quản lý hoạt động giáo dục stem tại các trường trung học cơ sở huyện yên sơn tỉnh tuyên quang trong quá trình dạy học

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ Quản lý Giáo dục “Quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học” l

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

MA ĐÌNH THƯ

QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TẠI CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG

TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ GIÁO DỤC

HÀ NỘI - 2022

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

MA ĐÌNH THƯ

QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TẠI CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG

TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ GIÁO DỤC

Chuyên ngành: Quản lý giáo dục

Mã số: 8140114.01

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS HÀ MỸ HẠNH

HÀ NỘI - 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ Quản lý Giáo dục “Quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học” là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực

hiện Các thông tin, số liệu được sử dụng, kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực, chính xác, có xuất xứ rõ ràng Công trình nghiên cứu này chưa từng được công bố

Tác giả Luận văn

Ma Đình Thư

LỜI CÁM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin trân trọng cảm ơn: Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau Đại học, khoa Quản lý Giáo dục, các thầy, cô giáo Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức lí luận về quản lí giáo dục quí báu cho học viên lớp Cao học Quản lí Giáo dục QH-2020-S10

TS Hà Mỹ Hạnh, người hướng dẫn khoa học đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn khoa học

Ban lãnh đạo, các chuyên viên Phòng Giáo dục và Đào tạo Yên Sơn, Ban Giám hiệu, giáo viên, học sinh các Trường THCS Trung Môn, THCS Thái Bình, THCS Mỹ Bằng, THCS Hoàng Khai, THCS Thắng Quân đã cung cấp thông tin, tham gia khảo sát

Trân trọng cảm ơn!

Yên Sơn, ngày 14 tháng 12 năm 2022

Tác giả

Ma Đình Thư

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Stt Viết tắt Viết đầy đủ

2 CBQL Cán bộ quản lí

5 CSVC Cơ sở vật chất 6 CTGDPT Chương trình giáo dục phổ thông

17 PPDH Phương pháp dạy học 18 QLGD Quản lí giáo dục 19 THCS Trung học cơ sở 20 THPT Trung học phổ thông

1.1.1 Nghiên cứu trên thế giới 6

1.1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam 9

1.2 Khái niệm công cụ 11

1.4 Sự cần thiết phải nâng cao chất lượng giáo dục STEM tại trường THCS 31

1.4.1 Quan điểm của Đảng và nhà nước về giáo dục STEM tại trường THCS 31

1.4.2 Yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông 32

1.5 Quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS trong quá trình dạy học 34

1.5.1 Quản lý việc thực hiện mục tiêu 34

1.5.2 Quản lý việc thực hiện nội dung 36

1.5.3 Quản lý việc thực hiện các hình thức và phương pháp 37 1.5.4 Quản lí hoạt động kiểm tra đánh giá dạy học theo định hướng

giáo dục STEM ở trường trung học cơ sở Error! Bookmark not defined

1.5.5 Quản lí điều kiện hỗ trợ quá trình dạy học 38

1.5.6 Kiểm tra, đánh giá kết quả hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS 40

1.5.7 Những yếu tố ảnh hưởng tới quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS 41

Kết luận Chương 1 44

Chương 2: THỰC TRẠNG QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TẠI CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG 45

2.1 Khái quát chung về các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 45

2.1.1 Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và giáo dục của huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 45

2.1.2 Khái quát về tình hình giáo dục của các trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 48

2.2 Tổ chức khảo sát thực trạng quản lý giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 50

2.2.1 Mục đích khảo sát 50

2.2.2 Đối tượng khảo sát 51

2.2.3 Phương pháp khảo sát 51

2.3 Kết quả khảo sát 51

2.3.1 Nhận thức của CBQL, GV, HS về mục tiêu hoạt động giáo dục STEM 51

2.3.2 Thực trạng thực hiện hình thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS trên địa bàn huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 55

2.3.3 Thực trạng quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học 60

3.1 Cơ sở, nguyên tắc để xây dựng những biện pháp 80

3.1.1 Cơ sở đề xuất biện pháp 80

3.1.2 Nguyên tắc đề xuất biện pháp 81

3.2 Biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 82

3.2.1 Nâng cao nhận thức cho CBQL, GV, HS về hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học 82

3.2.2 Bồi dưỡng cho CBQL, GV về hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học 85

3.2.3 Nâng cao chất lượng việc xây dựng kế hoạch quản lý việc dạy học theo định hướng GD STEM 88

3.2.4 Tăng cường cơ sở vật chất, trang thiết bị cho hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học 90

3.2.5 Xây dựng các tiêu chí đánh giá kết quả hoạt động GD STEM trong quá trình dạy học 92

3.2.6 Tăng cường kiểm tra, giám sát hoạt động GD STEM trong quá trình dạy học 95

3.3 Mối quan hệ giữa các biện pháp 97

3.4 Khảo nghiệm tính cần thiết và khả thi của các biện pháp được đề xuất 98

3.4.1 Mục đích, nội dung, đối tượng, khảo nghiệm 98

3.4.2 Kết quả khảo nghiệm 100

Tiểu kết Chương 3 107

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 PHỤ LỤC

STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học 64 Bảng 2.5 Kết quả phân tích độ tin cậy của thang đo hình thức, phương pháp 67 Bảng 2.6 Thực trạng quản lý thực hiện hình thức, phương pháp hoạt

động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn,

tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy họcError! Bookmark not defined

Bảng 2.7 Kết quả phân tích độ tin cậy của thang đo điều kiện hỗ trợ 69 Bảng 2.8 Thực trạng quản lý thực hiện điều kiện hỗ trợ (đội ngũ) hoạt

động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học 70 Bảng 2.9 Thực trạng quản lý thực hiện điều kiện hỗ trợ (cơ sở vật chất,

đầu tư trang thiết bị dạy học) hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học 71 Bảng 2.10 Kết quả phân tích độ tin cậy của thang đo các yếu tố ảnh hưởng 73

Bảng 2.11 Kết quả phân tích độ tin cậy của thang đo các yếu tố ảnh hưởngError! Bookmark not defined

Bảng 3.1 Mức độ cần thiết của các biện pháp quản lý hoạt động GD

STEM trong quá trình dạy học tại các trường THCS huyên Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 100 Bảng 3.2 Mức độ khả thi của các biện pháp quản lý hoạt động GD

STEM trong quá trình dạy học tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 103

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ

Biểu đồ 2.1 Nhận thức của CBQL, GV về mục tiêu hoạt động giáo dục STEM 52 Biểu đồ 2.2 Nhận thức của học sinh về mục tiêu hoạt động giáo dục STEM 53 Biểu đồ 2.3 Thực trạng đánh giá của CBQL, GV về mức độ thực hiện

hình thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS trên địa bàn huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 55 Biểu đồ 2.4 Thực trạng đánh giá của học sinh về mức độ thực hiện hình

thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS trên địa bàn huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 56 Biểu đồ 2.5 Thực trạng đánh giá của CBQL, GV về kết quả thực hiện

hình thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS trên địa bàn huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 58 Biểu đồ 2.6 Thực trạng đánh giá của học sinh về mức độ thực hiện hình thức

tổ chức hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS trên địa bàn huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang 59 Biểu đồ 2.7 Thực trạng đánh giá của CBQL, GV về các yếu tố ảnh hưởng tới

quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học 74 Biểu đồ 2.8 Biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường

THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình

dạy học Error! Bookmark not defined

Sơ đồ 2.1 Địa giới hành chính huyện Yên Sơn 46

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Giáo dục trung học cơ sở là giai đoạn củng cố và phát triển kết quả của giáo dục tiểu học; đảm bảo cho học sinh có học vấn phổ thông nền tảng, hiểu biết cần thiết tối thiểu về kỹ thuật và hướng nghiệp để tiếp tục học trung học phổ thông hoặc chương trình giáo dục nghề nghiệp

Nghị quyết 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương

khóa XI về “Đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công

nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” đã chỉ rõ: "Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội" [11] STEM là phương thức giáo dục tích hợp

liên môn, trong đó các bài học được xây dựng theo chủ đề, nhằm lồng ghép kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, hướng đến sự vận dụng kỹ thuật trong việc giải quyết các vấn đề cụ thể

Việc theo học các môn học STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai đối với học sinh phổ thông Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó Trên cơ sở đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành ở các bậc học cao hơn và tạo sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau Những học sinh được dạy học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những năng lực nổi bật như: nắm chắc kiến thức về khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học; có khả năng tư duy logic, sáng tạo; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội, có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với học sinh

Giáo dục STEM chủ yếu sử dụng phương pháp học tập dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất

như: học tập thông qua các dự án, chủ đề, trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua thực hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM

Thực hiện Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Từ năm học 2017-2018 giáo dục STEM đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học, đến nay các địa phương trên toàn quốc tiếp tục chỉ đạo tích hợp STEM trong quá trình thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn có liên quan Bên cạnh đó, giáo dục STEM đã được đưa vào nhiệm vụ năm học của các Sở Giáo dục và Đào tạo trên cả nước

Tại huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong những năm qua giáo dục STEM đã được triển khai tổ chức thực hiện đối với tất cả các trường THCS trong toàn huyện qua các hình thức: dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM; sinh hoạt câu lạc bộ STEM; các cuộc thi, các hoạt động trải nghiệm sáng tạo khoa học - kỹ thuật; ngày hội STEM Tuy nhiên, trong quá trình triển khai giáo dục STEM vẫn còn nhiều khó khăn như: chưa gắn giáo dục STEM vào chương trình giáo dục phổ thông chính khóa, giáo viên vẫn gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa bảo đảm yêu cầu của khung chương trình, vừa phát huy sức sáng tạo của học sinh Như vậy, khi triển khai chương trình giáo dục phổ thông mới, cần phải có hướng dẫn về những chủ đề STEM trong các môn, lĩnh vực học tập để tạo thuận lợi cho giáo viên tổ chức dạy học Bên cạnh đó trình độ giáo viên chưa đáp ứng được yêu cầu, phần lớn giáo viên chỉ được đào tạo hình thức dạy học đơn môn, do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hướng liên môn như giáo dục STEM Chất lượng giáo dục STEM muốn được nâng lên cần phải được thực hiện một cách đồng bộ và có hiệu quả giữa các nội dung giáo dục STEM với phương pháp tổ chức hoạt động STEM, trong đó công tác quản lý hoạt động giáo dục STEM trong mỗi nhà trường là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng giáo dục STEM

Chính vì những lí do đó mà tôi lựa chọn đề tài: “Quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học” để nghiên cứu với mong muốn đóng góp vào sự phát triển của giáo dục

trung học cơ sở tại huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang nơi tôi đang công tác

2 Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và thực tiễn quản lý giáo dục STEM từ đó đề xuất biện pháp quản lý giáo dục STEM nhằm nâng cao hiệu quả quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học góp phần thực iện chương trình giáo dục phổ thông năm 2018

3 Khách thể, đối tượng nghiên cứu

4 Câu hỏi nghiên cứu, giả thuyết khoa học

4.1 Câu hỏi nghiên cứu

- Quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quangtrong quá trình dạy học gồm những vấn đề lý luận nào?

- Thực trạng quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện

Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học hiện nay như thế nào? Những thuận lợi, khó khăn và nguyên nhân của thực trạng?

- Biện pháp nào để nâng cao hiệu quả quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quangtrong quá trình dạy học?

4.2 Giả thuyết khoa học

Quá trình quản lý giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học chịu tác động bởi nhiều yếu tố chủ quan và khách quan như năng lực của cán bộ quản lý; đội ngũ giáo viên; chính sách thúc đẩy; không gian trải nghiệm, thực hành thực tế song yếu tố quan trọng nhất là tìm ra được biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS Nếu đề xuất và thực hiện đồng bộ các biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang thì sẽ nâng cao được chất lượng quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận quản lý giáo dục STEM tại trường THCS

- Thực trạng quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học

- Đề xuất một số biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học

6 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu: Luận văn đi sâu nghiên cứu biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học

- Giới hạn về địa bàn nghiên cứu: Chúng tôi dự kiến tiến hành khảo sát 200 học sinh và 30 cán bộ quản lý, 60 giáo viên thuộc các trường THCS Trung Môn, Thắng Quân, Hoàng Khai, Thái Bình, Mỹ Bằng

7 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phối hợp 3 nhóm phương pháp sau:

7.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa các nguồn tài liệu, văn bản trong và ngoài nước để tìm hiểu các khái niệm, các thuật ngữ, các vấn đề lý luận có liên quan đến đề tài, trên cơ sở đó tổng hợp kiến thức để tạo ra hệ thống, thấy được mối quan hệ biện chứng giữa các vấn đề lý luận, từ đó hiểu đầy đủ, toàn diện, sâu sắc lý thuyết

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp nghiên cứu điều tra - phỏng vấn: Nghiên cứu thực tiễn quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang thông qua tiến hành khảo sát bằng phương pháp điều tra bằng bảng hỏi, phỏng vấn sâu đối với cán bộ quản lý, giáo viên, học sinh những nội dung mà bảng hỏi chưa rõ

- Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Phương pháp này được sử dụng để lấy ý kiến những nhà khoa học, những người am hiểu về quản lý hoạt động giáo dục STEM về bộ công cụ trước khi tiến hành khảo sát

7.3 Phương pháp xử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học

Để phân tích và xử lý dữ liệu phần thực trạng luận văn sử dụng phần mềm hỗ trợ thống kê số liệu SPSS

8 Dự kiến cấu trúc luận văn

Luận văn gồm có 3 chương chính (ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị):

Chương 1 Cơ sở lý luận quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường THCS

Chương 2 Thực trạng quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các trường

THCS huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học

Chương 3 Biện pháp quản lý hoạt động giáo dục STEM tại trường THCS

huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang và khảo nghiệm tính cần thiết, khả thi của các biện pháp

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM

TẠI CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ

1.1 Tổng quan nghiên cứu vấn đề

1.1.1 Nghiên cứu trên thế giới

Ở Mỹ, một xu hướng giáo dục mới đã được hình thành vào đầu những năm 90, đó là xu hướng giáo dục STEM, STEM là sự kết hợp Toán, Khoa học, Kỹ thuật, Công nghệ… STEM xuất hiện góp phần quan trọng trong ngành giáo dục của Mỹ Tháng 11 năm 2009, Tổng thống Barack Obama phát động chiến dịch giáo dục để cải tiến với mục tiêu đưa học sinh lên vị trí hàng đầu về Toán và Khoa học, một năm sau đó chương trình “Thay đổi phương trình” nhằm năng cao chất lượng giáo dục STEM được phát động Các hội chợ khoa học (Science fair) tại Mỹ được tổ chức thường xuyên để học sinh các cấp phát huy tối đa sự sáng tạo Tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013 Tổng thống Barack Obama phát biểu: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng” [18]

Tại Kissimmee, Florida (Hoa Kỳ), Diễn đàn và triển lãm giáo dục STEM quốc tế lần thứ 6, do Hiệp hội Giáo viên khoa học quốc gia Hoa Kỳ (NSTA) tổ chức đã được diễn ra Đây được xem là một sự kiện lớn nhất trong lĩnh vực giáo dục STEM toàn cầu, để thảo luận về thách thức và triển vọng trong tương lai của giáo dục STEM trên thế giới và đưa ra các ý tưởng sáng tạo và đổi mới công nghệ vào trong các lớp học STEM, sự kiện quy tụ hơn 2.500 đại biểu đến từ 120 nước trên khắp thế giới [14]

Bybee (2010) đề xuất nên xây dựng các module giảng dạy ngắn dưới dạng các chủ đề STEM để dạy học STEM do tính khả thi và thuận lợi, thay vì đưa một chương trình giảng dạy STEM quy mô lớn vào các trường học Việc xây dựng các

chủ đề STEM sẽ khuyến khích được các giáo viên cộng tác, và do đó phát triển chuyên môn của họ

Chuẩn khoa học thế hệ mới của Mỹ (NGSS) đặt ra vấn đề và hướng dẫn việc kết nối sâu hơn giữa lĩnh vực khoa học và công nghệ, kỹ thuật (Bybee, R W (2014) The BSCS 5E instructional model: Personal reflections and contemporary implications Science and Children, 51(8), 10-13; Council, N R (2012) A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas: National Academies Press) Tùy theo mức độ tích hợp mà dẫn tới cách tiếp cận, cách khai thác, tiến hành và nguồn học liệu, cũng như yêu cầu về sản phẩm có những mức độ khác nhau (Honey, M., G Pearson, and H Schweingruber, STEM Integration in K-12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research2014: National Academies Press) Hiệp hội khoa học Mỹ và một số các tổ chức và cá nhân khác đã phát triển những khung lý thuyết để giúp triển khai tổ chức dạy học STEM phù hợp với từng đối tượng cụ thể (Basham, Israel, & Maynard, 2010; Bybee, 2014; Council, 2009, 2012) Theo đó, mô hình giáo dục STEM được xây dựng và phát triển tương ứng với mức độ phức tạp của tri thức và kỹ năng tăng dần, có liên hệ mật thiết với sự phát triển thế giới quan của học sinh Hội đồng nghiên cứu khoa học giáo dục quốc gia của Mỹ đã cụ thể hóa hơn việc tích hợp giữa khoa học và kỹ thuật bằng khung lý thuyết gồm 3 trụ cột mà học sinh sẽ được trải nghiệm, là: (1) thực hành khoa học kỹ thuật; (2) những khái niệm liên ngành (khoa học-kỹ thuật); (3) những kiến thức khoa học cốt lõi Đối với thực hành khoa học kỹ thuật, HS được trải nghiệm thông qua các hoạt động thực hành, khám phá như nhà khoa học, đồng thời được trải qua quá trình thiết kế cũng như thực thi kỹ thuật; Những khái niệm liên ngành được xuất hiện và khai thác trong cả khoa học và kỹ thuật; Những kiến thức khoa học cốt lõi là những kiến thức xuyên suốt quá trình học tập của HS từ lớp nhỏ tới lớp lớn, cung cấp nền tảng để hiểu biết và giải quyết các vấn đề phức tạp hơn và vấn đề trong thực tiễn [10]

Ở Israel, xu hướng giáo dục STEM góp phần không nhỏ trong việc phát triển đất nước, biến một mảnh đất vốn khô cằn trở nên màu mỡ khởi nghiệp Chương trình học tập tích hợp giáo dục STEM được thiết kế khoa học từ mẫu giáo đến đại

học Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu, cho biết Israel phải làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được công nghệ của mình "Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ" Vì vậy nhiều chương trình liên quan đến giáo dục TSEM đã được tổ chức “vòng tròn nghiên cứu khoa học”, “Trại khoa học mùa hè”, các hội chợ khoa học …[15]

Ở Trung Quốc STEM chính thức đưa vào chương trình giảng dạy tiểu học vào tháng 2 năm 2017, đây là sự công nhận chính thức đầu tiên của chính phủ về giáo dục STEM Và sau đó một năm, “kế hoạch hành động 2029 “cho Giáo dục STEM của Trung Quốc đã được tổ chức, chính thức công bố sách trắng về giáo dục STEM ở Trung Quốc, cho phép nhiều học sinh được hưởng lợi từ giáo dục STEM và trang bị cho tất cả học sinh tư duy khoa học và khả năng đổi mới Các học giả như Zhongjian Zhao, Huicheng Zhao và Shengquan Yu đã có nhiều nghiên cứu về giáo dục STEM Nội dung nghiên cứu bao gồm diễn giải về giáo dục STEM của nước ngoài và nghiên cứu lý thuyết về nội địa hóa giáo dục STEM của Trung Quốc [18]

Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy giáo dục STEM được quan tâm nghiên cứu ở nhiều khía cạnh trong quá trình dạy học: chương trình, đào tạo giáo viên, xây

dựng các module giảng dạy… Việc quản lý hoạt động giáo dục STEM tại các

trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học là câu hỏi bỏ ngỏ cần tiếp tục được nghiên cứu

Đánh giá chung: Các công trình nghiên cứu dù không trực tiếp nghiên cứu quản

lý hoạt động giáo dục STEM trong hoạt động giảng dạy nhưng thông qua các công trình nghiên cứu trên thế giới ở trên tập trung vào những hướng nghiên cứu sau:

- Quan tâm đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực giáo dục STEM; xây dựng các module giảng dạy ngắn dưới dạng các chủ đề STEM và thiết kế chương trình học tập được khoa học

- Thách thức và triển vọng trong tương lai của giáo dục STEM trên thế giới và đưa ra các ý tưởng sáng tạo, đổi mới công nghệ vào trong các lớp học STEM

- Xây dựng và phát triển mô hình giáo dục STEM tương ứng với mức độ phức tạp của tri thức và kỹ năng tăng dần

1.1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

Chỉ thị số 16/CT-TTg, ngày 04/5/2017 của Thủ tướng chính phủ về việc tăng

cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã đưa ra hệ thống giải

pháp tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 và nhiệm vụ

đặt ra đối với ngành giáo dục là: “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công

nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông” [9]

Công văn số 4325/BGDĐT-GDTrH của Bộ Giáo dục và Đào tạo yêu cầu

"Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp STEM trong việc thực hiện chương trình phổ thông ở những môn có liên quan Thí điểm triển khai giáo dục STEM tại một số trường lựa chọn" [8]

- Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 (Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo, đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế;

Giáo dục STEM được du nhập vào Việt Nam được bắt nguồn từ các cuộc thi Robot do các công ty công nghệ tại Việt Nam và các tổ chức nước ngoài triển khai Ví dụ cuộc thi Robotics make X 2019 của Công ty Cp robot Công nghệ cao STEAM Việt Nam hay một số cuộc thi robocon của các hãng như Lego và một số cuộc thi robocon của các hãng khác trong nước Từ đó đến nay giáo dục STEM đã bắt đầu có sự phát triển với nhiều cách thức và hình thức thực hiện khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau

Cuối năm 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành thông tư Chương trình Giáo dục phổ thông mới, chương trình mới đã thể hiện sự đề cao giáo dục STEM ở chỗ yêu cầu dạy học tích hợp, tạo điều kiện tổ chức các chủ đề STEM, góp phần phát triển năng lực vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn cho

học sinh, nhấn mạnh rằng: “Cùng với các môn Toán học, Công nghệ và Tin học,

môn Khoa học Tự nhiên góp phần thúc đẩy giáo dục STEM một trong những hướng giáo dục đang được quan tâm phát triển trên thế giới cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ cho giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước”[17]

Những năm gần đây, Giáo dục STEM được nhiều nhà khoa học, nhà nghiên cứu và các nhà quản lí giáo dục và giáo viên vô cùng quan tâm, có nhiều công trình nghiên cứu, đề tài khoa học phát triển giáo dục STEM như:

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp quốc gia “Nghiên cứu mô hình giáo dục

STEM trong giáo dục phổ thông Việt Nam đáp ứng yêu cầu đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục và đào tạo theo tinh thần nghị quyết số 29-NQ/TW” của Phó giáo sư,

Tiến sĩ Lê Huy Hoàng, tác giả Xây dựng cơ sở lý luận và thực tiễn của việc đề xuất mô hình giáo dục STEM trong trường phổ thông tại Việt Nam trên các phương diện tổng quan nghiên cứu giáo dục STEM; giáo dục STEM và nhu cầu nguồn nhân lực cho các lĩnh vực STEM tại Việt Nam và đề xuất mô hình giáo dục STEM trong trường phổ thông Việt Nam

Đề tài “Tổ chức quá trình dạy học STEM về dòng điện xoay chiều (Vật lý 12)

nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh”, tác giả Đỗ Thị Thanh

Hải (2018) đã thiết kế một số chủ đề về dòng điện xoay chiều theo định hướng giáo dục STEM, đồng thời phân tích và làm rõ thực trạng dạy học STEM trong trường phổ thông [13]

Nhóm tác giả Đặng Minh Tuấn, Nguyễn Vân Anh, Nguyễn Thị Phương Anh,

Lê Quang Đạt, Nguyễn Thị Kim Huệ (2020), với bài báo “Xây dựng và sử dụng chủ

đề STEM trong dạy học vật lí ở trung học phổ thông”, đăng trên Tạp chí giáo dục,

số đặc biệt kỳ 2 tháng 5/2020 Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về đề xuất quy trình xây dựng chủ đề STEM và phương thức sử dụng chủ đề STEM trong dạy học vật lí ở phổ thông [20]

* Đánh giá chung: Qua nghiên cứu cho thấy, cơ bản các công trình nghiên

cứu ở Việt Nam tập trung vào những hướng nghiên cứu sau:

- Hệ thống văn bản chỉ đạo của cấp trên về triển khai và thực hiện chương trình giáo dục STEM

- Chương trình mới đã thể hiện sự đề cao giáo dục STEM ở chỗ yêu cầu dạy học tích hợp, tạo điều kiện tổ chức các chủ đề STEM, góp phần phát triển năng lực vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn cho học sinh

- Nghiên cứu các mô hình giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông Việt

Nam đáp ứng yêu cầu đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục và đào tạo Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM, lồng ghép quá trình dạy học STEM vào những môn học, bài học cụ thể

=> Như vậy, các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về giáo dục STEM được quan tâm nghiên cứu ở nhiều khía cạnh khác nhau từ văn bản chỉ đạo, xây

dựng chương trình, mô hình, đội ngũ, chủ đề giảng dạy… Nghiên cứu về “Quản lý

hoạt động giáo dục STEM tại các trường Trung học cơ sở huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang trong quá trình dạy học” vẫn còn là “khoảng trống” cần tiếp tục được

Theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM là mô hình

giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh 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 Khi chủ đề tích hợp liên môn không chỉ liên quan tới khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán, mà còn quan tâm lồng ghép nghệ thuật và nhân văn (Art), thì sẽ có giáo dục STEAM [6]

Nhằm đa dạng hóa hình thức tổ chức giáo dục STEM trong trường phổ thông, tại Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH, ngày 14/8/2020 của Bộ Giáo dục và

Đào tạo về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học, giáo dục STEM được mở rộng hơn Theo đó, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn

Nhìn chung, khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức và hành động theo cả hai cách hiểu sau đây:

- Một là, Tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học với mục tiêu “định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan tới các lĩnh vực STEM, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế”

- Hai là, phương pháp Tiếp cận liên môn (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán) trong dạy học với mục tiêu: (1) Nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc lĩnh vực STEM; (2) Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; (3) Kết nối trường học và cộng đồng; (4) Định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập; (5) Hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất người học

1.2.2 Quản lý

Quản lý là hoạt động có ý thức của con người nhằm phối hợp hành động của một nhóm người hay một cộng đồng người để đạt được các mục tiêu đề ra một cách hiệu quả nhất Nói cách khác, có thể xem quản lý là sự tác động liên tục, có tổ chức, có định hướng của chủ thể quản lý (người quản lý) tới khách thể quản lý trong một tổ chức bằng một hệ thống các luật lệ, chính sách, nguyên tắc, các phương pháp và giải pháp cụ thể… nhằm làm cho tổ chức vận hành và đạt mục tiêu chung của tổ chức Bốn chức năng cơ bản của hoạt động quản lý gồm: kế hoạch hóa - tổ chức - lãnh đạo - kiểm tra

1.2.3 Quản lý hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học

Quản lý giáo dục STEM trong nhà trường chính là một bộ phận không thể thiếu của nhiệm vụ quản lý giáo dục mà mọi cán bộ quản lý giáo dục đều thực hiện Do vậy, có thể coi quản lý giáo dục STEM là hệ thống những tác động có kế hoạch, có chủ đích, có định hướng và phù hợp với quy luật của cán bộ quản lý giáo dục đến

hoạt động giáo dục STEM nhằm thực hiện có chất lượng và hiệu quả mục tiêu giáo dục toàn diện học sinh Nói cách khác, quản lý giáo dục STEM chính là những biện pháp tại chỗ và những giải pháp lâu dài trong công tác quản lý giáo dục mà cán bộ quản lý giáo dục phải thực hiện nhằm góp phần cùng các hoạt động giáo dục khác đẩy mạnh hiệu quả của nhiệm vụ dạy - học một cách khoa học, giúp thầy và trò thêm yêu thích và gắn kết, từ đó, đạt được nhiều kết quả tốt trong hoạt động dạy - học

Quản lý tốt giáo dục STEM sẽ góp phần quản lý nhà trường tốt hơn, từ đó, thực hiện thành công mục tiêu giáo dục toàn diện học sinh đồng đều ở các mặt đức, trí, thể, mỹ; giáo dục học sinh có thái độ yêu lao động, yêu thích ứng dụng công nghệ trong lao động và cuộc sống cũng như đẩy mạnh đổi mới phương pháp giảng dạy Nói cách khác, quản lý giáo dục STEM tốt sẽ thúc đẩy quá trình chuyển mình của nhà trường từ phía giáo viên, học sinh và cả cha mẹ học sinh, bầu không khí yêu thích STEM là nguồn nước mát giúp gắn kết gia đình, nhà trường, xã hội trong sự nghiệp trồng người, những con người của thế kỷ XXI, những công dân toàn cầu sống trong kỷ nguyên của công nghệ, của Internet vạn vật, của một thế giới ngày càng phẳng

Từ sự phân tích trên, và xem xét dưới góc độ quản lý giáo dục chúng tôi

quan niệm: Quản lý hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học là hệ thống những tác động có mục đích, có kế hoạch của cán bộ quản lý giáo dục để kiểm soát việc thực hiện mục tiêu, nội dung, hình thức, phương pháp và điều kiện tổ chức hoạt động giáo dục STEM nhằm đạt được mục tiêu dạy học đề ra

Quản lý hoạt động giáo dục STEM trong quá trình dạy học bao gồm: - Quản lí mục tiêu dạy học

- Quản lí nội dung dạy học - Quản lí hình thức, phương pháp - Quản lí đội ngũ giáo viên - Quản lí về cơ sở vật chất, đầu tư trang thiết bị dạy học - Quản lí công tác phối hợp các lực lượng trong và ngoài trường

1.3 Giáo dục STEM

1.3.1 Mục đích giáo dục STEM

Giáo dục phổ thông giúp học sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận

dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng được học vào đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triển hài hòa các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển của đất nước và nhân loại Mục tiêu giáo dục trên được thực hiện thông qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục trong chương trình giáo dục phổ thông hướng tới phát triển năng lực và phẩm chất người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại; phát triển hài hòa về đức, trí, thể, mĩ

Cũng như các hoạt động giáo dục khác trong nhà trường, giáo dục STEM là một trong những hoạt động giáo dục góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục tổng quát và toàn diện nêu trên của chương trình giáo dục phổ thông Trong đó, hoạt động giáo dục STEM là một trong những hoạt động giáo dục hiệu quả trong việc hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh

Một cách tổng quát, giáo dục STEM trong trường phổ thông hướng tới mục tiêu thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học trên tất cả các phương diện về chương trình, đội ngũ giáo viên, cơ sở vật chất và chính sách; nâng cao nhận thức của nhà trường, xã hội về vai trò, ý nghĩa của các môn học thuộc lĩnh vực STEM trong trường phổ thông; thu hút sự quan tâm, nâng cao hứng thú và chất lượng học tập của học sinh về những môn học này; kết hợp với hoạt động giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng, nâng cao tỉ lệ học sinh có xu hướng lựa chọn nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM, đáp ứng yêu cầu về nguồn nhân lực STEM cho sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa và phát triển kinh tế xã hội của đất nước

Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm:

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS: Đó là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học

Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Trong đó HS biết vận dụng, liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn Biết sử dụng,

quản lí và truy cập Công nghệ HS biết về quy trình thiết kế kĩ thuật và chế tạo ra các sản phẩm

- Phát triển các năng lực chung cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho

HS những cơ hội, cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21 Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học

- Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những

kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước

1.3.2 Nội dung giáo dục STEM

Căn cứ vào văn bản Số: 3089/BGDĐT-GDTrH, ngày 14/8/2020 của Bộ

GD&ĐT, V/v triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học

Căn cứ văn bản số: 859/SGDĐT-GDPT, ngày 14/9/2020 của Sở GD&ĐT

tỉnh Tuyên Quang, V/v triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung

- Nội dung kiến thức của các bài học thuộc một môn học hoặc một số môn học trong chương trình; bảo đảm giải quyết được vấn đề đặt ra một cách tương đối trọn vẹn

b) Bài học STEM dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật - Bài học STEM được xây dựng dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật với tiến trình bao gồm 8 bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất các giải

pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mô hình (nguyên mẫu); thử nghiệm và đánh giá; chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế

- Cấu trúc bài học STEM có thể được chia thành 5 hoạt động chính, thể hiện rõ 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật như sau:

+ Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu cầu chế tạo một sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thể

+ Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (bao gồm kiến thức trong bài học cần sử dụng để giải quyết vấn đề hoặc chế tạo sản phẩm theo yêu cầu) và đề xuất các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu

+ Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền để giải thích, chứng minh và lựa chọn, hoàn thiện phương án tốt nhất

+ Hoạt động 4: Từ phương án thiết kế đã được lựa chọn, tiến hành chế tạo sản phẩm, thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo

+ Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu

c) Phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động - Hoạt động học của học sinh được thiết kế theo hướng mở về điều kiện thực hiện, nhưng cụ thể về tiêu chí của sản phẩm cần đạt

- Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của học sinh

- Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và thiết kế lại nguyên mẫu của mình nếu cần

- Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và xây dựng hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân

d) Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề

- Hình thức tổ chức bài học STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong và ngoài lớp học nhưng cần đảm bảo mục tiêu dạy học của phần nội dung kiến thức trong chương trình

- Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh nhưng phải chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi học sinh trong nhóm

e) Thiết bị dạy học cần lưu ý đến việc sử dụng thiết bị, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận với chi phí tối thiếu

- Trên cơ sở danh mục thiết bị dạy học tối thiểu theo quy định, sử dụng tối đa các thiết bị sẵn có

- Tăng cường sử dụng các vật liệu, công cụ gia dụng, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận, chi phí rẻ và an toàn

- Khuyến khích sử dụng các nguồn tài nguyên số bổ trợ, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm, có thể dễ dàng truy cập sử dụng trong và ngoài lớp học để học sinh chủ động học tập

2/ Hoạt động trải nghiệm STEM

a) Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM được lựa chọn phải gắn với việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông, tạo hứng thú và động lực học tập nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh

- Chú trọng những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) các hoạt động của bài học STEM trong chương trình, tập trung vào việc giải quyết các vấn đề của thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ

- Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM có thể gắn với các hoạt động nghề nghiệp liên quan đến lĩnh vực STEM nhằm bổ trợ cho quá trình học tập, tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần định hướng nghề nghiệp cho học sinh

b) Hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cần phong phú, đa dạng, lôi cuốn học sinh vào hoạt động tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ

- Hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong trường (dưới hình thức câu lạc bộ) và ngoài trường (tìm tòi, khám phá thực tiễn)

- Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao tiếp

và hợp tác cho học sinh nhưng cần đảm bảo chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi học sinh trong nhóm

3/ Đề tài/dự án nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

a) Học sinh tham gia học tập trên cơ sở tự nguyện, có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn; chú trọng phát hiện các học sinh có năng lực và sở thích thông qua quá trình tổ chức dạy học bài học STEM và các hoạt động trải nghiệm STEM

b) Trên cơ sở quy định tại Thông tư số 38/2012/TT-BGDĐT ngày 02/11/2012 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo, lựa chọn đề tài/dự án nghiên cứu khoa học, kĩ thuật phù hợp với học sinh hoặc nhóm học sinh [3]

1.3.3 Hình thức giáo dục STEM

1.3.3.1 Dạy học các môn khoa học theo bài dạy STEM

i Khái quát về bài dạy STEM

Bài dạy STEM là quá trình dạy học dưới sự tổ chức của giáo viên, học sinh chủ động thực hiện các hoạt động học tập trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong các lĩnh vực STEM, góp phần hình thành phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh Theo cách này, các bài dạy STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM theo tiếp cận nội môn hoặc liên môn

Căn cứ vào cơ sở lý thuyết áp dụng, bài dạy STEM có thể được chia làm hai loại gồm: bài dạy STEM khoa học và bài dạy STEM kĩ thuật

Bài dạy STEM có nội dung bám sát chương trình giáo dục phổ thông, gắn kết với bản chất, nguyên lý khoa học của thế giới tự nhiên hoặc các vấn đề của thực tiễn, xã hội; được xây dựng dựa trên hoạt động học tập tích cực theo phương pháp khoa học hoặc tiến trình thiết kế kĩ thuật; sử dụng các phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, sản phẩm; với các hình thức tổ chức dạy học đa dạng, lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề; ưu tiên sử dụng các thiết bị, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận với chi phí tối thiểu

ii Nội dung bài dạy STEM a) Bài dạy STEM khoa học

Là bài dạy STEM được thiết kế dựa trên quy trình khoa học, hướng tới tìm tòi, khám phá bản chất, quy luật của sự vật hiện tượng trong thế giới tự nhiên

Bài dạy STEM khoa học được sử dụng chủ yếu trong các môn khoa học tự nhiên (ở trung học cơ sở) và các môn vật lí, hóa học, sinh học (ở trung học phổ thông) và được sử dụng chủ yếu trong hoạt động hình thành kiến thức mới của bài học

Bài dạy STEM khoa học bao gồm 5 hoạt động chính, phản ánh được những bước chính trong quy trình khoa học Đó là các hoạt động: (1) Xác định vấn đề khoa học, đề xuất giả thuyết khoa học; (2) Thiết kế thực nghiệm kiểm chứng; (3) Lựa chọn phương án thực nghiệm; (4) Tổ chức thực nghiệm, thảo luận kết quả; (5) Báo cáo, đánh giá và điều chỉnh

Bài dạy STEM kiểu này chú trọng hoạt động khám phá, tìm hiểu tự nhiên thông qua thực nghiệm khoa học, một trong những năng lực thành phần quan trọng của năng lực khoa học trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018

Trọng tâm của bài dạy STEM khoa học là học sinh phải thiết kế và thực hiện được các thí nghiệm để phát hiện bản chất, quy luật, mối quan hệ của sự vật hiện tượng đề cập trong bài học Từ đó, tự các em rút ra các kết luận có tính khoa học mà lẽ ra, giáo viên giảng dạy cho học sinh

Trong bài dạy STEM khoa học việc học tập của học sinh mang tính chất nghiên cứu khoa học Đây cũng là bài dạy đã được nhiều giáo viên quan tâm thực hiện trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học theo chỉ đạo của ngành giáo dục thời gian vừa qua

Tổ chức bài dạy STEM khoa học thường diễn ra trong phòng học bộ môn, với đầy đủ các dụng cụ thí nghiệm, thực hành giúp học sinh thiết kế, triển khai các thí nghiệm khoa học với sự định hướng, giám sát của giáo viên, nhân viên thí nghiệm

b) Bài dạy STEM kĩ thuật

Là bài dạy STEM được thiết kế dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật Bài dạy STEM kĩ thuật hướng tới phát hiện, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề trong thực tiễn trên cơ sở vận dụng các nguyên lý khoa học, toán và các công nghệ hiện có

Bài dạy STEM kĩ thuật được sử dụng trong các môn học của lĩnh vực STEM, là sự kết hợp giữa tìm tòi nguyên lý khoa học và vận dụng nó trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra hay đáp ứng nhu cầu của người sử dụng

Cấu trúc bài dạy STEM kĩ thuật gồm 5 hoạt động chính trên cơ sở quy trình 8 bước của hoạt động thiết kế kĩ thuật Đó là các hoạt động: (1) Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo; (2) Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế; (3) Lựa chọn giải pháp thiết kế; (4) Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá; (5) Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

Bài dạy STEM kĩ thuật chú trọng thiết kế, chế tạo; định hướng sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra Bên cạnh tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề, bài dạy STEM kĩ thuật yêu cầu học sinh có năng lực khám phá khoa học (để chiếm lĩnh tri thức khoa học); năng lực về kĩ thuật, công nghệ trong vẽ thiết kế sản phẩm, lựa chọn và gia công vật liệu cơ khí; thiết kế, lập trình và lắp ráp mạch điện điều khiển và tự động hóa, in 3D, công nghệ IoT, Robotics,…(để thiết kế, chế tạo sản phẩm)

Việc học của học sinh giống như công việc của các kĩ sư (Engineer) Thông qua bài dạy STEM kĩ thuật, học sinh được tự mình khám phá tri thức khoa học, vận dụng tri thức đó để thiết kế, chế tạo các sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra, phát triển tư duy thiết kế, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

Tổ chức thực hiện bày dạy STEM kĩ thuật thường kết hợp giữa hoạt động trên lớp và hoạt động ngoài giờ học Trong đó, các hoạt động xác định vấn đề; lựa chọn giải pháp; chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh thường được bố trí trên lớp, có sự điều khiển, giám sát của giáo viên

Các hoạt động còn lại diễn ra ở phòng bộ môn, phòng thực hành STEM, câu lạc bộ, hay các cơ sở giáo dục, trải nghiệm kĩ thuật, công nghệ ngoài nhà trường

iii Thiết kế bài dạy STEM

Thiết kế bài dạy STEM được thực hiện dựa trên việc phân tích mạch nội dung, yêu cầu cần đạt trong chương trình, bối cảnh và vấn đề cần giải quyết trong thực tiễn thuộc các lĩnh vực khác nhau của đời sống như lĩnh vực biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường, năng lượng tái tạo, sức khỏe, sản xuất thông minh, phát triển bền vững

1.3.3.2 Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM

i Định hướng chung

Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức thông qua hình thức câu lạc bộ hoặc các hoạt động trải nghiệm thực tế; được tổ chức theo sở thích, năng khiếu và lựa chọn của học sinh một cách tự nguyện Nhà trường có thể tổ chức các không gian trải nghiệm STEM trong nhà trường; giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để học sinh tìm hiểu, khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống

Hoạt động trải nghiệm STEM được tổ chức theo kế hoạch giáo dục hàng năm của nhà trường; nội dung mỗi buổi trải nghiệm được thiết kế thành hoạt động cụ thể, mô tả rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm và dự kiến kết quả Tăng cường sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, cơ sở nghiên cứu, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, hộ kinh doanh, các thành phần kinh tế - xã hội khác và các gia đình để tổ chức có hiệu quả các hoạt động trải nghiệm STEM phù hợp với quy định hiện hành

Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM được lựa chọn phải gắn với việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông, tạo hứng thú và động lực học tập nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh:

- Chú trọng các hoạt động liên quan, hoạt động nối tiếp ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) các hoạt động của bài dạy STEM trong chương trình, tập trung vào giải quyết các vấn đề của thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ

- Nội dung hoạt động trải nghiệm STEM có thể gắn với các hoạt động nghề nghiệp liên quan đến lĩnh vực STEM nhằm bổ trợ cho quá trình học tập, tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần định hướng nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM cho học sinh

Hình thức tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM cần phong phú, đa dạng, lôi cuốn học sinh vào hoạt động tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ:

- Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt

động trong trường (dưới hình thức câu lạc bộ) và ngoài trường (tìm tòi, khám phá thực tiễn)

- Để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh cần tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm, trong đó chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi học sinh trong nhóm

i Một số hoạt động trải nghiệm STEM *) Hoạt động câu lạc bộ STEM

Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM

Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM

Giáo dục STEM qua hình thức câu lạc bộ không mang tính đại trà, dành cho nhóm các học sinh có sở thích và năng khiếu về các môn học thuộc lĩnh vực STEM, đặc biệt là sự đam mê các hoạt động vận dụng kiến thức liên môn giải quyết vấn đề thực tiễn, đổi mới sáng tạo và sáng chế

Trong trường hợp trải nghiệm qua hình thức câu lạc bộ và định hướng sản phẩm, tiến trình trải nghiệm có thể được thực hiện dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật, được coi như hoạt động vận dụng Do vậy, kế hoạch tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM loại này có thể lập kế hoạch và trình bày như sau:

1 Mục tiêu - Năng lực - Phẩm chất 2 Nội dung (1) Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo: Trong hoạt động này, giáo viên tạo tình huống, chuyển giao nhiệm vụ cho học sinh, thảo luận và trao đổi với học sinh đảm bảo các em đã hiểu đúng, đủ về hoạt động học tập trải nghiệm

(2) Đề xuất và lựa chọn giải pháp: Ở hoạt động này, học sinh làm việc nhóm, chủ động thảo luận, đề xuất và lựa chọn và giải pháp Trong quá trình học sinh làm việc, giáo viên quan sát, đặt câu hỏi, gợi ý đảm bảo chất lượng, tiến độ trong hoạt động thiết kế

(3) Chế tạo và thử nghiệm: Dựa vào bản thiết kế thực hiện trong giai đoạn 2, các nhóm chế tạo và thử nghiệm sản phẩm Trên cơ sở đó, đánh giá mức độ đạt được của sản phẩm so với yêu cầu đặt ra, tiến hành các cải tiến nếu cần

(4) Báo cáo sản phẩm: Các nhóm trình bày và giới thiệu sản phẩm, nhóm khác đặt câu hỏi, đánh giá, về sản phẩm Giáo viên tổ chức trao đổi, thảo luận và đánh giá sao cho phát triển kĩ năng giao tiếp và hợp tác, tư duy phản biện, khả năng đánh giá đồng đẳng của học sinh

3 Sản phẩm - Sản phẩm thiết kế - Sản phẩm chế tạo 4 Tổ chức thực hiện - Xác định vấn đề cần thiết kế, chế tạo - Đề xuất, thảo luận và lựa chọn giải pháp - Chế tạo và thử nghiệm

- Báo cáo sản phẩm

*) Ngày hội STEM

Mục tiêu của ngày hội STEM là thu hút sự quan tâm của các em học sinh, phụ huynh, nhà trường và xã hội tới các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán; truyền tải thông điệp về sự hấp dẫn của các lĩnh vực STEM, về vai trò của các môn học STEM trong đời sống xã hội cũng như xu hướng phát triển của các nghề nghiệp trong lĩnh vực STEM

Trong ngày hội STEM, học sinh được trưng bày và giới thiệu các sản phẩm sáng tạo khoa học, công nghệ của bản thân; được trải nghiệm, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật hấp dẫn từ đơn giản đến hiện đại trong thực tiễn đời sống; được tiếp xúc và trò chuyện với các nhà khoa học, các kĩ sư về nghề nghiệp STEM, về các chương trình nghiên cứu; được giao lưu, chia sẻ và học hỏi về

khoa học và công nghệ với các bạn học sinh khác, Cũng trong ngày hội STEM, nhà trường có thể tổ chức những hoạt động học thuật về giáo dục STEM, kết nối với các nhà khoa học, các cơ sở giáo dục đại học, giao lưu, học hỏi, lan tỏa giá trị của giáo dục STEM tới các cơ sở giáo dục phổ thông khác và cộng đồng

Học sinh có thể tham gia ngày hội STEM với nhiều cấp độ Khởi đầu có thể là sự quan sát, đánh giá mức độ quan tâm, hứng thú của bản thân với các lĩnh vực STEM Tiếp theo là sự chủ động tham gia, tương tác của học sinh với các hoạt động trải nghiệm khoa học, công nghệ Ở cấp độ cao nhất, học sinh tham gia với vai trò chủ thể của một sáng chế, một giải pháp khoa học và công nghệ, thành quả học tập và nghiên cứu của các em trong giai đoạn học tập trước đó Một ngày hội STEM thành công luôn hướng tới thúc đẩy hai cấp độ sau về sự tham gia của các em học sinh

Để tổ chức thành công ngày hội STEM, bên cạnh việc lập kế hoạch, tổ chức thực hiện tốt, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như các đơn vị giáo dục STEM; các doanh nghiệp, cơ sở sản xuất; các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, giáo dục đại học; các nhà khoa học, công nghệ

1.3.3.3 Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

i Khái quát hoạt động nghiên cứu khoa học - kĩ thuật

Từ những năm 2015 hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học đã được triển khai Với những ý nghĩa to lớn mà hoạt động này mang lại cho các em học sinh, tới nay, hoạt động này đã được triển khai rộng khắp tại các cơ sở giáo dục phổ thông trong cả nước

Kết quả nghiên cứu của học sinh được lựa chọn, giới thiệu tham gia các hội thi khoa học kĩ thuật các cấp được tổ chức thường niên Học sinh đạt giải cao trong hội thi khoa học kĩ thuật cấp quốc gia sẽ được lựa chọn để đại diện cho Việt Nam tham gia Hội thi khoa học kĩ thuật quốc tế (Intel ISEF) được tổ chức tại Hoa Kỳ

Theo quy định của hội thi, hoạt động này của học sinh có 22 lĩnh vực nghiên cứu Tập trung phần lớn ở các lĩnh vực liên quan tới khoa học, kĩ thuật, công nghệ, toán học Chính vì vậy, hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học được coi là một trong những hình thức tổ chức giáo dục STEM điển hình trong trường phổ thông

Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng

lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn Thông qua quá trình tổ chức các bài dạy STEM và hoạt động trải nghiệm STEM, phát hiện các học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

Hoạt động nghiên cứu khoa học được thực hiện dưới dạng một dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm hai thành viên, dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp

Nhà trường (hay cụm trường) có thể định kỳ tổ chức ngày hội STEM hoặc Hội thi khoa học kĩ thuật tại đơn vị để đánh giá, biểu dương nỗ lực của học sinh và giáo viên trong việc tổ chức dạy và học, đồng thời lựa chọn các dự án nghiên cứu gửi tham gia cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp trên

ii Hướng dẫn thực hiện một dự án nghiên cứu khoa học - kĩ thuật

Có hai loại dự án nghiên cứu trong nghiên cứu khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học là dự án kỹ thuật (Engineering Project) và dự án khoa học (Science Fair Project) Nội dung tiến trình nghiên cứu khoa học của hai loại dự án này đã được trình bày trong mục 1.3.3.1 của chương 1 Phần này trình bày những gợi ý cụ thể và đầy đủ cả về tiến trình khoa học và những gợi ý để triển khai thực hiện một dự án nghiên cứu khoa học - kĩ thuật cho học sinh trung học Tiến trình này gồm 12 bước

Bước 1 Lựa chọn chủ đề nghiên cứu

- Chọn một chủ đề quan tâm: + Lựa chọn chủ đề quan tâm là công việc đóng vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng nhiều tới tính mới, tính thời sự, tính hấp dẫn của dự án nghiên cứu

+ Chủ đề quan tâm có thể xuất phát từ sở thích của học sinh; từ các thông tin trên tạp chí hoặc bài báo về các sự kiện liên quan đến khoa học - kĩ thuật; những thắc mắc từ nhiều nguồn tin liên quan tới một chủ đề; những câu hỏi, mâu thuẫn có được thông qua quan sát, tìm hiểu trong thực tiễn

- Xác định tính khả thi của dự án nghiên cứu: + Sau khi đã lựa chọn được chủ đề và ý tưởng, cần đặt ra những câu hỏi và câu trả lời để xác định tính khả thi của dự án

+ Những câu hỏi để xác định tính khả thi của dự án có thể là: Dự án có thể

được hoàn thành trong khoảng thời gian cho phép?; Nếu dự án cần tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu thì có đủ thời gian cần thiết để kiểm tra và thực hiện lại các thí nghiệm trong thời gian cho phép hay không?; Việc thực hiện dự án có phụ thuộc vào điều kiện về môi trường, thời gian, thời điểm hay không?; Phòng thí nghiệm hay các tài nguyên khác để thực hiện thực hiện dự án có đầy đủ, đáp ứng yêu cầu không?; Dự án có phù hợp với các quy định liên quan đến nghiên cứu khoa học?;

Bước 2 Hoàn thành các tài liệu cần thiết cho dự án

- Hoàn thành các mẫu phiếu theo quy định: + Để triển khai dự án, cần phải hoàn thành nhiều mẫu phiếu theo quy định của cuộc thi bao gồm các loại: Phiếu thông tin học sinh; Phiếu phê duyệt dự án; Phiếu người hướng dẫn/bảo trợ; Kế hoạch nghiên cứu; Báo cáo kết quả nghiên cứu;

+ Một số loại dự án cần bổ sung thêm phiếu xác nhận của cơ quan nghiên cứu; Phiếu xác nhận của nhà khoa học chuyên ngành; Phiếu đánh giá rủi ro; Phiếu dự án tiếp tục; Phiếu tham gia của con người; Phiếu cho phép thông tin; Phiếu nghiên cứu động vật có xương sống; Phiếu đánh giá rủi ro chất nguy hiểm; Phiếu sử dụng mô người và động vật

- Lập sổ tay khoa học: + Khi thực hiện một dự án khoa học, một trong những yếu tố quan trọng nhất đó là tài liệu hướng dẫn Các bước thí nghiệm cần ghi chép đầy đủ để giúp cho một người khác có thể làm lại thí nghiệm đó

+ Việc đầu tiên cần làm là lập một cuốn sổ tay khoa học Cuốn sổ sẽ ghi chép lại đầy đủ, tuần tự suy nghĩ, việc làm và sự phát triển của vấn đề trong suốt quá trình thực hiện dự án Sổ tay khoa học là một minh chứng khẳng định rằng chúng ta là những người thực làm Cuốn sổ ghi lại nhật kí làm việc một cách tỉ mỉ, khoa học trong đó các trang giấy có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Vì vậy, cần bảo quản thật tốt và tránh làm các trang tài liệu này bị thất lạc

Một cuốn sổ tay khoa học gồm các nội dung chủ yếu như: + Phần 1: Tìm kiếm những ý tưởng bằng cách liệt kê các chủ đề hoặc vấn đề mà ta có thể điều tra, suy nghĩ về từng lĩnh vực

+ Phần 2: Ghi chép nghiên cứu tổng quan về chủ đề Mỗi lần thực hiện

nghiên cứu tổng quan, ghi tên của thư viện, ngày giờ ở đầu một trang mới; danh sách các nguồn tài liệu đã kiểm tra, tham khảo; ghi chú lại tất cả các thông tin cần thiết để thực hiện một trích dẫn mà ta sẽ cần khi viết báo cáo tổng thể

+ Phần 3: Ghi chép về thiết kế kỹ thuật hoặc thí nghiệm, các kế hoạch nghiên cứu, thu thập dữ liệu và phân tích dữ liệu

+ Phần 4: Ghi chép các việc làm hàng ngày, ghi nhận lại những kết quả thu được liên quan đến dự án nghiên cứu Ghi cụ thể các nội dung "thảo luận" hoặc "giải thích" trước khi viết kết luận riêng của mình

- Sổ tay khoa học phải ghi lại tất cả các bước nghiên cứu một cách tuần tự, từ khi khởi đầu đến khi hoàn thành dự án Trong đó bao gồm nghiên cứu tổng quan và thực nghiệm, sự phát triển của ý tưởng hoặc sản phẩm và các đánh giá riêng của mình cũng như tất cả các tính toán trong suốt quá trình làm việc

Bước 3 Nghiên cứu tổng quan

- Nơi tốt nhất để bắt đầu là việc tìm kiếm các tài liệu trong thư viện (tạp chí, báo, sách về chủ đề này, tài liệu tham khảo khoa học và tài liệu điện tử) để lấy thông tin liên quan đến các khía cạnh của vấn đề nghiên cứu

- Có nhiều khả năng tìm thấy những gì mà chúng ta cần trong thư viện công cộng và thư viện của các trường đại học Tạp chí khoa học có thể được tìm thấy tại các thư viện Bài viết trong tạp chí khoa học có một số thông tin cập nhật nhất về nhiều chủ đề thời sự trong nghiên cứu khoa học

- Internet là một kênh thông tin có giá trị cho nghiên cứu khoa học Tuy nhiên cần đảm bảo chắc chắn rằng nguồn thông tin đang sử dụng là đáng tin cậy Các thông tin khi sử dụng cần những trích dẫn giống như trích dẫn một cuốn sách hoặc một tạp chí cụ thể: Tác giả, tiêu đề, nhà xuất bản và bản quyền

- Cần lưu ý rằng nghiên cứu tổng quan và tài liệu tham khảo cung cấp các thông tin cơ bản, chắc chắn cho giả thuyết khoa học và thí nghiệm

Bước 4 Đưa ra giả thuyết khoa học hoặc đặt mục tiêu

- Giả thuyết khoa học: + Có thể nói một giả thuyết khoa học là một giải pháp cần được kiểm chứng cho vấn đề nghiên cứu Các dữ liệu thu được thông qua thí nghiệm có thể được sử

dụng để khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết Đôi khi dữ liệu thu được cũng có thể không giúp cho việc khẳng định cũng như bác bỏ giả thuyết đã đưa ra

- Đặt mục tiêu: + Một điều rất quan trọng là tóm tắt các công việc cần giải quyết của dự án như tuyên bố về mục tiêu Đây là việc làm thường thấy đối với các dự án máy tính hoặc kỹ thuật Không phải là sự kiểm nghiệm một giả thuyết, các dự án này thường liên quan đến sự phát triển của thiết bị mới, vật liệu, chương trình máy tính hoặc các mô hình

Bước 5 Thiết kế thí nghiệm hoặc lập kế hoạch nghiên cứu

- Rà soát lại tất cả các ý tưởng thiết kế trong cuốn sổ tay khoa học và trình bày lại ý tưởng bằng các sơ đồ Đây là những điều hết sức cần thiết trong một dự án kỹ thuật và máy tính

- Khi phát triển thiết kế các thí nghiệm cần xem xét các câu hỏi: Thiết kế sẽ kiểm nghiệm một giả thuyết hoặc đạt được mục tiêu đề ra?; Những yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm?; Sự phụ thuộc và/hoặc độc lập của các yếu tố đó như thế nào?

Bước 6 Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu

- Sau khi đ hoàn thành thiết kế thí nghiệm, tiến hành lập kế hoạch và tổ chức thực hiện thí nghiệm Việc thực hiện các thí nghiệm phải đặt trong các điều kiện kiểm soát được Trong quá trình tiến hành thí nghiệm cần phải thường xuyên ghi chú và lưu trữ mọi diễn biến và kết quả trong quá trình thí nghiệm trong sổ tay khoa học

- Trước khi bắt đầu thí nghiệm: + Tổ chức tất cả các tài liệu và trang thiết bị để sẵn sàng cho sử dụng khi cần Phác thảo các thủ tục và tạo ra một thời gian biểu hợp lí

+ Xây dựng một bản đề cương ước lượng thời gian để hoàn thành mỗi phần việc của thí nghiệm

+ Bố trí cuốn sổ tay khoa học và giấy nháp sao cho tiện dụng Thiết kế các bảng và biểu đồ ta muốn sử dụng trước khi bắt đầu thí nghiệm

+ Tại vị trí làm việc bố trí một máy quay Chiếc máy quay này là một công cụ hữu ích cho các tài liệu dự án Mọi người có thể xem lại hình ảnh khi thực hiện thí nghiệm, và sử dụng máy quay để ghi lại tiến trình và kết quả thí nghiệm

+ Hoàn thành tất cả các mẫu xin cấp giấy chứng nhận và các mẫu đơn phù

hợp Cần đảm bảo chắc chắn rằng chúng ta đã hoàn thành kế hoạch nghiên cứu và tất cả các biểu mẫu cần thiết theo quy định trước khi bắt đầu thí nghiệm

- Bắt đầu thí nghiệm: + Thực hiện các phép đo định kỳ và ghi kết quả vào cuốn sổ tay khoa học + Thực hiện thí nghiệm nhiều lần nếu cần thiết để kiểm tra tính chính xác của kết quả

+ Dựa vào kết quả đo, có thể cần phải làm rõ hoặc thậm chí làm thay đổi giả thuyết, thiết kế lại các thí nghiệm, và thực hiện lại quy trình từ đầu

Bước 7 Phân tích dữ liệu thí nghiệm

- Tổ chức lại dữ liệu thu được từ thí nghiệm để tìm kiếm bất kỳ quy luật hoặc xu hướng nào đó từ các bảng dữ liệu Để phân tích và vẽ biểu đồ dữ liệu có thể sử dụng các phần mềm hỗ trợ

- Phân tích dữ liệu có thể gồm các công việc: Xác định mối liên hệ giữa các đại lượng, xem xét sự biến thiên của các dữ liệu, đánh giá độ chính xác và phân tích các sai số của thực nghiệm

Bước 8 Rút ra được quy luật và đưa ra kết luận

- Sau khi đã phân tích dữ liệu thí nghiệm là thời điểm xem xét và phân tích các kết quả thu được Quá trình xem xét, phân tích để tìm ra quy luật và đưa ra các kết luận cần trả lời được các câu hỏi: Dữ liệu đã được thu thập đầy đủ chưa? Có cần thu thập thêm dữ liệu nữa không? Đã xác định được các biến và kiểm soát chúng đúng cách chưa? Biến nào là yếu tố quan trọng nhất? Cần làm thế nào để kết quả nghiên cứu của dự án này có thể so sánh với kết quả trong các nghiên cứu khác? Các kết quả thu được liệu có hợp lý? Có quy luật nào trong bảng dữ liệu thu được về cả hai mặt định tính và định lượng? Những quy luật này được giải thích như thế nào? Có cần làm thực nghiệm nhiều hơn nữa hay không?,

- Cần phải tự đặt ra và trả lời nhiều nhất có thể các câu hỏi về dự án Điều này sẽ giúp cho việc định hướng suy nghĩ và quyết định có cần phải sửa đổi, hoặc làm lại, hoặc kết thúc dự án

- Lưu ý: Không bao giờ tự thay đổi kết quả thực nghiệm để trùng với những gì chúng ta cho là chính xác hoặc trùng với một lý thuyết đã biết Đôi khi các phát

hiện lớn lại được thông qua những cái mà trước đây ta cho là sai lầm

Bước 9 Viết báo cáo

- Báo cáo sẽ giúp cho độc giả có một cái nhìn toàn diện về chủ đề Báo cáo nên chứa đựng mọi thông tin thu thập được trong quá trình nghiên cứu cũng như mô tả đầy đủ về quá trình thực nghiệm, dữ liệu thu được và kết luận

- Báo cáo nghiên cứu khoa học có hai loại: + Loại thứ nhất là bình luận tổng quan về chủ đề Trong đó, chúng ta tổng hợp và xử lí với số lượng lớn các nghiên cứu khoa học đã công bố liên quan đến chủ đề nghiên cứu Chúng ta không đưa những kết luận riêng vào các nghiên cứu tổng quan Bình luận tổng quan cần phong phú, trích dẫn nhiều nguồn tư liệu nhất có thể để xác định vị trí về chủ đề này

+ Loại thứ hai là báo cáo nghiên cứu mô tả dự án thực nghiệm cụ thể mà ta đã hoàn thành Nó cần có phần tóm tắt, giả thuyết khoa học, thiết kế thí nghiệm, kết quả thực nghiệm

Dữ liệu tóm tắt cần ngắn gọn, những thảo luận và phân tích các kết quả và tài liệu tham khảo cần rõ ràng mạch lạc và đầy đủ

- Trong báo cáo cần chú sử dụng thuật ngữ khoa học Nó sẽ giúp chúng ta cảm thấy thoải mái hơn với chủ đề bởi công việc của chúng ta là chuyển tải các sự kiện và thông tin mà chúng ta đã thu thập được một cách có tổ chức, rành mạch và súc tích

Bước 10 Viết tóm tắt báo cáo

- Bản tóm tắt được viết sau khi dự án hoàn thành, đó là phần cuối cùng của báo cáo dự án

Nó là một bản tóm tắt ngắn gọn của dự án để thông báo cho người đọc những gì dự án đã thực hiện được

- Thông thường, tóm tắt là trừu tượng vì nó bị hạn chế bởi không gian và số từ ngữ được sử dụng Hãy lựa chọn từ ngữ một cách thận trọng trong quá trình viết một bản tóm tắt khoa học

- Một báo cáo tóm tắt bao gồm: + Một tuyên bố về mục tiêu hay nêu giả thuyết + Thiết kế thí nghiệm, phác thảo mô tả các phương pháp