- TIẾP CẬN MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM THÔNG QUA PHẦN MỀM SCRATCH CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM TOÁN TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ. - Scratch, Giáo dục STEM, sản phẩm STEM-Scratch, Scratch Keywords:. - Nghiên cứu nhằm tiếp cận phần mềm Scratch để hình thành các sản phẩm trong mô hình giáo dục STEM cho sinh viên sư phạm Toán tại trường Đại học Cần Thơ. - Sau đó, các sản phẩm STEM-Scratch của nhóm thực nghiệm được đánh giá định lượng bằng phần mềm Dr.. - Một nghiên cứu thống kê được tiến hành để đánh giá tính hiệu quả của cách tiếp cận này và chỉ ra cách thức cải tiến các sản phẩm STEM-Scratch trong mô hình Giáo dục STEM.. - Tiếp cận mô hình giáo dục STEM thông qua phần mềm Scratch cho sinh viên sư phạm toán tại Trường Đại học Cần Thơ.. - Vậy mô hình giáo dục nào có thể đào tạo nguồn nhân lực đó?. - Một trong các câu trả lời là mô hình Giáo dục STEM.. - 2.1 STEM và giáo dục STEM. - Trong giáo dục thời đại công nghiệp 4.0, mô hình giáo dục STEM ngày càng trở nên phổ biến.. - Hiệp hội các giáo viên dạy Khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association – NSTA) được thành lập vào năm 1944, đã đề xuất ra khái niệm giáo dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu như sau:. - “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới” (Tsupros et al., 2009).. - Theo định nghĩa trên, có ba đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục STEM:. - Cách tiếp cận liên ngành;. - Thông qua giáo dục STEM, học sinh được phát triển các kỹ năng: Giải quyết vấn đề, sáng tạo, phân tích phản biện, tư duy độc lập, làm việc nhóm, giao tiếp và các kỹ năng về công nghệ thông tin.. - Đây thật sự là một mô hình giáo dục đáp ứng được yêu cầu của cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0.. - 2.2 Đào tạo giáo viên theo định hướng giáo dục STEM ở Úc. - Tại Úc, theo Fassa (2013), trong Chiến lược Quốc gia về giáo dục STEM trong nhà trường giai đoạn có đưa ra 5 mục tiêu lớn, trong. - Thu hút giáo viên khoa học và toán học vào các chương trình phát triển chuyên môn, tập trung vào kiến thức nội dung sư phạm và kiến thức nội dung, các chương trình phát triển chung cho tất cả giáo viên.. - Phát triển chuyên môn cho giáo viên toán và khoa học để có thể hỗ trợ giáo viên trong việc thực hiện Chương trình giảng dạy khoa học, toán học và công nghệ Úc, bao gồm các đặc điểm chính:. - Cách tiếp cận dựa trên bằng chứng.. - Xây dựng một số chương trình liên kết phát triển chuyên môn với bằng cấp cao hơn trong giáo dục toán học và khoa học, các chương trình này đều được hỗ trợ tài chính.. - 2.3 Giáo dục STEM tại Việt Nam. - Tại Việt Nam, về góc độ pháp lí, chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ (2017) về việc “Tăng cường năng lực tiếp cận cách mạng Công nghiệp lần thứ tư” đã đặt ra nhiệm vụ cho Bộ giáo dục và Đào tạo là:. - “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông. - tăng cường giáo dục những kỹ năng, kiến thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư”.. - Về góc độ chuyên môn, chương trình giáo dục phổ thông môn Toán của Bộ giáo dục và Đào tạo (2018) đề cập về Giáo dục STEM như sau: “Chương trình môn Toán chú trọng tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễn hay các môn học, hoạt động giáo dục khác, đặc biệt với các môn học nhằm thực hiện giáo dục STEM, gắn với xu hướng phát triển hiện đại của kinh tế, khoa học, đời sống xã hội và những vấn đề cấp thiết có tính toàn cầu (như biến đổi khí hậu, phát triển bền vững, giáo dục tài chính,...).”. - Về góc độ thực tiễn, hiện nay Việt Nam đã có một số nghiên cứu về giáo dục STEM như “Định hướng giáo dục STEM trong chương trình giáo dục. - phổ thông mới” của tác giả Lê Huy Hoàng, “Quản lý dạy học tại trường trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” của tác giả Hà Thị Kim Sa,. - “Thiết kế, chế tạo thí nghiệm dạy học bài Định luật Lenxo theo định hướng giáo dục STEM” của tác giả Chu Thái Quốc Bảo,. - Có thể nói, từ ba góc độ trên, việc đào tạo giáo viên theo định hướng Giáo dục STEM là cần thiết trong giai đoạn hiện nay, nó góp phần xây dựng một lực lượng lao động thích nghi được với bối cảnh mới của thị trường lao động.. - Ngoài ra, do Giáo dục STEM có một đặc trưng quan trọng là phải tạo ra sản phẩm nên cần thiết phải đi kèm những phần mềm hoặc công nghệ hỗ trợ người học hình thành các sản phẩm STEM. - Với nhiều ưu điểm như trực quan và dễ sử dụng, phần mềm Scratch hiện nay đóng một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ để hình thành các sản phẩm của Giáo dục STEM. - Trong nghiên cứu này, các sản phẩm STEM được hình thành bằng cách sử dụng phần mềm Scratch được gọi là sản phẩm STEM- Scratch (STEM-Scratch products).. - Chương trình này hoàn toàn miễn phí. - để giúp người dùng thiết kế và xây dựng các chương trình.. - Scratch rất thích hợp để giáo viên tạo ra sản phẩm phục vụ việc dạy học như là mô phỏng kiến thức, mô hình hóa bài học, bài giảng, sách điện tử, ứng dụng học tập,. - Nghiên cứu này đã tiến hành thực nghiệm mô hình Giáo dục STEM thông qua phần mềm Scratch. - cho nhóm sinh viên Sư phạm Toán tại Trường Đại học Cần Thơ với các nội dung sau:. - Phân tích, đánh giá mức độ tiếp cận mô hình giáo dục STEM và phần mềm Scratch của sinh viên Sư phạm Toán tại Trường Đại học Cần Thơ.. - Bước 1: 50 sinh viên thực nghiệm được giới thiệu về giáo dục STEM và phần mềm Scratch trong thời gian 2 tiết của tuần thứ nhất.. - Mô hình giáo dục STEM trong định hướng của giáo dục phổ thông và cách tiếp cận mô hình giáo dục STEM.. - Phần mềm Scratch trong dạy học Toán theo định hướng giáo dục STEM.. - Bước 2: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Scratch, các thao tác lập trình và trình bày các dự án mẫu của phần mềm Scratch vào dạy học trong 2 tiết của tuần thứ hai.. - Bước 4: Nộp sản phẩm STEM-Scratch vào Google Classroom để tiến hành chấm điểm bằng phần mềm Dr. - Kết quả được đánh giá từ Dr. - Ứng với mỗi cấp độ chương trình sẽ được đánh giá ở 7 tiêu chí:. - Mỗi tiêu chí có thang điểm lớn nhất là 3 và nhỏ nhất là 0. - Khi đó điểm tối đa của một sản phẩm Scratch là 21 điểm.. - 3.4.1 Phân tích sản phẩm STEM-Scratch của nhóm điển hình. - Bài toán “Ao nuôi cá”. - Đánh giá chương trình bài toán “Ao nuôi cá”. - Chúng tôi đã tiến hành cho đánh giá chương trình về bài toán “Ao nuôi cá” của nhóm 10 bằng phần mềm Dr. - Khi cho đánh giá sản phẩm STEM-Scratch này bằng phần mềm Dr. - Hình 6: Đánh giá chương trình bài toán “Ao nuôi cá” bằng Dr. - Scratch 3.4.2 Đánh giá sản phẩm STEM-Scratch của. - Chúng tôi tiến hành phân tích kết quả đánh giá. - sản phẩm STEM-Scratch của 10 nhóm từ phần mềm Dr. - Tiêu chí. - Bảng 1: Đánh giá sản phẩm của các nhóm. - Nhóm Tổng điểm Mức độ đánh giá. - Hình 7: Ảnh minh họa đánh giá mức trung bình của 7 tiêu chí trong 10 nhóm Hình 7 cho thấy sự không đồng đều về điểm giữa. - các tiêu chí của nhóm thực nghiệm. - Trong khi các tiêu chí khá tương đồng thì tiêu chí (7) về tư duy logic trong lập trình lại khá thấp.. - Ở góc độ điểm số, số liệu cho thấy tất cả các các nhóm đều đạt mức độ DEVELOPING (đang phát triển) cho sản phẩm của mình. - trung vị (12) vượt mức trung bình lý thuyết (10,5), điều này cho thấy bước đầu các nhóm đã thích nghi với việc tiếp cận mô hình giáo dục STEM thông qua phần mềm Scratch.. - Mức độ trung bình làm được của các nhóm sinh viên ở tiêu chí (6) là khá tốt đạt 2,5 điểm và giá trị trung vị là 3 cho thấy các nhóm sinh viên đã lập trình ra sản phẩm mang tính Parallelism (song song. - các nhân vật thực hiện cùng một lúc khi chạy chương trình khá cao.. - Mức độ trung bình làm được ở tiêu chí (2). - sinh viên đã lập trình ra sản phẩm mang tính Data representation (Sự miêu tả dữ liệu), User interactivity (Sự tương tác của người dùng), Synchronization (Tính đồng bộ hóa) đạt mức độ khá.. - Mức độ trung bình làm được ở tiêu chí (1) chỉ đạt 1,8 điểm và giá trị trung vị là 2 cho thấy các nhóm sinh viên đã lập trình ra sản phẩm mang tính Flow control (Sự kiểm soát lưu lượng), nghĩa là lưu lượng bài làm còn quá ít hay quá dài dòng và chỉ đạt mức trung bình khá.. - Mức độ độ trung bình làm được ở tiêu chí (3) chỉ đạt 1,3 điểm và giá trị trung vị là 1 cho thấy các nhóm sinh viên đã lập trình ra sản phẩm còn thiếu tính Abstraction (Tính trừu tượng) và chỉ đạt mức trung bình.. - Mức độ trung bình ở tiêu chí (7) rất thấp chỉ đạt 0,2 điểm và giá trị trung vị là 0 cho thấy các nhóm. - sinh viên đã lập trình ra sản phẩm còn thiếu tính Logical thinking (Tư duy logic), điều này là do sinh viên mới tiếp cận mô hình này, nên chưa sử dụng thành thạo được các công cụ, câu lệnh trong Scratch.. - Tuy nhiên, nếu xét ở góc độ hình thành sản phẩm STEM-Scratch thì số liệu cho thấy các sản phẩm chỉ đạt quanh mức trung bình (điểm trung bình thực tế và trung vị dao động quanh trung bình lý thuyết). - Vì vậy, việc cải tiến chất lượng các sản phẩm STEM-Scratch để ngày càng hoàn thiện hơn là hết sức cần thiết. - Để tiến hành việc cải tiến này, nghiên cứu này tiến hành đánh giá mức độ tương quan của điểm từng tiêu chí đối với điểm tổng.. - Bảng 2: Bảng đánh giá mức độ tương quan giữa điểm của từng tiêu chí với điểm tổng. - Pearson Correlation nói lên mức độ tương quan giữa các biến với nhau trong mô hình. - Bảng 2 cho thấy mức độ tương quan giữa điểm của tiêu chí 1 (0,824) và điểm tiêu chí 6 (0.835) với độ tin cậy 0,003<0,05 rất mạnh so với điểm tổng của 7 tiêu chí, điều này cho thấy tiêu chí 1 và tiêu chí 6 ảnh hưởng đến tổng điểm các tiêu chí là khá mạnh, góp phần lớn trong việc phân hóa năng lực của 10 nhóm. - Mức độ tương quan của tiêu chí 3 (0,456) và tiêu chí 5 (0,444) thể hiện điểm của tiêu chí 3 và điểm tiêu chí 5 có sự tương quan trung bình so với điểm tổng của 7 tiêu chí, điều này cho thấy tiêu chí 3 và tiêu chí 5 ảnh hưởng tương đối trong việc phân hóa năng lực của 10 nhóm. - Điểm tiêu chí 2 và tiêu chí 4 không có sự tương quan so với điểm tổng. - Tiêu chí 7 có độ tin cậy yếu (0,599>0,05) nên không đánh giá được sự tương quan tiêu chí này.. - Từ phân tích trên cho thấy, để cải thiện chất lượng sản phẩm STEM sử dụng phần mềm Scratch, cần lưu ý nâng cao điểm số cho tiêu chí 1 và 6, đồng thời cải tiến các kỹ thuật lập trình nhằm tăng điểm. - cho tiêu chí 3 và 5. - Các tiêu chí còn lại có thể nâng cấp ít hơn vì mức độ tương quan đối với tổng điểm thấp.. - Kết quả thực nghiệm cho thấy sinh viên Sư phạm Toán tại trường Đại học Cần Thơ có thể tiếp cận phần mềm Scratch trong một thời gian tương đối ngắn (khoảng 4 tuần). - Tuy nhiên, từ việc có thể lập trình Scratch đến việc tạo ra một sản phẩm STEM tốt có khá nhiều thử thách. - Nghiên cứu cũng chỉ ra mức ảnh hưởng của điểm từng tiêu chí đến tổng điểm, từ đó đề nghị cách thức để cải thiện chất lượng sản phẩm STEM có sử dụng Scratch.. - Nói chung, có rất nhiều cách để tạo ra sản phẩm trong Giáo dục STEM tùy theo công nghệ được sử dụng. - Nghiên cứu này cho thấy phần mềm Scratch, với nhiều ưu điểm của mình, là một công cụ tốt để hình thành sản phẩm STEM. - Ngoài ra, các phân tích định lượng của phần mềm Dr. - phản hồi tốt để cải tiến các sản phẩm STEM-Scratch này ngày càng hoàn thiện hơn.. - Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018. - Chương trình Giáo dục Phổ thông Môn Toán. - Thiết kế, chế tạo thí nghiệm dạy họ c bài “Định luật Lenxo” theo định hướng giáo dục STEM. - Tạp chí Thiết bị Giáo dục. - Định hướng giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới. - Tạp chí Khoa học Giáo dục nghề nghiệp. - Quản lý dạy học tại trường trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM