Xây dựng và phát triển mô hình học tập iSTEM cho học sinh trung học

STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học) là một xu hướng mới trong cải cách chương trình giáo dục quốc tế, là một chương trình giáo dục liên ngành tích hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, ưu tiên yếu tố kinh nghiệm thực tế trong các tình huống thực tế. Việc thúc đẩy giáo dục STEM đã từng bước thu hút sự chú ý của cộng đồng giáo dục quốc tế. Trong giáo dục kỹ thuật, ngoài việc cải tiến công nghệ và sự hiểu biết, kỹ năng đổi mới nghiên cứu và phát triển cũng là một ưu tiên đối với Đài Loan; do Đài Loan đang phải đối mặt với sự chuyển đổi trong các ngành công nghiệp, điều dưỡng, nhu cầu nhân tài khoa học và công nghệ. Do đó, phát triển tư duy tưởng tượng của học sinh là hướng mà nền giáo dục kỹ thuật hiện tại cần phấn đấu đạt được.

Dựa trên tầm quan trọng của phương pháp giáo dục trí tưởng tượng trong lĩnh vực giáo dục kỹ thuật, nghiên cứu này hướng đến tích hợp giáo dục STEM và phương pháp giáo dục trí tưởng tượng vào một mô hình giáo dục mới với học tập dựa trên dự án - “mô hình học tập iSTEM”. Ngoài ra, trong khi phát triển và quảng bá mô hình học tập iSTEM, nhóm cũng phát triển các chỉ số về khả năng học tập rõ ràng để xác định liệu việc trình bày kiến thức của giảng viên có đáp ứng mức độ học tập của học sinh hay không và liệu nó có cung cấp cơ sở học tập có hệ thống hay không. Do đó, các tác giả đã xây dựng các chỉ số khả năng iSTEM làm cơ sở cho việc phát triển và đánh giá chương trình giảng dạy. Trong khi đó, một mô hình chương trình giảng dạy có hệ thống đã được phát triển và việc ứng dụng và nghiên cứu thực tế tại các trường cao đẳng nghề đã được tiến hành để xác minh tính hợp lệ của mô hình.

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp nghiên cứu hỗn hợp. Đầu tiên, các chỉ mục được xây dựng theo phương pháp định lượng. Sau đó, mô hình học tập phát triển được thiết kế với phương pháp nghiên cứu định tính hỗn hợp, và dữ liệu về quá trình học tập tại chỗ được thu thập và xác minh chéo. Nghiên cứu này được thực hiện với ba phần chính. Phần đầu tiên liên quan đến việc xây dựng các chỉ số khả năng tưởng tượng của iSTEM, phần thứ hai bao gồm việc phát triển mô hình học iSTEM và phần thứ ba là thiết kế và triển khai việc giảng dạy iSTEM. Các phương pháp cụ thể được ứng dụng trong nghiên cứu này bao gồm phương pháp Delphi, phương pháp khảo sát bằng bảng hỏi, phương pháp phân tích nội dung và phương pháp thảo luận nhóm tập trung.

Trong quá trình xây dựng chỉ số khả năng iSTEM, tổng số 20 chỉ số khả năng tưởng tượng iSTEM và 50 chỉ số khả năng ứng dụng và tư duy tích hợp STEM được xây dựng. Đây là kết quả của các ý kiến và sự đồng thuận của các chuyên gia và có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các trường cao đẳng nghề để quảng bá và đánh giá các chương trình giáo dục của iSTEM. Các chi tiết của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học cấp độ thứ ba trong nhận thức của chỉ số khả năng ứng dụng và tư duy tích hợp STEM được tinh chỉnh trong ứng dụng thực tế, dựa trên thiết kế của chủ đề “Hoạt động của tàu khí nén năng lượng mặt trời”, nhằm đáp ứng nhu cầu của các môn học.

Mô hình học tập iSTEM là một mô hình học tập độc lập, lấy học sinh làm trung tâm, tích hợp phương pháp giáo dục trí tưởng tượng và giáo dục STEM. Đầu tiên, các chủ đề STEM liên quan đến trải nghiệm cuộc sống của học sinh được chọn làm chủ đề học tập. Nội hàm của chủ đề đối với kiến thức STEM được phân tích và trở thành cơ sở cho thiết kế hoạt động dạy học. Thiết kế của mô hình được chia thành sáu giai đoạn nhiệm vụ: khám phá, bắt đầu, phát triển, thay thế, liên kết và trình bày. Mỗi giai đoạn nhiệm vụ sử dụng các câu hỏi có tính chất định hướng làm hướng dẫn để khám phá và giải quyết vấn đề, nhằm tích hợp lý thuyết và thực hành và cho phép học sinh xây dựng việc học có ý nghĩa. Hơn nữa, chiến lược học tập hợp tác hỗn hợp nên được áp dụng. Học sinh có thể tự xây dựng kế hoạch học tập và tiếp thu kiến thức một cách độc lập dựa trên nhu cầu và thói quen học tập của mình. Trong khi đó, khi hợp tác và học hỏi với các bạn cùng lứa tuổi, học sinh có thể truyền cảm hứng cho các ý tưởng của nhau và cùng nhau học hỏi, từ đó phát triển các kỹ năng thông minh giữa các cá nhân như lắng nghe, chấp nhận và tôn trọng.

Theo kết quả đánh giá tính ứng dụng và hiệu quả của mô hình, mô hình học tập iSTEM có thể giúp nâng cao hiệu quả việc tiếp thu và tích hợp kiến thức STEM, kích thích trí tưởng tượng cũng như rèn luyện khả năng tư duy và ứng dụng tích hợp STEM. Trí tưởng tượng giúp học sinh các trường trung học dạy nghề vượt qua những hạn chế của điều kiện hiện có, mạnh dạn suy nghĩ về vô số khả năng và có cơ hội khám phá những kiến thức STEM nâng cao hơn. Ngoài ra, trong việc chuyển đổi trí tưởng tượng và thực hành, học sinh lặp đi lặp lại áp dụng chu trình “khám phá, giả thuyết, kiểm tra và sửa chữa” để giải quyết vấn đề, đồng thời học tích hợp và áp dụng kiến thức STEM. iSTEM cung cấp định hướng và tư duy mới cho giáo dục STEM theo định hướng khám phá và tích hợp trí tưởng tượng. Do đó, việc nghiên cứu các khóa học về kỹ thuật hoặc khoa học đời sống và công nghệ có thể được phát triển theo cách đa dạng hơn để khuyến khích sinh viên phát triển sở thích trong các chương trình kỹ thuật hoặc công nghệ và định hướng nghề nghiệp sau này.

Vân An lược dịch

Nguồn:

Lou, S. J., Tsai, H. Y., & Chung, C. C. (2017). Construction and Development of iSTEM Learning Model. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 14(1). https://doi.org/10.12973/ejmste/78019.