Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục Việt Nam, việc áp dụng phương pháp giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) đã trở thành một xu hướng tất yếu nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Theo báo cáo khảo sát tại 5 trường tiểu học trên địa bàn thành phố Hải Phòng với 90 giáo viên tham gia, có đến 83,3% giáo viên đánh giá tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Thực vật và Động vật môn Tự nhiên và Xã hội lớp 3 là quan trọng hoặc rất quan trọng. Mục tiêu nghiên cứu nhằm xây dựng và kiểm nghiệm quy trình tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học chủ đề này, góp phần nâng cao hiệu quả học tập, phát triển năng lực nhận thức và kỹ năng thực hành cho học sinh lớp 3. Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2022-2023 tại các trường tiểu học An Đồng và Đồng Thái, huyện An Dương, TP Hải Phòng. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc tạo ra phương pháp dạy học tích hợp, giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, đồng thời phát triển các năng lực như tư duy sáng tạo, hợp tác và giải quyết vấn đề, phù hợp với yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông 2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết giáo dục STEM, trong đó nhấn mạnh tính tích hợp liên môn giữa khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học nhằm phát triển năng lực toàn diện cho học sinh. Mô hình dạy học 5E (Tham gia, Khám phá, Diễn giải, Củng cố, Đánh giá) được áp dụng để tổ chức các hoạt động học tập, giúp học sinh từng bước khám phá kiến thức mới dựa trên nền tảng đã biết. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Giáo dục STEM: Phương pháp tích hợp liên môn nhằm phát triển kiến thức và kỹ năng vận dụng thực tiễn.
  • Hoạt động giáo dục STEM: Các hoạt động dạy học thực hành, trải nghiệm, sáng tạo sản phẩm gắn với chủ đề học tập.
  • Năng lực học sinh: Bao gồm năng lực nhận biết, tư duy phản biện, hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo.
  • Quy trình tổ chức hoạt động STEM: Gồm 5 bước từ xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, thiết kế, chế tạo sản phẩm đến trình bày và đánh giá.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp nghiên cứu lý luận và thực tiễn.

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập từ 90 giáo viên tiểu học tại 5 trường trên địa bàn Hải Phòng qua bảng hỏi, phỏng vấn sâu và quan sát thực tế các hoạt động dạy học STEM.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng thống kê mô tả, phân tích tần suất, điểm trung bình và phần mềm Microsoft Excel để xử lý số liệu.
  • Cỡ mẫu: 90 giáo viên được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện nhằm đảm bảo tính đại diện cho các trường tiểu học trong khu vực.
  • Timeline nghiên cứu: Điều tra thực trạng và thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong năm học 2022-2023, với thực nghiệm tại hai trường tiểu học An Đồng và Đồng Thái.
  • Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của quy trình tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Thực vật và Động vật môn Tự nhiên và Xã hội lớp 3.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của giáo dục STEM: 83,3% giáo viên đánh giá tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Thực vật và Động vật là quan trọng hoặc rất quan trọng, với điểm trung bình 4,03 trên thang 5.
  2. Mức độ vận dụng giáo dục STEM trong thực tế: 34,4% giáo viên vận dụng STEM thi thoảng, 30% thường xuyên và chỉ 21,1% rất thường xuyên. Vẫn còn 14,5% giáo viên vận dụng rất hiếm hoặc chưa bao giờ.
  3. Khó khăn trong tổ chức hoạt động STEM: Các khó khăn chính gồm tiếp cận tài liệu hướng dẫn và bồi dưỡng chuyên môn (28,1% rất khó khăn), điều kiện cơ sở vật chất (23,1%), kinh nghiệm và trình độ giáo viên (14,9%) và nguồn kinh phí (21,3%).
  4. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Sau thực nghiệm, học sinh có sự tiến bộ rõ rệt về kiến thức và kỹ năng liên quan đến chủ đề Thực vật và Động vật, với điểm trung bình kiểm tra sau thực nghiệm tăng khoảng 20% so với trước thực nghiệm.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy giáo viên có nhận thức tích cực về vai trò của giáo dục STEM trong việc nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực học sinh. Tuy nhiên, mức độ vận dụng còn hạn chế do nhiều yếu tố khách quan như cơ sở vật chất chưa đáp ứng, thiếu tài liệu hướng dẫn và kinh phí. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả tương đồng với thực trạng chung về khó khăn trong triển khai giáo dục STEM ở bậc tiểu học. Việc áp dụng quy trình tổ chức hoạt động STEM theo 5 bước đã giúp học sinh phát triển kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề, phù hợp với mục tiêu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mức độ nhận thức của giáo viên, biểu đồ tần suất vận dụng STEM và bảng so sánh kết quả kiểm tra trước và sau thực nghiệm để minh họa rõ nét hiệu quả nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về phương pháp tổ chức hoạt động giáo dục STEM, nâng cao năng lực thiết kế bài học và vận dụng mô hình 5E. Mục tiêu đạt 90% giáo viên được đào tạo trong vòng 1 năm, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học thực hiện.
  2. Cải thiện cơ sở vật chất và trang thiết bị: Đầu tư trang thiết bị dạy học STEM phù hợp với chủ đề Thực vật và Động vật, như bộ dụng cụ thí nghiệm, vật liệu chế tạo mô hình. Mục tiêu hoàn thành trong 2 năm, do các trường tiểu học phối hợp với chính quyền địa phương và các nhà tài trợ.
  3. Xây dựng tài liệu hướng dẫn và mẫu bài học STEM: Phát triển bộ tài liệu hướng dẫn chi tiết quy trình tổ chức hoạt động STEM, kèm theo các ví dụ minh họa cụ thể cho giáo viên tham khảo. Mục tiêu hoàn thiện trong 6 tháng, do nhóm chuyên gia giáo dục và nhà xuất bản giáo dục thực hiện.
  4. Tăng cường phối hợp giữa nhà trường và cộng đồng: Khuyến khích các trường liên kết với các trung tâm khoa học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp để tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM ngoài giờ học, tạo môi trường thực tiễn cho học sinh. Mục tiêu triển khai thí điểm trong 1 năm, do ban giám hiệu các trường chủ trì.
  5. Đánh giá và nhân rộng mô hình: Thiết lập hệ thống đánh giá hiệu quả tổ chức hoạt động STEM định kỳ, từ đó nhân rộng mô hình thành công ra các trường tiểu học khác trong thành phố. Mục tiêu đánh giá sau mỗi học kỳ, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường thực nghiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên tiểu học: Nhận được hướng dẫn cụ thể về cách tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong môn Tự nhiên và Xã hội lớp 3, giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.
  2. Nhà quản lý giáo dục: Có cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và đầu tư cơ sở vật chất phù hợp nhằm thúc đẩy giáo dục STEM trong các trường tiểu học.
  3. Sinh viên ngành Sư phạm Tiểu học: Tài liệu tham khảo quý giá để hiểu rõ về phương pháp dạy học tích hợp STEM, quy trình tổ chức hoạt động và thực tiễn áp dụng trong giảng dạy.
  4. Các nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phân tích sâu sắc về tổ chức hoạt động giáo dục STEM, góp phần phát triển nghiên cứu trong lĩnh vực đổi mới phương pháp dạy học tích hợp liên môn.

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 nhằm phát triển năng lực toàn diện cho học sinh. Nó giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề, rất phù hợp với đặc điểm phát triển của học sinh tiểu học.

  2. Quy trình tổ chức hoạt động giáo dục STEM gồm những bước nào?
    Quy trình gồm 5 bước: xác định vấn đề hoặc yêu cầu sản phẩm; nghiên cứu kiến thức nền; thiết kế và thảo luận phương án; chế tạo sản phẩm và thử nghiệm; trình bày, đánh giá và hoàn thiện sản phẩm. Mô hình này giúp học sinh trải nghiệm thực tế và phát triển kỹ năng.

  3. Những khó khăn phổ biến khi tổ chức hoạt động STEM là gì?
    Khó khăn chính gồm thiếu tài liệu hướng dẫn và bồi dưỡng chuyên môn, cơ sở vật chất chưa đáp ứng, kinh nghiệm và trình độ giáo viên hạn chế, cùng với nguồn kinh phí còn hạn chế. Đây là những rào cản cần được khắc phục để nâng cao hiệu quả giáo dục STEM.

  4. Làm thế nào để giáo viên nâng cao năng lực tổ chức hoạt động STEM?
    Giáo viên cần tham gia các khóa tập huấn chuyên sâu, nghiên cứu tài liệu hướng dẫn, thực hành thiết kế bài học theo mô hình 5E và phối hợp với đồng nghiệp để chia sẻ kinh nghiệm. Việc này giúp giáo viên tự tin và hiệu quả hơn trong tổ chức hoạt động STEM.

  5. Hoạt động giáo dục STEM giúp học sinh phát triển những năng lực nào?
    Học sinh phát triển năng lực nhận biết, tư duy phản biện, hợp tác nhóm, giải quyết vấn đề và sáng tạo. Qua các hoạt động thực hành, các em còn nâng cao kỹ năng giao tiếp, tự học và vận dụng kiến thức vào cuộc sống hàng ngày.

Kết luận

  • Giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Thực vật và Động vật môn Tự nhiên và Xã hội lớp 3 được giáo viên đánh giá cao về tầm quan trọng và hiệu quả.
  • Mức độ vận dụng STEM trong thực tế còn hạn chế do nhiều khó khăn về cơ sở vật chất, tài liệu và năng lực giáo viên.
  • Quy trình tổ chức hoạt động STEM theo 5 bước đã được kiểm nghiệm sư phạm và chứng minh tính khả thi, giúp học sinh nâng cao kiến thức và kỹ năng thực hành.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực giáo viên, cải thiện điều kiện dạy học và tăng cường phối hợp cộng đồng.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển bền vững cho giáo dục STEM trong tiểu học, góp phần thực hiện thành công đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.

Hành động tiếp theo: Các nhà quản lý và giáo viên cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng áp dụng mô hình tổ chức hoạt động STEM trong các chủ đề khác của môn Tự nhiên và Xã hội.