Nghiên cứu Đề xuất giải pháp phát triển bền vững giáo dục stem tại trường trung học phổ thông chuyên hà nội – amsterdam (tt)

Giáo dục STEM cần được nghiên cứu và đánh giá nghiêm túc trong những điều kiện dạy học cụ thể gắn với bối cảnh địa phương để mang lại nhiều lợi ích và giá trị nhất cho người học, đảm bảo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG KHOA HỌC LIÊN NGÀNH VÀ NGHỆ THUẬT

HÀ NỘI – 2024

Luận văn được hoàn thành tại Trường Khoa học liên ngành và nghệ thuật, Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Văn Tuyên

Vào hồi 20 giờ 30 ngày 28 tháng 03 năm 2024

Có thể tìm đọc luận văn tại:

- Trung tâm Thư viện và Tri thức số, Đại học Quốc gia Hà Nội

- Trường Khoa học liên ngành và Nghệ thuật, Đại học Quốc gia Hà Nội

Mục tiêu của giáo dục STEM tương đồng với mục tiêu của Chương trình GDPT mới

2018 và mục tiêu phát triển bền vững của thế giới Cả ba đều hướng tới việc phát triển các

kỹ năng cần thiết cho học sinh trong thế kỷ 21 Do đó, học sinh cần được trang bị các kiến thức và kỹ năng STEM để có thể giải quyết được những vấn đề phức tạp, đáp ứng yêu cầu của thị trường lao động và thành công trong thời kỳ Cách mạng công nghiệp 4.0 Giáo dục STEM hướng tới đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho các ngành nghề STEM, có khả năng giải quyết những vấn đề phức tạp một cách sáng tạo, đó là động lực phát triển nền kinh

tế tương lai của mỗi quốc gia đặc biệt là Việt Nam - một quốc gia đang phát triển, là tiền đề

để Việt Nam hoàn thành các mục tiêu phát triển bền vững

Giáo dục STEM đã chứng minh được nhiều thế mạnh và vai trò của nó trong các hình thức dạy học không chính thức Tuy nhiên, những khó khăn trong điều kiện dạy học thực tế hiện nay đang là rào cản để các nhà trường áp dụng giáo dục STEM vào chương trình chính khóa, làm xuất hiện nhiều nghi ngờ về tính khả thi và hiệu quả của giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông Giáo dục STEM cần được nghiên cứu và đánh giá nghiêm túc trong những điều kiện dạy học cụ thể gắn với bối cảnh địa phương để mang lại nhiều lợi ích và giá trị nhất cho người học, đảm bảo tính bền vững trong giáo dục, làm tiền đề phát triển kinh tế, xã hội Nghiên cứu sự phát triển của giáo dục STEM trong trường THPT, cụ thể là ở trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam là một nhiệm vụ tất yếu, cần thiết và khả thi để tìm ra giải pháp phù hợp giúp phát triển bền vững giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên Hà Nội Amsterdam cũng như các trường THPT Chuyên có cùng điều kiện ở Việt Nam trong giai đoạn tiếp theo

Với những lí do trên, tôi xin đề xuất nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu đề xuất giải pháp phát triển bền vững Giáo dục STEM tại trường Trung học phổ thông chuyên Hà Nội - Amsterdam”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm phát triển bền vững Giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

3 Câu hỏi và giả thuyết nghiên cứu

Câu hỏi nghiên cứu: Giải pháp nào để phát triển bền vững giáo dục STEM trường THPT Chuyên Hà Nội – Amstersdam?

Giả thuyết nghiên cứu:

Để phát triển bền vững giáo dục STEM trường THPT Chuyên Hà Nội – Amstersdam,

2

cần thực hiện tốt các giải pháp gồm: xây dựng hệ sinh thái giáo dục STEM vì sự phát triển bền vững; có kế hoạch phát triển tổng thể và mục tiêu rõ ràng; có chính sách huy động và phát triển nguồn lực; tăng cường cơ sở vật chất đáp ứng học qua thực hành; đẩy mạnh chuyển đổi số và đổi mới trong dạy học

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Sự phát triển của giáo dục STEM trong trường THPT

- Phạm vi nghiên cứu:

+ 1957 HS khối 10,11,12 trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

+ Tình trạng nghiên cứu: Kế tiếp hướng nghiên cứu của chính tác giả

+ Thời gian: 2021-2023 gồm hai giai đoạn: 2021-2022 (có dịch Covid, dạy học kết hợp trực tuyến và trực tiếp) và 2022-2023 (sau dịch Covid, học trực tiếp)

5 Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện với những nhiệm vụ và nội dung chính như sau:

- Xác định đặc trưng và cơ sở lý luận để phát triển bền vững giáo dục STEM tại trường THPT

- Tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển Giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

- Đánh giá giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

- Đề xuất giải pháp nhằm phát triển giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên

Hà Nội – Amsterdam

6 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, Kết luận và Khuyến nghị, Tài liệu tham khảo, nội dung chính của luận văn gồm 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan nghiên cứu và cơ sở lý luận

Chương 2: Thực trạng giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam Chương 3: Đề xuất giải pháp phát triển bền vững giáo dục STEM tại trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Tổng quan nghiên cứu về phát triển bền vững giáo dục STEM trong trường THPT 1.2.1 Giáo dục STEM

Khái niệm

Thuật ngữ STEM là chữ viết tắt chữ cái đầu của các chữ tiếng Anh: Science (Khoa

học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán) STEM Thuật ngữ này được sử dụng khi đề cập các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia (Sanders, 2009)

Theo hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers

Association-NSTA), giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học,

kiến thức được áp dụng vào trong bối cảnh cụ thể trong thế giới thực, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và có thể góp phần vào cạnh tranh trong nền kinh tế mới (Tsupros, Kohler, & Hallinen,2009)

3

Giáo dục STEM+ (STEAM, STREAM) là một cách tiếp cận giáo dục tích hợp, kết hợp các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học, nghệ thuật (Art) và ngôn ngữ (Reading, Writting) Giáo dục STEM+ giúp học sinh phát triển các năng lực cần thiết để giải quyết các vấn đề trong thế giới thực, đồng thời phát triển các kỹ năng sáng tạo, thẩm

mỹ và ngôn ngữ

Bản chất và vai trò của giáo dục STEM

Phát triển giáo dục STEM không chỉ là xu thế thời đại mà còn là chiến lược của nhiều quốc gia, bởi điều này sẽ tạo ra một lợi thế cạnh tranh khi thực hiện chính sách đào tạo nguồn nhân lực và chuẩn bị sẵn các nguồn tài nguyên cho việc thực hiện chính sách đó trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (Tytler, 2007; Timms, 2018; Thomas, 2015; Reeve, 2013) Nhiều nghiên cứu trước đây tìm hiểu về bản chất của STEM, vai trò của STEM trong lịch sử phát triển khoa học công nghệ của loài người, những nhận thức về giáo dục STEM và chính sách đối với giáo dục STEM…(Lantz, 2009; Brown et al., 2011; Morrison, 2009; Roberts, 2012; Timms et al., 2018) cần được kế thừa và tiếp tục trong các giai đoạn sau này

Lợi ích và hiệu quả

Giáo dục STEM mang lại nhiều tác động tích cực đến học sinh như tạo động lực học tập, tăng sự tích cực, hăng say và cảm nhận được ý nghĩa của việc học (Chittum và cộng sự, 2017; Tillman và cộng sự, 2014; Shernoff, 2013), là tiền đề quan trọng giúp người học duy trì định hướng nghề nghiệp và kiên trì trong lĩnh vực STEM (Fortus và Vedder- Weiss, 2014), nâng cao hứng thú, động cơ và kết quả học tập của học sinh đồng thời phát triển năng lực khoa học và năng lực giải quyết vấn đề (Yildirim, 2016) Giáo dục STEM cũng tác động tích cực đến thái độ của học sinh trong trường lớp, phong cách học và những thành công trong học tập (Hurley, 2001)

Mục tiêu của giáo dục STEM

Giáo dục STEM ở Mỹ được xếp vào 3 nhóm mục tiêu chính sau (Rodger Bybee, 2018) sau: Xây dựng những năng lực nhận thức STEM cho thế hệ công dân tương lai; Chuẩn bị những năng lực cần thiết cho nguồn lực lao động trong thế kỷ 21; Tập trung nghiên cứu, phát triển và đổi mới trong lĩnh vực giáo dục ngành nghề STEM

Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng thúc đẩy giáo dục STEM là một giải pháp quan trọng của các quốc gia trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, giải quyết bài toán thất nghiệp, bài toán nợ công, phục vụ mục tiêu phát triển và cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới Các mục tiêu giáo dục STEM ở tầm quốc gia được phát biểu khác nhau nhưng đều có điểm chung là sự tác động đến người học, hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển của quốc gia trong bối cảnh biến đổi toàn cầu đầy cạnh tranh

Tại Việt Nam, mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mới (chương trình giáo dục phổ thông 2018) là cụ thể hoá mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp người học làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức vào đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triển hài hoà các mối quan hệ

4

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

Nội dung giáo dục STEM

Định hướng về nội dung đã được thể hiện rõ trong nhiều nghiên cứu và có thể được tóm tắt trong những nguyên tắc sau đây khi xác định về nội dung giáo dục STEM: dựa vào bối cảnh, Module hóa và làm rõ sự tồn tại của E và T, dựa trên nền tảng cách học (cách khám phá tri thức) (Bybee, 2010) Khung khoa học của PISA cũng đề xuất nguyên tắc xác định nội dung STEM dựa vào bối cảnh để thúc đẩy học sinh học tập, áp dụng và tiếp thục khám phá kiến thức STEM, các chủ đề phải liên quan đến cá nhân, xã hội và bối cảnh toàn cầu Nhờ đó, các bài học STEM, trải nghiệm STEM hay hoạt động CLB STEM, hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật có nhiều nội dung phong phú, không chỉ tập trung vào kiến thức toán và khoa học của chương trình chính khóa còn có sự mở rộng các nội dung liên quan đến kĩ thuật và công nghệ như thiết kế kĩ thuật, xây dựng dự án, lập trình máy tính và chế tạo robot, xử lý thông tin và đánh giá công nghệ, các vấn đề về môi trường và xã hội

Triển khai giáo dục STEM

Để triển khai giáo dục STEM, hai cách tiếp cận phổ biến được áp dụng là dựa vào khám phá (inquiry - based) và dựa vào thiết kế kĩ thuật (engineering design - based) (Honey, Pearson & Schweingruber, 2014) Phương pháp dạy học theo cả hai hướng tiếp cận này đều người học ở vị trí trung tâm của quá trình dạy học (Rogers & Portsmore, 2004) Tuy nhiên, cách tiếp cận dựa vào thiết kế kĩ thuật được chú trọng hơn vì vừa giúp người học tìm hiểu

về kiến thức nền khoa học vừa có cơ hội thực hành để giải quyết các vấn đề có tính ứng dụng và thực tiễn, giúp cho việc học tập có ý nghĩa và hấp dẫn hơn (English & King, 2015; Rogers & Portsmore, 2004)

Ở Việt Nam, cách thức triển khai giáo dục STEM và biện pháp nâng cao hiệu quả của giáo dục STEM vẫn còn hạn chế, có nhiều thách thức mà giáo viên ở Việt Nam phải đối mặt Sự mâu thuẫn giữa niềm tin của giáo viên về tầm quan trọng của STEM và mục tiêu giảng dạy tổng thể cho học sinh cũng là một vấn đề đáng chú ý

1.2.2 Giáo dục STEM trong trường THPT

Giáo dục STEM đã được nhiều quốc gia coi xu hướng tất yếu trong giáo dục và là nền tảng cho tăng trưởng kinh tế nên ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm hơn Tuy nhiên, việc triển khai giáo dục STEM ở một số nước đang phát triển ở Châu Á còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là ở các trường trung học công lập ở Việt nam

Theo nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017), kết quả chỉ ra rằng dạy học STEM không hoàn toàn nhất thiết phải hoạt động nhóm, nguyên tắc dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM phải đảm bảo các nguyên tắc chung của lí luận dạy học và các nguyên tắc mang tính đặc thù; việc xác định mục tiêu cụ thể của giáo dục STEM đối với mỗi trường học, lớp học, người học trong bối cảnh cụ thể là vô cùng cần thiết Nghiên cứu cũng đề ra quy trình xây dựng chủ đề STEM và các nguyên tắc xây dựng nội dung học tập môn Công nghệ định hướng giáo dục STEM, các góc độ cần xem xét khi xây dựng chủ đề giáo dục STEM, một số tiêu chí nhằm xác định về một chủ đề giáo dục STEM

5

1.2.3 Giáo dục STEM vì sự phát triển bền vững

Giáo dục vì sự phát triển bền vững (ESD - Education for Sustainable Development) là

một quá trình học tập suốt đời, trao quyền cho người học ở mọi lứa tuổi để có được kiến thức, kỹ năng, và thái độ cần thiết để nhận thức, giải thích, và giải quyết các thách thức toàn cầu như biến đổi khí hậu, suy giảm đa dạng sinh học, lãng phí tài nguyên thiên nhiên và vấn

đề bất bình đẳng, phân biệt đối xử

Giáo dục phát triển bền vững là “sự không ngừng tinh lọc kiến thức và kĩ năng để đào

tạo những công dân có hiểu biết, cam kết có những hành động cá nhân và tập thể có trách nhiệm mà điều đó sẽ dẫn đến một xã hội lành mạnh về sinh thái, thịnh vượng và đồng đều

về kinh tế vì các thế hệ hiện tại và tương lai” Dưới góc nhìn của giáo dục hiện đại, giáo dục

vì sự phát triển bền vững là một khái niệm động, nó chứa đựng cách nhìn mới, giúp con người ở mọi lứa tuổi đảm nhận trách nhiệm tạo dựng và tận hưởng một tương lai bền vững

1.2.4 Phát triển bền vững giáo dục STEM trong trường THPT

Phát triển bền vững giáo dục: Là quá trình vận động làm cho giáo dục phát triển lên

mức độ cao hơn trên cơ sở lặp lại một số đặc trưng, đặc tính của giáo dục hiện tại, làm cho giáo dục đáp ứng được yêu cầu của xã hội hiện tại Trải qua quá trình vận động là điều kiện tiên quyết, sự phát triển này đã có sự biến đổi về chất và đảm bảo yếu tố ổn định, tích cực và lâu dài với các đặc trưng như sự đáp ứng, tính thích nghi, hiệu quả, cập nhật và phổ thông ở bước hoàn thiện hơn (Trần Quốc Tuấn, 2020)

Khái niệm “Phát triển bền vững” được đề cập trong một bối cảnh khác rộng hơn khi nói về giáo dục: “Đảm bảo nền giáo dục có chất lượng, công bằng , toàn diện và thúc đẩy các cơ hội học tập suốt đời cho tất cả mọi người” (UNDP, 2015)

Phát triển bền vững giáo dục STEM: có thể được phát biểu trên cơ sở tiếp cận các

khái niệm “sự phát triển bền vững”, “phát triển giáo dục”, “bền vững”, “giáo dục phát triển bền vững”, “phát triển bền vững giáo dục” Phát triển bền vững giáo dục STEM là

quá trình vận động, phát triển không ngừng của giáo dục STEM với các đặc trưng như sự đáp ứng, tính thích nghi, hiệu quả, cập nhật và phổ thông theo hướng hoàn thiện hơn; đáp ứng yêu cầu nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực STEM chất lượng cao, bồi dưỡng nhân tài STEM cho tương lai có kỹ năng giải quyết các vấn đề một cách sáng tạo; đảm bảo sự phát triển cân bằng, ổn định, lâu dài về xã hội, kinh tế và môi trường Quá trình này bao gồm việc áp dụng các phương pháp khoa học và sư phạm tiên tiến để thúc đẩy sự phát triển tư duy, trí tuệ, phẩm chất nhân cách và năng lực STEM của học sinh Mục tiêu là xây dựng một môi trường giáo dục STEM chất lượng, công bằng và toàn diện ở bước hoàn thiện hơn tạo ra cơ hội học tập liên tục cho mọi người, từ đó đảm bảo sự phát triển ổn định và tích cực trong thời gian dài

Tóm lại, một số nghiên cứu chỉ ra hướng tiếp cận liên ngành và phát triển bền vững cho giáo dục hay giáo dục STEM cũng như đề xuất giải pháp để phát triển bền vững giáo dục tại cơ sở giáo dục địa phương nhưng chưa có nghiên cứu nào đề cập đến giải pháp phát triển bền vững giáo dục STEM tại các trường phổ thông, đặc biệt là khối trường THPT chuyên Do đó, nghiên cứu về tính bền vững của giáo dục STEM (một hướng tiếp cận liên

6

ngành của giáo dục), về giải pháp để phát triển bền vững giáo dục STEM là một nhiệm vụ quan trọng và có ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu được thực hiện với đối tượng là giáo dục STEM tại Trường THPT chuyên Hà Nội – Amsterdam có thể rút ra những bài học chung cho các trường phổ thông có cùng điều kiện

1.3 Cơ sở lý luận về phát triển bền vững giáo dục STEM ở trường THPT

1.3.1 Đặc trưng của giáo dục STEM

Giáo dục STEM có đặc trưng riêng về hướng tiếp cận, nội dung, hình phức, phương pháp dạy học Hướng tiếp cận của giáo dục STEM là tích hợp liên môn, liên ngành, liên lĩnh vực Nội dung của các bài học STEM được xây dựng từ các kiến thức của hai hay nhiều môn học thuộc nhóm S,T,E,M và gắn với bối cảnh thực tiễn Các phương pháp dạy học tích cực tiếp cận theo dạng thức thiết kế kĩ thuật đang được chú trọng, giáo dục STEM có đặc điểm: (1) định hướng hành động; (2) định hướng sản phẩm; (3) định hướng thực tiễn; (4) định hướng tích hợp; (5) định hướng hợp tác Giáo dục STEM được triển khai thông qua nhiều hình thức khác nhau, bao gồm các bài học STEM, chủ đề STEM, dự án STEM, hoạt động trải nghiệm STEM ngoài trời, các cuộc thi khoa học kĩ thuật và hội thảo về STEM, chương trình giảng dạy tích hợp STEM, lớp học chuyên sâu về STEM như thiết kế kĩ thuật, lập trình máy tính và robotics

Những dấu hiệu nhận biết các hoạt động giáo dục STEM dựa trên các đặc trưng của giáo dục STEM, có thể xác định một số dấu hiệu nhận biết các hoạt động giáo dục STEM như :1 Các hoạt động giáo dục STEM thường gắn liền với một vấn đề thực tiễn trong cuộc sống 2 Các hoạt động giáo dục STEM thường yêu cầu học sinh sử dụng kiến thức và kỹ năng của nhiều lĩnh vực STEM 3 Các hoạt động giáo dục STEM thường khuyến khích học sinh làm việc nhóm và hợp tác với nhau

Các hoạt động giáo dục STEM thường được thiết kế một cách sáng tạo và hấp dẫn,

để thu hút sự tham gia của học sinh Giáo viên đóng vai trò là người hướng dẫn, giúp học sinh phát triển các kỹ năng cần thiết GV chấp nhận sự sai hỏng, thất bại của học sinh trong quá trình học như một điều cần thiết để HS được trải nghiệm sâu, rút ra bài học và phát triển phẩm chất, kỹ năng cần thiết cho bản thân

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của giáo dục STEM ở trường THPT

Việc xem xét theo hướng tiếp cận hệ thống giúp làm rõ các yếu tố có khả năng tác động đến hiệu quả của giáo dục STEM tại các nhà trường, cụ thể là:

1.3.3 Yếu tố bối cảnh (Context); Chuẩn đầu ra (Output standard); Yếu tố đầu vào

(Input); Yếu tố quá trình (Process); Chủ thể quản lý (Subjective); Yếu tố đầu ra (Output); Phản hồi (Feedback) Các yếu tố trên có mối liên hệ chặt chẽ, thống

1.3.4 Hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT

1.3.4.1 Các thành phần của hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT

Hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT là một phần của hệ sinh thái giáo dục bao gồm các thành phần cơ bản sau: môi trường, các thành phần thuộc trường học và các thành phần bên ngoài trường học Chúng tương tác qua lại với nhau theo cách tiếp cận và phương thức đặc trưng của giáo dục STEM trong môi trường và bối cảnh cụ thể nhằm đạt mục tiêu của giáo dục STEM Thành phần môi trường bao gồm cả môi trường học tập, môi trường tự nhiên, môi trường kinh tế - xã hội và môi trường công nghệ Các thành phần trong

và ngoài nhà trường đều có môi trường phát triển riêng song đều chịu ảnh hưởng, tác động bởi các môi trường lớn bao trùm đó Môi trường học tập bao gồm cả bối cảnh, nội dung học tập, phương tiện học tập, hình thức và phong cách học tập Môi trường tự nhiên chứa đựng nhiều bài học cho trẻ khám phá và học hỏi từ cách thực vật, động vật sinh trưởng và phát triển đến sự vận hành của bầu trời và các hành tinh Môi trường của hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường phổ thông không bị giới hạn, tùy thuộc vào khả năng mở rộng của các thành phần trong và ngoài nhà trường

1.3.4.2 Mối quan hệ giữa các thành phần của hệ sinh thái giáo dục STEM

Nhiều quốc gia và các nghiên cứu trước đây đã đưa ra sơ đồ Hệ sinh thái giáo dục STEM với các thành phần cơ bản như nhà trường gia đình, trường đại học, viện nghiên cứu,

8

hội nghề nghiệp, doanh nghiệp và các công ty nghiên cứu phát triển sản phẩm, tổ chức giáo dục và khoa học, hệ thống thư viện và bảo tàng; các hoạt động giáo dục STEM cùng các mối quan hệ và sự tác động giữa chúng với nhau Điểm chung của các mô hình là chưa thể hiện được những bối cảnh chứa đựng những tương tác đó Các yếu tố như môi trường tự nhiên, môi trường văn hóa xã hội và các vấn đề toàn cầu (chuyển đổi số, biến đổi toàn cầu, phát triển bền vững, di sản văn hóa,…) không được đề cập tới hoặc đề cập chưa rõ nét, điều này được bổ sung trong sơ đồ Hình 1.3, đó là bối cảnh, mục tiêu và động lực học tập và giải quyết vấn đề của người học Đề xuất sơ đồ hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT hiện nay như sau (xem Hình 1.3):

Hình 1.3: Sơ đồ Hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT

(Tác giả tổng hợp) 1.3.4.3 Vai trò của hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT

Hệ sinh thái giáo dục STEM nói chung và hệ sinh thái giáo dục STEM ở trường THPT nói riêng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường thuận lợi để triển khai các hoạt động STEM, tạo nguồn lực để thúc đẩy sự phát triển của giáo dục STEM, mang lại

cơ hội học tập STEM đa dạng và trang bị cho học sinh những kiến thức, kỹ năng và thái độ cần thiết để thành công trong thế giới hiện đại giúp học sinh phát triển theo hướng cá nhân hóa, có khả năng giải quyết những xung đột

1.3.5 Khung logic nội dung phát triển bền vững giáo dục trong bối cảnh biến đổi toàn cầu

9

Hình 1.4: Khung logic nội dung phát triển bền vững Giáo dục trong bối cảnh biến đổi

toàn cầu (Nguồn:Mai Trọng Nhuận,2021, Bài giảng môn học Phát triển bền vững trong bối

cảnh biến đổi toàn cầu)

Trên cơ sở khoa học bền vững và khung logic nội dung phát triển bền vững giáo dục trong bối cảnh biến đổi toàn cầu, xác định rõ các thành phần trong bối cảnh, mục tiêu, căn cứ đề xuất giải pháp phát triển bền vững giáo dục STEM Từ đó, kết hợp với các kết quả nghiên cứu để đề xuất giải pháp và rút ra bài học ứng phó với biến đổi toàn cầu trong giáo dục

Dựa vào khung logic trên, việc xác định hướng tiếp cận trong nghiên cứu và tầm nhìn trong hành động thực tiễn là yếu tố quan trọng quyết định kết quả, hiệu quả đạt được của sự phát triển bền vững giáo dục nói chung và của sự phát triển bền vững giáo dục STEM nói riêng trong bối cảnh biến đổi toàn cầu Ứng dụng khoa học bền vững vào nghiên cứu giúp nhận diện rõ bối cảnh, mối quan hệ và tác động qua lại của các yếu tố trong hệ sinh thái giáo dục, tầm nhìn và mục tiêu, cơ sở đề xuất giải pháp để ứng phó hiệu quả với biến đổi toàn cầu trong nghành giáo dục, duy trì tính bền vững và đạt mục tiêu phát triển bền vững về giáo dục, tạo sự bình đẳng và an toàn để phát triển năng lực và phẩm chất cho người học

1.2.5 Đánh giá giáo dục STEM ở trường THPT

Có thể đánh giá một số khía cạnh của giáo dục STEM như: phương diện công bằng và

mở rộng cơ hội tiếp cận, đánh giá chương trình giáo dục STEM , đánh giá bài học STEM, đánh giá năng lực STEM của học sinh, đánh giá quy trình quản lý giáo dục STEM, đánh giá hiệu quả triển khai của đội ngũ giáo viên sau đào tạo về thực hành dạy học STEM, hiệu quả của hoạt động STEM, đánh giá nền tảng để triển khai giáo dục STEM, đánh giá việc học STEM của học sinh theo quy trình STEM

Tóm lại, có nhiều khía cạnh cần được đánh giá đối với giáo dục STEM Việc đánh giá quá trình hay đánh giá kết quả ở nhiều thời điểm có ý nghĩa quan trọng đối với người học cũng như với hệ sinh thái giáo dục STEM Nó mang lại cái nhìn đa chiều, khách quan và đủ dài để xem xét tính bền vững, hiệu quả

1.4 Quan điểm nghiên cứu

1.3.1 Quan điểm phát triển bền vững

Nghiên cứu về sự phát triển bền vững của giáo dục STEM cần thiết phải đặt trong sự phát triển bền vững của giáo dục và tiếp cận các mục tiêu phát triển bền vững Khi kết hợp giáo dục STEM và giáo dục phát triển bền vững, học sinh sẽ được trang bị đầy đủ các kiến thức STEM, kiến thức phát triển bền vững, kỹ năng STEM và thái độ cần thiết để giải quyết các vấn đề trong thế giới thực, bao gồm cả các vấn đề phát triển bền vững

1.3.2 Quan điểm hệ thống

Hệ thống là sự tổng hợp của các bộ phận có liên quan, tác động, ảnh hưởng lẫn nhau và cùng tạo thành một chỉnh thể ổn định, có quy luật vận động Một hệ thống bao gồm có đầu vào, đầu ra, quy trình xử lý và phản hồi Khi nghiên cứu và phân tích các đối tượng cần xem xét trong một chỉnh thể toàn vẹn, có ảnh hưởng qua lại và liên đới tới nhau, không thể tồn tại độc lập, riêng lẻ Đảm bảo tính hệ thống sẽ thúc đẩy giáo dục STEM bền vững ở nhiều khía cạnh

1.3.3 Quan điểm thực tiễn

Nghiên cứu khoa học nhất thiết phải gắn với thực tiễn Khoa học giáo dục là lĩnh vực tác động đến con người trong thế giới thực, nghiên cứu các vấn đề giáo dục xuất phát từ thực tiễn và kết quả nghiên cứu phải giúp ích cho giáo dục trong thực tiễn thì mới có ý nghĩa, giá trị ứng dụng, giúp cho giáo dục phát triển lên tầm cao hơn

1.4 Tiếp cận nghiên cứu

Theo tiếp cận thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực STEM

Theo tiếp cận liên môn trong dạy học các lĩnh vực STEM

Theo tiếp cận giáo dục vì sự phát triển bền vững

Các hướng tiếp cận khác nhau cho phép nghiên cứu nhận diện, đánh giá các hoạt động STEM đa dạng và có cơ sở đề xuất các giải pháp phù hợp với điều kiện dạy học của nhà trường

1.5 Phương pháp nghiên cứu, địa bàn và đối tượng nghiên cứu

1.5.1 Phương pháp thu thập và phân tích tài liệu

1.5.2 Phương pháp điều tra bằng phiếu khảo sát

11

Khảo sát nhằm đánh giá thực trạng triển khai giáo dục STEM dựa trên nhận thức, nhu cầu, cách thức thực hiện và các năng lực đạt được của các đối tượng tham gia học tập, giảng dạy và hợp tác, quan sát quá trình triển khai, thúc đẩy giáo dục STEM ở trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

Khảo sát nhận thức về Giáo dục STEM và năng lực STEM của học sinh trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

Nhiệm vụ: Thực hiện khảo sát đối với học sinh khối THPT về nhận thức và năng lực STEM thông qua hoạt động học STEM chính khóa, sau khi học dự án thiết kế kĩ thuật thực hiện trong giờ chính khóa của môn Công nghệ, bài học STEM trong các môn học khác

Khảo sát đại diện các Câu lạc bộ hoạt động ở trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

Nhiệm vụ: Khảo sát đại diện các câu lạc bộ trong trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam về hiệu quả hoạt động và định hướng trong tương lai, đặc biệt là các CLB liên quan đến lĩnh vực STEM ( CLB khoa học mở SOS, CLB STEAMS, CLB Robotics, CLB thiên văn, …)

Khảo sát giáo viên Trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam

Nhiệm vụ: Khảo sát 125 giáo viên (gồm cả GV hợp đồng) của trường THPT Chuyên

Hà Nội – Amsterdam về nhu cầu nhận thức, trách nhiệm tìm hiểu công văn, nhiệm vụ dạy học, những thuận lợi, khó khăn và sự phối hợp với các bên liên quan trong quá trình triển khaigiáo dục STEM Từ đó có giải pháp để nâng cao chất lượng giáo viên dạy STEM

1.5.3 Phương pháp phỏng vấn sâu, tọa đàm chuyên gia

Nhiệm vụ: Thực hiện phỏng vấn sâu 5 chuyên gia STEM, những người đã tiếp xúc với giáo viên và học sinh trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam trong các hoạt động giáo dục STEM

Mục tiêu: Đánh giá hoạt động thúc đẩy giáo dục STEM của trường THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam và đề xuất ý kiến đóng góp với nhà trường

1.5.4 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

1.5.5 Phân tích hoạt động thực tiễn

1.6 Sơ đồ nghiên cứu

Quá trình nghiên cứu bao gồm nhiều giai đoạn và áp dụng nhiều phương pháp nghiên cứu, quá trình này được mô tả qua sơ đồ với các giai đoạn cụ thể như sau: