Mô hình giáo dục STEM là gì? Mô hình dạy học 5E trong giáo dục STEM

Mô hình giáo dục STEM không còn là cụm từ lạ lẫm với các nền giáo dục tiên tiến trên thế giới hiện nay. Nhưng giáo dục STEM tại Việt Nam thì có lẽ chỉ mới thịnh hành trong 1 vài năm trở lại đây.

Nếu muốn con bạn không bị đào thải trong quá trình tiếp cận với các công việc tương lai, cũng như có môi trường phát triển tốt nhất trong điều kiện cuộc cách mạng công nghiệp đang “càn quét”, thì việc tiếp cận mô hình STEM trong quá trình học là việc cần phải làm ngay…

Vậy mô hình giáo dục STEM là gì? chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cặn kẽ qua những nội dung bên dưới các bạn nhé.

Mô hình giáo dục STEM là gì?

STEM là cụm từ viết tắt của một hình thức giáo dục mới hướng đến kinh tế tri thức với sự kết hợp của 4 lĩnh vực, bao gồm: Khoa Học (Science), Công Nghệ (Technology), Kỹ Thuật (Engineering) và Toán Học (Math). Nhằm mục đích trang bị cho học viên bộ kỹ năng và kiến thức kết hợp ở 4 mảng trên để đào tạo những thế hệ đón đầu xu hướng cách mạng công nghiệp 4.0.

Vì sao mô hình STEM là xu thế phát triển trong giáo dục?

Thoạt nghe cái tên có vẻ STEM nhằm đào tạo ra những thế hệ “giáo sư”, “nhà khoa học”, “chuyên gia”. Thật ra cũng không sai, nhưng chưa đủ.

Nếu khả năng của trẻ trong những lĩnh vực có xu hướng phát triển tốt, thì việc trở thành nhà khoa học có gì lại không tốt nhỉ?

Nhưng thật ra mục đích chính của hệ thống này có thể nói gọn là: “Thực tế hóa” những mớ kiến thức khô khan trong giáo trình của trẻ, hướng đến sát hơn với cái đích cuối cùng là khả năng hành động và giải quyết vấn đề thực thông qua áp dụng kiến thức.

Chứ không phải mục đích tạo ra thế hệ “máy móc” chạy đều đều từ đầu đến cuối không chút sáng tạo gì…

Giáo dục tích hợp STEM là phương thức giáo dục tích hợp tiếp cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng lý thuyết đã học, đề cao việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho trẻ.

Trẻ sẽ được thực tế hóa các kiến thức lý thuyết thông qua các bài tập, tình huống, vấn đề thực tế yêu cầu kỹ năng tìm tòi, chọn lọc và thực thi để giải quyết khó khăn đặt ra, qua đó giúp khắc sâu kiến thức khoa học thông qua hành động thực tiễn chứ không học thuộc lòng như phương thức giáo dục truyền thống.

Tìm hiểu mô hình dạy học 5E trong giáo dục STEM

5E viết tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể[1]), và Evaluate (Đánh giá). Trong các lớp học khoa học (Science) và các chương trình tích hợp STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) (integrated STEM education) ở Mỹ, mô hình dạy học (instructional model) 5E được áp dụng khá phổ biến. Mô hình 5E dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức (cognitive constructivism) của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó. Để giúp các giáo viên dạy học các môn STEM ở Việt Nam có thêm thông tin tham khảo về cách dạy học ở Mỹ, trong bài viết này đây tôi xin giới thiệu về một vài đặc điểm tổng quan mô hình dạy học 5E.

Lịch sử

Vào khoảng năm 1987 tiến sĩ Rodger W. Bybee (Hình 1) cùng với các cộng sự của mình làm việc trong tổ chức giáo dục Nghiên Cứu Khung Chương Trình Dạy Sinh Học (BSCS – Biological Sciences Curriculum Study), có trụ sở tại Colorado, Mỹ đã đề xuất một mô hình dạy học cải tiến cho chương trình học các môn sinh học ở bậc tiểu học. Mô hình 5E dựa trên lí thuyết kiến tạo (constructivism) về học tập, theo đó người học xây dựng kiến ​​thức từ quá trình trải nghiệm. Thông qua cách hiểu và phản ánh về các hoạt động đã trải qua, vừa mang tính cá nhân và tính xã hội, người học có thể hòa hợp kiến ​​thức mới với những khái niệm đã biết trước đó. Ngoài ra, mô hình còn kế thừa từ sự phát triển của các mô hình giáo dục đã có trước đó, như của Herbart (trước những năm 1900), của Dewey (khoảng những năm 1930), của Heiss và các cộng sự (khoảng những năm 1950) (Hình 2).

Hình 1. TS. Rodger W. Bybee, người sáng lập ra mô hình dạy học 5E (nguồn https://www.amnh.org)Hình 2. Tóm tắt lịch sử hình thành và phát triển của mô hình dạy học 5E[2]

Trong các mô hình dạy khoa học, đặc điểm chung cơ bản là các học sinh làm việc cùng nhau để giải quyết vấn đề, phân tích và vận dụng các khái niệm mới bằng cách đặt câu hỏi, quan sát, phân tích và rút ra kết luận. Sau khi tìm hiểu về những điểm mạnh và hạn chế của các mô hình giảng dạy đã có trước đó, nhóm nghiên cứu của Bybee kế thừa chu trình học tập của Myron Atkin và Robert Karplus (1962)[3]. Lúc đầu, nhóm nghiên cứu chỉ nghĩ đơn giản làm phải làm sao xây dựng một mô hình dạy học hiểu quả để giúp học các môn sinh học thực nghiệm trở nên dễ dàng hơn, đặc biệt là có tính khả thi cao đối với các giáo viên. Bởi vì các giáo viên dạy sinh học thường than phiền rằng không có một cái phương pháp chuẩn để họ dễ dàng triển khai các bài học và họ thường tỏ ra lo lắng khi mà các bài học thiếu cái sự liền mạch và gắn kết với nhau. Chính vì lẽ đó nhóm nghiên cứu đã đề xuất các mô hình dạy học trong đó thể hiện được đặc điểm của quá trình học khoa học cũng như tạo được sự gắn kết giữa các phần hoạt động với nhau, và đặc biệt là dễ nhớ đối mới mọi người.

Sau khi được thử nghiệm thí điểm tại một số chương trình dạy sinh học, mô hình 5E này tiếp tục ảnh hưởng sâu rộng đến với nhiều bộ môn khoa học khác, kể cả các môn toán và công nghệ, kỹ thuật. Các báo cáo đều cho thấy mô hình 5E đem lại hiệu quả đối với học sinh trong quá trình học các môn STEM. Mô hình này còn lan truyền đến nhiều quốc gia và châu lục khác, đến nhiều trình độ dạy học khác nhau[4], [5]. Phương pháp 5E giúp mang lại các cơ hội cho học sinh được xây dựng kiến thức mới và diễn đạt suy nghĩ trong suốt quá trình học.

Như vậy, có thể thấy lịch sử của mô hình 5E được xây dựng dựa trên các mô hình dạy học đã có từ rất lâu trước đó, đồng thời kết hợp với các nghiên cứu thực nghiệm đã được chứng minh trong thực tiễn dạy học các môn khoa học. Mục đích của mô hình này nhằm tạo ra không gian và thời gian (gọi chung là các cơ hội) để người học có thể tự xây dựng các khái niệm một cách vững chắc và ứng dụng nó trong những hoàn cảnh cụ thể một cách có trình tự.

Đặc điểm của mô hình dạy học 5E

Mô hình dạy học 5E gồm 5 giai đoạn và có những đặc điểm chính như sau:

Engagement (Gắn kết)

Trong giai đoạn đầu của chu kỳ học tập, giáo viên làm việc để đạt được sự hiểu biết về kiến ​​thức sẵn có của học sinh và xác định bất kỳ khoảng trống kiến ​​thức nào. Điều quan trọng là khuyến khích quan tâm đến các khái niệm sắp tới để học sinh có thể sẵn sàng tìm hiểu. Giáo viên có thể làm cho học sinh đặt câu hỏi mở hoặc ghi lại những gì họ đã biết về chủ đề. Thông qua các hoạt động đa dạng, giáo viên thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh, tạo không khí trong lớp học, học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối với những kiến thức hoặc trải nghiệm trước đó. Giai đoạn này cho phép học sinh gắn kết, liên hệ lại với các trải nghiệm và quan sát thực tế mà các em đã có trước đó. Trong bước này, các khái niệm mới cũng sẽ được giới thiệu cho các em.

Khảo sát (Exploration)

Trong giai đoạn này, học sinh được chủ động khám phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ thể. Giáo viên cung cấp những kiến thức hoặc những trải nghiệm mang tính cơ bản, nền tảng, dựa vào đó các kiến thức mới có thể được bắt đầu. Giai đoạn này, học sinh sẽ trực tiếp khám phá và thao tác trên các vật liệu hoặc học cụ đã được chuẩn bị sẵn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh thực hiện các hoạt động như quan sát, làm thí nghiệm, thiết kế, thu số liệu.

Giải thích (Explanation)

Ở giai đoạn này, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh tổng hợp kiến ​​thức mới và đặt câu hỏi nếu họ cần làm rõ thêm. Giáo viên tạo điều kiện cho học sinh được trình bày, miêu tả, phân tích các trải nghiệm hoặc quan sát thu nhận được ở bước Khám phá. Ở bước này, giáo viên có thể giới thiệu các thuật ngữ mới, khái niệm mới, công thức mới, giúp học sinh kết nối và thấy được sự liên hệ với trải nghiệm trước đó. Để giai đoạn này có hiệu quả, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ những gì mà các em đã học được trong giai đoạn Khám phá trước khi giới thiệu thông tin chi tiết một cách trực tiếp hơn.

Áp dụng cụ thể (Elaborate)

Giai đoạn này tập trung vào việc tạo cho học sinh có được không gian áp dụng những gì đã học được. Giáo viên giúp học sinh thực hành và vận dụng các kiến thức đã học được ở bước Giải thích, giúp học sinh làm sâu sắc hơn các hiểu biết, khéo léo hơn các kỹ năng, và có thể áp dụng được trong những tình huống và hoàn cảnh đa dạng khác nhau. Điều này giúp các kiến thức trở nên sâu sắc hơn. Giáo viên có thể yêu cầu học sinh trình bày chi tiết hoặc tiến hành khảo sát bổ sung để củng cố các kỹ năng mới. Giai đoạn này cũng nhằm giúp học sinh củng cố kiến ​​thức trước khi được đánh giá thông qua các bài kiểm tra.

Đánh giá (Evaluation)

Mô hình 5E cho phép đánh giá chính thức (dưới dạng các bài kiểm tra) và phi chính thức (dưới dạng những câu hỏi nhanh). Trong giai đoạn này, giáo viên có thể quan sát học sinh thông qua các hoạt động nhóm nhỏ hoặc nhóm lớn để xem sự tương tác trong quá trình học. Cũng cần lưu ý là học sinh tiếp cận các vấn đề theo một cách khác dựa trên những gì họ học được. Các yếu tố hữu ích khác của Giai đoạn đánh giá bao gồm tự đánh giá, bài tập viết và bài tập trắc nghiệm, hoặc các sản phẩm. Ở đây, giáo viên sẽ linh hoạt sử dụng các kỹ thuật đánh giá đa dạng để nhận biết quá trình nhận thức và khả năng của từng học sinh, từ đó đưa ra các phương hướng điều chỉnh và hỗ trợ học sinh phù hợp, giúp học sinh đạt được các mục tiêu học tập như đã đề ra.

Hình 3. Mô hình dạy học 5E gồm 5 giai đoạn giúp học sinh khám phá khoa học

Hiểu quả của mô hình dạy học 5E

Tại Mỹ, mô hình 5E khá phổ biến trong các chương trình dạy học khoa học, kể cả chính khoá và ngoại khoá (ở Mỹ các chương trình ngoại khoá khá phong phú, thường được gọi dưới các tên chung là Informal Learning, cụ thể như After School Program, Summer Camps, Enrichment Program, Gifted Education Program, Science Club, Adventure Club…). Đối với các chương trình giáo dục STEM, mô hình 5E trở thành một công cụ hiệu hữu hiệu giúp cho cho cả người học và người dạy đều cảm thấy tiếp nhận bài học có tính hệ thống, liền mạch, có cơ hội phát triển theo tâm lý tự khám phá và kiến tạo kiến thức. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy mô hình 5E mang lại nhiều hiệu quả tích cực trong công việc dạy học. Chẳng hạn các học sinh cảm thấy dễ nhớ các kiến thức và bài học hơn khi được học theo mô hình 5E. Đối với các giáo viên mô hình 5E còn giúp cho việc chuẩn bị bài giảng trở nên đơn giản hơn và có tính hệ thống hơn, giúp tạo được những hoạt động đa dạng cho học sinh trải nghiệm. Quy trình dạy học này giúp giáo viên giảm được thời lượng dạy nhiều quá nhiều lý thuyết mà thay vào đó tạo ra các hoạt động thực hành và khám phá. Điều đó có nghĩa là mô hình này thúc đẩy triết lý lấy học sinh làm trung tâm (student-centered). Vai trò của giáo viên chính là tạo ra môi trường học tập trải nghiệm giúp học sinh từng bước khám phá kiến thức mới dựa trên các kiến thức đã biết trước đó. Điều thú vị là các giáo viên dạy các môn STEM sau khi được áp dụng phương pháp 5E đều cảm thấy hào hứng với bài dạy, các nội dung được triển khai được dễ dàng và thuận lợi hơn, đặc biết tránh được các tình huống như bỏ sót kiến thức hay các hoạt động trải nghiệm[6],[7].

Nghiên cứu gần đây cũng cho thấy mô hình 5E đã tạo ra “một sự hiểu biết khoa học tốt hơn đáng kể so với cách hướng dẫn truyền thống”[8]. Ngoài ra, mô hình này còn giúp tăng đáng kể kết quả học tập và duy trì tính kết nối giữa các bài học khoa học[9]. Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học tại Mỹ (National Science Teacher Association – NSTA) khuyến khích các giáo viên áp dụng mô hình dạy học 5E nếu có thể trong các bài học và các chương trình học phổ thông, kể cả chính khoá và ngoại khoá. Một thuận lợi nữa đối với phương pháp 5E đó chính là giúp học sinh dễ dàng nhớ bài học của mình liên hệ được với các kiến thức đã học trước đó[10]. Thông thường các chương trình giáo dục, đặc biệt là các khóa học ngoại khóa STEM thường dạy theo chủ đề, ít tính liên tục, các kiến thức thường ít liên quan với nhau. Nhưng nếu áp dụng phương pháp 5E các giáo viên sẽ thấy được sự liên kết về mặt kiến thức giữa các chủ đề thông qua bước gắn kết và mở rộng. Chẳng hạn như khi dạy về 2 chủ đề khác nhau: núi lửa và tên lửa, chúng ta có cảm giác như hai chủ đề đó ít liên quan với nhau. Bởi vì một bên liên quan về địa chất, một bên liên quan về vật lý. Nhưng nếu chúng ta đặt câu hỏi gợi mở cho học sinh về “sự chuyển động” và “mặt năng lượng” thì cả 2 chủ đề trên đều cho thấy có mối liên quan với nhau. Như vậy ở bước gắn kết và mở rộng trong từng bài học từng chủ đề, chúng ta có thể liên hệ qua lại với nhau tạo ra một chương trình dạy học có tính hệ thống, gắn kết và liền mạch.

Viện nghiên cứu sức khỏe quốc gia Hoa Kỳ (NIH) đã nhận thấy phương pháp dạy học 5E này có nhiều tiềm năng và đã được chứng minh hiệu quả trong thực tế, trong nghiên cứu gần đây viện đã công bố những kết quả đạt được của phương pháp 5E đối với dạy học dành cho học sinh cấp phổ thông[11]. Trong giáo dục STEM rất cần sự liên kết giữa các hoạt động với nhau để tạo thành một mục tiêu giáo dục có tính hiệu quả. Do vậy mô hình dạy học 5E mang lại cho giáo viên một cách nhìn hệ thống và toàn diện triển, giúp ích trong việc triển khai các nội dung đa dạng khác nhau. Trong quá trình dạy học các môn khoa học cũng như các môn kỹ thuật và công nghệ, các bài học thông thường luôn cần các hoạt động về thực hành làm thí nghiệm, ngoài ra cần các khoảng thời gian để vận dụng các kỹ năng về tư duy như giải quyết vấn đề (problem-solving), ra quyết định (decision-making) và tư duy phản biện (critical thinking). Do đó việc áp dụng mô hình dạy học 5E sẽ giúp cho giáo viên tìm được trọng tâm của bài học và dẫn dắt học sinh tiến hành được các bước một cách có hệ thống.

Những cải tiến

Những năm gần đây phương pháp 5E được đổi mới liên tục nhưng tinh thần các bước 5E vẫn được giữ nguyên. Chẳng hạn như nhiều nhóm nghiên cứu đã đề xuất phương pháp 7E (Hình 4) trong đó mở rộng ra hai thêm hai bước đó là Mở rộng (extend) và Khơi gợi (elicit) [12].  Đối với một số môn Công nghệ đòi hỏi nhiều thực hành thì phương pháp 5E được cải tiến thành mô hình EPD-5E. Trong mô hình này này yếu tố công nghệ (EPD – engineering process design) được đặc biệt quan tâm[13].

Hình 4. Mô hình 7E được mở rộng từ 5E theo Eisenkraft, A. (2003)

Như chúng ta biết quá trình học khoa học là một quá trình học khám phá, đi từ những quan sát thực tế đến lý giải và tranh luận dựa vào bằng chứng. Do vậy đặc điểm của sự tìm tòi (inquiry) và tư duy bậc cao (high-order thinking) luôn phải được lồng ghép trong suốt xuyên suốt quá trình học các môn khoa học. Từ quan điểm này mô hình dạy học 5E trở thành một công cụ hiệu quả giúp cho người học xây dựng kiến thức thông qua các bước thực hành khoa học (scientific practices) giống như quá trình làm nghiên cứu khoa học (scientific research) diễn ra trong thực tế. Gần đây, hệ thống giáo dục khoa học phổ thông của Mỹ đang triển khai bộ tiêu chuẩn mới (gọi tắt là NGSS), với nhiều tiêu chí và mục tiêu chi tiết trong đánh giá chất lượng giáo dục các môn khoa học và công nghệ. Điểm nổi bật của bộ tiêu chuẩn này đó là giúp người học phát triển các kỹ năng tư duy liên thông (crosscutting concepts) bên cạnh các nhóm kiến thức nền bắt buộc và các kỹ năng thực hành. Với việc áp dụng mô hình 5E cũng như các cải tiến của nó trong những điều kiện cụ thể, nhiều nghiên cứu đã cho thấy việc triển khai bộ tiêu chuẩn NGSS được thuận lợi nhờ vào tạo ra khoảng thời gian cho người học được tự nguy ngẫm (reflection) và kết nối (connection) với các kiến thức được học[14]. Nhờ vậy, các kỹ năng tư duy của người học được phát triển tốt hơn.

Hình 5. Sự khác nhau giữa dạy truyền thống và dạy theo bộ tiêu chuẩn NGSS thông qua các bước trong mô hình 5E[15]

Những điều cần lưu ý

Tuy mô hình 5E mang lại nhiều hiệu quả tích cực trong việc dạy các môn khoa học và tích hợp STEM, nhưng việc áp dụng và triển khai nó cũng cần phải cân nhắc và có những lưu ý đi kèm. Theo cha đẻ của mô hình này, TS. Robert Bybee, khuyên rằng để sử dụng tối ưu hiệu quả của mô hình 5E, các chủ đề bài học (hay còn gọi là một chu trình) nên được thiết kế trong một đơn vị từ 2-3 tuần, trong đó mỗi giai đoạn có thể là một hoặc vài bài buổi[16]. Lưu ý là chủ đề bài học khác với đơn vị bài học. Ví dụ: chủ đề về năng lượng có thể gồm nhiều bài học khác nhau: như động năng, thế năng, nhiệt năng… Một chu trình gồm 5 giai đoạn trong một khoảng thời gian như vậy sẽ tạo điều kiện cho học sinh có thêm thời gian để thực hiện các bước, như khám phá, áp dụng chi tiết và mở rộng. Ngược lại, nếu áp dụng mô hình 5E này làm cơ sở cho một bài học (hoặc trong một buổi học) thì sẽ hạn chế các hoạt động khám phá của học sinh và gây nhiều áp lực cho giáo viên khi điều hành lớp. Cũng như vậy, nếu áp dụng cho cả một chương trình học (chẳng hạn 15 tuần) thì cũng sẽ giảm bớt sự hứng thú và tập trung của các em ở các bước.

