Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh tiểu học trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo khảo sát tại Hải Phòng, có đến 96,75% học sinh lớp 5 yêu thích học Toán theo chủ đề STEM, cho thấy sự phù hợp và hấp dẫn của phương pháp này. Tuy nhiên, chỉ 31,4% giáo viên đã từng tổ chức dạy học theo định hướng STEM, phản ánh thực trạng áp dụng còn hạn chế. Mục tiêu nghiên cứu là thiết kế và tổ chức một số chủ đề STEM trong dạy học môn Toán lớp 5 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh, đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông mới. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại các trường tiểu học trên địa bàn Hải Phòng trong năm học 2021-2022. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học môn Toán, đồng thời góp phần phát triển kỹ năng tư duy phản biện, sáng tạo và hợp tác cho học sinh, những kỹ năng thiết yếu trong thế kỷ 21.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết học tập xây dựng của Bruning và cộng sự, nhấn mạnh học tập là quá trình xây dựng kiến thức chủ động, và lý thuyết động cơ học tập của Maslow, khẳng định vai trò của động cơ trong việc thúc đẩy học sinh tích cực học tập. Mô hình giáo dục STEM được xây dựng trên bốn trụ cột: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics), với đặc điểm tích hợp liên môn, liên ngành, gắn kết kiến thức với thực tiễn. Các khái niệm chính bao gồm: năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo, học tập tích cực, và phương pháp thiết kế kỹ thuật trong dạy học STEM. Quy trình dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề gồm ba bước: đặt vấn đề, giải quyết vấn đề và kết luận vấn đề, được vận dụng linh hoạt trong thiết kế chủ đề STEM.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp lý luận, điều tra khảo sát, thống kê xử lý số liệu và thực nghiệm sư phạm. Cỡ mẫu gồm 35 giáo viên dạy Toán lớp 5 và 400 học sinh tại 11 trường tiểu học thuộc các quận huyện của Hải Phòng. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện và mẫu ngẫu nhiên có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện. Phân tích dữ liệu sử dụng thống kê mô tả, so sánh tỷ lệ phần trăm và đánh giá định tính qua phỏng vấn. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 9/2021 đến tháng 6/2022, bao gồm khảo sát thực trạng, thiết kế chủ đề STEM, tổ chức dạy học và đánh giá kết quả thực nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiểu biết và áp dụng giáo dục STEM của giáo viên: 80% giáo viên nhận thức đúng về tầm quan trọng của giáo dục STEM, nhưng chỉ 31,4% đã từng tổ chức dạy học theo chủ đề STEM. Khó khăn lớn nhất là thời gian tổ chức chiếm 88,6%, thiếu kinh nghiệm thiết kế chiếm 77,1%, và học sinh chưa có kỹ năng học tập theo mô hình STEM chiếm 68,5%.

  2. Thuận lợi trong dạy học STEM: 94,2% học sinh tiểu học có tính hiếu động, thích khám phá; 88,6% giáo viên đánh giá nội dung dạy học tạo không khí học tập vui vẻ, kích thích sáng tạo; 85,7% nhận được sự ủng hộ từ ban giám hiệu và tổ bộ môn.

  3. Mức độ yêu thích của học sinh: 71,75% học sinh rất thích học Toán theo chủ đề STEM, 25% thích, chỉ 3,25% không thích. Học sinh đánh giá cao việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giúp học tập gần gũi và sinh động hơn.

  4. Hiệu quả phát triển năng lực: Qua thực nghiệm sư phạm, học sinh tham gia tích cực trong hoạt động nhóm, thảo luận và sáng tạo sản phẩm, thể hiện sự phát triển rõ rệt về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo so với trước khi áp dụng chủ đề STEM.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy giáo dục STEM trong môn Toán lớp 5 tại Hải Phòng có tiềm năng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh. Khó khăn về thời gian và kinh nghiệm của giáo viên là những rào cản cần được khắc phục thông qua đào tạo và hỗ trợ chuyên môn. Mức độ yêu thích cao của học sinh phản ánh tính hấp dẫn và phù hợp của phương pháp này với đặc điểm tâm sinh lý lứa tuổi tiểu học. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả tương đồng với xu hướng tích hợp liên môn và phát triển kỹ năng thế kỷ 21. Việc thiết kế chủ đề STEM dựa trên quy trình thiết kế kỹ thuật giúp học sinh trải nghiệm thực tế, phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng hợp tác. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ giáo viên áp dụng STEM và mức độ yêu thích của học sinh, cũng như bảng so sánh kết quả đánh giá năng lực trước và sau thực nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tổ chức tập huấn chuyên sâu cho giáo viên: Đào tạo kỹ năng thiết kế và tổ chức dạy học theo chủ đề STEM, tập trung vào phương pháp tích hợp liên môn và phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Thời gian thực hiện trong 6 tháng, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học tổ chức.

  2. Xây dựng ngân hàng chủ đề STEM mẫu: Phát triển các chủ đề STEM phù hợp với chương trình Toán lớp 5, có tính thực tiễn và vừa sức học sinh, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên. Hoàn thành trong vòng 1 năm, do các trường tiểu học và trung tâm nghiên cứu giáo dục thực hiện.

  3. Tăng cường cơ sở vật chất và trang thiết bị: Đầu tư trang thiết bị thí nghiệm, nguyên vật liệu tái chế và công nghệ hỗ trợ dạy học STEM tại các trường tiểu học. Kế hoạch triển khai trong 2 năm, do UBND thành phố và các trường phối hợp thực hiện.

  4. Khuyến khích hoạt động trải nghiệm và hợp tác cộng đồng: Tổ chức các câu lạc bộ STEM, hoạt động ngoại khóa và liên kết với doanh nghiệp, trung tâm khoa học để tạo môi trường học tập thực tiễn cho học sinh. Thời gian triển khai liên tục, do nhà trường và các tổ chức xã hội phối hợp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên tiểu học: Nắm bắt phương pháp dạy học STEM, thiết kế chủ đề phù hợp với đặc điểm học sinh lớp 5, nâng cao kỹ năng tổ chức hoạt động học tập tích cực.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và đầu tư cơ sở vật chất nhằm thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong các trường tiểu học.

  3. Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành giáo dục: Tham khảo cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm để phát triển các đề tài liên quan đến giáo dục STEM và phát triển năng lực học sinh.

  4. Phụ huynh học sinh: Hiểu rõ về lợi ích của giáo dục STEM trong phát triển tư duy và kỹ năng cho con em, từ đó phối hợp hỗ trợ học tập tại nhà.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo dục STEM là gì và tại sao quan trọng trong tiểu học?
    Giáo dục STEM là phương pháp tích hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào dạy học, giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và sáng tạo. Ở tiểu học, STEM giúp học sinh hình thành tư duy phản biện và kỹ năng thực hành từ sớm, phù hợp với đặc điểm phát triển tâm sinh lý.

  2. Làm thế nào để thiết kế chủ đề STEM phù hợp với học sinh lớp 5?
    Chủ đề STEM cần đảm bảo tính thực tiễn, vừa sức, phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh, đồng thời tích hợp kiến thức môn Toán và các lĩnh vực STEM khác. Quy trình thiết kế theo mô hình kỹ thuật gồm xác định vấn đề, nghiên cứu, đề xuất giải pháp, chế tạo và đánh giá.

  3. Khó khăn phổ biến khi áp dụng dạy học STEM là gì?
    Khó khăn lớn nhất là thời gian tổ chức dài hơn tiết học truyền thống, thiếu kinh nghiệm thiết kế bài học, điều kiện cơ sở vật chất chưa đảm bảo và học sinh chưa quen với phương pháp học tập tích cực.

  4. Làm sao để đánh giá hiệu quả của dạy học theo chủ đề STEM?
    Có thể đánh giá qua kết quả kiểm tra kiến thức, quan sát thái độ và mức độ tham gia của học sinh, đánh giá sản phẩm học tập và kỹ năng làm việc nhóm. So sánh kết quả trước và sau khi áp dụng STEM giúp xác định sự tiến bộ về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.

  5. Phụ huynh có thể hỗ trợ con học STEM như thế nào?
    Phụ huynh nên tạo điều kiện cho con tham gia các hoạt động trải nghiệm, khuyến khích con tìm tòi, sáng tạo và vận dụng kiến thức vào thực tế. Đồng thời phối hợp với giáo viên để hiểu phương pháp dạy học và hỗ trợ học tập tại nhà.

Kết luận

  • Giáo dục STEM trong môn Toán lớp 5 tại Hải Phòng góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh với tỷ lệ yêu thích lên đến 96,75%.
  • Thực trạng áp dụng còn hạn chế do khó khăn về thời gian, kinh nghiệm giáo viên và điều kiện cơ sở vật chất.
  • Thiết kế chủ đề STEM dựa trên quy trình kỹ thuật giúp học sinh trải nghiệm thực tế, phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng hợp tác.
  • Đề xuất tập huấn giáo viên, xây dựng ngân hàng chủ đề, đầu tư trang thiết bị và tăng cường hoạt động trải nghiệm để nâng cao hiệu quả dạy học STEM.
  • Tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và đánh giá lâu dài để hoàn thiện mô hình giáo dục STEM phù hợp với đặc điểm học sinh tiểu học Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Các nhà quản lý và giáo viên cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời theo dõi, đánh giá kết quả để điều chỉnh phù hợp, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tiểu học trong thời kỳ đổi mới.