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.
Mơ hình MUSIC hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM TS Nguyễn Cẩm Thanh Tóm tắt: Trong nghiên cứu đề xuất mơ hình MUSIC (eMpowerment: trao quyền, Usefulness: hữu ích, Success: thành cơng, Interest: quan tâm, Caring: chăm sóc) hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM (khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học) Mơ hình nhằm thúc đẩy động lực tham gia vào chủ đề hoạt động STEM người học Bài viết viết trình bày phương pháp nghiên cứu, sở lí thuyết thiết kế mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM cho hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật học sinh sinh viên, với bàn luận kết nghiên cứu Từ khóa: mơ hình MUSIC, trải nghiệm sáng tạo, giáo dục STEM Mở đầu Hứng thú say mê nghiên cứu khoa học học sinh sinh viên (HS&SV) phát triển họ có tiến thơng qua hoạt hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật, môi trường hoạt động mà họ trải nghiệm tác động tích cực đến niềm tin, tạo động lực cho họ tham gia 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, kiến thức, hiểu biết lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học (STEM) để nhằm vào lợi ích động lực họ [9,12,15] Hoạt động trải nghiệm sáng tạo gặt hái nhiều thành công HS&SV thực trao quyền / tự chủ, họ nhận thấy giá trị hữu ích / tiện ích, có kỳ vọng vào thành công, họ quan tâm và chăm sóc mức [1,4,6,7] Thực tế Việt Nam, sân chơi tạo cho HS&SV phong phú nhiều mức độ, cấp độ thi sáng tạo khoa học kĩ thuật cho học sinh phổ thông; thi ROBOCON cấp; cấp học phổ thơng có mơn học trải nghiệm sáng tạo; thi sáng tạo robot SPKT mở rộng khoa Sư phạm kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội tổ chức thường niên tạo sân chơi thu hút nhiều đối tượng HS&SV vào hoạt động sáng tạo kĩ thuật, Tuy nhiên, nghiên cứu mơ hình hoạt động trải nghiệm sáng tạo đề giúp cho hoạt động đạt hiệu chiều sâu diện rộng chưa cụ thể Vì vậy, nghiên cứu mơ hình MUSIC hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM cần thiết mang nhiều ý nghĩa tích cực giai đoạn Mục đích mơ hình nhằm thúc đẩy động lực tham gia HS&SV vào chủ đề hoạt động STEM Trọng tâm mơ hình nhấn mạnh tính khoa học kỹ thuật Những nghiên cứu ban đầu mơ hình hoạt động STEM giúp làm tăng kiến thức STEM cho HS&SV Hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật HS&SV theo mơ hình có ảnh hưởng đến động lực tham gia STEM niềm tin họ khoa học, kĩ thuật Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng phương pháp định tính để thực việc thiết kế xây dựng hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cho HS&SV mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM Nghiên cứu phối kết hợp phương pháp phân tích tổng hợp, so sánh phân loại nội dung thành tựu kết nghiên cứu cơng bố, để nhìn nhận khách quan khái niệm STEM, kỹ STEM, khái niệm MUSIC mơ hình MUSIC, Nghiên cứu có tính hệ thống để đưa kết luận có giá trị có khả lặp lại, kế thừa thành tựu có từ nghiên cứu trước Cụ thể hơn, phương pháp tổng kết sử dụng để khám phá khái niệm STEM, MUSIC với mục đích hiểu được, giải thích nội dung thơng qua giai đoạn hoạt động Cách tiếp cận cho phép nghiên cứu xây dựng mơ hình hoạt động trải nghiệm có ý nghĩa việc phân tích giải thích văn tài liệu định tính, đảm bảo tính hợp lệ khả nhân rộng kết nghiên cứu, có xác định bối cảnh kinh nghiệm lĩnh vực nghiên cứu Việt Nam Nghiên cứu áp dụng cho đối tượng HS&SV Việt Nam Thiết kế thực khoa Sư phạm kĩ thuật, trường Đại học Sư phạm Hà Nội Cơ sở lí thuyết mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM 3.1 MUSIC mơ hình MUSIC MUSIC từ khóa viết tắt chữ năm thành phần eMpowerment (Trao quyền), Usefulness (Hữu ích), Success (Thành cơng), Interest (Quan tâm), Caring (Chăm sóc) [7] Năm nguyên tắc mơ hình MUSIC HS&SV có động lực họ nhận thức thấy họ trao quyền, họ nhận thấy nội dung hoạt động có ích, họ tin họ thành cơng, họ quan tâm đến chủ đề hoạt động, họ cảm thấy chăm sóc quan tâm hơn, tạo điều kiện, động viên, khuyến khích, người khác mơi trường học tập [1,3,4,6,7,17] Mục đích mơ hình MUSIC tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo chủ đề định, thơng qua hình thức thi cụ thể thiết kế, chế tạo sản phẩm kĩ thuật có ý nghĩa 3.2 STEM hoạt động STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tốn học) [5,14] Bản chất việc tích hợp mơn học gắn với thực tiễn để nâng cao lực cho sinh viên [18] Giáo dục STEM hiểu diễn giải nhiều cấp độ chương trình STEM, mơn học STEM, học STEM hay hoạt động STEM, [13] Hiện nay, giáo dục STEM nhiều nhà nghiên cứu giáo dục quan tâm khái niệm giáo dục STEM hiểu theo nhiều bình diện khác Quan niệm giáo dục STEM phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, kiến thức lí thuyết kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc học sinh, sinh viên áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp cho phép HS&SV phát triển kĩ STEM tăng khả cạnh tranh kinh tế tri thức [10,16] Trong nghiên cứu này, giáo dục STEM đề cập cấp độ hoạt động STEM hiểu theo nghĩa tích hợp liên ngành Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học, nhằm phát triển lực hành động cho HS&SV 3.3 Tương tác nhận thức MUSIC Mối quan hệ tương tác nhận thức HS&SV với thành phần mơ hình MUSIC, phản ánh qua sở thích với niềm tin thành cơng họ Thật vậy, hoạt động tẻ nhạt, thuyết trình nhàm chán, nhiệm vụ coi thử thách dễ dàng đem lại hứng thú tạo kì vọng Mặt khác, HS&SV thành cơng họ quan tâm đến hoạt động người liên đới (thầy hướng dẫn, bạn nhóm, gia đình, ) quan tâm đến họ, giúp cho họ cảm thấy tự tin thành công Họ thành công họ trao quyền để thử nghiệm cá nhân hoạt động với chủ đề hoạt động trải nghiệm mà họ thấy thú vị [6] Các thành phần MUSIC có tương quan coi cấu trúc đặc biệt nhận thức HS&SV Do đó, phát thành phần MUSIC phù hợp với động lực, hứng thú HS&SV khám phá tiếp nhận tri thức, phát triển kĩ Các thành phần MUSIC tượng phức tạp động niềm tin, động lực tương tác với khơng phải biến tuyến tính, độc lập [8] 3.4 Quy trình 5E hoạt động STEM Quy trình 5E hoạt động STEM gồm giai đoạn chuỗi trình hoạt động là: Engagement (Giới thiệu), Exploration (Trải nghiệm), Explanation (Giải thích), Elaboration / Extension (Mở rộng) Evaluation (Đánh giá) [2] Quy trình giáo dục STEM 5E xây dựng dựa lí thuyết kiến tạo [11], giúp học sinh, sinh viên tự chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ thông qua trải nghiệm ý tưởng Mơ hình MUSIC hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật theo tiếp cận STEM 4.1 Nguyên tắc yêu cầu cho thiết kế, xây dựng thực theo mơ hình MUSIC Ngun tắc mơ hìnhlà phải đủ thành phần (eMpowerment: trao quyền, Usefulness: hữu ích, Success: thành cơng, Interest: quan tâm, Caring: chăm sóc) Thiết kế mơ hình MUSIC 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 chi phối cho là: vấn đề thực tiễn sống phạm vi tác động (trong ngữ cảnh từ phạm vi tác động cá nhân, xã hội, cộng đồng với vấn đề thực tiễn sống sức khỏe, tài nguyên, môi trường, giảm thiểu nguy hiểm) [2] 4.2 Đề xuất mơ hình MUSIC Trên sở quy trình 5E hoạt động STEM, mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM đề xuất (hình 1): Hình 1: Mơ hình MUSIC hoạt động trải nghiệm theo tiếp cận STEM 4.3 Các thành phần MUSIC quy trình 5E hoạt động STEM Tùy thuộc vào chủ đề cụ thể, mục tiêu, nhiệm vụ mức độ hoạt động trải nghiệm sáng tạo HS&SV mà giai đoạn quy trình 5E hoạt động STEM có số thành phần MUSIC, có tồn thành phần MUSIC Trao quyền (eMpowerment): Đề cập đến chiến lược cung cấp cho HS&SV quyền kiểm soát tự chủ, cách khuyến khích nhận thức lựa chọn, tự ý chí [7] Giáo viên trao quyền cho HS&SV cách cho họ kiểm sốt mơi trường hoạt động trải nghiệm họ, cho lựa chọn có ý nghĩa, tạo hội cho họ đưa định mơi trường hoạt động phù hợp [6] Tính hữu ích (Usefulness): khuyến khích HS&SV nhận thức kiến thức môn học Khoa học, Kĩ thuật, Công ghệ, Tốn học hữu ích cho mục tiêu ngắn hạn dài hạn hoạt động trải nghiệm sáng tạo giới thực [7] Để