Email: email@ioer.edu.vn | vncsp@hnue.edu.vn
Nghiên cứu khoa học
Thông tin khoa học

GIÁO DỤC STEM Ở NHÀ TRƯỜNG PHỔ THÔNG VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA TRONG VIỆC XÂY DỰNG KHUNG NĂNG LỰC GIÁO DỤC STEM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM

Hà Thị Lan Hương

Viện Nghiên cứu Sư phạm – Trường ĐHSP Hà Nội

 

Tóm tắt:

Giáo dục STEM hướng đến phát triển năng lực học sinh và 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. Chính vì vậy khi chương trình giáo dục phổ thông mới được triển khai thực hiện theo định hướng tích hợp các môn học nhằm phát triển năng lực học sinh đặt ra cho giáo viên phải có được năng lực dạy học tích hợp trong đó có năng lực giáo dục STEM. Theo đó các trường sư phạm muốn sản phẩm đào tạo của mình có thể thực hiện  tốt vai trò của giáo viên ở phổ thông cũng phải đào tạo năng lực giáo dục STEM cho sinh viên

Bài viết đã phân tích bản chất của giáo dục STEM cùng với những ưu điểm của nó. Qua đó căn cứ vào mục tiêu, các hoạt động STEM trong dạy học và những định hướng về phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá trong chương trình giáo dục phổ thông mới để đề xuất khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm. Các trường sư phạm có thể căn cứ vào khung năng lực giáo dục STEM của sinh viên để phát triển chương trình cũng như tổ chức đào tạo nhằm giúp sinh viên sau khi ra trường có được năng lực giáo dục STEM đáp ứng yêu cầu giảng dạy khi thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới.

Từ khóa: năng lực, STEM, giáo dục STEM, khung năng lực giáo dục STEM, sinh viên sư phạm.

 

1. Đặt vấn đề

Bước nhảy vọt của công nghệ trong bối cảnh của cách mạng công nghiệp 4.0 buộc chúng ta phải suy nghĩ lại về cách chúng ta giáo dục học sinh phổ thông  nhằm trang bị cho các em những năng lực, kĩ năng cần thiết để thích ứng với sự thay đổi nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và công nghệ. Giáo dục STEM – một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học – có thể giúp cho học sinh thông qua các hoạt động thực hành để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống qua đó phát triển được năng lực của người học; tiếp nhận những kiến thức khoa học kỹ thuật, khoa học và công nghệ ngày càng đa dạng và phát triển [1].

Thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh của bốn chữ: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán) [1]. Tuy nhiên, trong tiếng Anh STEM thường đi kèm với các từ khác, làm cho STEM có những nghĩa bổ sung tương ứng. Ban đầu thuật ngữ STEM được viết “STEM fields” được xuất hiện trong các văn bản về ngân sách đầu tư trong giáo dục và vấn đề cấp visa cho nhập cư tại Mỹ [2],[3]. Về sau, STEM được viết đi kèm với các từ khác như: “STEM education” (giáo dục STEM), “STEM workforce” (nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM), “STEM learning” (học trong lĩnh vực STEM), “STEM careers” (các ngành nghề trong lĩnh vực STEM), “STEM curriculum” (khung chương trình dạy học STEM), “STEM awareness” (nhận thức về các ngành nghề STEM),…

Nền tảng của giáo dục STEM chính là giáo dục khoa học (science education). Chính giáo dục khoa học là lĩnh vực đề xuất ra các chương trình giáo dục STEM hiện nay [4]. Tại Mỹ, giáo dục khoa học được xem là ngành khoa học nghiên cứu cơ bản và nền tảng giúp đẩy mạnh nền khoa học từ gốc rễ là con người thông qua đào tạo giáo viên dạy khoa học và xây dựng các chương trình giáo duc từ chính quy (formal) và không chính quy (informal) bắt đầu các chương trình giáo dục mầm non đến bậc đại học, từ gia đình đến các hoạt động giáo dục khoa học ngoài xã hội [5]. Ngành giáo dục Việt Nam đã và đang tiến hành đổi mới chương trình giáo dục phổ thông. Tuy nhiên, chương trình giảng dạy truyền thống (kiến ​​thức và kỹ năng được phân tách theo các môn học riêng lẻ) có sự khác biệt khá nhiều với chương trình giáo dục đổi mới (phát triển các chương trình giảng dạy các môn học theo lĩnh vực nhằm phát triển năng lực của người học) [6]. Như vậy, để thực hiện được chương trình giáo dục đổi mới đòi hỏi giáo viên phải có được năng lực dạy học tích hợp, dạy học liên môn; năng lực giáo dục STEM [7] để thông qua việc tổ chức quá trình dạy học có thế phát triển được năng lực học sinh và đạt được mục tiêu đã đề ra.

Trước tình hình đó, công tác đào tạo giáo viên trong các trường sư phạm cần phải thay đổi và phát triển từ việc xây dựng chương trình cho đến tổ chức quá trình đào tạo để sinh viên ra trường có được những năng lực thích ứng với sự thay đổi  trên cũng như có được năng lực giáo dục STEM để dạy cho học sinh những môn học theo lĩnh vực khoa học. Bài viết này nhằm mục đích tìm hiểu bản chất của vấn đề giáo dục STEM cùng những ưu điểm của phương thức giáo dục này; dựa vào mục tiêu, các hoạt động STEM trong dạy học và những định hướng về phương pháp dạy học, đánh giá trong chương trình giáo dục phổ thông mới để đề xuất khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm.

2. Nội dung

2.1. Giáo dục STEM là gì?

Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Những kiến thức và kỹ năng này được tích hợp và lồng ghép, bổ trợ lẫn nhau để giúp học sinh vừa hiểu được nguyên lý, vừa có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống thường ngày [8].

Với kỹ năng khoa học, học sinh được trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Từ đó học sinh có khả năng liên kết các kiến thức để thực hành và có tư duy sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết vấn đề. Với những kỹ năng công nghệ, giúp học sinh có khả năng sử dụng, quản lý và truy cập công nghệ từ những vật dụng đơn giản đến những hệ thống phức tạp. Kỹ năng kỹ thuật giúp học sinh có cái nhìn tổng quan và đưa ra được những giải pháp trong các vấn đề liên quan đến thiết kế, xây dựng quy trình. Và cuối cùng, kỹ năng toán học là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới [9].

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.

Vậy nên nếu theo cách dạy học tiếp cận nội dung, học sinh được tiếp thu kiến thức khoa học ở từng môn rời rạc thì nay, dạy học định hướng STEM, các chủ đề lồng ghép giáo dục STEM, môn học định hướng STEM nhằm trang bị cho học sinh kiến thức và kỹ năng theo hướng tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau; Giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày [9].

STEM vì thế được đánh giá như là một trong những các tiếp cận trong dạy học phát triển năng lực. Giáo dục STEM có điểm khác cơ bản so với dạy học trang bị kiến thức là chú trọng các kỹ năng thực hành, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua dự án - Chủ đề.

Giáo dục STEM lấy phát triển năng lực, nhân cách học sinh làm mục tiêu của hoạt động dạy và hoạt động học. Việc tổ chức dạy học STEM có nhiều cấp độ khác nhau. Tùy thuộc vào hoàn cảnh và điều kiện cụ thể của nhà trường, giáo viên có thể lựa chọn cấp độ dạy học STEM sao cho đạt hiệu quả giáo dục tốt nhất. Thông qua các chủ đề lồng ghép giáo dục STEM, các môn học ứng dụng STEM, nhà trường gắn kết với cộng đồng cùng tổ chức các hoạt động giáo dục trong các lĩnh vực STEM.

2.2. Ưu điểm của giáo dục STEM

Liên hợp quốc hướng đến mục tiêu phát triển bền vững đến năm 2030 đã thiết lập 17 mục tiêu liên quan đến các vấn đề: đói nghèo, biến đổi khí hậu, đảm bảo lương thực, bảo vệ hành tinh,… hướng đến cho con người được sống trong hoà bình, thịnh vượng và nâng cao chất lượng sống cho tất cả các tầng lớp. Giáo dục STEM được Liên hợp quốc cho rằng sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm cách xây dựng và cung cấp giải pháp để giải quyết một số vấn đề toàn cầu quan tâm như: Sức khoẻ và Hạnh phúc; Nước sạch và vệ sinh an toàn; Năng lượng sạch với giá cả hợp lý; Phát triển công nghiệp và cơ sở hạ tầng; Tiêu dùng trách nhiệm và sản xuất thông minh; Bảo vệ môi trường và khí hậu; Công việc bền vững và tăng trưởng kinh tế,… [10].

Trong bối cảnh Công nghiệp 4.0, sự đóng góp của STEM để đạt được mục tiêu phát triển bền vững là rất quan trọng (UNDP, 2019). Nhiều nghiên cứu cho rằng các giải pháp cho những thách thức mà thế giới hiện nay phải đối mặt sẽ đòi hỏi một lực lượng lao động khoa học đa ngành, được trang bị một bộ kỹ năng công nghệ mới và tư duy liên ngành nghĩa là phải đòi hỏi phải tích hợp nhiều khái niệm STEM để giải quyết chúng (Wang, Moore , Roehrig, & Park, 2011). Một số nghiên cứu cũng khẳng định cần phải đào tạo và chuẩn bị lực lượng lao động hiểu biết về STEM nhất là thế giới công nghệ (Merchant & Khanbilvardi, 2011) [dẫn  theo 10].

Ở trong nhà trường phổ thông, giáo dục STEM có những ưu điểm chính như sau [dẫn theo 5].

- Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.

- Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.

- Giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết. Người học không chỉ tiếp thu các kiến thức nền tảng, nguyên lý mà sẽ tích hợp chúng vào trong thực tế.

Chúng ta cần phải khai thác những điểm mạnh của Giáo dục STEM trong dạy học ở nhà trường phổ thông, trong đó có tính đến hoàn cảnh thực tế của đất nước về trình độ và năng lực của đội ngũ cán bộ quản lý giáo dục; năng lực, điều kiện sống và làm việc của giáo viên; cơ sở vật chất của các nhà trường; điều kiện kinh tế-xã hội của các địa phương,…

2.3. Xây dựng khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm

2.3.1. Căn cứ để xây dựng khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm

a) Mục tiêu giáo dục STEM

Tùy theo bối cảnh, mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia có khác nhau. Tại Anh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Còn tại Mỹ, ba mục tiêu cơ bản cho giáo dục STEM là: trang bị cho tất cả các công dân những kĩ năng về STEM, mở rộng lực lượng lao động trong lĩnh vực STEM bao gồm cả phụ nữ và dân tộc thiểu số nhằm khai thác tối đa tiềm năng con người của đất nước, tăng cường số lượng học sinh theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM. Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển một nền kinh tế cho thế kỉ 21 [11.

Tóm lại, mục tiêu giáo dục STEM ở các quốc gia có khác nhau nhưng đều hướng tới sự tác động đến người học, hướng tới vận dụng kiến thức các môn học để giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội của đất nước. Và như vậy ứng dụng giáo dục STEM nhằm các mục tiêu cơ bản sau [12]:

- Thứ nhất: Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông.

- Thứ hai: Phát triển kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh 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.

b) Các hoạt động STEM trong dạy học

Các năng lực mà con người cần có để đáp ứng được những đòi hỏi của sự phát triển khoa học - công nghệ trong cuộc Cách mạng 4.0 kể trên cũng chính là những năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh và đã được mô tả trong chương trình giáo dục phổ thông mới.

 Để thực hiện được mục tiêu phát triển các năng lực đó cho học sinh, trong quá trình dạy học cần phải tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh được hoạt động học phỏng theo chu trình STEM. Nghĩa là học sinh được hoạt động học theo hướng "trải nghiệm" việc phát hiện và giải quyết vấn đề (sáng tạo khoa học, kĩ thuật) trong quá trình học tập kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Như vậy, giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp, trong đó học sinh được thực hiện các loại hoạt động chính sau [11]:

v     Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt trước các nhiệm vụ thực tiễn: giải quyết một tình huống hoặc tìm hiểu, cải tiến một ứng dụng kĩ thuật nào đó. Thực hiện nhiệm vụ này, học sinh cần phải thu thập được thông tin, phân tích được tình huống, giải thích được ứng dụng kĩ thuật, từ đó xuất hiện các câu hỏi hoặc xác định được vấn đề cần giải quyết.

v     Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền

Từ những câu hỏi hoặc vấn đề cần giải quyết, học sinh được yêu cầu/hướng dẫn tìm tòi, nghiên cứu để tiếp nhận kiến thức, kĩ năng cần sử dụng cho việc trả lời câu hỏi hay giải quyết vấn đề. Đó là những kiến thức, kĩ năng đã biết hay cần dạy cho học sinh trong chương trình giáo dục phổ thông. Hoạt động này bao gồm: nghiên cứu tài liệu khoa học (bao gồm sách giáo khoa); quan sát/thực hiện các thí nghiệm, thực hành; giải các bài tập/tình huống có liên quan để nắm vững kiến thức, kĩ năng.

v     Hoạt động giải quyết vấn đề

 Về bản chất, hoạt động giải quyết vấn đề là hoạt động sáng tạo khoa học, kĩ thuật, nhờ đó giúp cho học sinh hình thành và phát triển các phẩm chất và năng lực cần thiết thông qua việc đề xuất và kiểm chứng các giả thuyết khoa học hoặc đề xuất và thử nghiệm các giải pháp kĩ thuật. Tương ứng với đó, có hai loại sản phẩm là "kiến thức mới" (dự án khoa học) và "công nghệ mới" (dự án kĩ thuật).

- Đối với hoạt động sáng tạo khoa học: kết quả nghiên cứu là những đề xuất mang tính lí thuyết được rút ra từ các số liệu thu được trong thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học. Ví dụ: tìm ra chất mới; yếu tố mới, quy trình mới tác động đến sự vật, hiện tượng, quá trình trong tự nhiên...

- Đối với hoạt động sáng tạo kĩ thuật: kết quả nghiên cứu là sản phẩm mang tính ứng dụng thể hiện giải pháp công nghệ mới được thử nghiệm thành công. Ví dụ: dụng cụ, thiết bị mới; giải pháp kĩ thuật mới...

c) Căn cứ định hướng thực hiện phương pháp giáo dục và đánh giá kết quả giáo dục trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới

Chương trình giáo dục phổ thông cụ thể hóa mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp học sinh phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và năng lực cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của cá nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới.

Chương trình giáo dục trung học phổ thông giúp học sinh tiếp tục phát triển những phẩm chất, năng lực của người lao động, ý thức và nhân cách công dân; khả năng tự học và ý thức học tập suốt đời; khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân để tiếp tục học lên, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động; khả năng thích ứng với những đổi thay trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới.

v     Định hướng về phương pháp giáo dục

Các môn học và hoạt động giáo dục trong nhà trường áp dụng các phương pháp tích cực hoá hoạt động của người học, trong đó giáo viên đóng vai trò tổ chức, hướng dẫn hoạt động cho học sinh, tạo môi trường học tập thân thiện và những tình huống có vấn đề để khuyến khích học sinh tích cực tham gia vào các hoạt động học tập, tự phát hiện năng lực, nguyện vọng của bản thân, rèn luyện thói quen và khả năng tự học, phát huy tiềm năng và những kiến thức, kỹ năng đã tích lũy được để phát triển.

Các hoạt động học tập của học sinh bao gồm hoạt động khám phá vấn đề, hoạt động luyện tập và hoạt động thực hành (ứng dụng những điều đã học để phát hiện và giải quyết những vấn đề có thực trong đời sống), được thực hiện với sự hỗ trợ của đồ dùng học tập và công cụ khác, đặc biệt là công cụ tin học và các hệ thống tự động hóa của kỹ thuật số.

Các hoạt động học tập nói trên được tổ chức trong và ngoài khuôn viên nhà trường thông qua một số hình thức chủ yếu sau: học lý thuyết; thực hiện bài tập, thí nghiệm, trò chơi, đóng vai, dự án nghiên cứu; tham gia xêmina, tham quan, cắm trại, đọc sách; sinh hoạt tập thể, hoạt động phục vụ cộng đồng.

Tùy theo mục tiêu cụ thể và mức độ phức tạp của hoạt động, học sinh được tổ chức làm việc độc lập, làm việc theo nhóm hoặc làm việc chung cả lớp. Tuy nhiên, dù làm việc độc lập, theo nhóm hay theo đơn vị lớp, mỗi học sinh đều phải được tạo điều kiện để tự mình thực hiện nhiệm vụ học tập và trải nghiệm thực tế.

v     Định hướng về đánh giá kết quả giáo dục

Mục tiêu đánh giá kết quả giáo dục là cung cấp thông tin chính xác, kịp thời, có giá trị về mức độ đạt chuẩn (yêu cầucần đạt) của chương trình và sự tiến bộ của học sinh để hướng dẫn hoạt động học tập, điều chỉnh các hoạt động dạy học, quản lý và phát triển chương trình, bảo đảm sự tiến bộ của từng học sinh và nâng cao chất lượng giáo dục.

Căn cứ đánh giá là các yêu cầu cần đạt về phẩm chất và năng lực được quy định trong chương trình tổng thể và chương trình môn học. Phạm vi đánh giá bao gồm toàn bộ các môn học bắt buộc, môn học bắt buộc có phân hóa, môn học tự chọn và môn học tự chọn bắt buộc. Đối tượng đánh giá là sản phẩm và quá trình học tập, rèn luyện của học sinh.

Kết quả giáo dục được đánh giá bằng các hình thức định tính và định lượng thông qua đánh giá thường xuyên, định kỳ ở cơ sở giáo dục, các kỳ đánh giá trên diện rộng ở cấp quốc gia, cấp địa phương và các kỳ đánh giá quốc tế. Kết quả các môn học tự chọn được sử dụng cho đánh giá kết quả học tập chung của học sinh trong từng năm học và trong cả quá trình học tập.

Việc đánh giá thường xuyên do giáo viên phụ trách môn học tổ chức, dựa trên kết quả đánh giá của giáo viên, của phụ huynh học sinh, của bản thân học sinh được đánh giá và của các học sinh khác trong tổ, trong lớp. Phương thức đánh giá bảo đảm độ tin cậy, khách quan, phù hợp với từng lứa tuổi, từng cấp học, không gây áp lực lên học sinh, hạn chế tốn kém cho ngân sách nhà nước, gia đình học sinh và xã hội.

Như vậy, giáo dục STEM yêu cầu giáo viên phổ thông phải có được năng lực dạy học tích hợp liên môn; năng lực áp dụng các phương pháp dạy học hiện đại, phương pháp kiểm tra đánh giá để thông qua hoạt động dạy học lĩnh vực khoa học tự nhiên có thể phát triển được năng lực của học sinh. Ở các nhà trường sư phạm muốn sản phẩm đào tạo của mình có thể thực hiện tốt vai trò của giáo viên ở phổ thông cũng phải đào tạo năng lực giáo dục STEM cho sinh viên. UNESO đã nghiên cứu đưa ra năng lực STEM bao gồm kiến thức về STEM, kĩ năng về STEM, thái độ và giá trị STEM [10] – đây cũng là cơ sở để chúng tôi xây dựng khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm.

2.3.3. Khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm

            Như phân tích ở trên, chương trình  giáo dục phổ thông mới với những điểm khác biệt với chương trình hiện hành đòi hỏi giáo viên phải có năng lực dạy học tích hợp trong đó có năng lực giáo dục STEM. Sinh viên sư phạm là những giáo viên tương lai, những giáo viên sẽ trực tiếp thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới trong thời đại cách mạng 4.0; vậy nên cần thiết phải trang bị cho sinh viên năng lực giáo dục STEM ngày từ trong quá trình đào tạo giáo viên ở trường sư phạm.

Căn cứ vào mục tiêu giáo dục STEM và các hoạt động STEM trong tổ chức dạy học cũng như những yêu cầu về phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá kết quả học tập trong chương trình giáo dục phổ thông mới, chúng tôi đề xuất khung năng lực giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm như bảng dưới đây:

TT

Năng lực

Tiêu chí

1.

Xác định các ý tưởng lớn liên quan đến các môn học trong lĩnh vực học tập STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học) để gắn kết chương trình giảng dạy

1.1. Xác định các ý tưởng trong một lĩnh vực môn học

1.2. Xác định các ý tưởng giữa các môn học trong giáo dục STEM

1.3. Kết nối các ý tưởng lớn đảm bảo gắn kết chương trình giảng dạy của các môn học trong giáo dục STEM

1.4. Đề xuất mô hình kết nối ý tưởng lớn

2

Xác định các kiến thức kỹ thuật liên quan đến nghề nghiệp khi thực hiện giáo dục STEM

2.1. Xác định các kiến thức của một môn học để giải quyết chủ đề STEM

2.2. Xác định kiến thức của nhiều môn học để giải quyết chủ đề STEM

2.3. Xác định kiến thức kỹ thuật liên quan đến nghề nghiệp cụ thể mà cần vận dụng nhiều kiến thức môn học khác nhau để giải quyết

3

Xác định các nhiệm vụ cần thiết để tổ chức cho học sinh thực hiện hoạt động giáo dục STEM

3.1. Xây dựng chủ đề STEM

3.2. Xây dựng nội dung học tập theo định hướng STEM

3.3. Thiết kế các nhiệm vụ giáo dục STEM

3.4. Tổ chức cho học sinh thực hiện chủ đề giáo dục STEM (vận dụng công nghệ, xử lý thông tin, giải thích dữ liệu, thu hoạch kết quả)

3.5. Đánh giá hoạt động thực hiện của học sinh khi thực hiện chủ đề STEM

4

Phát triển/nâng cao hứng thú học tập và năng lực tư duy phản biện trong việc tổ chức hoạt động giáo dục STEM cho học sinh

4.1. Giao nhiệm vụ và khuyến khích học sinh tham gia xây dựng và thực hiện chủ đề giáo dục STEM

4.2. Giúp đỡ học sinh để họ luôn có những phản biện khi thực hiện nội dung chủ đề giáo dục STEM

4.3. Hướng dẫn để học sinh nảy sinh ý tưởng mới từ những kết quả của chủ đề giáo dục STEM

 

3. Kết luận

 

            Mỗi quan điểm dạy học, hình thức dạy học, phương pháp dạy học mới đưa ra vận dụng trong nhà trường phổ thông đều có thể là tiền đề để mỗi giáo viên nhà trường phát triển năng lực chuyên môn cũng như sinh viên sư phạm hoàn thiện năng lực dạy học để sau khi tốt nghiệp ra trường có thể tiếp cận và thực hiện tốt chương trình giáo dục luôn được đổi mới từng ngày. Khung năng lực giáo dục STEM của sinh viên sư phạm được tác giả xây dựng trong bài báo này là cơ sở để sinh viên có thể vận dụng hoàn thiện cho mình năng lực dạy học nói chung cũng như năng lực dạy học tích hợp các môn học trong đó có các môn học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên.  Với khung năng lực giáo dục STEM trên, trong quá trình đào tạo nhà trường sư phạm có thể phát triển chương trình và tổ chức dạy học để thông qua đó hình thành và phát triển đa dạng các năng lực dạy học giúp cho sinh viên ra trường có thể đáp ứng tốt các chương trình giáo dục phổ thông đổi mới liên tục.

Lời cảm ơn: Bài báo là sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học học và công nghệ cấp Trường ĐHSP Hà Nội năm 2019: Nghiên cứu biện pháp phát triển năng lực dạy học STEM cho sinh viên các khoa Hoá học, Vật lý, Sinh học của Trường ĐHSP Hà Nội; do ThS. Hà Thị Lan Hương làm chủ nhiệm. Mã số: SPHN-19-03VNCSP.

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.      Vũ Tuấn Anh, Đào Trung Thành (2018). Hướng nghiệp 4.0. Nhà xuất bản Thanh niên.

2.      Gonzalez, H. B., & Kuenzi, J. J. (2012, August). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: A primer. Congressional Research Service, Library of Congress.

3.      National Research Council (2003). Evaluating and improving undergraduate teaching in science, technology, engineering, and mathematics. National Academies Press.

4.      National Research Council (2011). Successful K-12 STEM education: Identifying effective approaches in science, technology, engineering, and mathematics. National Academies Press.

5.      https://hocvienkhampha.edu.vn/hieu-sao-cho-dung-ve-giao-duc-stem/

6.      Bộ GD&ĐT (2018). Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể. Ban hành kèm theo Thông tư 32/2018/TT-BGD ĐT, ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ GD&ĐT.

7.      Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Định hướng Giáo dục STEM ở trường phổ thông. Tài liệu tập huấn.

8.      Nguyễn Thanh Nga (chủ biên) (2017). Thiết kế và tổ chức chủ đề STEM cho học sinh THCS và THPT. NXB Đại học sư phạm TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.

9.      Tsupros, N., Kohler, R., and Hallinen, J. (2009). STEM education: A project to identify the missing components, Intermediate Unit 1 and Carnegie Mellon, Pennsylvania.

10. Exploring STEM Competences for the 21st Century. https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000368485&ved=2ahUKEwjOhpnOtZLnAhUOH3AKHWiHDq4QFjABegQIARAB&usg=AOvVaw2sNu-pqO3UAALQCwtdb_OB

11. Lê Xuân Quang (2017). Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng STEM. Luận án Tiến sỹ Khoa học Giáo dục, Trường Đại học sư phạm Hà Nội.

12. Trần Thái Toàn, Phan Thị Thanh Hội (2017). Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thông qua ứng dụng mô hình STEM. Kỷ yếu Hội thảo khoa học giáo dục STEM trong chương trình Giáo dục phổ thông mới, NXB Đại học sư phạm TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.

 

 

STEM EDUCATION IN VIETNAMESE SCHOOLS AND RISING ISSUES IN DEVELOPING STEM COMPETENCE FRAMEWORK FOR TEACHER STUDENTS

 

Abstract: STEM education aims to develop student competencies and create people who can meet the needs of the 21st century, meet the national socio-economic development and can positively impact extremely to the change of knowledge-based economy in the context of globalization. Therefore, when the new general education program is implemented following the orientation of integrating the subjects to develop students' capacity, teachers must have an integrated teaching capacity, including the STEM competence. Accordingly, teacher training universities that want their undergraduates to perform well the role of teachers in schools must also develop STEM competencies for their students.

The paper analyzed the nature of STEM education along with its advantages. Thereby based on the goals, STEM activities in teaching and orientations on teaching methods, evaluation and assessment in the new general education program, a framework of STEM competency for teacher students is proposed. Education universities may be based on student competence frameworks on STEM education to develop and implement programs to help their undergraduates with STEM competencies meeting the teacher professional requirements when implementing the new general education program.

Keywords: STEM competence, STEM education, STEM education competency framework, teacher student.

Publish: 9/15/2020 - Views: 139 - Lastest update: 9/15/2020 9:17:51 AM
Tin cùng chuyên mục