Luận văn thạc sĩ Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý: Phát triển năng lực tư duy thiết kế của học sinh thông qua bài học Steam chuyên đề "Vật lý với giáo dục về bảo vệ môi trường" môn Vật lý 10

Luận văn này phân loại và mô tả các hình thức triển khai giáo dục STEAM tai các nha trường phố thông, trong đó tập trung vào hình thức bai học chủ dé STEAM định hướng người học giải quyế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

`

LÊ THỊ THÚY QUỲNH

PHÁT TRIEN NANG LỰC TƯ DUY THIẾT KE CUA HỌC SINH

THÔNG QUA BÀI HỌC STEAM CHUYÊN ĐÈ

“VAT LÝ VỚI GIAO DỤC VE BAO VỆ MOI TRUONG”

MON VAT LY 10

LUẬN VAN THAC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

LE THI THUY QUYNH

PHAT TRIEN NANG LUC TU DUY THIET KE CUA HOC SINH

THONG QUA BAI HOC STEAM CHUYEN DE

“VAT LY VOI GIAO DUC VE BAO VE MOI TRUONG”

MON VAT LY 10

Chuyên ngành: Lí luận va Phuong pháp dạy hoc Bộ môn Vật ly

Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn 1: TS Nguyễn Thanh Nga Người hướng dẫn 2: TS Nguyễn Huỳnh Duy Khang

Thành phố Hồ Chí Minh - 2024

LỜI CÁM ƠN

Đề hoàn thành luận văn nảy, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình về mọi mặt từ

thây cô gia đình và bạn bẻ.

Tôi xin tran trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, các quý giảng viên Trường Dai học Su

phạm TP Hồ Chi Minh và trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã giảng day tôi trong 02

năm học vừa qua Xin chân thành cam ơn Ban Giám hiệu cùng quý thay cô giáo trường

THPT Bùi Thị Xuân - nơi tôi công tac đã luôn tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được họctập vả tiền hành thực nghiệm sư phạm

Xin cảm ơn toàn thé học sinh lớp 10A3 Trường THPT Bùi Thị Xuân năm học

2023 - 2024 đã cộng tác với tôi thực nghiệm sư phạm thành công.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn

Thanh Nga và TS Nguyễn Huỳnh Duy Khang người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn,

giúp đỡ động viên, đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình nghiên

cứu và hoàn thành luận văn.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình (cả những người vẫn còn bên

và những người đã khuất) vi đã là chiếc nôi nuôi đưỡng tâm hồn và luôn là nguồn động lực lớn lao giúp tôi vượt lên mọi khó khăn; cảm ơn những người bạn và đồng nghiệp đã

giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện nghiên cứu nảy

TP Hồ Chi Minh, Tháng 12/2024

Tác giả

Lê Thị Thúy Quỳnh

MỤC LỤC DANH MỤC VIỆT TẤT Gan ghhaỹnnitoidinniiooioboiniioioisiigiaaoagasn §

BĂNH MUG RINE ANE sisccsscassennnsniamnnnannannmunmunmumanunced 9

DANH MIICRAENGBIED ẽẽẽẽễẰẽằe==e=- -.se - - 101,1: do chọn đỗ Husssanssniannnnainneiniiiiiiti00E000000030000310080188018500038003803888511908401838048 11

2 Mue:tiÊunchiÊD:CỮN isc siisssssesiscssicssssessessssesissaiiasincaisncsscasseassaoasecsiioaisassisciseasnieriaaaies 13

3 Giả thuyết khoa học - s6 tt 3 21E221221101111112 1121112 111111 11 se 13

A NHiệm Vel BEHIỂN'GÉN::-::: :: -::cciipniiiiiiiiic011100123111111431113415544193139531251358632558 536162 13

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ¿- 2-©22222222E22EE2EE2S3Sx72eZSrrxrrrxrrex 14

5.1 Đối tượng nghiên cứu 2:22 0220221122112211 111 11122112 211220122 022 cee 14

5.2 Phạm vi nghiên CUU A cecessccssscsssessscsstestsessecsecsssssecsssssesssesssecssaesssenees 14

6 Phương pháp nghiên cứu khoa học - SH HH Hàng Ho 14

6.1.IPhương pháp nghiên cứu:Hluận : :s -: -:-.-2-2:c2222sisesssree 14 6.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Ăn 14

6.3 Phương pháp điều tra, khảo sát 22¿:222222222222222222122211222222222v l§

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiỄn 5c 2 2112122212211 111 H1 g1 e 15

$i DONS: SOP của TIỆN!VẶH.iciicccsciiccicci2001801224012111211124110411654113353841381186351661544313881381555 15

CHƯƠNG I TONG QUAN NGHIÊN CỨU scsssssssssssssssssssssssssssecsvecsnecesscesseceneoss 16

1.1 Xu hướng triển khai giáo dục STEAM trong và ngoài nước 16

1.1.1 Trên thé giới s2 6 02t 22022 2211211721071711 11 112102012112 co 17

l,1;2: THONG DUGG ¡oicciiiaiiosiisstiiitiiitisitiiiiisigi1iH14114011141143513333165148434833455018519885148 17

1.2 Nhu cầu đánh giá năng lực của người học trong giáo duc STEAM 18

1.2.1 Những nghiên cứu về năng lực của học sinh được bồi dưỡng trong giáo

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THUC TIEN VE GIÁO DUC STEAM VA

NANG LỰC TƯ DUY THIẾT KE Ở TRƯỜNG THPT s5 s« se 23

2.1 Giáo duc STEAM ở trường THPT 2-22£©C2s£22E12EE122222222222222327222, 23

2.1.1, /Ebiiiniệm:giáo:dụe STBAM ; :.:::.ccceiaaeeeoaeoeneonnoinnneaoe 23

2.1.2 Các lĩnh vực của giáo dục STEAM - Server 23

2.1.3 Mục tiêu giáo dục STEAM - cá HH 24 2.1.4 Đặc trưng của giáo dục STEAM Ác.“ re 25

2.1.5 Các hình thức tô chức giáo dục STEAM 2 -2c7scccscccsrrrs 28

2.1.6 Giáo dục STEAM gắn với giáo dục về bảo vệ môi trường 30

2.2 Năng lực tư duy thiết kế của học sinh THPT 2c555csccsscss e - 33

0 0), Wiha yO UNG cuc 6:062110502211613160511202166022103301060100203821082112270161001 335:2.I.2.Năng lực tứ đụy thiết KEG ai csassssvessassssssssssanscsssossecssncssscasscssssones 342.2.1.3 Năng lực tư duy thiết kế của học sinh - -2 34

2.2.2 Cau trúc năng lực tư duy thiết kế của học sinh THPT 35

2.2.3 Biểu hiện năng lực tư duy thiết kế của học sinh .2:5552- 422.2.4 Kỹ thuật day học phát triển năng lực tư duy thiết kế của học sinh THPT

TT 0 0077/00/0009 7 00000 0/07/0770 71 7700001770 0/771 7177.707010 ,11000 T01 TỰ 46

2.3 Dạy học bài học STEAM phát triển năng lực tư duy thiết kế ở trường THPT 48

g4 0) (lÑÌ 4{¡ 21111119111: | ị ta tố ốc 48

2.3.2 Bài học STEAM gắn với nội dung giáo đục về bảo vệ môi trường 48

2.3.2.1 Tong quan về giáo dục PTBY ccccccssssssesssesssesssessesseesseesseereseeeeees 482.3.2.2 Bai hoc STEAM gan với nội dung giáo dục về BVMT 50

2.3.3 Tiến trình day học bài học STEAM nhằm phát triển năng lực tư duy thiết

kế ở trường THPT gắn với giáo dục về bảo vệ môi trường 50

2.3.3.1 Tiến trình day học bài học STEAM nhăm phát triển năng lực tư duy thiết

œ:.ỔỎỒỒ 502.3.3.2 Tiến trình day học bai học STEAM nhằm phát triển năng lực tư duy thiết

kế ở trường THPT gắn với giáo dục về bảo vệ môi trường 512.4 Công cu đánh giá nang lực tư duy thiết kế của học sinh trong day học bài học

STEAM sắn với nội dung giáo dục vẻ bảo vệ môi trường 52

Kết luận chương 2 - 2 6S S1 211251112117211721715 11 1111071112 117111 1172101 11 c1 2e 68

CHUONG 3 THIET KE BAI HOC STEAM TRONG DAY HOC CHUYEN DE

“VAT LÝ VỚI GIÁO DUC VE BAO VE MOI TRUONG” LỚP 10 NHAM PHAT

TRIEN NANG LUC TU DUY THIET KE CUA HOC SINH .- 69

3.1 Phân tích nội dung chuyên dé “Vat lí với giáo dục về bao vệ môi trường” theo định

HƯỚNE S.TEAN:cosiiiisisiiieiiissiiosi06010355085503515553855515683883388558833685886513553886538855883858 69

3.1.1 Vị trí, vai trò của chuyên dé trong chương trình phô thông 2018 69

3.1.2 Phân tích yêu cầu cần đạt nội dung chuyên dé “Vật lý với giáo dục về bảo

Vệ niôi trường” lớp ÍÚ::o::cccocosoiioiiriiotiiisiiosiiisiii231301115515035153155361523858 69

3.1.3 Xây dựng nội dung kiến thức chuyên đề “Vật lý với giáo dục về bảo vệ

mGiilFfiie CIN Nasco cesar 422212122122262220120121662220222006200526021220012366 70

3.2 Thiết kế bai hoc STEAM trong dạy học một số kiến thức thuộc chuyên dé “Vat lý

với giáo dục về bảo vệ môi trường” lớp 10 nhằm phát triển năng lực tư duy thiết

3.2.1 Bài học STEAM 1: “Thing rác thông minh đóng, mở tự động” 7]

3:2:Ì,1 Vấn Hỗifbfe HIẾN :snniiniiiniiintittidigititg100408406218-ã608E 72

32 1-2: Hình than SONG css ssccssosaccssssasscasssessvosscsracenssaasssaesvosasonscenssasece 72 3:2.I,3.IMRIGIHỂNÏGi:::cccicssiisoiiaiiistiiagi124111435621563166311635169533311259865518885335583658 72

3.3.1.4 Nội dung các yếu tô tích hợp STEAM -:©75c55- 743.3.1.5 Sản phẩm định hướng 2-222 22222 2c2222E222tE2Strsrrrvrec 753.3.1.6 Tiến trình day học .2 222 2H n0 de 75

3.2.3 Bài học STEAM 2: “Thing rác thông minh tự hành' - §7

3.2.3.1 Vẫn dé thực tiễn ¿+2222vvx2E2EtvvE2 ctrrrrrrrrrrrrrrrree §7

3.2.3:2: Hình thành ý WONG: :::-::::::::c:::ccccc::ccc2200020022021200220022002200221 agã.sãae 87

3253.35 MMC TEU ssccsssssssssssscssssssaassssesesassosssoassoaassasveaavsesvescaissasoasseasssasseeaees 88

3.3.3.4 Nội dung các yếu tố tích hợp STEAM :sessesssesseesseesseeeeseeeeees 89

3:3:3;:5 Sân phẩm định (HƯỚNG asst sccsssassnannnanavanasaisncssncaansansaiascaiacanssonnd 90 3.3.3.6 Tiến trình day học 2- 2< sec xecxxesreczeerzerrssrrsrrre 90

3.3 Xây dựng công cụ đánh giá năng lực tư duy thiết kế của học sinh trong dạy học bài

học STEAMG:i::cc:cccccccccccibioiiibisiiitiiostioS3126166510610511650168555868164836615651565186488 101

3.3.1 Chủ đề STEAM I “Thing rác thông minh đóng, mở ty động” 10]3.3.2 Chủ đề STEAM 2 “Thùng rác thông minh tự hành” : 105Thiện oe Bate 266666625200 10021009200621222621062212050020105621555120382103601064018210021 0662) 109

CHƯƠNG 4 THỰC NGHIEM SƯ PHÁÓNM G22 nsSsneeEseseree H0

4.1.Mục dich thực nghiỆm:::‹:occococcisiioniostioiiiniiiosi11410515041183313611856136135831583658518ã658 110

4.2 Đối tượng và nội dung thực nghiệm 6 2 2022102121111 112122221221 cơ 110

4.3 Phương pháp thực mghiGm scecscssssesssecsseassnessccssssssnassscsssnasscassnsssnassnasssens 110

4.3.1, Phương phAp Quan Sal :::s:scssecsecceseonescesssasssassecesscnessansenessensssizcazescesente 110

4.3.2 Thông kê toán NC cecceecceeceeecssecsseecssesssecssneesseesnneensesesesesuteeseeseeeees 111

3:4 Thuận Loti VAG KhẳNG:¡c:ccoooiooiooioiioicoiitiostostisi14100211144403116513651885882188563 111

SAUD, TRUÊN |[QÍcoissiisiioatiiaiioioioooiioiitiiiiiaG181006510061102111551164188113655869510593565186358836 111

lL.2,I-HOI EHDT¡4:4:41121423122112314231436136135511151112)11241583518311851183141541243122518514851433131315 II]

4.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm HH4 1.566 lil

4.6 Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm - 22222222 22222222sc2crrrcrrreee 112

4i6:L.'Chuẩn Bị e 1919211540804010883380113101401881143182880830388308011130120188181887 112 4.6.2 Tổ chức dạy học trên lớp bai học STEAM l -2 -52 112

4.6.3 Tô chức day học trên lớp bai học STEAM 2 2- 22s 116

4.7 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm -2: 222222222 te xzccxxecvxrce 118

4.7.1 Tinh kha thi của bai học STEAM gắn với gắn với nội dung giáo dục về

MMT Giictci:cititii212702211220022010311161113113611462308851688186183311885138ã35685388818638331785858 118

4.7.2 Đánh giá năng luc tư duy thiết kế của HS -¿ 52 119

Bt i es Foam TN as cccz cess ceascccuscossczaspeasseensecasnesssoenrassessasecnssnnenasnassssenstuasuceoss 127KẾT LUẬN VÀ KEUVEIN NGHỊ ssssessissssssssssscssscssccascsssessseisnassvcssnissasicaasvaasscacienes 128

1 Kết quả và đóng góp của nghiên cứu 52- 22222222322 cv cxtrrrrrrrrrrxee 128

1.1 Đóng góp VE mặt khoa học : 5s- 2222222222 12812: DiGi Oso VE Ais NC ỂTtcioaansnoinnananniiioiiiiinaiiidiiidiibadtibditiatiistisia 128AP) AAW ap TUTE os si 6itcc2505205621022 0112219221 092191210141492220331123419361430212001230321082012E219E20182198415854i 129

DANH MỤC CONG TRINH CONG BO CUA TÁC GIA - «- 130

TA ETI THAM KHOs ssscccsccsscassssssvcssssesvsssssiessszananssvessassavessnssscessasensusesassoncasias 131

BH EUCs ccscssscoscscscocenssessszsssanczussstesesssssssczsssesszasasss ng nan 134

PL.1 Phiếu học tập bài học STEAM l s22 22222122132 1 21121122 xe 134PL2 Phiếu học tập bai học STEAM 2 ccssscssscsssssssesssscssssssssssecsssesssnesssaeessssessssess 153

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Các đặc trưng của giáo dục STEAM Ác 26

Hình 2.2 Mức độ áp dụng giáo dục ŠŸTEAM óc cành ueo 28

Hình 2.3 Cau trúc năng lực tư duy thiết kế của Rusmann và Ejsing-Duun 35

Hình 2.4 Mô hình phát triển bên vững của UNESCO, 2005 -22-5c+- 49 Hình 2.5 Tiền trình day học bài học STEAM phát triển năng lực tư duy thiết kế 50 Hình 2.6 Tiến trình day học bài học STEAM nhằm phát triển năng lực tư duy thiết kế ở

trường THPT gắn với giáo dục về bảo vệ môi trường -¿-©cse+ccsccseee 52Hình 3.1 Tóm tắt nội dung kiến thức chuyên dé * Vật lí với giáo duc về BVMT” 71

Hình 4.1 GV triển khai bài học STEAM l 2S 2S 221121122211 17211 s xe, 112

Hình 4.2 HS phân công và ghi danh sách nhóm -Ă Ăn seeerrrcek 112

Hình 4.3 HS quan sắt vẫn để thực tiễn ecooeoeooeooeiooeiasoaoe 113

Hình 4.4 HS nêu các giải pháp đối với vấn AG oo cece ccceseescsssessseeesseessseessssceenneeeens 113Hình 4.5 HS trình bày kiến thức khoa học vẻ linh kiện -ccc-+: 113Hình 4.6 GV chốt lại kiến thức vẻ linh kiện - 522tr 113Hình 4.7 HS phân tích lưu đồ nguyên lý của sản phẩm - -552:55:5s 114

Hình 4.8 HS thực hiện các bài toán lập trình dé tìm ra thông SỐ phù hợp 114

Hình 4.9 HS vẽ bản phác thảo cá nhân - eee HHH HH HH HH cớ 114

Hình 4.10 HS thảo luận đẻ tim ra giải pháp tôi ưu nhất -52-5525552 52226 114

Hình 4.11 Nhóm HS3 sử dung máy in 3D dé làm khung thùng rác 115

Hình 4.12 Nhóm HS1 báo cáo sản phẩm 2-22 ©22£EEZEEEZEEEz2EEecvxecxeecee 115

Hình 4.13 Nhóm HS2 báo cáo sán phẩm coi 115

Hình 4.14 GV ghi nhận phat biểu của HS về các giải pháp cho van đề 116 Hình 4.15 HS phát biểu nhiệm vụ của bài học 2-22 csSt SE 2 2 c2 cExcccrce 116 Hình 4.16 GV hướng dan HS tìm hiéu bai toán lập trình cho thùng đi thăng, rẽ trái,

hh:đáồẳồẳảảồảảÝỶÝỶÝỶẲÝẲÝỶŸăắễẮêăỶ 117

Hình 4.17 Nhóm HS thực hiện vẽ bản vẽ thiết kế - 2-5222ccccccecsrecrrree 117

Hình 4.18 Bản phác thảo cá nhân của HS4 vẻ hình dang của thùng rác 120

Hình 4.19 Sản phẩm của Nhóm 1 csecsescccssessscssecsessecsscssecssesueeseesresnesseeassessescesnees 121

Hình 4.20 Nhóm 1 thực hiện thiết kế mẫu in 3D khung sản phẩm trên phan mềm

TIENG 21.222 02062222210020110212020622.21201226201102 05056 121

Hình 4.21 Bản thiết kế va lưu đồ nguyên lý hoạt động của sản phẩm của nhóm 1 121

Hình 4.22 Ghi nhận mức độ biểu hiện hành vi năng lực tư duy thiết kế của HS trongEbNiiib SS EAT S2: 2525512435:22221426002244260022442):0224136102234/100231312100223140002231230121381200122234061223 123Hình 4.23 Sơ đồ mức độ biêu hiện hành vi năng lực tư duy thiết ké của HS trong chu

BE STIENM a7 aðỐỔẼỐ c6 n0 124

DANH MUC BANG BIEU

Bang 2.1 Cac lĩnh vực của giáo duc STEAM HH, 23

Bang 2.2 Các thành tổ và biểu hiện hành vi của năng lực tư đuy thiết kế theo khung

năng lực tư duy thiết kế của Rusmann và Ejsing-Duun (2022) - - - 43

Bang 2.3 Các thành tố và biéu hiện hành vi năng lực tư duy thiết kế - 44

Bang 2.4 Rubric đánh giá năng lực tư duy thiết kế của học sinh trong day học bai học STEAM gắn với nội dung giáo dục về bảo vệ môi trường - c . -.Š2 Bang 2.5 Một số công cụ thu thập thông tin trong day học bài học STEAM 67

Bang 3.1 Các nội dung về giáo duc bao vệ môi trường được đẻ cập trong chương trình gido duc phd thong Cap 0002 70

Bang 3.2 Mục tiêu bài học STEAM1 :c.csecsccsesesssensonssssacsocsssesssnassessscseseossaessse 72 Bảng 3.3 Nội dung các yếu tổ tích hợp STEAM của bài học STEAM l 74

Bang 3.4 Tiến trình day học bài học STEAM 1 “Thùng rác thông minh đóng, mở tự GGG? ticieiiisiiiitiiesineti250312311533153385235533556535535353589335335593555353636353382588353820359562223553526258 835882 75 Bang 3.5 Mục tiêu bai hoc STEAM 2 c4 40 1k xe, §8 Bảng 3.6 Nội dung các yếu tổ tích hợp STEAM của bài học STEAM 2 89

Bảng 3.7 Tiền trình day học bài hoc STEAM 2 “Thing rác thông minh tự hành" 90

Bảng 3.8 Rubric đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS trong bai học STEAM 1 “Thùng rác thông minh đóng, mở tự động ” cu níu, 10] Bang 3.9 Rubric đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS trong bài học STEAM 2 “Thing ráe¡tiông ñiiibitf HồNH”:.:‹:-::::::::::::::::::22:122122135212311111252652312213382312233853832282058 105 Bảng 4.1 Danh sách học sinh được tập trung đánh giá sự phát triển năng lực tư duy Tớ Ảớ ớ.ớ.a.a a4 0/0 0000000 0l0In II 110 Bang 4.2 Kế hoachifige nghiệm:sư phạmh :::::::::ccccccccccciiiieiiesiisaiserisse 111 Bang 4.3 Thang đánh gia định lượng nang lực tư duy thiết kế của HS 122

Bảng 4.4 Mức độ đạt được tính theo phan trăm tong số điểm - 122

Bang 4.5 Điểm chỉ tiết các biéu hiện hành vi của HS trong chủ đề STEAM1 123

Bang 4.6 Điểm chỉ tiết các biéu hiện hành vi của HS trong chủ đề STEAM 2 123 Bang 4.7 Kết qua của HS trong bài học STEAM 2 5520 6 21622112211 <6y 124

1 Lí do chọn đề tài

Trong đời sống xã hội, giáo dục và đảo tạo là lĩnh vực có vai trò quan trọng đối

với mọi quốc gia, đân tộc ở mọi thời đại, đặc biệt là trong bỗi cảnh cuộc cách mạng

công nghiệp lần thử tư đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn thé giới Dé dao tạo đượcnguồn nhân lực cho đất nước trong thời đại mới, trước tiên phải có cuộc cách mạngtheo hướng tích cực, sáng tạo trong nền giáo dục nước nhà Điều này yêu cầu các

nhà sư phạm phải đào tạo ra các thé hệ HS năng động, sáng tao, đáp ứng các nhu

cầu của xã hội hiện đại

Trong nước chúng ta đang tích cực thực hiện đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và dao tao theo tinh than của Nghị quyết 29-BCHTW: *Đôi mới phương pháp

dạy, hình thức tô chức day học dé chuyển từ việc chủ yếu quan tâm đến việc cung

cấp kiến thức sang việc quan tâm hình thành, phát triển các năng lực, pham chat

người học, phát huy tính tích cực, chủ động, sang tạo của HS, tang cường kĩ năng thực hành ` Chi thị 16/CT-TTg (04/5/2017) của Thủ tướng Chính phủ đã đưa ra

giải pháp về mặt giáo dục chính là: “Thay đối mạnh mẽ các chính sách, nội dung,phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có kha năng tiếp

nhận các xu thể công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đây đào tạo về khoa học, công nghệ kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ tin học trong chương trình giáo dục phô thông" (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018b; Thủ tướng

Chính phủ, 2017) Bộ giáo dục đã ban hanh chương trình Giáo dục phô thông mới

(TT32/BGDĐT, 26/12/2018) với mục tiêu “phat triển pham chat va nang lực của HS; chương trình giúp người học tự tin, biết áp dụng các phương pháp học tập tích

cực dé củng có tri thức và kỹ năng nên tang, đáp ứng nhu cau phát trién của mỗi cá

nhân và yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nước trong bối cảnh toàn cầu

hóa vả cách mạng công nghiệp 4.0.” (Bộ Giáo dục và Dao tạo, 201 8b).

Các nhà giáo dục trên thế giới cho rằng đẻ phát triển một sản phẩm công nghệ

có thể thương mại hóa, việc chỉ tích hợp kiến thức STEM là không đủ Cần phải

xem xét thêm tư duy thiết kế, cùng với yếu tổ nghệ thuật và thầm mỹ trong quá trình

sáng tạo sản phẩm và giải quyết vẫn đề (Razzouk & Shute, 2012; Yakman, 2008).Với định hướng giáo dục gắn với sự phát triển tư duy thiết kế của HS, giáo dụcSTEAM là mô hình phù hợp Đến năm 2006, mô hình giáo dục STEAM lân đầutiên được giới thiệu đến đại chúng đã được nhiều GV, nhà giáo đục hưởng ứng và

không ngừng tiếp tục phát triển cho đến ngày này (Yakman, 2008) Trong mô hình

nay, yếu tô Nghệ thuật (Arts) được bé sung vào mô hình STEM (Khoa hoc, Công

nghệ, Kĩ thuật và Toán học) dé nhấn mạnh vai trò của trí tưởng tượng, sáng tao

trong quả trình học tập của HS.

Một trong những quan điểm tiếp cận mô hình giáo dục STEAM được ủng hộ

nhiều nhất là của John Maeda, nguyên chủ tịch của Trường Thiết kế Rhode Island,

một trong những người tiên phong trong phong trào khuyến STEAM, vận động dé

thêm từ “nghệ thuật" (Arts) vào STEM và đưa sáng kiến này đến các nhà hoạchđịnh chính sách giáo dục Hoa Kỳ Ông cho rằng “tư duy thiết kế và sáng tạo là

những thành phan thiết yếu cho sự đổi mới mô hình giáo duc” Trong đó, tư duy

thiết kế được tiếp cận như là một phương pháp luận dựa trên tư duy đôi mới và tư

duy sáng tạo, liên quan đến sự phối hợp giữa các pha tư duy đóng - m6, giữa phan

tích và cảm tính, giúp định hướng quá trình giải quyết các van dé nan giải (wicked

problems) đạt hiệu qua cao (Razzouk & Shute, 2012) Rusmann và Ejsing-Duun

(2022) , trong nghiên cứu tông quan các kết quả thực nghiệm trước đó, đã chỉ ramột cấu trúc năng lực phức hợp tư duy thiết kế (design thinking competency) NL

tư duy thiết kế gồm 6 thành tô năng lực, có tiềm năng bồi dưỡng được cho HS trung học trong quá trình học tập theo định hướng giáo dục STEAM Kết quả nghiên cứu

này có ý nghĩa bô sung cơ sở cho mô hình STEAM về mục tiêu và hoạt động kiểm

tra đánh giá cho phù hợp và thống nhất với quy trình đạy học theo tư đuy thiết kẻ.

Bang việc tiếp thu các kinh nghiệm từ các quốc gia trên thé giới trong những

năm gần đây, Việt Nam đã tiếp tục định hướng nghiên cứu, phát triển và triển khai

giáo dục STEAM vào thực tiễn trên toản quốc thông qua việc ban hành đề án 146/QĐ-TTg với mục tiêu cụ thé là "đến năm 2025, 50% trường học và đến năm

2030, 80% trường học từ tiêu học đến THPT có tô chức được các hoạt động giáo dục STEM/STEAM” Luận văn này phân loại và mô tả các hình thức triển khai giáo dục STEAM tai các nha trường phố thông, trong đó tập trung vào hình thức bai học chủ dé STEAM định hướng người học giải quyết van dé bang sự đồng cam, xây

dựng quy trình dạy học STEAM theo định hướng phát triển tư duy thiết kế và thiết

kế bài học STEAM gắn với nội dung chuyên đề “Vat lí với giáo dục về BVMTT của

môn Vật lý 10 nhằm phát triển năng lực tư duy thiết kế của HS.

Với những lý do trên, tác giả lựa chọn thực hiện đè tài nghiên cứu; Phat trién năng

lực tư duy thiết kế của hoc sinh thông qua bài học STEAM chuyên đề “Vật lý với

giáo duc về bảo vệ môi trường " môn Vật lý 10

2 Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế và tô chức bài học STEAM trong dạy học một số kiến thức thuộc chuyền

đề “Vat lý với giáo dục về BVMTT lớp 10 nhăm phát triển năng lực tư duy thiết kế

của HS.

3 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tô chức day học được một số kiến thức chuyên dé “Vat lý với giáo

dục về BVMTT lớp 10 theo định hướng bài học STEAM thi sẽ phát triển năng lực

tư đuy thiết kế của HS

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Đề đạt được mục tiêu nghiên cứu của dé tài, chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:

Nhiệm vụ 1: Xây dựng cơ sở lí luận cho đề tài

Nghiên cứu lí thuyết về bài học STEAM, năng lực tư duy thiết kế, quy trình day họcbai học STEAM nhằm phát triển năng lực tư duy thiết kế của HS

Nhiệm vụ 2: Xây dựng cơ sở thực tiễn cho đề tài

+ Điều tra thực trạng dạy học bải học STEAM tại một số trường trung học trên địa

+ Phân tích nội dung kiến thức chuyên đẻ “Vat lý với giáo dục ve BVMTT lớp 10.

+ Lựa chọn và sắp xếp các nội dung kiến thức hợp lý, đúng định hướng giáo dục

STEAM, đảm bảo tính khoa học của chủ đẻ.

+ Xây dựng các mô hình mẫu, hướng dẫn thực hiện mô hình cho người học.

+ Xây dựng các tiền trình day học phù hợp với từng phần nội dung kiến thức củachủ đẻ

+ Xây dựng hệ thông phiếu học tap, phiéu theo dõi, thông tin b6 sung va các công

cụ hỗ trợ cho HS thực hiện bài học.

+ Xây dựng công cụ đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS tương ứng với từng

bài học STEAM.

Nhiém vụ 4: Tiên hành TNSP

Tô chức TNSP các bài học STEAM đã xây dựng ở trưởng THPT trên địa bàn, thực hiện

đánh giá kết quả TNSP đề kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài và rút ra các kết luận

cân thiết.

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5.1 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học bộ môn Vật lý theo hình thức bài học STEAM ở trường THPT nhằmphát triển năng lực tư duy thiết kẻ

5.2 Phạm vi nghiên cứu

Luận văn này chủ yếu tập trung nghiên cứu những vấn đề liên quan đến hoạt động dạy học

bộ môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEAM; quy trình dạy học bài học STEAM

nhằm phát triển năng lực tư duy thiết kế: thiết kế và tổ chức các bài học STEAM; công cụ

đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS; đánh giá quá trình phát triển năng lực tư duythiết kế của HS:

6 Phương pháp nghiên cứu khoa học

Về phương pháp nghiên cứu, luận văn sử dụng các phương pháp sau:

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo định hướng STEAM

Nghiên cứu tiền trình day học bài học STEAM nhằm phát triển năng lực tư duy thiết kê Nghiên cứu sách giáo khoa các kiến thức có liên quan đến nội dung bài học STEAM, các

tải liệu khoa học và các ứng dụng thực tiễn có liên quan.

Nghiên cứu các tài liệu vé ứng dụng công nghệ thông tin trong nhằm phát huy hiệu quả

tôi đa của quá trình dạy học

6.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành day học thực nghiệm các bai học STEAM chuyên đề “Vat lý với giáo dục về

BVMTT ở trường THPT theo quy trình, phương pháp và hình thức tô chức đã dé xuất.Đồng thời thu thập biểu hiện năng lực tư duy thiết của HS thông qua các phương tiện:phiếu khảo sat, phiêu đánh giá dụng cụ ghi chép, ghi hình

Phân tích kết quả thu được trong quá trình TNSP từ đó rút ra kết luận của đề tài.

6.3 Phương pháp điều tra, khảo sát

Thu thập thông tin từ GV ve tình hình triển khai bài học STEAM và chuyên dé “Vat lý với

giáo dục về BVMT”

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Dé tài nghiên cứu “Phat triển năng lực tư duy thiết kế của học sinh thông qua bàihọc STEAM chuyên dé “Vat lý với giáo dục về bảo vệ môi trường” môn Vật lý 10” thê

hiện ý nghĩa vẻ mặt khoa học và thực tiễn như sau:

Về mặt khoa học: kết quả nghiên cứu của luận văn đóng góp một phân cơ sở lý luận

về mô hình giáo dục STEAM, quy trình đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS THPT

trong quá trình học tập theo định hướng giáo dục STEAM va là nguồn tư liệu tham khảo

về việc áp dụng khung đánh giá năng lực của HS cho các nhà nghiên cứu Việt Nam.

Về mặt thực tiễn: kết quá nghiên cứu của luận văn giúp các nhà quản lý giáo dục,

GV có thêm các thông tin về thực trạng triển khai giáo dục STEAM tại Việt Nam hiện

nay, xác định được một quy trình day học bài học STEAM đạt hiệu quả theo định hướng

phát triển năng lực của người học Qua đó, các nha quan lý giáo dục có thê xác định được những phương hướng mục tiêu trong việc hoạch định các chính sách liên quan đến việc

trién khai giáo duc STEAM tại nước ta Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu giáo dục có thévận dụng các mô hình ve quy trình day học cũng như quy trình đánh giá năng lực mà

nghiên cứu đã thực hiện đẻ kiểm chứng trong các môn học khác với những định hướng phát trién nang lực khác của HS.

8 Đóng góp của luận văn

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy luận văn có những đóng góp mới như sau:

« Dé xuất tiến trình tô chức day học bài học STEAM nhằm phát trién năng lực tư duy

thiết kế của HS

* _ Xây dựng được một số bài học STEAM liên quan đến kiến thức chuyên đề “Vat lý với

giáo duc về BVMT” lớp 10.

- _ Sử dụng công cụ đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS trong quá trình thực nghiệm,

từ đó dé xuất được giải pháp phủ hợp giúp HS có thé phát triển các thành tố của nănglực tư duy thiết kế ở các mức cao hơn

CHUONG 1 TONG QUAN NGHIEN CUU

1.1 Xu hướng triên khai giáo duc STEAM trong và ngoài nước

tòi Qua đó, HS không chỉ tiếp thu kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng thiết yếucho thé ky 21, bao gom giao tiếp hop tác, tư duy phan biện giải quyết vấn đề vả tư duysáng tạo Diễu này giúp họ dé dàng thích ứng với xu hướng chuyền đôi số và các tháchthức trong tương lai Giáo dục STEM không chỉ đơn thuần là học kiến thức mà còn là

hành trình trải nghiệm nơi người học có cơ hội phát triển toàn diện cả về tư duy và kỹ năng, chuẩn bị cho sự hội nhập trong một thé giới ngày càng phức tap (Catterall, 2017).

Trong ki nguyên 4.0 cách mạng công nghiệp phát triển như vũ bao, đòi hoi chat

lượng giáo dục được day mạnh để tạo nên nguồn tri thức chất lượng cao, đáp ứng yêu

cầu của thời đại Chính vì thé, các lĩnh vực trong giáo dục STEM được đặc biệt quantâm, nhằm giúp phát triển năng lực, phẩm chất cho công dân, trang bị những kĩ năngcần thiết thích ứng với sự biến đôi của xã hội Tuy nhiên có thé nhận thấy, những sản

phâm được phát minh chỉ dựa trên các nguyên lí khoa học, kĩ thuật, công nghệ là chưa

đủ, kiều đáng, cau trúc và thâm mĩ trở thành yếu tô quyết định đến thị hiểu khách hàng

Dựa trên thực tế, vào năm 2008, nhà nghiên cứu giáo dục Georgette Yakman đã dé

xuất mô hình giáo dục mới với sự kết hợp yếu tô nghệ thuật (Art) vào trong giáo dục

STEM và gọi đỏ là STEAM (Yakman, 2008) Cách tiếp cận mới mẻ này đã thôi luồng

gió mới vào phong trào giáo dục STEM đang diễn ra mạnh mẽ Sự ra đời của mô hình

giáo dục STEAM đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà giáo dục trên thể giới, nhận

được sự hưởng ứng va ủng hộ tích cực từ GV và HS Mô hình giáo dục STEAM nhanh

chóng lan rộng ở nhiều nước, trở thành khung giáo dục đào tạo cho HS phô thông.

STEAM phá vỡ các giới hạn và thay thế chúng bằng quá trình tò mò, học hỏi tìm tòi

phân tích phản biện và phát triển sáng kiến (Feldman, 2015).

1.1.1 Trên thế giới "¬ l

Giáo dục STEAM đã trở thành xu hướng phô biên trên toàn cau, đóng vai trò quan

trọng trong việc trang bị cho HS các kỹ năng cần thiết của thé kỷ 21 (UNESCO, 2020)

Theo báo cáo của UNESCO (2020), STEAM giúp thúc day sự phát triển toàn điện của

HS, từ tư duy phản biện đến khả năng sáng tao, đông thời tạo cơ hội tiếp cận bình đăng

với các lĩnh vực công nghệ và kỹ thuật trong tương lai.

Nhiều quốc gia đã đầu tư đáng kể vào việc phát triển STEAM trong giáo đục phéthông Tại Hoa Kỳ, chính phủ đã dành hàng tỷ đô la mỗi năm đề phát triên chương trình

giảng dạy và hỗ trợ dao tạo GV STEAM (National Education Association, 2022).

Chương trình nay đã góp phan thu hút hơn 40% HS tiêu học vào các khóa học tích hợp

STEAM, giúp tăng khả năng tiếp cận các môn học STEM từ bậc giáo dục sớm Tương

tự, các quốc gia ở Châu Âu như Đức và Phần Lan cũng đã tích hợp STEAM vào hệthong giáo dục quốc gia, với 70% HS trung học ở Phan Lan được tham gia vào các dự

án STEAM liên ngành (OECD, 20190).

Các quốc gia châu A như Nhật Ban và Singapore cũng chú trong phát triển giáo dụcSTEAM, đặc biệt là trong việc trang bị kỹ năng kỹ thuật số cho HS Bộ Giáo dục Nhật

Bản (MEXT, 2021) đã tích hợp các môn học lập trình và khoa học máy tính vào chương

trình tiều học, giúp HS tiếp cận công nghệ từ sớm Tương tự, tại Singapore, chính phủ

đã đầu tư vào các chương trình STEAM với mục tiêu đạt được ty lệ 90% HS trung

học thành thạo các kỹ năng lập trình cơ bản vào năm 2030 (Ministry of Education,

2020).

Bên cạnh các thành tựu, giáo dục STEAM van gặp phải một số thách thức Báo

cáo từ OECD (2019a) cho thấy, tại các quốc gia thu nhập thấp, chỉ có 15% trường học có

đủ trang thiết bị dé t6 chức các lớp học STEAM, dan đến sự bat bình đăng trong tiếp

cận giáo dục Ngoài ra, tỷ lệ GV được đảo tạo bài bản về STEAM vẫn còn thấp; một

nghiên cứu tại Hoa Kỳ cho thay chi 40% GV STEAM được dao tạo chuyên môn, gâyảnh hưởng đến chất lượng giảng day (National Education Association, 2022)

Nhìn chung, giáo đục STEAM đang đóng góp tích cực vảo việc nâng cao năng lực của

HS nhưng cần có những giải pháp hỗ trợ va đầu tư bền vững từ chính phủ va các tổ

chức quốc tế dé dam bao tat cả HS đều có cơ hội tiếp cận mô hình giáo dục này.

1.1.2 Trong nước

Trong bồi cảnh toàn cầu hóa và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, giáo

dục STEAM tai Việt Nam đã nhanh chóng bắt nhịp và trở thanh một xu hướng trong

những năm gần đây Các nghiên cứu vẻ giáo dye STEAM tại Việt Nam cho thay rằng

mô hình nay mang lại nhiều lợi ích cho HS và có tiềm nang phát triên phức hợp những

năng lực bậc cao cho người học khi nâng cao vai trò và mức độ tham gia của HS bằng

các hoạt động giải quyết van dé (Nguyễn Vinh Hiển, 2019; Tạ Thanh Trung et al.,2023) STEAM đang được áp dụng từ mầm non đến đại học Mô hình này không chỉ

được tô chức trong các môn học khoa học tự nhiên mả còn được tích hợp trong giáo

dục các chủ dé về khoa học xã hội và nhân văn như ý thức bảo vệ chủ quyên bién đảo,

biên giới quốc gia, (Hoàng Thị Tuyết, 2023), từ đó giúp HS có cái nhìn sâu sắc hơn

về mối liên hệ giữa kiến thức lý thuyết va ứng dụng thực tiễn, đặc biệt là trong các lĩnh

vực khoa học và công nghệ.

Mặc dù đã đạt được những tiến bộ nhất định, thực trạng cho thay vẫn còn nhiều thách

thức trong việc triển khai giáo dục STEAM tại các khu vực khó khăn và nông thôn.

Trường học tại vùng sâu, vùng xa thường không có đủ điều kiện cơ sở vật chất và GVđược đào tạo chuyên sâu dé giảng day STEAM, dẫn đến sự chênh lệch trong việc tiếpcận mô hình giáo dục nảy (Hoàng Thị Tuyết, 2023) Các nghiên cứu vẻ giáo dụcSTEAM tại Việt Nam cho thấy xu hướng tích cực nhưng cũng chỉ ra rằng cần có thêm

sự hỗ trợ về nguôn lực và đào tạo GV dé mô hình này thực sự hiệu quả và bên vữngtrên phạm vi cả nước (Hoang Thị Tuyết, 2023: Nguyễn Vinh Hiền, 2019; Tạ Thanh

Trung & Nguyễn Thanh Nga, 2021).

1.2 Nhu cầu đánh giá năng lực của người học trong giáo dục STEAM

1.2.1 Những nghiên cứu về năng lực của học sinh được bồi dưỡng trong giáo

dục STEAM

Hiện nay, đánh giá năng lực đang la xu hướng của nền giáo dục trên thé giới Giáo

dục Việt Nam dang trong giai đoạn chuyên từ định hướng chú trọng nội dung, kiến thức

sang phát triên pham chat va nang lực người học (Bộ Giáo dục va Dao tao, 201 8b) Dé

dap ứng định hướng đỗi mới này, quá trình đánh giá hoạt động học tập của người học

cũng can thay đổi Đánh giá kết quả học tập của HS đối với các môn học và hoạt động

giáo dục theo quá trình hay ở mỗi giai đoạn học tập chính là biện pháp chủ yêu nhằm xác định mức độ thực hiện mục tiêu day học vẻ kiến thức, kĩ năng, thái độ và năng lực, đông thời có vai trỏ quan trọng trong việc cải thiện kết quả học tập của HS (Weisberg,

2015) Dé chứng minh HS có năng lực ở một mức độ nào đó, phải tạo cơ hội cho HS

được giải quyết vấn dé trong tình huống mang tính thực tiễn Khi đó HS vừa phải vận

dụng những kiến thức, kĩ năng đã được học ở nhà trường, vừa sử dụng những kinh

nghiệm của bản thân thu được từ những trải nghiệm bên ngoài nhà trường (gia đình,

cộng đồng và xã hội) dé giải quyết van dé của thực tiễn (Bequette & Bequette, 2012) Việc đưa ra tiêu chí đánh giá quá trình học cũng rất khó khăn Khi một số phương pháp

đánh giá mới được đưa vào chương trình giáo dục phô thông gần đây trong các chương

trình của Bộ Giáo dục và Đảo tạo, những khó khăn được nhắc tới nhiều nhất là gánh

nặng công việc đánh giá dành cho GV tăng lên, sự thiếu hiểu biết về mục đích cũng nhưcác bước tiền hành đánh giá

Giáo dục STEAM được cho là sẽ làm phong phú thêm các lớp học khoa học trừu tượng,

khó hoặc thậm chí nhàm chán bằng cách làm cho chúng trở nên hap dẫn hơn (Yakman,

2008; Henriksen, 2017) Giáo dục STEAM khuyến khích người học đưa ra các giải

pháp sáng tạo hơn là trình bày các giải pháp sẵn có (Henriksen, 2017) O Việt Nam, sự thay đôi lớn trong định hướng dạy học ở trường phô thông của Bộ Giáo dục và Đảo tạo

Việt Nam từ nam 2018 đã khuyến khích triển khai hoạt động dạy học tích hợp STEAM

(Bộ Giáo dục và Dao tạo, 201§b).

1.2.2 Đánh giá năng lực tư duy thiết kế của người học trong giáo dục STEAM

Trong thập kỷ qua, tư duy thiết kế (design thinking) đã trở thành một chủ dé nghiên

cứu quan trong, được ứng dụng rộng rãi trong nhiêu lĩnh vực như kinh doanh, giáo dục,công nghệ và y tế Theo Razzouk và Shute (2012), tư duy thiết kế cung cấp cho HS một

mô hình học tập tích cực, tạo điều kiện để HS tự khám phá và phát triển năng lực cá

nhân thông qua các dự án thực tiến (Razzouk & Shute, 2012) Ngoài ra Razzouk và

Shute (2012) đã phát hiện rằng tư duy thiết kế mang lại một cách tiếp cận học tập tích

cực vả sáng tạo, tạo điều kiện cho HS tiếp cận các van dé một cách toàn điện và có cau

trúc.

Tuy nhiên, việc triển khai tư duy thiết kế trong giáo dục cũng gặp nhiều thách

thức Dorst (2011) cho rang việc thay đôi từ mô hình giảng day truyền thong sang tư

duy thiết kế đòi hỏi GV phải linh hoạt và HS cân thời gian để thích ứng với cách học

tập không có đáp án có định, điều này có thê gây khó khăn trong các môi trường giáo

duc bảo thủ.

Trong nước

Trong những năm gan đây, tư duy thiết kế (design thinking) đã bắt đầu được triển

khai và nghiên cứu trong lĩnh vực giáo dục tại Việt Nam như một phương pháp sáng

tao dé cải thiện chất lượng giảng day và học tập Theo Nguyễn và Tran (2021), cácchương trình thi điểm tư duy thiết kế tại một số trường trung học cơ sở ở TP Hồ Chí

Minh đã cho thay những cai thiện đáng kế trong năng lực học tập của HS, đặc biệt là

trong các môn Khoa học, Công nghệ Kỹ thuật, va Toán học (STEM) Kết quả nghiên

cứu cho thấy rằng HS tham gia vào các hoạt động tư duy thiết kế có xu hướng tự tin

hơn trong việc tiếp cận các vấn đề phức tạp và làm việc nhóm hiệu quả (Đỗ Đức Lân et

al., 2021).

Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng tư duy thiết kế trong giáodục Việt Nam vẫn còn gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là do hạn chế về cơ sở vật chất vàphương pháp đào tạo GV Một trong những rào cản lớn là thiểu kinh nghiệm và sự

chuân bị của GV trong việc tô chức các hoạt động học tập mở, tử đó gây khó khăn cho

việc áp dụng tư duy thiết kế một cách hiệu quả (Đỗ Đức Lân et al., 2021; Ta Thanh

Trung et al., 2023).

Tóm lại, nghiên cứu về tư duy thiết kế trong giáo dục đã chỉ ra rằng phương pháp nay không chi phát triển kỹ năng học tập sáng tạo và khả năng giải quyết van dé của

HS mà còn mở rộng các phương thức giảng dạy vả học tập linh hoạt hơn, phù hợp với

yêu cau của thé kỷ 21 Từ đó đặt ra nhu cầu đánh giá năng lực tư duy thiết kế của người

học trong giáo dục STEAM.

1.2.3 Nghiên cứu về năng lực tư duy thiết kế của HS THPT

Trong khi xem xét tư duy thiết kế trong giáo dục STEAM, Rusmann và

Ejsing-Duun (2022) đã tóm tắt cau trúc năng lực tư duy thiết kế bao gồm sáu thành tô: Xác lập

van dé; Đồng cảm; Suy luận; Đề xuất ý tưởng sáng tao; Mô hình hoá; Quản lý tiễn trình

thực hiện Nghiên cứu của Tạ Thanh Trung và các cộng sự (2024) đã cho thấy: các chỉ

số hành vi của hai thành tổ **Xác lập van để" và “Ding cam” có thé được gop chung vớinhau tạo thành thành tế “Thiết lập van dé bằng sự đồng cản”

1.3 Sự thiếu hụt các bài học STEAM gắn với giáo dục về bảo vệ môi trường nhằm phát triển năng lực người học

Một trong những chủ đề để khơi day sự đồng cảm và ý thức trách nhiệm của HS

là van dé BVMT, bởi đây không chỉ là mỗi quan tâm toàn cầu ma còn gắn bó mật thiết với đời sông hang ngày Giáo dục BVMT một phan của giáo dục PTBV, hướng tới việc truyền đạt kiến thức và kỹ năng vẻ bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu tác động

của con người đối với hệ sinh thái và thúc đây hành vi thân thiện với môi trường Theo

nghiên cứu của Tilbury (2011), giáo dục môi trường không chỉ giúp HS hiểu rõ hơn về

mỗi quan hệ giữa con người và môi trường, ma còn phát trién nang lực tư duy phản biện

và kỹ năng ra quyết định bền vững.

HS có xu hướng đặt minh vào các tình huống thực tế liên quan đến 6 nhiễm môitrường, biến đôi khí hậu, hoặc bảo tồn tai nguyên thiên nhiên, từ đó hình thành động

lực mạnh mẽ dé tìm kiếm giải pháp (Anastasiadis et al., 2021) Tại nhiều quốc gia, các

chương trình giáo dục BVMT đã được tích hợp vào hệ thống giáo dục quốc gia Giáo

dục môi trường nên không chỉ dừng lại ở việc truyền tải kiến thức, mà còn phải giúp

HS hình thành nhận thức và thái độ tích cực đối với các vấn đề môi trường toản cau,

phát trién tư duy phản biện vẻ các van đề như biển đổi khí hậu và quản lý tài nguyên.

Các nghiên cửu cũng chỉ ra rằng giáo dục BVMT khi kết hợp với các phương pháp

giảng day sáng tạo, như học qua dự án hoặc học ngoài trời, mang lại hiệu quả cao hơn

trong việc thúc đây hành vi BVMT Theo Ardoin va cộng sự (Ardoin et al., 2018), HS tham gia các chương trình học tap trải nghiệm về môi trường có xu hướng tích cực hơn trong việc tham gia các hoạt động BVMT và nâng cao nhận thức của cộng đồng về các

van dé sinh thái

Trong nước

Trong bỗi cảnh PTBV và BVMT ngày cảng trở thành mục tiêu trong tâm, giáo dục phát triển và giáo dục BVMT tại Việt Nam đã được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi Giáo

dục BVMT đã được lồng ghép vào chương trình học từ bậc tiêu học đến THPT, nhằm

nâng cao nhận thức của HS về các van đề môi trường, như ô nhiễm, biến đôi khí hậu,

va bảo vệ tải nguyên thiên nhiên (Bộ Giáo dục và Đảo tạo, 201§b).

Tuy nhiên, trong thực tiễn, các bai học STEAM thuộc chuyên đề "Vật lý với giáo

dục về BVMT" lại đang bị thiếu hụt cả về số lượng và chất lượng Điều này làm hạn

chế kha năng khai thác chủ đề BVMT như một cơ hội học tập tích cực, nơi HS có thêphát trién năng lực liên ngành và tư duy thiết kế thông qua các dự án sáng tạo Vì vậy,việc phát triển thêm nội dung các bài học STEAM không chi đáp ứng nhu cầu cấp thiết

về BVMT mà còn giúp trién khai hiệu quả phương pháp day học tích hợp từ đó phat triển toàn điện năng lực tư đuy phản biện, sáng tạo va giải quyết van đề của người học

(Đỗ Đức Lan et al., 2021).

Kết luận chương 1

Chương | tập trung trình bày tông quan lý thuyết về giáo dục STEAM, nang lực tư

duy thiết kế, và nội dung về giáo dục BVMT trong và ngoài nước Giáo dục STEAM được xác định là một phương pháp tích hợp các lĩnh vực, giúp HS phát trién tư duy

phản biện, sáng tao và khả năng giải quyết van dé trong bối cảnh thực tiễn Bên cạnh

đó, năng lực tư duy thiết kế được nhắn mạnh như một năng lực bậc cao trong giáo dục

hiện đại, hỗ trợ HS giải quyết các thách thức phức tạp thông qua quy trình đồng cảm,

xác định van đẻ, lên ý tưởng, thử nghiệm và triển khai giải pháp

Trong bối cảnh toàn cầu hóa và biến đôi khí hậu, giáo dục BVMT đã trở thành một nội

dụng thiết yêu trong các môn học, đặc biệt là Vật lý Sự tích hợp nội dung BVMT vào

các chuyên dé Vật ly không chỉ góp phan nâng cao nhận thức của HS về môi trưởng macòn giúp kết nói kiến thức lý thuyết với các vấn đẻ thực tiễn, khuyến khích hành độngbên vững Những nội dung nảy tạo nên tang lý luận quan trọng đẻ xây dựng các bài học

STEAM, đáp ứng mục tiêu giáo dục hiện đại và yêu cầu PTBV.

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIEN VE GIÁO DUC STEAM VANANG LỰC TƯ DUY THIẾT KE Ở TRƯỜNG THPT

2.1 Giáo due STEAM ở trường THPT

2.1.1 Khái niệm giáo dục STEAM

Theo tác gia Yakman, giáo dục STEAM được định nghĩa "là mô hình giáo dục tích

hợp các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Nghệ thuật và Toán học, được cấu trúclại thành một thé thong nhất Trong đó, Khoa học và Công nghệ được phân tích dướigóc độ của Kĩ thuật và Nghệ Thuật, tất cá dựa trên ngôn ngữ Toán học O khái niệmnày, yếu tô Nghệ thuật (Art) được đặt vao, đây là điểm khác biệt nôi bật của STEAM

so với STEM Yếu tổ nghệ thuật bao gồm không giới hạn các nghệ thuật khai phóng, từ nghệ thuật ngôn ngữ, nghiên cứu xã hội học, nghệ thuật vẻ thé chat, mỹ thuật và âm

nhac”.

STEAM là một cách tiếp cận giáo dục đối với việc học sử dụng Khoa học, Công

nghệ Kỹ thuật, Toán và Nghệ thuật như những công cụ dé hướng dẫn HS khám pha,

đối thoại và tư đuy phân tích một cách biện chứng Qua cách tiếp cận này, HS khôngchỉ tiếp thu kiến thức mà còn phát triển những phẩm chất cần thiết như kha năng chấp

nhận rủi ro một cách có suy nghĩ, sự kiên định trong giải quyết van đề, và niềm đam mê hợp tác Điều này thúc đây HS tham gia vào học tập trải nghiệm, nơi có thê thực hành,

thử nghiệm và sáng tạo Kết quả là, HS trở thành những cá nhân có khả năng tư duy

phản biện, biết làm việc nhóm và tìm kiếm giải pháp sáng tạo cho các vẫn đề phức tạp.

STEAM không chỉ chuân bị cho HS kiến thức mà còn rèn luyện kỹ nang cần thiết cho

thé kỷ 21

Trong phạm vi dé tài nghiên cứu, giáo due STEAM được hiểu là giáo duc tích hợp

kiến thức liên môn nhằm hình thành kiến thức, phát triển kĩ năng thực hành và khả

Hăng thiết kế của HS, từ đó giúp HS vận dung các kiến thức về khoa học, công nghệ

kĩ thuật, nghệ thuật và toán học để giải quyết một số vẫn đề thực tiễn trong cuộc sốnghang ngay

2.1.2 Các lĩnh vue của giáo dục STEAM

Bang 2.1 Các lĩnh vực của giáo dục STEAM

Lĩnh vực

- Cung cấp kiến thức khoa học tử các lĩnh vực như Vật lý, Hóa

Khoa học

(Technology)

Cong nghé

24

hoc, Sinh học và Khoa học Trái dat.

- Giúp cho HS hiểu rõ vẻ thế giới tự nhiên và giải quyết các vẫn

đẻ trong cuộc sông hàng ngày dưới góc nhìn khoa học

- Phát trién khả năng sử dụng, quản lý, ứng dụng công nghệ trongđời sống hiện đại

- Giúp HS hiểu được sự tiễn bộ của công nghệ và tầm quan trọng

của công nghệ đôi với cuộc sông của con người.

- Nang cao hiéu biét VỀ su phát triển của công nghệ thông qua

quá trình thiết kế kỹ thuật.

- Cung cấp cho HS kỹ năng áp dụng sáng tạo kiến thức Khoa học

và Toán học trong việc thiết kế mô hình hệ thống hoặc xây dựng

Phát triển kha năng phân tích, lập luận và truyền đạt ý tướng,

hiện thực hóa chúng thông qua việc tính toán và giải thích các

giải pháp cho các vấn đề toán học trong các tình huống cụ thể."

2.1.3 Mục tiêu giáo dục STEAM

Phát trién năng lực đặc thù STEAM

- Công nghệ: HS có khả năng sử dụng, quản lý và ứng dụng công nghệ.

- Kỹ thuật: HS hiéu quy trình thiết kế và chế tạo sản phẩm

- Nghé thuật: Giúp HS hiểu được ý nghĩa nhân văn trong việc tiếp cận và giải quyết

¬-van dé, vận dung trí tưởng tượng va tư duy sáng tao dé dé xuất các phương án, tử

đó nâng cao ý thức trách nhiệm của công dan đối với các van đề xã hội và thiết kếcác chủ đề mang tính nghệ thuật cao

Phát triển năng lực cốt lõi

Bên cạnh những hiểu biết liên quan đến các môn học thuộc về STEM, giáo dục

STEM còn chuan bị cho HS những nang lực cốt lõi đẻ thích ứng với nền kinh tế cạnh

tranh, toàn cầu hóa:

(1) Năng lực tự chủ và tự học.

(2) Năng lực giao tiếp và hợp tác.

(3) Năng lực giải quyết van đề và sáng tạo

Định hướng nghề nghiệp

Ngoài cung cap cho HS những kiến thức, kỳ năng mang tính nên tảng cho việc học

tập ở những bậc học cao hơn, giáo dục STEAM còn giúp HS định hướng nghề nghiệp trong tương lai, góp phần xây đựng nguồn nhân lực có năng lực, phẩm chất tốt, đáp ứng

mục tiêu xây dựng va phát triển dat nước

Nghị quyết số 29-NQ/TW về đôi mới căn bản, toàn diện Giáo dục — dao tạo đã khăng

định mục tiêu tong quát của đôi mới là “phát trién toàn diện va phát huy tốt nhất tiềm

năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân”; “Chuyên mạnh quá trình giáo dục từ chủ

yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn điện năng lực và phẩm chất người học”

Như vậy, mục tiêu day học phát triển phẩm chất, năng lực và mục tiêu của giáo

dục STEAM là twong dong

2.1.4 Đặc trưng của giáo dục STEAM

Có nhiều cách khác nhau đẻ triển khai giáo dục STEAM, nhưng dù áp dụng cáchnao, những nguyên tắc cốt lõi sau đây cần được thê hiện rõ:

- Liên kết chặt chẽ với các van đẻ thực tiễn.

- _ Khuyến khích HS tham gia trải nghiệm và tạo ra sản phẩm học tập thông qua hoạt

động nhóm, khám phá, tìm tòi, định hướng hành động.

Nội dung học tập chủ yêu từ các lĩnh vực Khoa học Tự nhiên, Khoa học Xã hội

-Nhân văn, Kỹ thuật, Công nghệ và Toán học mà HS đã học va đang học.

- Được đánh giá theo nhiều mục tiêu khác nhau, cần ghi nhận rằng có nhiều đáp án

đúng và coi thất bại là một phần cần thiết trong quá trình học

- _ Nhắn mạnh vai trò của nghệ thuật,

Hình 2.1 Các đặc trưng của giáo đục STEAM

STEAM liên kết chặt chẽ với các vấn dé thực tiễn

Xuất phát từ các vẫn đề thực tế, giáo dục STEAM đưa HS đối mặt với những tháchthức trong các lĩnh vực xã hội, kinh tế và môi trường từ đó khuyến khích các em tìmkiếm giải pháp Dé xử lý các van dé, HS nghiên cứu những kiến thức liên quan thuộccác môn học, đồng thời áp dụng vào thực tiễn thông qua sách giáo khoa, tài liệu họctập, thiết bị thí nghiệm, công nghệ Quá trình nay doi hỏi HS phải tông hợp và vận dụngkiến thức một cách linh hoạt Vì vay, STEAM không chỉ mang đến những thử thách màcòn mở ra cơ hội đề phát triển phương pháp dạy học tích hợp Điều này góp phan xâydựng những cá nhân có năng lực đáp ứng yêu cau về kỹ năng trong thể kỷ XXI

STEAM khuyến khích HS tham gia vào các hoạt động nhóm, khám phá, tìm tòi,

định hướng hành động, trải nghiệm và tạo ra sản phẩm học tập.

Học tập là quá trình tự giác và hợp tac, giúp HS tự tin, mạnh dan và mở rộng hiệu

biết về thé giới xung quanh HS tự học, trao đổi thông tin dé chia sẻ ý tưởng, mở rộng

và điều chính kiến thức, đồng thời thiết kế hoạt động tim tdi, khám phá phù hợp với van

dé cần giải quyết Sản phẩm hoặc giải pháp cudi cùng phải do HS tạo ra, có tính mới

mẻ (cải tiến cái cũ hoặc sáng tạo cái mới) và tính ưu việt (đẹp hơn, hợp lý hơn, tiết kiệm

hơn) so với cái hiện có.

Vai trò của GV là đặt ra những câu hỏi mở, khơi gợi trí tưởng tượng cho HS; khuyến khích HS đặt câu hỏi và kiên nhẫn với những thắc mắc sâu sắc của các em Kết quả học

tập chỉ có thé đạt được thông qua nỗ lực của từng cá nhân, kết hợp với sự tương táctrong và ngoài nhóm Điều này sẽ hiệu quả hơn nêu nhà trường xây dựng những tập thélớp tự chu, cho phép HS giao lưu rộng rãi với cộng đồng và bạn bè cùng trang lứa nhằm

hỗ trợ cho hoạt động học tập.

STEAM có nội dung chủ yếu từ các lĩnh vực Khoa học Tự nhiên (Lý, Hóa, Sinh),

Kỹ thuật, Công nghệ, Toán học và Khoa học Xã hội, mà HS đã học và dang học.

Các bài học STEAM can được thiết kế phù hợp với mức độ kiến thức của HS, đồng

thời liên kết với kinh nghiệm và hiểu biết mà các em đã có, từ đó gợi mở những nhiệm

vụ học tập mới Xuất phát từ yêu cầu của nhiệm vụ hiện tại, HS sẽ phát sinh nhu câu khám phá kiến thức mới Thông qua quá trình nay, GV sẽ giới thiệu kiến thức mới.

đông hành, hỗ trợ và định hướng HS trong hành trình tìm hiểu và khám phá

Việc tạo dựng một môi trường học liệu phong phú vả đa dạng là điều cần thiết dé

khuyến khích HS tham gia các hoạt động STEAM Tuy vậy, phương pháp STEAM

không yêu cầu phải có quá nhiều thiết bị hiện đại Trong boi cảnh giáo dục phô thông.bên cạnh việc sử dụng các thiết bị công nghệ cao, có thé tận dụng các vật liệu thân thiện

với môi trường và những đồ dùng dé tìm đề đạt hiệu quả giảng day tốt nhất,

STEAM được đánh giá theo nhiều mục tiêu, cần ghỉ nhận rằng có nhiều đáp ánđúng cho một vấn đề và coi thất bại là một phân thiết yếu trong quá trình học

Một câu hỏi nghiên cứu có thê mở ra nhiều giả thuyết khoa học khác nhau; một van

dé cần được giải quyết có thê gợi ý nhiều phương án, từ đó giúp lựa chọn giải pháp tôi

ưu nhất Dac điềm của các bài học STEAM là không giới hạn trong một kết quả đúngduy nhất Tiêu chí này làm nồi bật vai trò thiết yêu của năng lực giải quyết van dé và sự

sang tạo trong quá trình học tập STEAM.

Đề cao vai trò của nghệ thuật

STEAM tập trung vào yếu t6 con người thay vì chỉ chú trọng vào các môn học; nó

coi trọng nhân cách và cá tính của HS là trung tâm Trong mô hình STEAM, không có

áp lực phải trở thành một nhà khoa học hay kỹ sư - HS có thé đóng vai trò là nhà thiết

kế, lập trình viên va nhà khoa học đông thời.

2.1.5 Các hình thức tô chức giáo dục STEAM

Hiện nay, các nghè nghiệp trong xã hội về khoa học, công nghệ, kĩ thuật, nghệ thuật

hay toán học rat đa dang; vi vậy, giáo dục STEAM dang tạo động lực phát triển rat lớntrong xã hội Giáo dục STEAM cũng giúp tư duy nghệ thuật được lồng ghép vào cáchoạt động STEM là bước tiếp cận gần hơn tới việc ứng dụng các kiến thức STEM đềgiải quyết những van đề thực tế cuộc sống (Nguyễn Vinh Hiền, 2019) Do đó, việc tô

chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEAM sẽ là điểm mới giúp định

hướng cho người học vào các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEAM

NC KHKT

& Ý Deyhoo Es

Hình 2.2 Mức độ áp dụng giáo dục STEAM Hiện nay, tại Việt Nam, giáo dục STEAM trong các trường phô thông đã đạt được

những kết quả ban đầu đáng khích lệ va đang ngày càng lan rộng tạo nén tảng thuậnlợi cho việc triển khai đồng bộ và hiệu quả trong tương lai Dưới sự chỉ đạo của BộGiáo dục và Đào tạo về việc xây dựng và thực hiện chương trình giáo dục, trong nhữngnăm gan đây, các trường phô thông tại Việt Nam đã đưa STEAM vào giảng dạy thông

qua nhiều hình thức khác nhau, phù hợp với điều kiện và đặc điểm riêng của từng

trường (Hình 2.2.)

Trong hình thức triển khai day môn học theo định hướng STEAM, dựa vào mức độ

tham gia của HS trong các hoạt động vận dụng và tích hợp kiến thức từ nhiều môn học

dé quan sát một đôi tượng hoặc van đề nghiên cứu, hình thức giáo dục STEAM này cóthe được chia thành 2 mức độ triển khai (Bush et al., 2020):

(1) Bài học STEAM giải quyết van đề thực tiễn

(2) Bài học STEAM giải quyết van dé bằng sự đồng cảm

Bên cạnh đó, các hình thức này cũng thê hiện mối liên chặt chẽ với các mức độ tích hợp

các môn học: đa môn, liên môn và xuyên môn (Edelen et al., 2023).

- Mức độ 1: Bài học STEAM giải quyết vẫn đề thực tiễn

O mức độ này, hành vi của HS chủ yếu được định hình bởi các vấn dé mà các emđược giao tìm hiểu GV đóng vai trò chủ đạo trong việc thiết kế và xác định nội dung

của bài học STEAM bang cách xây dựng các câu hỏi và van dé mà HS cần khám phá.

Do đó, HS thường hành động dựa trên những định hướng từ GV, khiến các em chưa cónhiều cơ hội áp dụng quan điềm cá nhân vào việc giải quyết vẫn đề Tuy nhiên, ở cấp

độ này, HS vẫn có thẻ tham gia một phần vào việc xác định nội dung và các van đề

nghiên cứu Đồng thời, GV cũng đưa ra hướng dẫn cụ thé vé cách thức HS thực hiện

các hoạt động và phương pháp tích hợp các môn học STEAM.Muc độ tích hợp trong

hình thức này bao gồm hai loại: tích hợp đa môn và liên môn Trong tích hợp đa môn,

các môn học thường được thực hiện riêng biệt với ranh giới rõ ràng, dẫn đến việc HS khó nắm bắt mdi liên hệ giữa các lĩnh vực Ngược lại, khi các câu hỏi mang tính liên môn được đưa vào, HS sẽ có cơ hội khám phá sự kết nối giữa các môn học, tạo điều kiện cho các em nghiên cứu các van dé một cách sâu sắc hon, HS có thé đồng thời tham

gia vào hoạt động học tập thực hành và tiếp cận các nội dung toán học và khoa học

Một đặc điểm noi bật của bài học STEAM theo hình thức này là van dé được đặt

ra với ranh giới rõ ràng HS có thé nhận điện các mỗi liên hệ giữa các môn học, nhưngnhững mối liên hệ này được xác định bởi van dé nghiên cứu và GV ~ người chịu trách

nhiệm thiết kế van đẻ Vì vậy, mặc dù HS có thé nhận thay sự kết nối giữa các nội dung

STEAM và van đề can giải quyết, vai trò của các em vẫn chi dừng lại ở việc tiếp nhận

kiến thức Dù có khả năng mô tả mối liên hệ giữa các nội dung STEAM và vẫn dé

nghiên cứu, HS không thé thực hiện các nhiệm vụ học tập khác ngoài những nhiệm vụ

đã được GV lập kế hoạch từ trước

- Mức độ 2: Bài học STEAM giải quyết van đề bằng sự đồng cam

Mức độ thứ hai trong dạy học STEAM cho phép HS tham gia giải quyết vẫn đề

thông qua sự đồng cảm, nghĩa là các em thực hiện các nhiệm vụ nhằm kết nối bản thân

với nhu cầu của người khác hoặc môi trưởng xung quanh Tại mức độ này, HS vận dụng kiến thức và kỹ năng từ các lĩnh vực STEAM đẻ nghiên cứu sâu hơn các vẫn đẻ xã hội,

đề vì lợi ích của người khác hoặc cải thiện môi trường xung quanh Hình thức này đượcđánh giá là mang lại nhiều cơ hội phát triển nang lực nhất cho học sinh (Bush et al.2020) Yếu t6 đồng cảm cho phép HS định vị lại vai trò của mình, giảm sự áp đặt từgiáo viên, đông thời tận dụng tốt hơn góc nhìn cá nhân Điều này trở thành động lực dé

học sinh hiểu tại sao cần tích hợp kiến thức từ nhiều môn học nhằm nghiên cứu sâu hơn

vẻ tình huồng va đưa ra các giải pháp sáng tạo (Bush ct al., 2020).

Với cách tiếp cận này, HS có thể đảm nhận các vai trò mới như người đánh giá,

người giải quyết van dé, người đặt ra thách thức, hoặc chuyên gia trong các lĩnh vực

STEAM Thay vì bị giới hạn bởi nội dung do GV quy định, HS giờ đây có khả năng đề

xuất và tự quyết định nội dung học tập cũng như các phương pháp thực hành phù hợp

nhất dé giải quyết van đề một cách hiệu qua

Trong phạm vi luận văn, chúng tôi tập trung nghiên cứu hình thức bai học STEAM

STEAM giải quyết vấn đề bằng sự đồng cảm

2.1.6 Giáo duc STEAM gắn với giáo dục về bảo vệ môi trường

Giáo đục bền vững là hỗ trợ con người tiếp thu kiến thức, kỹ năng cũng như các

giá trị mà qua đó họ có thé đóng góp hiệu quả vào việc định hình một tương lai bên

ving Trong giáo đục bên vững, các lĩnh vực chính như biển đôi khi hậu, đa dạng sinhhọc và BVMT được xem xét Các tô chức giáo dục đã thúc đây khái niệm giáo dục bên

vững vì nó giúp HS phát triển kiến thức về cộng đông cùng với các cách dé duy trì cộng

dong

Thế giới đang phải vật lộn vì van đề biến đổi khí hậu; do đó, điều cần thiết là phải

phát triển nỗ lực hợp tác từ liên minh các tô chức dé làm cho giáo dục bền vững trở nên

hiệu quả Điều này không chỉ thúc đây các cách sửa đôi các hoạt động bên vững; màcòn giúp giải quyết các van đề vẻ tính bên vững ở cấp độ toan cau Nghiên cứu hiện tại

đã được thực hiện nhằm mục đích xác định tương lai của giáo dục bền vững thông qua

việc tích hợp chủ đẻ này vào giáo dục chính thông và khuôn khô chính sách.

Giáo dục STEM có tầm quan trọng đặc biệt trong việc chuân bị cho HS thành công vì

nó giúp phat triển một số kỹ năng có liên quan đến công việc tương lai Các khóa học

STEM đặc biệt là kỹ thuật va công nghệ cho phép HS tham gia vảo các dự án thực hành,

trong đó các em không chỉ chế tạo một rô-bốt hoặc động cơ đơn giản mà còn có thẻ tích

hợp các công nghệ có thê hỗ trợ thực hiện các chương trình PTBV một cách hiệu quả.

Trong bối cảnh này, chương hiện tại có gắng tích hợp các môn học STEM và tính bền

vững trong giáo dục chính nhằm mục đích phát triển các nhà lãnh đạo sinh thái Nghiên cứu trong lĩnh vực này nêu rõ tầm quan trọng của việc tích hợp các chủ dé vé tinh bèn ving trong STEM và cách sử dụng các công nghệ và đổi mới khác nhau có thé giúp duy trì môi trường Chương này cũng xác định thêm các rao can ma các tô chức giáo

dục gặp phải khi tích hợp các khái niệm vẻ tính bên vững trong giáo dục STEM giáo

dục STEAM là một phương pháp hiệu qua dé giải quyết các van dé vẻ tinh bền vững.Học tập theo bài học STEAM cho phép HS khám phá những thách thức trong thé giớithực và phát triển các kỹ năng giải quyết van dé Băng cách thiết kế các dy án học tậpgiải quyết các thách thức về tính bền vững, HS có được sự hiéu biết sâu sắc hơn về chủ

đề này dong thời đóng góp vao một tương lai bên ving hơn Các nhà nghiên cứu đã trình bày những thay đôi bền vững tiềm năng trong các trường học, bao gồm thiết kế

quy trình học tập, nội dung giáo dục và vai trò của GV và HS.

Giáo duc BV MT (Environmental Education - EE) là một lĩnh vực quan trọng nhằmnâng cao nhận thức cộng đồng về các van dé môi trường và khuyến khích hành độngbền vững Tại nhiều quốc gia, giáo dục BVMT đã được tích hợp vào các chương trình

giảng dạy chính thức hoặc hoạt động ngoài giờ dé xây dựng ý thức cộng đồng về việc

bao vệ tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và thúc day

PTBV.

Các vấn đề môi trường nỗi bật trong giáo dục

+ _ Biến đối khí hậu: Tăng cường giáo dục vẻ biến đổi khí hậu, bao gồm hiểu biết

về nguyên nhân, tác động và các giải pháp giảm thiểu

+ O nhiễm môi trường: Ô nhiễm không khí, nước và đất là những vấn dé quan

trọng mà giáo dục BVMT cần giải quyết.

« Sw suy giảm tài nguyên thiên nhiên: Tài nguyên thiên nhiên đang bị khai thác

quá mức, đe dọa sự bên vững của nhiều hệ sinh thái và các cộng đồng phụ thuộc

vào chúng.

Các hình thức giáo dục về BVMT trên thế giới

+ Gido dục trong các trường học: Hau hết các quốc gia đều đã tích hợp giáo dục

môi trường vào các môn học như Khoa học, Sinh hoc, Dia lý, và ngay cả trong

các hoạt động ngoại khóa Các phương pháp học tập có thé bao gồm các chuyên

đi thực té, các dự án nghiên cứu về BVMT và các hoạt động tham gia vào cộng

đồng.

+ Giáo dục cộng đồng: Nhiều tô chức phi chính phú và chính phú đã triển khai

các chương trình giáo dục ngoài trường học nhằm nâng cao nhận thức về môi

trường trong cộng đồng, chăng hạn như các chiến địch bảo vệ rừng, giảm thiểu rác thải, bảo vệ nguồn nước sạch v.v.

+ Giáo dục kỹ năng cho nhà lãnh đạo: Một số quốc gia còn đặc biệt chú trọng

đến việc dao tạo các nhà lãnh đạo và các chuyên gia về môi trưởng, dé họ có thé

áp dụng các chiến lược BVMT hiệu quả tại các tô chức và cộng đồng của mình.Các chương trình giáo dục BVMT đang ngày càng được các quốc gia và tô chức quốc

tế chú trọng và phát triển, với mục tiêu giúp tạo ra một the hệ nhận thức rõ ràng về tam

quan trọng của môi trưởng và có kha năng hành động để bảo vệ hành tinh cho các thé

hệ tương lai Giáo dục BVMT (EE - Environmental Education) tại Việt Nam đã và đang

đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao nhận thức của cộng đồng về BVMT, khuyến

khích hảnh động bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và duy trì sự PTBV Tuy nhiên, việc

triển khai giáo dục BVMT ở Việt Nam van còn gặp nhiều van dé và thách thức:

- Nhận thức vé tầm quan trọng của giáo dục BVMT

Ở Việt Nam, nhận thức về BVMT vẫn còn hạn chế, đặc biệt là ở những khu vực nông thôn, miễn núi Mặc dù trong những năm gan đây, các van đẻ môi trường như 6 nhiễm không khí, nước, rừng bị tàn pha, biến đôi khí hậu đang ngày cảng trở nên rõ rệt và cấp

bách, nhưng giáo dục BVMT chưa được xem là một nhiệm vụ cấp bách trong hệ thông

giáo dục Giáo dục môi trường chủ yếu mới chỉ được nhắc đến một cách gián tiếp qua

các môn học khoa học tự nhiên hoặc trong các hoạt động ngoại khóa.

- Nguồn lực và đào tạo GV

Một van dé khác là thiếu đội ngũ GV có chuyên môn về môi trường hoặc có đào tạo

chuyên sâu về giáo dục BVMT Các GV hiện tại chủ yêu được đảo tạo theo các chương trình giảng day truyền thống và không được trang bị day đủ các kỹ năng can thiết dé giảng day hiệu quả về BVMT Theo thống kê, số lượng GV được đào tạo ve BVMT

còn rất hạn chế và chưa đáp ứng được nhu cầu giảng đạy thực tiễn

- Khó khăn trong việc đánh giá hiệu quả giáo dục môi trường

Một khó khăn khác trong giáo dục BVMT tại Việt Nam là việc đánh giá hiệu qua của

các chương trình giáo dục môi trường Mặc dù các hoạt động giáo dục môi trường được

tô chức rộng rãi, nhưng việc đo lưởng sự thay đôi trong nhận thức và hành vi của người

học còn rất khó khăn Điều này dẫn đến khó khăn trong việc cải thiện và nâng cao chất

lượng giáo dục môi trường.

Nhìn chung, giáo dục BVMT tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức, nhưng

cũng có cơ hội lớn dé phát triển khí được đầu tư đúng mức và kết hợp giữa lý thuyết vàthực hành Đây cũng là khoảng trông tạo cơ hội cho việc triển khai các bài học STEAM

nhằm phát trién năng lực tư duy thiết kế cho HS.

2.2 Năng lực tư duy thiết kế của học sinh THPT

2.2.1 Một số khái niệm

2.2.1.1 Tư duy thiết kế

Tư duy thiết kế (design thinking) được xem là một phương pháp tiếp cận sáng tạo,

lay con người làm trung tâm, nhằm giải quyết các van đề phức tap thông qua các giai

đoạn liên tục của sự đồng cảm, xác định van dé, ý tưởng thử nghiệm và triên

khai Brown (2009) định nghĩa tư duy thiết kế như một "phương pháp đề tạo ra sự đôi

mới mang tinh chiến lược," giúp tô chức tìm ra những giải pháp pha hợp với nhu cầucủa người dùng Trong bối cảnh doanh nghiệp, tư duy thiết kế đã chứng minh được hiệuquả trong việc thúc day kha năng sáng tạo va đáp ứng nhu cầu thị trường Brown

(2009) cho rằng tư duy thiết kế là chia khóa dé tạo ra giá trị kinh tế, đặc biệt trong những ngành công nghiệp đòi hỏi sự đôi mới liên tục Mặc dù có nhiều lợi ích, việc triển khai

tư duy thiết kế vẫn gặp một số rào cản Dorst (2011) chỉ ra rằng một trong những khó

khăn chính là việc thay đôi tư duy từ cách tiếp cận tuyến tính sang cách tiếp cận thử

nghiệm và cải tiễn liên tục, điều này đòi hỏi thời gian và sự thay đôi văn hóa trong tô

chức.

Trong lĩnh vực giáo dục, tư duy thiết kế đã được chứng minh là một công cụ hiệu quả trong việc phát triển kỹ năng tư duy sáng tao, phản biện và kha năng giải quyết van

đề ở HS Tư đuy thiết kế giúp HS tiếp cận các vấn đẻ học thuật và thực tiễn theo cách

thức đôi mới, thông qua quá trình đồng cảm, xác định van dé, phát triển ÿ tưởng thử

nghiệm và cải tiền.

Tư duy thiết kế là một phương pháp luận dựa trên tư duy đôi mới (Melles et al.,

2012) và là một kiểu tư duy sáng tạo có liên quan đến phân tích cảm tính (Razzouk &

Shute, 2012) Trong khi tư duy phân tích truyền thống tập trung vào lý tri, tư duy thiết

kế đặt con người làm trọng tâm Phương pháp này giúp các nhà thiết kế hiểu sâu hơn

về tâm lý và nhu cầu thực sự của người tiêu ding, từ đó dé xuất các ý tưởng thiết kế

phù hợp, đáp ứng các nhu cầu đó (Dunne & Martin, 2006) Vì thế, tư duy thiết kế thườngđược str dụng dé giai quyết các van dé phức tap trong nhiều lĩnh VỰC

2.2.1.2 Nang lực tư duy thiết kếKhái niệm năng lực tư duy thiết kế được Razzoukm và Shute (2012) lần đầu tiên

đề cập khi mô tả một cau trúc năng lực thé hiện các biéu hiện hành vi của một cá nhân

giải quyết vấn đẻ theo tư duy thiết kế đạt hiệu quả Theo khung lí thuyết được các nhà khoa học này dé xuất, năng lực tư duy thiết kế được mô hình hóa thành một hệ thong

cau trúc nhiêu bậc với 3 thành phan chính gồm: (1) Kĩ năng thiết kế, (2) Ngôn ngữ thiết

kế và (3) Đặc tính hành vi theo tư duy thiết kế.

Trong quá trình triển khai giáo dục STEAM tại các trường trung học, việc thúc

đây các phương pháp day học đựa trên thiết kế giải pháp đã góp phan phat triển năng

lực tư duy thiết kế ở HS Đây là một năng lực phức hợp thé hiện qua việc HS vận dụng tông hợp kiến thức, kỹ năng và các yếu tô tâm lý cá nhân như sự hứng thú, niềm tin và

ý chí, nhằm sáng tạo ra các giải pháp thiết kế độc đáo Nang lực nảy được phát triểnthông qua việc giải quyết các nhiệm vụ học tập hoặc van đề thực tế, áp dụng một phươngpháp luận cân bằng giữa tư duy phân tích (tư duy đóng) và tư duy trực giác (tư duy mở)trong những tình hudng cụ thê Trong toàn bộ quá trình yếu tổ con người luôn được đặt

ở trung tâm, hướng tới việc tìm kiểm giải pháp phù hợp nhất với đôi tượng hưởng lợi

từ giải pháp đó.

2.2.1.3 Nang lực tư duy thiết kế của học sinhNăng lực tư duy thiết kế của HS được coi là “một năng lực phức hợp, thé hiện qua

việc huy động kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính tâm lý cá nhân khác như hứng thú,

niềm tin và ý chí để tạo ra những giải pháp thiết kế sáng tạo” (Razzouk & Shute, 2012)

Điều này dựa vào việc giải quyết các nhiệm vu học tập hoặc những van dé phức tạp trong thực tiễn, thông qua “mé6t phương pháp luận kết hợp hài hòa giữa tư duy phân tích (tư duy đóng) va tư duy trực giác (tư duy m6) trong các bỗi cảnh cụ thé” Trong quá trình này, yếu tô con người được đặt ở trung tam, nhằm giải quyết van dé phù hợp với

đối tượng thụ hưởng giải pháp nhất định (Melles ct al., 2012; Razzouk & Shute, 2012)

2.2.2 Cầu trúc năng lực tư duy thiết kế của học sinh THPT

Trong khi xem xét tư duy thiết kế trong giáo dục STEAM, Rusmann và Ejsing-Duun

(2022) đã tóm tắt cấu trúc năng lực tư duy thiết kế bao gồm 6 thành tố:

5 Mô hình

hóa

Hình 2.3 Cấu trúc năng lực tư duy thiết kế của Rusmann và Ejsing-Duun

Nghiên cứu của Tạ Thanh Trung và các cộng sự (2024) đã cho thấy: các chỉ số hành vi

của hai thành tổ “Xác lập van dé” va “Dong cảm” có thé được gộp chung với nhau tạothành thành to “Thiết lập van dé bằng sự đồng cảm" Chúng tôi xây dựng các chỉ sốhành vi đánh giá năng lực tư duy thiết kế của HS gồm 5 thành tố:

- Thành tổ 1: Xác lập van dé bằng sự đồng cảm

Xác lập van đẻ là khả năng tìm kiếm, hiểu và xác định phạm vi van dé bằng cách

đặt câu hỏi về van dé và xác định tình huống (Rusmann & Ejsing-Duun, 2022) Hon

nữa, quá trình này đòi hỏi một tư duy cởi mở và khả năng thích ứng với van dé mới

(Bush et al., 2020).

Van dé được nay sinh khi tồn tại một khoảng cách giữa nhận thức thời điểm thựctại và kỳ vọng mong muốn ở tương lai Vấn đề thường được mô tả qua một câu hỏi hoặcmột nhiệm vụ mà với những hiểu biết hiện tại chúng ta chưa thê xử lý hay hoàn thành

Khi đó, thông qua các quá trình tìm hiéu, khám phá thông tin và thử nghiệm phương

pháp, chúng ta tiến hành giải quyết van dé và kết thúc quá trình giải quyết đó khi đạt

được như kỳ vọng Cũng vi vậy, các van dé được xem là cơ hội dé con người phát triển

nhận thức với kết qua thường là giải pháp hoặc thậm chi là phát minh mới Ngoài ra,

việc tích cực xác định các van dé con mang lại cho chúng ta nhiều cơ hội đẻ cải tiễnnhững giải pháp hiện có (Bush et al., 2020; Razzouk & Shute, 2012) Trong cuộc song

hang ngày của con người, các hoạt động dién ra thường đi kèm với chuỗi các van dé đòi hỏi chúng ta phải xử lý Người có khả năng giải quyết vẫn đề là người nhận ra được

đâu là van đề cốt lỗi, từ đó đặt được câu hỏi trọng tâm đẻ giải quyết và ra quyết định.Trong ngữ cảnh giáo duc, các tinh huéng học tập hay các vấn đề hiện nay đa phần được

GV thiết kế sẵn nên ít tạo cơ hội dé HS bộc lộ khả năng nhận ra được van đề Tuy nhiên,

trong môi trường học tập theo định hướng giáo dục STEAM đề cao tinh than chủ động

của người học, HS đã có thêm điều kiện dé tham gia vào quá trình thiết lập bối cảnhchứa dựng van dé, nhận ra van dé va phát biểu chúng (Scheer et al., 2012) Cụ thê, với

sự động viên va đồng hành của GV, HS có cơ hội được quan sát, tìm hiểu và nhận thứcđược van đề một cách khách quan và day đủ (Scheer et al., 2012; Tan & Wong, 2012).Bên cạnh đó, HS cũng được rèn luyện dé cân nhắc vẻ giới hạn xử lý van dé, von là một

thông tín cần thiết trong quá trình tự xác lập vẫn đè Trong quá trình học tập với các mô hình giáo dục STEM/STEAM hay hoạt động trải nghiệm, HS có cơ hội thé hiện được khả nang tư duy như các nhà khoa học, kỹ sư hay nha thiết kế Ở góc độ nhà thiết kẻ,

pha xác lập van dé cung cap cho HS một cái nhìn trực điện và tạo hứng thú trai nghiệmcác van đẻ Xác lập van dé còn giúp HS trong vai trò những nhà thiết kế tiến hành xem

xét những đánh giá, định kiến của mình và mọi người về vấn đẻ thông qua các cách

trình bay khác nhau về tình huống có van đề đó, thay vì chỉ chấp nhận van đề thông qua

những thông tin mà nó biểu hiện.

Khi phân tích van dé, kha năng thấu hiểu tâm tư, nguyện vọng của đối tượng thụ

hưởng là chìa khóa then chốt đề khai thác thông tin hiệu quả và chính xác (Tan & Wong.

2012) Khả năng đó được gọi là đồng cảm Thông thường, thuật ngữ này thường bị

nhằm lẫn với thông cảm Trong các nghiên cứu vẻ tâm lí hoc, đồng cảm và cảm thông được đưa vào ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến khoa học xã hội nhằm hỗ trợ

quá trình hiểu về nhu cau va mong muốn của đối tượng thụ hướng Đông cảm va cảmthông cùng là thuộc tính tâm lí của con người, liên quan đến khả năng bộc lộ cảm xúcđối với một đối tượng xác định Theo đó, cả hai đều là những phản ứng tinh cam, với

biểu hiện là việc đánh giá trạng thái tỉnh thần của người khác Đồng cảm và cảm thôngđều có chức năng chung lả thiết lập và duy trì mỗi quan hệ xã hội Mặc dủ có những

điểm tương đồng vẻ một số thành phần chức năng, nhưng hai trạng thái cảm xúc này

lại là hai thực thể cảm xúc khác nhau Sự đồng cảm là phan ứng cam xúc được cộng

hưởng cảm xúc với người khác Sự cộng hưởng cảm xúc này được đặt trưng boi sự

đồng nhất về cảm xúc, nghĩa là trai qua cùng một trạng thái cám xúc mà cá nhân khác

cảm nhận được Ngược lại, sự thông cảm thiếu đi thành phần cộng hưởng cảm xúc và

đồng nhất cam xúc với người khác Thông cảm là khả năng nhận biết, hiểu va chia sẻvới người khác về mặt cảm xúc Thông cảm được đặc trưng bởi những cảm giác quan

tâm, buôn phiên, hối hận, biết ơn, của chủ thé vẻ trạng thái của người khác khi họ

đang gặp vấn đẻ

Trong giáo dục, sự đồng cảm được lồng ghép trong nhiều hoạt động học tập và hỗ

trợ HS phát triển kĩ năng xác lập van dé Thông qua các hình thức học tập đa dang như

dự án hay trải nghiệm STEM/STEAM, HS có môi trường dé tìm hiéu và cảm nhận sâu

sắc hơn về các van đẻ học tập hay van đẻ xã hội cần giải quyết HS tìm hiểu về các vấn

đề trong cuộc sống hàng ngày bằng cách thực hiện các cuộc phỏng vấn với người dân

địa phương va các chuyên gia, cũng như thực hiện các quan sát về những khó khăn

người khác có thé gặp phải Từ đỏ, các em xây dựng sự đông cảm vả hiểu biết về conngười và tình hình van dé hoặc thách thức được đặt ra (Scheer et al., 2012) Mục tiêucủa những hoạt động học tập này là có được manh mối về mỗi quan hệ giữa vẫn đề và

bối cảnh của nó và đề tìm ra những nhu cầu tiêm ản, khởi đầu cho quá trình xác lập và giải quyết van dé, Ngoài ra, thông qua các tình huỗng giả định, HS có thé đặt mình vào

vị trí của người đang gặp khó khăn dé đồng cảm với hoàn cảnh cùng như nắm bắt đượctrạng thái tâm lí của đối tượng Sau đó, HS sẽ được phân công nhiệm vy, đóng vai thànhcác chuyên gia đê giải quyết van dé mà đối tượng gặp phải Nhờ ki thuật đóng vai, HS

sẽ hiểu rõ vai trò, vị trí của bản thân trong bối cảnh vấn đẻ

- Thanh tố 2: Suy luận

Suy luận là khả năng lập luận dựa trên các dit kiện thu thập được dé đưa ra một

kết luận nhất định Suy luận biéu hiện qua hành vi tìm kiểm thông tin khoa học, sử dụng các kinh nghiệm, kiến thức có sẵn dé thực hiện liên kết các dữ kiện, tư duy logic và kết quả là đưa ra các hệ thong lập luận (Lim et al., 2013) Dưới góc độ tâm lí học, suy luận gồm hai giai đoạn: suy luận hội tụ và suy luận phân nhánh.

Suy luận hội tụ là quá trình lập luận dựa trên những điều đã biết dé đi đến một kếtluận cụ thê Ngược lại suy luận phân nhánh là việc sử dụng trí tưởng tượng dé kết nối

thông tin và đưa ra nhiều câu tra lời khác nhau cho cùng một van đẻ Trong các tình

huỗng khoa học, nơi yêu cau biện luận, phân tích va chứng minh dé rút ra kết luận, suyluận hội tụ sẽ được phát huy tối đa Trong khi đó, trong các lĩnh vực nghệ thuật, suyluận phân nhánh thường được khuyến khích hơn Suy luận mang ban chất khoa học, vì

kiến thức khoa học là sản phẩm của quá trình tư duy và suy luận của con người Các phát kiến mới thường xuất phát từ việc nghiên cứu, lập luận vả thực nghiệm đẻ chứng

minh Qua trình suy luận giúp hình thành các kết luận và nhận định mới thay thé cho

những kiến thức cũ và lỗi thời, từ đó thúc đây sự phát triển của khoa học và công nghệ.

Trong hoạt động học tập, HS sử dụng dữ liệu đã điều tra và thu thập về vẫn đẻ,cùng với các thông tin ghi nhận từ đặc điểm của đối tượng dé đưa ra các lập luận logictrong nghiên cứu kiến thức nên (Scheer et al., 2012) Đề hỗ trợ HS bộc lộ khả năng suy

luận, GV can giúp HS thấy được mối liên hệ của các đại lượng; tô chức những thí nghiệm biểu điển và thí nghiệm thực hành để HS có cơ hội quan sát, ghi nhận kết quả,

sử dụng lập luận dé li giải trung thực về kết quả thực nghiệm của Mentzer và cộng sự

(2015) Trong các nhiệm vụ đề xuất giải pháp, một số vẫn đề có nhiều hướng giải quyết

khác nhau, HS cần tìm hiéu, phân tích vả nhận định ưu nhược điềm của từng giải pháp

từ đó đưa ra giải pháp tối ưu phù hợp với bối cảnh Đề giúp HS đưa ra được giải pháp,

GV cần tô chức nhiệm vụ dé HS liệt kê tất cá các giải pháp khả thi có thé áp dụng để

giải quyết vẫn đề; HS suy luận và đưa ra quyết định sử dụng giải pháp tối ưu (Lim et al., 2013) Đối với các van dé nan giải, HS dựa trên các kiến thức, kinh nghiệm đã tích

lũy dé dé xuất giải pháp nhằm giải quyết các khía cạnh của vẫn dé Từ những phân tích

nên tang, HS đưa ra các giả thuyết là cơ sở kiểm chứng tính hiệu quả của giải pháp Sau

quá trình thực hiện mô hình, HS quan sát, nhận xét vẻ mô hình chế tạo dựa vào yêu cầu

va mục đích của thiết kẻ; lập luận dé đưa ra quan điểm bảo vệ sản phẩm của nhóm,phản biện dựa trên bằng chứng khoa học của Kimbell (2007)

- Thành tố 3: Dé xuất ý tưởng sáng tạo

Khái niệm sáng tạo bắt nguồn từ động từ “creatus” trong tiếng Latinh, có nghĩa là mang

một cai gì đó ra đời (Krmpylis & Valtanen, 2010) Sang tạo là khả năng cá nhân tạo ra

các sản pham mới lạ, độc đáo, linh hoạt và tinh tế (Weisberg, 2015), phù hợp với bốicảnh, đáp ứng được các hạn chế của nhiệm vụ Đề xuất ý tưởng sáng tạo là khả năng

tạo ra nhiều phương án, giải pháp sau đó đánh giá sự khác biệt giữa các giải pháp, kếthợp các khái niệm đã chọn và phản ánh về các quyết định cuối cùng (Razzouk & Shute,

2012; Rusmann & Ejsing-Duun, 2022) Sự đa dạng của các ý tưởng là rất quan trong.

Sự sáng tạo phải thé hiện qua tính độc đáo (tính mới) tính hữu ích khi nó phải phù hợp

với tình huống thực tiễn và phải được đưa vào sử dụng trong thực tế Tư duy sáng tạo

dé cập đến cách con người tiếp cận các van đẻ hiện tại và đưa ra giải pháp Tư duy sáng

tạo cho phép người học áp dụng trí tưởng tượng của mình để tạo ra ý tưởng, câu hỏi,

giả thuyết, thir nghiệm các lựa chọn va đánh giá các ý tưởng, sản phẩm và quy trình

cuối cùng của bản thân và người khác (Krmpylis & Valtanen, 2010) Qua đó có thê khái

quát quá trình sáng tạo bao gồm hai giai đoạn là tìm kiểm lời giải thích ve điều gì đó

chưa biết và thay đôi nhận thức của bản than dé thích ứng với tình hình hiện tại thôngqua sự phân tích, đánh giá, chấp nhận hoặc loại bỏ những lời giải thích đã tìm kiếm

được Sáng tạo là quá trình tạo ra những ý tưởng mới và độc đáo Khi đạt được mức độ

phù hợp chấp nhận được, nó có thê được khái quát hóa từ những điều đã có và đưa ra

những giải thích mới Sáng tạo có thẻ được xem như khả năng tiễn tới cái mới, và được

đánh giá dựa trên sự xuất hiện của những sản phẩm mới, độc dao và có giá trị Hoạt

động sáng tạo tạo ra bất kỳ thứ gì vừa mang tính mới mẻ vừa có ích Cụm từ “bất kỳ

thử gi” nhân mạnh rằng kết quả của sáng tạo có thé xuất hiện trong mọi lĩnh vực củathế giới vật chất và tinh thần, miễn là nó đáp ứng được cả hai tiêu chí: tính mới và tínhhữu ích Nếu chỉ đáp ứng một trong hai tiêu chí đó, thì không được coi là sáng tạo

Trong hoạt động học tập, sự sáng tạo của HS được hình thành dựa trên hoạt động đề

xuất các ý tưởng thiết kế (Fodor & Carver, 2000) Chủ đề xây dựng theo định hướng

tư duy thiết ké mang tính kiến tao, phát triển tư duy sáng tạo, hình thành các ý tưởng mới (Scheer ct al., 2012) HS thảo luận theo nhóm, mỗi cá nhân sẽ đóng góp các ÿ kiến

riêng liên quan đến một chủ dé chung, hình thành nên hệ sinh thái phong phú cho thiết

kế bao gồm nhiều ý tưởng thiết kế khác (Mentzer et al., 2015) Dé nhiệm vụ dién rahiệu qua, HS có thê thực hiện công kĩ thuật công não, liệt kê nhanh trong thời gian quy

định giúp HS tư duy nhanh, tăng sự tập trung, hình thành các ý tưởng mới Ngoài ra,

GV áp dụng kĩ thuật khăn trai bản, mỗi HS sẽ thực hiện dé xuất các ý tưởng cá nhân,sau quá trình thảo luận, những thống nhất nhận được đồng thuận cao sẽ được ghi nhậnthành ý kiến chung của cả nhóm HS vận dụng tích hợp các kinh nghiệm sẵn có và kiếnthức mới dé đưa ra các giải pháp mới lạ, độc đáo (Norris, 2014) Dé HS có thé dé xuất

các giải pháp mới lạ, GV cần kích thích khả năng liên tưởng bằng cách sử dụng ý tưởngmới, từ một ý tưởng ban đầu, kết nói các đặc điểm riêng biệt của đối tượng khác nhau

tạo nên sự đột phá trong tư đuy của HS Đặt các van đề trong bồi cảnh mới dẫn đến phát

sinh các khó khăn mới, GV áp dụng thủ thuật lật ngược van dé giúp HS tìm hiểu và

nghiên cứu các tình huống mới, từ đó HS thực hiện cải tiễn sản phẩm (Mentzer ct al.,2015) Quá trình thực hiện chế tao sản pham, HS phát huy tư duy sáng tạo nhờ vào sựquan tâm đến yếu tố thâm mĩ của sản phẩm Mau sắc, bố cục, cầu tạo, tính hữu dụng,

tạo nên giá trị khác biệt cho sản phâm kĩ thuật.

- Thành tố 4: Mô hình hóa

Mô hình hóa là quá trình chuyên đôi cấu trúc tử thiết kế trên bản vẽ thành sản

phẩm thật sự, giúp truyền đạt ý tưởng cho chính nhà thiết kế (Bequette & Bequette,

2012) Các ý tưởng được thử nghiệm và phát triển thành nguyên mẫu (Carroll et al.,

2010), bao gồm về mặt kỹ thuật và thâm mỹ và được cải thiện thông qua phản hôi

(Rusmann & Ejsing-Duun, 2022).

Việc hiệu về thiết kế kĩ thuật và mỗi quan hệ của nó với xã hội mang lại nhiều lợi

ích, nâng cao trình độ nguồn nhân lực STEM (Mentzer et al., 2015) Các giải pháp ban

đầu thường được dé xuất dưới dạng ý tưởng và dựa trên nghiên cứu lý thuyết Trongthực tế, các kỹ sư tiền hành mô hình hóa ý tưởng theo một quy trình chặt chẽ dé đảm

bao tính logic Trước tiên, họ phác thảo bản vẽ dựa trên thông tin liên quan đến đối

tượng, bao gồm các thông số kỹ thuật, đặc tính, cấu tạo, chức năng va nguyên liệu

Tương tự, các nhà thiết kế cũng phác họa bản vẽ cho sản phẩm hoặc bộ sưu tập từ ý

tưởng, chất liệu và kích thước Dựa trên bản vẽ chỉ tiết, kỹ sư và nhà thiết kế sẽ tiền

hành lắp ráp và chế tạo sản phẩm Trong quy trình thiết kế kỹ thuật, mô hình hóa là bước chuyền tiếp từ lý thuyết sang thực nghiệm, biến các ý tưởng thành phác thảo, và

cuối cùng là sản pham, mô hình hoặc thiết bị hữu ích để giải quyết van đề (Lammi &

Becker, 2013).

Thiết kế kỹ thuật là một khía cạnh quan trọng trong giáo dục khoa học, khuyến

khích HS áp dụng kiến thức khoa học dé giải quyết các vấn dé thực tiễn, Nó hỗ trợ HS

trong việc học tập theo định hướng STEM/STEAM, đông thời nâng cao hiéu biết và sự

quan tâm đến các lĩnh vực này Mục tiêu chính của thiết kế kỹ thuật là phát triển tư duy

của HS theo cách của các nhà thiết kế (Mentzer ct al., 2015) HS tiếp nhận và chuyển

giao kiến thức khoa học thông qua các hoạt động như mô hình hóa, lập kế hoạch, tiễn