Trong nghiên cứu này đã đề xuất mô hình MUSIC (eMpowerment: trao quyền, Usefulness: hữu ích, Success: thành công, Interest: quan tâm, Caring: chăm sóc) trong hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học). Mô hình này nhằm thúc đẩy động lực và sự tham gia vào các chủ đề và hoạt động STEM của người học. Bài viết viết trình bày phương pháp nghiên cứu, cơ sở lí thuyết và thiết kế mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM cho hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật của học sinh và sinh viên, cùng với bàn luận kết quả nghiên cứu.
Trang 1Mô hình MUSIC hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật
theo tiếp cận STEM
TS Nguyễn Cẩm Thanh
Tóm tắt: Trong nghiên cứu này đã đề xuất mô hình MUSIC (eMpowerment: trao
quyền, Usefulness: hữu ích, Success: thành công, Interest: quan tâm, Caring: chăm sóc) trong hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học) Mô hình này nhằm thúc đẩy động lực và sự tham gia vào các chủ đề và hoạt động STEM của người học Bài viết viết trình bày phương pháp nghiên cứu, cơ sở lí thuyết và thiết kế mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM cho hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật của học sinh và sinh viên, cùng với bàn luận kết quả nghiên cứu
Từ khóa: mô hình MUSIC, trải nghiệm sáng tạo, giáo dục STEM
1 Mở đầu
Hứng thú và say mê nghiên cứu khoa học của học sinh và sinh viên (HS&SV) sẽ phát triển khi họ có những tiến bộ thông qua các hoạt hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật, môi trường hoạt động mà họ được trải nghiệm sẽ tác động tích cực đến niềm tin, tạo động lực cho họ tham gia một cách kiên trì, bền bỉ [3,17] Yếu tố quan trọng giúp HS&SV có tính kiên trì, bền bỉ theo đuổi mục tiêu hoạt động sáng tạo kĩ thuật, đó là kiến thức, hiểu biết ở các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) để nhằm vào lợi ích và động lực của họ [9,12,15] Hoạt động trải nghiệm sáng tạo sẽ gặt hái được nhiều thành công khi HS&SV thực sự được trao quyền / tự chủ, họ nhận thấy giá trị hữu ích / tiện ích, có sự kỳ vọng vào thành công,
họ được quan tâm và và chăm sóc đúng mức [1,4,6,7]
Trang 2Thực tế ở Việt Nam, các sân chơi được tạo ra cho HS&SV rất phong phú ở nhiều mức độ, cấp độ như cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật cho học sinh phổ thông; cuộc thi ROBOCON các cấp; ở cấp học phổ thông có môn học trải nghiệm sáng tạo; cuộc thi sáng tạo robot SPKT mở rộng do khoa Sư phạm kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm
Hà Nội tổ chức thường niên tạo ra sân chơi thu hút nhiều đối tượng HS&SV vào hoạt động sáng tạo kĩ thuật, Tuy nhiên, các nghiên cứu về mô hình hoạt động trải nghiệm sáng tạo đề giúp cho những hoạt động này đạt hiệu quả về chiều sâu trên diện rộng còn ít và chưa cụ thể Vì vậy, nghiên cứu mô hình MUSIC hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM là rất cần thiết và mang nhiều ý nghĩa tích cực trong giai đoạn hiện nay Mục đích mô hình này là nhằm thúc đẩy động lực
và sự tham gia của HS&SV vào các chủ đề và hoạt động của STEM Trọng tâm mô hình là nhấn mạnh tính khoa học và kỹ thuật Những nghiên cứu ban đầu của mô hình này chỉ ra hoạt động STEM giúp làm tăng kiến thức về STEM cho HS&SV Hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật của HS&SV theo mô hình này có ảnh hưởng đến động lực và sự tham gia trong STEM và niềm tin của họ về khoa học,
kĩ thuật
2 Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu này sử dụng phương pháp định tính để thực hiện việc thiết kế và xây dựng hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cho HS&SV bằng mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM
Nghiên cứu được phối kết hợp giữa các phương pháp phân tích và tổng hợp, so sánh và phân loại nội dung những thành tựu và kết quả nghiên cứu đã công bố, để nhìn nhận khách quan các khái niệm STEM, kỹ năng STEM, khái niệm MUSIC và
mô hình MUSIC, Nghiên cứu có tính hệ thống để đưa ra các kết luận có giá trị và
có khả năng lặp lại, kế thừa thành tựu có được từ các nghiên cứu trước đó Cụ thể
Trang 3hơn, một phương pháp tổng kết được sử dụng để khám phá các khái niệm STEM, MUSIC với mục đích hiểu được, giải thích nội dung thông qua các giai đoạn hoạt động Cách tiếp cận này cho phép nghiên cứu xây dựng mô hình hoạt động trải nghiệm có ý nghĩa bằng việc phân tích và giải thích các văn bản và tài liệu định tính, đảm bảo tính hợp lệ và khả năng nhân rộng kết quả nghiên cứu, có sự xác định bối cảnh và kinh nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu tại Việt Nam
Nghiên cứu áp dụng cho đối tượng HS&SV ở Việt Nam Thiết kế được thực hiện tại khoa Sư phạm kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội
3 Cơ sở lí thuyết mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM
3.1 MUSIC và mô hình MUSIC
MUSIC là từ khóa viết tắt bởi chữ cái của năm thành phần chính là eMpowerment (Trao quyền), Usefulness (Hữu ích), Success (Thành công), Interest (Quan tâm), và Caring (Chăm sóc) [7] Năm nguyên tắc chính của mô hình MUSIC là HS&SV có
động lực hơn khi họ nhận thức thấy rằng họ được trao quyền, họ nhận thấy nội dung hoặc các hoạt động có ích, họ tin rằng họ có thể thành công, họ quan tâm đến chủ
đề hoặc hoạt động, và họ cảm thấy được chăm sóc quan tâm hơn, tạo điều kiện, động
viên, khuyến khích, bởi những người khác trong môi trường học tập [1,3,4,6,7,17] Mục đích chính của mô hình MUSIC là tổ chức các hoạt động trải nghiệm sáng tạo
kĩ thuật theo các chủ đề nhất định, thông qua các hình thức những cuộc thi cụ thể về thiết kế, chế tạo những sản phẩm kĩ thuật có ý nghĩa
3.2 STEM và hoạt động STEM
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [5,14] Bản chất là việc tích hợp các môn học đó gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho sinh viên [18] Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như chương trình STEM, môn học STEM, bài học STEM hay hoạt động STEM, [13]
Trang 4Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm và khái niệm về giáo dục STEM cũng được hiểu theo nhiều bình diện khác nhau Quan niệm
về giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức lí thuyết được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh, sinh viên được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép HS&SV phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế tri thức [10,16]
Trong nghiên cứu này, giáo dục STEM được đề cập ở cấp độ là hoạt động STEM
và được hiểu theo nghĩa tích hợp liên ngành giữa Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, nhằm phát triển năng lực hành động cho HS&SV
3.3 Tương tác giữa nhận thức và MUSIC
Mối quan hệ tương tác giữa nhận thức của HS&SV với các thành phần mô hình MUSIC, phản ánh qua sở thích với niềm tin thành công của họ Thật vậy, khi các hoạt động tẻ nhạt, các bài thuyết trình nhàm chán, khi một nhiệm vụ được coi là ít thử thách hoặc quá dễ dàng sẽ không thể đem lại hứng thú và tạo sự kì vọng Mặt khác, HS&SV có thể thành công khi họ quan tâm đến các hoạt động và những người liên đới (thầy hướng dẫn, các bạn cùng nhóm, gia đình, ) cũng quan tâm đến họ, giúp cho họ cảm thấy tự tin và thành công Họ sẽ thành công khi họ được trao quyền
để thử nghiệm cá nhân về các hoạt động với các chủ đề hoạt động trải nghiệm mà
họ thấy thú vị [6] Các thành phần MUSIC có tương quan nhưng được coi là các cấu trúc đặc biệt trong nhận thức của mỗi HS&SV Do đó, những phát hiện về các thành phần MUSIC phù hợp với động lực, hứng thú của HS&SV khi khám phá tiếp nhận tri thức, phát triển kĩ năng Các thành phần MUSIC là một hiện tượng phức tạp và năng động trong đó niềm tin, động lực có thể tương tác với nhau và không phải là các biến tuyến tính, độc lập [8]
Trang 53.4 Quy trình 5E hoạt động STEM
Quy trình 5E trong hoạt động STEM gồm 5 giai đoạn trong một chuỗi quá trình hoạt động là: Engagement (Giới thiệu), Exploration (Trải nghiệm), Explanation (Giải thích), Elaboration / Extension (Mở rộng) và Evaluation (Đánh giá) [2] Quy trình giáo dục STEM 5E được xây dựng dựa trên lí thuyết kiến tạo [11], giúp học sinh, sinh viên có thể tự chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng thông qua trải nghiệm và ý tưởng mới
4 Mô hình MUSIC hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM
4.1 Nguyên tắc và yêu cầu cho thiết kế, xây dựng và thực hiện theo mô hình MUSIC
Nguyên tắc chính của mô hìnhlà phải đủ 5 thành phần (eMpowerment: trao quyền, Usefulness: hữu ích, Success: thành công, Interest: quan tâm, Caring: chăm sóc)
Thiết kế mô hình MUSIC trên cơ sở quy trình 5E hoạt động trải nghiệm sáng tạo
kĩ thuật theo tiếp cận STEM, cần xem xét theo hai vấn đề tương quan có ảnh hưởng
và chi phối cho nhau đó là: giữa vấn đề thực tiễn của cuộc sống và phạm vi tác động
(trong ngữ cảnh từ phạm vi tác động như cá nhân, xã hội, cộng đồng với các vấn đề
thực tiễn cuộc sống về sức khỏe, tài nguyên, môi trường, giảm thiểu nguy hiểm) [2]
4.2 Đề xuất mô hình MUSIC
Trên cơ sở quy trình 5E hoạt động STEM, mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM được đề xuất như (hình 1):
Trang 6Hình 1: Mô hình MUSIC hoạt động trải nghiệm theo tiếp cận STEM
4.3 Các thành phần MUSIC trong quy trình 5E hoạt động STEM
Tùy thuộc vào chủ đề cụ thể, mục tiêu, nhiệm vụ và mức độ hoạt động trải nghiệm sáng tạo của HS&SV mà trong mỗi giai đoạn của quy trình 5E hoạt động STEM có thể có một số thành phần của MUSIC, nhưng cũng có thể có toàn bộ các thành phần của MUSIC
Trao quyền (eMpowerment): Đề cập đến các chiến lược cung cấp cho HS&SV
quyền kiểm soát và tự chủ, bằng cách khuyến khích nhận thức về sự lựa chọn, tự do
và ý chí [7] Giáo viên có thể trao quyền cho HS&SV bằng cách cho họ kiểm soát môi trường hoạt động trải nghiệm của họ, cho các lựa chọn có ý nghĩa, tạo cơ hội cho họ đưa ra quyết định trong môi trường hoạt động phù hợp [6]
Tính hữu ích (Usefulness): khuyến khích HS&SV nhận thức rằng kiến thức ở các
môn học Khoa học, Kĩ thuật, Công ghệ, Toán học rất hữu ích cho các mục tiêu ngắn hạn hoặc dài hạn của những hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong thế giới thực
Trang 7[7] Để giúp HS&SV hiểu được tính hữu dụng của chủ đề hoạt động trải nghiệm sáng tạo, giáo viên có thể kết nối nội dung kiến thức liên quan, quy trình và chiến lược với thế giới thực; thiết kế nhiệm vụ và các hoạt động có liên quan đến mục tiêu lâu dài của họ; khai thác kinh nghiệm, kĩ năng thực hành của họ; kết hợp các chủ đề
có liên quan cá nhân [7]
Thành công (Success): Chiến lược giúp học sinh, sinh viên tin rằng họ có thể thành
công nếu họ có những nỗ lực với lộ trình phù hợp cho các hoạt động trải nghiệm sáng tạo [7] Giáo viên có thể hỗ trợ cho HS&SV nhận thức thành công theo nhiều cách, chẳng hạn như bằng cách cung cấp các nhiệm vụ đầy thử thách nhưng có thể đạt được mục tiêu; tạo sự kì vọng rõ ràng và thực tế; phản hồi có ý nghĩa, kịp thời
và xây dựng; cơ hội để thực hành và làm chủ kiến thức; các hoạt động được chia thành các mức có thể quản lý được [6]
Quan tâm (Interest): Kích thích HS&SV quan tâm đến chủ đề, nội dung hoạt
động Sự quan tâm bao gồm cả cảm xúc một thành phần nhận thức về sự tập trung chú ý [4,7] Giáo viên có thể kích thích sự hứng thú của học sinh, sinh viên bằng cách kích động sự tò mò, gây xúc cảm mạnh mẽ, giới thiệu tính mới, sử dụng nhiều công cụ hỗ trợ, bao gồm tương tác xã hội, kết nối nội dung với kiến thức nền và kinh nghiệm trước đó của họ [1]
Chăm sóc (Caring): Tạo ra một môi trường hoạt động học tập, trong đó HS&SV cảm
thấy rằng các thầy, cô giáo và bạn học của họ quan tâm đến hoạt động của họ và thúc đẩy vào thành quả sản phẩm của họ [7] Giáo viên có các biện pháp chăm sóc hoạt động của HS&SV bằng cách: hỗ trợ các mục tiêu giáo dục, chứng minh rằng thầy,
cô quan tâm đến việc họ đạt được các mục tiêu hoạt động và mục đích cá nhân, tạo
cơ hội cho các tương tác tích cực với bạn bè, để khuyến khích họ hoạt động và sẵn sàng được hỗ trợ cho họ [7]
4.4 Các giai đoạn trong mô hình MUSIC
Trang 8Giai đoạn 1 Giới thiệu chủ đề hoạt động STEM: là chủ đề hướng tới giải quyết các
vấn đề về kĩ thuật trong thế giới thực, giúp HS&SV vận dụng các kiến thức trong lĩnh vực STEM để giải quyết, mang tính thực hành, khuyến khích các hoạt động làm việc hợp tác theo nhóm Giai đoạn này cần giới thiệu về chủ đề, xác định mục tiêu, nhiệm vụ hoạt động STEM Chỉ ra kiến thức, kĩ năng liên quan, xác định rõ đối tượng tham ra là cá nhân hay nhóm, thực hiện trong điều kiện cụ thể như thế nào vào thời gian nào, bao lâu,
Giai đoạn 2 Trải nghiệm và khám phá STEM: Giai đoạn này HS&SV được trực
tiếp tham gia vào các hoạt động trải nghiệm, khám phá cụ thể là nêu lên ý tưởng, bắt tay vào thiết kế công nghệ, đánh giá để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu, tiến hành chế tạo sản xuất các bộ phận và lắp ráp, điều chỉnh, thử nghiệm
Giai đoạn 3 Giải thích: HS&SV chú ý quan sát từng bước thực hiện cũng như quá
trình thử nghiệm, ghi chép đầy đủ dữ liệu để phân tích và diễn giải các dữ liệu Trao đổi những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích quy trình, phương án, thiết kế, bố trí lắp ráp,
Giai đoạn 4 Mở rộng: Giai đoạn này HS&SV có cơ hội được mở rộng và củng cố
những hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức HS&SV tinh chỉnh các giải pháp, các quy trình Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM
Giai đoạn 5 Đánh giá: Tiến hành từ hai phía Phía thứ nhất HS&SV được tham gia
đánh giá đồng đẳng Phía thứ hai giáo viên đánh giá HS&SV ở hai phương diện về tiến trình hoạt động với các năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực hợp tác và đánh giá kết quả sản phẩm thực hiện của HS&SV Đánh giá để rút ra hạn chế, quay lại bước 1 điều chỉnh hoàn thiện
5 Bàn luận
Trang 9Nhìn chung mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM có tác động tích cực đến niềm tin tạo động lực của người tham gia về khoa học và các kế hoạch hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong mỗi HS&SV
Đối sánh kết quả với các nghiên cứu trước đó, cho thấy rằng kết quả nghiên cứu
đã kế thừa những thành tựu nghiên cứu về giáo dục STEM, mô hình 5E [2, 11], được nhấn mạnh đến các thành phần MUSIC trong hoạt động STEM
Nếu xây dựng được môi trường hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cho HS&SV theo tiếp cận STEM đảm bảo tính đồng bộ, phù hợp giữa môi trường vật chất và môi trường phi vật chất, theo hướng mở thì sẽ phát triển tốt năng lực hành động cho HS&SV
Ưu điểm của kết quả nghiên cứu đã góp phần cụ thể hóa việc phát triển năng lực sáng tạo kĩ thuật cho HS&SV Nghiên cứu góp phần đáp ứng tốt yêu cầu dạy học môn học trải nghiệm sáng tạo trong bối cảnh đổi mới tổng thể, căn bản và toàn diện giáo dục phổ thông Việt Nam Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu còn có hạn chế đó là
mô hình hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật không phải là đa năng, vì thế chỉ phù hợp với một số chủ đề, nội dung nhất định Để xây dựng được chủ đề hay và khả thi sẽ mất nhiều thời gian, công sức của giáo viên, chi phí cho vật liệu, thiết bị thực hành về kĩ thuật tốn kém Trang bị phòng thực hành cho hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cần đảm bảo có thiết kế đồng bộ về cơ sở vật chất, trang thiết bị phụ trợ, không gian, diện tích, ánh sáng,, điều này còn khó khăn đối với Việt Nam trong giai đoạn hiện nay
7 Kết luận
Dạy học theo tiếp cận STEM nói chung với các thành phần MUSIC, HS&SV được khuyến khích và kinh nghiệm của họ có tác động tích cực đến nhận thức, hình thành
kĩ năng nghề nghiệp, duy trì động lực học tập [1, 4, 6, 7] Trong hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM cũng sẽ giúp HS&SV
Trang 10hình thành kĩ năng nghệ nghiệp cụ thể về khoa học, kĩ thuật, công nghệ, toán học Mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM có khả năng ngăn chặn sự suy giảm niềm tin, động lực của HS&SV về khoa học Hoạt động trải nghiệm sáng tạo có thể là một cách để giúp HS&SV duy trì động lực trong khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Tài liệu tham khảo
[1] Bergin, C., & Bergin, D (2009) Attachment in the classroom Educational
Psychology Review, 21, 141–170 doi:10.1007/s10648-009-9104-0
[2] Byhee B (2010) Advancing STEM Education: A2020 Vision
[3] Fortus, D., & Vedder-Weiss, D (2014) Measuring students’ continuing
motivation for science learning Journal of Research in Science Teaching, 51(4),
497–522 doi: 10.1002/tea.21136
[4] Hidi, S., & Renninger, K A (2006) The four-phase model of interest development Educational Psychologist, 41(2), 111–127 doi:10.1207/s15326985ep4102_4
[5] Hom E J (2014) What is STEM Education, http://www.livescience.com [6] Jessica R ChittumEmail author, Brett D Jones, Sehmuz Akalin and Ásta B Schram (2017) The effects of an afterschool STEM program on students’ motivation and engagement, International Journal of STEM Education, https://doi.org/10.1186/s40594-017-0065-4
[7] Jones, M G., Jones, B D., & Hargrove, T Y (2003) The unintended consequences of high-stakes testing Lanham, MD: Rowman & Littlefield
[8] Kaplan, A., Katz, I., & Flum, H (2012) Motivation theory in educational practice: Knowledge claims, challenges, and future directions In K R Harris, S
G Graham, & T Urdan (Eds.), APA educational psychology handbook: Individual differences, cultural considerations, and contextual factors in