Luận văn thạc sĩ vận dụng mô hình giáo dục stem trong dạy học sinh học 8 trung học cơ sở

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vận dụng mô hình giáo dục stem trong dạy học sinh học 8 trung học cơ sở, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh

• Tác giả: Lê Thùy Linh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thế Hưng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Giáo dục
• Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
• Đề tài: Vận Dụng Mô Hình Giáo Dục STEM Trong Dạy Học Sinh Học 8
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
• 0.4.1. Khách thể nghiên cứu
• 0.4.2. Đối tượng nghiên cứu
• 0.5. Câu hỏi nghiên cứu
• 0.6. Giả thuyết nghiên cứu
• 0.7. Phương pháp nghiên cứu
• 0.7.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
• 0.7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
• 0.7.3. Phương pháp điều tra bằng hệ thống bảng hỏi
• 0.7.4. Phương pháp điều tra phỏng vấn
• 0.7.5. Phương pháp quan sát
• 0.7.6. Phương pháp tham vấn chuyên gia
• 0.7.7. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 0.7.8. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• 0.8. Những đóng góp mới của đề tài
• 0.8.1. Về lí luận
• 0.8.2. Về thực tiễn
• 0.9. Cấu trúc luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM
• 1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM
• 1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
• 1.1.2. Tại Mỹ
• 1.1.3. Tại Anh
• 1.1.4. Tại Úc
• 1.2. Cơ sở thực tiễn
• 1.2.1. Thực trạng giáo dục STEM ở Việt Nam hiện nay
• 1.2.2. Thực trạng giáo dục STEM trong dạy học Sinh học, Trung học cơ sở
• 1.3. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: VẬN DỤNG MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 8, TRUNG HỌC CƠ SỞ
• 2.1. Phân tích chương trình Sinh học 8 dưới góc độ giáo dục STEM
• 2.1.1. Vị trí Môn Sinh học trong chương trình Phổ thông
• 2.1.2. Phân tích chương trình Sinh học 8 (THCS)
• 2.1.3. Phân tích chương trình Sinh học 8 (THCS) dưới góc độ STEM
• 2.1.4. Quy trình thiết kế và tổ chức một số nội dung Sinh học 8 theo mô hình giáo dục STEM
• 2.1.5. Một số nội dung Sinh học 8 có thể tổ chức dạy học theo mô hình giáo dục STEM
• 2.1.6. Lựa chọn chủ đề
• 2.1.7. Xác định nội dung kiến thức STEM cần giải quyết trong chủ đề
• 2.1.8. Xây dựng các câu hỏi, vấn đề trong chủ đề
• 2.1.9. Xác định mục tiêu dạy học của chủ đề
• 2.1.10. Thiết kế các hoạt động STEM
• 2.1.11. Lập kế hoạch dạy học
• 2.1.12. Tổ chức dạy học và đánh giá. Một số giáo án minh họa
• 2.2. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
• 3.7. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.8. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.8.1. Kết quả định lượng
• 3.8.2. Kết quả định tính
• 3.9. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về mô hình STEM trong dạy học Sinh học 8

Mô hình giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) đang trở thành xu hướng quan trọng trong giáo dục hiện đại. Việc áp dụng mô hình này vào dạy học Sinh học 8 không chỉ giúp học sinh phát triển kiến thức mà còn nâng cao kỹ năng thực hành và tư duy phản biện. Mô hình STEM khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động học tập tích cực, từ đó tạo ra môi trường học tập thú vị và hiệu quả.

1.1. Khái niệm và vai trò của mô hình STEM

Mô hình STEM là một phương pháp giáo dục tích hợp, giúp học sinh kết nối kiến thức từ các lĩnh vực khác nhau. Nó không chỉ giúp học sinh hiểu sâu về Sinh học mà còn phát triển các kỹ năng cần thiết cho tương lai.

1.2. Lợi ích của việc áp dụng mô hình STEM trong dạy học

Việc áp dụng mô hình STEM trong dạy học Sinh học 8 mang lại nhiều lợi ích như tăng cường sự hứng thú học tập, phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và khả năng làm việc nhóm cho học sinh.

II. Thách thức trong việc vận dụng mô hình STEM vào dạy học Sinh học 8

Mặc dù mô hình STEM mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó vào dạy học Sinh học 8 cũng gặp phải không ít thách thức. Các giáo viên cần phải thay đổi phương pháp giảng dạy truyền thống, đồng thời trang bị thêm kiến thức và kỹ năng cần thiết để thực hiện mô hình này.

2.1. Khó khăn trong việc thay đổi phương pháp dạy học

Nhiều giáo viên vẫn còn bỡ ngỡ với mô hình STEM, dẫn đến việc áp dụng không hiệu quả. Cần có sự hỗ trợ và đào tạo liên tục cho giáo viên để họ có thể tự tin hơn trong việc giảng dạy.

2.2. Thiếu tài liệu và nguồn lực hỗ trợ

Việc thiếu tài liệu hướng dẫn và nguồn lực hỗ trợ cho giáo viên cũng là một trong những thách thức lớn. Cần có sự đầu tư từ phía nhà trường và các cơ quan giáo dục để phát triển tài liệu giảng dạy phù hợp.

III. Phương pháp dạy học tích cực theo mô hình STEM trong Sinh học 8

Để vận dụng mô hình STEM hiệu quả trong dạy học Sinh học 8, giáo viên cần áp dụng các phương pháp dạy học tích cực. Những phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành và tư duy phản biện.

3.1. Phương pháp học tập dựa trên dự án

Phương pháp học tập dựa trên dự án giúp học sinh thực hiện các dự án thực tế liên quan đến nội dung học tập, từ đó phát triển kỹ năng làm việc nhóm và giải quyết vấn đề.

3.2. Thí nghiệm và thực hành trong dạy học

Thí nghiệm và thực hành là phần không thể thiếu trong dạy học Sinh học. Việc tổ chức các hoạt động thí nghiệm giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm sinh học và phát triển kỹ năng thực hành.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình STEM trong dạy học Sinh học 8

Việc áp dụng mô hình STEM trong dạy học Sinh học 8 đã được thực hiện tại nhiều trường học và mang lại kết quả tích cực. Các hoạt động học tập tích cực đã giúp học sinh phát triển năng lực và hứng thú học tập.

4.1. Kết quả thực nghiệm từ các trường học

Nhiều trường học đã thực hiện các dự án STEM và ghi nhận sự tăng trưởng trong hứng thú học tập và kết quả học tập của học sinh.

4.2. Phản hồi từ học sinh và giáo viên

Phản hồi từ học sinh cho thấy họ cảm thấy hứng thú hơn với môn Sinh học khi được học theo mô hình STEM. Giáo viên cũng nhận thấy sự tiến bộ rõ rệt trong khả năng tư duy và sáng tạo của học sinh.

V. Kết luận và triển vọng của mô hình STEM trong dạy học Sinh học 8

Mô hình STEM đang mở ra nhiều cơ hội cho việc dạy học Sinh học 8. Việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp nâng cao chất lượng dạy học mà còn phát triển năng lực cho học sinh, đáp ứng yêu cầu của xã hội hiện đại.

5.1. Tương lai của giáo dục STEM tại Việt Nam

Giáo dục STEM có tiềm năng lớn để phát triển tại Việt Nam. Cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ các cơ quan chức năng để mô hình này trở thành một phần quan trọng trong giáo dục phổ thông.

5.2. Khuyến nghị cho việc áp dụng mô hình STEM

Cần có các chương trình đào tạo cho giáo viên, phát triển tài liệu giảng dạy và tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào các hoạt động STEM để nâng cao chất lượng dạy học.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh Cách mạng Công nghiệp 4.0, nhu cầu nhân lực có kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM) ngày càng gia tăng. Tại Việt Nam, giáo dục STEM mới chỉ được triển khai thử nghiệm và chưa trở thành hoạt động chính thức trong nhà trường phổ thông. Môn Sinh học, với tính chất thực nghiệm và liên quan mật thiết đến đời sống, là một trong những môn học phù hợp để vận dụng mô hình giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực cho học sinh trung học cơ sở (THCS). Nghiên cứu này tập trung vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học Sinh học lớp 8 tại các trường THCS trên địa bàn thành phố Hà Nội trong năm học 2018-2019. Mục tiêu chính là tạo hứng thú học tập, phát triển năng lực và nâng cao chất lượng dạy học môn Sinh học. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng thực hành cho học sinh, đồng thời hỗ trợ giáo viên trong việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, hiện đại. Qua khảo sát thực trạng, khoảng 60% giáo viên quan tâm đến phát triển năng lực tự học cho học sinh, tuy nhiên năng lực thực nghiệm và nghiên cứu còn ít được chú trọng. Việc sử dụng phương pháp dạy học dự án và tích hợp liên môn STEM còn hạn chế, trong khi đó các phương tiện dạy học hiện đại như bảng tương tác và máy soi vật thể chưa được khai thác hiệu quả. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để xây dựng quy trình dạy học Sinh học 8 theo mô hình STEM, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình giáo dục STEM, trong đó:

• Mô hình 5E (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate): Đây là mô hình dạy học tích hợp STEM giúp người học tham gia tích cực, khám phá kiến thức mới, giải thích và áp dụng kiến thức trong thực tiễn, đồng thời đánh giá kết quả học tập. Mô hình này dựa trên thuyết kiến tạo của Piaget và khung khái niệm của Posner.

• Mô hình nghiên cứu khoa học: Quá trình nghiên cứu khoa học gồm các bước xác định vấn đề, xây dựng giả thuyết, thu thập và phân tích dữ liệu, rút ra kết luận. Mô hình này giúp học sinh phát triển năng lực tư duy phản biện và kỹ năng thực hành khoa học.

• Mô hình thiết kế kỹ thuật: Quá trình thiết kế sản phẩm kỹ thuật bao gồm quan sát, đề xuất giải pháp, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá. Mô hình này giúp học sinh phát triển kỹ năng sáng tạo, giải quyết vấn đề và làm việc nhóm.

• Các khái niệm chính: Giáo dục STEM, năng lực STEM (STEM literacy), dạy học tích hợp liên môn, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thực hành và sáng tạo.

Phương pháp nghiên cứu

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

• Nguồn dữ liệu: Thu thập từ 50 giáo viên dạy Sinh học tại các trường THCS trên địa bàn Hà Nội, học sinh lớp 8, tài liệu chương trình Sinh học 8, các báo cáo và công trình nghiên cứu về giáo dục STEM.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phân tích định lượng qua bảng hỏi khảo sát mức độ quan tâm, sử dụng phương pháp và phương tiện dạy học của giáo viên; phân tích định tính qua phỏng vấn, quan sát hoạt động dạy học và tham vấn chuyên gia.

• Thời gian nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 10 đến tháng 12 năm 2018, bao gồm khảo sát thực trạng, thiết kế và tổ chức dạy học theo mô hình STEM, thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lựa chọn ngẫu nhiên 50 giáo viên dạy Sinh học lớp 8 tại các trường THCS trên địa bàn Hà Nội, phân chia thành nhóm thực nghiệm (dạy học theo mô hình STEM) và nhóm đối chứng (dạy học truyền thống).

• Phương pháp thống kê: Sử dụng phần mềm SPSS và Excel để xử lý số liệu, tính phần trăm, trung bình, so sánh kết quả giữa các nhóm, áp dụng tiêu chí Cohen để đánh giá mức độ ảnh hưởng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mức độ quan tâm của giáo viên đến phát triển năng lực cho học sinh: Khoảng 60% giáo viên thường xuyên quan tâm đến năng lực tự học, 56% quan tâm đến năng lực hợp tác, trong khi năng lực thực nghiệm và nghiên cứu chỉ được 34% và 26% giáo viên chú trọng thường xuyên. Điều này cho thấy năng lực chuyên biệt trong môn Sinh học chưa được phát triển đồng đều.

2. Sử dụng phương pháp dạy học: 70% giáo viên thường xuyên sử dụng phương pháp thuyết trình, 56% sử dụng vấn đáp tìm tòi và 54% áp dụng dạy học theo nhóm. Tuy nhiên, chỉ 32% giáo viên thường xuyên áp dụng dạy học dự án và 40% thỉnh thoảng sử dụng, cho thấy phương pháp dạy học tích hợp STEM chưa phổ biến.

3. Sử dụng phương tiện dạy học: 90% giáo viên thường xuyên sử dụng sách giáo khoa, 82% sử dụng tranh ảnh, clip, 52% sử dụng mô hình, mẫu vật. Máy tính và máy chiếu được sử dụng thường xuyên ở mức 34% và 40%. Bảng tương tác và máy soi vật thể ít được sử dụng (8% và 8%), phản ánh hạn chế về cơ sở vật chất hiện đại.

4. Mức độ quan tâm đến đổi mới dạy học và STEM: 56% giáo viên rất quan tâm đến các cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật, 58% quan tâm đến đổi mới giáo dục theo định hướng STEM, nhưng vẫn còn khoảng 20-30% giáo viên chưa quan tâm hoặc chỉ bình thường về các vấn đề này.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy giáo viên đã nhận thức được tầm quan trọng của việc phát triển năng lực chung như tự học, hợp tác và giải quyết vấn đề cho học sinh, tuy nhiên năng lực chuyên biệt như thực nghiệm và nghiên cứu khoa học còn bị xem nhẹ. Việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như dạy học dự án, dạy học tích hợp liên môn STEM chưa được phổ biến rộng rãi, có thể do thiếu kinh nghiệm hoặc hạn chế về thời gian, tài nguyên.

Cơ sở vật chất hiện đại như bảng tương tác, máy soi vật thể chưa được khai thác hiệu quả, ảnh hưởng đến việc tổ chức các hoạt động STEM thực hành. Mức độ quan tâm chưa đồng đều đến đổi mới giáo dục và STEM cũng phản ánh sự cần thiết trong việc nâng cao nhận thức và đào tạo chuyên sâu cho giáo viên.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc áp dụng mô hình STEM trong dạy học Sinh học giúp tăng cường kỹ năng thực hành, tư duy phản biện và sáng tạo cho học sinh, đồng thời nâng cao chất lượng học tập. Việc tổ chức các hoạt động STEM theo mô hình 5E và quy trình thiết kế kỹ thuật đã được chứng minh là hiệu quả trong việc phát triển năng lực toàn diện cho học sinh.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố mức độ quan tâm của giáo viên, bảng so sánh tần suất sử dụng phương pháp và phương tiện dạy học, cũng như biểu đồ so sánh kết quả học tập giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng giáo viên về giáo dục STEM: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về phương pháp dạy học tích hợp STEM, kỹ năng thiết kế bài giảng theo mô hình 5E và quy trình thiết kế kỹ thuật. Mục tiêu nâng cao năng lực chuyên môn cho 100% giáo viên dạy Sinh học trong vòng 1 năm, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học thực hiện.

2. Phát triển cơ sở vật chất và trang thiết bị dạy học hiện đại: Đầu tư trang bị bảng tương tác, máy soi vật thể, thiết bị thí nghiệm STEM cho các trường THCS trong thành phố Hà Nội trong vòng 2 năm tới nhằm hỗ trợ tổ chức các hoạt động thực hành, thí nghiệm hiệu quả.

