Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Vận dụng quy trình tư duy thiết kế trong dạy học môn Công nghệ cho học sinh lớp 3" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Thị Quỳnh Anh (ngành Giáo dục Tiểu học, Trường Đại học Hải Phòng) dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Hồng Dương vào năm 2024. Nghiên cứu được đặt trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo theo tinh thần Nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIII của Đảng và Chiến lược phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2021–2030, với trọng tâm hiện đại hóa giáo dục nhằm đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao. Đồng thời, đề tài bám sát Khoản 2, Điều 28, Chương II Luật Giáo dục năm 2005 về yêu cầu phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh.

Trong Chương trình Giáo dục phổ thông (GDPT) 2018, môn Công nghệ lần đầu tiên trở thành môn học bắt buộc ở cấp tiểu học (bắt đầu triển khai từ năm học 2022–2023, sau đó được đính chính việc phân chia đánh giá định kỳ phân môn Công nghệ và Tin học theo Quyết định số 2904/QĐ-BGDĐT ngày 07/10/2022). Đặc thù của môn học này ở tiểu học là gắn liền với các hoạt động thực hành làm ra các sản phẩm thủ công kỹ thuật phục vụ cuộc sống hàng ngày. Do đó, việc ứng dụng quy trình tư duy thiết kế (Design Thinking) — với trọng tâm là hoạt động "đồng cảm" (empathize) để thấu hiểu nhu cầu của người sử dụng — là hướng tiếp cận sư phạm phù hợp giúp học sinh kiến tạo giải pháp thực tế thay vì chỉ làm theo mẫu có sẵn.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn nhằm thiết kế một số bài học môn Công nghệ lớp 3 vận dụng quy trình tư duy thiết kế, góp phần nâng cao chất lượng dạy học và phát triển phẩm chất, năng lực học sinh theo yêu cầu Chương trình GDPT 2018.
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu cơ sở lý luận và khảo sát thực trạng việc vận dụng quy trình tư duy thiết kế trong tổ chức hoạt động học tập môn Công nghệ lớp 3.
    • Nhiệm vụ 2: Đề xuất nguyên tắc, quy trình và thiết kế kế hoạch dạy học minh họa cho các bài học môn Công nghệ lớp 3 vận dụng quy trình tư duy thiết kế.
    • Nhiệm vụ 3: Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm tính khả thi, phù hợp và hiệu quả của quy trình đã đề xuất.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình tư duy thiết kế trong việc tổ chức các hoạt động học tập dạy học môn Công nghệ lớp 3.
  • Phạm vi nội dung: Vận dụng quy trình vào việc thiết kế và tổ chức một số bài học cụ thể trong môn Công nghệ lớp 3.
  • Phạm vi khảo sát và thực nghiệm: Khảo sát trên 25 giáo viên và 120 học sinh lớp 3 tại các trường tiểu học trên địa bàn thành phố Hải Phòng (thực hiện từ tháng 09/2023 đến tháng 10/2023); thực nghiệm sư phạm trực tiếp tại Trường Tiểu học Kim Đồng, quận Ngô Quyền, thành phố Hải Phòng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài được xây dựng dựa trên mô hình quy trình tư duy thiết kế gồm 5 giai đoạn do Viện Thiết kế Hasso Plattner (d.school) thuộc Đại học Stanford phát triển:

  1. Đồng cảm (Empathize): Tìm hiểu, thấu cảm nhu cầu, mong muốn và khó khăn của người sử dụng thông qua quan sát, trải nghiệm thực tế hoặc phỏng vấn.
  2. Xác định vấn đề (Define): Phân tích và cụ thể hóa thông tin từ giai đoạn đồng cảm để xác lập các tiêu chí, yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cần tạo ra.
  3. Hình thành ý tưởng (Ideate): Thảo luận nhóm, phát triển tối đa các ý tưởng sáng tạo và thể hiện thông qua các bản phác thảo hình vẽ.
  4. Chế tạo nguyên mẫu (Prototype): Chuyển hóa bản vẽ phác thảo thành sản phẩm mẫu cụ thể bằng các vật liệu có sẵn hoặc vật liệu tái chế.
  5. Thử nghiệm (Test): Kiểm tra tính năng của sản phẩm đối chiếu với các tiêu chí ban đầu, thu thập ý kiến đóng góp từ người dùng và tiến hành điều chỉnh, hoàn thiện.

Tác giả phân tích các đặc trưng cốt lõi của tư duy thiết kế khi áp dụng vào giáo dục tiểu học bao gồm: lấy con người làm trung tâm, đề cao trải nghiệm thực tế, sử dụng minh họa trực quan và kết hợp có hệ thống giữa tư duy phân tích với tư duy trực giác. Cấu trúc chương trình môn Công nghệ lớp 3 được cấu thành từ hai mạch nội dung: "Công nghệ và đời sống" và "Thủ công kĩ thuật", kết hợp với đặc điểm tâm sinh lý học sinh lớp 3 (giai đoạn tư duy đang chuyển dần từ trực quan hành động sang tư duy trừu tượng, trí tưởng tượng phong phú nhưng còn phân tán).

Hệ thống phương pháp nghiên cứu được triển khai bao gồm:

  • Phương pháp nghiên cứu lý luận: Tổng quan, phân tích, tổng hợp các tài liệu khoa học giáo dục, văn bản pháp quy và chương trình môn học.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
    • Điều tra bằng phiếu hỏi: Sử dụng phiếu khảo sát dành cho 25 giáo viên (về nhận thức, mức độ sử dụng phương pháp, quy trình dạy học, khó khăn khi áp dụng) và 120 học sinh (về mức độ hứng thú với nội dung môn học và các hình thức tổ chức dạy học).
    • Phỏng vấn sâu: Trao đổi trực tiếp với giáo viên trực tiếp giảng dạy tại Trường Tiểu học Kim Đồng (cô Nguyễn Thị Thu Thủy, cô Nguyễn Thị Quỳnh Nga, cô Hoàng Thị Năm) nhằm làm rõ thuận lợi, khó khăn trong khâu chuẩn bị vật liệu, quản lý thời gian và không gian học tập.
    • Phương pháp quan sát: Ghi nhận hành vi, thái độ, mức độ tương tác và kỹ năng thực hành của học sinh trong các giờ học Công nghệ.
    • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm có đối chứng, đánh giá sự thay đổi về nhận thức và kỹ năng của học sinh.
  • Phương pháp thống kê toán học: Phân tích, xử lý và biểu diễn các số liệu điều tra, thực nghiệm thông qua phần mềm Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực trạng

Chương 1 tập trung hệ thống hóa cơ sở khoa học của tư duy thiết kế trong giáo dục và công bố dữ liệu khảo sát thực trạng tại địa bàn nghiên cứu:

Nội dung khảo sát giáo viên (N = 25) Tỷ lệ lựa chọn (%)
Nhận thức về quy trình tư duy thiết kế
Tạo ra môi trường học tập tương tác 80%
Nhiệm vụ học tập phức hợp, kết hợp lý thuyết và thực tiễn 60%
Người học tham gia lựa chọn đề tài phù hợp sở thích 60%
Xuất phát từ tình huống thực tiễn xã hội, đời sống 56%
Người học tự lực, tích cực tham gia các giai đoạn 56%
Mức độ sử dụng các phương pháp dạy học
Thuyết trình 92%
Đàm thoại 88%
Trực quan / Nêu vấn đề 80%
Dạy học trải nghiệm 76%
Thực hành - Thí nghiệm 68%
Dạy học theo nhóm nhỏ 60%
Dạy học theo dự án / Dạy học kiến tạo 44%
Dạy học vận dụng quy trình tư duy thiết kế 20%
Quy trình dạy học giáo viên thường dùng
Quy trình thiết kế kỹ thuật 72%
Quy trình nghiên cứu khoa học 40%
Quy trình tư duy thiết kế 28%
Quy trình tự đề xuất 20%
Khó khăn lớn nhất khi vận dụng tư duy thiết kế
Quan sát, đánh giá năng lực cụ thể của từng học sinh trong nhóm 96%
Hạn chế về thời gian, không gian thực hiện bài dạy 92%
Cơ sở vật chất, điều kiện phục vụ chế tạo sản phẩm 80%
Tạo hứng thú, mong muốn học hỏi cho học sinh 80%
Xây dựng bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm 72%

Kết quả khảo sát 120 học sinh lớp 3 cho thấy: 54,17% học sinh rất thích và 28,3% thích các bài học môn Công nghệ do nội dung gắn với đời sống; 93% học sinh mong muốn được tham gia các tiết học vận dụng quy trình tư duy thiết kế, 85% thích giải quyết các tình huống có vấn đề trong thực tế, và 80% thích hình thức học tập nhóm.

Chương 2: Tổ chức các hoạt động học tập trong môn Công nghệ lớp 3 vận dụng quy trình tư duy thiết kế

Chương 2 đề xuất khung 5 nguyên tắc sư phạm khi tổ chức bài học môn Công nghệ lớp 3 theo quy trình tư duy thiết kế:

  1. Đảm bảo đáp ứng đầy đủ yêu cầu cần đạt theo quy định của Chương trình GDPT môn Công nghệ 2018.
  2. Đảm bảo giải quyết các vấn đề thực tiễn, tăng cường tính tích hợp liên môn (STEAM, nghệ thuật, giáo dục nhân văn).
  3. Lấy học sinh làm trung tâm thông qua 3 cấp độ: trải nghiệm, giải quyết vấn đề thực tiễn và giải quyết vấn đề bằng sự đồng cảm (cấp độ cao nhất).
  4. Sản phẩm bài học không có kết quả duy nhất, tôn trọng sự đa dạng trong phương án thiết kế của từng cá nhân/nhóm học sinh.
  5. Tổ chức hoạt động trên cơ sở thực hiện tốt quá trình đồng cảm, duy trì tâm thế thấu hiểu người dùng xuyên suốt quá trình chế tạo.

Tác giả đề xuất cấu trúc bài học và sản phẩm cho 4 bài học cụ thể trong chương trình môn Công nghệ lớp 3:

STT Tên bài học Thời lượng Sản phẩm dự kiến thiết kế
1 Bài 6: An toàn với môi trường công nghệ trong gia đình 2 tiết - Sản phẩm 1: Cuốn cẩm nang sử dụng đồ dùng công nghệ trong gia đình đúng cách và an toàn.
- Sản phẩm 2: Cuốn cẩm nang phòng tránh tai nạn thương tích dành cho học sinh tiểu học.
2 Bài 8: Làm đồ dùng học tập 4 tiết - Sản phẩm 1: Thẻ đánh dấu trang sách làm quà tặng sinh nhật bạn.
- Sản phẩm 2: Thước kẻ mang dấu ấn cá nhân để tránh nhầm lẫn.
3 Bài 9: Làm biển báo giao thông 3 tiết - Sản phẩm: Biển báo giao thông mô hình phục vụ tuyên truyền và rèn luyện ý thức chấp hành an toàn giao thông.
4 Bài 10: Làm đồ chơi 4 tiết - Sản phẩm 1: Khối Rubik gắn họa tiết nổi dành tặng bạn học sinh khiếm thị.
- Sản phẩm 2: Con diều chở ước mơ làm quà tặng sinh nhật.

Chương này cũng phân tích các điều kiện tổ chức thực hiện về phía nhà quản lý, giáo viên, cơ sở vật chất và phân hóa trình độ học sinh, đồng thời so sánh tiến trình tư duy thiết kế với các bước tổ chức hoạt động học tập theo Công văn 2345/BGDĐT-GDTH.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai thực nghiệm sư phạm tại Trường Tiểu học Kim Đồng (quận Ngô Quyền, TP. Hải Phòng):

  • Tiến hành thăm dò ý kiến giáo viên về mức độ cần thiết và tính khả thi của quy trình đề xuất, xác định hệ số tương quan giữa hai yếu tố.
  • Tổ chức dạy học thực nghiệm song song với các lớp đối chứng giảng dạy theo phương pháp truyền thống.
  • Thu thập và phân tích kết quả bài kiểm tra đánh giá nhận thức, năng lực thực hành của học sinh trước và sau giờ học (Bảng 3.7 và Bảng 3.8).
  • Kết quả cho thấy học sinh lớp thực nghiệm có sự cải thiện rõ rệt về khả năng làm việc nhóm, sự tự tin trong thuyết trình ý tưởng, năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo và chất lượng sản phẩm hoàn thiện so với lớp đối chứng.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả khoa học và thực nghiệm:
    • Cung cấp số liệu thực trạng cho thấy sự chênh lệch lớn giữa nhận thức của giáo viên về vai trò phát triển tư duy sáng tạo của tư duy thiết kế (100% đồng ý) và mức độ sử dụng thực tế trong giờ dạy (chỉ đạt 20%).
    • 93% học sinh được khảo sát bày tỏ sự hào hứng và mong muốn được học tập theo quy trình tư duy thiết kế.
    • Chứng minh tính khả thi của việc lồng ghép 5 giai đoạn tư duy thiết kế vào cấu trúc bài học tiểu học mà không làm phá vỡ các yêu cầu cần đạt của Chương trình GDPT 2018.
  • Giải pháp và kiến nghị sư phạm:
    • Đề xuất kế hoạch bài dạy chi tiết kèm bảng tiêu chí đánh giá sản phẩm linh hoạt, giải quyết khó khăn của 96% giáo viên về khâu đánh giá cá nhân trong hoạt động nhóm.
    • Tận dụng nguồn nguyên vật liệu tái chế, dễ kiếm (bìa carton, chai nhựa, giấy màu...) để giảm áp lực chi phí và cơ sở vật chất (vấn đề 80% giáo viên phản ánh).
  • Đóng góp mới của đề tài:
    • Hệ thống hóa khung lý thuyết vận dụng tư duy thiết kế chuyên biệt cho môn Công nghệ lớp 3 — môn học mới được triển khai từ năm 2022.
    • Đưa yếu tố "đồng cảm nhân văn" thành trọng tâm thiết kế sản phẩm kỹ thuật ở tiểu học (tiêu biểu như việc tạo ra đồ chơi có họa tiết nổi cho học sinh khiếm thị).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Phạm vi khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm còn giới hạn tại địa bàn thành phố Hải Phòng (chủ yếu tập trung tại Trường Tiểu học Kim Đồng với cỡ mẫu 25 giáo viên và 120 học sinh).
    • Quy trình đòi hỏi sự linh hoạt cao về không gian lớp học và thời lượng điều hành hoạt động nhóm, điều này có thể gây khó khăn tại các cơ sở giáo dục có sĩ số lớp quá đông hoặc thiếu thốn đồ dùng dạy học.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Mở rộng phạm vi thử nghiệm quy trình tư duy thiết kế cho các mạch nội dung môn Công nghệ ở lớp 4 và lớp 5.
    • Nghiên cứu ứng dụng quy trình trong các chủ đề giáo dục STEM/STEAM liên môn kết hợp giữa Công nghệ, Khoa học, Toán học và Mỹ thuật ở cấp tiểu học.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học: Tham khảo cách xây dựng kế hoạch bài dạy theo định hướng phát triển phẩm chất, năng lực; phương pháp thu thập và xử lý số liệu khảo sát thực trạng sư phạm.
  • Giáo viên tiểu học giảng dạy môn Công nghệ: Sử dụng trực tiếp các thiết kế bài dạy minh họa (Bài 6, 8, 9, 10) và bảng tiêu chí đánh giá hoạt động nhóm, ý tưởng sáng tạo của học sinh.
  • Cán bộ quản lý chuyên môn cấp tiểu học: Tham khảo cơ sở thực tiễn để định hướng sinh hoạt chuyên môn, bồi dưỡng phương pháp dạy học tích cực gắn với thực tiễn cho giáo viên.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy trình tư duy thiết kế áp dụng trong khóa luận gồm những bước nào? Quy trình gồm 5 bước theo mô hình của Viện Thiết kế Hasso Plattner (d.school, Đại học Stanford): (1) Đồng cảm, (2) Xác định vấn đề, (3) Hình thành ý tưởng, (4) Chế tạo nguyên mẫu, và (5) Thử nghiệm.

2. Khó khăn lớn nhất mà giáo viên tiểu học gặp phải khi vận dụng tư duy thiết kế theo kết quả khảo sát là gì? Khó khăn lớn nhất là quan sát, đánh giá năng lực cụ thể của từng học sinh khi làm việc nhóm (96% giáo viên đồng tình), tiếp theo là vấn đề hạn chế về thời gian và không gian lớp học (92% giáo viên đồng tình).

3. Khóa luận đề xuất vận dụng quy trình tư duy thiết kế vào những bài học cụ thể nào của môn Công nghệ lớp 3? Đề tài đề xuất kế hoạch dạy học cho 4 bài: Bài 6 (An toàn với môi trường công nghệ trong gia đình), Bài 8 (Làm đồ dùng học tập), Bài 9 (Làm biển báo giao thông), và Bài 10 (Làm đồ chơi).

4. Yếu tố "đồng cảm" được cụ thể hóa như thế nào trong sản phẩm bài học của học sinh? Yếu tố đồng cảm được thể hiện qua việc học sinh đặt mình vào hoàn cảnh của người sử dụng để xác định tính năng sản phẩm; ví dụ trong Bài 10, học sinh thiết kế khối Rubik có gắn họa tiết nổi xuất phát từ sự thấu cảm với các bạn học sinh khiếm thị.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Thị Quỳnh Anh đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc hệ thống hóa cơ sở lý luận, đánh giá thực trạng và đề xuất quy trình tổ chức dạy học môn Công nghệ lớp 3 vận dụng tư duy thiết kế. Các kế hoạch bài học minh họa và kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường Tiểu học Kim Đồng (Hải Phòng) đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp trong việc phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho giáo viên và sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học trong quá trình thực hiện Chương trình GDPT 2018.