Một số đề xuất phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong giáo dục stem cho học sinh tiểu học

mỘt SỐ đề xuất phát triỂn nĂng lỰC giẢi Quyết vấn đề trong giáo dụC StEm Cho họC Sinh tiỂu họC Ngô Thị Liên1 Tóm tắt Một trong những mô hình giáo dục hiện đại nhằm hiện thực hóa mục đích của giáo dục[.]

MỘT SỐ ĐỀ XUẤT PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH TIỂU HỌC Ngơ Thị Liên1 Tóm tắt: Một mơ hình giáo dục đại nhằm thực hóa mục đích giáo dục bối cảnh cách mạng cơng nghiệp 4.0 có sức lan tỏa ảnh hưởng rộng khắp giới giáo dục STEM STEM cụm từ viết tắt chữ đầu từ tiếng Anh: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tốn học) STEM mơ hình theo đuổi triết lí giáo dục tích hợp Năng lực (NL) giải vấn đề (GQVĐ) NL quan trọng, góp phần giúp người móc nối tri thức học tập vào xử lí vấn đề sống, nên hình thành phát triển lứa tuổi tiểu học cho học sinh Với đặc điểm nội dung giáo dục STEM gắn liền với thực tiễn, tập trung vào việc hình thành cho người học tảng kiến thức rộng, liên lĩnh vực đặc biệt trọng tới NL thực tiễn, phù hợp với việc hình thành phát triển NL GQVĐ cho học sinh tiểu học, đồng thời đáp ứng nhu cầu giáo dục thời đại Từ khóa: Giáo dục STEM, Năng lực, Phát triển lực giải vấn đề Đặt vấn đề Hiện nay, với đột phá cách mạng công nghiệp 4.0, giáo dục tiên tiến giới có thay đổi to lớn với mục đích cuối đào tạo hệ trẻ có đủ trí tuệ nhạy cảm thời thích ứng phát triển Chính vậy, mơ hình giáo dục đại nhằm thực hóa mục đích giáo dục nêu có sức lan tỏa ảnh hưởng rộng khắp giới, giáo dục STEM STEM cụm từ viết tắt chữ đầu từ tiếng Anh: Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tốn học) STEM mơ hình theo đuổi triết lí giáo dục tích hợp, tập trung vào việc hình thành cho người học kiến thức tảng rộng, liên lĩnh vực đặc biệt trọng tới hình thành phát triển người học lực tư hoạt động thực tiễn Khoa Giáo dục Tiểu học – Đại học Sư phạm Hà Nội 2, ĐT: 0988955694; Email: ngothilien@hpu2.edu.vn Phần ĐÁNH GIÁ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGƯỜI HỌC 357 Năng lực giải vấn đề lực cốt lõi để phát triển người, ba lực chung cần hình thành cho học sinh tiểu học đưa yêu cầu cần đạt lực chương trình giáo dục phổ thông Năng lực giải vấn đề lực quan trọng, góp phần giúp người móc nối tri thức học tập vào xử lí vấn đề sống Tư thực tiễn giúp tri thức khoa học quay trở lại phục vụ sống người, phù hợp với xu giáo dục hình thành phát triển lực đổi giáo dục Việt Nam ngày Phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học cách thức phát triển lực cốt lõi học sinh qua việc học tập cách trải nghiệm với thách thức mang tính thực tiễn Quá trình học tập học sinh chủ yếu theo phương thức làm việc, thực hành, trải nghiệm hợp tác Thơng qua việc tìm tịi, hoạt động thực tiễn, người học tự giác khám phá tri thức khoa học điều quan trọng học sinh hình thành, phát triển kĩ tìm tịi, thí nghiệm, khai thác ứng dụng công nghệ thông tin, thiết kế kĩ thuật, tư tính tốn Học tập theo STEM, học sinh thực hành, trải nghiệm nội dung giáo dục, thơng qua hình thành lực giải vấn đề cho học sinh, giúp học sinh giải vấn đề đặt thực tiễn sống Năng lực giải vấn đề 2.1 Khái niệm Năng lực: Tài liệu hội thảo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể chương trình giáo dục phổ thông Bộ Giáo dục Đào tạo (Bộ GD&ĐT) xếp lực vào phạm trù hoạt động giải thích: “Năng lực huy động tổng hợp kiến thức, kĩ thuộc tính cá nhân khác hứng thú, niềm tin, ý chí để thực loại cơng việc bối cảnh định” [2, tr.5] Thực ra, NL người thể hiện, bộc lộ qua việc thực thành cơng hoạt động, thân khơng phải hoạt động Nó kết “huy động tổng hợp kiến thức, kĩ thuộc tính cá nhân khác Từ việc tham khảo số quan niệm tác giả lực, đưa quan điểm cá nhân lực sau: “Năng lực huy động tổng thể phẩm chất, thuộc tính cá nhân để giải vấn đề hay hoạt động Sự huy động thể đầu vào là: kiến thức, kĩ thái độ để giải vấn đề kết đầu đạt hiệu cao việc giải vấn đề” 358 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Năng lực giải vấn đề: Theo [8], [11], NL GQVĐ NL hoạt động trí tuệ người trước vấn đề, toán nhận thức cụ thể, có mục tiêu có tính hướng đích cao địi hỏi phải huy động khả tư sáng tạo để tìm lời giải vấn đề Theo tiếp cận tiến trình GQVĐ chuyển đổi nhận thức chủ đề hiều NL GQVĐ khả người nhận vấn đề cần giải biết vận dụng kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm thân, sẵn sàng hành động để giải vấn đề đặt Như vậy, hầu hết tác giả cho NL GQVĐ khả cá nhân, khả đề cập đến việc nhận thức vấn đề tồn xử lí hay giải quyết, tìm giải pháp cho vấn đề Tức là, biểu NL GQVĐ đầu vào việc hiểu biết cá nhân nhận thức hay xác định mâu thuẫn, khó khăn tồn vấn đề đưa Và biểu đầu NL GQVĐ việc cá nhân tìm cách giải giải vấn đề Từ ý kiến tác giả đưa NL GQVĐ, quan niệm vấn đề thân sau: “NL GQVĐ lực cá nhân biết nhận biết vấn đề, đồng thời việc hoạt động tư duy, tích cực tìm hướng giải giải vấn đề đặt ra” 2.2 Cấu trúc lực giải vấn đề Căn vào quan niệm NL GQVĐ, cấu trúc NL GQVĐ sau: Từ sơ đồ cấu trúc NL GQVĐ, ta thấy: NL GQVĐ gồm: NL tìm hiểu vấn đề NL giải vấn đề Trong đó, biểu NL xác định Trong NL tìm hiểu vấn đề, học sinh cần có biểu hiện: xác định thơng tin có vấn đề, nhận biết tình có vấn đề Các biểu cho thấy để học sinh thâm nhập vào tình có vấn đề, học sinh phải xác định thơng tin chứa vấn đề đó, phân tích thơng tin để tìm mâu thuẫn hay vấn đề tồn tình có vấn đề Trong NL giải vấn đề, học sinh cần thiết lập không gian vấn đề, tức học sinh xác định vấn đề tồn bối cảnh nào, yếu tố có ảnh hưởng, liên quan,… để tìm cách giải tối ưu cho vấn đề Tiếp theo, học sinh cần lập kế hoạch chi tiết cho việc thực giải pháp vấn đề thực giải pháp theo kế hoạch Việc đánh giá giải pháp thực giải vấn đề quan trọng cần thiết để người học thấy ưu nhược điểm giải pháp với vấn đề Đồng thời, có cho giải pháp tốt việc giải vấn đề Phần ĐÁNH GIÁ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGƯỜI HỌC 359 Giáo dục STEM 3.1 Khái niệm STEM đề cập tích hợp lĩnh vực: Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Có thể coi hình thức tích hợp, lồng ghép lĩnh vực để tạo lĩnh vực tổ hợp mới, giải vấn đề có liên quan Giáo dục STEM: Như đề cập, STEM viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Math (Toán học) GD STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học Các kiến thức kỹ thuộc bốn lĩnh vực phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, tạo hội để giúp HS không hiểu biết nguyên lý mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống ngày GD STEM thu hẹp khoảng cách lí thuyết hàn lâm thực tiễn, tạo người có lực làm việc “tức thì” mơi trường có tính sáng tạo cao sử dụng trí óc có tính chất cơng việc lặp lại kỷ 21 Từ cách định nghĩa, quan niệm GD STEM nói trên, hiểu giáo dục STEM sau: Giáo dục STEM mơ hình học tập tích hợp nhằm hình thành trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ năng, thái độ lĩnh vực STEM, đồng thời nhấn mạnh việc hình thành phát triển học sinh kĩ năng, lực STEM Các kiến thức kỹ phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn tư duy, thực hành để giúp học sinh giải vấn đề sống hàng ngày Như vậy, cách định nghĩa GD STEM nói đến cách tiếp cận liên ngành, liên mơn học chương trình đào tạo, cụ thể phải có bốn lĩnh vực: Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Toán học Giáo dục STEM giúp học sinh nhận thấy tầm quan trọng kiến thức mơn khoa học, tốn cơng nghệ hướng đến vận dụng kỹ thuật việc giải vấn đề Giáo dục STEM nên tổ chức đa dạng dạy theo chủ đề Từ thuật ngữ gốc giáo dục STEM, nay, với phát triển mở rộng giáo dục, có nhiều cách tiếp cận tương tự cách tiếp cận liên ngành STEM như: giáo dục STEAM Về chất, STEAM cách tiếp cận liên ngành nhiều lĩnh vực ngồi yếu tố có STEM khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học STEAM cịn có thêm yếu tố nghệ thuật (Art) Giáo dục STEAM mơ hình giáo dục dựa mơ hình giáo dục STEM, nhiên, thực giáo dục với mơ hình này, nhà giáo dục khơng lồng ghép lĩnh vực khoa học, công 360 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành nghệ, kĩ thuật tốn học cịn bổ sung thêm lĩnh vực nghệ thuật Mặc dù vậy, dù cách tiếp cận STEM hay STEAM mục đích việc thực mơ hình giáo dục nhằm giúp học sinh hình thành kĩ năng, lực để giải vấn đề tích hợp học tập sống 3.2 Đặc điểm giáo dục STEM Từ cách định nghĩa trên, có ba đặc điểm quan trọng nói giáo dục STEM: Cách tiếp cận liên ngành: Ở giáo dục STEM có liên hệ, móc nối kiến thức, kĩ bốn lĩnh vực khác nhau: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Các kĩ hình thành qua q trình GD STEM có mối quan hệ chặt chẽ, hỗ trợ bổ sung cho trình GD STEM Cụ thể, vấn đề GD STEM đưa kết hợp kiến thức, kĩ nhiều môn học hay nhiều lĩnh vực để giải vấn đề phức hợp Lồng ghép, đan xen nội dung giáo dục gắn với thực tiễn: Đó thể tính thực tiễn, tính ứng dụng kiến thức nội dung GD việc giải vấn đề thực tiễn Trong GD STEM, đa số vấn đề đưa để học sinh giải hướng tới việc học sinh vận dụng tất tri thức bốn lĩnh vực STEM để giải hướng tới việc tạo sản phẩm kết hợp bốn lĩnh vực Hơn nữa, sản phẩm không dừng lại việc tạo sản phẩm mà sản phẩm giải pháp, tháo gỡ giải vấn đề khó khăn sống hàng ngày, tức phải có ý nghĩa sống Kết nối từ trường học, cộng đồng đến tổ chức tồn cầu: Q trình GD STEM khơng hướng đến vấn đề HS thực tiễn hàng ngày mà tổ chức GD STEM, vấn đề đưa đặt vấn đề địa phương, đặt mối liên hệ với bối cảnh kinh tế toàn cầu xu hướng chung giới Bởi vậy, GD STEM cầu nối, giúp học sinh kết nối hiểu biết, kĩ thân để giải vấn đề mang tính xã hội Để giải vấn đề học tập đó, học sinh cần huy động ý kiến, tham gia lực lượng có trường học, địa phương hay tổ chức xã hội Vì vậy, học tập theo STEM, người học có hội kết nối tổ chức, lực lượng toàn cầu 3.3 Thành tố giáo dục STEM Năng lực STEM hiểu tích hợp, lồng ghép hài hịa từ bốn nhóm NL là: NL khoa học, NL cơng nghệ, NL kỹ thuật NL tốn học Năng lực khoa học: Là lực liên kết khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết GD khoa học để thực hành sử dụng kiến thức giải vấn đề thực tế Phần ĐÁNH GIÁ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGƯỜI HỌC 361 Năng lực công nghệ: Là lực sử dụng, quản lý, hiểu biết truy cập công nghệ Tất thay đổi giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu người, nâng cao chất lượng sống người coi công nghệ Học sinh cung cấp NL cơng nghệ có khả sử dụng cơng nghệ thành thạo, đem lại tính hiệu cao hơn, nhanh hơn, xác cơng việc sống hàng ngày Năng lực kỹ thuật: Là lực giải vấn đề thực tiễn diễn sống cách thiết kế đối tượng, hệ thống xây dựng quy trình sản xuất để tạo đối tượng Hiểu cách đơn giản, học sinh trang bị NL kỹ thuật có khả sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm Các NL kĩ thuật giúp học sinh tiếp cận cách thức để tạo sản phẩm hữu ích, thuận tiện có giá trị sử dụng cao thực tiễn Năng lực toán học: NL toán học lực nhìn nhận nắm bắt vai trị toán học vấn đề tồn sống hàng ngày Học sinh có NL tốn học có khả vận dụng khái niệm, cơng thức toán học để giải vấn đề cách xác hiệu Ngồi NL Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Tốn học, GD STEM cung cấp cho học sinh NL cần thiết giúp học sinh phát triển tốt như: NL giải vấn đề, NL tư phản biện, NL cộng tác, kỹ giao tiếp… Năng lực giải vấn đề NL cần cho HS thời đại này, thời đại mà số lượng cơng việc có tính chất