Rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục stem cho sinh viên ngành giáo dục tiểu học trường đại học tây nguyên

Hình 2.3 Mối quan hệ giữa giáo dục STEM và nhu cầu của xã hội 32 Hình 3.1 Biểu đồ đánh giá của giảng viên về sự cần thiết rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh vi

NGUYỄN HỮU HIẾU

RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM

CHO SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

ĐÀ NẴNG, 2022

NGUYỄN HỮU HIẾU

RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM

CHO SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Giáo dục học (GD Tiểu học) Mã số: 8140101

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS TRƯƠNG THỊ THANH MAI

ĐÀ NẴNG, 2022

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của nhiều đơn vị và cá nhân

Tôi xin được bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến Cô giáo hướng

dẫn - TS Trương Thị Thanh Mai, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng

đã luôn hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo, quý thầy cô trong Khoa Giáo dục Tiểu học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã luôn quan tâm, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập tại trường Đồng thời tôi xin cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô giáo của Nhà trường đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa Sư phạm, Bộ môn Giáo dục Tiểu học - Trường Đại học Tây Nguyên đã luôn quan tâm, tạo điều kiện và động viên giúp tôi chuyên tâm học tập trong hai năm qua

Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Luận văn không tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 05 tháng 9 năm 2022

Tác giả

Nguyễn Hữu Hiếu

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học Trường Đại học Tây Nguyên” là kết quả nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS Trương Thị Thanh Mai không trùng với kết quả nghiên cứu nào khác

Đà Nẵng, ngày 05 tháng 9 năm 2022

Tác giả

Nguyễn Hữu Hiếu

Y

Ren luy�n kI nang thi�t k� ho�t d(mg giao dl)e STEM eho sinh vien nganh Giao dl)e TiSu h9e g6p phfrn d5i m6i phmmg phap d�y h9e theo hu6ng phat triSn nilng Ive nguoi h9e, thue dfiy triSn khai giao dl)e STEM - m(>t xu hu6ng dang dm_re quan tam trong ehuong trinh giao dl)e ph6 thong 2018 Tu d6 g6p phfrn dao t�o d(>i ngu sinh vien Giao dl)e TiSu h9e ra tmang dap (mg yeu du d5i m6i giao dl)e hi�n nay

Tren ea sa li lu�n va thve ti�n, lu�n van da d� xufrt quy trinh bi�n phap nh�m ren luy�n kI nang thi�t k� ho�t d(>ng giao dl)e STEM eho sinh vien nganh Giao dl)e TiSu h9e Cae d� xufrt eua d� tai se la nguf>n tai li�u tham khao eho giang vien D�i h9e, sinh vien nganh Giao dl)e TiSu h9e, giao vien TiSu h9e trong qua trinh giang d�y va h9e t�p

3 Htrong nghien CU'U ti�p theo cua d� tai

Tren ea SO' nhfrng k�t qua lu�n van dem l�i, ehung toi se ti�p tl)e nghien euu eae bi�n phap dS ren luy�n eae kI nang d�y h9e STEM ti�n t6i phat tri�n nang Ive d�y h9e STEM eho sinh vien nganh Giao dl)e TiSu h9e

Tir khoa: ren luy�n, giao dl)e STEM, kI nang thi�t k� ho�t d(>ng giao dl)e STEM, sinh vien, Giao dl)e TiSu h9e

Xac nh�n cua GV htrong d§n Ngtroi thtfc hi�n d� tai

TS Truong Thi Thanh Mai N guy�n Hfru Hi�u

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

TRANG THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ iii

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học 4

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Cấu trúc của luận văn 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 TRÊN THẾ GIỚI 6

1.2 Ở VIỆT NAM 10

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 15

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 16

2.1 ĐẶC ĐIỂM TÂM SINH LÍ SINH VIÊN GIÁO DỤC TIỂU HỌC 16

2.3.2 Mục tiêu của giáo dục STEM 22

2.3.3 Đặc điểm của giáo dục STEM 23

2.3.4 Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM 24

2.3.5 Môi trường giáo dục STEM 25

2.3.6 Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 26

2.3.7 Các mức độ tích hợp và mô hình giáo dục STEM 27

2.3.8 Phân loại STEM 32

2.3.9 Chu trình STEM 34

2.3.10 Một số phương pháp dạy học trong giáo dục STEM 35

2.3.11 Tiến trình dạy học chủ đề, bài học STEM 37

2.4 KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC 39

2.4.1 Kĩ năng 39

2.4.2 Kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM 41

2.4.3 Vị trí của kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM trong năng lực dạy học của giáo viên tiểu học 41

2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 43

2.5 TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN 44

2.5.1 Tìm hiểu mục tiêu và chuẩn đầu ra chương trình 45

2.5.2 Tìm hiểu nội dung chương trình 46

2.6 TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH CÁC MÔN HỌC THUỘC LĨNH VỰC

2.7 VAI TRÒ, Ý NGHĨA CỦA VIỆC RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THIẾT KẾ

HOẠT ĐỘNG STEM CHO SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC 51

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 53

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 54

3.1 THỰC TRẠNG RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM CHO SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC TẠI MỘT SỐ TRƯỜNG ĐẠI HỌC 54

3.1.1 Mục đích khảo sát 54

3.1.2 Đối tượng khảo sát 54

3.1.3 Phương pháp, nội dung, công cụ khảo sát 54

3.1.4 Kết quả khảo sát thực trạng 54

3.2 THỰC TRẠNG THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM Ở TRƯỜNG TIỂU HỌC 63

3.2.1 Mục đích khảo sát 63

3.2.2 Đối tượng khảo sát 63

3.2.3 Phương pháp, nội dung, công cụ khảo sát 64

3.2.4 Kết quả khảo sát thực trạng 64

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 68

CHƯƠNG 4 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM CHO SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN 69

4.1 CẤU TRÚC KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC CẤP TIỂU HỌC 69

4.1.1 Kĩ năng xác định chủ đề giáo dục STEM 69

4.1.2 Kĩ năng xác định cách thức tạo ra sản phẩm STEM 70

4.1.3 Kĩ năng xác định mục tiêu giáo dục STEM 71

4.1.4 Kĩ năng xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động giáo dục STEM 71

4.1.5 Kĩ năng xác định phương pháp, công cụ đánh giá trong hoạt động giáo dục STEM 72

4.2 TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC

STEM CỦA SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC 74

4.2.1 Nguyên tắc xây dựng tiêu chí đánh giá 74

4.2.2 Xây dựng thang phân loại mức độ đạt được về kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM của sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 74

4.2.3 Xây dựng công cụ đánh giá kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM của sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 75

4.3 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM CHO SINH VIÊN NGÀNH GIÁO DỤC TIỂU HỌC 82

4.3.1 Nguyên tắc rèn luyện kĩ năng thiết hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 82

4.3.2 Quy trình rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 83

4.3.3 Các công cụ hỗ trợ quá trình rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 88

4.3.4 Đề xuất biện pháp rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học 93

4.4 Xây dựng tài liệu hướng dẫn sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM 99

TIỂU KẾT CHƯƠNG 4 109

CHƯƠNG 5 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 110

5.1 MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM 110

5.2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 110

5.2.1 Nội dung thực nghiệm 110

5.2.2 Phương pháp thực nghiệm 110

5.2.3 Tổ chức thực nghiệm 110

5.3 Kết quả thực nghiệm và thảo luận 112

5.3.1 Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm 112

5.3.2 Phân tích định tính kết quả thực nghiệm 123

DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu

bảng

Bảng 2.1 Các môn học thuộc lĩnh vực STEM cấp Tiểu học 27

Bảng 2.2 Các mô hình kết hợp các lĩnh vực S-T-E-M của Bybee 29

Bảng 2.3 Các mô hình kết hợp lĩnh vực S-T-E-M của Hobbs (2018) 30

Bảng 3.1 Số lượng, địa bàn khảo sát giảng viên, sinh viên 53

Bảng 3.2 Đánh giá của sinh viên về một số nhận định liên quan đến giáo dục STEM

58

Bảng 3.3 Số lượng, địa bàn khảo sát giáo viên tiểu học 63

Bảng 3.4 Đánh giá của giáo viên về một số nhận định liên quan đến giáo dục STEM

63

Bảng 4.1 Cấu trúc kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM của sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học

72

Bảng 4.2 Bảng mô tả hành vi của các mức độ đạt được về kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM

74

Bảng 4.3 Rubric đánh giá kĩ năng Xác định chủ đề giáo dục STEM 75

Bảng 4.4 Rubric đánh giá kĩ năng Xác định cách thức tạo ra sản phẩm

STEM

76

Bảng 4.5 Rubric đánh giá kĩ năng Xác định mục tiêu giáo dục STEM 77

Bảng 4.6 Rubric đánh giá kĩ năng Xây dựng tiến trình tổ chức hoạt

động giáo dục STEM

78

Bảng 4.7 Rubric đánh giá kĩ năng Xác định phương pháp, công cụ đánh giá trong hoạt động giáo dục STEM

Bảng 4.10 Bài tập rèn luyện 1 89

Bảng 4.13 Mẫu phiếu giảng viên đánh giá kĩ năng của sinh viên 92

Bảng 5.1 Đối tượng, thời gian và giảng viên dạy thực nghiệm 110

Bảng 5.3 Kết quả các lần kiểm tra kĩ năng xác định chủ đề giáo dục

Bảng 5.6 Kết quả các lần đánh giá kĩ năng xây dựng tiến trình tổ chức hoạt động giáo dục STEM

116

Bảng 5.7 Kết quả các lần đánh giá kĩ năng xác định phương pháp, công cụ đánh giá hoạt động trong giáo dục STEM

118

Bảng 5.8 Kết quả các lần đánh giá kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM

119

Bảng 5.9 Biểu hiện kĩ năng của sinh viên Nguyễn Ngọc Bích Hoài 120

Bảng 5.10 Biểu hiện kĩ năng của sinh viên Đinh Xuân Quốc 121

Hình 2.3 Mối quan hệ giữa giáo dục STEM và nhu cầu của xã hội 32

Hình 3.1 Biểu đồ đánh giá của giảng viên về sự cần thiết rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên

54

Hình 3.2 Biểu đồ hình thức triển khai giáo dục STEM ở các trưởng

Đại học

55

Hình 3.3 Biểu đồ biện pháp giảng viên rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt

động giáo dục STEM cho sinh viên

55

Hình 3.4 Biểu đồ hình thức giảng viên rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt

động giáo dục STEM cho sinh viên

55

Hình 3.5 Biểu đồ tần suất giảng viên rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên

56

Hình 3.6 Biểu đồ mức độ sinh viên được rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM

59

Hình 3.7 Biểu đồ đánh giá của sinh viên về sự cần thiết rèn luyện kĩ

năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM

60

Hình 3.8 Biểu đồ hình thức, phương pháp dạy học giáo viên sử dụng trong thiết kế hoạt động giáo dục STEM

65

Hình 4.1 Quy trình rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học

85

Hình 5.1 Biểu đồ kết quả các lần kiểm tra kĩ năng xác định chủ đề

Hình 5.4 Biểu đồ kết quả các lần đánh giá kĩ năng xây dựng tiến trình

tổ chức hoạt động giáo dục STEM

117

Hình 5.5 Biểu đồ kết quả các lần đánh giá kĩ năng xác định phương

pháp, công cụ đánh giá hoạt động trong giáo dục STEM

Hình 5.8 Biểu đồ sự phát triển các kĩ năng của sinh Đinh Xuân Quốc 121

Hình 5.9 Biểu đồ sự phát triển các kĩ năng của sinh viên Ka Thùy 122

Hình 5.10 Một số hình ảnh sinh viên Giáo dục Tiểu học Trường Đại học Tây Nguyên rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM

124

MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài

STEM là từ viết tắt của: Science (Khoa học); Technology (Công nghệ); Engineering (Kĩ thuật) và Maths (Toán học) Bắt nguồn từ nước Mĩ cách đây gần hai thập kỉ, mô hình giáo dục STEM được xem như là một cuộc cải cách giáo dục mang tính đột phá của nước Mĩ nhằm mục tiêu xác lập vững chắc vị thế của quốc gia đứng đầu thế giới về kinh tế, khoa học và công nghệ, đảm bảo nguồn nhân lực chất lượng thuộc các lĩnh vực STEM Hiện nay, đã có rất nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng mô hình giáo dục STEM trong nhà trường trong đó có Việt Nam

Ở một số nước phát triển trên thế giới, mô hình giáo dục STEM đã được đưa vào nhà trường và được ghi nhận là mang lại hiệu quả cao trong giáo dục như: Mĩ, Anh, Pháp, Israel,… Một số quốc gia đã xây dựng chương trình khung quốc gia định hướng cho hoạt động giáo dục (HĐGD) STEM ở các trường học như New York (Mĩ), hay như ở Anh giáo dục STEM được xem là Chương trình quốc gia với mục tiêu đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng, gọi là “Chương trình hành động 11” Với một số quốc gia khác, giáo dục STEM lại được thể hiện trong chương trình các môn học từ bậc mầm non đến phổ thông như Israel Bên cạnh đó, một số nước khác nhà trường hoàn toàn chủ động tổ chức triển khai các HĐGD STEM,… [12] Ở Việt Nam, giáo dục STEM đã du nhập vào từ năm 2010 và ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017

về việc “Tăng cường năng lực (NL) tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4” và Quyết định số 522/QĐ-TTg ngày 14/05/2018 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Đề án “Giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng học sinh (HS) trong giáo dục phổ thông (GDPT) giai đoạn 2018 - 2025” đã yêu cầu tăng cường

NL tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong chương trình GDPT, tổ chức HĐGD tích hợp Khoa học - Công nghệ - Kĩ thuật - Toán học phù hợp với xu hướng phát triển ngành nghề của quốc gia, đáp ứng thị trường lao động, chuẩn bị điều kiện đào tạo nhân lực đáp ứng yêu cầu của

cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 [22], [23] Cụ thể: “Thay đổi mạnh mẽ các

chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM),…” [22] Trong lần đổi mới Chương trình GDPT năm 2018, mô hình này được đề cập và lưu ý triển khai ở các cấp học: “… cùng với các môn học Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học thực hiện giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới và được quan tâm thích đáng trong đổi mới GDPT của Việt Nam” [4]

Trong Chương trình GDPT 2018 nói chung và cấp Tiểu học nói riêng, giáo dục STEM mang lại nhiều ý nghĩa và phù hợp với định hướng đổi mới GDPT như: Đảm bảo giáo dục toàn diện; Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM; Hình thành và phát triển NL, phẩm chất cho HS; Kết nối trường học với cộng đồng; Hướng nghiệp, phân luồng; Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0 Cũng như các cấp học khác, chương trình GDPT cấp Tiểu học có đầy đủ các môn học thuộc lĩnh vực STEM (Khoa học, Công nghệ, Toán, Tin học, Tự nhiên và Xã hội) Nội dung kiến thức của các môn học này phong phú, tích hợp từ nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau và có sự phù hợp để tổ chức các HĐGD STEM cho HS Trong những năm vừa qua, các trường tiểu học đã tổ chức một số hoạt động STEM như: tích hợp trong dạy học (DH) các môn học, ngày hội STEM,… Thực tiễn DH cho thấy, ngoài các điều kiện như: thời gian, cơ sở vật chất, các nguồn lực,… thì ý tưởng, sự kết nối kiến thức các môn học với vấn đề thực tiễn để thiết kế các HĐGD STEM cho phù hợp với đối tượng HS hay còn gọi là kĩ năng (KN) thiết kế các HĐGD STEM của người giáo viên (GV) là yếu tố quan trọng hang đầu để thực hiện giáo dục STEM ở trường Tiểu học Do đó, vấn đề đặt ra hiện nay là cần phải rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho đội ngũ GV, sinh viên (SV) ngành Giáo dục Tiểu học (GDTH)

KN thiết kế HĐGD STEM là một bộ phận quan trọng của NL DH cần trang bị cho SV và GV Tiểu học nhằm đáp ứng yêu cầu của Chương trình GDPT 2018 Vấn đề vận dụng mô hình giáo dục STEM nói chung và rèn luyện KN thiết kế HĐGD

STEM trong giảng dạy cho SV ngành GDTH nói riêng đã được quan tâm từ một vài năm gần đây Tuy nhiên, cũng như một số trường Đại học Sư phạm khác trên cả nước, Chương trình đào tạo ngành GDTH của Trường Đại học Tây Nguyên hiện nay vẫn chưa có học phần riêng dành cho nội dung giáo dục STEM, chưa xây dựng hệ thống tài liệu về giáo dục STEM ở bậc Tiểu học để hướng dẫn SV nghiên cứu và vận dụng, chưa có quy trình đi sâu rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH Mô hình giáo dục STEM còn chưa được tiến hành có hệ thống, chưa có quy trình rèn luyện KN xuyên suốt với các biện pháp cụ thể Vì vậy, giảng viên (GgV) và SV ngành GDTH Trường Đại học Tây Nguyên còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình tiếp cận và DH theo mô hình giáo dục STEM, SV ra trường còn thiếu KN thiết kế các HĐGD STEM để tổ chức cho HS ở trường Tiểu học

Xuất phát từ những lí do nêu trên, chúng tôi chọn đề tài: “Rèn luyện kĩ năng

thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học Trường Đại học Tây Nguyên” để nghiên cứu

2 Mục đích nghiên cứu

Rèn luyện cho SV ngành GDTH - Trường Đại học Tây Nguyên KN thiết kế HĐGD STEM nhằm góp phần nâng cao chất lượng đào tạo GV Tiểu học đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về định hướng giáo dục STEM, HĐGD STEM, KN thiết kế HĐGD STEM làm cơ sở và định hướng cho quá trình nghiên cứu

- Nghiên cứu thực trạng rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH tại Trường Đại học Tây Nguyên và một số trường Đại học Sư phạm có đào tạo GV Tiểu học; Thực trạng thiết kế và tổ chức các HĐGD STEM ở một số trường Tiểu học trên địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk

- Đề xuất cấu trúc KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH

- Xây dựng quy trình, biện pháp rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH

- Xây dựng tiêu chí và công cụ đánh giá KN thiết kế HĐGD STEM của SV ngành GDTH

- Xây dựng tài liệu hướng dẫn SV ngành GDTH rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM

- Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm bước đầu đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xác định được cấu trúc KN thiết kế HĐGD STEM và xây dựng, sử dụng được quy trình rèn luyện KN này phù hợp thì sẽ rèn luyện được cho SV ngành GDTH KN thiết kế HĐGD STEM Từ đó, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo

GV Tiểu học tại trường Đại học Tây Nguyên

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu

KN thiết kế HĐGD STEM của SV ngành GDTH, rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH - Trường Đại học Tây Nguyên

5.2 Phạm vi nghiên cứu

Rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH - Trường Đại học Tây Nguyên thông qua DH học phần phương pháp dạy học (PPDH)

6 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nhiệm vụ của đề tài, chúng tôi sử dụng những phương pháp nghiên cứu sau:

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu Chương trình GDPT 2018, các Chỉ thị, Công văn của Chính phủ và Bộ Giáo dục và Đào tạo liên quan đến đề tài nghiên cứu

- Nghiên cứu các tài liệu, công trình khoa học liên quan đến việc rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV

- Tìm hiểu chương trình đào tạo ngành GDTH của Trường Đại học Tây Nguyên - Tìm hiểu chương trình các môn học thuộc lĩnh vực STEM cấp Tiểu học

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra: Xây dựng bảng hỏi và tiến hành điều tra để thu thập

thông tin về thực trạng rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH tại Trường Đại học Tây Nguyên và một số trường Đại học Sư phạm có đào tạo GV Tiểu học; Điều tra thực trạng thiết kế và tổ chức các HĐGD STEM ở một số trường Tiểu học trên địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk

- Phương pháp chuyên gia: Sử dụng phương pháp chuyên gia để trao đổi, xin

ý kiến của chuyên gia về cấu trúc và quy trình rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH

- Phương pháp TNSP: Phương pháp này nhằm bước đầu đánh giá tính khả thi

và hiệu quả của đề tài

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học và phần mềm Microsoft Excel để tổng hợp, phân tích các kết quả điều tra thực trạng rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM, thực trạng thiết kế và tổ chức HĐGD STEM và kết quả TNSP

7 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được bố cục thành 5 chương như sau:

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu - Chương 2: Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu - Chương 3: Cơ sở thực tiễn của vấn đề nghiên cứu

- Chương 4: Rèn luyện kĩ năng thiết kế hoạt động giáo dục STEM cho sinh

viên ngành Giáo dục Tiểu học Trường Đại học Tây Nguyên

- Chương 5: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TRÊN THẾ GIỚI

Xuất phát từ một phong trào giáo dục trong thời kì đỉnh cao của cuộc đua vũ trụ năm 1958, trong gần hai thập kỷ vừa qua giáo dục STEM và vấn đề áp dụng, triển khai giáo dục STEM trong trường học đã và đang được rất nhiều quốc gia, nhà quản lí giáo dục, nhà nghiên cứu quan tâm Mĩ là một trong những quốc gia đầu tiên khởi xướng đưa giáo dục STEM vào trường học Năm 1990, Quỹ Khoa học Quốc gia của Mĩ đã bắt đầu sử dụng từ “SMET” là từ viết tắt của S - Science: Khoa học; M - Maths: Toán học; E - Engineering: Kĩ thuật; T - Technology: Công nghệ, sau này đổi thành “STEM” [32]

Liên quan đến lịch sử ra đời, quá trình phát triển cũng như tầm quan trọng của mô hình STEM đối với giáo dục đào tạo đã có các công trình của các tác giả như: Morrison, David W White, William E Dugger, Ryan Brown, [34] Dưới đây là tổng quan về quá trình triển khai giáo dục STEM tại một số quốc gia có nền giáo dục phát triển:

Giáo dục STEM ở Mĩ:

- Mĩ là một trong những quốc gia đầu tiên có nhiều nghiên cứu và triển khai giáo dục STEM trong các nhà trường, do đó giáo dục STEM không phải là vấn đề quá mới ở Mĩ, và gần đây giáo dục STEM được thông qua Luật Liên bang Năm 1990, Chính phủ Mĩ đã xây dựng 6 mục tiêu giáo dục và một trong số đó là cần thiết phát triển HS thông thạo về Toán học và Khoa học Phát triển NL cạnh tranh toàn cầu là kết quả của sáng kiến cạnh tranh nước Mĩ được đề xuất bởi tổng thống George.W.Bush trong năm 2006 Sáng kiến này mong đợi một chính sách nhằm thúc đẩy sự phát triển những thành tựu đạt được của HS thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học [19] Qua Hiệp hội Thống đốc Quốc gia Mĩ,

tác phẩm “Những vấn đề xây dựng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học” với

những khuyến cáo cho hệ thống giáo dục 12 năm bảo đảm cho tất cả HS tốt nghiệp

có những NL STEM ở mức cao đã được xuất bản Trong đó, ba khuyến cáo quan trọng nhằm xây dựng những vấn đề liên quan đến STEM một cách toàn diện được đề xuất là: Yêu cầu xây dựng một cách nghiêm túc chương trình giáo dục STEM trong hệ đào tạo 12 năm; Cải thiện việc dạy và học STEM trên phạm vi toàn quốc; Hỗ trợ các mô hình mới tập trung vào sự phù hợp để chắc chắn rằng tất cả các HS đều có những KN STEM sau khi tốt nghiệp

- Dưới thời tổng thống Barack Obama, Chính phủ Mĩ khuyến khích các trường phổ thông xây dựng các lớp học về STEM, hợp tác với các trường Đại học, các doanh nghiệp giúp phát triển giáo dục STEM trong nhà trường Tại 10 trường trung học Hàng không ở thành phố Long Island, New York, các HS đã có được trải nghiệm thú vị tập trung vào giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học về các lĩnh vực thuộc ngành Khoa học hàng không và công nghiệp vũ trụ Trong các lớp học truyền thống, nhà trường có các vật thể bay để HS thực hành sửa chữa Đây là một ví dụ điển hình cho triết lí giáo dục được Bộ Giáo dục Mĩ đề xuất về sự thay đổi trong các trường trung học giúp việc học trở nên cần thiết và hứng thú hơn với HS [19]

- Học viện STEM được thành lập ở Hawaii thông qua chương trình thí điểm của trường Cao đẳng cộng đồng Kauai Trường đại học Hawaii giúp đào tạo các GV Trung học cơ sở có những KN và kiến thức về chương trình giáo dục STEM Trường Jackson ở Georgia đã hợp tác với trường Đại học Georgia khuyết khích GV Toán học và Khoa học tích hợp các chủ đề cho HS từ lớp 6 đến lớp 12 Thông qua kế hoạch gặp gỡ và hội thảo thường xuyên, GV làm việc như một người hỗ trợ HS trong việc tạo ra những kiến thức một cách liên hoàn từ “chiều ngang” giữa các môn học và “chiều dọc” giữa các bậc học Các báo cáo dự án là một cải tiến quan trọng của Bang trong việc chuẩn hóa kiểm tra ở bậc trung học, từ đó HS các trường trung học đã cho thấy những sự cải thiện ở môn Số học và Hình học [19]

- Nhằm hướng tới giáo dục STEM, Mĩ đã đưa ra một chiến lược đối với HS tốt nghiệp là nâng cao yêu cầu về Toán học và Khoa học so với trước Theo đó, từ năm học 2007 - 2008, các bang ở Mĩ đã tăng đáng kể số điểm tín chỉ tốt nghiệp ở các

trường phổ thông đối với môn Toán học môn Khoa học Song song với các chính sách đó, Chính phủ đã tổ chức để đội ngũ GV thường xuyên được tham gia các khoá bồi dưỡng nghiệp vụ về giảng dạy STEM từ cơ bản đến chuyên sâu Tăng cường truyền thông về giáo dục STEM tới các bậc phụ huynh góp phần thực hiện các hoạt động phát triển giáo dục STEM

Giáo dục STEM ở Anh [19]:

- Với mục tiêu đào nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao, Nước Anh đã phát triển giáo dục STEM thành một chương trình quốc gia và STEM được xem như là một cách tiếp cận chứ không phải một môn học riêng lẻ Chương trình hành động của Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm 4 nội dung chính: Tuyển dụng GV giảng dạy STEM; Bồi dưỡng nâng cao trình độ của GV; Cải tiến và làm phong phú chương trình học cả trong và ngoài lớp học; Phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học

- Quan điểm giáo dục của nước Anh là không tách biệt giáo dục STEM với chương trình chính khóa mà lồng ghép, tích hợp những hoạt động trải nghiệm STEM vào chương trình giảng dạy và sách giáo khoa Họ coi giáo dục STEM là một cách tiếp cận, một định hướng giáo dục chứ không phải một môn học riêng biệt Dưới đây là một số cách đưa giáo dục STEM vào chương trình học tại Anh:

1 Dự án STEM được dạy trong một môn học duy nhất, ở đó GV tổ chức cho HS thiết lập vấn đề, thiết kế phương pháp giải quyết vấn đề, thu thập các thông tin, bằng chứng và cuối cùng là rút ra những kết luận;

2 Dự án STEM được dạy trong nhiều môn học Theo cách này, các GV khác nhau sẽ dạy cùng một chủ đề STEM nhưng tiếp cận theo góc độ chuyên môn của mình;

3 Dự án STEM phối hợp nhiều môn học, các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên môn riêng Những nội dung được giải quyết trong môn học trước sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau;

4 Dự án STEM được thực hiện song song với chương trình học HS sẽ học các môn học một cách bình thường, tuy nhiên song song với đó HS sẽ tham gia vào

một dự án STEM, HS sẽ vận dụng các kiến thức được học để giải quyết các vấn đề mà dự án đặt ra

Giáo dục STEM ở Pháp:

- Ở nước Pháp giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp học Trong giai đoạn chính của bậc Tiểu học, HS được học về Toán học, Khoa học thực nghiệm (TN) và Công nghệ HS đã được tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy sự quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ Chính điều này giúp phát triển tư duy sáng tạo và phê phán của HS Với mục tiêu là nâng cao sự hiểu biết của HS về thế giới từ cả hai yếu tố tự nhiên và nhân tạo, ngay từ cấp Tiểu học HS được tham gia 78 giờ TN khoa học mỗi năm học Đối với bậc Trung học cở sở, HS được học về Toán học, Khoa học, Công nghệ HS được tập trung học tập theo định hướng giải quyết vấn đề và nghiên cứu nhằm khuyến khích các em có hiểu biết và những suy nghĩ nghiêm túc về thế giới của mình Hiểu về các nguyên lí của Toán học và giải quyết các vấn đề Toán học Đặc biệt hiện nay, Pháp đang triển khai một chương trình học tập về tích hợp Khoa học và Công nghệ Cung cấp một chương trình bao gồm các nội dung về Vật lí, Hóa học, Khoa học sự sống và Trái Đất, Công nghệ, các nội dung này không thực hiện dạy riêng biệt mà được dạy tích hợp Ở trong chương trình Trung học phổ thông của Pháp, giáo dục STEM được dành thời lượng đáng kể Trong năm đầu tiên, mỗi tuần HS học Toán học 4 giờ; học Vật lí, Hóa học, Thực hành thể thao, Vũ trụ 3 giờ Tuy nhiên, chỉ có nửa giờ mỗi tuần cho nghiên cứu về Khoa học đời sống và Trái Đất Môn học này được dạy thông qua ba chủ đề: Cơ thể con người và sức khỏe; Trái Đất và các hành tinh; Hành trình tiến hóa của sự sống Bên cạnh đó, HS còn được tham gia vào các chủ đề khám phá khoa học có liên quan đến STEM như: Công nghệ sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và đổi mới công nghệ,… [19]

Ngoài những chương trình, chính sách của quốc gia, có thể tóm lược tổng quan các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học về vận dụng, triển khai giáo dục STEM như sau:

- Trình bày về cách thức thiết kế HĐGD STEM có thể nhắc đến một số công trình như: Mary Margaret Capraro (2016), đã biên soạn và phát hành tài liệu gồm 25

bài học về học tập dựa trên dự án, trong đó tác giả đã xây dựng 18 kế hoạch DH chủ đề giáo dục STEM được sắp xếp trong 6 chủ đề (xây dựng và thiết kế, nước, môi trường, hỗn hợp, công nghệ, dinh dưỡng và di truyền) [30]; Afuwape (2017), đã sử dụng và xác định được ảnh hưởng, ý nghĩa của trò chơi mô phỏng (ô nhiễm nước, biểu tượng hoá học, phương trình và công thức), các câu đố trong DH khoa học có tích hợp công nghệ và toán học, thái độ của HS đối với môn học với nội dung khoa học tích hợp [33] Elizabeth A Ring (2017), trong bài viết của mình đã đã yêu cầu các GV trình bày khái niệm giáo dục STEM dưới dạng mô hình, bao gồm 8 quan niệm khác biệt được thể hiện bằng các mô hình từ đơn giản đến phức tạp [29]

- Một số công trình đã nghiên cứu việc đào tạo GV DH STEM: Cụ thể,

DiFrancesca (2014), đã mô tả về một chương trình đào tạo GV tiểu học dạy STEM lớp 5 có tích hợp môn Kĩ thuật một cách thích hợp [28] Daugherty (2014), đã cung cấp nội dung tích hợp STEM cho các GV tiểu học, từ đó GV xây dựng và đã thực hiện được một hệ thống nhiều bài học STEM [32] Afuwape (2017), đã đề xuất hướng nghiên cứu về việc phát triển tài liệu và đào tạo GV, lập kế hoạch DH, thực hiện DH STEM [33]

- Một số công trình đã nghiên cứu về khung NL của GV DH STEM Cụ thể là

Ji Hyun Yu (2012), đã trình bày khung NL GV dạy STEM trong DH môn Kĩ thuật lớp 6 bao gồm 7 NL thành phần: kiến thức nền về kĩ thuật; KN kĩ thuật; kiến thức về môn Kĩ thuật; hiểu biết nội dung sư phạm kĩ thuật; thái độ đối với kĩ thuật; thái độ đối với DH kĩ thuật; và tích hợp kĩ thuật với môn học khác [36] Suzanne M Wilson (2016), đã xây dựng và sử dụng hai tiêu chí chất lượng cho GV DH STEM là: có kiến thức nền về Khoa học và Toán học, có kiến thức về phương pháp và nhu cầu học tập [37]

1.2 Ở VIỆT NAM

Ở Việt Nam mô hình giáo dục STEM được đưa vào lĩnh vực giáo dục từ năm 2010 thông qua Liên doanh DTT - EDUSPEC phối hợp với Trường Icarnegie - Hoa Kỳ trên nền tảng hai môn học Công nghệ thông tin và Robotics cho khối phổ thông từ lớp 1 đến lớp 12 Mô hình đã được mở rộng triển khai thí điểm tại các trường phổ

thông thuộc 3 thành phố (TP Hà Nội, TP Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh) Các nội dung chương trình STEM được triển khai theo chuẩn quốc tế và phù hợp với mục tiêu của Bộ Giáo dục và Đào tạo Hiện nay một số tổ chức giáo dục cũng triển khai các HĐGD STEM như công ty Endeavor Learning Institute và Học viện sáng tạo Tuy nhiên, các HĐGD STEM này chưa phải là hoạt động chính thức trong các trường phổ thông mà chỉ là các hoạt động độc lập của các công ty giáo dục như là một mảng kinh doanh và hoạt động truyền thông cộng đồng [19]

Nhằm thực hiện đổi mới phương pháp DH, hình thức DH và kiểm tra, đánh giá kết quả giáo dục, gắn liền DH trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống và góp phần phát triển NL giải quyết vấn đề của HS trung học Từ năm 2012, Bộ Giáo dục

và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung học” và cuộc thi “DH theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học” Đây trở thành cơ hội HS vận dụng kiến thức của

các môn học khác nhau để giải quyết các vấn đề thực tiễn đặt ra, tăng cường khả năng vận dụng tổng hợp, khả năng tự học, tự nghiên cứu của HS, thúc đẩy việc gắn kiến thức lí thuyết và thực hành trong nhà trường với thực tiễn đời sống, đẩy mạnh thực hiện DH theo phương châm “học đi đôi với hành”, tăng cường sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào công tác giáo dục HS Đồng thời, đây cũng là cơ hội khuyến khích GV sáng tạo, thực hiện DH theo chủ đề, chủ điểm có nội dung liên quan đến nhiều môn học và gắn liền với thực tiễn; tăng cường hiệu quả sử dụng thiết bị DH; tạo cơ hội giao lưu, trao đổi kinh nghiệm giữa các GV Ngoài ra, Bộ

Giáo dục và Đào tạo còn tổ chức cuộc thi “Sáng tạo Khoa học Kĩ thuật” dành cho

HS phổ thông Cuộc thi đã thu hút được sự quan tâm tích cực cả về nhận thức và hành động từ các nhà quản lí, GV, HS và cả các phụ huynh Các đề tài được triển khai thực hiện thuộc các lĩnh vực như: cơ khí, môi trường, sản phẩm nhúng,… Về cơ bản, đây là một hình thức của giáo dục STEM Các cuộc thi đó là ví dụ cho mục tiêu giáo dục STEM muốn hướng đến - hình thành những KN học tập và lao động cho người học trong thế kỉ XXI của Bộ Giáo dục và Đào tạo

Thấy được ý nghĩa của giáo dục STEM trong việc đổi mới căn bản và toàn diện

nền giáo dục Việt Nam sau năm 2015 Trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ Giáo dục Trung học năm học 2014 - 2015, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng DH giải quyết vấn đề, các phương pháp thực hành, DH theo dự án trong các môn học, tích cực ứng dụng công nghệ thông tin phù hợp với nội dung bài học Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEM trong việc thực hiện chương trình GDPT ở những môn học liên quan Thời gian vừa qua, Bộ Giáo dục và Đào tạo đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm về giáo dục STEM cho 14 trường Trung học cơ sở và Trung học phổ thông tại các tỉnh thành như: Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định Đây là những bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia Đồng thời, Chính phủ, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có những văn bản nhằm đẩy mạnh mô hình giáo dục STEM trong trường học như: Chỉ thị 16/CT-TTg ngày

04/5/2017 Về việc tăng cường NL tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 [22]; Quyết định số 522/QĐ-TTg ngày 14/05/2018 về Phê duyệt đề án “Giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng HS trong GDPT giai đoạn 2018 - 2025” [23]; Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020 Về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học [3] Các văn bản đều thể hiện nội dung yêu

cầu tăng cường NL tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 và thúc đẩy triển khai mô hình giáo dục STEM trong chương trình GDPT Bên cạnh đó, trong những năm gần đây Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đã xây dựng tài liệu nhằm tập huấn, bồi

dưỡng cho GV về giáo dục STEM, cụ thể: Tài liệu tập huấn cán bộ quản lý, GV về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong giáo dục trung học [5] Các tài liệu đã trình

bày các vấn đề cơ bản của định hướng giáo dục STEM trong DH và những gợi ý cho việc vận dụng thiết kế, cách thức tổ chức chủ đề giáo dục STEM trong nhà trường ở bậc Trung học

Song song với những chính sách của Nhà nước, một số công trình của các nhà khoa học cũng đã trình bày những vấn đề cốt lõi của định hướng giáo dục STEM và một số gợi ý cho GV về hướng xây dựng và tổ chức hoạt động STEM trong trường

học như: Nguyễn Thị Nga với cuốn sách “Hướng dẫn DH theo định hướng giáo dục

STEM ở bậc tiểu học” cuốn sách đã giới thiệu về lịch sử giáo dục STEM, hướng

dẫn quy trình và đề xuất một số HĐGD STEM [17]; Luận án của tiến sĩ Lê Xuân

Quang (2017), “DH môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM”

cũng đã nêu được một số vấn đề chung về giáo dục STEM và có những đề xuất biện pháp đề thực hiện DH môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM [19]; Tác

giả Chu Cẩm Thơ với bài viết “Bài học từ thay đổi đào tạo/bồi dưỡng GV từ ngày hội STEM và ngày toán học ở Việt Nam” [21]; Tác giả Đinh Thị Xuân Thảo đã trình

bày nội dung phát triển NL DH chủ đề tích hợp STEM cho SV sư phạm Hóa học trong luận án tiến sĩ của mình năm 2020 [20]; Tác giả Nguyễn Thanh Nga với cuốn

sách “Thiết kế và tổ chức chủ đề STEM cho HS THCS và THPT”, nội dung cuốn

sách trình bày một số vấn đề lí luận về giáo dục STEM trong trường Trung học cơ sở và Trung học phổ thông, vận dụng DH dự án và DH mở mang tính thiết kế để tổ chức DH chủ đề STEM, xây dựng và thực hành tổ chức DH các chủ đề STEM trong trường Trung học cơ sở và Trung học phổ thông [16]; Tác giả Nguyễn Thanh Hải

với cuốn sách “Giáo dục STEM/ STEAM từ trải nghiệm thực hành đến tư duy sáng tạo” xuất bản năm 2019, cuốn sách giúp cho GV và phụ huynh có được cái nhìn

tổng quát về những hoạt động của giáo dục STEM hiện nay, chia sẻ một số ví dụ, bài giảng mẫu, một số gợi ý cụ thể trong từng chủ đề [9]; Trong bài viết của mình tác giả Hà Thị Lan Hương đã đề cập đến giáo dục STEM ở nhà trường phổ thông và những vấn đề đặt ra trong việc xây dựng khung NL giáo dục STEM cho SV sư phạm [13]; Tác giả Nguyễn Thị Nhị đã trình bày về việc phát triển NL giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS khi DH chủ đề “Máy bơm nước tự động” ở trường Trung học cơ sở theo mô hình giáo dục STEM,… [18]; Tác giả Nguyễn Văn Biên với

cuốn sách “Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông” cũng đã nêu lên cơ sở

khoa học của giáo dục STEM, quy trình xây dựng và tổ chức thực hiện giáo dục STEM ở trường phổ thông, giáo dục STEM trong môn học và HĐGD và một số chủ

đề STEM cho các cấp học [2]; Luận văn thạc sĩ của Đậu Văn Hoàng “Tiếp cận giáo dục STEM trong DH môn Công nghệ lớp 3” đã trình bày một số cơ sở lí luận và vận

dụng mô hình STEM trong DH môn Công nghệ lớp 3 [11]; Gần đây nhất là luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Thùy Trang đã nghiên cứu xây dựng quy trình và một

số biện pháp phát triển NL DH STEM cho SV sư phạm Hóa học góp phần đổi mới PPDH theo định hướng phát triển NL [25];… Bên cạnh đó, khi nói đến rèn luyện các KN DH cho SV có thể kể đến một số công trình gần đây như: Tác giả Trương Thị Thanh Mai (2016), trong luận án tiến sĩ của mình đã vận dụng DH vi mô để rèn luyện một số KN tổ chức bài lên lớp cho SV Sư phạm Sinh học [14]; Trần Thị Gái

(2018), Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục “Rèn luyện cho SV KN thiết kế hoạt động trải nghiệm trong DH Sinh học ở trường THPT” [8],…

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

Qua việc tổng quan các tài liệu nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới, cho thấy các vấn đề sau đã được quan tâm nghiên cứu:

- Các nghiên cứu về xu hướng, vai trò và tầm quan trọng của giáo dục STEM đối với nền giáo dục các nước Qua đây cho thấy sự cần thiết phải triển khai thực hiện giáo dục STEM trong các nhà trường;

- Các nghiên cứu về lí thuyết giáo dục STEM, hình thức và PPDH tích cực chủ yếu trong DH STEM, xây dựng một số hoạt động STEM Đây là cơ sở để chúng tôi tham khảo, vận dụng và xây dựng tài liệu nhằm giúp SV tiếp cận những vấn đề lí luận về giáo dục STEM

- Các nghiên cứu về đào tạo GV dạy STEM, khung NL của GV DH STEM Mặc dù chưa tập trung phát triển KN cho SV ngành GDTH nhưng đây sẽ là nền móng quan trọng để chúng tôi xây dựng cấu trúc KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH

Các công trình nghiên cứu ở Việt Nam về vận dụng giáo dục STEM như: sách hướng dẫn, luận án tiến sĩ về phát triển NL DH STEM, các công trình về rèn luyện KN DH, các bài báo khoa học liên quan,… cũng đã tạo nên một bức tranh khá phong phú về vấn đề DH theo định hướng giáo dục STEM ở Việt Nam Đây là những công trình gắn với thực tiễn, bối cảnh giáo dục Việt Nam hiện nay Vì thế, những công trình này sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho chúng tôi trong quá trình nghiên cứu và xây dựng quy trình, bài tập và tài liệu để rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH

Tóm lại, đã có một số công trình về vận dụng giáo dục STEM trong DH ở các bậc học, nhưng vấn đề rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM cho SV ngành GDTH trong DH ở bậc Đại học thì vẫn chưa có công trình nghiên cứu, chưa có hướng dẫn cụ thể nào Bên cạnh đó, tại Trường Đại học Tây Nguyên vấn đề phát triển NL DH STEM nói chung và rèn luyện KN thiết kế HĐGD STEM nói riêng vẫn còn là vấn đề cần được quan tâm, nghiên cứu và vận dụng trong bối cảnh hiện nay nhằm góp phần đào tạo đội ngũ SV GDTH ra trường đáp ứng được yêu cầu đổi mới giáo dục

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 ĐẶC ĐIỂM TÂM SINH LÍ SINH VIÊN GIÁO DỤC TIỂU HỌC

SV là những người đang theo học các chương trình đào tạo nghề ở các cơ sở giáo dục Đại học Các hoạt động học tập, nghiên cứu, ѕản хuất haу hoạt động хã hội của SV đều nhằm chuẩn bị cho hoạt động mang tính nghề nghiệp của họ ѕau khi tốt nghiệp SV GDTH là những người đang học tập, nghiên cứu về ngành GDTH tại cơ sở giáo dục Đại học nhằm chuẩn bị để đáp ứng yêu cầu nghề nghiệp của một GV Tiểu học sau khi ra trường

Về tuổi ѕinh học, đa ѕố SV thuộc lứa tuổi thanh niên (từ 17 đến 25 tuổi) Do đó, ѕự phát triển ᴠà trưởng thành ᴠề mặt giải phẫu ᴠà ѕinh lí của SV là đặc trưng cho lứa tuổi thanh niên Lứa tuổi SV có những nét tâm lí điển hình, đây là thế mạnh của họ so với các lứa tuổi khác như: tự ý thức cao, có tình cảm nghề nghiệp, có NL và khao khát đi tìm cái mới, thích tìm tòi, khám phá, có nhu cầu, khát vọng thành đạt, nhiều mơ ước và thích trải nghiệm, dám đối mặt với thử thách Vì vậy, trong quá trình giảng dạy GgV cần tạo động cơ học tập, khơi dậy ở SV tình yêu, khát vọng nghề nghiệp và niềm đam mê học tập, nghiên cứu, tổ chức các hoạt động học tập, nghiên cứu và rèn luyện phù hợp cho SV để hình thành và phát triển ở họ những phẩm chất và NL, KN nghề nghiệp cần thiết

Hoạt động học tập, nhận thức của SV nói chung và SV ngành GDTH nói riêng diễn ra một cách có kế hoạch, có mục đích, nội dung, chương trình, phương thức, phương pháp đào tạo theo thời gian một cách chặt chẽ nhưng đồng thời không quá bị khép kín mà có tính chất mở rộng theo khả năng, NL, ѕở trường cá nhân để họ có thể phát huу được tối đa NL của mình trong nhiều lĩnh ᴠực Hoạt động học tập của SV còn mang tính độc lập, tự chủ ᴠà ѕáng tạo cao Phương tiện hoạt động nhận thức của SV được mở rộng ᴠà phong phú ᴠới các thư ᴠiện, phòng đọc, phòng thực nghiệm, phòng bộ môn ᴠới những thiết bị khoa học cần thiết của ngành đào tạo Do đó, phạm ᴠi hoạt động nhận thức của SV cũng đa dạng, ᴠừa rèn luуện KN, kĩ хảo

nghề nghiệp, ᴠừa phát huу ᴠiệc học nghề một cách rõ rệt Bên cạnh đó, đối với SV ngành GDTH họ yêu thích các hoạt động nghề nghiệp đặc thù như rèn các KN viết, trình bày bảng, đứng lớp giảng dạy, thích tổ chức các hoạt động trải nghiệm, khám phá, vui chơi cho HS Chính ᴠì ᴠậу, nét đặc trưng cho hoạt động học tập, rèn luyện của SV là ѕự tư duy ᴠề trí tuệ, sự phối hợp của nhiều thao tác tư duу như: phân tích, tổng hợp, ѕo ѕánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa các tri thức cùng với sự rèn luyện, luyện tập để hình thành và phát triển các KN nghề nghiệp, phát triển những nhân cách của một GV tiểu học tương lai Vì vậy, trong quá trình giảng dạy GgV ngoài việc đổi mới PPDH GgV cần xây dựng nội dung, kế hoạch và các công cụ hỗ trợ học tập, rèn luyện phù hợp, tạo môi trường học tập tích cực nhằm phát huy tốt nhất khả năng, NL của họ và để họ thấy được mục đích và lợi ích của việc học, từ đó tạo niềm tin vững chắc thúc đẩy SV say mê học tập, nghiên cứu và rèn luyện các KN đáp ứng được yêu cầu nghề trong tương lai

Tóm lại, SV nói chung và SV ngành GDTH nói riêng có những đặc điểm riêng về tâm sinh lí và khả năng nhận thức, đó thực ѕự là hoạt động trí tuệ với cường độ cao ᴠà có tính lựa chọn rõ rệt Hoạt động trí tuệ nàу ᴠẫn lấу những ѕự kiện của các quá trình nhận thức cảm tính làm cơ ѕở Đồng thời, song song với các thao tác tư duy là sự kiên trì, nỗ lực rèn luyện các thao tác kĩ thuật, KN nghề nghiệp nhằm thích ứng tốt nhất yêu cầu nghề nghiệp đặt ra

2.2 DẠY HỌC TÍCH HỢP 2.2.1 Khái niệm

Theo Từ điển Giáo dục học: “DH tích hợp là hành động liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch DH” [10]

Theo Đỗ Ngọc Thống “DH tích hợp là định hướng DH trong đó GV tổ chức, hướng dẫn để HS phát triển khả năng huy động tổng hợp kiến thức, KN,… thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau, thông qua đó mà hình thành những kiến thức, KN mới; giải quyết có hiệu quả các vấn đề trong học tập và trong cuộc sống được thực hiện

ngay trong quá trình lĩnh hội tri thức và rèn luyện KN; phát triển được NL cần thiết, nhất là NL vận dụng tổng hợp các tri thức, KN và giải quyết vấn đề”

2.2.2 Mục tiêu, đặc điểm dạy học tích hợp

DH tích hợp thể hiện những mục tiêu sau:

- Giúp người dạy xác định rõ mục tiêu, lựa chọn những nội dung quan trọng khi tổ chức DH Đó thường là những nội dung cốt yếu trong học tập vì chúng thiết thực cho việc vận dụng vào cuộc sống thực và chúng là nền tảng cho các hoạt động học tập tiếp theo Từ đó, tạo điều kiện để nâng cao kiến thức cho HS khi cần thiết

- Phát triển ở HS NL giải quyết các vấn đề phức hợp và giúp cho việc học trở nên có ý nghĩa hơn với HS thay vì DH một cách riêng rẽ Thực tế hiện nay, nhiều điều nhà trường dạy cho HS nhưng chưa thực sự cần thiết cho cuộc sống, ngược lại có những NL cơ bản chưa có đủ thời gian để hình thành và phát triển cho HS

- DH tích hợp dạy cho HS cách sử dụng kiến thức trong bối cảnh thực tiễn Thay vì nhồi nhét cho người học nhiều kiến thức với đủ loại lí thuyết, DH tích hợp chú trọng vào luyện tập cho người học NL vận dụng các kiến thức, KN đã học vào tình huống thực tiễn, có ích cho cuộc sống cá nhân và có NL sống tự lập

- DH tích hợp thiết lập mối quan hệ giữa các kiến thức đã học Trong quá trình học tập, từ nội dung khác nhau của mỗi môn học, người học phải khái quát các khái niệm đã học một cách có hệ thống trong phạm vi từng môn học hay giữa các môn học với nhau Thông tin càng phong phú, càng đa dạng thì tính hệ thống phải càng cao, từ đó giúp các em kiến thức và dễ dàng vận dụng kiến thức, KN đã học khi gặp phải những tình huống bất ngờ, thách thức trong cuộc sống

Như vậy, DH tích hợp là một quan điểm DH nhằm mục tiêu phát triển phẩm chất và NL người học để người học có thể giải quyết các tình huống phức hợp của thực tiễn DH tích hợp phát triển tính tích cực học tập của HS, góp phần trong việc đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức DH

Về đặc điểm:

- DH tích hợp hướng tới người học: Đặc điểm này yêu cầu người học là chủ thể của hoạt động học HS phải tự học, tự nghiên cứu khám phá kiến thức HS

không chỉ đặt mình vào kiến thức có sẵn ở trong bài dạy mà còn phải đặt mình vào tình huống thực của cuộc sống, từ đó tự phát hiện ra điều chưa biết, điều cần tìm hiểu, tức là khám phá kiến thức cho bản thân DH tích hợp chú trọng hướng người học vận dụng kiến thức, KN đã học vào giải quyết các tình huống thực tiễn

- DH tích hợp hướng tới phát triển NL: Trong DH tích hợp, HS tích cực, chủ động tìm tòi khám phấ kiến thức, GV chỉ là người tổ chức và hướng dẫn, khuyến khích HS tự chiếm lĩnh kiến thức bằng chính hành động của mình, từ đó giúp HS phát triển NL tự chủ và tự học Việc HS giải quyết các vấn đề phức hợp trong DH tích hợp là cơ hội để phát triển ở HS NL giải quyết vấn đề và sáng tạo Bên cạnh đó, HS được phát triển NL giao tiếp và hợp tác thông qua làm việc nhóm, lớp Ngoài ra, DH tích hợp cũng góp phần phát triển ở HS các NL đặc thù của các môn học liên quan trong chủ đề tích hợp mà HS thực hiện, giải quyết

- DH tích hợp kết hợp giữa lí thuyết với thực hành: Việc dạy kiến thức lí thuyết không chỉ ở mức độ (MĐ) hàn lâm mà cần phải hỗ trợ cho việc phát triển các NL thực hành ở mỗi HS GV cần định hướng, tổ chức và điều chỉnh các hoạt động của HS đồng thời khuyến khích HS nảy sinh nhu cầu, tạo hứng thú để đưa ra kết quả mới - DH tích hợp đặt người học vào tình huống thực tế: Trong DH tích hợp, người học được vận dụng những kiến thức, KN đã học vào giải quyết những tình huống thực tiễn Người học tiếp nhận tình huống học tập qua các phương tiện DH, phân tích tình huống để phát hiện mối quan hệ bản chất của sự vật, hiện tượng, từ đó giải quyết vấn đề, nhiệm vụ học tập

2.2.3 Các hình thức dạy học tích hợp

DH tích hợp ở nhà trường Tiểu học được thực hiện với nhiều hình thức tích hợp, trong đó, có thể kể đến các hình thức tích hợp thường được sử dụng là [7]:

- Kết hợp/lồng ghép: Một nội dung nào đó được kết hợp vào chương trình có sẵn Ở nước ta nhiều năm qua đã kết hợp, lồng ghép các chủ đề về dân số, môi trường, an toàn giao thông, sức khỏe, KN sống,… vào các môn học như: Tự nhiên và Xã hội, Khoa học,…

- Tích hợp trong nội bộ môn học: Tích hợp những nội dung của các phân môn, các lĩnh vực thuộc cùng một môn học theo những chủ đề, chương, bài cụ thể Có hai hình thức: Tích hợp theo chiều ngang và theo chiều dọc Tích hợp theo chiều ngang là tích hợp các mảng kiến thức, KN thuộc mạch/phân môn này với kiến thức, KN mạch/phân môn khác Tích hợp theo chiều dọc là tích hợp một đơn vị kiến thức, KN mới với các kiến thức, KN trước đó theo nguyên tắc đồng tâm

- Tích hợp đa môn: Các môn học riêng biệt nhưng có những liên kết có chủ đích giữa các môn học và trong từng môn bởi các chủ đề hay vấn đề chung Khi HS nghiên cứu về một vấn đề nào đó, HS đồng thời tiếp cận từ nhiều môn khác nhau

- Tích hợp liên môn: Các môn học được liên hợp với nhau và giữa chúng có các chủ đề, các vấn đề, những khái niệm lớn và những ý tưởng lớn Chương trình liên môn tạo ra những kết nối rõ rệt giữa các môn học Chương trình xoay quanh các chủ đề/ vấn đề chung nhưng các khái niệm hoặc các KN liên môn được nhấn mạnh giữa các môn chứ không phải trong từng môn riêng biệt Ở hình thức này, hoạt động học diễn ra xung quanh các chủ đề, ở đó, người học cần vận dụng các kiến thức của nhiều môn học để giải quyết vấn đề đặt ra

- Tích hợp xuyên môn: Cách tiếp cận những vấn đề từ cuộc sống thực và có ý nghĩa đối với HS mà không xuất phát từ các khoa học tương ứng với môn học, từ đó xây dựng nên các môn học mới khác với môn học truyền thống

2.2.4 Sự cần thiết dạy học tích hợp

Các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và xã hội đều ít nhiều có mối liên hệ với nhau, nhiều sự vật, hiện tượng có những điểm tương đồng và cùng một nguồn cội,… Để nhận biết và giải quyết các vấn đề liên quan đến các sự vật, hiện tượng ấy, HS cần huy động kiến thức, KN từ nhiều lĩnh vực khác nhau Do đó, cần thực hiện DH tích hợp

Nhiều kiến thức, KN chưa hoặc chưa cần thiết trở thành một môn học trong nhà trường, nhưng lại rất cần chuẩn bị cho HS để họ có thể đối mặt với những thách thức của cuộc sống; do đó cần tích hợp giáo dục các kiến thức và KN đó thông qua việc DH tích hợp

Nhờ DH tích hợp mà các kiến thức gần nhau, liên quan với nhau sẽ được nhập vào cùng một môn học nên số đầu môn học sẽ giảm bớt, tránh được sự trùng lặp không cần thiết về nội dung giữa các môn học,… DH tích hợp góp phần giúp đào tạo những người học có đầy đủ phẩm chất và NL để giải quyết các vấn đề của cuộc sống hiện đại đang ngày càng phát triển

2.3 Giáo dục STEM

2.3.1 Thuật ngữ STEM và khái niệm giáo dục STEM

Thuật ngữ STEM: STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học),

Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia; Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM

Theo tài liệu [25] STEM được diễn giải như sau:

- Science được hiểu là các môn khoa học tự nhiên (Vật lí, Hoá học, Sinh học,

Khoa học trái đất và không gian) Science nghiên cứu bản chất của tự nhiên nên cũng được hiểu là tư duy khoa học, quy trình nghiên cứu khoa học

- Technology là sự sửa đổi của thế giới tự nhiên để đáp ứng nhu cầu của con

người Công nghệ là kết quả của một hoạt động kĩ thuật, có tính chuyển giao được

- Engineering là lĩnh vực khoa học ứng dụng các thành tựu của toán học, khoa

học tự nhiên để giải quyết các vấn đề thực tiễn, đáp ứng nhu cầu của cuộc sống Kết quả của nghiên cứu kĩ thuật góp phần tạo ra các sản phẩm, công nghệ mới

- Mathematics có thể hiểu là kiến thức, KN toán học (công thức, phương trình,

mô hình), tư duy toán học, giải quyết vấn đề toán học Toán học là công cụ, lĩnh vực đan xen vào tất cả các bước thực hành khoa học và công nghệ, ngay cả trong quá trình chế tạo và sản xuất thiết bị vì luôn cần đến sự tính toán từ các phương trình và mô hình toán học

Giáo dục STEM:

Có nhiều khái niệm khác nhau về giáo dục STEM Qua tổng quan một số tài liệu, giáo dục STEM được hiểu theo ba cách chính là:

- Thứ nhất: Hiểu theo nghĩa rộng khi nói về giáo dục STEM, giáo dục STEM

là một chương trình nhằm cung cấp, hỗ trợ, tăng cườngx giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở Tiểu học và Trung học cho đến bậc sau Đại học [25]

- Thứ hai: Giáo dục STEM là phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, trong

đó những kiến thức hàn lâm được gắn liền với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào bối cảnh cụ thể tạo nên sự kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp Cho phép và tạo cơ hội để người học phát triển những KN STEM và tăng cường NL cạnh tranh trong nền kinh tế hiện đại [25]

- Thứ ba: Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong DH giữa

2 hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường [31] Theo quan niệm này giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp từ 2 trở lên trong 4 lĩnh vực STEM

Theo Chương trình GDPT 2018, giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [4]

Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho HS những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn [3]

Tuy các khái niệm có sự khác nhau, nhưng đều có chung các tính chất là: tính liên ngành, tính thực tiễn và tính có bối cảnh cụ thể Từ các quan niệm trên, trong Luận văn này chúng tôi đã đưa ra khái niệm giáo dục STEM như sau: “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục tiếp cận liên môn, trong đó HS vận dụng kiến thức Khoa học và Toán học, Công nghệ, Kĩ thuật có liên quan nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn” Dựa vào khái niệm này, GV có thể phân biệt được giáo dục STEM với các

loại hình giáo dục khác Giúp GV xác định được nội dung tích hợp của các lĩnh vực STEM trong hoạt động STEM, xác định được vai trò của các yếu tố Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong HĐGD STEM

2.3.2 Mục tiêu của giáo dục STEM

Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM