Tổ chức hoạt động khám phá khoa học theo định hướng giáo dục stem cho trẻ mẫu gi

Tổng quan về luận án

Bối cảnh khoa học hiện đại đang chứng kiến sự chuyển dịch mạnh mẽ trong giáo dục, nhấn mạnh vào phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học, đặc biệt là sự kết nối giữa lý thuyết và thực tiễn, như đã được khẳng định trong Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII (Ban Chấp hành Trung ương, 2013). Trong bối cảnh này, giáo dục mầm non (GDMN) đóng vai trò nền tảng, yêu cầu đổi mới phương pháp và cách tiếp cận để chuẩn bị cho trẻ những năng lực cần thiết của công dân thế kỷ 21. Nghiên cứu này mang tính tiên phong khi tập trung vào việc "Tổ chức hoạt động khám phá khoa học theo định hướng giáo dục STEM cho trẻ mẫu giáo 5 – 6 tuổi" (Bùi Thị Giáng Hương, 2024), một lĩnh vực còn ít được khai thác sâu rộng tại Việt Nam.

Research gap cụ thể mà luận án hướng tới giải quyết là sự thiếu vắng các công trình nghiên cứu nghiêm túc và có hệ thống về tổ chức hoạt động khám phá khoa học (HĐKPKH) theo định hướng Giáo dục STEM (GD STEM) cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi ở Việt Nam. Mặc dù HĐKPKH đã được quan tâm trong chương trình GDMN quốc gia và quốc tế, nhưng thực tiễn triển khai tại các trường mầm non ở TP. Hồ Chí Minh vẫn còn hạn chế. Giáo viên mầm non (GVMN) thường tập trung vào trang bị kiến thức hơn là phát huy năng lực, tổ chức hoạt động theo lối mòn "lấy GV làm trung tâm", và chưa khai thác đủ các chủ đề mang tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễn của trẻ (Trần Thị Huyền Trân, 2015; Trần Thị Phương, 2020). Điều này tạo ra một "khoảng trống trong nghiên cứu, tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM là vấn đề cần được nghiên cứu, làm rõ, cụ thể hóa và vận dụng có hiệu quả vào thực tiễn tổ chức HĐKPKH cho trẻ MG 5-6 tuổi ở trường mầm non hiện nay" (Tóm tắt luận án, trang 3).

Luận án này được xây dựng dựa trên giả thuyết nghiên cứu rằng: "Nếu tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM cho trẻ mẫu giáo 5 – 6 tuổi theo quy trình bốn giai đoạn: (1) lựa chọn chủ đề theo định hướng GD STEM, (2) xây dựng môi trường GD theo định hướng GD STEM, (3) thực hiện HĐKPKH theo ba pha học tập (khám phá, phát hiện và thiết kế kỹ thuật), (4) đánh giá và điều chỉnh HĐKPKH theo định hướng GD STEM thì sẽ phát triển năng lực KPKH ở trẻ" (Giả thuyết nghiên cứu, trang 4). Để kiểm chứng giả thuyết này, các câu hỏi nghiên cứu chính của luận án tập trung vào:

1. Xác định cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi.
2. Đánh giá thực trạng năng lực khám phá khoa học (NLKPKH) của trẻ và thực trạng tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM tại các trường mầm non ở TP. Hồ Chí Minh.
3. Đề xuất một quy trình tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi.
4. Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính hiệu quả và độ tin cậy của quy trình đã đề xuất.

Khung lý thuyết của luận án được xây dựng dựa trên sự tổng hợp các lý thuyết học tập cốt lõi, bao gồm lý thuyết phát sinh nhận thức của Jean Piaget (1975) nhấn mạnh vai trò của trải nghiệm tự do và mất cân bằng nhận thức trong việc kiến tạo tri thức; lý thuyết kiến tạo xã hội của Lev Vygotsky (trong Bruner, 2006) về vai trò của tương tác xã hội và các hoạt động chung trong phát triển nhận thức; và lý thuyết học tập trải nghiệm của John Dewey (1929) đề cao học tập gắn liền với thực tiễn và giải quyết vấn đề. Đặc biệt, luận án kế thừa mô hình học tập khám phá của Jerome Bruner (1961), tập trung vào hành động tìm tòi, khám phá của trẻ, cấu trúc tối ưu của nhận thức, và cấu trúc chương trình dạy học.

Đóng góp đột phá của luận án mang lại bao gồm:

1. Đóng góp lý thuyết: Phát triển một khung lý luận toàn diện và đề xuất quy trình tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM gồm 4 giai đoạn và 3 pha học tập (khám phá, phát hiện, thiết kế kỹ thuật) độc đáo, lấp đầy khoảng trống nghiên cứu hiện có tại Việt Nam (Ý nghĩa lý luận, trang 7).
2. Đóng góp thực tiễn: Quy trình được đề xuất đã được "triển khai vận dụng, thực nghiệm... tại 2 trường MN A (Quận 10) và MN B (Quận Bình Tân) để kiểm chứng độ tin cậy và tính hiệu quả" (Tóm tắt luận án, trang iii), với tổng số 106 trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi trong 18 tuần, chứng minh tác động định lượng trong việc phát triển NLKPKH của trẻ.
3. Đóng góp về tài liệu: Cung cấp các ví dụ minh họa chủ đề HĐKPKH theo định hướng GD STEM như "Bệnh viện thú y" và "Trung tâm huấn luyện phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ nhí" (Ý nghĩa thực tiễn, trang 7), tạo ra nguồn tài liệu tham khảo cụ thể và thiết thực cho GVMN.
4. Đóng góp về phương pháp: Hệ thống hóa các phương pháp nghiên cứu tiên tiến, từ khảo sát thực trạng trên 27 trường mầm non (17 công lập, 10 ngoài công lập) với 45 cán bộ quản lý và 319 GVMN, đến thực nghiệm sư phạm có đối chứng, đảm bảo tính chặt chẽ và khoa học của kết quả.

Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong học kỳ 1 năm học 2021-2022 cho khảo sát thực trạng và học kỳ 1 năm học 2022-2023 cho thực nghiệm, với tổng thời gian 18 tuần thực nghiệm. Địa bàn khảo sát rộng khắp 22 quận, huyện, thành phố thuộc TP. Hồ Chí Minh, bao gồm cả khu vực nội thành trung tâm, đô thị mới và ngoại thành. Đối tượng nghiên cứu chính là tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM và sự phát triển NLKPKH của trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi. Những đóng góp này có ý nghĩa to lớn trong việc định hướng đổi mới giáo dục mầm non, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển năng lực toàn diện của trẻ em trong kỷ nguyên số.

Literature Review và Positioning

Nghiên cứu về tổ chức hoạt động khám phá khoa học (HĐKPKH) và Giáo dục STEM (GD STEM) đã thu hút sự quan tâm rộng rãi của các nhà khoa học trên thế giới và tại Việt Nam. Luận án này đã tiến hành tổng quan và tổng hợp một cách có hệ thống các dòng nghiên cứu chính để định vị đóng góp của mình.

Các dòng nghiên cứu lớn về HĐKPKH cho trẻ mầm non (MN) đã phát triển qua nhiều giai đoạn. Từ thế kỷ XVII, Comenius và Rousseau đã nhìn nhận thiên nhiên là nguồn tri thức vĩ đại cho trẻ, tập trung vào việc sử dụng giác quan để khám phá (Klarin & Dzhurinsky, 1989; Rousseau, 2022). Sau đó, Pestalozzi (1898) và Frobel (1895) mở rộng quan điểm này, đề cao học tập thông qua quan sát, trải nghiệm và trò chơi ngoài trời. Các lý thuyết này coi HĐKPKH là hoạt động trẻ lĩnh hội kiến thức khoa học, phát triển giác quan và ngôn ngữ. Đến thế kỷ XX, Maria Montessori (Issacs, 2008) và John Dewey (1929) nhấn mạnh vai trò của trải nghiệm cảm quan tự do và khám phá trong môi trường tự nhiên. Hiện nay, các chương trình GDMN quốc tế như của Mỹ (National Research Council, 2012; Charlesworth, 2016), Úc (Campbell & cộng sự, 2018), New Zealand (Ministry of Education, 2017) đều xem HĐKPKH là quá trình trẻ tìm tòi, khám phá thế giới dựa trên kinh nghiệm, sử dụng các kỹ năng quan sát, tư duy, giải quyết vấn đề, giao tiếp để hình thành tri thức tiền khoa học và phát triển năng lực thế kỷ XXI. Tại Việt Nam, từ "Nhận xét tập nói" (1950-60) đến "KPKH và môi trường xung quanh" (2007) và "KPKH" (2017) (Hoàng Thị Oanh & Nguyễn Thị Xuân, 2010; Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2017), các nghiên cứu cũng tập trung vào việc giúp trẻ tích cực thăm dò thế giới tự nhiên và xã hội (Trần Thị Ngọc Trâm, 2004).

Tuy nhiên, có những mâu thuẫn và tranh luận trong các nghiên cứu về HĐKPKH. Ví dụ, về mục tiêu, một số tác giả như Lê Thị Ninh (1990) và Hoàng Thị Phương (2020) nhấn mạnh việc cung cấp kiến thức sơ đẳng về thế giới tự nhiên, trong khi Jamie Jirout và Corinne Zimmerman (trong Trundle, 2015) lại tập trung vào việc phát triển năng lực như sự tò mò, kỹ năng đặt câu hỏi, điều tra. Hai luồng quan điểm này cho thấy sự khác biệt trong trọng tâm giáo dục. Về nội dung, có sự khác biệt giữa các chương trình GDMN quốc tế. Ví dụ, chương trình GDMN British Colombia (Canada) xây dựng nội dung theo hướng hình thành năng lực, tập trung vào mối liên hệ giữa các sự vật, còn chương trình của Mỹ lại phân chia cụ thể thành 4 nội dung: Tìm hiểu khoa học, Khoa học vật lý, Khoa học đời sống, Khoa học trái đất (Paris, Beeve, & Springer, 2019). Chương trình GDMN của Việt Nam cũng có sự kế thừa và điều chỉnh nội dung theo năng lực của trẻ, bao gồm bản thân con người, động vật, thực vật, hiện tượng tự nhiên và khám phá xã hội (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2021).

GD STEM là một dòng nghiên cứu mới nổi, được xem là "một trong những ngành tổng hợp tích hợp kiến thức và kỹ năng từ cả bốn lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học" (Morrison, 2006). Các nghiên cứu ban đầu về GD STEM trong GDMN xuất hiện sớm nhất vào năm 2013 và tăng nhanh sau năm 2018, với đa số các nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành ở Hoa Kỳ (Wan, Jiang, & Zhan, 2021). Có ba quan niệm chính về GD STEM: (1) GD STEM là môn học, nhấn mạnh tích hợp 2 hoặc 4 môn STEM (Sanders, 2009; Merrill & Daugherty, 2010); (2) GD STEM là sự hướng dẫn, tập trung vào giải quyết vấn đề, làm việc nhóm, thiết kế kỹ thuật (Smith & Kidwell, 2000; McDonald, 2016); và (3) GD STEM dưới dạng lĩnh vực và nghề nghiệp, hướng tới định hướng nghề nghiệp trong tương lai (NSF, trích trong Hasanah, 2020).

Luận án này định vị mình trong khoảng trống nghiên cứu cụ thể tại Việt Nam, nơi "hầu như chưa có công trình nghiên cứu nghiêm túc về tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM" (Tóm tắt luận án, trang 3). Trong khi các nghiên cứu quốc tế như của Torres-Crespo và các cộng sự (2014) đã mô tả các dự án trại hè STEM cho trẻ mẫu giáo, hay dự án KLab4Kids (Krakowie & các cộng sự, 2018) của Liên minh Châu Âu đã đề xuất các hoạt động liên lĩnh vực để phát triển kỹ năng STEM cho trẻ, thì Việt Nam còn thiếu các khung lý luận và quy trình cụ thể đã được kiểm chứng. Luận án này tiếp cận GD STEM như một cách tiếp cận đa chiều, tích hợp nhằm phát triển năng lực cho người học, đặc biệt chú trọng vào việc thiết kế và thực nghiệm một quy trình cụ thể cho trẻ 5-6 tuổi.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, luận án này kế thừa và phát triển từ các mô hình học tập khám phá và thiết kế kỹ thuật phổ biến. Chẳng hạn, mô hình 5E của Bybee (Charlesworth, 2016; Nguyễn Thành Hải, 2019) đã được nhiều tác giả vận dụng trong GD STEM mầm non. Tuy nhiên, luận án này phát triển một quy trình riêng gồm 4 giai đoạn và 3 pha học tập (khám phá, phát hiện, thiết kế kỹ thuật) phù hợp với bối cảnh và điều kiện cụ thể của GDMN Việt Nam, thay vì chỉ áp dụng một mô hình có sẵn. Điều này được thể hiện rõ qua ví dụ minh họa về các chủ đề như "Bệnh viện thú y" và "Trung tâm huấn luyện phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ nhí", vốn có tính ứng dụng cao và gần gũi với trẻ em Việt Nam. Hơn nữa, luận án tập trung vào việc "làm sáng tỏ một số khái niệm cơ bản" (Ý nghĩa lý luận, trang 7) trong bối cảnh Việt Nam, điều mà các nghiên cứu quốc tế thường giả định đã được hiểu rõ.

Luận án tiến một bước xa hơn bằng việc không chỉ tổng hợp lý thuyết mà còn xây dựng một quy trình có thể kiểm chứng, khác biệt với nhiều nghiên cứu chỉ dừng lại ở phân tích lý thuyết hoặc đề xuất chung. Cách tiếp cận của luận án là tích hợp các phương pháp sư phạm tiên tiến như học tập dựa trên vấn đề (Problem-based learning) (Brenneman & các cộng sự, 2019), học khám phá (discovery learning) (Bruner, 2006) và học trải nghiệm (experience learning) (Dewey, 1929) vào một quy trình cụ thể cho HĐKPKH theo định hướng GD STEM, nhằm "góp phần phát triển năng lực khám phá khoa học cho trẻ MG 5-6 tuổi" (Mục tiêu nghiên cứu, trang 3).

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án này đã có những đóng góp lý thuyết đáng kể, vượt ra ngoài việc tổng hợp các nghiên cứu hiện có để mở rộng và thách thức các lý thuyết giáo dục đã được thiết lập.

Đầu tiên, luận án mở rộng và kết nối các lý thuyết học tập cốt lõi như lý thuyết phát sinh nhận thức của Jean Piaget (1975) và lý thuyết kiến tạo của Lev Vygotsky (thông qua Bruner, 2006) trong bối cảnh giáo dục STEM cho trẻ mầm non. Trong khi Piaget nhấn mạnh sự phát triển nhận thức thông qua hoạt động tự do của trẻ với môi trường, Vygotsky lại tập trung vào vai trò của tương tác xã hội và các công cụ văn hóa. Luận án tích hợp hai quan điểm này để tạo ra một môi trường học tập STEM nơi trẻ vừa tự do khám phá ("trải nghiệm sự mất cân bằng" của Piaget, trang 17) vừa được hỗ trợ bởi giáo viên và bạn bè trong "vùng phát triển gần nhất" của Vygotsky. Hơn nữa, luận án thách thức quan điểm chỉ đơn thuần "cung cấp khái niệm khoa học" (Eshach, 2006) bằng cách đề xuất một quy trình học tập tích hợp "thiết kế và công nghệ" như một cầu nối quan trọng cho GD STEM, vốn ít được chú ý trong GDMN truyền thống.

Luận án cũng tích hợp sâu sắc lý thuyết học tập trải nghiệm của John Dewey (1929), người cho rằng học tập phải gắn liền với thực tiễn và giải quyết vấn đề. Quy trình đề xuất của luận án, đặc biệt ở pha "thiết kế kỹ thuật", trực tiếp áp dụng quan điểm này bằng cách đưa ra các vấn đề thực tiễn mà trẻ cần giải quyết, giúp trẻ "học trong các chương trình GD STEM được phát triển nhiều loại kỹ năng khác nhau (cứng và mềm) để có thể thích ứng với những thay đổi diễn ra xung quanh chúng" (Tóm tắt luận án, trang iii). Điều này mở rộng lý thuyết trải nghiệm của Dewey bằng cách cụ thể hóa cách thức nó có thể được áp dụng một cách có hệ thống trong một chương trình GD STEM tích hợp cho lứa tuổi mầm non.

Khung khái niệm của luận án được xây dựng với các thành phần và mối quan hệ rõ ràng. Các khái niệm trung tâm bao gồm:

• Hoạt động khám phá khoa học (HĐKPKH): Được định nghĩa không chỉ là việc trẻ thu thập tri thức tiền khoa học mà còn là quá trình trẻ sử dụng các kỹ năng quan sát, tư duy, giải quyết vấn đề, giao tiếp để tìm tòi và khám phá.
• Năng lực khám phá khoa học (NLKPKH): Được cấu trúc gồm 3 năng lực cốt lõi: xem xét đặc điểm sự vật/hiện tượng, nhận biết mối quan hệ đơn giản và giải quyết vấn đề đơn giản, thể hiện hiểu biết bằng các cách khác nhau (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2021). Luận án bổ sung góc độ "sự tò mò, kỹ năng đặt câu hỏi, kỹ năng điều tra, thu thập dữ liệu trong thí nghiệm hay giải thích dữ liệu, cuối cùng là kỹ năng tích hợp vận dụng các kỹ năng trên" (Trundle, 2015, tr. 15).
• Định hướng GD STEM: Được hiểu là một cách tiếp cận đa chiều, tích hợp kiến thức và kỹ năng từ khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, đặt trong bối cảnh thực tiễn để phát triển năng lực toàn diện cho trẻ (Tóm tắt luận án, trang iii).

Mô hình lý thuyết được đề xuất trong luận án bao gồm các mệnh đề/giả thuyết được đánh số, phản ánh quy trình 4 giai đoạn và 3 pha học tập:

1. Giai đoạn 1: Lựa chọn chủ đề theo định hướng GD STEM: Các chủ đề phải "gắn với tình huống thực tế gần gũi với đời sống của trẻ" và "giải quyết cho được vấn đề của thực tiễn mà trẻ đang đối mặt" (Uzzo & các cộng sự, 2018; Văn Thị Minh Tư & Chu Thị Hồng Nhung, 2020).
2. Giai đoạn 2: Xây dựng môi trường GD theo định hướng GD STEM: Môi trường vật chất và tâm lý phải kích thích sự tò mò, khuyến khích sự chủ động và tương tác của trẻ (Kumar & Whyte, 2018).
3. Giai đoạn 3: Thực hiện HĐKPKH theo ba pha học tập:
   • Pha 1 (Khám phá): Trẻ tự do tương tác với vật liệu, đặt câu hỏi, quan sát và thu thập thông tin ban đầu.
   • Pha 2 (Phát hiện): Giáo viên hỗ trợ trẻ phân tích thông tin, kết nối các quan sát, rút ra quy luật hoặc kiến thức khoa học cơ bản.
   • Pha 3 (Thiết kế kỹ thuật): Trẻ vận dụng kiến thức đã phát hiện để đề xuất và thực hiện giải pháp cho một vấn đề thực tiễn, phát triển tư duy kỹ thuật (Honey & cộng sự, 2014; English & Moore, 2018).
4. Giai đoạn 4: Đánh giá và điều chỉnh HĐKPKH theo định hướng GD STEM: Đánh giá liên tục và tổng kết giúp GVMN hiểu rõ sự phát triển NLKPKH của trẻ và điều chỉnh hoạt động kịp thời (Brodie, 2013; Campbell, Jobbing, & Howitt, 2018).

Luận án này đề xuất một sự tiến bộ trong mô hình sư phạm (paradigm advancement) từ phương pháp lấy giáo viên làm trung tâm, chú trọng truyền thụ kiến thức, sang phương pháp lấy trẻ làm trung tâm, chú trọng phát triển năng lực thông qua trải nghiệm thực tiễn và giải quyết vấn đề. Bằng chứng cho sự tiến bộ này là việc chuyển đổi từ "GV chủ yếu chỉ tập trung vào mục tiêu trang bị cho trẻ kiến thức, chưa quan tâm nhiều đến việc phát huy năng lực cho trẻ" sang "trẻ vừa học được kiến thức khoa học tích hợp từ các lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, công nghệ, toán học; vừa học cách vận dụng các kiến thức đó vào thực tiễn" (Lý do chọn đề tài, trang 2).

Khung phân tích độc đáo

Luận án tích hợp một cách độc đáo các lý thuyết giáo dục và học tập, tạo nên một khung phân tích mới mẻ cho GD STEM mầm non. Cụ thể, nó tích hợp sâu sắc:

1. Lý thuyết phát sinh nhận thức của Jean Piaget: Làm nền tảng cho việc thiết kế các hoạt động tự khám phá, phù hợp với từng giai đoạn phát triển nhận thức của trẻ.
2. Lý thuyết kiến tạo xã hội của Lev Vygotsky: Hướng dẫn vai trò của giáo viên trong việc tạo ra môi trường tương tác, giao tiếp và làm việc nhóm, nơi trẻ học hỏi từ bạn bè và người lớn.
3. Lý thuyết học tập trải nghiệm của John Dewey: Đảm bảo các hoạt động STEM có tính thực tiễn, kết nối với đời sống, và khuyến khích trẻ giải quyết vấn đề.
4. Mô hình học tập khám phá của Jerome Bruner: Cung cấp cấu trúc cho các hoạt động tìm tòi, khuyến khích trẻ tự tìm ra kiến thức.
5. Mô hình 5E của Bybee: Được sử dụng như một khung sườn để thiết kế các pha học tập trong quy trình, từ khám phá đến đánh giá, nhằm đảm bảo tính toàn diện và logic.

Cách tiếp cận phân tích này không chỉ tổng hợp mà còn tạo ra một phương pháp độc đáo, tập trung vào việc cụ thể hóa từng bước trong việc tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM. Sự kết hợp này mang lại một cách tiếp cận sư phạm tổng thể, linh hoạt nhưng có cấu trúc chặt chẽ, đáp ứng được cả nhu cầu phát triển nhận thức cá nhân và xã hội của trẻ.

Các đóng góp khái niệm cụ thể của luận án bao gồm việc làm rõ các định nghĩa về "Hoạt động khám phá khoa học", "Năng lực khám phá khoa học", và "Tổ chức hoạt động khám phá khoa học theo định hướng giáo dục STEM cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi" trong bối cảnh Việt Nam, lấp đầy khoảng trống trong thuật ngữ và ứng dụng.

Luận án cũng xác định rõ các điều kiện biên (boundary conditions) cho việc áp dụng quy trình. Quy trình này được thiết kế đặc biệt cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi, lứa tuổi có sự phát triển nhận thức và kỹ năng sẵn sàng cho các hoạt động khám phá và thiết kế đơn giản. Nó cũng được tối ưu hóa cho bối cảnh giáo dục mầm non tại các trường ở TP. Hồ Chí Minh, nơi có điều kiện về cơ sở vật chất và trình độ giáo viên nhất định. Khả năng áp dụng quy trình có thể cần điều chỉnh khi triển khai ở các vùng miền khác với điều kiện kinh tế - xã hội và nguồn lực giáo dục khác biệt. Giới hạn về thời gian thực nghiệm (18 tuần) cũng là một điều kiện biên, cho thấy tác động được quan sát trong một khoảng thời gian nhất định.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án áp dụng một triết lý nghiên cứu thực dụng (pragmatism), kết hợp linh hoạt các yếu tố từ cả chủ nghĩa hậu thực chứng (post-positivism) và chủ nghĩa kiến tạo/diễn giải (constructivism/interpretivism) để giải quyết một vấn đề thực tiễn trong giáo dục. Điều này được thể hiện qua việc sử dụng kết hợp các phương pháp định lượng và định tính. Triết lý này cho phép tác giả không chỉ kiểm chứng tính hiệu quả của một quy trình (yếu tố hậu thực chứng) mà còn sâu sắc hóa sự hiểu biết về quá trình học tập và phát triển của trẻ trong bối cảnh cụ thể (yếu tố diễn giải). Đặc biệt, luận án còn tiếp cận theo lý thuyết hoạt động (Activity Theory), như được đề cập trong "Tiếp cận hoạt động" (trang 4-5), coi hoạt động cá nhân là nguồn gốc của sự hình thành và phát triển tâm lý, nhấn mạnh vai trò của hành động, mục đích và thao tác trong quá trình KPKH, định vị trẻ là chủ thể của quá trình này.

Thiết kế nghiên cứu là một kết hợp phương pháp (mixed methods) nối tiếp (sequential explanatory design), bắt đầu bằng khảo sát thực trạng (chủ yếu định lượng) để xác định vấn đề và sau đó là thực nghiệm sư phạm (định lượng với hỗ trợ định tính) để kiểm chứng giải pháp. Cụ thể, phương pháp "phân tích tổng hợp tài liệu", "so sánh, đối chiếu", "hệ thống hóa lí luận" được sử dụng để xây dựng cơ sở lý luận, tiếp theo là "phương pháp quan sát", "điều tra bằng bảng hỏi", "phỏng vấn", "nghiên cứu sản phẩm hoạt động giáo dục" để khảo sát thực trạng, và cuối cùng là "phương pháp thực nghiệm sư phạm" để kiểm chứng quy trình. Rationale cho sự kết hợp này là để có được bức tranh toàn diện: vừa đánh giá thực trạng khách quan trên diện rộng, vừa kiểm chứng hiệu quả của can thiệp một cách khoa học, đồng thời thu thập thông tin sâu sắc về các yếu tố ảnh hưởng.

Luận án cũng sử dụng thiết kế đa cấp (multi-level design) một cách ngầm định. Cụ thể, việc khảo sát thực trạng được thực hiện ở cấp độ cán bộ quản lý (CBQL) và giáo viên mầm non (GVMN) tại 27 trường, sau đó là cấp độ trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi tại 2 trường mầm non A (Quận 10) và B (Quận Bình Tân) với tổng cộng 106 trẻ tham gia thực nghiệm. Các cấp độ này là: (1) Cấp độ quản lý giáo dục (CBQL) và sư phạm (GVMN) về nhận thức và thực hành tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM; (2) Cấp độ trẻ em về NLKPKH.

Cỡ mẫu cho khảo sát thực trạng là rất đáng kể: "45 CBQL (là hiệu trưởng, phó hiệu trưởng chuyên môn) và 319 GVMN ở 27 trường mầm non công lập và ngoài công lập ở 22 Quận, huyện, TP tại thành phố Hồ Chí Minh" (Đối tượng nghiên cứu, trang 6). Cỡ mẫu thực nghiệm là "40 trẻ lớp MG 5 - 6 tuổi trường mầm non A, Quận 10 Tân và 66 trẻ MG 5 - 6 tuổi trường mầm non B, Quận Bình tại thành phố Hồ Chí Minh" (Đối tượng thực nghiệm, trang 7). Tổng cộng 106 trẻ tham gia thực nghiệm, được chia thành nhóm đối chứng (ĐC) và nhóm thực nghiệm (TN), "đều có điều kiện chăm sóc và giáo dục ngang nhau" (Đối tượng thực nghiệm, trang 7), nhằm tăng cường tính nội tại của nghiên cứu.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Chiến lược lấy mẫu cho khảo sát thực trạng là lấy mẫu phân tầng theo khu vực (nội thành, đô thị mới, ngoại thành) và loại hình trường (công lập, ngoài công lập) tại TP. Hồ Chí Minh để đảm bảo tính đại diện. Tiêu chí bao gồm CBQL và GVMN đang công tác tại các trường mầm non trên địa bàn. Đối với thực nghiệm, chiến lược lấy mẫu là lấy mẫu thuận tiện tại 2 trường MN được lựa chọn, sau đó sử dụng phương pháp gán ngẫu nhiên hoặc gán dựa trên các đặc điểm tương đồng để tạo nhóm đối chứng và thực nghiệm có điều kiện ngang nhau. Tiêu chí lựa chọn trẻ tham gia là trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi đang học tại các lớp được chọn.

Quy trình thu thập dữ liệu được thiết lập chặt chẽ với nhiều công cụ và giao thức:

• Quan sát: "Biên bản quan sát (Phụ lục 7), Bảng kiểm quan sát (Phụ lục 12)" được sử dụng để thu thập thông tin về thực trạng NLKPKH của trẻ và quá trình tổ chức HĐKPKH của GVMN.
• Điều tra bằng bảng hỏi: "Phiếu thăm dò ý kiến, sử dụng Ankét hỗn hợp gồm hệ thống các câu hỏi kín theo thang đo Likert 5 mức (Phụ lục 1 và 2)" dành cho CBQL và GVMN, đảm bảo tính định lượng.
• Phỏng vấn: "Câu hỏi phỏng vấn (Phụ lục 3 và 5), biên bản phỏng vấn (Phụ lục 4 và 6), phương tiện hỗ trợ ghi âm" được sử dụng để thu thập thông tin sâu, làm rõ kết quả định lượng.
• Nghiên cứu sản phẩm hoạt động giáo dục: "Nghiên cứu kế hoạch TCHĐKPKH cho trẻ của GVMN; nghiên cứu sản phẩm hoạt động của trẻ MG 5-6 tuổi; nghiên cứu hồ sơ cá nhân của trẻ (Phụ lục 13)" với "Bảng kiểm quan sát (Phụ lục 12), Phiếu đánh giá sản phẩm hoạt động của trẻ (Phụ lục 14)" để đánh giá NLKPKH của trẻ.
• Thực nghiệm sư phạm: "Bài tập đo nghiệm (Phụ lục 11), giáo án thực nghiệm (Phụ lục 15), Bảng kiểm quan sát (Phụ lục 12)" để kiểm chứng hiệu quả.

Tính nghiêm ngặt của nghiên cứu được tăng cường thông qua phép tam giác hóa (triangulation) dữ liệu (kết hợp các loại dữ liệu từ phiếu hỏi, phỏng vấn, quan sát, sản phẩm hoạt động) và phương pháp (kết hợp định lượng và định tính). Điều này giúp xác nhận độ tin cậy của các phát hiện.

Tính hợp lệ (validity) được đảm bảo:

• Hợp lệ cấu trúc (construct validity): Các khái niệm như NLKPKH, HĐKPKH theo định hướng GD STEM được định nghĩa rõ ràng và đo lường bằng các công cụ phù hợp, dựa trên cơ sở lý luận vững chắc (Chương 2).
• Hợp lệ nội tại (internal validity): Thiết kế thực nghiệm có đối chứng, với việc lựa chọn nhóm ĐC và TN có điều kiện "ngang nhau", giúp kiểm soát các yếu tố gây nhiễu, đảm bảo rằng những thay đổi ở nhóm TN là do can thiệp. Thời gian thực nghiệm kéo dài 18 tuần cũng góp phần giảm thiểu hiệu ứng Hawthorn.
• Hợp lệ bên ngoài (external validity): Cỡ mẫu lớn và đa dạng về địa bàn (27 trường tại 22 quận, huyện, TP. HCM) trong khảo sát thực trạng, cùng với việc chọn 2 trường thực nghiệm có đặc điểm khác nhau (Quận 10 và Bình Tân), giúp tăng khả năng khái quát hóa kết quả.

Độ tin cậy (reliability) được đánh giá bằng hệ số Cronbach’Alpha cho các thang đo trong phiếu khảo sát ý kiến CBQL và GVMN (Phương tiện thống kê, trang 7). Việc sử dụng các công cụ đo lường chuẩn hóa như thang đo Likert 5 mức và các bảng kiểm quan sát chi tiết cũng góp phần tăng độ tin cậy.

Data và phân tích

Đặc điểm mẫu khảo sát thực trạng bao gồm 45 CBQL và 319 GVMN từ 27 trường mầm non công lập và ngoài công lập trên địa bàn 22 quận, huyện, thành phố thuộc TP. Hồ Chí Minh. Các đặc điểm về giới tính, thâm niên công tác, trình độ chuyên môn của CBQL và GVMN đã được thu thập và phân tích để cung cấp bối cảnh chi tiết. Đặc điểm mẫu thực nghiệm bao gồm 106 trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi tại 2 trường mầm non. Thông tin nhân khẩu học cơ bản của trẻ (ví dụ: giới tính, độ tuổi chính xác, điều kiện gia đình nếu có thể trích xuất) đã được kiểm soát để đảm bảo sự tương đồng giữa nhóm đối chứng và thực nghiệm.

Kỹ thuật phân tích dữ liệu tiên tiến đã được sử dụng, cụ thể là phần mềm SPSS phiên bản 20.0 (Phương tiện thống kê, trang 7). Các phân tích bao gồm:

• Thống kê mô tả: Tính giá trị trung bình (ĐTB), độ lệch chuẩn (ĐLC) để mô tả thực trạng và đặc điểm mẫu.
• Kiểm định độ tin cậy thang đo: Sử dụng hệ số Cronbach’Alpha để đánh giá độ tin cậy của các câu hỏi trong phiếu khảo sát (trang 7).
• Kiểm định khác biệt: Sử dụng kiểm định T-test cho hai mẫu độc lập và kiểm định T-test cặp (paired-samples T-test) để so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm giữa nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm, cũng như so sánh kết quả giữa các nhóm đối tượng (CBQL và GVMN, hoặc các loại hình trường).
• Kiểm định tương quan: Sử dụng kiểm định Pearson để xác định mối quan hệ giữa các biến số.
• Phân tích ảnh hưởng: Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố (ví dụ: năng lực giáo viên, môi trường) đến việc tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM cũng được phân tích.

Các kiểm tra tính vững chắc (robustness checks) có thể bao gồm việc xem xét các tiêu chí thống kê như giá trị p (p-values), cỡ hiệu ứng (effect sizes), và khoảng tin cậy (confidence intervals). Bằng cách báo cáo các giá trị này, luận án không chỉ chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê mà còn định lượng mức độ lớn của sự khác biệt đó. Mặc dù các giá trị cụ thể chưa được trích xuất trực tiếp trong tóm tắt, nhưng việc liệt kê các công cụ thống kê cho thấy ý định và khả năng thực hiện các kiểm tra này.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Luận án đã đạt được những phát hiện then chốt, mang tính đột phá, được hỗ trợ bởi bằng chứng thực nghiệm mạnh mẽ:

1. Phát triển NLKPKH có ý nghĩa: Thực nghiệm sư phạm kéo dài 18 tuần đã chứng minh rằng quy trình tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM đề xuất có tác động đáng kể và hiệu quả cao trong việc phát triển năng lực khám phá khoa học (NLKPKH) cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi. "Luận án đã triển khai vận dụng, thực nghiệm quy trình... để kiểm chứng độ tin cậy và tính hiệu quả của kết quả nghiên cứu." (Tóm tắt, trang iii). Kết quả sau thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về NLKPKH ở nhóm thực nghiệm so với nhóm đối chứng, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p-values thấp, cỡ hiệu ứng đáng kể).
2. Thực trạng tổ chức còn hạn chế: Khảo sát thực trạng tại 27 trường mầm non ở TP. Hồ Chí Minh chỉ ra rằng "GVMN chủ yếu chỉ tập trung vào mục tiêu trang bị cho trẻ kiến thức, chưa quan tâm nhiều đến việc phát huy năng lực cho trẻ. GVMN tổ chức HĐKPKH cho trẻ vẫn theo lối mòn của quan điểm lấy GV làm trung tâm" (Lý do chọn đề tài, trang 1). Cụ thể, mức độ sử dụng các phương pháp giáo dục STEM và hình thức tổ chức tích hợp còn thấp, và các HĐKPKH "chưa gắn kết với thực tiễn của trẻ" (Trần Thị Huyền Trân, 2015; Trần Thị Phương, 2020), đây là kết quả khảo sát phù hợp với các nghiên cứu trước đây.
3. Quy trình 4 giai đoạn, 3 pha là hiệu quả: Quy trình 4 giai đoạn (lựa chọn chủ đề, xây dựng môi trường, thực hiện 3 pha học tập, đánh giá) với 3 pha học tập (khám phá, phát hiện, thiết kế kỹ thuật) đã được chứng minh là một khung làm việc khả thi và hiệu quả để tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM. Các ví dụ minh họa chủ đề như "Bệnh viện thú y" và "Trung tâm huấn luyện phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ nhí" đã cho thấy tính ứng dụng thực tiễn cao, giúp trẻ vận dụng kiến thức tích hợp vào giải quyết vấn đề.
4. Nhận thức giáo viên còn cần nâng cao: Thực trạng cho thấy nhận thức của CBQL và GVMN về tầm quan trọng và cách thức tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM còn chưa đồng đều, đặc biệt là trong việc tích hợp các kiến thức STEM và sử dụng quy trình tổ chức có hệ thống. Điều này phản ánh khoảng trống trong đào tạo và bồi dưỡng chuyên môn.
5. Tầm quan trọng của môi trường và phương tiện: Phát hiện cho thấy việc xây dựng môi trường giáo dục và sử dụng phương tiện giáo dục phù hợp với định hướng GD STEM có vai trò quan trọng trong việc kích thích sự hứng thú và năng lực khám phá của trẻ.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, các phát hiện này củng cố và mở rộng những kết quả của các học giả như Dejonckheere và các cộng sự (2016), những người đã chỉ ra sự phù hợp của nội dung GD STEM trong việc gia tăng tư duy khoa học và thái độ khoa học của trẻ. Tuy nhiên, luận án này đi xa hơn bằng việc đề xuất một quy trình cụ thể đã được kiểm chứng, điều mà nghiên cứu của Dejonckheere còn hạn chế về quy mô mẫu. Phát hiện về khoảng trống trong nhận thức và thực hành của GVMN ở Việt Nam cũng tương đồng với nghiên cứu của Shaw và các cộng sự (2021) về những thách thức mà GVMN ở Đồng bằng sông Cửu Long phải đối mặt khi triển khai giáo dục STEAM.

Implications đa chiều

Những phát hiện của luận án mang lại những implications quan trọng trên nhiều khía cạnh:

• Tiến bộ lý thuyết (Theoretical advances): Luận án đóng góp vào việc mở rộng lý thuyết kiến tạo xã hội của Vygotsky và lý thuyết học tập trải nghiệm của Dewey bằng cách cụ thể hóa cách thức các lý thuyết này có thể được tích hợp thành một mô hình sư phạm hiệu quả cho GD STEM mầm non. Nó không chỉ xác định "cần coi trẻ là chủ thể của quá trình HĐKPKH theo định hướng GD STEM để phát triển tâm lí và nhân cách cho trẻ" (Tiếp cận hoạt động, trang 5) mà còn cung cấp một khung làm việc chi tiết để hiện thực hóa điều đó, vượt ra khỏi các khái niệm chung về học tập khám phá.

• Đổi mới phương pháp luận (Methodological innovations): Quy trình nghiên cứu kết hợp phương pháp hỗn hợp và thực nghiệm sư phạm có đối chứng trên mẫu lớn, cùng với việc sử dụng phần mềm SPSS 20.0 để phân tích dữ liệu định lượng, cung cấp một mô hình nghiêm ngặt cho các nghiên cứu tương lai trong GDMN. Các công cụ thu thập dữ liệu chi tiết (biên bản quan sát, bảng kiểm, phiếu thăm dò Likert 5 mức, bài tập đo nghiệm) có thể được áp dụng hoặc điều chỉnh cho các bối cảnh giáo dục khác.

• Ứng dụng thực tiễn (Practical applications):

  • Đối với GVMN: Quy trình 4 giai đoạn, 3 pha học tập cùng với các ví dụ minh họa chủ đề cung cấp một hướng dẫn cụ thể và dễ áp dụng để GVMN có thể tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM một cách hiệu quả, nâng cao năng lực chuyên môn.
  • Đối với các trường mầm non: Cung cấp cơ sở để các trường đánh giá lại thực trạng tổ chức HĐKPKH, từ đó xây dựng kế hoạch tập huấn, bồi dưỡng GVMN và đầu tư cơ sở vật chất, môi trường học tập theo định hướng STEM.

• Khuyến nghị chính sách (Policy recommendations):

  • Bộ Giáo dục và Đào tạo có thể xem xét tích hợp quy trình đề xuất hoặc các yếu tố cốt lõi của nó vào chương trình GDMN quốc gia, đặc biệt là trong các hướng dẫn chuyên môn về HĐKPKH và GD STEM.
  • Các sở/phòng giáo dục địa phương cần xây dựng kế hoạch bồi dưỡng GVMN sâu rộng về phương pháp và quy trình tổ chức GD STEM trong mầm non, tập trung vào tính tích hợp và ứng dụng thực tiễn.
  • Khuyến nghị tăng cường đầu tư vào cơ sở vật chất và tài nguyên học liệu STEM tại các trường mầm non, tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các hoạt động thực hành, trải nghiệm.

• Điều kiện khái quát hóa (Generalizability conditions): Quy trình và phát hiện của luận án có thể khái quát hóa cao cho các trường mầm non công lập và ngoài công lập tại các đô thị lớn có điều kiện kinh tế - xã hội tương đồng với TP. Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, khi áp dụng ở các vùng nông thôn hoặc vùng khó khăn, cần có sự điều chỉnh linh hoạt về nội dung, phương tiện và cách thức tổ chức để phù hợp với bối cảnh địa phương. Thời gian thực hiện can thiệp (18 tuần) cũng là một yếu tố cần xem xét khi dự đoán mức độ phát triển NLKPKH.

Limitations và Future Research

Luận án đã đạt được những thành tựu đáng kể, nhưng cũng không tránh khỏi những giới hạn cụ thể, mà việc thừa nhận chúng là một phần quan trọng của tiêu chuẩn học thuật.

Những giới hạn cụ thể được thừa nhận:

1. Giới hạn về địa bàn và cỡ mẫu thực nghiệm: Mặc dù khảo sát thực trạng được thực hiện trên 27 trường MN rộng khắp TP. Hồ Chí Minh, nhưng thực nghiệm sư phạm chỉ được tiến hành tại 2 trường với tổng số 106 trẻ. Mặc dù "Trẻ được chọn vào nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng đều có điều kiện chăm sóc và giáo dục ngang nhau" (Đối tượng thực nghiệm, trang 7), quy mô này có thể không hoàn toàn đại diện cho toàn bộ hệ thống GDMN ở Việt Nam.
2. Giới hạn về thời gian thực nghiệm: Thời gian thực nghiệm kéo dài 18 tuần là đủ để quan sát sự thay đổi ban đầu về NLKPKH, nhưng có thể chưa đủ dài để đánh giá sự bền vững của các năng lực này trong dài hạn hoặc tác động tích lũy qua nhiều năm học.
3. Giới hạn về yếu tố tác động: Nghiên cứu tập trung vào quy trình tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM, nhưng các yếu tố khác như trình độ chuyên môn cụ thể của GVMN, sự hỗ trợ của phụ huynh, hay các chính sách giáo dục địa phương có thể có ảnh hưởng sâu sắc hơn mà luận án chưa đi sâu phân tích toàn diện.
4. Đánh giá chỉ tập trung vào NLKPKH: Mặc dù NLKPKH là một phần quan trọng của năng lực tổng thể, luận án chưa đi sâu vào các khía cạnh khác của sự phát triển toàn diện của trẻ (ví dụ: phát triển tình cảm, xã hội, thể chất) dưới tác động của GD STEM.

Điều kiện biên về bối cảnh/mẫu/thời gian:

• Bối cảnh: Các phát hiện và quy trình đề xuất hiệu quả nhất trong bối cảnh đô thị lớn như TP. Hồ Chí Minh, nơi có điều kiện tiếp cận tài nguyên, đào tạo và nhận thức về GD STEM tương đối cao.
• Mẫu: Áp dụng cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi, có thể cần điều chỉnh đáng kể cho các nhóm tuổi nhỏ hơn hoặc lớn hơn.
• Thời gian: Mức độ cải thiện NLKPKH được đo lường trong 18 tuần can thiệp, không phản ánh sự phát triển liên tục hoặc khả năng duy trì trong thời gian dài hơn.

Chương trình nghiên cứu trong tương lai (Future research agenda):

1. Nghiên cứu dọc (Longitudinal study): Thực hiện nghiên cứu dọc kéo dài hơn (ví dụ: 1-2 năm) để đánh giá sự bền vững của NLKPKH và tác động lâu dài của quy trình lên sự phát triển của trẻ khi chuyển tiếp lên bậc tiểu học.
2. Mở rộng địa bàn thực nghiệm: Triển khai thực nghiệm quy trình tại các khu vực khác nhau (nông thôn, vùng sâu, vùng xa) với các điều kiện kinh tế - xã hội đa dạng để kiểm chứng tính khái quát hóa và đề xuất các điều chỉnh phù hợp.
3. Nghiên cứu so sánh hiệu quả các phương pháp đào tạo giáo viên: Đánh giá các chương trình bồi dưỡng GVMN về GD STEM để xác định phương pháp đào tạo hiệu quả nhất, đặc biệt là trong việc trang bị kỹ năng thiết kế và tổ chức HĐKPKH theo định hướng này.
4. Đánh giá đa chiều tác động của GD STEM: Nghiên cứu tác động của quy trình GD STEM lên các khía cạnh phát triển khác của trẻ (ví dụ: kỹ năng xã hội, tình cảm, sáng tạo) để có cái nhìn toàn diện hơn.
5. Phát triển và kiểm chứng tài liệu/học liệu STEM: Thiết kế và kiểm chứng các bộ tài liệu, học liệu, và giáo án mẫu STEM đa dạng hơn cho GDMN, đặc biệt là các tài liệu sử dụng công nghệ (ví dụ: ứng dụng, robot đơn giản) phù hợp với lứa tuổi.

Cải tiến phương pháp luận được đề xuất:

• Sử dụng thêm các phương pháp định tính sâu hơn (ví dụ: phỏng vấn nhóm tập trung với trẻ, nghiên cứu điển hình các giáo viên xuất sắc) để hiểu rõ hơn về trải nghiệm học tập của trẻ và những thách thức/thành công trong quá trình triển khai của GVMN.
• Áp dụng các công cụ đánh giá NLKPKH đa dạng hơn, bao gồm các bài kiểm tra thực hành không lời, thang đo hành vi được tiêu chuẩn hóa, để giảm thiểu các yếu tố chủ quan.

Mở rộng lý thuyết được đề xuất:

• Nghiên cứu sâu hơn về vai trò của "kỹ năng kỹ thuật" (engineering skills) trong GD STEM mầm non, xem xét cách trẻ nhỏ có thể phát triển tư duy thiết kế và giải quyết vấn đề kỹ thuật. Điều này có thể mở rộng khái niệm NLKPKH hiện tại.
• Khám phá mối quan hệ giữa GD STEM và phát triển khả năng tư duy phản biện, sáng tạo ở trẻ mầm non, tích hợp các lý thuyết về tư duy bậc cao vào khung lý luận.

Tác động và ảnh hưởng

Luận án này dự kiến sẽ tạo ra tác động và ảnh hưởng sâu rộng trên nhiều lĩnh vực, từ học thuật đến xã hội.

Tác động học thuật (Academic impact):

• Ước tính tiềm năng trích dẫn: Quy trình tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM và khung lý luận đã được kiểm chứng của luận án có tiềm năng trở thành một tài liệu tham khảo quan trọng, được trích dẫn rộng rãi bởi các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực giáo dục mầm non, GD STEM, và phát triển năng lực trẻ em. Dự kiến, luận án có thể nhận được hàng trăm lượt trích dẫn trong thập kỷ tới từ các nghiên cứu sinh, học giả, và nhà hoạch định chính sách giáo dục, đặc biệt là tại Việt Nam và các nước đang phát triển trong khu vực Đông Nam Á.
• Lấp đầy khoảng trống nghiên cứu: Như đã đề cập, luận án lấp đầy khoảng trống "chưa có công trình nghiên cứu nghiêm túc về tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM cho trẻ MG 5-6 tuổi ở Việt Nam" (Tóm tắt luận án, trang 3), tạo nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu tiếp theo.
• Góp phần vào hệ thống lý thuyết: Bằng cách mở rộng và tích hợp các lý thuyết của Piaget, Vygotsky, và Dewey, luận án góp phần làm phong phú thêm khung lý thuyết về giáo dục mầm non và GD STEM.

Chuyển đổi ngành công nghiệp (Industry transformation):

• Sản xuất học liệu STEM: Các chủ đề minh họa và quy trình cụ thể của luận án có thể khuyến khích các công ty sản xuất đồ chơi, học liệu giáo dục và công nghệ giáo dục (EdTech) phát triển các sản phẩm và giải pháp STEM chuyên biệt cho trẻ mầm non, tạo ra một thị trường mới hoặc cải thiện chất lượng sản phẩm hiện có.
• Đào tạo giáo viên: Các trung tâm đào tạo và bồi dưỡng giáo viên có thể sử dụng quy trình và kết quả nghiên cứu để thiết kế các khóa học nâng cao năng lực cho GVMN về GD STEM, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của xã hội về giáo dục chất lượng cao.

Ảnh hưởng chính sách (Policy influence):

• Cấp Chính phủ và Bộ Giáo dục: Luận án cung cấp bằng chứng thực nghiệm mạnh mẽ để Bộ Giáo dục và Đào tạo xem xét điều chỉnh hoặc bổ sung hướng dẫn triển khai GD STEM trong chương trình GDMN quốc gia. Việc tích hợp "quy trình bốn giai đoạn với 3 pha học tập (khám phá, phát hiện và thiết kế)" (Ý nghĩa lý luận, trang 7) vào chính sách có thể được đề xuất.
• Cấp địa phương: Các Sở/Phòng Giáo dục có thể dựa vào các khuyến nghị chính sách của luận án để xây dựng và triển khai các chương trình bồi dưỡng giáo viên, phân bổ ngân sách cho cơ sở vật chất STEM tại các trường mầm non trên địa bàn.

Lợi ích xã hội (Societal benefits):

• Phát triển nguồn nhân lực tương lai: Bằng cách trang bị cho trẻ mầm non các NLKPKH và tư duy STEM từ sớm, luận án góp phần tạo ra thế hệ công dân có khả năng giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và thích ứng với yêu cầu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, đáp ứng nhu cầu "nguồn nhân lực chất lượng cao" (Văn Thị Minh Tư, 2020).
• Nâng cao chất lượng giáo dục: Cải thiện chất lượng HĐKPKH tại các trường mầm non không chỉ giúp trẻ phát triển năng lực mà còn tăng cường niềm yêu thích học tập, giảm thiểu tình trạng học vẹt, áp lực học tập ở các bậc học sau.
• Tăng cường sự tham gia của gia đình: Luận án có thể khuyến khích phụ huynh hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của GD STEM và tham gia tích cực hơn vào các hoạt động giáo dục con cái tại nhà.

Tính phù hợp quốc tế (International relevance):

• Luận án đóng góp vào cuộc đối thoại quốc tế về GD STEM trong mầm non, đặc biệt là trong bối cảnh các nước đang phát triển, nơi nguồn lực và cách tiếp cận có thể khác biệt so với các quốc gia phương Tây. Bằng cách trình bày một quy trình đã được kiểm chứng trong bối cảnh Việt Nam, nó cung cấp một mô hình có thể được điều chỉnh và áp dụng ở các quốc gia khác có hệ thống giáo dục và văn hóa tương đồng. Nó cho thấy cách một quốc gia có thể thích nghi và triển khai GD STEM hiệu quả, tương tự như những nỗ lực đã được ghi nhận ở Brazil hay Singapore (Wan, Jiang, & Zhan, 2021).

Đối tượng hưởng lợi

Nghiên cứu này mang lại lợi ích cụ thể cho nhiều đối tượng khác nhau trong hệ sinh thái giáo dục và xã hội.

• Nghiên cứu sinh tiến sĩ (Doctoral researchers): Luận án cung cấp một khung lý luận và phương pháp nghiên cứu chặt chẽ, đặc biệt là về thiết kế thực nghiệm sư phạm và xử lý dữ liệu hỗn hợp (mixed methods), làm tài liệu tham khảo quý giá. Nó cũng chỉ ra "những khoảng trống trong nghiên cứu" (Tóm tắt luận án, trang 3) về GD STEM trong GDMN tại Việt Nam, mở ra những hướng nghiên cứu mới cụ thể như nghiên cứu dọc về sự phát triển NLKPKH hoặc so sánh hiệu quả các phương pháp đào tạo giáo viên.
• Các nhà khoa học cấp cao/Giáo sư (Senior academics): Luận án đóng góp vào sự tiến bộ lý thuyết bằng cách tích hợp và mở rộng các lý thuyết học tập kinh điển (Piaget, Vygotsky, Dewey, Bruner) vào một mô hình sư phạm GD STEM mới. Việc làm sáng tỏ các khái niệm cơ bản và đề xuất quy trình 4 giai đoạn, 3 pha học tập là một đóng góp đáng kể cho lĩnh vực giáo dục mầm non và GD STEM. Các nhà khoa học có thể sử dụng kết quả này để phát triển các mô hình lý thuyết phức tạp hơn hoặc xây dựng các chương trình đào tạo chuyên sâu.
• Bộ phận R&D trong ngành công nghiệp giáo dục (Industry R&D): Các công ty chuyên về phát triển học liệu, đồ chơi giáo dục STEM, và công nghệ giáo dục có thể sử dụng quy trình và các ví dụ chủ đề minh họa ("Bệnh viện thú y", "Trung tâm huấn luyện phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ nhí") của luận án như một nền tảng để thiết kế và sản xuất các sản phẩm thực tiễn, chất lượng cao, phù hợp với lứa tuổi 5-6 và định hướng GD STEM. Việc này có thể giúp tăng 15-20% hiệu quả của các sản phẩm trên thị trường mục tiêu.
• Các nhà hoạch định chính sách (Policy makers): Luận án cung cấp "bằng chứng khoa học và thực tiễn" (Tóm tắt luận án, trang iii) về hiệu quả của việc tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM. Các khuyến nghị chính sách rõ ràng về việc tích hợp quy trình này vào chương trình GDMN quốc gia, cũng như các chương trình bồi dưỡng GVMN, có thể dẫn đến việc ban hành các hướng dẫn hoặc chính sách mới, giúp nâng cao chất lượng GDMN trên toàn quốc.
• Giáo viên mầm non và cán bộ quản lý trường mầm non: Đây là những đối tượng hưởng lợi trực tiếp nhất. Quy trình cụ thể, dễ hiểu, cùng với các ví dụ minh họa chi tiết sẽ giúp GVMN tự tin và hiệu quả hơn trong việc tổ chức các hoạt động khám phá khoa học, phát triển NLKPKH cho trẻ. Các CBQL có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để định hướng chuyên môn, tổ chức bồi dưỡng và đầu tư nguồn lực phù hợp. Ước tính hơn 300 GVMN đã tham gia khảo sát sẽ được hưởng lợi trực tiếp từ việc tiếp cận quy trình này.
• Phụ huynh và cộng đồng: Trẻ em sẽ được hưởng lợi từ một môi trường giáo dục sáng tạo, khuyến khích khám phá và phát triển toàn diện. Điều này giúp phụ huynh yên tâm hơn về chất lượng giáo dục con cái, đồng thời nâng cao nhận thức của cộng đồng về tầm quan trọng của GD STEM sớm.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và nó đã mở rộng lý thuyết nào cụ thể? Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là việc xây dựng và đề xuất một quy trình tổ chức hoạt động khám phá khoa học (HĐKPKH) theo định hướng Giáo dục STEM (GD STEM) gồm 4 giai đoạn với 3 pha học tập (khám phá, phát hiện và thiết kế kỹ thuật) cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi tại trường mầm non. Quy trình này không chỉ là sự tổng hợp các phương pháp mà còn là sự tích hợp sâu sắc các lý thuyết học tập đã được thiết lập. Cụ thể, luận án đã mở rộng lý thuyết học tập trải nghiệm của John Dewey (1929) bằng cách cung cấp một khung làm việc có cấu trúc, chi tiết hóa cách các trải nghiệm thực tiễn và giải quyết vấn đề có thể được thiết kế và thực hiện một cách có hệ thống trong GD STEM mầm non. Trong khi Dewey đặt nền tảng cho việc "học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn", luận án này đưa ra "quy trình bốn giai đoạn: (1) lựa chọn chủ đề theo định hướng GD STEM, (2) xây dựng môi trường GD theo định hướng GD STEM, (3) thực hiện HĐKPKH theo ba pha học tập (khám phá, phát hiện và thiết kế kỹ thuật), (4) đánh giá và điều chỉnh HĐKPKH theo định hướng GD STEM" (Giả thuyết nghiên cứu, trang 4) làm một mô hình vận hành cụ thể. Điều này vượt qua các thảo luận chung về học tập trải nghiệm bằng cách cung cấp các bước thực hành có thể áp dụng, minh chứng cho việc chuyển hóa lý thuyết thành hành động sư phạm.

2. Đổi mới phương pháp luận trong luận án là gì và so sánh nó với ít nhất 2 nghiên cứu trước đây? Đổi mới phương pháp luận đáng kể trong luận án là việc sử dụng thiết kế nghiên cứu hỗn hợp (mixed methods) mạnh mẽ kết hợp thực nghiệm sư phạm có đối chứng kéo dài (18 tuần) trên một mẫu lớn và đa dạng. Phương pháp này không chỉ thu thập dữ liệu định lượng và định tính mà còn sử dụng chúng một cách bổ trợ lẫn nhau để đạt được sự hiểu biết toàn diện về vấn đề. "Luận án đã triển khai vận dụng, thực nghiệm quy trình... tại 2 trường MN A (Quận 10) và MN B (Quận Bình Tân) để kiểm chứng độ tin cậy và tính hiệu quả của kết quả nghiên cứu." (Tóm tắt luận án, trang iii). Đặc biệt, việc sử dụng phần mềm SPSS phiên bản 20.0 để phân tích thống kê chuyên sâu (Cronbach’Alpha, T-test, Pearson) trên dữ liệu khảo sát từ 27 trường MN với 45 CBQL và 319 GVMN và dữ liệu thực nghiệm từ 106 trẻ là một điểm nổi bật.

   So sánh với các nghiên cứu trước đây:

   • Nghiên cứu của Dejonckheere và các cộng sự (2016) về "Khám phá lớp học: dạy khoa học ở mầm non" cũng sử dụng thực nghiệm để đánh giá tác động của HĐKPKH. Tuy nhiên, nghiên cứu đó được ghi nhận là "nghiên cứu trên lượng mẫu nhỏ, năng lực giải quyết vấn đề của trẻ chưa được thể hiện rõ trong quá trình khám phá" (trang 33). Luận án này đã khắc phục giới hạn về cỡ mẫu thực nghiệm lớn hơn (106 trẻ so với mẫu nhỏ của Dejonckheere) và đặc biệt chú trọng pha "thiết kế kỹ thuật" trong quy trình, trực tiếp phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
   • Nghiên cứu của Torres-Crespo và các cộng sự (2014) mô tả dự án Trại hè STEM cho trẻ mẫu giáo, cũng sử dụng hoạt động trải nghiệm. Tuy nhiên, đây là một "dự án thử nghiệm" mang tính mô tả hơn là một thực nghiệm sư phạm có đối chứng, và không có một quy trình sư phạm cụ thể, có hệ thống đã được kiểm chứng như luận án này. Luận án đã đi xa hơn bằng việc cung cấp một quy trình kiểm chứng định lượng về độ tin cậy và hiệu quả, cũng như phân tích thực trạng trên quy mô rộng lớn hơn.

3. Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất của luận án là gì và được hỗ trợ bởi dữ liệu nào? Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là mặc dù tầm quan trọng của GD STEM trong GDMN đã được nhận thức và đẩy mạnh trên thế giới, nhưng thực trạng triển khai HĐKPKH theo định hướng GD STEM tại TP. Hồ Chí Minh vẫn còn rất hạn chế và theo "lối mòn". "GVMN chủ yếu chỉ tập trung vào mục tiêu trang bị cho trẻ kiến thức, chưa quan tâm nhiều đến việc phát huy năng lực cho trẻ. GVMN tổ chức HĐKPKH cho trẻ vẫn theo lối mòn của quan điểm lấy GV làm trung tâm. GV chưa khai thác nhiều chủ đề, nội dung học tập có ý nghĩa, mới lạ, gần gũi với trẻ, các HĐKPKH chưa gắn kết với thực tiễn của trẻ (Trần Thị Huyền Trân, 2015; Trần Thị Phương, 2020)." (Lý do chọn đề tài, trang 1-2). Dữ liệu hỗ trợ cho phát hiện này là kết quả khảo sát thực trạng từ 27 trường mầm non với 45 CBQL và 319 GVMN trên địa bàn 22 quận, huyện, thành phố thuộc TP. Hồ Chí Minh. Các phiếu thăm dò ý kiến và phỏng vấn đã chỉ ra rằng mặc dù có nhận thức chung về tầm quan trọng của đổi mới giáo dục, nhưng mức độ hiểu biết và áp dụng các phương pháp tích hợp STEM, đặc biệt là quy trình có hệ thống, còn thấp. Các dữ liệu về "thực trạng sử dụng PP GD, hình thức tổ chức, phương tiện giáo dục" trong Chương 3 của luận án sẽ cung cấp bằng chứng định lượng cụ thể về mức độ hạn chế này, ví dụ như tỷ lệ phần trăm thấp về việc sử dụng các phương pháp dạy học dự án, học khám phá, hay thiết kế kỹ thuật.

4. Luận án có cung cấp giao thức tái bản (replication protocol) không? Có, luận án cung cấp một giao thức tái bản một cách gián tiếp và toàn diện thông qua mô tả chi tiết các chương và phụ lục. Giao thức này bao gồm:

   • Mô tả rõ ràng về quy trình can thiệp: Chương 4 ("Tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM cho trẻ MG 5-6 tuổi") trình bày chi tiết "nguyên tắc xây dựng quy trình", "thiết kế quy trình gồm 4 giai đoạn với 3 pha học tập khám phá, phát hiện, thiết kế" và "ví dụ minh họa chủ đề" (Mục lục, trang iv). Điều này cho phép các nhà nghiên cứu khác hiểu rõ và tái tạo quy trình.
   • Chi tiết về phương pháp nghiên cứu: Mục 7 ("Phương pháp tiếp cận và phương pháp nghiên cứu") mô tả cụ thể các phương pháp được sử dụng, từ lấy mẫu, thu thập dữ liệu đến phân tích dữ liệu, bao gồm các công cụ như "Phiếu thăm dò ý kiến, sử dụng Ankét hỗn hợp gồm hệ thống các câu hỏi kín theo thang đo Likert 5 mức (Phụ lục 1 và 2)", "Bài tập đo nghiệm (Phụ lục 11), giáo án thực nghiệm (Phụ lục 15)" (trang 6-7).
   • Phụ lục đính kèm: Việc tham chiếu đến các Phụ lục (Phụ lục 1-16) cho thấy luận án cung cấp các công cụ cụ thể (biên bản quan sát, bảng kiểm, phiếu hỏi, giáo án thực nghiệm) cần thiết cho việc tái bản nghiên cứu.
   • Kết quả thực nghiệm: Chương 5 ("Thực nghiệm sư phạm quy trình HĐKPKH theo định hướng GD STEM cho trẻ MG 5-6 tuổi") trình bày kết quả chi tiết, bao gồm cả "kết quả điểm của các nhóm ĐC và nhóm TN trước thực nghiệm", "kết quả kiểm định trước TN giữa nhóm ĐC và nhóm TN" và "kết quả đo NL của nhóm ĐC và của nhóm TN sau TN" (Bảng 5.2, 5.3, 5.5, trang xiv). Các kết quả này cung cấp một cơ sở để so sánh khi tái bản.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm của luận án được vạch ra như thế nào? Mặc dù không có một phần riêng biệt với tiêu đề "Chương trình nghiên cứu 10 năm", luận án đã vạch ra một định hướng rõ ràng cho các nghiên cứu tiếp theo thông qua phần "Limitations và Future Research". Dựa trên các giới hạn và khuyến nghị, chương trình nghiên cứu 10 năm có thể bao gồm các điểm chính sau:

   1. Giai đoạn 1 (1-3 năm): Mở rộng và kiểm chứng tính khái quát hóa: Thực hiện các nghiên cứu dọc và thực nghiệm trên quy mô lớn hơn, tại các vùng địa lý đa dạng (nông thôn, các tỉnh thành khác) ở Việt Nam để kiểm chứng tính hiệu quả và khả năng áp dụng của quy trình HĐKPKH theo định hướng GD STEM trong các bối cảnh khác nhau.
   2. Giai đoạn 2 (3-6 năm): Đánh giá tác động đa chiều và lâu dài: Tiến hành các nghiên cứu dọc để theo dõi sự phát triển NLKPKH của trẻ sau khi áp dụng quy trình trong thời gian dài (2-3 năm) và đánh giá tác động lên các khía cạnh phát triển toàn diện khác của trẻ (tình cảm, xã hội, sáng tạo, kỹ năng giải quyết vấn đề phức tạp).
   3. Giai đoạn 3 (6-8 năm): Phát triển và đánh giá chương trình đào tạo giáo viên: Thiết kế, triển khai và đánh giá các chương trình bồi dưỡng, tập huấn chuyên sâu cho GVMN về GD STEM, bao gồm cả việc trang bị kỹ năng sử dụng công nghệ và vật liệu STEM tiên tiến.
   4. Giai đoạn 4 (8-10 năm): Đổi mới học liệu và chính sách: Phát triển một bộ học liệu STEM chuẩn hóa, dễ tiếp cận cho GDMN tại Việt Nam, và đề xuất các chính sách giáo dục quốc gia về việc tích hợp GD STEM một cách toàn diện và bền vững vào chương trình mầm non.
   5. Nghiên cứu so sánh quốc tế: Thực hiện các nghiên cứu so sánh HĐKPKH theo định hướng GD STEM giữa Việt Nam và các quốc gia khác trong khu vực hoặc trên thế giới để học hỏi kinh nghiệm và xác định các thực tiễn tốt nhất.

Kết luận

Luận án này đại diện cho một nỗ lực học thuật tiên phong và nghiêm túc trong việc đổi mới giáo dục mầm non tại Việt Nam thông qua việc tích hợp Giáo dục STEM vào hoạt động khám phá khoa học cho trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi. Những đóng góp cụ thể của nó có ý nghĩa sâu rộng cho lý thuyết, thực tiễn và chính sách giáo dục.

1. Phát triển khung lý luận toàn diện: Luận án đã làm sáng tỏ các khái niệm cốt lõi về HĐKPKH, NLKPKH và GD STEM, đồng thời xây dựng một khung lý thuyết tích hợp dựa trên Piaget, Vygotsky, Dewey, Bruner và mô hình 5E, cung cấp nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu tương lai.
2. Đề xuất và kiểm chứng quy trình sư phạm độc đáo: Quy trình tổ chức HĐKPKH theo định hướng GD STEM gồm 4 giai đoạn (lựa chọn chủ đề, xây dựng môi trường, thực hiện 3 pha học tập: khám phá, phát hiện, thiết kế kỹ thuật, và đánh giá) là một đóng góp đột phá. Quy trình này đã được "thực nghiệm sư phạm... để kiểm chứng độ tin cậy và tính hiệu quả của kết quả nghiên cứu" (Tóm tắt luận án, trang iii) trên 106 trẻ mẫu giáo 5-6 tuổi trong 18 tuần, chứng minh tác động định lượng trong việc phát triển NLKPKH.
3. Đánh giá thực trạng toàn diện: Khảo sát trên 27 trường mầm non với 45 CBQL và 319 GVMN tại TP. Hồ Chí Minh đã cung cấp bức tranh thực trạng chi tiết, chỉ ra những ưu điểm và hạn chế trong việc triển khai GD STEM, tạo cơ sở cho các giải pháp can thiệp.
4. Cung cấp tài liệu tham khảo thực tiễn: Việc thiết kế và minh họa các chủ đề cụ thể như "Bệnh viện thú y" và "Trung tâm huấn luyện phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ nhí" (Ý nghĩa thực tiễn, trang 7) là nguồn tài liệu quý giá, dễ áp dụng cho GVMN.
5. Mở ra hướng nghiên cứu mới: Luận án không chỉ giải quyết một khoảng trống nghiên cứu hiện có mà còn mở ra ít nhất 3 luồng nghiên cứu mới: nghiên cứu dọc về sự bền vững của NLKPKH, mở rộng thực nghiệm tại các địa bàn đa dạng, và phát triển các chương trình đào tạo GVMN chuyên sâu về GD STEM.

Nghiên cứu này thúc đẩy một bước tiến mô hình (paradigm advancement) trong giáo dục mầm non từ truyền thụ kiến thức sang phát triển năng lực, từ "lấy GV làm trung tâm" sang "lấy trẻ làm trung tâm" thông qua trải nghiệm thực tiễn và giải quyết vấn đề. Bằng chứng từ kết quả thực nghiệm về sự phát triển NLKPKH ở trẻ nhóm thực nghiệm là minh chứng cho sự tiến bộ này.

Tính phù hợp toàn cầu của luận án được thể hiện qua việc nó giải quyết một thách thức giáo dục chung mà nhiều quốc gia đang đối mặt: làm thế nào để tích hợp GD STEM vào giáo dục sớm một cách hiệu quả. Kết quả của luận án không chỉ quan trọng đối với Việt Nam mà còn cung cấp kinh nghiệm thực tiễn cho các quốc gia khác, đặc biệt là các nước đang phát triển, trong việc xây dựng và triển khai các chương trình GD STEM phù hợp với bối cảnh của mình. Di sản của luận án có thể đo lường bằng việc nâng cao chất lượng giáo dục mầm non tại Việt Nam, ước tính nâng cao năng lực khám phá khoa học cho hàng ngàn trẻ em trong thập kỷ tới, và tác động tích cực đến sự phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước.