Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông theo chương trình 2018, việc vận dụng giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) trong dạy học trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm phát triển năng lực toàn diện cho học sinh. Theo khảo sát tại hai trường tiểu học ở Hải Phòng với 40 giáo viên và 480 học sinh lớp 3, 100% giáo viên nhận thức việc áp dụng STEM trong dạy học chủ đề Thủ công kỹ thuật môn Công nghệ là cần thiết, trong đó 77,5% đánh giá rất cần thiết. Tuy nhiên, thực tế chỉ có khoảng 10% giáo viên thường xuyên vận dụng STEM, 72,5% chỉ thi thoảng áp dụng do nhiều khó khăn về cơ sở vật chất và kiến thức chuyên môn. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đề xuất quy trình vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Thủ công kỹ thuật môn Công nghệ lớp 3, phù hợp với chuẩn kiến thức kỹ năng của học sinh, đồng thời nâng cao hiệu quả dạy học và hứng thú học tập. Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2022-2023 tại các trường tiểu học thuộc quận Lê Chân và Hải An, thành phố Hải Phòng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển phương pháp dạy học tích hợp liên môn, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tiểu học trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Giáo dục STEM được hiểu là mô hình dạy học tích hợp liên ngành giữa Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, nhằm trang bị cho học sinh kiến thức và kỹ năng giải quyết vấn đề thực tiễn. Theo Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Hoa Kỳ (2017), STEM giúp kết nối kiến thức học thuật với ứng dụng thực tế, phát triển năng lực cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Bốn nền tảng khoa học của giáo dục STEM bao gồm: học tập là quá trình xây dựng chủ động, động cơ học tập gắn liền với nhận thức, tương tác xã hội là phương thức nhận thức cơ bản, và học tập gắn với bối cảnh thực tế. Các khái niệm chính trong nghiên cứu gồm: năng lực giải quyết vấn đề, tư duy tích hợp liên môn, phương pháp dạy học tích cực, và thiết kế sản phẩm thủ công kỹ thuật. Chủ đề Thủ công kỹ thuật môn Công nghệ lớp 3 tập trung vào ba nội dung chính: làm đồ dùng học tập, làm biển báo giao thông và làm đồ chơi, nhằm phát triển năng lực công nghệ và phẩm chất cho học sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp bao gồm phân tích lý thuyết, điều tra thực trạng và thực nghiệm sư phạm. Nguồn dữ liệu chính gồm 40 giáo viên và 480 học sinh lớp 3 tại hai trường tiểu học ở Hải Phòng, thu thập qua bảng hỏi, quan sát và phỏng vấn. Phương pháp phân tích dữ liệu sử dụng thống kê mô tả và phân tích định tính nhằm đánh giá nhận thức, mức độ vận dụng và hiệu quả của giáo dục STEM trong dạy học. Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường Tiểu học Đông Hải 1 với nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng, nhằm kiểm định tính khả thi và hiệu quả của quy trình vận dụng STEM. Cỡ mẫu được chọn theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có chủ đích, đảm bảo đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm học 2022-2023.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức giáo viên về giáo dục STEM: 100% giáo viên cho rằng vận dụng STEM trong dạy học chủ đề Thủ công kỹ thuật là cần thiết, trong đó 77,5% đánh giá rất cần thiết. Tuy nhiên, chỉ 27,5% hiểu đúng và đầy đủ bản chất của giáo dục STEM, 57,5% hiểu chưa toàn diện, và 15% hiểu sai về phương pháp này.

  2. Mức độ vận dụng STEM: Chỉ 10% giáo viên thường xuyên áp dụng STEM trong dạy học, 17,5% áp dụng thỉnh thoảng, còn lại 72,5% chỉ thi thoảng vận dụng. Nguyên nhân chính là do thiếu cơ sở vật chất (100%), chương trình giảng dạy thay đổi nhiều (87,5%), và mất nhiều thời gian chuẩn bị (70%).

  3. Thuận lợi và khó khăn: 70% giáo viên nhận được sự hỗ trợ từ lãnh đạo nhà trường, 55% được tập huấn về STEM, 80% học sinh hứng thú với các hoạt động STEM. Tuy nhiên, 77,5% giáo viên gặp khó khăn do kiến thức học sinh hạn chế, 82,5% thiếu kinh nghiệm giảng dạy và sự chi phối quản lý.

  4. Phản hồi học sinh: 70,7% học sinh thường xuyên tham gia các hoạt động thực hành sản phẩm, 76,8% cảm thấy hứng thú, 68,8% cho rằng hoạt động giúp nắm kiến thức dễ dàng hơn, 64,2% mong muốn được tổ chức nhiều hơn các hoạt động thực hành.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy giáo viên và học sinh đều đánh giá cao vai trò của giáo dục STEM trong việc nâng cao chất lượng dạy học chủ đề Thủ công kỹ thuật. Tuy nhiên, sự hiểu biết chưa đồng đều và hạn chế về cơ sở vật chất là những rào cản lớn. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc thiếu kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm giảng dạy STEM là vấn đề phổ biến. Biểu đồ so sánh mức độ vận dụng STEM trước và sau thực nghiệm cho thấy nhóm thực nghiệm có sự cải thiện rõ rệt về điểm số và hứng thú học tập, minh chứng cho tính khả thi của quy trình đề xuất. Việc tổ chức các hoạt động thực hành, thiết kế sản phẩm giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng hợp tác và năng lực giải quyết vấn đề, phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý của học sinh lớp 3.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về giáo dục STEM, đặc biệt là kỹ năng thiết kế bài giảng và tổ chức hoạt động thực hành, nhằm nâng cao nhận thức và năng lực vận dụng STEM trong dạy học. Thời gian thực hiện: trong năm học 2023-2024. Chủ thể: Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học sư phạm.

  2. Cải thiện cơ sở vật chất và trang thiết bị: Đầu tư trang thiết bị dạy học STEM phù hợp với chủ đề Thủ công kỹ thuật, như dụng cụ thủ công, vật liệu tái chế, thiết bị hỗ trợ thực hành. Thời gian: 6-12 tháng. Chủ thể: Ban giám hiệu nhà trường và các cấp quản lý giáo dục.

  3. Xây dựng tài liệu hướng dẫn và quy trình vận dụng STEM: Phát triển bộ tài liệu hướng dẫn chi tiết quy trình vận dụng STEM trong dạy học chủ đề Thủ công kỹ thuật lớp 3, kèm theo các minh họa bài học cụ thể. Thời gian: 3-6 tháng. Chủ thể: Nhóm nghiên cứu và các chuyên gia giáo dục.

  4. Tăng cường phối hợp giữa nhà trường và cộng đồng: Khuyến khích hợp tác với các tổ chức, doanh nghiệp để tổ chức các hoạt động STEM ngoại khóa, tạo môi trường thực tế cho học sinh vận dụng kiến thức. Thời gian: liên tục. Chủ thể: Nhà trường, phụ huynh và các đối tác xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên tiểu học: Nắm bắt kiến thức và phương pháp vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề Thủ công kỹ thuật, từ đó thiết kế bài giảng hiệu quả, nâng cao hứng thú và năng lực học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Hiểu rõ thực trạng và các yếu tố ảnh hưởng đến việc triển khai giáo dục STEM, từ đó xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và đầu tư phù hợp.

  3. Sinh viên sư phạm và nghiên cứu sinh: Tham khảo cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm để phát triển đề tài nghiên cứu hoặc áp dụng trong thực tiễn giảng dạy.

  4. Các tổ chức phát triển giáo dục: Sử dụng kết quả nghiên cứu để thiết kế chương trình đào tạo, tài liệu hướng dẫn và hỗ trợ kỹ thuật cho giáo viên tiểu học trong việc áp dụng STEM.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo dục STEM là gì và tại sao quan trọng trong dạy học tiểu học?
    Giáo dục STEM là mô hình dạy học tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, giúp học sinh phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn. Nó quan trọng vì kích thích tư duy sáng tạo, hợp tác và ứng dụng kiến thức vào cuộc sống.

  2. Làm thế nào để giáo viên vận dụng STEM hiệu quả trong chủ đề Thủ công kỹ thuật?
    Giáo viên cần thiết kế bài học theo quy trình tích hợp liên môn, tổ chức hoạt động thực hành, khuyến khích học sinh tự tìm tòi, sáng tạo và hợp tác nhóm, đồng thời sử dụng các vật liệu và dụng cụ phù hợp.

  3. Những khó khăn phổ biến khi áp dụng STEM trong dạy học là gì?
    Khó khăn gồm thiếu cơ sở vật chất, giáo viên chưa hiểu rõ bản chất STEM, mất nhiều thời gian chuẩn bị bài giảng, và học sinh chưa quen với phương pháp học tích cực.

  4. Làm sao để khắc phục khó khăn về cơ sở vật chất trong dạy học STEM?
    Nhà trường nên đầu tư trang thiết bị phù hợp, tận dụng vật liệu tái chế, phối hợp với cộng đồng và các tổ chức để huy động nguồn lực hỗ trợ.

  5. STEM có phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý học sinh lớp 3 không?
    Có, STEM phù hợp vì kích thích học sinh học qua trải nghiệm, thực hành và hợp tác, phù hợp với trí nhớ hình ảnh, khả năng tập trung và phát triển ngôn ngữ của học sinh lớp 3.

Kết luận

  • Giáo dục STEM là phương pháp tích hợp liên môn giúp phát triển năng lực toàn diện cho học sinh tiểu học, đặc biệt trong chủ đề Thủ công kỹ thuật môn Công nghệ lớp 3.
  • Nghiên cứu đã xác định được thực trạng nhận thức và vận dụng STEM của giáo viên và học sinh tại Hải Phòng, với nhiều thuận lợi và khó khăn cụ thể.
  • Quy trình vận dụng STEM được đề xuất dựa trên nguyên tắc đảm bảo mục tiêu, phù hợp chuẩn kiến thức kỹ năng và đặc điểm tâm sinh lý học sinh lớp 3.
  • Thực nghiệm sư phạm chứng minh tính khả thi và hiệu quả của quy trình trong việc nâng cao kết quả học tập và hứng thú của học sinh.
  • Đề nghị các cấp quản lý, nhà trường và giáo viên phối hợp triển khai các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dạy học STEM trong thời gian tới.

Hành động tiếp theo: Áp dụng quy trình vận dụng STEM trong các trường tiểu học, tổ chức tập huấn cho giáo viên và đầu tư cơ sở vật chất phù hợp để nâng cao hiệu quả giáo dục.