Chu Trình Nghiên Cứu Giáo Dục Stem

NATIONAL STEM SCHOOL EDUCATION STRATEGY (2015) cho thấy

rằng là: Giáo dục STEM là một thuật ngữ được sử dụng để gọi chung để giảng dạy các môn học trong chiếc ô của nó khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học và cũng là một cách tiếp cận liên ngành giảng dạy làm tăng sự quan tâm của SV trong các lĩnh vực liên quan đến STEM và cải thiện vấn đề của SV kỹ năng giải quyết và phân tích quan trọng STEM nằm trong một kiến thức nền tảng rộng lớn hơn cơ sở và việc giảng dạy. Chiến lược quốc gia tập trung vào hành động nâng kỹ năng nền tảng trong lĩnh vực học tập STEM, phát triển toán học, khoa học và công nghệ, và thúc đẩy sự phát triển của thế kỷ 21 kỹ năng giải quyết vấn đề, phân tích quan trọng và sáng tạo suy nghĩ. Nó nhận ra tầm quan trọng của việc tập trung vào STEM trong những năm đầu và duy trì sự tập trung này trong suốt thời gian đi học [14].

Mục tiêu 1) Đảm bảo tất cả học sinh học xong mạnh kiến thức nền tảng trong STEM và các kỹ năng liên quan: Hôm nay học sinh cần có môn học chính kiến thức cũng như các kỹ năng hợp tác, tư duy phê phán, sáng tạo và giải quyết vấn đề - và giáo dục STEM có một vai trò quan trọng trong đạt được điều này. Hệ thống trường học có trách nhiệm đảm bảo tất cả những người trẻ tuổi có một mức độ cơ bản của STEM biết chữ cho phép họ tham gia với, và thành công trong thế giới bên ngoài cổng trường. Xây dựng kiến thức STEM nền tảng cần phải bắt đầu từ thời thơ ấu và tiếp tục trong suốt học tiểu học và trung học. Nhà trường có cơ hội bồi dưỡng và nuôi dưỡng những người trẻ tuổi tò mò về STEM và có thể sử dụng Điều này để phát triển sự tham gia và học tập sau hơn. Điều này đòi hỏi phải đổi mới tập trung vào thành tích trong STEM ‘xây dựng khối, đặc biệt là toán học, như cũng như chương trình giảng dạy đa ngành hiệu quả và phương pháp sư phạm xây dựng mối quan tâm của SV và hiệu suất trong giáo dục STEM.

Mục tiêu 2) Đảm bảo rằng học sinh được truyền cảm hứng để đảm nhận nhiều hơn môn học STEM đầy thử thách: Trong khi mục tiêu chính của chiến lược quốc gia là để hỗ trợ tất cả những người trẻ tuổi trở nên nhiều hơn STEM có khả năng, một mục tiêu bổ sung là tăng tham gia vào các môn học STEM đầy thách thức trong năm trung học phổ thông. Hệ thống trường học có một vai trò quan trọng, hợp tác với ngành giáo dục đại học và công nghiệp, để khuyến khích SV phát triển khả năng

STEM cấp cao hơn, để xây dựng khát vọng cho sự tham gia của STEM ở cấp độ đại học và cho Nghề nghiệp liên quan đến STEM [9].

Southwest Regional STEM Network (2009), nói rằng là: Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành để học tập trong đó các khái niệm học thuật nghiêm ngặt được kết hợp với các bài học thực tế khi học sinh áp dụng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong các bối cảnh tạo ra sự kết nối giữa trường học, cộng đồng, công việc và doanh nghiệp toàn cầu cho phép phát triển STEM biết chữ và với nó khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới nghĩa là hệ STEM là một PP quá trình DH rất là tinh tế, khoa học phải đi theo điều kiện tự nhiên. Sự thay đổi của môi trường tự nhiên xã hội xung quanh, cách đưa sự kiến thật để học hiểu quyết định chỉnh sửa và thay đổi cho tương đối hợp lí với sự sử dụng, mức độ sự cần thiết và mức độ kiến thức của SV. Dành cho SV hiểu khoa học đúng hoàn toàn chính xác thông qua sự học biết lý thuyết, thực hạnh thực tế TN khoa học rồi SV có thể đưa kiến thức, kết quả học tập sử dụng trong cuộc sống hàng ngày được rất chính xác. Ngoài ra SV còn có thể học hiểu, chia sẻ, triền khai và phát triển sự kiến để cuộc sống có thể tôn tại trong xã hội và phát càng ngày càng tốt lên [29].

Knowlegde of Educational Context: Môi trường học tập được sử dụng để thực hiện chương trình giảng dạy STEM tập trung vào kỹ thuật sẽ cung cấp cho SV kinh nghiệm trong các yêu cầu đa dạng cũng như hỗ trợ và hỗ trợ trong các hoạt động thực hành. Hơn nữa, phần cứng, thông lệ và thiết kế kỹ thuật số có thể được tích hợp với thiết bị sản xuất để tạo ra một không gian thực hành giống như không gian của nhà sản xuất (Saorín et al., 2017), tạo cơ hội cho SV thực hiện việc tự học. Kiến thức về quản lý không gian và sử dụng thiết bị là rất quan trọng đối với GV. GV nên tạo ra các kịch bản học tập với một không khí học tập tích cực, cởi mở, khuyến khích sự khảo sát và đảm nhận các vấn đề phức tạp. Một môi trường như vậy cần phải cấp cho SV đủ thời gian để khảo sát kiểm tra và sửa đổi (Taylor, 2016) [14].

Knowlegde of Teaching Strategies: Chương trình giảng dạy STEM là một triết lý giáo dục dựa trên chủ nghĩa kinh nghiệm và chủ nghĩa cấu trúc. Do đó, các chiến lược giảng dạy được sử dụng trong các chương trình giảng dạy như vậy nên tập trung vào người học có thể đặt câu hỏi và có kinh nghiệm học tập đề nhấn mạnh việc xây

dựng và chuyển đổi kiến thức. Trong chương trình khoa học dựa trên thiết kế kỹ thuật, GV nên cung cấp một môi trường tương tác nơi SV có thể thảo luận đầy đủ về ý tưởng của mình và nhận được phản hồi phong phú cho câu hỏi và thực tiễn của họ. Trong giai đoạn phát triển, nên sử dụng các chiến lược giảng dạy liên quan đến tư duy sáng tạo, giảng dạy điều tra có hướng dẫn và học tập hợp tác. Trong giai đoạn thực hành, GV nên hướng dẫn học sinh thông qua các quá trình TN tìm hiểu, học tập thực tế và giải quyết vấn đề liên quan đến công nghệ. Cuối cùng, trong giai đoạn phản ánh, nên sử dụng các cơ chế như tư duy phê phán, nhập vai và đánh giá ngang hàng. Tuy nhiên, các chiến lược cụ thể được sử dụng nên phụ thuộc vào điều kiện giảng dạy thực tế của từng GV [10].

Johnson, Wendell, & Watkins, 2013: nói cho thấy về KnowleGDe of Learners trong quy trình thiết kế kỹ thuật, SV thiếu kinh nghiệm liên quan có thể gặp khó khăn trong việc sử dụng các khái niệm trừu tượng khi cố gắng phát triển các giải pháp mặc dù họ có kiến thức liên quan. Trước khi thực hiện chương trình giảng dạy STEM tập trung vào kỹ thuật, GV cần lưu ý về kiến thức hiện tại của học sinh cũng như kiến thức và kỹ năng cần thiết cho quy trình thiết kế kỹ thuật để thiết kế các hoạt động phù hợp. Trong khi đó, GV cần chuẩn bị để đánh giá và trả lời các SV ý tưởng thiết kế kỹ thuật và các vấn đề vào những thời điểm thích hợp Bởi vì thời gian chắc chắn gây ra bởi thời hạn ảnh hưởng đến cách học sinh phản ứng với khóa học, GV nên dành đủ thời gian để khảo sát và thử nghiệm và đảm bảo kiểm soát tiến độ dự án kịp thời, do đó ngăn học sinh khỏi chiếu lệ hoặc tụt lại phía sau [29].

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 106 trang tài liệu này.

Từ các lý thuyết và kết quả ở tren chúng ta đã thầy rằng sự quan trọng và ý tưởng cửa giáo dục STEM trong việc giảng dạy trên lớp học, hoạt động DH có mục để phát triển kiến thức, khả năng và năng lực sáng tạo cho SV bới vì điều kiền của sự phát triển quốc gia phu thuộc vào trẻ em và thanh niên vì SV là các nhà lãnh đạo của nước trong tương lai. STEM, là PPDH mà đã được bồi thường cao nhất trong thế kỷ 21 và có ưu điệm trong phát triển hệ giáo gục có tiềm năng lớn nhất để phát triển công việc. Khi các nước đang cố gắng theo kịp nhu cầu trong xã hội hiện tại và dự kiến về sản lượng STEM, điều quan trọng là nước ta vẫn cạnh tranh trong các lĩnh

vực khoa học, công nghệ, y học và tất cả các lĩnh vực STEM mà chúng ta đã đề cập cho đến nay. Cách tốt nhất để đảm bảo thành công và thịnh vượng trong tương lai là đảm bảo rằng các SV của nước mình phải thành thạo các môn này. Xây dựng nền tảng STEM vững chắc thông qua chương trình giảng dạy toàn diện là cách tốt nhất để đảm bảo học sinh được tiếp xúc với toán học, khoa học và công nghệ trong suốt sự nghiệp giáo dục của mình.

1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam

Tại Việt Nam đã có nhiều Trường và rất nhiều tác giả nghiên cứu về STEM số lượng lớn là ngiên cưu về khiến thức cửa học sinh trong các môn học trong quá trình DH mà chưa có nghiên cứu nào sau sắc về tổ chức hoạt động thực hành thiết kế và phát triển năng lực sáng tạo của SV (GV tương lai ) trong DH Vật lý. Sau đây, là một sô đề tài với nội dung liên quan như:

PGS.TS Nguyễn Chí Thành (2019) Hệ thống GD đang trong quá trình triển khai xây dựng nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức và quản lí hoạt động DH, kiểm tra, đánh giá theo định hướng giáo dục STEM với 5 ứng dụng giáo dục STEM nhằm các mục tiêu cơ bản sau:

- Thứ nhất: Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông và tương đương đến trường nghề nghiệp.

- Thứ hai: Phát triển kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS phổ thông thông qua ứng dụng STEM, nhằm:

+ Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học, Công nghệ, Tin học và Toán.

+ Biết vận dụng kiến thức các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.

+ Có thể đề xuất các vấn đề thực tiễn mới phát sinh và giải pháp giải quyết các vấn đề đó trong thực tiễn [8].

Như chu trình được nhiều nhà nghiên cứu giáo dục STEM chấp nhận như dưới đây:

Hình 1.1. Chu trình nghiên cứu giáo dục STEM

Trường Đại học sư phạm Đại học Thái Nguyên Hội thảo khoa học quốc tế “Đổi mới trong đào tạo GV” chủ đề “I AM STEM 2019” cho thấy rằng: STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Giáo dục STEM tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ 21, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thể tác động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa [32].

Hour for Code, Billy Nguyễn về 6 tiêu chí để thiết kế bài học STEM như:

 Tiêu Chí 1: Chủ Đề Bài Học Stem Tập Trung Vào Các Vấn Đề Thực Tiễn trong các bài học STEM, HS được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm giải pháp.

 Tiêu Chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật quy trình thiết kế kỹ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến sáng tạo và phát triển giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện: Xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất nhiều ý

tưởng cho các giải pháp, lựa chọn giải pháp tối ưu, phát triển và chế tạo một mô hình (nguyên mâu), thử nghiệm và đánh giá và hoàn thiện thiết kế. Trong quy trình thiết kế kỹ thuật, các nhóm HS thử nghiệm các ý tưởng dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của HS là phát triển các giải pháp.

 Tiêu Chí 3: Phương pháp DH bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khảo sát, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm.

Trong bài học STEM, hoạt động của học sinh được thực hiện theo hướng mở có “khuôn khổ” về các điều kiện ma học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được 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 trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động khảo sát của bản thân.

 Tiêu Chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo.

Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ là một việc dễ dàng. Tuy nhiên, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu tất cả GV STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng làm việc nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và mong đợi cho học sinh. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác.

 Tiêu Chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán học mà học sinh đã và đang học.

Trong các bài học STEM, GV cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ và toán. Lập kế hoạch để hợp tác với các GV toán, công nghệ 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, công nghệ 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, công nghệ và khoa học của học sinh.

 Tiêu Chí 6: Tiến trình học bài STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập.

Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề.

Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong bài học STEM [30].

Hình thức tổ chức STEM 2019, PGS.TS Nguyễn Chí Thành Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội (2.1; Tr.1) đã đề xuất được như: định hướng các hình thức có thể triển khai STEM ở trường phổ thông như sau:

- DH các môn học thuộc lĩnh vực STEM: Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình DH các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập.

- Hoạt động trải nghiệm STEM: Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khảo sát các TN, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM.

- Hoạt động nghiên cứu khoa học

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao…

Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở tích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khảo sát khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật 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 được tổ chức thường niên [8].

Trần Thị Gái 2018, để xuất ra như: Giáo dục STEM hướng tới đào tạo con người có NL trong cuộc sống tương lai đáp ứng nhu cầu nhân lực lao động trong thời đại công nghệ. Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong Chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác nhằm phát triển các NL cốt lõi cho học sinh phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM và định hướng nghề nghiệp cho HS. Một trong những yêu cầu đối với GV là cần biết cách thiết kế các hoạt động STEM một cách sáng tạo. Tuy nhiên, hiện nay, GV vẫn còn chưa nhận thức rõ bản chất DH STEM cũng như cách để thiết kế hoạt động STEM trong môn học. Nghiên cứu sau về hoạt động STEM, cách thức để thiết kế và tổ chức HS học tập các môn học nói chung, Vật lý học nói riêng là một hướng nghiên cứu cập nhật, cần thiết trong bối cảnh Việt Nam đang đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT [2].

TS. Châu Minh Quang, Trường ĐHBK TP.HCM Đánh giá xu hướng triển khai STEM là tất yếu tố vì nhu cầu của nhà tuyển dụng, tri thức và khả năng tiếp nhận thông tin, kiến thức của SV thế hệ Y2K. Ông nói: “Công nghệ thay đổi rất nhanh từ đầu thế kỷ 21 tới nay nên giáo dục phải thay đổi theo. STEM trở thành cấp thiết với giáo dục Việt Nam khi Chính phủ có chủ trương chuyển dịch nền kinh tế nông nghiệp thành nền kinh tế công nghệ cao” [6].

Như vậy, có thể thấy, các tác giả đều đưa ra những ưu điểm của định hướng GD STEM với việc phát triển năng lực tổ chức hoạt động thức hành, thiết kế và DH của người GV trên lớp tại các khu vực, các biểu hiện PPDH và định hướng DH STEM của mỗi người nói chung trong các hoạt dông của mình, nói riêng là các hoạt động DH môn Vật lý của gười GV ở trường Phổ thông và trường trung học.

1.1.3. Các nghiên cứu ở Lào

Nước CHDCND Lào, đã có nhiều tác giả nghiên cứu về tìm tói kiến thức của HS, PPDH của GV trong quá trình DH trên lớp học, giải quyết vấn dể, tổ chức hoạt động DH, TN - thức hành trong các bộ môn học, E-learning, Unesco... và chưa có tác giả nào mà nghiên cứu về STEM. Nhưng cũng có một số quan điểm và lý thuyết đã viết ra liên quan đên vấn đề này như: