Tổng quan nghiên cứu

Sự bùng nổ của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư đòi hỏi giáo dục phải đào tạo nguồn nhân lực có tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề liên ngành. Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 tại Việt Nam đã quy định dạy học theo định hướng giáo dục STEM là nội dung bắt buộc ở các cấp học. Tuy nhiên, tại các trường trung học cơ sở thành phố Bắc Kạn, tỉnh Bắc Kạn, phương pháp giảng dạy chủ yếu vẫn nặng về truyền thụ kiến thức lý thuyết một chiều. Giáo viên dành ít thời gian tổ chức cho học sinh vận dụng bài học vào thực tế đời sống, trong khi học sinh còn thiếu kỹ năng hợp tác và thực hành.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là giải quyết mâu thuẫn giữa yêu cầu đổi mới phương pháp giáo dục STEM với năng lực tổ chức còn nhiều hạn chế của đội ngũ nhà giáo địa phương. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể là hệ thống hóa cơ sở lý luận, đánh giá thực trạng quản lý và đề xuất hệ thống biện pháp bồi dưỡng năng lực dạy học STEM cho giáo viên trung học cơ sở. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại 6 trường trung học cơ sở trực thuộc thành phố Bắc Kạn gồm: Huyền Tụng, Dương Quang, Xuất Hóa, Nông Thượng, Bắc Kạn và Đức Xuân, với số liệu thống kê thu thập từ năm 2020 đến tháng 4 năm 2021. Khách thể nghiên cứu bao quát 161 cán bộ quản lý và giáo viên, phục vụ 2.893 học sinh phân bổ trong 72 lớp học, nơi tỷ lệ tốt nghiệp trung học cơ sở hàng năm đạt trên 98%. Công trình có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc nâng cao chất lượng giáo dục thực chất và cung cấp quy trình quản lý bồi dưỡng chuẩn hóa cho các trường học miền núi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên sự tích hợp giữa lý thuyết quản lý giáo dục hiện đại và thuyết học tập kiến tạo liên môn. Về mặt quản lý, luận văn vận dụng quan điểm hệ thống của các nhà khoa học giáo dục như Trần Bá Hoành và Trần Kiểm, xác định quản lý bồi dưỡng là chu trình tác động có định hướng gồm 4 chức năng cốt lõi: lập kế hoạch, tổ chức thực hiện, chỉ đạo chuyên môn và kiểm tra, đánh giá. Về mặt sư phạm, tác giả kế thừa mô hình dạy học theo dự án của William H. Kilpatrick và lý thuyết học tập trải nghiệm của Célestin Freinet, coi hoạt động học tập là quá trình học sinh trực tiếp tìm tòi, giải quyết tình huống thực tế và tạo ra sản phẩm hữu hình.

Khung nghiên cứu vận hành xung quanh 5 khái niệm công cụ then chốt: Quản lý giáo dục; Bồi dưỡng giáo viên; Năng lực dạy học; Giáo dục STEM; và Năng lực dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Giáo dục STEM được tiếp cận theo hướng tích hợp liên môn từ 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Cấu trúc năng lực dạy học STEM của giáo viên trung học cơ sở gồm 4 nhóm kỹ năng thành phần: xác định và thiết kế chủ đề bài học; lập kế hoạch dạy học theo quy trình kỹ thuật; tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo; và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh qua các tiêu chí chuẩn mực.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu định tính và định lượng nhằm bảo đảm tính khách quan khoa học. Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua phiếu khảo sát điều tra an-két, kết hợp phỏng vấn sâu cán bộ quản lý và quan sát chuyên môn tại nhà trường. Trên tổng thể 161 nhân sự quản lý và giảng dạy, đề tài tiến hành khảo sát thực tế trên cỡ mẫu gồm 98 người, bao gồm 13 cán bộ quản lý (đạt tỷ lệ 100% đội ngũ quản lý) và 85 giáo viên trực tiếp giảng dạy tại 6 trường trung học cơ sở trên địa bàn.

Phương pháp chọn mẫu phân tầng kết hợp chọn mẫu thuận tiện được áp dụng nhằm bao quát cả các trường thuận lợi ở khu vực trung tâm và các trường nhiều khó khăn ở vùng ven thành phố Bắc Kạn. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thống kê toán học là để xử lý định lượng điểm trung bình, độ lệch chuẩn, kiểm định mức độ tương quan giữa nhận thức và hành động, từ đó lượng hóa chính xác thực trạng và tính khả thi của các biện pháp đề xuất. Toàn bộ dữ liệu khảo sát thực địa được thu thập và phân tích trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến tháng 4 năm 2021, đảm bảo tính thời sự và bám sát tiến độ triển khai chương trình giáo dục mới.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích dữ liệu thực trạng bồi dưỡng năng lực dạy học STEM tại các trường trung học cơ sở thành phố Bắc Kạn đã làm nổi bật 4 phát hiện căn bản:

Thứ nhất, trình độ đào tạo của đội ngũ đạt mức chuẩn hóa cao nhưng năng lực dạy học STEM thực tế còn nhiều hạn chế. Cụ thể, 100% cán bộ quản lý và giáo viên đạt chuẩn trình độ đào tạo, trong đó 146 trên tổng số 148 giáo viên có trình độ đại học (đạt 98,65%), 2 giáo viên đạt trình độ thạc sĩ (chiếm 1,35%), và 13 trên 13 cán bộ quản lý có trình độ đại học (đạt 100%). Dẫu vậy, đa số giáo viên chưa từng được tập huấn bài bản về thiết kế kỹ thuật liên môn, dẫn tới tâm lý lúng túng khi tổ chức bài dạy.

Thứ hai, nội dung và hình thức bồi dưỡng còn nặng về lý thuyết hàn lâm. Các lớp bồi dưỡng tập trung ngắn hạn mang tính truyền thụ một chiều vẫn chiếm ưu thế, trong khi các hình thức hiệu quả cao như sinh hoạt tổ chuyên môn theo nghiên cứu bài học, thi sáng kiến kinh nghiệm STEM hay hội thảo chuyên đề chỉ chiếm dưới 25% tổng thời lượng bồi dưỡng trong năm học.

Thứ ba, điều kiện cơ sở vật chất phục vụ giáo dục STEM vô cùng thiếu thốn. Toàn bộ 6 trên 6 trường trung học cơ sở đều chưa có phòng học STEM chuyên biệt đạt chuẩn 3 không gian. Tỷ lệ trang thiết bị và vật tư đáp ứng các dự án chế tạo kỹ thuật chỉ đạt khoảng 30% so với nhu cầu tối thiểu.

Thứ tư, công tác kiểm tra, đánh giá sau bồi dưỡng còn mang tính hình thức. Trên 70% giáo viên thừa nhận gặp khó khăn khi xây dựng bảng tiêu chí rubric để đánh giá quá trình hoạt động nhóm và chất lượng sản phẩm sáng tạo của học sinh.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của những hạn chế trên xuất phát từ khối lượng kiến thức chương trình hiện hành còn nặng về thi cử và các cấp quản lý chưa đầu tư đúng mức cho hoạt động bồi dưỡng chuyên sâu. Bên cạnh đó, ngân sách dành cho trang thiết bị dạy học thực hành tại địa phương miền núi còn eo hẹp. Về mặt chủ quan, một bộ phận cán bộ quản lý chưa thực sự linh hoạt trong khâu chỉ đạo chuyên môn.

Khi so sánh với các nghiên cứu tương đồng, như nghiên cứu của Dương Thị Hiền năm 2020 tại thành phố Móng Cái hay nghiên cứu của Lê Anh Tuấn năm 2020 tại huyện Việt Yên, kết quả tại Bắc Kạn có sự tương đồng về sự thiếu hụt trang thiết bị và kỹ năng tích hợp của giáo viên. Tuy nhiên, tại Bắc Kạn, do tỷ lệ học sinh dân tộc thiểu số chiếm tỷ trọng lớn, các em thường rụt rè và thiếu kỹ năng làm việc nhóm, đòi hỏi chương trình bồi dưỡng giáo viên phải chú trọng hơn vào phương pháp sư phạm tương tác và hướng dẫn trải nghiệm thực hành.

Để dữ liệu nghiên cứu được truyền tải hiệu quả, kết quả thực trạng có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ cột so sánh mức độ chênh lệch giữa nhận thức lý thuyết và năng lực thao tác thực tế của giáo viên. Đồng thời, việc sử dụng bảng ma trận đối chiếu mức độ cần thiết và tính khả thi sẽ làm nổi bật tính cấp bách của các giải pháp quản lý can thiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả khảo sát thực trạng, luận văn đề xuất 4 giải pháp quản lý đồng bộ và khả thi nhằm phát triển năng lực dạy học STEM cho giáo viên trung học cơ sở:

Giải pháp 1: Nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lý và giáo viên về giáo dục STEM. Chủ thể thực hiện là Hiệu trưởng các trường phối hợp với Phòng Giáo dục và Đào tạo Thành phố Bắc Kạn. Hành động cụ thể là tổ chức các đợt sinh hoạt chuyên đề, tọa đàm khoa học với mục tiêu đạt 100% cán bộ quản lý và giáo viên hoàn thành nội dung quán triệt nhận thức trong giai đoạn từ Quý 3 năm 2021 đến Quý 1 năm 2022.

Giải pháp 2: Xây dựng chương trình bồi dưỡng sát với năng lực và nhu cầu của giáo viên. Chủ thể chịu trách nhiệm là Phó Hiệu trưởng phụ trách chuyên môn và Tổ trưởng chuyên môn. Nhiệm vụ trọng tâm là rà soát, phân loại năng lực của 85 giáo viên, thiết kế chương trình tập trung vào quy trình 4 bước lập kế hoạch bài học STEM và kỹ thuật xây dựng phiếu rubric đánh giá. Thời gian triển khai định kỳ vào tháng 8 và tháng 9 hàng năm.

Giải pháp 3: Đảm bảo cơ sở vật chất, tài chính và huy động các nguồn lực xã hội hóa. Hiệu trưởng chủ trì chỉ đạo cải tạo các phòng thí nghiệm Lý - Hóa - Sinh hiện có thành phòng học STEM đáp ứng 3 không gian chức năng: dạy học, sáng chế và lưu trữ. Mục tiêu phấn đấu đến năm 2023, toàn bộ 6 trên 6 trường trung học cơ sở có phòng thực hành STEM cơ bản với mức đầu tư xã hội hóa từ 50 đến 100 triệu đồng mỗi trường.

Giải pháp 4: Đổi mới công tác kiểm tra, đánh giá và thúc đẩy tinh thần tự bồi dưỡng thường xuyên. Ban giám hiệu thiết lập cơ chế giám sát giờ dạy thực tế và khen thưởng kịp thời các sáng kiến STEM chất lượng. Mục tiêu đặt ra là mỗi giáo viên xây dựng và giảng dạy thành công tối thiểu 2 chủ đề STEM trong 1 năm học, thực hiện liên tục trong lộ trình 2021 đến 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng sau:

Thứ nhất, cán bộ quản lý giáo dục bao gồm Hiệu trưởng, Phó Hiệu trưởng các trường phổ thông và chuyên viên Phòng Giáo dục và Đào tạo. Nhóm đối tượng này có thể khai thác trực tiếp chu trình quản lý 4 chức năng để xây dựng kế hoạch bồi dưỡng nhà giáo khoa học, khắc phục hoàn toàn tình trạng tập huấn hình thức.

Thứ hai, giáo viên trung học cơ sở giảng dạy các môn Khoa học tự nhiên, Toán học, Công nghệ và Tin học. Giáo viên có thể vận dụng ngay quy trình 4 bước thiết kế bài học kỹ thuật và bảng tiêu chí rubric 4 mức độ để biên soạn giáo án tích hợp, tạo hứng thú học tập cho học sinh.

Thứ ba, học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc chuyên ngành Quản lý giáo dục. Dữ liệu thực chứng thu thập từ 98 cán bộ quản lý và giáo viên tại 6 trường trung học cơ sở vùng cao là nguồn tài liệu thứ cấp chuẩn xác phục vụ việc so sánh, đối chiếu và phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan.

Thứ tư, các trường đại học sư phạm và trung tâm bồi dưỡng nhà giáo. Căn cứ vào thực trạng kỹ năng của 148 giáo viên trung học cơ sở, các giảng viên đại học có thể điều chỉnh cấu trúc giáo trình bồi dưỡng thường xuyên, bổ sung các học phần thực hành chế tạo nhằm đáp ứng tốt Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Năng lực dạy học theo định hướng giáo dục STEM của giáo viên gồm những thành phần cốt lõi nào? Trả lời: Cấu trúc năng lực này bao gồm 4 nhóm chính: Kỹ năng xác định và thiết kế chủ đề bài học STEM gắn với thực tiễn; Kỹ năng lập kế hoạch dạy học theo quy trình kỹ thuật; Năng lực tổ chức các hoạt động trải nghiệm khám phá; và Năng lực kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh thông qua bảng tiêu chí rubric định lượng.

Câu hỏi 2: Khảo sát thực trạng trong đề tài được tiến hành trên quy mô mẫu như thế nào? Trả lời: Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát trực tiếp 98 người, bao gồm 13 cán bộ quản lý và 85 giáo viên tại 6 trường trung học cơ sở thuộc thành phố Bắc Kạn. Mẫu khảo sát đại diện đầy đủ cho tổng số 161 nhân sự trong khu vực, với dữ liệu thực địa thu thập từ năm 2020 đến tháng 4 năm 2021, đảm bảo độ tin cậy khoa học.

Câu hỏi 3: Rào cản lớn nhất của giáo viên trung học cơ sở miền núi khi triển khai dạy học STEM là gì? Trả lời: Khó khăn lớn nhất nằm ở kỹ năng tích hợp liên môn và thiết kế công cụ đánh giá sản phẩm. Dù 146 trên 148 giáo viên tại địa bàn đạt trình độ đại học, trên 70% giáo viên vẫn lúng túng khi kết nối kiến thức vào đời sống và chưa quen với việc đánh giá sự tiến bộ theo tiến trình của học sinh.

Câu hỏi 4: Một phòng học STEM chuẩn trong nhà trường cần đáp ứng những chức năng cơ bản nào? Trả lời: Phòng học STEM cần tích hợp đồng bộ 3 không gian chức năng: Không gian tổ chức hoạt động dạy học tương tác; Không gian lưu trữ học liệu, thiết bị; và Không gian sáng chế, chế tạo mô hình thực tế. Các trường có thể linh hoạt cải tạo các phòng thí nghiệm bộ môn sẵn có để tối ưu hóa nguồn lực kinh phí.

Câu hỏi 5: Quy trình lập kế hoạch một bài dạy học STEM chuẩn hóa gồm những bước nào? Trả lời: Kế hoạch bài dạy STEM được cấu trúc chặt chẽ qua 4 bước: Bước 1 là lựa chọn nội dung bài học gắn với bối cảnh thực tế; Bước 2 là xác định vấn đề cần giải quyết; Bước 3 là xác định tiêu chí của giải pháp hoặc sản phẩm chế tạo; Bước 4 là thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học tích cực.

Kết luận

Luận văn Thạc sĩ Quản lý giáo dục của tác giả Nguyễn Gia Hùng đã giải quyết trọn vẹn các nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra thông qua 5 kết luận cốt lõi:

  • Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về quản lý bồi dưỡng năng lực dạy học STEM cho giáo viên trung học cơ sở bám sát Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
  • Đánh giá khách quan thực trạng tại 6 trường trung học cơ sở thành phố Bắc Kạn, làm rõ khoảng trống giữa tỷ lệ 100% bằng cấp đạt chuẩn với năng lực thực hành liên môn còn yếu.
  • Đóng góp hệ thống 4 nhóm giải pháp quản lý đồng bộ từ nâng cao nhận thức, khảo sát nhu cầu, đầu tư phòng học STEM 3 không gian đến đổi mới khâu kiểm tra đánh giá.
  • Xác lập lộ trình hành động cụ thể cho giai đoạn 2021 đến 2025 với chỉ tiêu bắt buộc mỗi giáo viên thực hiện tối thiểu 2 chủ đề STEM trong 1 năm học.
  • Kêu gọi hành động: Các cơ quan quản lý giáo dục và lãnh đạo nhà trường cần khẩn trương đưa các giải pháp vào kế hoạch năm học, tạo đòn bẩy đột phá cho chất lượng giáo dục vùng cao.