3. Xây dựng và triển khai chương trình dạy học Sinh học 8 theo mô hình STEM: Thiết kế các chủ đề tích hợp liên môn, xây dựng kế hoạch dạy học và đánh giá năng lực học sinh theo tiêu chí STEM. Thực hiện thí điểm tại 5 trường THCS trong năm học tiếp theo, sau đó nhân rộng trên toàn thành phố.

4. Tăng cường tổ chức các hoạt động ngoại khóa, câu lạc bộ STEM và các cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật: Khuyến khích học sinh tham gia các hoạt động trải nghiệm, sáng tạo nhằm phát triển kỹ năng thực hành và tư duy giải quyết vấn đề. Các trường phối hợp với các tổ chức giáo dục và doanh nghiệp để tổ chức định kỳ hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giáo viên môn Sinh học và các môn khoa học tự nhiên: Nghiên cứu cung cấp phương pháp và quy trình tổ chức dạy học tích hợp STEM, giúp giáo viên nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

2. Cán bộ quản lý giáo dục tại các trường THCS: Tham khảo để xây dựng kế hoạch đào tạo, đầu tư cơ sở vật chất và triển khai các hoạt động giáo dục STEM phù hợp với điều kiện thực tế của nhà trường.

3. Nhà nghiên cứu và giảng viên đại học chuyên ngành giáo dục và sư phạm: Tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo về giáo dục STEM, phát triển chương trình đào tạo giáo viên và đổi mới phương pháp dạy học.

4. Phụ huynh và học sinh quan tâm đến đổi mới giáo dục: Hiểu rõ hơn về mô hình giáo dục STEM, lợi ích và cách thức áp dụng trong học tập, từ đó hỗ trợ và đồng hành cùng nhà trường trong quá trình học tập của con em.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo dục STEM là gì và tại sao lại quan trọng trong dạy học Sinh học?
   Giáo dục STEM là mô hình dạy học tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn. Trong môn Sinh học, STEM giúp học sinh hiểu sâu kiến thức, phát triển kỹ năng thực hành và tư duy sáng tạo, phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục hiện đại.

2. Mô hình 5E áp dụng trong dạy học STEM gồm những bước nào?
   Mô hình 5E gồm: Engage (Gắn kết), Explore (Khám phá), Explain (Giải thích), Elaborate (Mở rộng), Evaluate (Đánh giá). Mô hình này giúp học sinh tham gia tích cực, tự khám phá kiến thức và vận dụng vào thực tiễn, đồng thời giáo viên đánh giá hiệu quả học tập.

3. Làm thế nào để giáo viên có thể áp dụng mô hình STEM trong dạy học Sinh học 8?
   Giáo viên cần phân tích chương trình, lựa chọn chủ đề phù hợp, xây dựng các câu hỏi và hoạt động tích hợp liên môn, thiết kế bài giảng theo quy trình thiết kế kỹ thuật hoặc nghiên cứu khoa học, đồng thời sử dụng phương pháp dạy học tích cực như dạy học dự án, dạy học theo nhóm.

4. Những khó khăn thường gặp khi triển khai giáo dục STEM trong trường THCS là gì?
   Khó khăn bao gồm hạn chế về cơ sở vật chất hiện đại, thiếu kinh nghiệm và kỹ năng của giáo viên trong dạy học tích hợp, thời gian chuẩn bị bài giảng dài, cũng như sự chưa đồng bộ trong nhận thức và hỗ trợ từ nhà trường và phụ huynh.

5. Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy hiệu quả của mô hình STEM như thế nào?
   Kết quả thực nghiệm cho thấy học sinh lớp thực nghiệm dạy học theo mô hình STEM có mức độ hứng thú học tập tăng khoảng 30%, điểm kiểm tra kiến thức tăng trung bình 15% so với lớp đối chứng, đồng thời phát triển tốt hơn các năng lực giải quyết vấn đề và kỹ năng thực hành.

Kết luận

• Giáo dục STEM là xu hướng tất yếu trong đổi mới giáo dục phổ thông, giúp phát triển năng lực toàn diện cho học sinh.
• Mô hình 5E và các quy trình nghiên cứu khoa học, thiết kế kỹ thuật là cơ sở lý thuyết vững chắc để tổ chức dạy học tích hợp STEM hiệu quả.
• Thực trạng tại các trường THCS Hà Nội cho thấy giáo viên quan tâm đến năng lực chung nhưng còn hạn chế trong phát triển năng lực chuyên biệt và áp dụng phương pháp dạy học tích cực.
• Việc đầu tư cơ sở vật chất, đào tạo giáo viên và xây dựng chương trình dạy học STEM là cần thiết để nâng cao chất lượng dạy học Sinh học lớp 8.
• Nghiên cứu đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm thúc đẩy triển khai mô hình giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông, góp phần đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục Việt Nam.

Các trường THCS và Sở Giáo dục cần phối hợp triển khai đào tạo giáo viên, đầu tư trang thiết bị và xây dựng chương trình dạy học STEM trong năm học tới để nâng cao hiệu quả giáo dục.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM 1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1. Giáo dục STEM trên thế giới Trong một thập kỉ gần đây vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM đã, đang được rất nhiều nhà giáo dục quan tâm và nghiên cứu ở nhiều quốc gia trên thế giới. Tại Mỹ Vào những thập niên 50 và 60, Mỹ là đất nước đầu tiên phổ cập giáo dục phổ thông cho cả nước, tạo ra hệ thống các trường đại học, cao đẳng rộng rãi.

Ở thời điểm này, nền giáo dục cùng khoa học và kinh tế nước Mỹ đạt được những kết quả khả quan. Tuy nhiên, ngày nay, nhiều quốc gia đã cho thấy học sinh của họ có một bước tiến vượt bậc, nổi trội so với học sinh của Mỹ về các kỹ năng cũng như kiến thức trong trường học phổ thông, chẳng hạn như Phần Lan, Hàn Quốc, Hồng Kông hay Singapore. Do vậy, Mỹ đã đặt ra một bước tiến quan trọng để cải cách giáo dục nhằm tìm lại vị thế của mình, đó chính là phát triển nền giáo dục STEM. Ở Mỹ, từ năm 2004 đến năm 2014, nhóm việc làm liên quan đến kỹ thuật và khoa học tăng hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác.

Một nghiên cứu khác cũng cho thấy, từ năm 1950 đến năm 2007, các việc làm STEM tăng trưởng gấp 4 lần so với các ngành nghề còn lại. Các chính trị gia tại Mỹ cho rằng để duy trì được nền kinh tế dẫn đầu thế giới, cần có một lực lượng lao động giàu kiến thức và kỹ năng. Trong một bài phát biểu trước Thượng nghị viện Mỹ, tỷ phú Bill Gates cũng nhấn mạnh vai trò của ngành Giáo dục trong công tác đào tạo lực lượng lao động này. Ông cho rằng: “Chúng ta không thể duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ phi chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về Toán học, Khoa học và Kỹ thuật” (dẫn theo Lê Xuân Quang, 2017) [18].

Do đó, Chính phủ Mỹ cũng đã khuyến khích các Nhà trường phổ thông đầu tư xây dựng hệ thống các lớp học STEM, bên cạnh đó không ngừng kết hợp với các doanh nghiệp, các trường Đại học có khả năng thúc đẩy giáo dục STEM phát triển trong nhà trường [26]. 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tỉ lệ học sinh, sinh viên theo học một trong 4 lĩnh vực STEM ở Mỹ giảm đi đáng kể trong khi nhu cầu các ngành nghề lĩnh vực STEM gia tăng rõ rệt. Theo Bộ Giáo dục Đạo tạo Hòa Kỳ chỉ có 16% HS trung học phổ thông quan tâm đến STEM và chứng minh được sự thành thạo Toán học. Năm 2009, chính quyền Obama công bố chiến dịch “Giáo dục để đổi mới” [26] để động viên và khích lệ HS tham gia vào các môn STEM đồng thời chú trọng tới số lượng lớn giáo viên có chuyên môn cao trong các lĩnh vực này.

Mục đích để đưa những học sinh có năng lực ở lĩnh vực Khoa học, Toán học đạt tới vị trí cao trong đấu trường quốc tế. Chính quyền của Tổng thống Obama đã đầu tư 3,1 tỉ USD cho chương trình liên bang về giáo dục, tăng 6,7% so với năm 2012. Các khoản đầu tư được thực hiện để tuyển dụng và đào tạo giáo viên STEM cũng như hỗ trợ các trường trong việc dạy học tích hợp STEM. Do nhu cầu nhân lực cho các ngành liên quan đến STEM trong tương lai ngày càng tăng, Mỹ đã nhìn nhận sâu sắc về vấn đề này, đã và đang có những đầu tư để phát triển giáo dục STEM.

Tại Anh Mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Do đó các giải pháp hướng tới là tăng cường tối đa các cơ hội cho người học được tiếp xúc, trải nghiệm với các hoạt động nghiên cứu khoa học ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường nhằm xây dựng hứng thú, niềm yêu thích tìm tòi, khám phá tri thức và vận dụng tri thức vào cuộc sống [26]. Không riêng ở Mỹ, nhu cầu nhân lực STEM cũng là vấn đề với nước Anh. Ở Anh, Học viện Kỹ thuật Hoàng gia báo cáo Anh sẽ cần 100.000 sinh viên tốt nghiệp lĩnh vực STEM mỗi năm để đảm bảo nhu cầu tính đến năm 2020.

Trong buổi thảo luận tại Hội Đồng Anh về “Vai trò của nhà nước và các tổ chức cá nhân có liên quan trong việc xây dựng chiến lược phát triển giáo dục STEM”, ông Mark Windle có chia sẻ về dạy học tích hợp STEM ở Anh như sau: “Ở Anh, giáo dục STEM được đưa thành chương trình quốc gia với mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng hơn nữa bao gồm 4 nội dung là tuyển dụng và đào tạo giáo viên giảng dạy STEM; nâng cao trình độ nghiệp vụ của GV; thúc đẩy phong trào STEM dưới 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] hình thức câu lạc bộ, ngày hội, đại sứ STEM, ngày tham quan phòng thí nghiệm, nhà máy… và phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ dạy - học” (dẫn theo Trần Bá Hoành, 2008) [13]. Tại Úc Úc là quốc gia có nền giáo dục phát triển với tỉ lệ học sinh đi học cao nhất thế giới. Theo Bộ trưởng Bộ Khoa học và Thông tin kinh tế HonJay Weatherill, đối với tất cả các tiểu bang Nam Úc, để gặt hái những lợi ích của ngành công nghiệp giá trị cao và nền kinh tế kỹ thuật số, điều quan trọng là phải thu hút và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao với những kĩ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM). Trong tài liệu thảo luận của chính phủ Queensland, thủ tướng Úc cũng khẳng định tầm quan trọng của giáo dục STEM là giúp giáo dục kỹ năng cho người học, đóng vai trò quan trọng trong tầm nhìn Nhà nước thông minh [26].

Tại Hồng Kông Việc khuyến khích phát triển giáo dục STEM được giới thiệu như một trọng tâm trong việc đổi mới chương trình học để nuôi dưỡng học sinh trở thành những người học suốt đời, đạt hiệu quả và được trang bị những kiến thức, kĩ năng cũng như các giá trị và thái độ cần thiết để đương đầu với những thách thức trong thế kỉ mới. Học sinh Hồng Kông giỏi về lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Toán học tuy nhiên các em chỉ tập trung vào việc học lý thuyết và gặp khó khăn khi tham gia các hoạt động thực hành. Chính vì vậy, việc áp dụng giáo dục STEM trong giảng dạy được xem là điều cần thiết trong việc tăng cường khả năng tích hợp, áp dụng kiến thức và kĩ năng của học sinh đặc biệt là khả năng giải quyết các vấn đề trong cuộc sống [26]. Giáo dục STEM ở Việt Nam Giáo dục STEM được biết đến ở Việt Nam vào khoảng năm 2010 thông qua các Công ty về Công nghệ và Giáo dục trong và ngoài nước.

Thực hiện chủ trương đổi mới căn bản và toàn diện, từ năm 2012 Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức các cuộc thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tế dành cho học sinh Trung học” và “Dạy học theo chủ đề tích hợp liên môn dành cho giáo viên Trung học”. Đặc biệt là cuộc thi “Nghiên cứu khoa học dành cho học sinh Trung học” đã trở thành điểm sáng trong hoạt động giáo dục. Qua các cuộc thi đã tạo 8 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] cơ hội cho giáo viên và học sinh giao lưu, học hỏi, chia sẻ kinh nghiệm trong việc đổi mới dạy và học đồng thời kích thích sự sáng tạo, say mê nghiên cứu, tăng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Bên cạnh đó còn rất nhiều cuộc thi như: “Chế tạo Robot mở rộng” do khoa Vật lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên tổ chức, hay “Nhà sáng tạo trẻ”, “Chế tạo và phóng tên lửa nước” đã được triển khai.

Đây là tiền đề hướng đến các cuộc thi Quốc tế như: “Chế tạo tên lửa nước” của diễn đàn các cơ quan nghiên cứu vũ trụ khu vực châu Á – Thái Bình Dương, Cuộc thi ASPC ở Thái Lan… Các cuộc thi diễn ra đều nhận được sự quan tâm của các nhà giáo dục, cán bộ quản lý, giáo viên, phụ huynh và học sinh. Đây là những ví dụ thiết thực cho mô hình giáo dục STEM tại Việt Nam [14]. Năm 2014, trong Kỉ yếu hội thảo của Bộ Giáo dục và Đào tạo, tác giả Đỗ Ngọc Thống có bài viết “Chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam nhìn từ giáo dục STEM”. Tác giả cho rằng cần thống nhất cách hiểu và triển khai về Giáo dục STEM, không ngừng cải thiện giáo dục Công nghệ và Tin học, tăng cường dạy học tích hợp theo chủ đề liên quan tới Toán, Khoa học, Công nghệ, Tin học… để góp phần đổi mới quá trình dạy học và đưa các hoạt động STEM vào chương trình giáo dục phổ thông hiện hành [19].

Tác giả Đỗ Văn Tuấn cũng có cùng quan điểm như trên trong bài viết “Những điều cần biết về giáo dục STEM” đăng trên tạp trí Tin học và Nhà trường [23]. Tháng 6 năm 2014, Bộ phận thường trực Đổi mới chương trình giáo dục phổ thông cùng các đơn vị liên quan thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo, Công ty Cổ phần Công nghệ DTT, tập đoàn Eduspec đã tổ chức “Hội thảo Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông của một số nước và vận dụng vào điều kiện của Việt Nam” để đưa ra các ý kiến về nhu cầu dạy học tích hợp STEM trong hoàn cảnh Việt Nam hiện nay. Hình thức tổ chức dạy học tích hợp STEM chủ yếu là hoạt động các CLB. Điển hình là công ty Sách Long Minh đã xây dựng khá nhiều CLB STEM tại trường THPT Amsterdam, trường Phổ thông Liên cấp Vinschool, trường THPT Tạ Quang Bửu, trường THCS Ac-si-met, trường THCS Đoàn Thị Điểm… Vào năm 2015 – 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích bổ sung các nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo, đồng thời chỉ đạo năm 2017 – 9 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 2018 tiến hành thí điểm giáo dục STEM trên diện rộng.

Bên cạnh đó, Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho các trường Trung học tại một số tỉnh thành như Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định. Đây là bước đi quan trọng nhằm phát triển một số chương trình giáo dục theo mô hình STEM mang tầm quốc gia và là giải pháp giúp đổi mới giáo dục căn bản và toàn diện [14].