8. Cấu trúc của đề tài
1.2.4. Kỹ năng của giáo dục STEM
iáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sƣ hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho học sinh các kỹ năng có thể đƣợc sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay [34].
Kỹ năng khoa học: là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và
các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập đƣợc
công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất nhƣ quạt mo, bút chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp nhƣ mạng internet, mạng lƣới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con ngƣời thì đƣợc coi là công nghệ.
Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc
sống bằng cách thiết kế các đối tƣợng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để tạo ra đối tƣợng. Hiểu một cách đơn giản, học sinh đƣợc trang bị kỹ năng kỹ thuật là có khả năng sản xuất ra đối tƣợng và hiểu đƣợc quy trình để làm ra nó. Học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (nhƣ khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có đƣợc một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt đƣợc vai trò của toán
học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tƣởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
1.2.5. Tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn
Khi lựa chọn chủ đề dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM, ta nên chọn những chủ đề mà kiến thức của nó có thể vận dụng vào việc chế tạo sản phẩm gắn liền với thực tiễn để học sinh đƣợc trải nghiệm và phát triển năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật
Xác định vấn đề - nghiên cứu kiến thức nền - đề xuất nhiều ý tƣởng cho các giải pháp - phát triển và chế tạo một mô hình (nguyên mẫu) - thử nghiệm và đánh giá - hoàn thiện thiết kế - báo cáo sản phẩm.
Tiêu chí 3: Phƣơng pháp dạy học bài học STEM đƣa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá
Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh đƣợc thực hiện theo hƣớng mở có “khuôn khổ” về các điều kiện mà học sinh đƣợc sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động đƣợc chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động thảo luận, trao đổi thông tin để chia sẻ ý tƣởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tƣởng thiết kế và hoạt động khám phá của mình.
Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo
Khi tổ chức dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM thì hoạt động nhóm là việc không thể thiếu vì trong chủ đề STEM thƣờng hƣớng tới giải quyết vấn đề thực tiễn, đây là một vấn đề khó khăn và phức tạp nên cần huy động trí tuệ và công sức của nhiều thành viên. Qua việc hoạt động nhóm thì mỗi thành viên trong nhóm nhận ra đƣợc những điểm mạnh, điểm yếu của mình, từ đó các em có cơ hội để hoàn thiện bản thân. Tuy nhiên, việc hoạt động nhóm cũng có những hạn chế nhất định nhƣ: lại vào các bạn trong nhóm hoặc có những công việc mà cá nhân mỗi em có thể tự giải quyết đƣợc thì lại đem ra trao đổi, thảo luận, điều này dẫn tới các em lƣời tƣ duy.
Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng nghiêm ngặt nội dung khoa học và toán mà học sinh đang học
Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chƣơng trình khoa học và toán. Lập kế hoạch để hợp tác với các giáo viên toán và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học và toán không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề. Điều đó có liên quan đến việc học toán và khoa học của học sinh. Trong STEM, học sinh cũng sử dụng công nghệ một cách thích hợp để thiết kế, chế tạo các sản phẩm [6].
1.3. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề đề cho học sinh trong dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM định hƣớng giáo dục STEM
1.3.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
Hiện nay, xuất phát từ nhiều góc độ nghiên cứu khác nhau mà có những cách diễn đạt khác nhau về NL QVĐ:
- Theo tác giả Nguyễn Thị Phƣơng Hoa, Lê Diễm Phúc, Nguyễn Thị Thu Hà (2016) [15]:
+ “NL QVĐ một cách sáng tạo, đƣợc khảo sát ở PISA 2012, là NL của một cá nhân trong quá trình nhận thức nhằm hiểu và giải quyết các tình huống CVĐ không có sẵn lời giải đáp. NL này bao gồm sự tự nguyện tham gia vào các tình huống nhƣ trên để phát huy tiềm năng của các nhân đó nhƣ một công dân biết đóng góp cho xã hội và biết phản ánh nhận thức của chính mình” ;
+ “NL hợp tác QVĐ, đƣợc khảo sát ở PISA 2015, là NL của một cá nhân khi tham gia hiệu quả vào một quá trình QVĐ cùng với hai thành viên trở lên bằng cách chia sẽ hiểu biết và những nỗ lực cần thiết để tìm ra giải pháp, đồng thời đóng góp vồn kiến thức, NL và nỗ lực của mình để hiện thức hoá giải pháp đó”.
- Tài liệu hội thảo Xây dựng chƣơng trình DPT theo định hƣớng phát triển NL HS (2014) đƣa ra định nghĩa: “NL QVĐ là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết những tình huống VĐ mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thƣờng” [3].
- Theo các tác giả Phan Đồng Châu Thủy, Nguyễn Thị Ngân (2017): “NL QVĐ của HS THPT là khả năng của một HS phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chƣơng trình THPT để giải quyết thành công các tình huống CVĐ trong học tập và trong cuộc sống của các em với thái độ tích cực” [21].
1.3.2. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề
Khi nói về cấu trúc NL, có hai quan niệm song song tồn tại [20]:
– Quan niệm thứ nhất, tiếp cận cấu trúc NL theo nguồn lực hợp thành, bao gồm: tri thức, kĩ năng, thái độ với sự thể hiện của chúng trong hoạt động là NL hiểu, NL làm và NL ứng xử. Đó là mối quan hệ giữa nguồn lực (đầu vào – cấu trúc bề mặt) với kết quả (đầu ra – cấu trúc bề sâu). Theo đó, cấu trúc của NL theo quan niệm thứ nhất đƣợc biểu diễn nhƣ hình 1.4. bên dƣới:
Hình 1.4. Cấu trúc của NL theo nguồn lực hợp thành
- Quan niệm thứ hai, tiếp cận cấu trúc NL theo NL bộ phận, gồm 3 phần chính: + Hợp phần của NL: là các lĩnh vực chuyên môn tạo nên NL.
+ Thành tố của NL: là các NL hoặc kĩ năng bộ phận tạo nên mỗi hợp phần. Đầu vào (cấu
trúc bề mặt) Kiến thức NL hiểu Kĩ năng NL làm Thái độ NL ứng xử Đầu ra (cấu trúc bề sâu)
+ Các chỉ số hành vi: là những bộ phận nhỏ đƣợc tách ra từ các thành tố và là kết quả đầu ra đƣợc mong đợi. Các chỉ số hành vi thƣờng là những hành động thể hiện đƣợc nhƣ: viết ra (để đọc đƣợc), nói ra (để nghe đƣợc), làm (để quan sát đƣợc), tạo ra (sản phẩm vật chất để đánh giá đƣợc).
Trong những năm gần đây đã có nhiều tác giả nghiên cứu đƣa ra cấu trúc NL QVĐ và vận dụng trong DH nhƣ: Phan Anh Tài (2014) [19]; Nguyễn Thị Thủy, Đỗ Hƣơng Trà (2015) [22]; Nguyễn Lâm Đức (2016) [11]; Phan Đồng Châu Thủy, Nguyễn Thị Ngân (2017) [21]; … Nhìn chung, số lƣợng cũng nhƣ tên các thành tố của NL QVĐ có phần khác biệt giữa các tác giả, tùy thuộc vào mục đích tiếp cận NL.
Từ thực tiễn nhà trƣờng phổ thông ở nƣớc ta và chuẩn bị cho định hƣớng DPT sắp tới, trong tài liệu Xây dựng chƣơng trình DPT theo định hƣớng phát triển NL HS (2014), ộ iáo dục và Đào tạo đã chỉ ra giáo dục Việt Nam cần tiếp cận NL QVĐ theo hƣớng vừa đo lƣờng đƣợc khả năng cá nhân tự QVĐ, vừa đo lƣờng đƣợc khả năng cá nhân tham gia cùng một nhóm để QVĐ. Trên cơ sở phân tích các biểu hiện của NL QVĐ, kết hợp với việc tham khảo một số tài liệu của các tác giả nghiên cứu về NL QVĐ, để phù hợp với hƣớng đi của đề tài, chúng tôi mạnh dạng đề xuất cấu trúc của NL QVĐ gồm 4 thành tố và 16 chỉ số hành vi, và ở phần sau của luận văn chúng tôi sẽ sử dụng cấu trúc NL QVĐ nhƣ bảng 1.1 [2].
ảng 1.1. Cấu trúc NL GQVĐ NL thành tố Chỉ số hành vi 1. Phân tích tình huống, phát hiện VĐ và phát biểu VĐ cần giải quyết
1.1. Phân tích tình huống trong học tập/thực tiễn
Mô tả đúng và đủ các thông tin về quá trình, hiện tƣợng từ đó làm cơ sở phân tích phát hiện trong quá trình, hiện tƣợng tồn tại VĐ cần giải quyết
1.2. Phát hiện VĐ
Từ các thông tin đúng và đủ về quá trình, hiện tƣợng, phân tích phát hiện trong quá trình, hiện tƣợng tồn tại VĐ cần giải quyết (hiện tƣợng, quá trình mới, khác hay mâu thuẫn với cái đã biết)
NL thành tố Chỉ số hành vi
1.3. Phát biểu VĐ
Nêu/Phát biểu VĐ cần giải quyết dƣới dạng câu hỏi khoa học 1.4. Chia sẽ thông tin VĐ (trong trƣờng hợp làm việc theo nhóm) 2. Đề xuất và lựa
chọn giải pháp QVĐ
2.1. Thu thập thông tin, xử lí (kết nối, lựa chọn, sắp xếp, …) các thông tin liên quan đến VĐ
2.2. Phân tích thông tin
2.3. Xác định, tìm ra kiến thức và/hay phƣơng pháp vật lí/liên môn cần sử dụng cho việc QVĐ
2.4. Đề xuất giải pháp QVĐ
2.5. Đánh giá, lựa chọn giải pháp tối ƣu 3. Lập kế hoạch và
thực hiện giải pháp
3.1. Lập kế hoạch thực hiện
3.2. Phân công nhiệm vụ (trong trƣờng hợp làm việc theo nhóm) 3.3. Thực hiện kế hoạch
3.4. Điều chỉnh hành động trong quá trình thực hiện giải pháp 4. Đánh giá, hoàn thiện quá trình QVĐ và đƣa ra khả năng áp dụng kết quả thu đƣợc trong việc QVĐ tƣơng tự
4.1. Đánh giá quá trình QVĐ (từ đầu đến kết thúc) 4.2. Hoàn thiện quá trình QVĐ (từ đầu đến kết thúc)
4.3. Đƣa ra khả năng áp dụng kết quả thu đƣợc trong việc QVĐ tƣơng tự
1.3.3. Biểu hiện năng lực giải quyết vấn đề
Chƣơng trình giáo dục tổng thể trong chƣơng trình giáo dục phổ thông mới đã mô tả năng lực QVĐ bao gồm 5 năng lực thành phần với các biểu hiện của năng lực QVĐ [4].
ảng 1.2. ảng mô tả biểu hiện năng lực GQVĐ
TT NL thành phần Biểu hiện của năng lực
1 Phát hiện và làm rõ vấn đề Phân tích đƣợc tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu đƣợc tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống.
2 Đề xuất, lựa chọn giải pháp Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích đƣợc một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn đƣợc giải pháp phù hợp nhất. 3 Thực hiện và đánh giá giải pháp giải
quyết vấn đề
Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề; suy ngẫm về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới.
4 Nhận ra ý tƣởng mới Xác định và làm rõ thông tin, ý tƣởng mới và phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy đƣợc khuynh hƣớng và độ tin cậy của ý tƣởng mới.
5 Hình thành và triển khai ý tƣởng mới Nêu đƣợc nhiều ý tƣởng mới trong học tập và cuộc sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới dựa trên những ý tƣởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý tƣởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trƣớc sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi do và có dự phòng.
1.3.4. Phương pháp đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
Đánh giá theo năng lực là đánh giá kiến thức, kỹ năng và thái độ trong bối cảnh có ý nghĩa.
Theo quan điểm giáo dục phát triển, thì đánh giá kết quả giáo dục phải hƣớng tới việc xác định sự tiến bộ của ngƣời học. Vì vậy đánh giá năng lực ngƣời học đƣợc hiểu là đánh giá khả năng áp dụng những kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống thực tiễn.
Theo [8] đánh giá năng lực QVĐ của ngƣời học cũng nhƣ đánh giá các năng lực khác thì không lấy việc kiểm tra khả năng tái hiện kiến thức đã học làm trọng tâm mà chú trọng đến khả năng vận dụng sáng tạo tri thức trong những tình huống sáng tạo khác nhau.
Đánh giá năng lực thông qua các sản phẩm học tập và quá trình học tập của ngƣời học, đánh giá năng lực ngƣời học đƣợc thực hiện bằng một số phƣơng pháp (công cụ) sau:
Đánh giá qua quan sát: Đánh giá qua quan sát là thông qua quan sát mà đánh
giá các thao tác, động cơ, các hành vi, kỹ năng thực hành và kỹ năng nhận thức, nhƣ là cách QVĐ trong một tình huống cụ thể. Để đánh giá qua quan sát, V cần tiến hành các hoạt động:
-Xây dựng mục tiêu, đối tƣợng, nội dung, phạm vi cần quan sát.
-Đƣa ra các tiêu chí cho từng nội dung quan sát (thông qua các biểu hiện của các năng lực cần đánh giá).
-Thiết lập bảng kiểm phiếu quan sát.
- hi chú những thông tin chính vào phiếu quan sát.
-Quan sát và ghi chép đầy đủ những biểu hiện quan sát đƣợc vào phiếu quan sát và đánh giá.
Đánh giá qua hồ sơ học tập: Hồ sơ học tập (HSHT) là tài liệu minh chứng cho sự tiến bộ của cá nhân, trong đó mỗi cá nhân tự đánh giá về bản thân, nêu những điểm mạnh, điểm yếu, sở thích của mình, tự ghi kết quả học tập, tự đánh giá đối chiếu với mục tiêu định ra để nhận ra sự tiến bộ hoặc chƣa tiến bộ của mình, tìm nguyên nhân và cách khắc phục trong thời gian tới. HSHT có ý nghĩa quan trọng đối với mỗi
cá nhân, giúp ngƣời học tìm hiểu về bản thân, khuyến khích hứng thú học tập và hoạt động tự đánh giá. Từ đó thúc đẩy mỗi cá nhân chú tâm và có trách nhiệm với nhiệm vụ học tập của mình. Đồng thời HVHT còn là cầu nối giữa ngƣời học - ngƣời dạy, ngƣời học - ngƣời học, ngƣời học - ngƣời dạy - phụ huynh. HVHT có các loại sau:
-Hồ sơ tiến bộ: gồm những bài tập, sản phẩm mà cá nhân thực hiện trong quá trình học tập để minh chứng cho sự tiến bộ của mình.
-Hồ sơ quá trình: ngƣời học ghi lại những điều đã đƣợc học về kiến thức, kỹ năng, thái độ của các môn học và xác định cách điều chỉnh.