phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, danh mục tài liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong 3 chương: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận về quản lý giáo dục STEM ở các trường THCS theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh Chƣơng 2: Thực trạng quản lý giáo dục STEM ở các trường THCS Thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS. Chƣơng 3: Các biện pháp quản lý giáo dục STEM ở các trường THCS Thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS. 7 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ QUẢN LÍ GIÁO DỤC STEM Ở CÁC TRƢỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH 1. Tổng quan nghiên cứu vấn đề 1.
Các nghiên cứu về giáo dục STEM Theo thống kê của Josh Brown – Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [47]. Nhóm tác giả Yuan-Chung Yu và cộng sự đã tập hợp và phân tích các tài liệu về giáo dục STEM trong cơ sở dữ liệu ISI giai đoạn từ 1992 - 2013 cho thấy từ năm 2008 cho tới nay xu hướng nghiên cứu về giáo dục STEM phát triển rất mạnh, cụ thể năm 2008 có khoảng 15 bài báo thì đến năm 2013 số lượng đã tăng lên gần 100 bài báo. Nội dung chủ yếu của các bài báo này đều xoay quanh vấn đề tìm hiểu các kiến thức trong giáo dục STEM. Cũng trong giai đoạn này, Mỹ là quốc gia có nhiều nghiên cứu về giáo dục STEM nhất với 200 công trình (52%), tiếp theo đó là Anh với 36 công trình (9,35%); Hà Lan, Úc, mỗi quốc gia có 16 nghiên cứu (4,16%); các quốc gia Tây Ban Nha, Ixaren, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài Loan tổng cộng có 67 công trình; các quốc gia còn lại trên thế giới có 50 công trình.
Nghiên cứu cũng chỉ ra 5 lĩnh vực liên quan đến giáo dục STEM bao gồm: Giáo dục học, Tâm lí học, Kĩ thuật, Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe và Khoa học máy tính [39]. Tích hợp giáo dục STEM là một hướng nghiên cứu về giáo dục STEM được rất nhiều nhà khoa học, tổ chức giáo dục quan tâm. Tiêu biểu là công trình của Honey và cộng sự [50]. Đây là kết quả nghiên cứu trong một thời gian dài của nhóm các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực của Ủy ban tích hợp giáo dục STEM (Mỹ) dưới sự ủng hộ của Viện Kĩ thuật Quốc gia và Ban khoa học giáo dục của Hội đồng nghiên cứu quốc gia Mỹ.
Nghiên cứu này đã mô tả khung lý thuyết tích hợp giáo dục STEM, tổng quan nghiên cứu những kinh nghiệm tích hợp giáo dục STEM, 8 những nghiên cứu liên quan đến việc thiết kế tích hợp những trải nghiệm STEM, ngữ cảnh cho việc triển khai tích hợp STEM. Ở Việt Nam, mô hình giáo dục STEM được đưa vào từ năm 2010 thông qua Liên doanh DTT – EDUSPEC phối hợp với Trường Icarnegie – Hoa Kỳ dựa trên nền tảng là 2 môn học Công nghệ thông tin và Robotics cho khối phổ thông từ lớp 1 đến lớp 12. Mô hình này đã được mở rộng triển khai thí điểm tại các trường phổ thông thuộc 3 thành phố Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. Các nội dung chương trình STEM được triển khai dựa theo tiêu chuẩn quốc tế và phù hợp với mục tiêu của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo.
Hiện nay một số tổ chức giáo dục cũng đã triển khai các hoạt động giáo dục STEM như công ty Endeavor Learning Institute và Học viện sáng tạo S3. Tuy nhiên, các hoạt động giáo dục STEM này chưa phải là hoạt động giáo dục chính thức trong các trường phổ thông mà chỉ là các hoạt động độc lập của các công ty giáo dục như là một mảng kinh doanh và hoạt động truyền thông cộng đồng. Thực hiện chủ trương đổi mới đồng bộ hình thức dạy học, phương pháp dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả giáo dục; để tăng cường việc gắn liền dạy học trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống và góp phần hình thành năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Ý tưởng trẻ thơ”, “Robotics”.
Cuộc thi là cơ hội khuyến khích học sinh vận dụng kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết các tình huống thực tiễn nhằm tăng cường khả năng vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu của học sinh; thúc đẩy việc gắn kiến thức lí thuyết và thực hành trong nhà trường với thực tiễn đời sống; đẩy mạnh thực hiện dạy học theo phương châm "học đi đôi với hành"; góp phần đổi mới hình thức, phương pháp và đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả học tập; thúc đẩy sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào công tác giáo dục. Đối với giáo viên, đây cũng là cơ hội khuyến khích giáo viên sáng tạo, thực hiện dạy học theo chủ đề, chủ điểm có nội dung liên quan đến nhiều môn học và gắn liền với thực tiễn; tăng cường hiệu quả sử dụng thiết bị dạy học. Từ năm 2015, các tỉnh như Nam Định, Hải Phòng, Nghệ An, Hải Dương, Đồng Tháp đã và đang triển khai nhiều hoạt động về giáo dục STEM. Đây là những 9 bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia.
Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016 - 2017” được triển khai từ tháng 1/2016. Tháng 2 vừa qua, Hội đồng Anh đã kết hợp với Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức giai đoạn 4 của dự án - rà soát và đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (Khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán) tại 15 trường THCS và THPT thuộc Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh. Hiện nay đã có một số công trình nghiên cứu về dạy học liên quan đến STEM. Ví dụ như trong đề tài “Mô hình STEM đơn giản về chủ đề ánh sáng – màu sắc” của tác giả Nguyễn Thị Diễm Hương đã đề cập đến vai trò, lợi ích cũng như phương pháp để dạy và học STEM.
Đồng thời cũng đưa ra quy trình để xây dựng bộ thí nghiệm, các mô hình STEM đơn giản về chủ đề ánh sáng – màu sắc như: Đèn trân châu; Xe mini chạy bằng pin mặt trời [22] … Trong đề tài “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” của tác giả Lê Xuân Quang đã đề cập đến một số khái niệm liên quan đến STEM cũng như tổng quan lịch sử nghiên cứu STEM của các nước trên thế giới. Đồng thời đưa ra các đặc điểm và quy trình để tổ chức dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM [30]. Đỗ Thị Thanh Hải trong nghiên cứu “Tổ chức hoạt động dạy học STEM về dòng điện xoay chiều nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh” đã xây dựng nội dung học tập cũng như đề xuất tiến trình dạy học dự án một số kiến thức phần “Dòng điện xoay chiều” trong môn Vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM [17]. Các nghiên cứu về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS Năng lực giải quyết vấn đề (Problem-solving competency) là năng lực được rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu, có một số hướng nghiên cứu chính như sau: - Hướng nghiên cứu về khái niệm và cấu trúc của năng lực GQVĐ Xu hướng cho rằng năng lực GQVĐ là khả năng suy nghĩ và hành động 10 trong tình huống không có sẵn quy trình và giải pháp.
Một trong những tác giả đại diện là Jeal-Paul và cộng sự (2006) cho rằng năng lực GQVĐ là khả năng suy nghĩ và hành động trong những tình huống không có quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường có sẵn. Năng lực GQVĐ vừa được xem như công cụ nhận thức, vừa được xem như mục tiêu dành cho việc học, chiếm lĩnh và vận dụng tri thức. Trong định nghĩa này tác giả đã làm nổi bật yếu tố nhận thức và tính cản trở của vấn đề khi phải giải quyết. Tuy nhiên chưa làm rõ được xác định bản chất vấn đề và chỉ ra giải pháp tối ưu để giải quyết được vấn đề.
- Xu hướng định nghĩa năng lực GQVĐ thể hiện khả năng của cá nhân trong việc nhận thức và giải quyết. Nhiều tác giả như O‟neil và Chuang, 2008; Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD, 2010) …đã đưa ra các định nghĩa khác nhau về năng lực GQVĐ, nhưng đều thống nhất cho rằng GQVĐ là một năng lực chung, thể hiện khả năng của mỗi cá nhân trong việc nhận thức, khám phá được những tình huống có vấn đề trong học tập và cuộc sống mà không có định hướng trước về kết. Năng lực GQVĐ đòi hỏi người học phải có khả năng: (1) Khoanh vấn đề, (2) Xác định rõ nguồn gốc và nội dung làm nảy sinh vấn đề, (3) Xử lí những ý kiến, tranh luận bằng những cách thức phù hợp với vấn đề. Biểu hiện năng lực GQVĐ: (1) Phân tích được tình huống trong học tập; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập; (2) Xác định được không gian vấn đề và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến các vấn đề, đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề; (3) Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp thực hiện; (4) Đánh giá và điều chỉnh.
- Theo Goldfried và D‟Zurilla (1969), mô hình về năng lực GQVĐ gồm nhiều bước của năng lực GQVĐ, theo trình tự: (1) nhận dạng tình huống có vấn đề; (2) đưa ra các giải pháp có thể có để giải quyết vấn đề; (3) quyết định lựa chọn cách thức tối ưu cho tình huống và (4) thực hiện chiến lược. Theo Pólya (1973), Schoenfeld, Ambrus (2004) quá trình gồm 4 bước: (1) Hiểu vấn đề, (2) Lập kế hoạch, (3) Thực hiện kế hoạch trên và (4) Nhìn lại.