Quan điểm về giáo dục STEM từ sinh viên Sư phạm Vật lí Đại học Cần Thơ

- QUAN ĐIỂM VỀ GIÁO DỤC STEM TỪ SINH VIÊN SƯ PHẠM VẬT LÍ ĐẠI HỌC CẦN THƠ.
- Giáo dục tích hợp STEM (Khoa học – Công nghệ – Kỹ thuật và Toán) đang là một định hướng giáo dục được hầu hết các nước trên thế giới quan tâm.
- Hiện nay, vẫn còn nhiều cách hiểu khác nhau về giáo dục STEM, từ đó dẫn đến định hướng triển khai giáo dục STEM cũng rất đa dạng và chưa thống nhất.
- Để triển khai dạy học STEM hiệu quả và đồng bộ cần hiểu rõ nhận định về giáo dục STEM của các nhà giáo dục và các nhà giáo dục tương lai, từ đó tìm ra tiếng nói chung hoặc cách thức phù hợp để triển khai định hướng giáo dục này nhằm góp phần nâng cao hiệu quả đào tạo.
- Bài viết này trình bày ý kiến của 185 sinh viên Sư phạm Vật lí các khóa 40, 41 và 42 của Đại học Cần Thơ về giáo dục STEM, để từ đó có định hướng triển khai hướng dẫn giảng dạy STEM phù hợp..
- Quan điểm về giáo dục STEM từ sinh viên Sư phạm Vật lí Đại học Cần Thơ.
- Việc thiếu sự liên kết giữa kiến thức và thực tiễn, hay việc người học thiếu kỹ năng giải quyết các vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức đã học không chỉ là những vấn đề riêng của giáo dục Việt Nam mà là vấn đề cần giải quyết của hầu hết các nước, kể cả những cường quốc kinh tế.
- Đơn cử, một số nghiên cứu đã chỉ ra những thất bại của hệ thống giáo dục hiện tại của Mỹ trong việc giúp học sinh áp dụng lý thuyết được học vào thực tiễnhay hiểu cách giải quyết các vấn đề thực tế bằng cách sử dụng các kiến thức thu được qua các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học riêng lẻ (Carneval et al., 2011;.
- Bybee, 2013).Các nghiên cứu trên cũng chỉ ra rằng nhiều sinh viên Mỹ đánh mất cơ hội cạnh tranh nghề nghiệp trong một nền kinh tế tri thức đòi hỏi công nghệ cao bởi vì khả năng yếu kém của các em trong các lĩnh vực STEM hoặc do các em “không thích”.
- Chính vì vậy, phong trào giáo dục STEM trong những năm gần đây được chính phủ Mỹ thúc đẩy mạnh mẽ nhằm lấp đầy lỗ hổng này trong giáo dục và sau đó lan tỏa ra toàn thế giới (Đỗ Thị Diệu Ngọc, 2007).
- Hơn thế, một trong những lý do khiến giáo dục STEM trở nên cấp thiết là vì thế giới đang có nhu cầu cao với nguồn lao động lành nghề trong các lĩnh vực STEM, trong khi số lượng sinh viên trong các ngành STEM còn hạn chế (Fraser et al., 2012)..
- Giáo dục tích hợp STEM (thường được gọi tắt là.
- “giáo dục STEM”) là sự kết hợp các môn Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học).
- Giáo dục tích hợp STEM về bản chất là kiểu dạy học gắn liền với thực tiễn và thực hành, nhằm 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.
- Giáo dục STEM đang trở thành một “xu hướng toàn cầu” nhờ những lợi ích thực tế mà nó có thể đem lại cho người học và phù hợp với nhu cầu lao động của thời đại mới (Ritz and Fan, 2014)..
- Mô hình giáo dục tích hợp STEM còn khá mới mẻ đối với giáo dục Việt Nam khi chỉ mới được thử nghiệm triển khai khoảng vài năm gần đây.
- Một trong những mô hình giảng dạy STEM đã được các nhà nghiên cứu giáo dục Việt tìm hiểu là dạy học Robotics (Nguyễn Thị Thanh, 2017).Tuy nhiên, đây lại là hình thức “khá”, nếu không nói là “rất” tốn kém nên khó có thể phổ biến đại trà.
- Nếu gõ cụm từ khóa “giáo dục STEM” trên trang web tìm kiếm Google, chúng ta có thể thấy hàng ngàn liên kết được hiển thị, tuy nhiên hầu hết đều ở dạng báo mạng hoặc trang web mà có rất ít bài báo khoa học về giáo dục STEM tại Việt Nam, chứng tỏ mô hình.
- giáo dục này chưa được quan tâm nghiên cứu một cách bài bản.
- Tuy nhiên, đây lại không phải là mô hình giáo dục “lạ” vì nguyên lý cơ bản, kim chỉ nam cho mô hình này là học đi đôi với hành và gắn kết kiến thức và thực tiễn, những điều luôn được thể hiện và nhấn mạnh qua Luật giáo dục Việt Nam các năm (ví dụ, Luật giáo dục .
- Thông qua các hoạt động học tập gắn kết kiến thức với thực tiễn, công nghệ, qua thiết kế và tính toán để tạo được kết quả phù hợp nhất với nhu cầu của xã hội, giáo dục STEM vừa có ưu thế trong việc phát triển năng lực của người học một cách toàn diện, vừa giúp việc học trở nên thú vị và qua đó, kích thích hứng thú học tập của người học, rất phù hợp với định hướng phát triển năng lực người học mà chương trình giáo dục Vật lí phổ thông tổng thể mới mà Bộ Giáo dục và Đào tạo đang hướng tới thực hiện (Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí - Dự thảo ngày 19 tháng 01 năm 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo)..
- Tuy nhiên, biện pháp triển khai STEM hiện chưa có sự đồng bộ giữa các nhà giáo dục.
- Vẫn còn rất nhiều tranh cãi về các mô hình giáo dục cho STEM được triển khai trong các chương trình khóa họcvì với những cách hiểu, những niềm tin khác nhau, khái niệm về giáo dục STEM có thể làm phát sinh các ý nghĩa và cấu trúc giáo dục khác nhau.Hơn thế, để việc triển khai giáo dục STEM hiệu quả, vai trò của đội ngũ giáo viên là cực kỳ quan trọng.
- Chính đội ngũ giáo viên sẽ quyết định trực tiếp nội dung và phương pháp giảng dạy cũng như có những chiến lược thực hiện bài học cụ thể trong từng bối cảnh cụ thể nhằm đảm bảo mục tiêu giáo dục được đặt ra..
- Chính vì vậy, việc tìm hiểu về cách hiểu về STEM cũng như các ý kiến về việc triển khai STEM của các nhà giáo dục và các nhà giáo dục tương lai là vô cùng cần thiết để có thể định hướng được việc triển khai STEM phù hợp và hiệu quả nhất với mỗi quốc gia..
- 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU.
- 2.1 Phương pháp nghiên cứu.
- 2.2 Mục tiêu nghiên cứu.
- Tìm hiểu về cách hiểu và một số nhận định của sinh viên Sư phạm Vật lí về giáo dục tích hợp STEM và vai trò của giáo dục tích hợp STEM..
- Tìm hiểu ý kiến của sinh viên Sư phạm Vật lí về khả năng triển khai và cách thức triển khai giáo dục STEM trong môn Vật líphù hợp với bối cảnh Việt Nam..
- Nghiên cứu khảo sát 185 sinh viên Sư phạm Vật lí các khóa thuộc Bộ môn Sư phạm Vật lí, Khoa Sư phạm, Đại học Cần Thơ, trong đó bao gồm 62 nam, 123 nữ.
- Đối tượng sinh viên các khóa 42 (tương ứng với sinh viên năm 2) đến khóa 40 (tương ứng với sinh viên năm 4).
- Trong đó, số sinh viên năm 2 là 10, năm 3 là 86 và năm 4 là 89 sinh viên.
- Lưu ý, do số lượng sinh viên các khóa có sự chênh lệch đáng kể, trong đó sinh viên khóa 42 là ít nhất do chính sách tuyển sinh ngành có sự thay đổi..
- 2.4 Phương tiện nghiên cứu.
- Chúng tôi sử dụng một bảng câu hỏi mở gồm 8 câu hỏi chính nhằm điều tra ý kiến của người tham gia về nhận định của họ về giáo dục STEM.
- Bảng câu hỏi được dịch từ công cụ nghiên cứu của Radloff và Guzey (2016) về nhận định về giáo dục STEM của 159 sinh viên sư phạm tiểu học trong các môn STEM..
- Tuy nhiên, với mỗi bối cảnh khác nhau luôn đòi hỏi những sự điều chỉnh linh động, cũng như việc sử dụng một công cụ được dịch từ ngôn ngữ khác luôn có thể dẫn đến những vấn đề về ngữ nghĩa, do đó bảng câu hỏi đã được tiến hành thử nghiệm trên 34 sinh viên để tìm hiểu về khả năng áp dụng của câu hỏi vào bối cảnh điều tra thực tế, sự hợp lý và rõ ràng của các câu hỏi.
- Đồng thời, các sinh viên tham gia thử nghiệm đã góp ý về bảng câu hỏi và đưa ra những nhận xét về bảng câu hỏi, cũng như những vướng mắc trong quá trình trả lời phiếu hỏi này.
- Các sinh viên tham gia thử nghiệm mất trung bình 20 phút để hoàn thành các câu trả lời của mình.
- lược bỏ một số chú giải không cần thiết, đồng thời bổ sung thêm 1 số câu hỏi nhằm phục vụ tốt hơn cho mục tiêu nghiên cứu của đề tài, cụ thể tập trung vào giảng dạy STEM trong môn Vật lí trong bối cảnh Việt Nam..
- Thời điểm khảo sát là cuối tháng 8 và tháng 9 năm 2017, tại thời điểm này sinh viên khóa 40 (tương ứng với sinh viên năm 4) đã trải qua giai đoạn kiến tập sư phạm.
- Bảng câu hỏi được sử dụng cuối cùng được trình bày gồm 2 phần: I) phần thông tin chung của người được khảo sát gồm các câu hỏi về khóa học, tuổi tác, giới tính, và II) phần câu hỏi chính bao gồm 8 câu hỏi trong đó lần lượt yêu cầu người tham gia: 1) chỉ ra đặc trưng của giáo dục tích hợp STEM, 2) chỉ ra mức độ liên hệ của các thành tố STEM dựa trên thang Likert với 11 mức độ từ 0 (không liên hệ) đến 10 (liên hệ chặt chẽ), 3) nêu lý do mà người tham gia ấn định mức độ liên hệ bên trên, 4) vẽ một sơ đồ về cách họ hình dung STEM, 5) trình bày lý do họ vẽ sơ đồ theo cách trên, 6) trình bày ý tưởng triển khai giảng dạy STEM, 7) nêu ý kiến về khả năng triển khai STEM trong môn Vật lí cũng như những khó khăn có thể gặp phải và 8) trình bày mong muốn giảng dạy STEM của người tham gia.
- Phần này trình bày các phát hiện của đề tài, đồng thời đưa ra một số ví dụ về phản hồi của sinh viên sư phạm Vật lí đối với từng câu hỏi.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy không có sự khác biệt đáng kể trong các ý kiến của các sinh viên thuộc các nhóm đối tượng khác nhau (xét về giới tính và khóa học), do đó đề tài thống kê tổng quát trên tổng số sinh viên tham gia khảo sát.
- 3.1 Đặc trưng của giáo dục STEM.
- Câu hỏi số 1: “…theo bạn, cái gì đặc trưng cho giáo dục STEM khác với các phương pháp hướng dẫn khác?”.
- Bảng 1: Đặc trưng của giáo dục STEM theo ý kiến của sinh viên tham gia khảo sát.
- STT Đặc trưng cho giáo dục STEM Số.
- Lưu ý: Tổng tỉ lệ % các ý kiến lớn hơn 100% vì có một số sinh viên thể hiện đồng thời nhiều quan điểm..
- Từ thống kê, có 51,35% trên tổng số sinh viên cho rằng đặc trưng của giáo dục STEM là tích hợp các môn học Khoa học – Công nghệ – Kỹ thuật – Toán học với nhau nhằm giúp “học sinh không những chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành” hay khiến “các kiến thức trở nên thực tế và toàn diện”.
- Có tổng số 40,00% sinh viên cho rằng giáo dục STEM đặc trưng bởi sự gắn kết giữa kiến thức và thực nghiệm, thực hành, thực tiễn, vận dụng kiến thức và trải nghiệm thay vì chỉ giảng dạy “lý thuyết suông”.
- Như vậy, về cơ bản, đa số sinh viên (tổng cộng 91,35%) cho rằng giáo dục STEM đặc.
- Ngoài ra, có 14,05% sinh viên cho rằng giáo dục STEM được đặc trưng bởi việc ứng dụng công nghệ, kỹ thuật và phương tiện dạy học hiện đại vào giảng dạy, tiêu biểu là công nghệ thông tin.
- 11% sinh viên lựa chọn..
- chọn một hoặc một vài trong 4 thành tố STEM làm đặc trưng cho định hướng giáo dục này, cũng như có một số ý kiến về sự đặc trưng bởi phương phápgiảng dạy và hiệu quả giảng dạy..
- 3.2 Mức độ quan hệ giữa các thành tố trong giáo dục STEM và các khái niệm trực quan về giáo dục STEM.
- Với các câu hỏi này, đề tài mong muốn tìm hiểu về nhận định của sinh viên sư phạm Vật lí về mức độ liên quan của 4 môn học thuộc STEM và thu được kết quả như sau:.
- Bảng 2: Ý kiến phản hồi về mức độ liên hệ giữa các môn học thành tố trong giáo dục STEM.
- Có duy nhất 1 sinh viên (0,54% tổng số khảo sát) chọn mức độ “Ít liên hệ” với thang điểm là 3vì “chưa được thực nghiệm phương pháp đó nên chưa biết rõ được sự liên quan mật thiết của các môn học đó như thế nào trong phương pháp STEM”và 1 sinh viên không trả lời..
- Dựa trên lời giải thích của sinh viên, hai mức độ 5 và 6 được xếp vào mức “Quan hệ ở mức trung bình” với tổng cộng 19 sinh viên (10,27%) (trong đó 10 sinh viên chọn mức độ 5 và 9 sinh viên chọn mức 6) với các lý do tiêu biểu như: “Theo như thực tế học tập hiện tại, để học môn khoa học, ngoài lý thuyết, học sinh còn phải biết tính toán và biết tiến hành thí nghiệm.
- Ngoài ra, có tổng cộng 16 sinh viên (8,65%) sinh viên chọn “Quan hệ ở mức khá” (mức 7) với các lý do sau: “Toán và công nghệ không nhất định phải có mối liên hệ với nhau trong dạy học.
- Đa số, 149 sinh viên (80,54%),chọn mức độ.
- Lưu ý rằng mức 8, 9 và 10 được gộp chung do cách lý giải của sinh viên cho các mức độ này gần tương tự nhau, và các em đều xác định mối quan hệ là “rất chặt chẽ” trong các lời lý giải.
- Kết quả trên chứng tỏ sinh viên Sư phạm Vật lí có ý thức rất cao về mối liên hệ chặt chẽ của các môn khoa học nói chung và các môn học thành tố khác của STEM.
- Đây chính là một trong những điểm yếu cần khắc phục trong chương trình giáo dục Việt Nam hiện tại..
- Câu hỏi số 4 và 5: “Vẽ một sơ đồ về cách bạn hình dung về giáo dục STEM bằng cách sử dụng các kí tự S (Science-Khoa học), T (Technology-Công nghệ), E (Engineering-Kỹ thuật), M (Math-Toán) cũng như thể hiện các môn học này được nối kết như thế nào.”;“Tại sao bạn vẽ như vậy?”.
- Dựa trên các cách phân loại này và căn cứ trên dữ liệu thực tế đã thu được, các nhóm khái niệm trực quan về STEM của sinh viên Sư phạm Vật lí được phân thành các nhóm sau: a) Đa ngành (Transdisciplinary), b) Kết nối (Interconnected), c) Tuần tự (Sequential), d) Kết hợp (Combination), e) Khoa học làm trung tâm (Science-centered),f) Toán học làm trung tâm (Math-centered) và g) Khác (Others).
- Tuy nhiên, theo dữ liệu thu nhận được, có một số sinh viên chỉ vẽ những đoạn thẳng (không sử dụng mũi tên) để kết nối các thành tố.
- Ngoài ra, lý giải của sinh viên trong câu 5 góp phần quan trọng để có được phân loại phù hợp nhất.
- Hình 1a-g: Các nhóm khái niệm trực quan về giáo dục STEM của sinh viên Sư phạm Vật lí Đại học Cần Thơ các Khóa 40, 41 và 42.
- Trong khi nghiên cứu của Radloff và Guzey (2016) chỉ ra có sự đa dạng trong cách nhìn nhận về giáo dục STEM giữa những người tham gia với các nhóm nhận định phân bố khá trải rộng và không có cách nhìn nhận nào chiếm đa số (hơn phân nửa tổng số người được khảo sát), dữ liệu thu được từ đề tài (Bảng 3) cho thấy nhận định về STEM của sinh viên.
- Như vậy, đa phần sinh viên Sư phạm Vật lí nhận định về giáo dục STEM như là sự tích hợp kiểu “kết nối” hay liên hệ các thành tố, các môn STEM với nhau.
- Bảng 3: Các nhóm khái niệm trực quan về giáo dục STEM của sinh viên Sư phạm Vật lí Đại học Cần Thơ các Khóa 40, 41 và 42.
- Vì việc thực hành rất quan trọng đặc biệt trong giáo dục STEM..
- Nghiên cứu của Radloff và Guzey (2016) chỉ ra các cách thức giảng dạy STEMđược nhiều người đề xuất bao gồm dạy học dựa trên:vận dụng kiến thức (Application), sử dụng ngữ cảnh thực tế (Contextual), kích thích sự sáng tạo (Creativity),.
- Đặt các câu hỏi kích thích sự sáng tạo..
- Tổ chức cho học sinh nghiên cứu khoa học nhỏ..
- Dạy học dựa trên vấn đề.
- dạng trong ý đồ triển khai giáo dục STEM của các sinh viên được khảo sát, trong đó 2 hình thức được ủng hộ nhiều nhất là tổ chức cho học sinh hoạt động trực tiếp và vận dụng kiến thức..
- 3.4 Khả năng ứng dụng giáo dục STEM trong môn Vật lí.
- Câu hỏi số 7: “Theo bạn khả năng áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học Vật lí là như thế nào?” và 8 “Bạn có mong muốn giảng dạy Vật lí theo mô hình STEM không?”.
- Với câu 7, có đến 36 sinh viên không trả lời chứng tỏ các em không chắc chắn hoàn toàn về khả năng áp dụng thành công STEM trong môn Vật lí..
- Ngoài ra, có thêm 5 sinh viên đưa ra các câu trả lời về khả năng áp dụng chưa cao mà chỉ nên thí điểm ví dụ như “Có thể áp dụng thí điểm ở các trường đại học, cao đẳng, chuyên, điểm.
- Cơ chế giáo dục hiện hành vẫn còn nhiều hạn chế.
- “Trong Vật lí có phần nào áp dụng được STEM thì áp dụng để học sinh dễ hiểu hơn”, “Cần có đủ thời gian để thực hiện”…Tổng hợp số lượng sinh viên “không chắc”.
- về ý muốn giảng dạy Vật lí theo mô hình STEM là 43 sinh viên (chiếm tổng số 23,24%)..
- Có 2 sinh viên cho rằng “khả năng áp dụng mô hình này trong dạy học Vật lí là không cao” vì các lý do như “điều kiện hiện tại của trường chưa cho phép, chưa có giáo viên để đáp ứng nhu cầu dạy.
- STEM, sinh viên vẫn chưa thể tiếp thu được mô hình này trong dạy học và các môn học này sẽ gây khó khăn cho các em trong việc tiếp thu cách giáo dục mới này”.Tuy nhiên, số lượng sinh viên không mong muốn giảng dạy Vật lí theo mô hình STEM chiếm tổng cộng 4 sinh viên (2,16%)..
- Điều đáng mừng là số đông, 141 sinh viên, ứng với 76,22% tổng số sinh viên được khảo sát cho rằng khả năng áp dụng giáo dục STEM trong dạy học Vật lí là tốt hoặc có thể áp dụng trong một số phần của Vật lí như thực nghiệm với các lý do tiêu biểu như:.
- “Nền tảng để học Vật lí là toán học, mà môn Vật lí là môn khoa học có tính công nghệ và kỹ thuật rất cao”, hoặc “Do Vật lí có liên quan rất nhiều đến thực nghiệm và thực tiễn”… Trong số này, có 139 sinh viên, ứng với 75,14% tổng số sinh viên được khảo sát khẳng định rằng các em “mong muốn giảng dạy Vật lí theo mô hình STEM”, còn 2 sinh viên còn lại vẫn không chắc về ý muốn giảng dạy của mình như đã được thống kê bên trên..
- Nhìn chung, sinh viên Sư phạm Vật lí Đại học Cần Thơ các khóa 40, 41 và 42 có những quan tâm nhất định về giáo dục STEM và có mong muốn áp dụng mô hình giáo dục này vào giảng dạy trong môn Vật lí trong tương lai.
- Tuy nhiên, đa số các em nhìn nhận về giáo dục STEM ở mức độ tích hợp một phần (kết nối) hơn là ở mức tích hợp hoàn toàn các thành tố STEM (đa ngành).
- trong ngữ cảnh thực tế thay vì nhìn nhận giáo dục STEM như những mô hình giáo dục đòi hỏi quá nhiều trang thiết bị tốn kém..
- Việc tìm hiểu cách nhìn nhận của sinh viên Sư phạm Vật lí về giáo dục STEMlà bước đầu tiên trong việc nghiên cứu sâu hơn về định hướng và cách thức triển khai STEM trong bối cảnh Việt Nam.
- Ngoài ra, những kết quả này có thể giúp những nhà giáo dục bậc đại học có thể triển khai những chương trình tập huấn STEM phù hợp cho sinh viên các ngành sư phạm STEM..
- Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018.
- Dự thảo ngày 19 tháng 01 năm 2018 về “Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí”, ngày truy cập.
- Hoa Kỳ: Giáo dục và sáng kiến nâng cao tính cạnh tranh quốc gia.
- Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội: Nghiên cứu Giáo dục.
- Luật giáo dục năm 2005 - sửa đổi, bổ sung năm 2009, 2014