PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THÔNG QUA TIẾP CẬN TÍCH HỢP TRONG GIÁO DỤC STEM VÀ BÀI HỌC Ở VIỆT NAM TS Nguyễn Hữu Chung1 TS Nguyễn Trung Kiên2 Tóm tắt Giáo dục STEM đang được nhiều nước trên thế gi[.]
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH THÔNG QUA TIẾP CẬN TÍCH HỢP TRONG GIÁO DỤC STEM VÀ BÀI HỌC Ở VIỆT NAM TS Nguyễn Hữu Chung1 TS Nguyễn Trung Kiên2 Tóm tắt: Giáo dục STEM nhiều nước giới quan tâm, người ta nhận thấy môn học giáo dục STEM cần thiết ảnh hưởng cách mạng cơng nghiệp 4.0 nhiều ngành nghề tương lai gần biến thay hệ thống tự động, thừa nhận nhiều ngành nghề tương lai dựa môn học STEM Trong nghiên cứu này, mô tả giáo dục STEM giúp học sinh khám phá trải nghiệm với sống bên ngồi trường học Chương trình giảng dạy STEM đưa vào bối cảnh thực tế, bối cảnh xác thực, sát thực với sách hành thực tiễn Giáo dục STEM khám phá theo cách tiếp cận tích hợp vào giáo dục STEM với mục tiêu tăng cường động lực cho học sinhdựa vấn đề tích hợp đa ngành theo ngữ cảnh Từ khóa: Giáo dục STEM; tiếp cận tích hợp; lực; chương trình tích hợp; kết tích hợp Mở đầu STEM sử dụng cụm từ viết tắt liên quan đến số môn học thuộc bốn lĩnh vực khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kĩ thuật (Engineering) Tốn học (Maths) Đã có mơ tả khác khoa học, công nghệ, kĩ thuật tốn học giới Ở Hoa Kì bao gồm lĩnh vực Hóa học, khoa học cơng nghệ máy tính thơng tin, kĩ thuật, khoa học sinh vật, khoa học toán học, vật lý… Một phần khác biệt STEM quan điểm khác mức độ tích hợp mơn học kết hợp hay không kết hợp thiết kế chương trình đào tạo Trên giới, cơng nghệ có khuynh hướng tương đồng với công nghệ thông tin Ở New Zealand môn công nghệ riêng biệt, bao gồm thiết kế thông qua công nghệ, hiểu biết kiến thức thông qua chất công nghệ, dùng công nghệ thông tin để giải vấn đề, sáng tạo, kĩ tư tảng giáo dục STEM [1] Trường Đại học Giáo dục – ĐHQGHN; Điện thoại: 0903496616; Email: chungnh@vnu.edu.vn Trường Đại học Giáo dục- ĐHQGHN; Điện thoại: 0903410412; Email: kiennt@vnu.edu.vn Phần 1: NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ ĐỔI MỚI GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN 119 Có nhiều nghiên cứu tầm quan trọng giáo dục STEM mang lại lợi ích thành công cho cá nhân quốc gia phát triển cạnh tranh kinh tế toàn cầu Điều khẳng định tăng trưởng kinh tế Hoa Kì từ 50-85% tổng sản phẩm nước 50 năm qua tính tiến khoa học kĩ thuật thông qua xếp hạng quốc gia phát triển dựa cạnh tranh đổi số học sinh tốt nghiệp khoa học công bố so sánh viện hàn lâm khoa học quốc gia, viện kỹ thuật quốc gia viện nghiên cứu khoa học y khoa vấn đề cải thiện giáo dục quốc gia [2] Giáo dục STEM mang lại cảm hứng cho người học thông qua việc tham gia hoạt động khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán để phát triển khả sáng tạo, lực giải vấn đề kĩ nghề nghiệp khác cần thiết cho tương lai Thông qua hoạt động giáo dục STEM học sinh sử dụng lực trí tuệ để phát triển tri thức phần khoa học, kĩ thuật toán [3] Giáo dục Việt Nam cần nhận thấy tầm quan trọng giáo dục STEM thành công giới học triển khai giáo dục STEM Việt Nam; sở cho sách quan trọng phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, trở thành xu hướng giáo dục mang tính hội nhập tồn cầu Từ đưa định hướng dạy học tiếp cận liên ngành lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật tốn, nội dung học tập gắn với thực tiễn đời sống xã hội, dạy học theo định hướng hoạt động Đã có nhiều nghiên cứu đưa khái niệm “giáo dục STEM”, khái niệm “giáo dục STEM” nhóm tác giả Tsupros, Kohler Hallinen sở phân tích kết giáo dục hướng mục tiêu giáo dục học sinh trở thành công dân toàn cầu: Giáo dục STEM cách tiếp cận liên ngành để học tập, khái niệm học thuật mang tính nghiêm ngặt, kết nối lồng ghép với học giới thực, học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật toán vào bối cảnh thực tế, giúp kết nối trường học, cộng đồng, nơi làm việc doanh nghiệp tồn cầu để từ phát triển lực lĩnh vực STEM cạnh tranh kinh tế [4] Do chương trình giáo dục STEM thể kết nối bổ trợ lẫn ngành, chương trình học, giáo viên ngành khác có kết nối bổ trợ lẫn Phải thể tính thực tiễn ứng dụng kiến thức giải vấn đề thực tế Chương trình giáo dục STEM phải hướng đến hoạt động thực hành vận dụng kiến thức để tạo sản phẩm hay giải vấn đề đời sống xã hội thực tế, vấn đề cụ thể, đặt quan hệ với bối cảnh giáo dục quốc tế toàn cầu Mục tiêu giáo dục STEM cung cấp nội dung dạy học tích hợp, dạy học hướng tới phát triển tư sáng tạo tương lai, trình dạy học phải thu hút học sinh tham gia giải vấn đề thực tế thơng qua áp dụng kiến thức tích hợp nhiều mơn học Có ý thức dạy khái niệm liên quan đến bối cảnh địa phương thông qua liên hệ tích hợp với nội dung bên với kiến thức, chuyển từ cách dạy thực hành trước dạy nội dung 120 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN Nội dung 2.1 Phương pháp nghiên cứu Tác giả kết hợp hai phương pháp nghiên cứu định tính định lượng, phương pháp định tính cho phép mô tả thực tiễn người tham gia nghiên cứu kết liệu khảo sát thu phân tích theo Delphi [10] Nghiên cứu định lượng sử dụng mơ hình Mplus 7.4 [11] để kiểm tra mối tương quan khoa học điểm số đạt học sinh nhằm xác định mức độ nhận thức học sinh Dữ liệu nghiên cứu sở thu thập số liệu công cụ: vấn, bảng câu hỏi, tài liệu nhật kí nghiên cứu 2.2 Mục tiêu nghiên cứu Với mục đích phát triển tồn diện người học tất khía cạnh đạo đức, trí tuệ, hạnh phúc tiềm cho tương lai, mục tiêu đặt hồn thành giáo dục phổ thông, người học phải đạt lực chính: giao tiếp, tư sáng tạo, giải vấn đề, kĩ sống có khả ứng dụng công nghệ công việc Đổi dạy dựa thiết kế mơ hình giáo dục STEM học sinh trường phổ thông theo tiêu chí đánh giá So sánh đánh giá thành tích học tập, thái độ nhận thức khoa học học sinh trước sau học tập theo mơ hình giáo dục STEM Phân tích mối liên hệ thành tích học tập học sinh với với thái độ, quan điểm, nhận thức khoa học sau hồn thành khóa học theo mơ hình giáo dục STEM 2.3 Qui trình nghiên cứu Thiết kế mơ hình dạy học theo giáo dục STEM nhằm phát huy tính tích cực học sinh thiết kế theo qui trình bốn bước sau: Bước 1: Tạo kế hoạch học đổi dạy học theo mơ hình giáo dục STEM Các chiến lược đổi dạy học theo giáo dục STEM tạo thiết kế dựa kế hoạch học theo theo hoạt động học tập tuần (16 giờ) Mô hình đánh giá tiến bộ, chất lượng học tập, độ xác, phù hợp, tính khả thi, ứng dụng, tính quán chuyên gia giáo dục thực Bước 2: Kiểm tra chất lượng dạy học theo mơ hình giáo dục STEM Trong thiết kế hướng dẫn thực hành dạy học, q trình tích hợp khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn bối cảnh xác thực đòi hỏi chuyên gia giáo dục STEM xác thực Dùng đổi dạy học với với mơ hình giáo dục STEM cố vấn, chuyên gia chuyên nghiệp, nhóm nghiên cứu có độ tin cậy cao kiểm tra lại Bước 3: Thiết kế kiểm tra Thành tích học tập thể qua kết học tập cho thấy học sinh hoàn thành mục tiêu cụ thể trọng tâm hoạt động dạy học Các trường phổ thông xác Phần 1: NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ ĐỔI MỚI GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN 121 định mục tiêu nhận thức áp dựng cho nhiều lĩnh vực học tập Nghiên cứu chương trình, nội dung, mục tiêu, kết học tập dự kiến kế hoạch học tạo kiểm tra Đánh giá thành tích học tập học sinh trước sau áp dụng đổi dạy học theo mô hình giáo dục STEM Bài kiểm tra thử áp dụng với mẫu nhóm nghiên cứu khác nhau, chứng minh bới chuyên gia chuyên nghiệp giáo dục Bước 4: Đánh giá mơ hình Mơ hình đánh giá khoa học gồm 21 mục từ kiểm tra liên quan đến thái độ, quan điểm khoa học phát triển để đo lường bảy thang đo liên quan đến khoa học: ý nghĩa xã hội khoa học, tính ứng dụng khoa học, thái độ nghiên cứu với khoa học, thú vị giảng khoa học, khoa học với sống, thưởng thức học khoa học giải trí khoa học Thiết kế mơ hình đánh giá giáo dục STEM đánh giá theo hiệu trình học tập (E1) kết hoạt động (E2) 75 tiêu chí điểm trung bình kết học tập học sinh 2.4 Chương trình tích hợp dạy học STEM Chương trình dạy học STEM phù hợp dẫn đến thúc đẩy động lực học tập hiệu học sinh, giúp học sinh khám phá trải nghiệm kết nối với sống bên trường học Chương trình giáo dục STEM “nhúng” sống thực, bối cảnh thực, cộng đồng kết nối toàn cầu với câu hỏi “Làm giúp cho học sinh tham gia vào vấn đề tích hợp đa ngành liên quan đến giới thực bên ngồi trường học?” Tích hợp chương trình dạy học nghĩa mang lĩnh vực trước xếp riêng rẽ thành lĩnh vực chung, chủ đề hay dự án, nhiên chương trình giảng dạy người cần khuyến khích sáng tạo đa dạng cách tiếp cận khác Trong nghiên cứu mô tả sáu loại tiếp cận tích hợp liên quan đến chương trình giáo dục STEM Đó dựa theo đồng hóa, dựa theo chủ đề, theo dự án, theo ngoại khóa, theo chuyên ngành theo chương trình cộng đồng, cách tiếp cận mơ tả bảng Bảng Tóm tắt chương trình tiếp cận tích hợp giáo dục STEM Tiếp cận tích hợp Ví dụ mơ tả cách tiếp cận tích hợp Đồng hóa Chun đề Giáo viên xác định kiến thức, kỹ hiểu biết chung chung chủ đề cụ thể hai nhiều môn học Dạy chủ đề riêng song song với kết nối buổi ngoại khóa củng cố khái niệm Ví dụ: Giáo viên khoa học, địa lí trường phổ thơng năm học xác định lĩnh vực giáo dục chồng chéo, hợp tác để dạy chủ đề lượng tuần song song, làm rõ khái niệm chung sử dụng chúng để đánh giá chung Giáo viên làm việc nhóm để tổ chức chương trình giảng dạy xung quanh chủ đề bối cảnh địa phương dạy học chủ đề quốc tế quan tâm Dạy môn học riêng rẽ theo cách bổ sung, tạo kết nối với chủ đề, kết hợp khía cạnh tất lĩnh vực học tập Ví dụ: Tất giáo viên làm việc nhóm kiểu dự án tích hợp dạy chủ đề môi trường hàng ngày gắn với tất lĩnh vực học tập 122 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN Theo dự án Trọng tâm nhiệm vụ yêu cầu kiến thức kỹ từ nhiều môn học Các dự án thường công nghệ, công nghệ yêu cầu xây dựng số loại hình… Ví dụ: lớp học dự án xây dựng kết nối kiến thức toán, khoa học, thiết kế kiến trúc để xây dựng cầu, thẩm mỹ đánh giá giáo viên tiếng Anh Ngoại khóa Cách tiếp cận thường dựa kỹ bao quát xung quanh lực đọc, tính tốn, kỹ cơng nghệ thông tin, hay kỹ xã hội hợp tác, có trách nhiệm mơi trường Sự tích hợp xảy kỹ tập trung nhiều chủ đề lúc Ví dụ: Một hoạt động toàn trường nhằm hỗ trợ sinh viên địa học tiếng Anh, làm tảng cho tất lĩnh vực môn học hỗ trợ sáng kiến n goại khóa, liên quan đến chăm sóc sân vườn trường học Chuyên ngành Theo cộng đồng Khi nhà trường tập trung dài hạn vào lĩnh vực cụ thể, chẳng hạn nghiên cứu lĩnh vực hàng không, giáo viên lĩnh vực chủ đề khác điều chỉnh khóa học họ để có liên kết rõ ràng với chuyên ngành Ví dụ: Một trường phổ thơng ven biển phát triển chuyên ngành nghiên cứu biển Các giáo viên lĩnh vực môn học cốt lõi dạy đơn vị học trình nghiên cứu hàng hải Một vấn đề quan trọng cộng đồng, chẳng hạn tồn vùng đất ngập nước địa phương trở thành trọng tâm chương trình giảng dạy giáo viên định hướng việc dạy môn học họ để giúp học sinh hiểu vấn đề từ quan điểm khác tìm cách đối phó với Ví dụ: Các lớp học tập trung nghiên cứu khoa học xã hội tiếp cận người khuyết tật địa điểm hoạt động cộng đồng Tất hình thức tích hợp chương trình, đặc biệt trường phổ thơng theo cách bắt nguồn từ phương pháp tiếp cận chương trình giảng dạy linh hoạt, đa ngành, phù hợp với bối cảnh giáo dục phân cấp Các rào cản hội nhập bao gồm truyền thống trường học sách gắn với cấu tổ chức hành liên quan đến việc phân bổ giáo viên dựa vào chuyên ngành kiến thức giáo dục phổ thông yêu cầu 2.5 Kết Kết thành tích học tập thiết kế đánh giá giáo viên học sinh trước sau áp dụng mơ hình đổi dạy học theo giáo dục STEM Điểm trung bình đánh giá trước áp dụng 10,86 điểm trung bình sau thiết kế mơ hình giáo dục STEM 22,27 độ lệch chuẩn trước áp dụng 2,57; sau áp dụng 3,18, so sánh khác trước áp dụng mơ hình sau áp dụng mơ hình 11,14 (xem bảng 2) Lý thực phép thử kiểm tra so sánh trước áp dụng mơ hình giáo dục STEM sau áp dụng để nhằm nhận thay đổi q trình thí nghiệm dạy học theo mơ hình xây dựng có mang lại thay đổi khơng Bảng 2: Kết giá trị trung bình độ lệch chuẩn kiểm tra Kiểm tra đánh giá Tổng điểm (=30) Độ lệch chuẩn Trước áp dụng mơ hình STEM 10,86 2,57 Sau áp dụng mơ hình STEM 22,27 3,18 Độ khác biệt trung bình 11,41 123 Phần 1: NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ ĐỔI MỚI GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN Kết đánh giá thành tích học tập học sinh áp dụng mơ hình giáo dục STEM thơng qua hiệu trình học tập kết hoạt động mô tả bảng Hiệu trình học tập (E1) với giá trị trung bình 78,41% kết hoạt động (E2) với giá trị trung bình 74,24% theo tiêu chí so sánh ngưỡng 70% điểm trung bình trung (E2) = 22,27, độ lệch chuẩn (S.D) = 3,18 Bảng 3: Kết phần trăm học hoạt động theo mô hình giáo dục STEM % S.D % Hiệu trình học tập (E1) Loại lực 78,41 5,25 78,41 Kết hoạt động (E2) 22,27 3,18 74,24 Kết cho thấy hoạt động ngoại khóa có mối tương quan tích cực với thành tích học tập, thơng tin làm hiểu rõ khía cạnh xác xem tác động việc tham gia hoạt động thành tích học tập học sinh 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng tích hợp giáo dục STEM Chúng thấy môi trường học tập ổn định hoạt động giáo viên với lớp học, kế hoạch thời gian học sinh, thời gian biểu linh hoạt khả giao tiếp kết nối cộng đồng quan trọng việc xác định thành công dạy học tích hợp theo giáo dục STEM Các thuộc tính không loại trừ lẫn nhau, không chồng chéo hỗ trợ lẫn [6] Sẽ thành công lớn nhiều giáo viên tham gia chương trình tích hợp làm việc với trước đặc biệt họ chia sẻ với giảng dạy Điều quan trọng giáo viên phải có ý tưởng giảng dạy quan điểm mục đích dạy học tích hợp theo giáo dục STEM Các giáo viên giảng lại chủ đề tích hợp năm tiếp để trau dồi kỹ năng, điều chỉnh hoạt động chủ đề cung cấp chương trình ngày hiệu Giáo viên chương trình tích hợp thường dạy theo nhóm, tập hợp lớp cho hoạt động kiện cụ thể Giáo viên có kiến thức sư phạm tích hợp chương trình giảng dạy lớp hai giáo viên hợp tác nhau, tất giáo viên tham gia cần có hỗ trợ Sự hỗ trợ họ cần thiết linh hoạt phân phối đánh giá chương trình giảng dạy Các nhóm giáo viên nhiều cần có người trưởng nhóm để dẫn dắt định hướng nội dung tích hợp Như đề cập trước đó, việc tích hợp chương trình giảng dạy địi hỏi thời gian nỗ lực, số thời gian phải làm học Thời gian lập kế hoạch trường kiểm sốt đội ngũ hành trường đưa định sư phạm cần thiết Các hoạt động trường yêu cầu thời gian biểu linh hoạt cho phép tự phân bổ thời gian 2.7 Đánh giá kết dạy học tích hợp giáo dục STEM Mối quan tâm tăng lên thành tựu học sinh lợi ích lĩnh vực stem kết so sánh quốc tế Một khó khăn chương trình dạy 124 KỶ YẾU HỘI THẢO QUỐC TẾ LẦN THỨ NHẤT VỀ ĐỔI MỚI ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN học tích hợp theo giáo dục STEM khó khăn để đánh giá kết Theo cách thức dạy học truyền thống dễ đánh giá kết dựa kiến thức có liên quan đến mục tiêu nhận thức đạt Ngược lại, nghiên cứu chương trình dạy học tích hợp theo giáo dục STEM cho thấy kết người học rộng nhiều so với kiểm tra thành tích đơn giản Tuy nhiên, đánh giá kết chương trình giảng dạy tích hợp theo STEM tìm thấy lợi ích khóa học tích hợp theo hướng mở rộng cho thấy kết cải thiện tư duy, giải vấn đề, sáng tạo, động lực hợp tác [6] Ví dụ học sinh dùng loại ống kính (lense) khác để học tích hợp, học sinh giao nhiệm vụ xây dựng thuyền sử dụng lượng mặt trời Kết phát khác nhau, kết bổ sung thu nhiều khung tham chiếu cần thiết phải đạt dự án dạy học tích hợp Hai sở để đánh giá đo lường kết dạy học tích hợp theo giáo dục STEM: Thứ nhất, đa dạng chương trình dạy học tích hợp, khơng có định nghĩa cho tích hợp khơng có định nghĩa đơn kết dự kiến Thứ hai để đo lường kết này, cách tiếp cận theo phương pháp truyền thống có khuynh hướng đo hẹp dựa vào nội dung, đặc biệt kiểm tra Chương trình tích hợp theo STEM khoảng đo rộng, liên quan đến lực, kĩ giải vấn đề, chuyển giao tri thức, thái độ, động lực khả hợp tác [7] Do cần cơng cụ đánh giá chất lượng để đo lường kết đa dạng chương trình dạy học tích hợp theo giáo dục STEM, hai mối quan hệ để đánh giá kết học tập theo giáo dục STEM Các tiêu chuẩn khoa học phát triển dựa nghiên cứu chuẩn quốc tế, so sánh với quốc gia khác khoa học để đánh giá hiệu phát triển người học 2.1 Tiêu chí đánh giá giáo dục STEM a) Đánh giá lực giải vấn đề [9] Cấu trúc lực giải vấn đề tiêu chí: Phát làm rõ vấn đề Đề xuất, lựa chọn giải pháp Thực đánh giá giải pháp giải vấn đề 1.Phân tích tình Xác định biết tìm 1.Thực giải pháp giải vấn học tập hiểu thông tin liên quan đề đến vấn đề Phát nêu tình Đề xuất giải pháp giải Nhận ưu nhược điểm giải có vấn đề học tập vấn đề pháp thực Các mức lực giải vấn đề [9] Năng lực thành phần Phát làm rõ vấn đề Tiêu chí đánh giá Phân tích tình học tập Mức độ Mức Chưa biết phân tích tình để phát vấn đề Mức Phân tích chưa đầy đủ Phát nêu Chưa biết phát Chưa phát đầy tình chưa nêu đủ vấn đề, nêu vấn có vấn đề tình có vấn đề đề cịn chưa rõ ràng Mức Phân tích tình học tập cách logic đầy đủ Phát nêu đầy đủ tình có vấn đề cách logic ... khoa học, kĩ thuật toán [3] Giáo dục Việt Nam cần nhận thấy tầm quan trọng giáo dục STEM thành công giới học triển khai giáo dục STEM Việt Nam; sở cho sách quan trọng phát triển nguồn nhân lực. .. trình cộng đồng, cách tiếp cận mô tả bảng Bảng Tóm tắt chương trình tiếp cận tích hợp giáo dục STEM Tiếp cận tích hợp Ví dụ mơ tả cách tiếp cận tích hợp Đồng hóa Chuyên đề Giáo viên xác định kiến... chí điểm trung bình kết học tập học sinh 2.4 Chương trình tích hợp dạy học STEM Chương trình dạy học STEM phù hợp dẫn đến thúc đẩy động lực học tập hiệu học sinh, giúp học sinh khám phá trải nghiệm