giúp HS&SV hiểu tính hữu dụng chủ đề hoạt động trải nghiệm sáng tạo, giáo viên kết nối nội dung kiến thức liên quan, quy trình chiến lược với giới thực; thiết kế nhiệm vụ hoạt động có liên quan đến mục tiêu lâu dài họ; khai thác kinh nghiệm, kĩ thực hành họ; kết hợp chủ đề có liên quan cá nhân [7] Thành cơng (Success): Chiến lược giúp học sinh, sinh viên tin họ thành cơng họ có nỗ lực với lộ trình phù hợp cho hoạt động trải nghiệm sáng tạo [7] Giáo viên hỗ trợ cho HS&SV nhận thức thành công theo nhiều cách, chẳng hạn cách cung cấp nhiệm vụ đầy thử thách đạt mục tiêu; tạo kì vọng rõ ràng thực tế; phản hồi có ý nghĩa, kịp thời xây dựng; hội để thực hành làm chủ kiến thức; hoạt động chia thành mức quản lý [6] Quan tâm (Interest): Kích thích HS&SV quan tâm đến chủ đề, nội dung hoạt động Sự quan tâm bao gồm cảm xúc thành phần nhận thức tập trung ý [4,7] Giáo viên kích thích hứng thú học sinh, sinh viên cách kích động tò mò, gây xúc cảm mạnh mẽ, giới thiệu tính mới, sử dụng nhiều cơng cụ hỗ trợ, bao gồm tương tác xã hội, kết nối nội dung với kiến thức kinh nghiệm trước họ [1] Chăm sóc (Caring): Tạo mơi trường hoạt động học tập, HS&SV cảm thấy thầy, cô giáo bạn học họ quan tâm đến hoạt động họ thúc đẩy vào thành sản phẩm họ [7] Giáo viên có biện pháp chăm sóc hoạt động HS&SV cách: hỗ trợ mục tiêu giáo dục, chứng minh thầy, cô quan tâm đến việc họ đạt mục tiêu hoạt động mục đích cá nhân, tạo hội cho tương tác tích cực với bạn bè, để khuyến khích họ hoạt động sẵn sàng hỗ trợ cho họ [7] 4.4 Các giai đoạn mơ hình MUSIC Giai đoạn Giới thiệu chủ đề hoạt động STEM: chủ đề hướng tới giải vấn đề kĩ thuật giới thực, giúp HS&SV vận dụng kiến thức lĩnh vực STEM để giải quyết, mang tính thực hành, khuyến khích hoạt động làm việc hợp tác theo nhóm Giai đoạn cần giới thiệu chủ đề, xác định mục tiêu, nhiệm vụ hoạt động STEM Chỉ kiến thức, kĩ liên quan, xác định rõ đối tượng tham cá nhân hay nhóm, thực điều kiện cụ thể vào thời gian nào, bao lâu, Giai đoạn Trải nghiệm khám phá STEM: Giai đoạn HS&SV trực tiếp tham gia vào hoạt động trải nghiệm, khám phá cụ thể 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 phận lắp ráp, điều chỉnh, thử nghiệm Giai đoạn Giải thích: HS&SV ý quan sát bước thực trình thử nghiệm, ghi chép đầy đủ liệu để phân tích diễn giải liệu Trao đổi kiến thức giải pháp mang tính khả thi Sử dụng cơng nghệ thích hợp để phân tích quy trình, phương án, thiết kế, bố trí lắp ráp, Giai đoạn Mở rộng: Giai đoạn HS&SV có hội mở rộng củng cố hiểu biết khái niệm, kiến thức HS&SV tinh chỉnh giải pháp, quy trình Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm Xác định phân tích kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Giai đoạn Đánh giá: Tiến hành từ hai phía Phía thứ HS&SV tham gia đánh giá đồng đẳng Phía thứ hai giáo viên đánh giá HS&SV hai phương diện tiến trình hoạt động với lực giải vấn đề, lực sáng tạo, lực hợp tác đánh giá kết sản phẩm thực HS&SV Đánh giá để rút hạn chế, quay lại bước điều chỉnh hoàn thiện Bàn luận Nhìn chung mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM có tác động tích cực đến niềm tin tạo động lực người tham gia khoa học kế hoạch hoạt động trải nghiệm sáng tạo HS&SV Đối sánh kết với nghiên cứu trước đó, cho thấy kết nghiên cứu kế thừa thành tựu nghiên cứu giáo dục STEM, mơ hình 5E [2, 11], nhấn mạnh đến thành phần MUSIC hoạt động STEM Nếu xây dựng môi trường hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cho HS&SV theo tiếp cận STEM đảm bảo tính đồng bộ, phù hợp mơi trường vật chất mơi trường phi vật chất, theo hướng mở phát triển tốt lực hành động cho HS&SV Ưu điểm kết nghiên cứu góp phần cụ thể hóa việc phát triển 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 bối cảnh đổi tổng thể, tồn diện giáo dục phổ thơng Việt Nam Tuy nhiên, kết nghiên cứu có hạn chế mơ hình hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật khơng phải đa năng, phù hợp với số chủ đề, nội dung định Để xây dựng chủ đề hay khả thi nhiều thời gian, công sức giáo viên, chi phí cho vật liệu, thiết bị thực hành kĩ thuật tốn Trang bị phòng thực hành cho hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cần đảm bảo có thiết kế đồng sở vật chất, trang thiết bị phụ trợ, khơng gian, diện tích, ánh sáng,, điều khó khăn Việt Nam giai đoạn Kết luận Dạy học theo tiếp cận STEM nói chung với thành phần MUSIC, HS&SV khuyến khích kinh nghiệm họ có tác động tích cực đến nhận thức, hình thành kĩ nghề nghiệp, trì động lực học tập [1, 4, 6, 7] Trong hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM giúp HS&SV hình thành kĩ nghệ nghiệp cụ thể khoa học, kĩ thuật, công nghệ, tốn học Mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM có khả ngăn chặn suy giảm niềm tin, động lực HS&SV khoa học Hoạt động trải nghiệm sáng tạo cách để giúp HS&SV trì động lực khoa học, kĩ thuật 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 10 educational psychology (Vol 2, pp 165–194) Washington, DC: American Psychological Association [9] Maltese, A V., & Tai, R H (2010) Eyeballs in the fridge: Sources of early interest in science International Journal of Science Education, 32, 669–685 doi: 10.1080/09500690902792385 [10] Mark Hardman, Alan West (2016) Phương pháp giáo dục theo định hướng STEM, Online:https://vn.live.solas.britishcouncil.digital/sites/default/files /stem_approach_adapted_for_leaders_fri.pdf The BSCS 5e Intructional model: Origins, Effectiveness, and application [11] Meier, Bernd, Cuong Nguyen Van (2014) Lí luận dạy học kĩ thuật – Phương pháp trình dạy học Berlin: Eigenverlag [12] President’s Council of Advisors on Science and Technology (PCAST) (2012) Report to the president: Engage to excel: Producing one million additional college graduates with degrees in science, technology, engineering, and mathematics Retrieved from ERIC database (ED541511) [13] Lê Xuân Quang (2017) Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án tiến sĩ Giáo dục học, trường đại học Sư phạm Hà Nội [14] Sanders M (2009) STEM, STEM Education, STEMmania, Technology Teacher, 68(4), 20-26 [15] Tai, R., Liu, C Q., Maltese, A V., & Fan, X T (2006) Planning for early careers in science Science, 312(5777), 1143–1144 doi: 10.1177/1932202X14536566 [16] Tsupros N., R., Kohler and J., Hallinen (2009) STEM education: A project to identify the missing components, Intermediate Unit 1: Center for STEM Education and Leonard Gelfand Center for Service Learning and Outreach, Carnegie Mellon University, Pennsylvania 11 [17] Vedder-Weiss, D., & Fortus, D (2010) Adolescents’ declining motivation to learn science: Inevitable or not? Journal of Research in Science Teaching, 48(2), 199–216 doi: 10.1002/tea.20398 [18] Weber E., S., Fox, S B., Levings and J., Bouwma-Gearhart (2013) Teachers conceptualizations of integrated STEM, Acad Exchange, 17(3), 47-53 Abstract: In this study, the MUSIC (eMpowerment, Usefulness, Success, Interest, Caring) model is proposed in the STEM approach to engineering (science, technology, engineering, and mathematics) This model promotes motivation and participation in STEM topics and activities The paper presents the research methodology, theoretical foundations, and MUSIC model design following the STEM approach to the creative experience of students and students, and discusses the results Keywords: MUSIC model, creative experience, education STEM 12 ... Trong hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM giúp HS&SV hình thành kĩ nghệ nghiệp cụ thể khoa học, kĩ thuật, cơng nghệ, tốn học Mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM có... động STEM, mơ hình MUSIC theo tiếp cận STEM đề xuất (hình 1): Hình 1: Mơ hình MUSIC hoạt động trải nghiệm theo tiếp cận STEM 4.3 Các thành phần MUSIC quy trình 5E hoạt động STEM Tùy thuộc vào chủ... nghiên cứu giáo dục STEM, mơ hình 5E [2, 11], nhấn mạnh đến thành phần MUSIC hoạt động STEM Nếu xây dựng môi trường hoạt động trải nghiệm sáng tạo kĩ thuật cho HS&SV theo tiếp cận STEM đảm bảo tính