sáng tạo khơng lặp lặp lại tăng mạnh, địi hỏi người phải chủ động hình thành phát triển NL giải vấn đề để nhìn nhận, phát tìm phương hướng giải vấn đề Phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học 4.1 Nguyên tắc phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học Nguyên tắc đảm bảo cấu trúc chặt chẽ lực giải vấn đề: Cấu trúc NL GQVĐ bao gồm: NL tìm hiểu vấn đề NL giải vấn đề Để đảm bảo nguyên tắc này, giáo dục STEM cho học sinh tiểu học nhấn mạnh việc phát triển NL GQVĐ, cần tập trung việc tạo hội trải nghiệm thực tiễn giáo dục STEM để học sinh tìm hiểu vấn đề thách thức STEM tìm giải pháp, thực giải pháp cho vấn đề Tức là, học sinh tham gia thực nhiệm vụ để giải thách thức STEM, giáo viên cần tổ chức cho học sinh tham gia qua bước chính: thứ nhất, học sinh cần thâm nhập, tìm hiểu vấn đề học STEM, xác định thách thức STEM đặt ra; thứ hai, học sinh phân 362 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xun ngành tích yếu tố có liên quan tìm giải pháp để thực giải pháp cho thách thức STEM Để đảm bảo điều này, giáo viên cần đưa nhiệm vụ nhỏ cho giai đoạn việc giải vấn đề GD STEM, đồng thời học sinh tham gia giải vấn đề GD STEM giáo viên cần đưa biện pháp đánh giá việc hình thành phát triển NL NL GQVĐ, đảm bảo cho cấu trúc NL GQVĐ mang tính chặt chẽ Nguyên tắc đảm bảo chất giáo dục STEM: Khi phát triển lực GQVĐ cho học sinh tiểu học qua giáo dục STEM cần đảm bảo việc GD với chất GD STEM Tức là, phát triển lực GQVĐ cho học sinh tiểu học qua GD STEM cần hình thành phát triển cho học sinh tiểu học thông qua việc tổ chức cho học sinh tiểu học vận dụng kĩ STEM: kĩ Toán học, kĩ Khoa học, kĩ Kĩ thuật kĩ Công nghệ thông tin để giải vấn đề, thách thức GD STEM đặt Để thực điều đó, học GD STEM, nhà giáo dục cần lựa chọn nội dung GD STEM cần xuất phát từ thực tiễn, vấn đề thách thức giáo dục STEM cho học sinh tiểu học cần phù hợp với tình sống học sinh để tạo điều kiện hội học sinh vận dụng kĩ cách phức hợp giải thách thức STEM đặt Nguyên tắc đảm bảo môi trường học tập đa hợp tác nhiều hội trải nghiệm thực tiễn: Môi trường học tập yếu tố cần thiết học STEM Đối với học GD STEM, môi trường học tập cần đảm bảo đa hợp tác tăng cường tính trải nghiệm Đa hợp tác mơi trường học tập thể việc nhà giáo dục cần tạo nhiều môi trường học tập để học sinh có trải nghiệm đa dạng Đồng thời, mơi trường học tập GD STEM cần tạo hợp tác đa dạng học sinh với Với ý nghĩa này, thiết kế học giáo dục STEM, nhà giáo dục không lựa chọn mơi trường học tập có sẵn thực tế như: vườn trường, thiên nhiên, thực địa… mà xây dựng, thiết kế số mơi trường học tập tương tự thực tiễn: mơ hình, tình huống,… Để tăng cường đa dạng trải nghiệm học sinh thực học tập STEM 4.2 Đề xuất số biện pháp phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học Biện pháp Xây dựng thách thức học, chủ đề giáo dục STEM Một đặc điểm bật giáo dục STEM học hay chủ đề giáo dục STEM chứa đựng thách thức mang tính có vấn đề yêu cầu đặt người học cần xác định thách thức đó, đồng thời giải vấn đề, thách thức đặt Việc giải thách thức đặt học STEM giúp học sinh phải đặt vào thử thách, tư thực tiễn, phát huy tính tích ... thành phát triển NL giải vấn đề để nhìn nhận, phát tìm phương hướng giải vấn đề Phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học 4.1 Nguyên tắc phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM. .. học sinh thực học tập STEM 4.2 Đề xuất số biện pháp phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học Biện pháp Xây dựng thách thức học, chủ đề giáo dục STEM Một đặc điểm bật giáo dục. .. với xu giáo dục hình thành phát triển lực đổi giáo dục Việt Nam ngày Phát triển lực giải vấn đề giáo dục STEM cho học sinh tiểu học cách thức phát triển lực cốt lõi học sinh qua việc học tập cách