Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỢP TÁC VÀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1. Lịch sử nghiên cứu trên thế giới 1. Năng lực hợp tác Từ người trình bày thông tin và thực hiện các quy trình giảng dạy lí thuyết, giờ đây giáo viên trở thành người hướng dẫn để tạo ra một môi trường trải nghiệm học tập tích cực nhằm tối đa hóa sự tham gia của học sinh.
Một bài học càng tích cực, học sinh càng có xu hướng xây dựng bằng cách tham gia trí tuệ và tình cảm vào các hoạt động học tập. Học tập hợp tác là sử dụng hướng dẫn của người hướng dẫn, chia thành các nhóm nhỏ để học sinh làm việc cùng nhau nhằm tối đa hóa lợi ích của chính họ và học hỏi được nhiều kĩ năng lẫn nhau để đạt được mục tiêu học tập chung. Học tập hợp tác dựa trên hai lý thuyết: lý thuyết Cấu trúc-Quy trình-Kết quả và lý thuyết Sự phụ thuộc lẫn nhau trong xã hội. Để hợp tác có hiệu quả, năm yếu tố cơ bản phải được hình thành: sự phụ thuộc lẫn nhau tích cực, trách nhiệm giải trình cá nhân, tương tác thúc đẩy, kỹ năng xã hội và xử lý nhóm [5].
Trong những năm 1970 ở Anh, Sir James Britton và một số người [6] đã tạo ra một quy trình học tập tích cực được gọi là: “Học tập hợp tác dựa trên lý thuyết của Vygotsky” [7]. Britton đã tin rằng việc học của học sinh được bắt nguồn từ cộng đồng người học bao gồm các học sinh khác. Britton phản đối việc cung cấp các định nghĩa cụ thể về giáo viên với vai trò là người đào tạo và học sinh với vai trò là người được đào tạo. Thay vào đó, ông khuyến nghị xếp học sinh vào các nhóm và để chúng tạo ra văn hóa, cộng đồng của riêng họ và các quy trình học tập, mà ông coi là là học tập tự nhiên.
Britton tin rằng nguồn gốc của việc học là các cuộc đối thoại và tương tác với các học sinh khác và đôi khi giáo viên là kết quả của sự phụ thuộc lẫn nhau tích cực trong việc học tập của học sinh. Vì vậy, trung tâm của học tập hợp tác là nền tảng hợp tác của học sinh làm việc cùng nhau để tối đa hóa việc học của họ và của họ với người khác [5]. Dạy học theo định hướng STEM Giáo dục STEM là một sáng kiến mang tính đột phá trong giáo dục ở thế kỉ XXI. STEM là mô hình giáo dục tập trung vào Science – Khoa học, Technology – Công nghệ, Engineering – Kỹ thuật, Math- Toán học, với mục đích đem cho học sinh kiến thức khoa học thực tiễn và kĩ năng cần thiết [1].
Giáo dục STEM đã được đưa ra từ những năm 1990 ở Hoa Kỳ nhưng ở thập kỉ đó giáo viên vẫn chưa biết cách vận hành giáo dục STEM. Nhận thấy rằng tầm quan trọng của giáo dục STEM đối với sự phát triển nền kinh tế, Hoa kỳ tập trung đầu tư vào giáo dục STEM, hỗ trợ nghiên cứu khoa học trong giáo dục STEM. Các nghiên cứu cho rằng việc đầu tư vào giáo dục STEM là chuẩn bị cho một lực lượng lao động sẽ góp phần cải thiện nền kinh tế quốc gia và duy trì vai trò lãnh đạo sự dịch chuyển và mở rộng nền kinh tế toàn cầu [2]. Các nghiên cứu khác cho thấy không chỉ ở các nước phương Tây mà giáo dục STEM có sự gia tăng ở giới trẻ của các quốc gia đang phát triển như Ấn Độ, Malaysia [2].
Ở Thổ Nhĩ Kỳ, các các nhà khoa học nghiên cứu về tích hợp chương trình giảng dạy, kiến thức giảng dạy và cải cách giáo dục của Thổ Nhĩ Kỳ. Bằng cách tập trung vào sự tương tác của toán học và khoa học, mô hình đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc dạy học tích hợp kiến thức để chuyển đổi thành công từ mô hình dạy học theo bộ môn sang mô hình tích hợp, thúc đẩy đổi mới đó là bước đầu phát triển giáo dục STEM ở quốc gia này [3]. Lịch sử nghiên cứu trong nước 1. Dạy học hợp tác Từ sau Cách mạng Tháng 8 đến nay, ở Viết Nam đã hình thành nhiều hình thức dạy và học rất linh hoạt.
Hiện nay, cùng với sự đổi mới của kinh tế và GD thế giới, GD Việt Nam dần có những đổi mới để bắt kịp xu thế. Sự thay đổi được bắt đầu từ đầu thế kỉ XX khi chuyển từ DH kiến thức sang DH kiến thức, kĩ năng, thái độ lấy người học làm trung tâm. Để rồi với chương trình GDPT 2018, GD chú trọng phát triển năng lực, phẩm chất nhờ các PPDH hiện đại, trong đó có DHHT TN. Trong những năm gần đây, DHHT cũng như NLHT được rất nhiều nhà khoa học đầu tư nghiên cứu và đạt được nhiều kết quả từ lí luận đến thực tiễn.
6 Theo cuốn sách "Phương pháp dạy học đại cương Môn Toán, Dự án đào tạo GV THCS " (tr156 – 162), tác giả Nguyễn Bá Kim đưa ra khái niệm, hoạt động, đặc điểm và hình thức DHHT TN [28]. Các tác giả Thái Duy Tuyên, Nguyễn Hữu Châu đã liên tục nói đến việc hoạt động theo nhóm và sử dụng quy trình làm việc từ làm việc cá nhân đến làm việc theo nhóm. Trong cuốn “Đổi mới nội dung và phương pháp đào tạo giáo viên THCS” của các tác giả Nguyễn Hữu Châu, Nguyễn Văn Cường, Trần Bá Hoành, Nguyễn Bá Kim, Lâm Quang Thiệp cũng nhắc nhiều đến DHHT TN [13]. Sách “Cẩm nang thực hành giảng dạy” dịch năm 2005 của Nguyễn Trọng Tấn, NXB ĐHSP HN là một trong những cuốn sách chuyên môn sâu về PPDH.
Trong đó, tác giả giới thiệu nhiều kĩ thuật, phương pháp tổ chức DH và ích lợi của việc học HTHT. Bên cạnh đó, tác giả cũng đưa ra nhiều hình thức tổ chức nhóm học tập khác nhau ở các cấp học. Theo "Một số vấn đề cơ sở lý luận học hợp tác" thuộc tạp chí Giáo dục, số 81(3/2004) của tác giả Lê Văn Tạc (Viện chiến lược và Chương trình giáo dục) đã thể hiện được nhiều vấn đề về lý luận của DHHT TN [40]. Theo "Về phương pháp dạy học hợp tác" của TS.
Nguyễn Thị Phương Hoa trên Tạp chí Khoa học số 3 năm 2005, Đại học Sư phạm Hà Nội cũng mang đến một số nội dung về PPDH hợp tác[23]. Trong Luận án tiến sĩ giáo dục “Tổ chức dạy học hợp tác trong môn toán ở trường THPT” của Hoàng Lê Minh (2007). Tác giả đưa ra những khái niệm cơ bản, quá trình cũng như một vài ví dụ điển hình trong DHHT môn Toán cho HS THPT. Trong “Một số vấn đề chung về đổi mới PPDH ở trường THPT” của TS.
Nguyễn Văn Cường và GS. TSKH Bernd Meier (2010), dự án phát triển giáo dục phổ thông cũng nói đến một số hình thức thành lập nhóm và ưu nhược điểm của nó. Bài viết "Dạy học hợp tác - một xu hướng mới của giáo dục thế kỉ XXI" của PGS. Trịnh Văn Biều đăng trên Tạp chí Khoa học số 25 năm 2011, Đại học Sư phạm TP.HCM đã nêu tổng quát quá trình phát triển của PPDH hợp tác của thế giới.
Ở đó, bài viết đã có những tổng hợp về lí luận của DHHT để chứng minh đây là một 7 phương pháp tốt cho một nhóm HS. Qua đó mang đến những kinh nghiệm sử dụng giúp GV dễ dàng định hướng khi áp dụng lí thuyết và thực tiễn[8]. Như vậy, DHHT HT là PPDH đã có nhiều nhà khoa học trong nước nghiên cứu vàcó những kết quả hết sức lý luận và thực tế, qua đó khẳng định NLHT và DHHT là rất cần thiết khi vận dụng vào dạy học ở trường phổ thông. Dạy học theo định hướng STEM “Không nằm ngoài bước tiến nhanh, mạnh về giáo dục STEM của các quốc gia trên thế giới, Việt Nam cũng nhanh chóng bắt nhịp lĩnh vực này.
Toàn quốc nói chung và nhiều tỉnh thành nói riêng đã chủ động phối hợp với nhiều đơn vị chuyên về giáo dục STEM để đưa vào tiết học ngoài giờ lên lớp, tiết học dự án trong nhà trường” [4]. Giáo dục STEM tại Việt Nam đã lan tỏa bằng nhiều cách thức, hình thức khác nhau. Có thể kể đến như ngày hội STEM diễn ra khắp cả nước ở nhiều trường học và các tỉnh thành trên cả nước, Các cuộc thi chế tạo Robot, ứng dụng khoa học trong và ngoài nước. Trong tương lai kỹ năng STEM trở nên rất quan trọng và cần thiết.
Mỗi cá nhân được trang bị kỹ năng STEM sẽ có nền tảng cơ bản trong việc sử dụng các khái niệm khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để nghiên cứu cũng như giải quyết các vấn đề phức tạp mà xã hội hiện tại và tương lai [4] Gần đây, định hướng STEM ở Việt Nam có những bước tiến mới khi không yêu cầu quá cao về sản phẩm vật chất mà đẩy mạnh vào phát triển tư duy, kĩ năng cho HS. Ngoài ra, định hướng giáo dục STEM ở Việt Nam cũng có sự đổi mới so với nước ngoài khi áp dụng “STEM cho từng môn học” để có tính đặc trưng riêng phù hợp với đặc điểm GD Việt Nam và tiết kiệm hơn cho GV và HS. Qua định hướng STEM, người ta dần thấy nó rất phù hợp đẻ phát triển năng lực hợp tác ở HS 1. Năng lực và dạy học theo hướng phát triển năng lực cho học sinh Trung học phổ thông 1.
Khái niệm năng lực hợp tác của học sinh Dựa theo từ điển Tiếng Việt năm 2008 của Hoàng Phê chủ biên, dựa theo “Giáo trình tâm lí học đại cương” của tác giả Nguyễn Quang Uẩn, năng lực được 8 hiểu là khả năng để thực hiện, giải quyết một vấn đề. Năng lực không phải tự nhiên mà có, nó được hình thành qua quá trình rèn luyện, học tập. Tác giả Đặng Thành Hưng cho rằng “về mặt thực hiện, các kỹ năng phản ánh năng lực thực hiện, kiến thức phản ánh khả năng tư duy, và thái độ phản ánh khả năng cảm nhận”. Nói cách khác, năng lực là “tổng hợp các hành vi thể chất và tinh thần tương ứng với một hoạt động nào đó dựa trên các thuộc tính cá nhân (giá trị sinh học, tâm lý và xã hội) được thực hiện một cách tự nguyện và dẫn đến kết quả phù hợp với mức độ thực tế của hoạt động” [11; trang 25].
Trong định nghĩa này, các tác giả bổ sung các giá trị sinh học, tâm lý và xã hội để làm rõ các thuộc tính của cá nhân. Đặng Thanh Hùng (2010), Nhận diện và đánh giá kỹ năng, Tạp chí Khoa học Giáo dục 62 (tr.