1.2.2. Tại sao giáo dục STEM lại quan trọng?

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP STEM

NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC TIỄN CỦA HỌC SINH THPT 1.1. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh 1.1.1. Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn là gì?

Ta cần hiểu Năng lực là “khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó” như năng lực tư duy, năng lực tài chính hoặc là “phẩm chất tâm sinh lý và trình độ chuyên môn tạo cho con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao” như năng lực chuyên môn, năng lực lãnh đạo.

Vậy để hiểu năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn là gì trước tiên ta cần tìm hiểu quan niệm về năng lực GQVĐ: có rất nhiều quan niệm khác nhau về năng lực GQVĐ. Trong đó theo quan niệm của PISA về năng lực GQVĐ. PISA 2003 mô tả năng lực GQVĐ như sau: “Năng lực GQVĐ là năng lực của một cá nhân sử dụng các quá trình nhận thức để giải quyết một tình huống thực, phức hợp mà chưa xác định được rõ ràng phương hướng giải quyết” [7]. Trong dự thảo PISA 2015 nói về năng lực GQVĐ đã nhắc đến khía cạnh hợp tác trong việc GQVĐ - nội dung bổ sung nổi bật so với các miêu tả trước. “Năng lực hợp tác GQVĐ là năng lực của một cá nhân giải quyết có hiệu quả trong một quá trình mà có sự tham gia của hai hay nhiều cá thể cố gắng để giải quyết vấn đề bằng cách chia sẻ sự hiểu biết và nỗ lực cần thiết để đi đến một giải pháp và kết hợp những kiến thức, kĩ năng và nỗ lực để thực hiện được giải pháp của họ” [7]. “Trong nhiều nghiên cứu về GQVĐ, khung lí thuyết của Polya (1973) thường được sử dụng như nền tảng. Polya đưa ra 4 quy trình theo trình tự nối tiếp trong việc GQVĐ: hiểu vấn đề, lên kế hoạch, thực hiện kế hoạch và ra soát, kiểm tra. Theo quan điểm Polya, một người GQVĐ cần tự làm quen hoàn toàn với vấn đề trước khi đưa ra một kế hoạch hay một chiến lược để giải quyết vấn đề đó, người GQVĐ cũng cần phải thực hiện các bước hành động, thực hiện một cách chính xác kế hoạch hành động. Việc nhìn lại quá trình và xem xét kĩ lưỡng cũng là công việc rất quan trọng, nếu có thể, đưa ra các phương pháp thay thế, để hiểu rõ hơn được vấn đề sau khi xử lí” [8]. Như vậy, có thể hiểu năng lực về GQVĐ là khả năng cá nhân sử dụng có hiệu quả các kiến thức, kĩ năng cùng với thái độ sẵn sàng tham gia để giải quyết một vấn đề cụ thể mà chưa tìm hiểu được rõ ràng phương pháp giải quyết ngay lập tức để từ đó đưa ra phương pháp phán đoán để tìm ra phương án giải quyết.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

“Vấn đề mà người học được đặt vào để giải quyết có thể đặt trong bối cảnh thực hoặc giả định. Trong trường hợp bối cảnh thực, vấn đề cần giải quyết có thể gọi là vấn đề thực tiễn. Khái niệm năng lực GQVĐTT có thể hiểu là khả năng cá nhân sử dụng có hiệu quả các kiến thức, kĩ năng cùng với thái độ sẵn sàng tham gia để giải quyết một vấn đề trong bối cảnh thực tiễn cụ thể mà chưa tìm được rõ ràng phương pháp giải quyết ngay lập tức để trở thành công dân có tinh thần xây dựng và tự duy phê phán. Năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn bao gồm:

Bảng 1.1. Cấu trúc năng lực GQVĐTT

Năng lực GQVĐTT

Hợp phần NL GQVĐTT Thành tố NL GQVĐTT

Tìm hiểu vấn đề Khám phá và hiểu vấn đề Trình bày, phát biểu vấn đề Đề xuất giải pháp và thực hiện Đề xuất giải pháp Thực hiện giải pháp Đánh giá và điều chỉnh Đánh giá và điều chỉnh giải pháp Nguồn: [2]

1.1.2. Các cấp độ của năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

Có rất nhiều cách để phân chia các cấp độ của năng lực. Tuy nhiên khi căn cứ vào cơ sở kiến thức khoa học cần vận dụng có thể xác định các mức độ sau: HS cần vận dụng một kiến thức khoa học để GQVĐ. HS cần vận dụng một vài kiến thức khoa học để GQVĐ. Căn cứ theo mức độ quen thuộc hay sáng tạo: Có thể HS phải GQVĐ trong các tình huống mà: Các vấn đề và giải pháp mong muốn được rõ ràng và hiển nhiên. Các vấn đề và giải pháp mong muốn ít rõ ràng, đòi hỏi các tiếp cận sáng tạo, đạt kết quả cao. “Theo mức độ tham gia của HS trong GQVĐ [3]:

Bảng 1.2. Các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

Mức độ

Khám phá vấn đề

Người thực hiện các nội dung công việc

Trình bày vấn đề Lập kế hoạch GQVĐ Thực hiện kế hoạch

Đánh giá và điều chỉnh 1 GV GV GV GV GV 2 GV GV GV GV và HS GV và HS 3 GV và HS GV và HS HS HS GV và HS 4 HS HS HS HS GV và HS Nguồn: [2]

1.1.3. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

Như đã trình bày, mô hình cầu trúc năng lực có thể xây dựng theo các đơn vị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

của năng lực. Mỗi năng lực gồm có các hợp phần, mỗi hợp phần lại gồm các thành tố năng lực. Từng thành tố năng lực có các chỉ số hành vi gắn với tiêu chí chất lượng tương ứng. “Để xác định các năng lực hợp phần, năng lực thành tố và chỉ số hành vi, trước hết cần căn cứ vào bối cảnh và các nội dung của vấn đề cần giải quyết. Xuất phát từ bối cảnh thực tiễn, khái niệm NL GQVĐTT, ta có thể xác định các hợp phần của năng lực GQVĐTT như sau: (1) Tìm hiểu vấn đề; (2) Đề xuất giải pháp và thực hiện; (3) Đánh giá và điều chỉnh.

Bảng 1.3. Hợp phần và thành tố năng lực giải quyết vấn đề

Tìm hiểu vấn đề

Năng lực GQVĐTT

Hợp phần NL GQVĐTT Thành tố NL GQVĐTT

Khám phá và hiểu vấn đề trong thực tiễn Trình bày, phát biểu vấn đề dưới dạng bài toán khoa học có thể giải quyết được Đề xuất giải pháp và thực hiện Đề xuất giải pháp Thực hiện giải pháp Đánh giá và điều chỉnh Đánh giá và điều chỉnh giải pháp Nguồn: [2] Ví dụ: Vấn đề thực tiễn đặt ra cho học sinh: “Các định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng được vận dụng trong thực tế như thế nào ?” thì khả năng tìm hiểu và nhận biết của học sinh thể hiện ở chỗ: Tìm hiểu các ứng dụng của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng trong thực tiễn đời sống? Với những ứng dụng đó tìm hiểu thêm cấu tạo cũng như các nguyên tắc hoạt động của các sản phẩm đó. Từ đó hình thành cho học sinh khả năng tư duy và chế tạo được các mô hình mô phỏng các ứng dụng đó để đưa vào giờ học sẽ phát huy được khả năng tự học và tự tư duy của học sinh ? Từ đó, HS cần lập kế hoạch tìm hiểu các sản phẩm có ứng dụng của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, đặc điểm cấu tạo của chúng. Tìm hiểu ứng dụng của các sản phẩm đó với trong thực tế đời sống. Sau đó, HS thực hiện giải pháp đó bằng cách tìm kiếm thông tin trên internet, sách, báo, hỏi ý kiến chuyên gia, điều tra thị trường. Trong quá trình thực hiện hoặc sau quá trình thực hiện cần đánh giá hiệu quả các công việc đã làm và đưa ra những điều chỉnh tương ứng. “Mỗi thành tố năng lực được miêu tả bằng các chỉ số hành vi Tương ứng với tiêu chí chất lượng. Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của NL GQVĐTT được trình bày ở bảng dưới đây [3]:

Bảng 1.4. Thành tố năng lực, chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của năng lực GQVĐTT

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Thành tố năng lực Chỉ số hành vi Tiêu chí chất lượng

Khám phá và hiểu vấn đề trong thực tiễn - Nhận dạng tình huống. - Phát biểu vấn đề. - Xác định, giải thích thông tin về tình huống M1: Lựa chọn được câu hỏi (vấn đề)trong đoạn thông tin cho trước (tĩnh, bối cảnh thực) và chỉ ra được nhiệm vụ cần giải quyết. M2: Phát biểu được vấn đề trong tình huống xác định,nhưng vấn đề chưa được phát biểu rõ ràng (chưa ở dạng tình huống có vấn đề hoặc dạng câu hỏi) M3: Tự đặt ra vấn đề trong một tình huống mới ( thực, mở, tình huống mới)

Trình bày,phát biểu vấn đề dưới dạng bài toán khoa học có thể giải quyết - Sử dụng được các cách khác nhau để diễn đạt vấn đề. - Nhận ra được các nhiệm vụ bộ phận của vấn đề M1: Sử dụng được ít nhất một phương thức (văn bản, hình vẽ, biểu bảng, lời nói) để diễn đạt lại vấn đề. M2: Sử dụng kết hợp được ít nhất 2 phương thức để diễn đạt lại vấn đề M3: Diễn đạt bằng ít nhất 2 phương thức để trình bày vấn đề và các nhiệm vụ bộ phận của vấn đề

được

Đề xuất giải Pháp M1: Nhận ra được các bước thực hiện giải quyết - Chỉ ra đích cuối vấn đề theo văn bản có sẵn. cùng, mục tiêu từng giai đoạn để giải quyết, chỉ ra chiến lược giải quyết vấn đề, các bước cần thực hiện, các kiến thức cần huy động. M2: Lặp lại các bước theo một quy trình giải quyết vấn đề đã biết để giải quyết một vấn đề tương tự M3: Đề xuất các bước để giải quyết vấn đề mới (thực tiễn) M4: Đề xuất được nhiều giải pháp khác nhau, lựa chọn ra giải pháp tối ưu (khả thi) để giải quyết một vấn đề mới

Thực hiện giải pháp Thực hiện được M1: Thực hiện được giải pháp để giải quyết vấn giải pháp theo các đề mà chỉ cần(huy động 1 kiến thức cụ thể hoặc bước đã đề ra: huy tiến hành một phép đo cụ thể, tìm kiếm đánh giá 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Thành tố năng lực Chỉ số hành vi Tiêu chí chất lượng

động nguồn lực ( tìm kiếm thông tin, kiến thức đã biết) thông tin cụ thể) M2: Thực hiện được giải pháp để giải quyết vấn đề trong đó huy động ít nhất 2 kiến thức, 2 phép đo, tìm kiếm thông tin đơn giản … M3: Thực hiện được giải pháp để giải quyết vấn đề trong đó cần sử dụng thêm kiến thức mới, các thông tin không đơn trị cần có sự phân tích. M4: Thực hiện giải pháp một chuỗi vấn đề liên tiếp, trong đó có những vấn đề nảy sinh từ trong chính quá trình thực hiện giải quyết vấn đề ban đầu

Đánh giá và điều chỉnh giải pháp - Đánh giá giải pháp - Điều chỉnh giải pháp - Rút ra kết luận M1: So sánh kết quả cuối cùng thu được với đáp án của giáo viên và rút ra kết luận (đúng hay sai) khi giải quyết những vấn đề cụ thể và không có định hướng điều chỉnh, đánh giá. M2: Đánh giá được kết quả cuối cùng và chỉ ra được nguyên nhân dẫn đến những kết quả thu được. M3: Đánh giá được từng giai đoạn vàđiều chỉnh được từng giải pháp để hướng tới kết quả cuối cùng. M4: Đánh giá được giải pháp, kết quả cuối cùng, đề ra giải pháp tối ưu hơn để nâng cao kết quả giải quyết vấn đề.

Nguồn: [2]

1.1.4. Quá trình hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

“Năng lực của HS là khả năng làm chủ những hê thống kiến thức, kĩ năng, thái độ,… phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống hàng ngày” [5]. Một trong những dấu hiệu quan trọng cần lưu ý về năng lực HS là “năng lực được hình thành, phát triển trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ học tập trong lớp học và ở ngoài lớp học”. Quá trình hình thành năng lực có thể mô hình hóa bằng sơ đồ bậc thang, gồm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

các bước tăng tiến hình thành năng lực như sau:

Học sinh cũng phải trải qua quá tình tiếp nhận thông tin, xử lý thông tin từ đó biến thành kiến thức của cá nhân. Sau quá trình vận dụng kiến thức nhiều lần, sẽ hình thành khả năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. Từ việc có khả năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, kết hợp với thái độ tích cực, học sinh sẽ tiến hành hành động giải quyết vấn đề. Sau khi sử dụng hết các quá trình trên, học sinh đã phát triển được năng lực giải quyết vấn đề. Quá trình hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh thông qua các bước: Phát hiện và trình bày được vấn đề khoa học dưới dạng khoa học trong vấn đề thực tiễn. Đề ra các giải pháp GQVĐ. Thực hiện các giải pháp theo kế hoạch đã đề ra. Trình bày kết quả, đánh giá và điều chỉnh.

1.1.5. Kiểm tra, đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn

1.1.5.1. Mục tiêu kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng lực “Kiểm tra, đánh giá là một phần không thể thiếu trong quá trình dạy học để HS tiến bộ. Để đạt được mục tiêu đó, kiểm tra, đánh giá cần cung cấp những thông tin phản hồi giúp HS biết mình đang ở mức độ nào, tiến bộ đến đâu, còn thiếu sót hay điều chỉnh những mảng kiến thức, kĩ năng nào. Tuy nhiên, để HS có thể tiến bộ nhờ kết quả kiểm tra, đánh giá thì cần đánh giá làm sao để HS không sợ hãi, không vì thế mà mất đi sự nỗ lực của bản thân. Đánh giá năng lực giúp cho HS xác định được vị trí của mình, so sánh phát hiện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

mình đang ở vị trí nào, đã có những thay đổi nào. Cần nhận thức được đánh giá là một quá trình học tập, diễn ra trong suốt quá trình dạy và học. Không chỉ GV là người đánh gái HS mà HS còn biết cách đánh giá lẫn nhau và tự đánh giá chính bản thân mình Với cách hiểu đánh giá như trên, có thể giúp hình thành năng lực của HS. Có nhiều phân tích về mục tiêu kiểm tra, đánh giá theo năng lực. Nhưng tựa chung lại, ta có thể nhìn nhận được các vấn đề về mục tiêu trên như sau: Đưa ra nhận định về năng lực mỗi HS, nhóm HS và tập thể lớp, tạo cơ hội cho HS phát triển kĩ năng tự đánh giá. Từ đó, HS nhận ra sự tiến bộ chính bản thân mình sau một quá trình để tạo động cơ học tập. Thông qua quá trình kiểm tra, đánh giá, GV có cơ sở thực tiễn để nhận ra điểm mạnh, yếu của mình. Từ đó, hoàn thiện hoạt động dạy, cải thiện, nâng cao chất lượng dạy học. Tóm lại, đánh giá không những hoàn thiện quá trình học của trò mà còn thúc đẩy chất lượng dạy học của thầy. Tuy nhiên khi thực hiện đánh giá năng lực, ta cần chú ý tới một số đặc điểm đánh giá năng lực: Đánh giá năng lực không dùng để xếp loại HS. Thang đo sử dụng trong đánh giá năng lực không giống đánh giá kiến thức, kĩ năng mà được quy chuẩn về các mức theo quy định chương trình, độ tuổi. Như vậy, đánh giá năng lực không dùng để so sánh các HS với nhau mà để đánh giá sự tiến bộ của từng HS cụ thể. Đánh giá năng lực thông qua việc thực hiện nhiệm vụ. Năng lực chỉ được bộc lộ thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ. Tuy nhiên để thực hiện một hoạt động nào đó có kết quả thì bao giờ cũng có một quá trình bao gồm từ nhận thức với sự tác động của tình cảm để lựa chọn cách hành động sau đó tiến hành hành động để có kết quả. Bên cạnh đó, việc thực hiện trong một bối cảnh cụ thể, các cá nhân sẽ có sự tác động hợp lí tùy vào kinh nghiệm và khả năng riêng. Năng lực hình thành và phát triển qua một quá trình. Năng lực được bộc lộ thông qua quá trình thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Không phải tất cả các năng lực đều là bẩm sinh. Có những năng lực được hình thành thông qua các nhiệm vụ. Mặt khác, các nhiệm vụ gắn với thực tế đời sống thì HS không thể giải quyết chỉ bằng giá quá trình khi đánh giá năng lực. Vậy kiến thức của một lĩnh vực mà cần vận dụng kiến thức tổng hợp đã học. Vì vậy, cần chú trọng đánh đánh giá năng lực HS là công khai hóa nhận định về năng lực HS , nhóm HS, tập thể lớp, phát triển kĩ năng tự đánh giá, giúp HS nhận ra sự tiến bộ của mình. Đồng thời, giúp GV điều chỉnh, nâng cao chất lượng dạy học phù hợp thực tiễn. Cần chú trọng đánh giá quá trình khi đánh giá năng lực” [1].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn