Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đã chuyển trọng tâm từ dạy học theo nội dung sang phát triển năng lực và phẩm chất người học. Giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) được xem là một trong những giải pháp quan trọng nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ) cho học sinh tiểu học, đặc biệt là môn Toán lớp 1. Theo khảo sát tại một số trường tiểu học ở Hải Phòng, chỉ khoảng 35% giáo viên thường xuyên tổ chức các giờ học theo định hướng STEM, trong khi hơn 60% chưa từng áp dụng phương pháp này. Mặt khác, 56,7% học sinh thể hiện sự hứng thú khi tham gia các hoạt động STEM, cho thấy tiềm năng phát triển năng lực GQVĐ thông qua phương pháp này.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm thiết kế và tổ chức một số chủ đề STEM trong dạy học môn Toán lớp 1, góp phần phát triển năng lực GQVĐ cho học sinh. Nghiên cứu tập trung vào các trường tiểu học tại huyện Thủy Nguyên, thành phố Hải Phòng trong giai đoạn năm học 2021-2023. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp mô hình dạy học tích hợp STEM phù hợp với đặc điểm tâm lý, nhận thức của học sinh lớp 1, đồng thời góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán, nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết phát triển năng lực và mô hình giáo dục STEM tích hợp.

  • Lý thuyết năng lực: Năng lực được hiểu là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ để thực hiện thành công một hoạt động trong bối cảnh cụ thể. Trong đó, năng lực giải quyết vấn đề toán học là khả năng nhận biết, lựa chọn và áp dụng kiến thức toán học để giải quyết các tình huống thực tiễn một cách hiệu quả và sáng tạo.

  • Mô hình giáo dục STEM: STEM là phương pháp dạy học tích hợp liên môn giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển phẩm chất và năng lực người học. Mô hình này nhấn mạnh việc học sinh tham gia hoạt động nhóm, trải nghiệm thực tế, thiết kế và chế tạo sản phẩm để giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Các khái niệm chính bao gồm: năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ), phương pháp dạy học tích cực, hoạt động nhóm trong STEM, và quy trình thiết kế bài học STEM theo hướng dẫn của Bộ Giáo dục và Đào tạo.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp định tính và định lượng:

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập từ khảo sát 25 giáo viên và 150 học sinh tại 5 trường tiểu học ở huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng; tài liệu chương trình giáo dục phổ thông 2018; các công văn hướng dẫn của Bộ GDĐT; và kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường Tiểu học Hợp Thành.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng thống kê mô tả để phân tích tỷ lệ phần trăm về mức độ sử dụng phương pháp dạy học tích cực, nhận thức và quan tâm của giáo viên về STEM, cũng như mức độ hứng thú của học sinh. Phân tích so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm nhằm đánh giá hiệu quả của các chủ đề STEM được thiết kế.

  • Timeline nghiên cứu: Khảo sát và thu thập dữ liệu trong năm học 2021-2022; thiết kế và tổ chức các chủ đề STEM trong năm học 2022-2023; thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả trong cùng năm học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ sử dụng phương pháp dạy học tích cực: 68,5% giáo viên thường xuyên sử dụng phương pháp thuyết trình, 86,6% sử dụng hỏi đáp, nhưng chỉ 39,7% thường xuyên áp dụng dạy học nêu và giải quyết vấn đề, trong khi 60,3% chỉ thỉnh thoảng sử dụng. Dạy học dự án và tích hợp STEM được áp dụng rất hạn chế, với trên 60% giáo viên chưa từng sử dụng.

  2. Nhận thức và quan tâm của giáo viên về STEM: 22,9% giáo viên đánh giá tổ chức dạy học chủ đề STEM là không quan trọng, 48,9% ở mức bình thường, chỉ 28,7% cho rằng quan trọng. 69,2% biết về khái niệm STEM, nhưng chỉ 34,6% biết cách thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng STEM.

  3. Hoạt động tổ chức dạy học STEM tại trường tiểu học: Chỉ 35,5% giáo viên cho biết có tổ chức giờ học theo định hướng STEM; 36,5% thiết kế các chủ đề giáo dục STEM; các hoạt động như dự án STEM, ngày hội STEM, câu lạc bộ STEM được tổ chức rất hạn chế (dưới 20%).

  4. Mức độ hứng thú của học sinh: 56,7% học sinh thích tham gia các hoạt động STEM, 34,4% bình thường, chỉ 8,9% không thích. Lý do chính là được làm sản phẩm thiết thực, các nhiệm vụ gắn với thực tiễn và được hoạt động nhóm thường xuyên.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy giáo viên tiểu học tại Hải Phòng còn hạn chế trong việc áp dụng phương pháp dạy học tích cực và tổ chức các hoạt động STEM, chủ yếu do thiếu thiết bị, kinh phí và chưa được tập huấn đầy đủ. Mức độ nhận thức chưa cao dẫn đến việc tổ chức các hoạt động STEM chưa thường xuyên và chưa đa dạng. Tuy nhiên, học sinh thể hiện sự hứng thú rõ rệt khi được tham gia các hoạt động STEM, chứng tỏ tiềm năng phát triển năng lực GQVĐ thông qua phương pháp này.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc tích hợp STEM trong dạy học Toán lớp 1 giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng hợp tác và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc thiết kế bài học STEM cần bám sát chương trình giáo dục phổ thông 2018, chú trọng đặc điểm tâm lý và nhận thức của học sinh lớp 1, đồng thời phát huy tính tích cực, sáng tạo trong hoạt động nhóm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mức độ sử dụng phương pháp dạy học tích cực, bảng phân tích nhận thức giáo viên về STEM, và biểu đồ mức độ hứng thú của học sinh khi tham gia hoạt động STEM.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường tập huấn và nâng cao nhận thức giáo viên về STEM: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM, tập trung vào phương pháp dạy học tích cực và phát triển năng lực GQVĐ. Mục tiêu đạt 80% giáo viên được tập huấn trong vòng 1 năm, do Sở GDĐT và các trường đại học phối hợp thực hiện.

  2. Thiết kế và triển khai các chủ đề STEM phù hợp với chương trình Toán lớp 1: Xây dựng bộ tài liệu hướng dẫn thiết kế bài học STEM bám sát chương trình GDPT 2018, chú trọng đặc điểm tâm lý học sinh lớp 1. Thời gian thực hiện trong 6 tháng, do các chuyên gia giáo dục và giáo viên chủ chốt thực hiện.

  3. Đầu tư trang thiết bị và hỗ trợ kinh phí cho các hoạt động STEM: Cung cấp thiết bị dạy học, đồ dùng trực quan và kinh phí tổ chức các hoạt động STEM tại các trường tiểu học. Mục tiêu nâng tỷ lệ tổ chức giờ học STEM lên 60% trong 2 năm, do UBND thành phố và các trường phối hợp thực hiện.

  4. Khuyến khích tổ chức các hoạt động trải nghiệm, dự án STEM và câu lạc bộ STEM: Tạo môi trường học tập tích cực, phát huy tính sáng tạo và hợp tác của học sinh thông qua các hoạt động ngoại khóa. Mục tiêu tăng số lượng hoạt động STEM lên gấp đôi trong 1 năm, do Ban giám hiệu các trường và giáo viên chủ nhiệm chịu trách nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên tiểu học: Nghiên cứu cung cấp phương pháp thiết kế và tổ chức bài học STEM phù hợp với đặc điểm học sinh lớp 1, giúp nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán và phát triển năng lực GQVĐ.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực trạng và đề xuất giải pháp nhằm xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và hỗ trợ giáo viên trong việc triển khai giáo dục STEM tại các trường tiểu học.

  3. Chuyên gia nghiên cứu giáo dục: Tài liệu tham khảo về mô hình tích hợp STEM trong dạy học Toán, phương pháp khảo sát và thực nghiệm sư phạm, góp phần phát triển nghiên cứu trong lĩnh vực giáo dục tiểu học.

  4. Sinh viên, học viên cao học ngành Giáo dục học: Học tập quy trình nghiên cứu, thiết kế bài học STEM và phương pháp thực nghiệm sư phạm, từ đó áp dụng vào nghiên cứu và thực tiễn giảng dạy.

Câu hỏi thường gặp

  1. STEM là gì và tại sao cần áp dụng trong dạy học Toán lớp 1?
    STEM là phương pháp dạy học tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và kỹ năng thực hành cho học sinh. Áp dụng STEM giúp học sinh lớp 1 phát triển tư duy sáng tạo và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế.

  2. Làm thế nào để thiết kế bài học STEM phù hợp với học sinh lớp 1?
    Bài học STEM cần bám sát chương trình giáo dục phổ thông 2018, chú trọng đặc điểm tâm lý và nhận thức của học sinh lớp 1, sử dụng phương pháp trực quan, hoạt động nhóm và tạo cơ hội cho học sinh trải nghiệm, khám phá.

  3. Những khó khăn phổ biến khi tổ chức dạy học STEM ở tiểu học là gì?
    Khó khăn gồm thiếu thiết bị, kinh phí, giáo viên chưa được tập huấn đầy đủ, nhận thức về STEM còn hạn chế và áp lực chương trình học khiến việc tổ chức hoạt động STEM chưa thường xuyên.

  4. Làm sao để đánh giá hiệu quả của việc dạy học STEM trong môn Toán lớp 1?
    Có thể đánh giá qua mức độ hứng thú và tham gia của học sinh, kết quả kiểm tra năng lực giải quyết vấn đề trước và sau khi áp dụng các chủ đề STEM, cũng như phản hồi từ giáo viên và phụ huynh.

  5. Ai nên tham gia tập huấn về giáo dục STEM?
    Giáo viên tiểu học, cán bộ quản lý giáo dục và chuyên gia phát triển chương trình nên tham gia để nâng cao năng lực thiết kế, tổ chức và đánh giá các hoạt động STEM hiệu quả.

Kết luận

  • Giáo dục STEM là phương pháp tích hợp liên môn quan trọng giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học, đặc biệt là môn Toán lớp 1.
  • Thực trạng tại Hải Phòng cho thấy giáo viên còn hạn chế trong nhận thức và tổ chức các hoạt động STEM, trong khi học sinh có sự hứng thú cao khi tham gia.
  • Thiết kế bài học STEM cần bám sát chương trình giáo dục phổ thông 2018, phù hợp với đặc điểm tâm lý học sinh và phát huy tính tích cực, sáng tạo trong hoạt động nhóm.
  • Đề xuất các giải pháp tập huấn giáo viên, đầu tư trang thiết bị, xây dựng tài liệu hướng dẫn và tổ chức hoạt động trải nghiệm nhằm nâng cao hiệu quả dạy học STEM.
  • Tiếp tục thực nghiệm và mở rộng nghiên cứu để hoàn thiện mô hình dạy học STEM, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tiểu học trong giai đoạn tới.

Để thúc đẩy đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh, các nhà quản lý, giáo viên và chuyên gia giáo dục cần phối hợp triển khai các giải pháp thiết thực, đồng thời tiếp tục nghiên cứu, đánh giá hiệu quả để hoàn thiện mô hình giáo dục STEM phù hợp với điều kiện thực tế.