Các nhà giáo dục cũng khuyên rằng không nên bỏ qua một giai đoạn nào hoặc thay đổi trật tự. Nghiên cứu đều cho thấy nếu các bài học bỏ qua một giai đoạn nào hoặc thay đổi trật tự trong chu trình 5E đều ít nhiều ảnh hưởng đến nhận thức và năng lực của người học[17], [18]. Nhiều giáo viên có xu hướng bỏ qua bước gắn kết, thay vào đó thi thẳng vào bước giải thích. Điều này làm cho các học sinh cảm thấy bài học rời rạc và ít liên hệ với các kiến thức đã học trước đó.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng khuyên các giáo viên khi áp dụng 5E, phải linh hoạt trong bước đánh giá. Nên kết hợp các đánh giá quá trình (formative assessment) và đánh giá tổng kết (summative assessment). Bước đánh giá không nhất thiết phải ở cuối cùng của chu trình học, mà có thể được thực hiện đồng thời song song với các bước khác, nếu các hoạt động của học sinh cần có những đánh giá phản hồi thường xuyên và liên tục giúp học sinh kịp thời sửa sai và hoàn thiện sản phẩm.

Mô hình 5E còn được cho là có hiệu quả nhất khi học sinh gặp phải các khái niệm mới lần đầu tiên vì đó là cơ hội cho một chu kỳ học tập hoàn chỉnh. Cũng theo tác giả Rodger W. Bybee, mô hình 5E được sử dụng tốt nhất trong một đơn vị từ hai đến ba tuần, trong đó mỗi giai đoạn là cơ sở cho một hoặc nhiều bài học khác biệt. Ông giải thích rằng: “Sử dụng mô hình 5Es làm cơ sở cho một bài học đơn giản có thể làm giảm hiệu quả của từng giai đoạn do rút ngắn thời gian và cơ hội để thử thách quá trình học”[19]. Nếu giáo viên dành quá nhiều thời gian cho mỗi giai đoạn, mô hình này sẽ không còn hiệu quả và khi đó học sinh có thể quên những gì đã học được trước đó.

Theo báo cáo của tổ chức giáo dục khoa học thuộc Viện Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ (NIH), bên cạnh những giáo viên áp dục mô hình 5E một cách chuẩn xác và bài bản, cũng có những giáo viên áp dụng một cách không thống nhất với mô hình này (Bảng 1). Sự áp dụng không nhất quán với mô hình 5E gốc ban đầu có thể dẫn các hiểu nhầm cho người học, và hạn chế sự phát triển tư duy và các kỹ năng cần thiết trong quá trình học các môn khoa học. Do vậy, khi giáo viên áp dụng mô hình 5E này trong các bài dạy của mình, cần xây dựng các hoạt động chi tiết, bám sát các mục tiêu và tiêu chí đề ra của từng giai đoạn trong chu trình học.

Bảng 2. Sự khác nhau trong các hoạt động của giáo viên nhất quán và không nhất quán theo mô hình 5E[20]

Các bước dạy học theo 5E

Hoạt động của giáo viên

Thống nhất với mô hình 5E

Không thống nhất với mô hình 5E

Gắn kết (Engagment)

Tạo hứng thú

● Kích thích sự tò mò

● Nêu câu hỏi

● Làm rõ hơn các câu trả lời hoặc các phát hiện mà học sinh đã biết hoặc suy nghĩ về chủ đề bài học

Giải thích khái niệm
● Cung cấp các định nghĩa và câu trả lời

● Kết luận

● Đưa ra những câu hỏi đóng

● Giảng bài

Khảo sát (Exploration)

Khuyến khích học sinh làm việc cùng nhau mà không có sự hướng dẫn trực tiếp từ giáo viên
● Quan sát và lắng nghe các học sinh trong quá trình tương tác

● Yêu cầu kiểm tra các câu hỏi để chuyển hướng khảo sát thí nghiệm của học sinh khi cần thiết

● Cung cấp thời gian cho học sinh để giải quyết các vấn đề

● Đóng vai trò như một nhà tư vấn cho học sinh

● Tạo ra danh sách những điều “cần phải biết” tối thiểu

Cung cấp câu trả lời
● Nói hoặc giải thích cách làm việcthông qua vấn đề

● Đưa ra những kết luận

● Trực tiếp nói với học sinh rằng các em là sai

● Cung cấp thông tin hoặc sự kiện giúp giải quyết vấn đề

● Hướng dẫn học sinh từng bước tìm ra lời giải

Giải thích (Explanation)

Khuyến khích học sinh giải thích các khái niệm và các định nghĩa bằng cách hiểu riêng của mình
● Đưa ra các lời giải thích, chứng minh (bằng chứng) và làm rõ từ học sinh

● Chính thức làm rõ các định nghĩa, giải thích,và đưa ra các khái niệm mới khi cần thiết

● Sử dụng kinh nghiệm trước đây của học sinh làm cơ sở để giải thích các khái niệm

● Đánh giá sự hiểu biết ngày càng tăng của học sinh

Chấp nhận những lời giải thích mà không cần chứng minh gì thêm
● Tìm cách phủ nhận để buộc học sinh phải chấp nhận

● Giới thiệu các khái niệm hoặc kỹ năng không liên quan

Áp dụng cụ thể (Elaboration)

Mong đợi học sinh sử dụng các khái niệm khoa học, định nghĩa và lời giải thích được cung cấp trước đây
● Khuyến khích học sinh áp dụng hoặc mở rộng các khái niệm và kỹ năng trong các tình huống mới

● Nhắc nhở học sinh tìm cách giải thích

● Đề cập đến học sinh dữ liệu hiện có và bằng chứng và hỏi: “các em đã biết gì rồi? “, ” Tại sao các em lại nghĩ …? “(Chiến lược khám phá khoa học cũng áp dụng ở đây.)

Cung cấp câu trả lời dứt khoát
● Trực tiếp nói với học sinh rằng các em là sai

● Tiếp tục bài giảng

● Dạy học sinh từng bước một để tìm ra lời giải ngay

● Giải thích làm thế nào để làm việc thông qua vấn đề

Đánh giá
(Evaluation)

Quan sát học sinh khi áp dụng các khái niệm và kỹ năng mới
● Đánh giá kiến thức và kỹ năng của học sinh

● Tìm kiếm bằng chứng rằng học sinh có thay đổi suy nghĩ hoặc hành vi trong quá trình học

● Cho phép học sinh đánh giá bài học của mình và kỹ năng nhóm-quá trình

● Đặt những câu hỏi mở như “Các em nghĩ điều gì sẽ xảy ra nếu…? “, “Các em có bằng chứng/chứng cứ gì ở trong tình huống này?”, ” Các em đã biết gì về …? “, ” Các em thử giải thích hiện tượng này được không?”

Kiểm tra từ vựng, thuật ngữ và các sự kiện một cách rời rạc
● Giới thiệu những ý tưởng hay khái niệm mới

● Tạo ra sự mơ hồ

● Đặt toàn bộ những câu hỏi đóng, chỉ trả lời đúng/sai

● Thúc đẩy thảo luận mở mà không gắn kết đến khái niệm hoặc kỹ năng đang được học

Tóm lại, mô hình dạy học 5E là một cách tiếp cận có hệ thống, dựa trên các lý thuyết giáo dục và nghiên cứu thực nghiệm, giúp phát huy vài trò trung tâm của người học. Theo đó, giáo viên đóng vai trò là người hướng dẫn, gợi mở và tạo các cơ hội cho học sinh được tiếp cận các khái niệm mới ở dưới nhiều góc độ và mức độ khác nhau, các bước được tiến hành tuần tự và có kế thừa. Đối với giáo dục STEM tích hợp, các hoạt động trải nghiệm là cơ hội để học sinh có thể đào sâu và áp dụng các kiến thức được học, đồng thời giúp liên hệ với các kiến thức hoặc trải nghiệm trước đó. Tính hệ thống và liên tục của mô hình 5E giúp phát triển đồng thời kiến thức, kỹ năng và thái độ của người học. Trước những ưu điểm và hiệu quả đã được chứng minh so với các phương pháp truyền thống, mô hình này đang được áp dụng rộng rãi vi ở nhiều lĩnh vực giáo dục khác nhau và nhiều quốc gia trên toàn thế giới. Tuy nhiên các khuyến cáo dành cho các giáo viên khi áp dụng mô hình này cần thận trọng và bám sát các tiêu chuẩn và tiêu chí của từng bước trong mô hình này để đạt hiệu quả tốt nhất.

|Tìm hiểu bài viết về STEM là gì ? Hiểu sao cho đúng về giáo dục STEM

|Tìm hiểu bài viết: Như thế nào là một chương trình STEM có chất lượng?

|Tìm hiểu bài viết: 9 lợi ích mà phương pháp giáo dục stem mang lại

TƯ VẤN GIẢI PHÁP GIÁO DỤC STEAM – THIẾT KẾ PHÒNG LAB STEAM

(Cấp Mầm non- Cấp Tiểu học- Cấp THCS- Cấp PTTH)

Tư vấn miễn phí Hotline: 0934519822

Nguyễn Thành Hải

Viện nghiên cứu giáo dục STEM, ĐH Missouri

Thành viên NSTA, NARST, NABT

[1] Trong ngữ cảnh của phương pháp giáo dục này, “elatoration” được hiểu theo nghĩa áp dụng vào hoàn cảnh cụ thể để làm rõ và chi tiết hóa các khái niệm.

[2] Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88-98.

[3] Atkin, J. M., & Karplus, R. (1962). Discovery or invention?. The Science Teacher, 29(5), 45-51.

[4] Tezer, M., & Cumhur, M. (2017). Mathematics through the 5E Instructional Model and Mathematical Modelling: The Geometrical Objects. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 13(8).

[5] Ah-Nam, L., & Osman, K. (2017). Developing 21st Century Skills through a Constructivist-Constructionist Learning Environment. K-12 STEM Education, 3(2), 205-216.

[6] Artun, H., & Coştu, B. (2013). Effect of the 5E model on prospective teachers’ conceptual understanding of diffusion and osmosis: A mixed method approach. Journal of Science Education and Technology, 22(1), 1-10.

[7] Tural, G., Akdeniz, A. R., & Alev, N. (2010). Effect of 5E teaching model on student teachers’ understanding of weightlessness. Journal of Science Education and Technology, 19(5), 470-488.

[8] Wilder, M., & Shuttleworth, P. (2005). Cell inquiry: A 5E learning cycle lesson. Science Activities: Classroom Projects and Curriculum Ideas, 41(4), 37-43.

[9] Musheno, B. V., & Lawson, A. E. (1999). Effects of learning cycle and traditional text on comprehension of science concepts by students at differing reasoning levels. Journal of research in science teaching, 36(1), 23-37.

[10] Fazelian, P., & Soraghi, S. (2010). The effect of 5E instructional design model on learning and retention of sciences for middle class students. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 5, 140-143.

[11] Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88-98.

[12] Eisenkraft, A. (2003). Expanding the 5E model. The Science Teacher, 70(6), 56.

[13] Lottero-Perdue, P., Bolotin, S., Benyameen, R., Brock, E., & Metzger, E. (2015). THE EDP-5E. Science and Children, 53(1), 60.

[14] Bybee, R. W. (2014). The BSCS 5E instructional model: Personal reflections and contemporary implications. Science and Children, 51(8), 10-13

[15] https://www.knowatom.com/blog/what-is-the-5e-instructional-model

[16] Bybee, R. W. (2014). The BSCS 5E instructional model: Personal reflections and contemporary implications. Science and Children, 51(8), 10-13.

[17] Taylor, J. A., Van Scotter, P., & Coulson, D. (2007). Bridging Research on Learning and Student Achievement: The Role of Instructional Materials. Science Educator, 16(2), 44-50.

[18] Wilson, C. D., Taylor, J. A., Kowalski, S. M., & Carlson, J. (2010). The relative effects and equity of inquiry‐based and commonplace science teaching on students’ knowledge, reasoning, and argumentation. Journal of research in science teaching, 47(3), 276-301.

[19] Bybee, R. W. (2009). The BSCS 5E instructional model and 21st century skills. Colorado Springs, CO: BSCS.

[20] Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88-98.