Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục với đề tài "Bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp STEM của giáo viên trung học cơ sở" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Thu Thủy, thuộc chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Vật lí (mã số: 9.14.01.11), dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Dương Xuân Quý và PGS. Nguyễn Văn Biên tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (bảo vệ năm 2023).

1. Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Bối cảnh giáo dục thế kỷ 21 đòi hỏi người học phải được trang bị các kỹ năng giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, phản biện và làm việc nhóm. Giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học) được triển khai nhằm kết nối tri thức hàn lâm với các tình huống thực tiễn. Tại Việt Nam, Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đã đưa giáo dục STEM thành một phương thức giáo dục quan trọng để phát triển phẩm chất, năng lực học sinh.

Tuy nhiên, đội ngũ giáo viên phổ thông hiện nay chủ yếu được đào tạo theo mô hình đơn môn hoặc hai môn, chưa được trang bị đầy đủ năng lực dạy học tích hợp (DHTH) STEM. Kết quả khảo sát thực trạng của tác giả vào tháng 10 năm 2017 đối với 82 giáo viên trung học cơ sở (THCS) tại tỉnh Quảng Ngãi cho thấy:

  • 82,9% giáo viên chưa từng tìm hiểu về STEM.
  • 79,3% giáo viên chưa tìm hiểu về giáo dục STEM.
  • 96,3% giáo viên chưa từng tiếp cận thông tin về ngày hội STEM.

Mặc dù có nhiều tài liệu chỉ đạo như Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH của Bộ Giáo dục và Đào tạo, các chương trình bồi dưỡng giáo viên hiện hành vẫn thiếu một khung năng lực DHTH STEM chuyên biệt cho cấp THCS, thiếu quy trình bồi dưỡng theo hình thức dạy học kết hợp (blended learning) gắn liền với phương pháp nghiên cứu bài học và dạy học vi mô.

2. Mục đích và giả thuyết nghiên cứu

  • Mục đích nghiên cứu: Xây dựng cấu trúc năng lực dạy học tích hợp STEM, từ đó thiết kế và tổ chức chương trình bồi dưỡng giáo viên THCS theo hình thức dạy học kết hợp nhằm phát triển năng lực dạy học tích hợp STEM của đội ngũ này.
  • Giả thuyết nghiên cứu: Nếu xây dựng được cấu trúc năng lực dạy học tích hợp STEM, từ đó thiết kế được chương trình bồi dưỡng giáo viên THCS về giáo dục STEM theo hình thức dạy học kết hợp (gồm nội dung, phương tiện hỗ trợ, kế hoạch tổ chức bồi dưỡng) thì có thể phát triển được năng lực dạy học tích hợp STEM của giáo viên.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực dạy học tích hợp STEM.
    2. Xây dựng cấu trúc năng lực dạy học tích hợp STEM của giáo viên THCS.
    3. Khảo sát thực trạng năng lực DHTH STEM và nhu cầu bồi dưỡng của giáo viên THCS.
    4. Nghiên cứu cơ sở lý luận về bồi dưỡng giáo viên (hình thức dạy học kết hợp, phương pháp nghiên cứu bài học, dạy học vi mô).
    5. Thiết kế quy trình xây dựng chương trình và quy trình tổ chức bồi dưỡng giáo viên THCS.
    6. Xây dựng nội dung chương trình bồi dưỡng, phương tiện hỗ trợ (hệ thống tài liệu, trang web https://khoahocstem.com/) và kế hoạch tổ chức.
    7. Tiến hành thực nghiệm sư phạm 2 vòng để đánh giá tính khả thi, hiệu quả và sự phát triển năng lực của giáo viên.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Cấu trúc năng lực dạy học tích hợp STEM của giáo viên THCS và quá trình phát triển năng lực DHTH STEM của giáo viên THCS thông qua các hoạt động trong khóa bồi dưỡng.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Hoạt động bồi dưỡng giáo viên thông qua các chủ đề STEM thuộc chương trình giáo dục THCS.
    • Quá trình dạy học thử nghiệm các chủ đề STEM tại các trường THCS trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

1. Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước

Tác giả đã hệ thống hóa các nhóm nghiên cứu nền tảng:

  • Về khái niệm và bản chất giáo dục STEM: Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) khởi xướng thuật ngữ "SMET" vào thập niên 1990 và chuyển thành "STEM" năm 2001. Sanders (2009), Wang và cộng sự (2011), Breiner và cộng sự (2012) tiếp cận STEM theo hướng tích hợp liên ngành nhưng nhấn mạnh khoa học và toán. Bybee (2010), Hoachlander và Yanofsky (2011), Morrison (2006), Roberts (2012), Vasquez và cộng sự (2013) mở rộng sang yếu tố kĩ thuật và công nghệ. Tại Việt Nam, các công trình của Lê Xuân Quang, Nguyễn Thị Thùy Trang, Nguyễn Văn Biên và Tưởng Duy Hải đã phân tích quy trình xây dựng chủ đề STEM và hướng dẫn tổ chức theo định hướng của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
  • Về cấu trúc năng lực dạy học của giáo viên: Fedekin (2003), Thakur (2010), Naumescu (2008), Shulman (1987) phân tích các cấu phần năng lực sư phạm. Ở Việt Nam, Vũ Xuân Hùng (2016), Phạm Minh Hạc, Đỗ Mạnh Cường (2011) mô tả các năng lực thiết kế, triển khai, kiểm tra đánh giá và quản lý dạy học.
  • Về khung năng lực dạy học tích hợp STEM: Nhóm tác giả Corbett và cộng sự (2014) tại bang Pennsylvania (Hoa Kỳ) đề xuất khung gồm 4 hợp phần và 19 thành tố; Miran Song (2016, 2017) tại Hàn Quốc xây dựng khung gồm 3 hợp phần và 21 thành tố bằng kỹ thuật phỏng vấn sự kiện hành vi (BEI) và phần mềm NVivo 11; Lê Thái An (2017) và Nguyễn Thị Thùy Trang (2021) tại Việt Nam xây dựng khung năng lực DHTH STEM dành cho sinh viên sư phạm ngành Hóa học.
  • Về mô hình và phương pháp bồi dưỡng giáo viên: Guskey (2000, 2002) với mô hình 5 cấp độ đánh giá bồi dưỡng; Niess và cộng sự (2009) với chu trình phát triển nhận thức công nghệ 5 giai đoạn; Loucks-Horsley và cộng sự (2010) với 18 chiến lược phát triển chuyên môn; Garrison và Kanuka (2004), Owston và cộng sự về dạy học kết hợp (blended learning); các công trình của Lewis, Takahashi về phương pháp Nghiên cứu bài học (Lesson Study - NCBH); Allen và Ryan (1969) về Dạy học vi mô (Microteaching - DHVM).

2. Khoảng trống nghiên cứu được lựa chọn giải quyết

Các công trình trước đây tập trung vào sinh viên sư phạm (chưa có kinh nghiệm thực tế) hoặc áp dụng khung chuẩn nghề nghiệp ở nước ngoài (Hoa Kỳ, Hàn Quốc) vốn có sự khác biệt lớn về chương trình và điều kiện cơ sở vật chất so với Việt Nam. Chưa có nghiên cứu nào xây dựng một khung năng lực DHTH STEM hoàn chỉnh cho giáo viên THCS tại Việt Nam (bao gồm các chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng cụ thể), đồng thời thiết kế mô hình bồi dưỡng kết hợp (trực tuyến trên nền tảng web LMS và trực tiếp thông qua NCBH và DHVM) kèm theo bộ công cụ đo lường mức độ phát triển năng lực qua từng vòng thực nghiệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

1. Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Khái niệm năng lực và năng lực DHTH STEM: Dựa trên định nghĩa của Griffin (2014), OECD (2002) và Skvortsova (2013), tác giả định nghĩa: Năng lực DHTH STEM là khả năng làm chủ những kiến thức, kĩ năng, thái độ liên quan đến DHTH STEM để xây dựng kế hoạch dạy học và tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề/bài học STEM.
  • Khung phân loại mục tiêu nhận thức: Sử dụng 4 mức độ đầu của thang nhận thức Bloom (Biết, Hiểu, Vận dụng, Phân tích) để đánh giá hợp phần Nhận thức về DHTH STEM.
  • Mô hình phát triển kỹ năng nghề nghiệp: Vận dụng thang phát triển kỹ năng của Dreyfus (1980, 2004) điều chỉnh thành 4 mức độ (Mức 1: Bắt chước theo mẫu; Mức 2: Vận dụng trong tình huống tương tự; Mức 3: Vận dụng linh hoạt trong tình huống mới; Mức 4: Sáng tạo trong tình huống mới) để đánh giá 3 hợp phần kỹ năng thực hành (Thiết kế, Thực hiện, Đánh giá - điều chỉnh).
  • Phương pháp phân tích nghề: Áp dụng phương pháp DACUM (Developing A Curriculum) để giải thể cấu trúc hoạt động nghề nghiệp của giáo viên trong dạy học STEM.
Hợp phần năng lực Số lượng chỉ số hành vi (CSHV) Thang đo chất lượng áp dụng
Hợp phần 1: Năng lực nhận thức về DHTH STEM 4 CSHV (NT1.1 – NT1.4) Thang nhận thức Bloom (4 mức độ: Biết, Hiểu, Vận dụng, Phân tích)
Hợp phần 2: Năng lực thiết kế KHDH chủ đề STEM 8 CSHV (TK2.1 – TK2.8) Thang kỹ năng Dreyfus điều chỉnh (4 mức độ từ Mức 1 đến Mức 4)
Hợp phần 3: Năng lực thực hiện KHDH chủ đề STEM 7 CSHV (TH3.1 – TH3.7) Thang kỹ năng Dreyfus điều chỉnh (4 mức độ từ Mức 1 đến Mức 4)
Hợp phần 4: Năng lực đánh giá và điều chỉnh KHDH 4 CSHV (ĐG4.1 – ĐG4.4) Thang kỹ năng Dreyfus điều chỉnh (4 mức độ từ Mức 1 đến Mức 4)

2. Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tổng hợp, phân tích các văn bản quy phạm pháp luật (Thông tư 20/2018/TT-BGDĐT, Thông tư 30/2009/TT-BGDĐT, Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH), sách giáo khoa môn Khoa học tự nhiên, Vật lý, Công nghệ, Toán học THCS.
  • Phương pháp chuyên gia (Delphi/Seminar): Xin ý kiến 4 chuyên gia (1 PGS.TS Toán học, 1 PGS.TS Vật lý, 2 TS Vật lý) và tổ chức seminar chuyên môn tại Bộ môn Lí luận và PPDH Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội để chuẩn hóa khung năng lực.
  • Phương pháp điều tra xã hội học:
    • Khảo sát thực trạng năm 2017: 82 giáo viên THCS tại Quảng Ngãi.
    • Khảo sát nhu cầu bồi dưỡng phục vụ thiết kế khóa học: khảo sát trực tuyến và trực tiếp trên nhóm giáo viên bộ môn KHTN.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành 2 vòng thực nghiệm sư phạm tại thành phố Quảng Ngãi (Vòng 1: thực nghiệm thăm dò và điều chỉnh quy trình với 3 chủ đề STEM; Vòng 2: thực nghiệm chính thức với 23 nhóm trường THCS tham gia thiết kế và dạy thử nghiệm 23 chủ đề STEM).
  • Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phần mềm SPSS phiên bản 20.0 để xử lý dữ liệu kiểm định giả thuyết (tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, kiểm định t-test cặp, phân tích tần số và tỷ lệ phần trăm).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Chương này tổng thuật toàn diện các công trình nghiên cứu về giáo dục STEM, năng lực dạy học, năng lực dạy học tích hợp STEM và các mô hình bồi dưỡng giáo viên trên thế giới và tại Việt Nam.

Tác giả phân tích các mô hình bồi dưỡng giáo viên quốc tế (như mô hình của Guskey, Loucks-Horsley, Ramos-Rodríguez, Niess) và các hình thức bồi dưỡng tại Việt Nam theo quan điểm của Trần Bá Hoành (tập trung, tại chỗ, từ xa). Trên cơ sở chỉ ra ưu thế của mô hình Dạy học kết hợp (Blended Learning), Nghiên cứu bài học (Lesson Study) và Dạy học vi mô (Microteaching), tác giả xác định khoảng trống nghiên cứu: chưa có khung năng lực cụ thể cho giáo viên THCS và chưa có một quy trình bồi dưỡng phối hợp đồng bộ giữa nền tảng trực tuyến với thực hành sư phạm trực tiếp tại địa phương.

Chương 2: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp STEM của giáo viên trung học cơ sở

Chương 2 tập trung xây dựng cơ sở khoa học và khảo sát thực tiễn để định hình khung năng lực và quy trình bồi dưỡng:

  1. Khái niệm và đặc trưng của giáo dục STEM: Phân tích quy trình thiết kế kỹ thuật và quy trình nghiên cứu khoa học; xác định 4 bước xây dựng chủ đề STEM và cấu trúc tiến trình dạy học gồm 5 hoạt động theo hướng dẫn của Bộ Giáo dục và Đào tạo:
    • Hoạt động 1: Xác định vấn đề.
    • Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp.
    • Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp.
    • Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và điều chỉnh.
    • Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, đánh giá.
  2. Minh họa chủ đề STEM "Chế tạo bè nổi": Tác giả xây dựng chi tiết kế hoạch dạy học chủ đề "Chế tạo bè nổi" (tích hợp kiến thức bài Lực đẩy Ác-si-mét, Sự nổi trong Vật lí 8, Công nghệ 8, Kĩ thuật 5, Tin học 7 và Toán học) nhằm giải quyết vấn đề ứng phó bão lũ tại Quảng Ngãi. Chủ đề đi kèm phiếu học tập, tiêu chí đánh giá bản thiết kế và tiêu chí đánh giá sản phẩm (tải trọng tối thiểu 2 kg, vật liệu tái chế, chi phí dưới 50.000 VNĐ).
  3. Quy trình 7 bước xây dựng khung năng lực DHTH STEM:
    • Bước 1: Nghiên cứu tài liệu và phỏng vấn 15 giáo viên dạy STEM tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh.
    • Bước 2: Xác định 4 hợp phần năng lực.
    • Bước 3: Xác định các CSHV (ban đầu gồm 5 + 6 + 9 + 4 = 24 CSHV).
    • Bước 4: Xây dựng bảng tiêu chí chất lượng theo Bloom và Dreyfus.
    • Bước 5: Xin ý kiến 4 chuyên gia và hội thảo chuyên môn; loại bỏ các chỉ số chung chung, bổ sung các chỉ số đặc thù để hoàn thiện cấu trúc gồm 23 CSHV (4 hợp phần: 4 + 8 + 7 + 4).
    • Bước 6: Thử nghiệm sư phạm để kiểm chứng.
    • Bước 7: Hoàn chỉnh khung năng lực và hệ thống rubric đánh giá.
  4. Kết quả khảo sát thực trạng: Phân tích dữ liệu khảo sát giáo viên THCS tại Quảng Ngãi về mức độ hiểu biết, khó khăn khi soạn giáo án liên môn, việc thiếu phương tiện và nhu cầu cấp thiết cần bồi dưỡng về phương pháp tổ chức hoạt động STEM.

Chương 3: Thiết kế chương trình bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp STEM cho giáo viên trung học cơ sở

Nội dung chương 3 chi tiết hóa giải pháp bồi dưỡng được đề xuất:

  1. Mục tiêu và nguyên tắc xây dựng chương trình: Xác định chuẩn đầu ra theo 4 hợp phần năng lực; chương trình bồi dưỡng được thiết kế theo 2 giai đoạn kết hợp:
    • Giai đoạn 1 (Tự học trực tuyến): Giáo viên tự nghiên cứu các module lý luận, xem video bài giảng mẫu, làm bài kiểm tra trắc nghiệm nhận thức trên trang web https://khoahocstem.com/.
    • Giai đoạn 2 (Tập huấn trực tiếp kết hợp thực hành tại trường): Tổ chức sinh hoạt chuyên môn theo phương pháp Nghiên cứu bài học và Dạy học vi mô; giáo viên làm việc nhóm để biên soạn kế hoạch dạy học, giảng thử nghiệm vi mô, nhận phản hồi từ đồng nghiệp và chuyên gia, sau đó triển khai thực tế trên lớp học THCS.
  2. Hệ thống phương tiện và học liệu hỗ trợ: Thiết kế giáo trình/tài liệu bồi dưỡng giáo viên về giáo dục STEM, hệ sinh thái bài học trực tuyến trên website https://khoahocstem.com/ và ngân hàng học liệu mở.
  3. Thiết kế công cụ đánh giá: Xây dựng bộ công cụ đa dạng gồm:
    • Bài test trắc nghiệm kiến thức nhận thức trước và sau bồi dưỡng.
    • Bảng kiểm phiếu đánh giá kế hoạch dạy học chủ đề STEM.
    • Phiếu đánh giá giờ dạy chủ đề STEM trên lớp.
    • Hệ thống Rubric đánh giá chi tiết từng chỉ số hành vi (NT1.1 – NT1.4; TK2.1 – TK2.8; TH3.1 – TH3.7; ĐG4.1 – ĐG4.4).
    • Phiếu khảo sát phản hồi của giáo viên và học sinh sau khóa học.

Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

Chương 4 trình bày quá trình và kết quả kiểm chứng giả thuyết nghiên cứu qua hai vòng thực nghiệm:

  1. Thực nghiệm sư phạm vòng 1 (Thăm dò):
    • Triển khai nhằm kiểm tra tính phù hợp của cấu trúc chương trình, giao diện web https://khoahocstem.com/ và hệ thống bài tập/rubric.
    • Tiến hành thiết kế và thử nghiệm 3 chủ đề STEM.
    • Kết quả: Giáo viên cải thiện điểm bài test nhận thức và kỹ năng thiết kế; phát hiện một số điểm bất cập về thời lượng trực tuyến và cách giao nhiệm vụ nhóm để điều chỉnh cho vòng 2.
  2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2 (Chính thức):
    • Đối tượng: Giáo viên thuộc 23 nhóm trường THCS tại thành phố Quảng Ngãi (tiêu biểu như THCS Lê Hồng Phong, THCS Tịnh An...).
    • Tiến trình: Giáo viên hoàn thành giai đoạn học trực tuyến, sau đó tham gia các buổi tập huấn trực tiếp, thực hiện quy trình nghiên cứu bài học để cùng xây dựng kế hoạch dạy học, dạy thử vi mô và tiến hành dạy học chính thức trên lớp với 23 chủ đề STEM.
  3. Phân tích định tính và định lượng (SPSS 20):
    • Nhận thức: Tỷ lệ giáo viên trả lời đúng và đầy đủ các câu hỏi về bản chất, quy trình thiết kế kỹ thuật của giáo dục STEM tăng rõ rệt sau tập huấn; tỷ lệ không trả lời được giảm về 0%.
    • Kế hoạch dạy học (KHDH): Điểm đánh giá KHDH lần 2 cao hơn hẳn lần 1 ở toàn bộ 23 nhóm trường. Các tiêu chí về xác định vấn đề thực tiễn, tích hợp liên môn, thiết kế tiêu chí sản phẩm đạt mức độ chất lượng cao hơn.
    • Năng lực thực hiện giờ dạy: Giá trị trung bình các CSHV của giáo viên khi tổ chức Hoạt động 1, Hoạt động 3 và Hoạt động 5 đều có sự chuyển dịch từ Mức 1, Mức 2 lên Mức 3 và Mức 4 theo thang Dreyfus.
    • Tự đánh giá của giáo viên: Điểm tự đánh giá năng lực DHTH STEM sau khóa bồi dưỡng tăng có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$).
    • Phản hồi của học sinh: Học sinh tại các lớp thực nghiệm đánh giá cao sự hứng thú, tính thực tế của sản phẩm và khả năng vận dụng kiến thức khi tham gia các chủ đề STEM do giáo viên trong khóa bồi dưỡng thiết kế.

Kết quả và những đóng góp mới

1. Đóng góp về mặt lý luận

  • Xây dựng hoàn chỉnh Khung cấu trúc năng lực dạy học tích hợp STEM dành riêng cho giáo viên THCS tại Việt Nam gồm 4 hợp phần (Nhận thức, Thiết kế, Thực hiện, Đánh giá - điều chỉnh) với 23 chỉ số hành vi, được định lượng bằng hệ thống tiêu chí chất lượng tường minh (kết hợp thang nhận thức Bloom và thang kỹ năng Dreyfus).
  • Xác định hệ thống nguyên tắc và xây dựng quy trình thiết kế chương trình bồi dưỡng, cùng quy trình tổ chức bồi dưỡng giáo viên theo hình thức dạy học kết hợp (blended learning), tích hợp phương pháp Nghiên cứu bài học và Dạy học vi mô.

2. Đóng góp về mặt thực tiễn

  • Thiết kế và vận hành thành công khóa bồi dưỡng giáo viên trên trang web hỗ trợ đào tạo trực tuyến https://khoahocstem.com/, đi kèm bộ tài liệu hướng dẫn tự học và hệ thống học liệu số.
  • Xây dựng Bộ công cụ đánh giá năng lực DHTH STEM của giáo viên THCS (bao gồm hệ thống bài kiểm tra nhận thức, phiếu đánh giá giáo án, phiếu đánh giá giờ dạy và các ma trận rubric chi tiết cho từng chỉ số hành vi).
  • Xây dựng và nghiệm thu thành công kế hoạch dạy học của 26 chủ đề STEM cấp THCS trong quá trình thực nghiệm sư phạm (3 chủ đề ở vòng 1 và 23 chủ đề ở vòng 2 của 23 nhóm trường THCS thuộc thành phố Quảng Ngãi), tạo nguồn tư liệu tham khảo thực tế cho giáo viên phổ thông.

3. Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Đối với các cấp quản lý giáo dục (Sở/Phòng GD&ĐT): Cần nhân rộng mô hình bồi dưỡng kết hợp, tạo điều kiện về thời gian và cơ sở vật chất để các tổ chuyên môn THCS sinh hoạt định kỳ theo phương pháp Nghiên cứu bài học về chủ đề STEM.
  • Đối với các trường đại học sư phạm: Tích hợp khung năng lực DHTH STEM vào chương trình đào tạo sinh viên ngành sư phạm KHTN, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Toán học; sử dụng hệ sinh thái khoahocstem.com làm tài liệu bổ trợ.
  • Đối với các trường THCS và tổ chuyên môn: Xây dựng kế hoạch giáo dục nhà trường linh hoạt, khuyến khích sự hợp tác liên môn giữa giáo viên Khoa học tự nhiên, Công nghệ, Tin học và Toán học trong thiết kế chủ đề STEM.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế về địa bàn thực nghiệm: Do điều kiện nghiên cứu, thực nghiệm sư phạm vòng 1 và vòng 2 mới được triển khai tập trung tại các trường THCS trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi. Cần mở rộng quy mô mẫu thực nghiệm đến các vùng miền khác nhau (vùng nông thôn, miền núi, các đô thị lớn) để kiểm chứng tính phổ quát của mô hình.
  • Hạn chế về mạch kiến thức: Mặc dù tiếp cận theo hướng tích hợp liên ngành STEM, các chủ đề thực nghiệm chủ yếu xuất phát từ mạch nội dung Khoa học tự nhiên (trọng tâm là môn Vật lý và Công nghệ).
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Tiếp tục phát triển, cập nhật hệ thống module học liệu trên website https://khoahocstem.com/ phù hợp với các bộ sách giáo khoa mới theo Chương trình GDPT 2018.
    • Nghiên cứu mở rộng việc bồi dưỡng năng lực DHTH STEM cho giáo viên các cấp học khác (tiểu học, trung học phổ thông).
    • Đánh giá tác động lâu dài của khóa bồi dưỡng đối với kết quả học tập và năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh qua nhiều năm học.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp quy trình 7 bước xây dựng khung năng lực chuẩn mực, phương pháp vận dụng thang Bloom và Dreyfus vào việc lượng hóa các chỉ số hành vi sư phạm, cùng phương pháp xử lý dữ liệu thực nghiệm sư phạm 2 vòng bằng SPSS.
  • Giảng viên các trường đại học sư phạm: Có thể khai thác chương trình bồi dưỡng, cấu trúc khóa học trực tuyến và bộ công cụ rubric để xây dựng giáo trình học phần Phương pháp dạy học, Dạy học tích hợp hoặc các khóa đào tạo thường xuyên cho giáo viên KHTN.
  • Cán bộ quản lý giáo dục, Hiệu trưởng, Tổ trưởng chuyên môn THCS: Tham khảo quy trình tổ chức sinh hoạt chuyên môn theo mô hình Nghiên cứu bài học kết hợp Dạy học vi mô để nâng cao năng lực nghề nghiệp cho giáo viên tại cơ sở.
  • Giáo viên THCS: Trực tiếp sử dụng 26 kế hoạch dạy học chủ đề STEM đã được thực nghiệm thành công (như chủ đề "Chế tạo bè nổi", cùng 23 chủ đề của các trường THCS tại Quảng Ngãi) để áp dụng vào thực tế giảng dạy.

Câu hỏi thường gặp

1. Khung năng lực dạy học tích hợp STEM của giáo viên THCS trong luận án gồm những hợp phần nào?

Khung năng lực gồm 4 hợp phần với tổng cộng 23 chỉ số hành vi (CSHV):

  • Hợp phần 1: Năng lực nhận thức về DHTH STEM (4 CSHV: NT1.1 đến NT1.4).
  • Hợp phần 2: Năng lực thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề/bài học STEM (8 CSHV: TK2.1 đến TK2.8).
  • Hợp phần 3: Năng lực thực hiện kế hoạch dạy học chủ đề/bài học STEM (7 CSHV: TH3.1 đến TH3.7).
  • Hợp phần 4: Năng lực đánh giá và điều chỉnh kế hoạch dạy học chủ đề/bài học STEM (4 CSHV: ĐG4.1 đến ĐG4.4).

2. Tác giả đã kết hợp những thang đo lý thuyết nào để xây dựng tiêu chí chất lượng cho các chỉ số hành vi?

Tác giả đã kết hợp hai thang đo lý thuyết:

  • Thang nhận thức của Bloom (4 mức độ đầu): Áp dụng cho Hợp phần 1 (Nhận thức), gồm các mức Biết (Mức 1), Hiểu (Mức 2), Vận dụng (Mức 3), Phân tích (Mức 4).
  • Thang phát triển kỹ năng nghề nghiệp của Dreyfus điều chỉnh (4 mức độ): Áp dụng cho Hợp phần 2, 3 và 4 (Thiết kế, Thực hiện, Đánh giá - điều chỉnh), gồm Mức 1 (Bắt chước/Làm theo mẫu), Mức 2 (Thực hiện trong tình huống tương tự), Mức 3 (Linh hoạt trong tình huống mới), Mức 4 (Sáng tạo trong tình huống mới).

3. Quy trình tổ chức khóa bồi dưỡng giáo viên trong luận án diễn ra như thế nào?

Khóa bồi dưỡng được tổ chức theo hình thức Dạy học kết hợp (Blended Learning) gồm 2 giai đoạn:

  • Giai đoạn 1 (Trực tuyến): Giáo viên tự học các module lý luận, xem bài giảng/video minh họa và làm bài kiểm tra nhận thức trên website https://khoahocstem.com/.
  • Giai đoạn 2 (Trực tiếp và thực hành tại trường): Giáo viên làm việc nhóm, áp dụng phương pháp Nghiên cứu bài học và Dạy học vi mô để cùng soạn giáo án, giảng thử nghiệm vi mô, tiếp thu nhận xét của chuyên gia/đồng nghiệp, hoàn thiện kế hoạch dạy học và tiến hành dạy thực tế trên lớp học THCS.

4. Chủ đề STEM "Chế tạo bè nổi" được thiết kế tích hợp những kiến thức môn học nào?

Chủ đề "Chế tạo bè nổi" (được thực hiện trong 5 hoạt động theo quy trình kỹ thuật) tích hợp kiến thức từ các môn học:

  • Khoa học (S): Bài 10 "Lực đẩy Ác-si-mét", Bài 11 "Thực hành: Nghiệm lại lực đẩy Ác-si-mét", Bài 12 "Sự nổi" (Vật lí 8).
  • Công nghệ (T): Bài 9 "Bản vẽ chi tiết" (Công nghệ 8), Bài 5 "Thao tác với bảng tính" (Tin học 7).
  • Kĩ thuật (E): Chương 3 "Lắp ghép mô hình kĩ thuật" (Kĩ thuật 5).
  • Toán học (M): Kiến thức tính toán diện tích, thể tích, khối lượng riêng và điều kiện cân bằng lực.

5. Kết quả thực nghiệm sư phạm được đánh giá bằng công cụ và phần mềm nào?

Nghiên cứu sử dụng hệ thống bài test nhận thức, phiếu đánh giá kế hoạch dạy học, phiếu đánh giá giờ dạy và các rubric chỉ số hành vi. Dữ liệu định lượng thu được từ các nhóm giáo viên trước và sau bồi dưỡng tại 23 nhóm trường THCS ở thành phố Quảng Ngãi được nhập liệu, xử lý và phân tích thống kê (tính giá trị trung bình, kiểm định sai khác) bằng phần mềm SPSS phiên bản 20.0.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Thu Thủy đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc xác lập khung cấu trúc năng lực dạy học tích hợp STEM gồm 4 hợp phần và 23 chỉ số hành vi dành riêng cho giáo viên THCS. Mô hình bồi dưỡng dạy học kết hợp được thiết kế bài bản trên nền tảng web https://khoahocstem.com/, gắn kết phương pháp nghiên cứu bài học và dạy học vi mô đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả rõ rệt qua 2 vòng thực nghiệm sư phạm tại tỉnh Quảng Ngãi. Các sản phẩm của luận án, bao gồm bộ công cụ đánh giá rubric và 26 kế hoạch dạy học chủ đề STEM thực nghiệm, đóng góp nguồn tư liệu học thuật và thực tiễn giá trị cho công cuộc đổi mới giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực tại Việt Nam.