiểu học, Dạy học tích hợp và Giáo dục STEM/STEAM trong chương trình đào tạo cử nhân Giáo dục Tiểu học.
  • Đối với giáo viên tiểu học: Cung cấp quy trình bài dạy 5 bước rõ ràng, tiêu chí rubrics đánh giá cụ thể và các kế hoạch bài dạy mẫu chuẩn hóa theo Công văn 2345/BGDĐT-GDTH để áp dụng trực tiếp vào giảng dạy môn Công nghệ lớp 3.
  • Đối với cán bộ quản lý giáo dục: Cung cấp cơ sở khoa học và bức tranh thực trạng về sự sẵn sàng của đội ngũ giáo viên trên 39 tỉnh/thành phố, phục vụ việc xây dựng kế hoạch bồi dưỡng chuyên môn và chỉ đạo triển khai giáo dục STEM/STEAM tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Việc đưa yếu tố nghệ thuật và nhân văn (Art) vào môn Công nghệ tiểu học mang lại ý nghĩa gì?

Việc tích hợp nghệ thuật và giáo dục nhân văn giúp mở rộng giáo dục STEM truyền thống từ chỗ chỉ tập trung vào khoa học - kỹ thuật thuần túy sang việc chú trọng đến cảm xúc, tính thẩm mỹ và giá trị nhân văn. Yếu tố này giúp các bài học kỹ thuật trở nên mềm mại, gần gũi với tâm sinh lý lứa tuổi học sinh tiểu học (6–11 tuổi), khơi dậy tính tò mò, trí tưởng tượng và sự thấu cảm của học sinh đối với nhu cầu của người sử dụng sản phẩm.

2. Tiến trình Tư duy thiết kế (TDTK) 5 bước trong luận án có điểm gì khác biệt so với tiến trình Thiết kế kĩ thuật (TKKT) thông thường?

Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở bước đầu tiên: Đồng cảm (Empathize). Trong khi tiến trình TKKT đi thẳng vào việc tiếp nhận vấn đề kỹ thuật do giáo viên đặt ra, tiến trình TDTK yêu cầu học sinh đặt mình vào vị trí của người dùng để thấu hiểu nhu cầu, cảm xúc và bối cảnh thực tế. Ngoài ra, việc lựa chọn giải pháp trong TDTK đề cao sự thỏa thuận, hợp tác nhóm và tiếp thu phản hồi của người dùng để liên tục điều chỉnh nguyên mẫu.

3. Quy mô khảo sát thực trạng và các công cụ thống kê được sử dụng trong luận án gồm những gì?

Luận án thực hiện khảo sát nhận thức ban đầu trên 546 giáo viên tại 11 tỉnh/thành phố và khảo sát chính thức quy mô lớn trên 1.976 giáo viên tiểu học tại 39 tỉnh/thành phố. Dữ liệu định lượng được phân tích bằng mô hình cấu trúc tuyến tính PLS-SEM trên phần mềm SmartPLS 4 (đánh giá độ tin cậy, độ hội tụ, độ phân biệt, $R^2$, $Q^2$, path coefficient và $t\text{-value}$). Phần mềm SPSS 26 và Excel được sử dụng để thống kê mô tả và thực hiện kiểm định Paired Samples T-test cho dữ liệu thực nghiệm sư phạm.

4. Mô hình bánh xe của Pyoung Won Kim được luận án cải tiến và ứng dụng như thế nào trong thiết kế bài học?

Mô hình bánh xe được điều chỉnh phù hợp với môn Công nghệ tiểu học tại Việt Nam: trục trung tâm của bánh xe là nội dung môn Công nghệ; 5 nan hoa chính tương ứng với 5 lĩnh vực của STEAM; 3 nan hoa mở rộng tương ứng với các lĩnh vực nhân văn trong chương trình tiểu học (Lịch sử, Địa lý, Đạo đức, Tự nhiên và Xã hội...); vành bánh xe là kiến thức tích hợp liên ngành. Cấu trúc này giúp giáo viên dễ dàng định vị các mạch kiến thức cần tích hợp trong từng bài học cụ thể.

5. Thực nghiệm sư phạm của luận án được tổ chức tại đâu và kết quả đạt được như thế nào?

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành qua 2 đợt tại 6 trường tiểu học ở thành phố Hải Phòng và tỉnh Bình Dương (tiêu biểu như Trường Tiểu học Mỹ Phước, Long Bình, Thới Hòa) trên nội dung phần Thủ công kĩ thuật môn Công nghệ lớp 3. Kết quả đánh giá biểu hiện hành vi và kiểm định T-test trên phần mềm SPSS 26 cho thấy các thành tố của năng lực công nghệ và kỹ năng hợp tác, sáng tạo của học sinh đều tăng có ý nghĩa thống kê ($p < 0{,}05$) sau khi học theo tiến trình STEAM đề xuất.


Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Hồng Dương đã xây dựng hệ thống cơ sở lý luận và quy trình thực tiễn cho việc dạy học môn Công nghệ ở tiểu học theo tiếp cận giáo dục STEAM, đáp ứng yêu cầu đổi mới của CT GDPT 2018. Bằng việc kết hợp mô hình bánh xe cải tiến trong thiết kế và tiến trình Tư duy thiết kế 5 bước (nhấn mạnh hoạt động đồng cảm) trong tổ chức dạy học, luận án đã cung cấp giải pháp sư phạm khả thi, gắn liền với kế hoạch bài dạy theo Công văn 2345/BGDĐT-GDTH. Kết quả khảo sát thực trạng trên 1.976 giáo viên và thực nghiệm sư phạm tại 6 trường tiểu học ở Hải Phòng và Bình Dương khẳng định tính khoa học, độ tin cậy và hiệu quả rõ rệt của mô hình trong việc phát triển năng lực công nghệ cho học sinh tiểu học.