BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại học Sư phạm Hà Nội LÊ XUÂN QUANG DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chuyên ngành: LL PPDH Bộ Môn Kĩ thuật Công nghiệp Mã số: 62 14 01 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội - 2017 Công trình hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Huy Hoàng TS Vũ Đình Chuẩn Phản biện 1: PGS.TS Phạm Đức Quang Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam Phản biện 2: TS Lê Thanh Nhu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phản biện 3: PGS.TS Từ Đức Văn Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Luận án bảo vệ Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Vào hồi phút, ngày tháng năm 2017 Có thể tìm đọc luận án tại: - Thư viện Quốc Gia, Hà Nội - Thư viện trường Đại học Sư phạm Hà Nội DANH SÁCH CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN Lê Xuân Quang (2013), “Dạy học giải vấn đề trực tuyến”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, 58 (6A), tr 119-124 Lê Xuân Quang, Phan Thanh Toàn (2014), “Một số biện pháp triển khai nhân tố xã hội mô hình đào tạo truy vấn cộng đồng (COI- Community of inquiry)”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 59 (6BC), tr 180-186 Lê Xuân Quang (2015), “Giáo dục STEM - Một giải pháp xây dựng, phát triển chương trình giáo dục phổ thông sau năm 2015”, Tạp chí Giáo dục Xã hội, 6/2015, tr 37-39 Le Xuan Quang, Le Huy Hoang, Vu Dinh Chuan, Nguyen Hoai Nam, Nguyen Thi Tu Anh, Vu Thi Hong Nhung (2015), “Integrated Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) education through active experience of designing technical toys in the Vietnam schools”, British Journal of Education, Society & Behavioural Science, 11(2) Lê Xuân Quang (2015), “Vài nét giáo dục STEM Mỹ”, Kỷ yếu hội thảo Quốc gia - Nâng cao lực đào tạo GV kĩ thuật trường, khoa Sư phạm Kĩ thuật đáp ứng đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, tr 150-154 Lê Xuân Quang (2016), “Một số vấn đề dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 61 (6B), tr 211-218 Lê Xuân Quang (2017), “Cơ sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Tạp chí khoa học dạy nghề, số 43-44/2017, tr 44-48 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Giáo dục STEM bắt nguồn từ nước Mỹ cách gần hai thập kỉ, coi cải cách giáo dục mang tính đột phá Mỹ với mục tiêu xác lập vững vị quốc gia đứng đầu giới kinh tế, khoa học công nghệ với nguồn lao động chất lượng thuộc lĩnh vực STEM Bên cạnh tiếp tục làm gia tăng tầm ảnh hưởng Mỹ với giới thông qua phát minh, sáng chế Cho đến có nhiều quốc gia theo đuổi chương trình giáo dục STEM họ nhận thấy hướng mang tính tất yếu bối cảnh cạnh tranh kinh tế quốc gia STEM viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành nhằm trang bị cho HS kiến thức kĩ cần thiết liên quan đến lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học Các kiến thức kĩ phải giảng dạy tích hợp giúp người học áp dụng kiến thức bối cảnh cụ thể Giáo dục STEM xuất Việt Nam năm gần Do giáo dục STEM cần quan tâm nhận thức toàn xã hội Hiện Việt Nam, STEM giáo dục STEM nói riêng chưa nghiên cứu sâu Do chưa có công trình bàn sở lý luận giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Bên cạnh đó, môn Công nghệ có nhiều điểm tương đồng với giáo dục STEM, việc nghiên cứu giáo dục STEM nói chung dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM nói riêng hoàn toàn có sở phù hợp với định hướng đổi giáo dục Việt Nam sau 2015 theo hướng phát triển lực người học nhằm đáp ứng đòi hỏi xã hội đại Với lý tác giả chọn đề tài:“Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” Mục đích nghiên cứu Xây dựng sở lí luận giáo dục STEM sở lí luận, sở thực tiễn dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Thiết kế quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Công nghệ phổ thông Việt Nam Nhiệm vụ nghiên cứu (1) Xây dựng sở lí luận thực tiễn dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM (2) Xây dựng quy trình dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM Đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM dạy học môn Công nghệ (3) Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm kiểm nghiệm đánh giá giả thuyết nêu Khách thể, đối tượng phạm vi nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Giáo dục STEM, Môn Công nghệ phổ thông - Đối tượng nghiên cứu: Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM - Phạm vi nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Công nghệ lớp Trung học sở (THCS) Việt Nam Phạm vi khảo sát: Trường THCS Tân Phú - Quốc Oai - Hà Nội, Trường THCS-THPT Nguyễn Tất Thành - Hà Nội Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vận dụng vào xây dựng chủ đề, nội dung, cách thức tổ chức hoạt động dạy học, kiểm tra đánh giá môn Công nghệ tác động tích cực đến kết học tập, hứng thú góp phần hình thành, phát triển lực cốt lõi (năng lực giải vấn đề, lực sáng tạo, lực hợp tác…) cho HS dạy học môn Công nghệ theo định hướng đổi toàn diện giáo dục Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng phương pháp nghiên cứu lý luận, phương pháp nghiên cứu thực tiễn, phương pháp hỗ trợ khác Đóng góp đề tài 7.1 Về lí luận Nghiên cứu đề xuất khái niệm, quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Nghiên cứu đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM Xây dựng tiêu chí chủ đề giáo dục STEM, cấu trúc nhiệm vụ STEM 7.2 Về thực tiễn Đánh giá thực trạng dạy học môn Công nghệ góc độ giáo dục STEM Kết nghiên cứu luận án làm tài liệu tham khảo, nghiên cứu giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Công nghệ trường phổ thông Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu kết luận, luận án gồm chương: Chương Cơ sở lý luận thực tiễn dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Chương Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Chương Kiểm nghiệm đánh giá Chương - CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.1 Giáo dục STEM giới 1.1.1.1 Nghiên cứu giáo dục STEM giới Trong thập kỷ trở lại nghiên cứu giáo dục STEM nhiều nhà giáo dục giới quan tâm nghiên cứu xu hướng nghiên cứu lĩnh vực tiếp tục phát triển Hiện có số khuynh hướng nghiên cứu giáo dục STEM là: nghiên cứu lịch sử, trình phát triển, tầm quan trọng giáo dục STEM; vai trò việc kết hợp Công nghệ Kĩ thuật STEM; tích hợp giáo dục STEM; mô hình cải tiến mô hình giáo dục STEM, nghề nghiệp STEM, chương trình trải nghiệm STEM, phát triển đội ngũ giáo viên, phương pháp giảng dạy STEM… 1.1.1.2 Kinh nghiệm triển khai giáo dục STEM giới Một chiến lược chung Mỹ hướng tới STEM nâng cao yêu cầu Toán học Khoa học học sinh (HS) tốt nghiệp Bên cạnh đó, giáo viên (GV) cũng thường xuyên tham gia khoá bồi dưỡng nghiệp vụ giảng dạy STEM từ đến chuyên sâu Truyền thông giáo dục STEM tới bậc phụ huynh phủ Mỹ quan tâm Tại pháp giáo dục STEM bao phủ cấp Bậc Tiểu học HS tham gia hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy quan tâm em Khoa học Công nghệ bên cạnh phát triển tư phê phán HS Ở bậc THCS, Pháp triển khai chương trình học tập Tích hợp Khoa học Công nghệ, nội dung dạy tích hợp môn học riêng biệt.Trong chương trình phổ thông HS tham gia vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM như: Công nghệ sinh học; y tế xã hội; phát minh đổi công nghệ, kỹ thuật… Giáo dục STEM đưa thành chương trình quốc gia Anh với mục tiêu tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao Chương trình hành động Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm nội dung là: tuyển dụng giáo viên giảng dạy STEM, bồi dưỡng nâng cao trình độ giáo viên, cải tiến làm phong phú chương trình học lớp học, phát triển sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy học Quan niệm giáo dục STEM Anh cách tiếp cận, định hướng môn học Xu hướng giáo dục Malaysia cho thấy Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học (STEM) trở nên phổ biến quan trọng Malaysia xây dựng chương trình giảng dạy mang tính tìm hiểu dựa bối cảnh, câu hỏi vấn đề(sẽ thực vào năm 2017), bên cạnh Malaysia cũng xây dựng nguồn lực dạy học STEM cách toàn diện 1.1.2 Giáo dục STEM Việt Nam Giáo dục STEM xuất Việt Nam từ năm 2010 Từ năm 2012, Bộ Giáo dục Đào tạo hàng năm tổ chức thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải tình thực tiễn dành cho HS trung học”, thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học” thi “Sáng tạo khoa học kĩ thuật” Các thi phù hợp với mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới Hiện Bộ Giáo dục Đào tạo cũng phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM số trường THCS THPT tỉnh phía Bắc 1.2 Một số khái niệm 1.2.1 STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) Thuật ngữ STEM thường dùng ngữ cảnh giáo dục ngữ cảnh nghề nghiệp Trong ngữ cảnh giáo dục STEM hiểu giáo dục STEM 1.2.2 Giáo dục STEM Có ba cách hiểu giáo dục STEM là: - Chương trình giáo dục quan tâm đến môn Khoa học, Công nghệ Kĩ thuật Toán học - Tích hợp (liên ngành) lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học - Tích hợp (liên ngành) từ lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học trở lên Trong nghiên cứu giáo dục STEM hiểu theo nghĩa thứ ba tác giả định nghĩa sau: “Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuât Toán học trở lên Trong nội dung học tập gắn với thực tiễn, PPDH theo quan điểm định hướng hành động” 1.3 Một số vấn đề giáo dục STEM 1.3.1 Mục tiêu giáo dục STEM Dưới góc độ giáo dục vận dụng bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM mặt thực đầy đủ mục tiêu giáo dục nêu chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm mục tiêu: 10 1.4.1 Cơ sở khoa học Tư tưởng dạy học theo định hướng STEM dựa kết nối kiến thức lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học, cũng gắn với tình thực tiễn Do sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM lý thuyết dạy học tích hợp, dạy học phát triển lực, nội hàm môn Công nghệ chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam lý thuyết thiết kế kĩ thuật 1.4.2 Bản chất Là cách tiếp cận liên ngành dạy học môn Công nghệ nhằm tạo hội cho HS kết nối kiến thức học môn Công nghệ với kiến thức sở môn học thuộc lĩnh vực STEM với vấn đề thực tiễn sống Nhấn mạnh trình thiết kế, tạo môi trường khuyến khích khám phá, sáng tạo vào giải vấn đề thực tiễn nhằm phát triển kĩ STEM cho tất HS 1.4.3 Đặc điểm Dạy học tích hợp dạy học định hướng lực sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM đặc điểm dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM cũng mang nét chất dạy học tích hợp dạy học định hướng lực Những đặc điểm bật dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM là: Tính tích hợp, tính thiết kế tính toàn diện 1.4.4 Quy trình Từ kinh nghiệm quốc tế thực tiễn chương trình SGK môn Công nghệ, nghiên cứu đề xuất quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM sau (Hình 1.5, Hình 1.6): 11 Xây dựng chủ đề Xây dựng nội dung học tập theo định hướng STEM Điều chỉnh Thiết kế nhiệm vụ Tổ chức thực Đánh giá Hình 1.5 Quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Lựa chọn nội dung cụ thể ôn học Kết nối với sản phẩm, vật phẩm ứng dụng thực tế Phân tích ứng dụng Chỉ kiến thức liên quan môn thuộc lĩnh vực STEM Hình thành chủ đề Hình 1.6 Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM 12 Khi xây dựng chủ đề giáo dục STEM cần xem xét góc độ: vấn đề thực tiễn sống, phạm vi tác động độ phức tạp vấn đề STEM (Hình 1.7) Hình 1.7 Mô hình ba chiều xem xét chủ đề giáo dục STEM 1.5 Thực trạng dạy học môn Công nghệ phổ thông góc độ định hướng giáo dục STEM 1.5.1 Từ góc độ chương trình Theo nghĩa rộng nói chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam quan tâm đến giáo dục STEM, lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật đưa vào giảng dạy tất bậc học Theo nghĩa hẹp dựa yêu cầu giáo dục STEM, hiệu tích hợp môn học vận dụng thực tế thấy chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam chưa thực có giáo dục STEM 1.5.2 Từ điều tra thực tiễn 1.5.2.1 Thực trạng dạy học môn Công nghệ Để tìm hiểu thực trạng dạy học môn Công nghệ phổ thông góc độ định hướng giáo dục STEM, nghiên cứu tiến hành 13 điều tra GV môn Công nghệ ba miền: Bắc, Trung, Nam Số liệu sau thống kê xử lý phần mềm SPSS Qua phân tích kết khảo sát cho thấy, nhìn góc độ giáo dục STEM, việc dạy học môn Công nghệ GV phương pháp giảng dạy hình thức tổ chức… phù hợp với mục tiêu đặc điểm giáo dục STEM Tuy việc phù hợp không từ định hướng GV qua khảo sát cho thấy không nhiều GV biết STEM Sự phù hợp đến từ mục tiêu môn Công nghệ thân nội hàm môn Công nghệ có nhiều điểm tương đồng với định hướng giáo dục STEM Bên cạnh số GV hỏi có 44,1% GV muốn tìm hiểu STEM, 16.9% GV tìm hiểu STEM có 1,7% nghiên cứu STEM Đây sở quan trọng cho việc đưa đề xuất dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Kết luận chương Hiện giới Việt Nam giáo dục STEM hiểu nhiều góc độ khác nhau, nhiên cách chung hiểu giáo dục STEM hai ý sau: Thứ nhất: Giáo dục STEM chất dạy học tích hợp bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học Thứ hai: Giáo dục STEM không cung cấp cho HS kiến thức mặt lý thuyết mà tạo hội cho HS trải nghiệm, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề sống gắn với bối cảnh thực tiễn, thông qua phát triển lực chung HS Cơ sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM là: tích hợp dạy học tích hợp; dạy học theo định hướng phát triển lực; dạy học định hướng hành động; nội hàm lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam lý thuyết thiết kế kĩ thuật 14 Chương - DẠY HỌC MÔN CÔNG NGHỆ THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 2.1 Phân tích môn Công nghệ góc độ giáo dục STEM Xem xét mục tiêu, cấu trúc nội dung môn Công nghệ với mục tiêu giáo dục STEM cho thấy có nhiều điểm tương đồng, hai hướng tới định hướng HS vận dụng kiến thức học vào thực tế Về nội dung môn Công nghệ phù hợp đề hình thành kĩ STEM 2.2 Các mức độ dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Lồng ghép phận, lồng ghép toàn phần, dạy học STEM sở phối hợp nhiều 2.3 Vận dụng quy trình giáo dục STEM dạy học môn Công nghệ 2.3.1 Xây dựng chủ đề Khi lựa chọn nội dung cần lưu ý đến ngữ cảnh (Hình 1.7) để tìm điểm tương đồng nội dung môn Công nghệ với vấn đề thực tiễn sống nhằm đảm bảo nội dung lựa chọn mang tính thực tiễn cao, chứa đựng kiến thức mang tính tổng hợp, có tính ứng dụng rộng rãi 2.3.2 Xây dựng nội dung học tập môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Xây dựng bảng nội dung mô tả kiến thức thuộc môn học liên quan tới chủ đề Thông qua gia công mặt sư phạm, nội dung học tập chuyển thể thành vấn đề, nhiệm vụ học tập cần giải Mỗi vấn đề nhiệm vụ chia thành hoạt động nhỏ 2.3.3 Thiết kế nhiệm vụ - Tiêu chí xác định nhiệm vụ STEM Nhiệm vụ STEM mang tính định hướng sản phẩm; xây dựng sở tích hợp từ hai lĩnh vực học tập trở lên; tính đa phương án; 15 có tính mở, định hướng hợp tác; kết nối kiến thức chương trình đào tạo; định hướng giải vấn đề thực tiễn - Cấu trúc nhiệm vụ STEM Bối cảnh/Tình huống; 2.Thách thức; Yêu cầu; Nguồn lực 2.3.4 Tổ chức thực Đây bước triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS Gồm giai đoạn sau: Giới thiệu, trải nghiệm Kết thúc 2.3.5 Đánh giá 2.3.5.1 Nguyên tắc đánh giá Đánh giá thường xuyên, đánh giá phẩm chất lực đánh giá ý đến tính phát triển HS, đánh giá gắn liền với thực tiễn 2.3.5.2 Các yêu cầu đánh giá kết học tập Đánh giá trình học tập HS Nội dung đánh giá người học trọng đánh giá lực phẩm chất Đánh giá kết học tập cá nhân Đánh giá kết học tập nhóm 2.3.5.3 Bộ công cụ đánh giá sản phẩm, đánh giá lực giải vấn đề, lực sáng tạo lực hợp tác Bảng 2.1 Bảng Rubric đánh giá sản phẩm HS Tiêu chí Vận dụng kiến thức liên môn trình chế tạo sản phẩm Sản phẩm thể rõ ràng việc vận dụng kiến thức môn học STEM trình chế tạo Có số dấu hiệu cho thấy việc vận dụng kiến thức môn học STEM trình chế tạo sản phẩm Sản phẩm thực quy trình thiết kế kĩ thuật Sản phẩm đáp ứng đủ yêu cầu đề Có minh chứng rõ ràng bước chế tạo sản phẩm dựa quy trình thiết kế kĩ thuật Sản phẩm đáp ứng tất yêu cầu đề Có số minh chứng bước chế tạo sản phẩm Sản phẩm đáp ứng số yêu cầu đề Có dấu hiệu cho thấy việc vận dụng kiến thức môn học STEM trình chế tạo sản phẩm Có minh chứng cho bước chế tạo sản phẩm Sản phẩm không đáp ứng yêu cầu đề 16 Tính tối ưu sản phẩm Sản phẩm thể sáng tạo (kiểu dáng màu sắc) Sản phẩm thể tối ưu giải pháp giải vấn đề, sử dụng vật liệu Sản phẩm có màu sắc kiểu dáng ấn tượng làm bật sản phẩm Sản phẩm thể tối ưu không hoàn toàn Sản phẩm có ý tưởng màu sắc kiểu dáng Sản phẩm tối ưu giải pháp giải vấn đề Sản phẩm ý tưởng kiểu dáng a Đánh giá lực giải vấn đề (Bảng 2.2) Bảng 2.2 Bảng kiểm quan sát lực giải vấn đề Mức Mức Mức Các tiêu chí (1) (2) (3) Phân tích tình học tập Phát nêu tình có vấn đề học tập Xác định biết tìm hiểu thông tin liên quan đến vấn đề Đề xuất giải pháp giải vấn đề Thực giải pháp giải vấn đề nhận phù hợp hay không phù hợp giải pháp thực Nhận ưu nhược điểm giải pháp thực b Đánh giá lực sáng tạo (Bảng 2.3) Bảng 2.3 Bảng kiểm quan sát lực sáng tạo Mức Mức Mức Các tiêu chí (1) (2) (3) Phát yếu tố mới, tích cực ý kiến người khác Hình thành ý tưởng dựa nguồn thông tin cho Đề xuất giải pháp cải tiến hay thay giải pháp không phù hợp So sánh bình luận giải pháp đề xuất 17 c Đánh giá lực hợp tác (Bảng 2.4) Bảng 2.4 Bảng kiểm quan sát lực hợp tác Mức Mức Các tiêu chí (1) (2) Chia sẻ hiểu biết xác định mục tiêu, nhiệm vụ chung nhóm Tiếp thu ý kiến thành viên nhóm nhóm khác Xây dựng kế hoạch hoạt động nhóm Nhận chủ động, gương mẫu hoàn thành nhiệm vụ giao Chia sẻ kết công việc Góp ý điều chỉnh thúc đẩy hoạt động chung Nêu mặt được, mặt thiếu sót cá nhân nhóm Mức (3) 2.4 Một số ví dụ minh hoạ - Chế tạo pin từ nước muối - Tua bin gió mini - Thiết kế ô tô mini tự hành sử dụng lượng điện từ vật liệu tái chế Kết luận chương Trong chương nhiệm vụ sau giải quyết: - Tiếp tục hoàn thiện sở thực tiễn dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM - Vận dụng lí luận chương để xác định chủ đề xây dựng ví dụ minh họa học tập môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM - Xây dựng bảng kiểm quan sát lực giải vấn đề, lực sáng tạo, lực hợp tác HS 18 CHƯƠNG KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ 3.1 Thực nghiệm sư phạm 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học đề luận án Đánh giá tính khả thi hiệu đề xuất 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm Chọn đối tượng địa bàn để tổ chức TNSP Lựa chọn nội dung phương pháp TNSP Lập kế hoạch tiến hành TNSP theo kế hoạch Thiết kế thang đo công cụ đánh giá Xử lí, phân tích kết TNSP phần mềm SPSS để rút kết luận việc vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM 3.1.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm TN phù hợp quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM TN đánh giá tính hiệu khả thi chủ đề STEM dạy học môn Công nghệ 3.1.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 3.1.4.1 Chuẩn bị thực nghiệm Thiết kế chủ đề dạy học Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Gặp gỡ trao đổi với GV dạy TN 3.1.4.2 Tổ chức thực nghiệm (Bảng 3.1) Bảng 3.1 Các trường lớp thực nghiệm sư phạm Trường Giáo viên dạy Lớp Sĩ số THCS - THPT Nguyễn Nguyễn Tiến Dũng 8A4(ĐC) 41 Tất Thành - Cầu Giấy 8A5(TN) 40 Hà Nội THCS Tân Phú - Quốc Nguyễn Thị Trang Oai - Hà Nội 8A(TN) 31 8B(ĐC) 29 3.1.5 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.1.5.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm TNSP tiến hành đối tượng HS lớp trường THCS Lựa chọn cặp lớp đối chứng (ĐC) lớp TN theo yêu cầu 19 tương đương mặt: Chất lượng học tập Lớp TN lớp ĐC GV phụ trách GV mời tham gia dạy TN thầy cô tốt nghiệp đại học chuyên ngành Sư phạm Kĩ thuật, có trình độ chuyên môn phương pháp sư phạm tốt, yêu nghề, hứng thú tham gia TN đề tài Lựa chọn HS thuộc đối tượng thành phố nông thôn 3.1.5.2 Xử lý kết Số liệu nhập xử lý phần mềm SPSS 16.0 Các biến định lượng kiểm tra phân phối chuẩn kiểm định Kolmologov-Smirnov Đối với biến phân phối chuẩn sử dụng kiểm định Student-T test, biến không theo phân phối chuẩn sử dụng kiểm định Man-Withney-U test Các biến định tính so sánh kiểm định χ2 test Fisher Exact test Giá trị P < 0,05 theo phía coi có ý nghĩa thống kê 3.1.6 Kết thực nghiệm sư phạm 3.1.6.1 Kết đánh giá kiến thức a) Kết lớp TN trước sau tác động sư phạm (Hình 3.1, Bảng 3.2) % Điểm Hình 3.1 Đồ thị đường lũy tích kiểm tra lớp TN trước sau TN 20 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp tham số đặc trưng lớp TN trước TN TB SL ĐLC Sai số chuẩn Điểm trước TN 6.647 68 1.1847 1437 Điểm sau TN 7.228 68 1.3028 1580 b) Kết lớp TN lớp ĐC (Hình 3.2, Bảng 3.3) % Điểm Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích kiểm tra lớp TN (sau tác động sư phạm) lớp ĐC Bảng 3.3 Bảng tổng hợp tham số đặc trưng lớp TN lớp ĐC Lớp Số lượng TB ĐLC (SD) Sai số chuẩn (SE) Lớp ĐC 61 5,589 2,0776 0,266 Lớp TN 69 7,181 1,3503 0,1626 3.1.6.2 Kết đánh giá lực hợp tác, lực sáng tạo lực giải vấn đề học sinh Kết đánh giá lực hợp tác, lực sáng tạo lực giải vấn đề HS sau phân tích cho ta thấy giá trị TB lực giải vấn đề, lực sáng tạo lực hợp tác 21 lớp TN cao lớp ĐC Thông số P nhỏ 0,05 điều chứng tỏ khác biệt hoàn toàn ngẫu nhiên hay nói cách khác việc dạy học theo định hướng STEM góp phần phát triển lực giải vấn đề, lực sáng tạo lực hợp tác HS Tính toán mức độ ảnh hưởng ES (chênh lêch giá trị TB chuẩn SMD) lực giải vấn đề, lực sáng tạo lực hợp tác ta giá trị 1,119; 1,16 1,127 nằm mức độ ảnh hưởng lớn 3.1.6.3 Kết điều tra học sinh sau thực nghiệm Kết tổng hợp cho thấy nhiều HS cho học môn Công nghệ giúp em hiểu hơn, thấy ý nghĩa kiến thức học, cảm thấy thoải mái học, phát triển lực hợp tác, lực giải vấn đề lực sáng tạo Các nhiệm vụ học cũng phù hợp với học lực, mức độ nhận thức em Phần lớn HS muốn tiếp tục học môn Công nghệ theo hình thức học tập tích cực 3.2 Phương pháp chuyên gia 3.2.1 Mục đích Cùng với phương pháp TNSP, phương pháp chuyên gia giúp khẳng định giả thuyết khoa học đề tài 3.2.2 Đối tượng xin ý kiến chuyên gia Để tăng ý nghĩa kết thu được, nghiên cứu tiến hành tham khảo ý kiến nhà sư phạm, nhà khoa học có nhiều kinh nghiệm lĩnh lí luận dạy học 3.2.3 Nội dung phương pháp tiến hành Phiếu điều tra bao gồm 30 câu hỏi xây dựng cở vấn đề nêu nghiên cứu Các câu hỏi chia thành nhóm chính: Cơ sở lý luận đề tài (Cơ sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM; Đặc điểm giáo dục STEM; Quy trình giáo dục STEM; Các tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM) Tính khả thi đề xuất 22 3.2.4 Đánh giá kết Kết tổng hợp cho thấy, chuyên gia hỏi đồng ý rằng: lý thuyết tích hợp dạy học tích hợp, dạy học định hướng lực, nội hàm kiến thức môn học thuộc lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam lý thuyết thiết kế kĩ thuật sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM Đặc điểm giáo dục STEM trình bày nghiên cứu có ý nghĩa Về tiêu chí xây dựng chủ đề giáo dục STEM, chuyên gia thể đồng thuận cao với nội dung trình bày Nội dung xin ý kiến chuyên gia tính khả thi đề xuất chủ đề hỏi ý kiến chuyên gia đống ý đồng ý tính khả thi đề xuất Ở chủ đề 24 “Dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM thay hoàn toàn cách dạy thông thường” có trung vị khoảng 25% - 75% 2,00 Do vậy, kết luận chuyên gia không đồng ý với nhận xét dạy học theo định hướng giáo dục STEM lí thuyết toàn cho mục tiêu, nội dung đối tượng dạy học Về chủ đề xây dựng, chuyên gia đồng ý với nhận định mục tiêu chủ đề phù hợp với nội dung môn học Chủ đề yêu cầu người học tự lực thực đánh giá sản phẩm Kết luận chương TNSP tiến hành phù hợp với mục tiêu nội dung chủ đề xây dựng Kết TNSP cho thấy chất lượng HS sau tác động sư phạm nâng lên Kết nhóm TN cao nhóm ĐC HS thấy hứng thú tích cực học tập điều khẳng định tính khả thi đề tài Kết xin ý kiến chuyên gia cho thấy chuyên gia đồng ý với sở lí luận mà đề tài xây dựng Các đề xuất đề tài có tính khả thi cao 23 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Luận án thực mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề ra, luận án giải nhiệm vụ sau: 1.1 Xây dựng sở lí luận thực tiễn dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM cụ thể: Xác định sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM; làm rõ khái niệm giáo dục STEM sở xác định chất giáo dục STEM theo nghĩa rộng nghĩa hẹp, mối quan hệ Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học Khảo sát điều tra thực trạng dạy học môn Công nghệ góc độ giáo dục STEM nhận thức GV giáo dục STEM 1.2 Đề xuất quy trình tổng quát cho giáo dục môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM, đưa mô hình phương pháp xác định chủ đề giáo dục STEM Vận dụng quy trình mô hình để xây dựng sử dụng thử nghiệm chủ đề giáo dục STEM để dạy nội dung môn Công nghệ 1.3 Tiến hành kiểm nghiệm đánh giá kết nghiên cứu bước đầu cho thấy tính đắn giả thuyết khoa học Trong tương lai đề tài hoàn thiện theo hướng tiếp tục củng cố phần sở lí luận Xây dựng mở rộng chủ đề giáo dục STEM mang tính xuyên suốt lớp học bậc học Phát triển mô - đun phục vụ dạy học STEM khóa ngoại khóa Khuyến nghị Để việc triển khai dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhà trường phổ thông nói chung dạy học môn Công nghệ nói riêng đạt hiệu cao cần có đầu tư đạo mang tính đồng bộ, cụ thể là: 2.1 Tăng cường truyền thông để nâng cao nhận thức tầng lớp nhân dân đặc biệt đội ngũ GV STEM, xu 24 giáo dục mang tính tất yếu giới Đặc biệt bối cảnh Việt Nam đổi giáo dục tham gia sâu, rộng vào tổ chức, hợp tác kinh tế với nước khu vực giới 2.2 Phát triển quan hệ hợp tác nhà trường với tổ chức liên quan đến STEM 2.3 Đầu tư sở vật chất xây dựng phòng học môn theo định hướng STEM 2.4 Bồi dưỡng nâng cao lực đội ngũ GV giáo dục STEM Song song với việc biên soạn tài liệu hướng dẫn cụ thể tới GV 2.5 Tiếp tục nghiên cứu vận dụng quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vào lớp bậc học khác môn Công nghệ phổ thông Việt Nam 2.6 Đưa nội dung giáo dục STEM dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vào chương trình đạo tạo sinh viên ngành Sư phạm kĩ thuật ... trình dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM vào lớp bậc học khác môn Công nghệ phổ thông Việt Nam 2.6 Đưa nội dung giáo dục STEM dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. .. tiễn dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM cụ thể: Xác định sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM; làm rõ khái niệm giáo dục STEM sở xác định chất giáo dục. .. kĩ STEM cho tất HS 1.4.3 Đặc điểm Dạy học tích hợp dạy học định hướng lực sở khoa học dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM đặc điểm dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục