SKKN Nâng cao năng lực số của giáo viên vật lí THPT đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số trong giáo dục.

Phần 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Quá trình chuyển đổi số đang diễn ra hết sức mạnh mẽ và sâu rộng trên toàn thế giới, trong nhiều lĩnh vực. Tốc độ số hóa và những công nghệ mới mở ra những triển vọng mới, mô hình kinh doanh mới, tạo ra những giá trị mới. Mỗi quốc gia, tổ chức hay cá nhân đề phải nỗ lực chuyển đổi, nắm bắt thời cơ, vượt qua thách thức nếu không muốn bị bỏ lại phía sau. Để quá trình chuyển đổi số thành công, có rất nhiều yếu tố khác nhau nhưng một trong những yếu tố then chốt, một trong những điều kiện tiên quyết là phải tạo lập một nguồn nhân lực có chất lượng được trang bị bởi những kĩ năng số, góp phần đáp ứng quá trình chuyển đổi số. Ngành giáo dục đóng vai trò tạo lập, tạo dựng môi trường phát triển năng lực số cho người học, thúc đẩy phát triển năng lực số cho người dạy, cho các nhà quản lí.
Đảng và nhà nước ta đã có nhiều quyết sách khẳng định chuyển đổi số là quá trình tất yếu của Việt Nam để phát triển kinh tế – xã hội trong giai đoạn mới. Chuyển đổi số đã và đang tạo ra nhiều thay đổi tích cực với ngành giáo dục tại Việt Nam. Nâng cao năng lực số của giáo viên là nhiệm vụ quan trọng quyết định sự thành công chuyển đổi số trong giáo dục.
Trong những năm gần đây ngành giáo dục đang đẩy mạnh áp dụng công nghệ chuyển đổi số trong giảng dạy. Sự phát triển mạnh mẽ của mạng xã hội, ứng dụng di động đã tạo điều kiện cho chuyển đổi số trong giáo dục phát triển mạnh mẽ hơn, tạo cơ hội cho mọi người có thể học và tương tác ở mọi lúc, mọi nơi. Ngành giáo dục đã phát triển mô hình dạy học trực tuyến, để người học có thể học mọi nơi, mọi lúc, chủ động trong việc học tập hiệu quả hơn.
Việc thực hiện chuyển đổi số trong dạy học bộ môn ở các cơ sở giáo dục ở Việt Nam nói chung, trên địa bàn tỉnh tỉnh Nghệ An nói riêng đã và đang được triển khai, các giáo viên và học sinh đều phải thay đổi để thích ứng, đặc biệt điều này càng được thể hiện rõ trong tình hình đại dịch Covid 19 còn chưa kiểm soát được. Việc ứng dụng công nghệ để đưa tương tác, trải nghiệm trên môi trường số trở thành hoạt động giáo dục thiết yếu, hàng ngày với mỗi người học và mỗi nhà giáo, nâng cao năng lực tự học của người học, thúc đẩy phát triển năng lực số cho người dạy, đáp ứng yêu cầu của giáo dục trong thời đại 4.0. Vật lí phổ thông là môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với thực tiễn. Ngoài khả năng ứng dụng công nghệ thông tin – truyền thông trong dạy học như các môn học khác nói chung, môn Vật lí có nhiều cơ hội phát triển năng lực số cho học sinh trong tư duy các vấn đề liên quan đến thực nghiệm, bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn. Việc thu thập, xử lí số liệu, vẽ đồ thị có thể được số hoá góp phần làm cho việc đánh giá kết quả thí nghiệm được nhanh chóng, trực quan, khoa học hơn. Các thí nghiệm mô phỏng được thiết kế hỗ trợ thí nghiệm thật giúp con người có thể tiếp cận với thế giới tự nhiên. Vì vậy, những yêu cầu đối với năng lực số của giáo viên vật lí cũng có đặc thù riêng của bộ môn. Với tất cả các lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Nâng cao năng lực số của giáo viên vật lí THPT đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số trong giáo dục”.
2. Mục đích nghiên cứu
Đưa ra các giải pháp nhằm nâng cao năng lực số của giáo viên vật lí THPT đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số.
Bước đầu áp dụng vào thực tiễn để chứng minh rằng có thể nâng cao năng lực số của giáo viên trong quá trình dạy học.
3. Giả thuyết khoa học
Với việc ứng dụng tối đa các phương tiện dạy học mang lại hiệu quả cao hơn, nâng cao năng lực số cho cả giáo viên và học sinh so với cách dạy truyền thống.
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
Khách thể nghiên cứu: giáo viên giảng dạy và học sinh học bộ môn Vật lí THPT tỉnh Nghệ An.
Đối tượng nghiên cứu: các kĩ năng số và kế hoạch bài dạy (KHBD) minh hoạ nhằm nâng cao năng lực số của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học vật lí ở trường THPT.
5. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các khung năng lực số của giáo viên và học sinh, từ đó vận dụng xây dựng kế hoạch bài dạy theo hướng phát triển năng lực số cho học sinh để giáo viên có thể áp dụng;
Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Quỳnh Lưu 1, THPT Huỳnh Thúc Kháng, THPT Bắc Yên Thành và THPT DTNT Tỉnh.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
Để đạt được mục đích nghiên cứu của đề tài, cần phải thực hiện những nhiệm vụ sau: Tìm hiểu và phân tích các năng lực số, khung năng lực số của giáo viên và học sinh trung học, yêu cầu và nhiệm vụ của chuyển đổi số trong giáo dục;
Nghiên cứu thực trạng của giáo viên môn Vật lí ở trường THPT đối với quá trình dạy học phát triển năng lực số;
Chỉ ra các dấu hiệu của bài học/ chủ đề/nội dung dạy học có nhiều cơ hội phát triển năng lực số cho học sinh;
Đề xuất quy trình thiết kế kế hoạch dạy học theo hướng phát triển năng lực số cho học sinh. Xây dựng KHBD minh họa phát triển năng lực số cho học sinh;
Tập huấn cho giáo viên về áp dụng quy trình thiết kế và dạy thực nghiệm 03 tiểu chủ đề hướng tới phát triển năng lực số của học sinh.
7. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được nhiệm vụ trên, chúng tôi sẽ sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
Phương pháp nghiên cứu lý luận. Chúng tôi sử dụng phương pháp này cho việc:
Nghiên cứu tài liệu về chuyển đổi số và phương pháp dạy học vật lí
Nghiên cứu cơ sở lý luận của chuyển đổi số và một số biện pháp nâng cao năng lực số cho giáo viên.
Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng công nghệ thông tin, thí nghiệm vật lí trong dạy học, cụ thể là: các tài liệu về bài giảng điện tử, một số phần mềm hỗ trợ cho thiết kế bài giảng, một số phần mềm xử lý số liệu, phân tích và xử lí video, kiểm tra đánh giá, …; Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa và các tài liệu liên quan đến các bài soạn minh hoạ cho KHBD theo hướng phát triển năng lực số. Phương pháp phỏng vấn
Phương pháp này được dùng: Phỏng vấn trực tiếp các giáo viên về các vấn đề liên quan đến đề tài nhằm kiểm tra giả thuyết, góp ý về KHBD, cách thức tiến hành, phương pháp dạy học, …
Phương pháp điều tra, khảo sát
Tìm hiểu thực tế việc ứng dụng công nghệ thông tin – truyền thông (CNTT-TT) cũng như định hướng dạy học theo hướng phát triển năng lực số cho học sinh thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử dụng phiếu điều tra ở một số trường THPT trong phạm vi tỉnh Nghệ
An, phân tích kết quả và sơ bộ đề xuất nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Chúng tôi sử dụng phương pháp này:
Tổ chức thực nghiệm sư phạm, tiến hành thực nghiệm sư phạm ở một số trường THPT thuộc tỉnh Nghệ An, có đối chứng để đánh giá hiệu quả công việc.
Xử lí số liệu và phân tích kết quả các bài kiểm tra trắc nghiệm, kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm.
Đế xuất những nhận xét sau thực nghiệm sư phạm, đánh giá tính khả thi của tiến trình. Phân tích những ưu, nhược điểm và điều chỉnh lại cho phù hợp nếu cần thiết.
8. Tính mới của đề tài
Ứng dụng công nghệ thông tin – truyền thông (CNTT- TT) trong dạy học và giáo dục đã được triển khai từ nhiều năm nhưng mới chỉ ở mức độ cơ bản. Việc ứng dụng thành công CNTT-TT vào môi trường học tập sẽ phụ thuộc vào khả năng của giáo viên để tổ chức dạy học theo các cách thức mới, sử dụng công nghệ thích hợp với phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá, phát triển các lớp học tương tác xã hội, khuyến khích người học giúp đỡ lẫn nhau, học tập cộng tác và làm việc nhóm.
Nội dung chuyên đề “Phát triển năng lực số và kĩ năng chuyển đổi cho học sinh trung học” đã được Bộ Giáo dục triển khai tập huấn đến giáo viên cốt cán các tỉnh từ ngày 01/10/2021 đến ngày 08/10/2021 và mới triển khai được đến giáo viên cốt cán các trường vào ngày 21/3/2022, triển khai đến giáo viên đại trà vào cuối tháng 3/2022. Các KHBD bộ môn minh họạ cho đề tài hiện đang rất ít. Các giáo viên gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận, sử dụng các phần mềm hỗ trợ dạy học, việc thiết kế KHBD phát triển năng lực số cho học sinh và việc tổ chức thực hiện kế hoạch sao cho khoa học, sư phạm và hiệu quả. Dự kiến đóng góp của đề tài:
– Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về phát triển năng lực số cho học sinh và cho giáo viên.
– Chỉ ra các dấu hiệu của một bài học/ chủ đề/ nội dung dạy học vật lí có nhiều cơ hội phát triển năng lực số của học sinh.
– Đưa ra quy trình thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề hướng tới phát triển năng lực số của học sinh trong dạy học môn Vật lí THPT, để GV có thể áp dụng thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề.
– Thiết kế 03 KHBD chủ đề dạy học theo chương trình 2018 và 01 bài giảng e-Learning minh họa cho việc áp dụng quy trình, dạy thực nghiệm.
– Xây dựng kế hoạch nâng cao năng lực số cho giáo viên vật lí THPT và tập huấn triển khai cho giáo viên Vật lí THPT của tỉnh, giáo viên vật lí cụm trường THPT Diễn Châu –
Quỳnh Lưu – Hoàng Mai và một số trường THPT trên địa bàn tỉnh về áp dụng quy trình thiết kế và dạy thực nghiệm 03 tiểu chủ đề hướng tới phát triển năng lực số của học sinh.
Phần 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. Cơ sở lý luận
1.1. Một số vấn đề chung về năng lực số
1.1.1. Khái niệm năng lực số và khung năng lực số
a. Năng lực số là gì?
Đã có nhiều khái niệm được sử dụng khi đề cập đến phát triển năng lực số ở các quốc gia và tổ chức quốc tế, mỗi khái niệm mang một nghĩa riêng để phù hợp với mục tiêu cụ thể của các nước, các tổ chức. Tuy nhiên, chúng đều hướng đến một mục tiêu chung là phát triển các kĩ năng tìm kiếm, đánh giá, quản lý được thông tin; giao tiếp, hợp tác, giải quyết các vấn đề an toàn, hiệu quả. Từ đó giúp mọi người có thể thành công trên môi trường số.
Theo UNESCO (2018), khái niệm năng lực công nghệ số là khả năng tiếp cận, quản lý, hiểu, tích hợp, giao tiếp, đánh giá và tạo thông tin một cách an toàn và hợp lý thông qua công nghệ kỹ thuật số phục vụ cho việc làm và lập nghiệp. Năng lực công nghệ số bao gồm các năng lực khác nhau liên quan đến kĩ năng công nghệ thông tin – truyền thông (CNTT- TT), kiến thức thông tin và truyền thông.
Theo UNICEF (2019), Năng lực số (Digital Literacy) đề cập đến kiến thức, kỹ năng và thái độ cho phép trẻ phát triển và phát huy tối đa khả năng trong thế giới công nghệ số ngày càng lớn mạnh trên phạm vi toàn cầu, một thế giới mà trẻ vừa được an toàn, vừa được trao quyền theo cách phù hợp với lứa tuổi cũng như phù hợp với văn hóa và bối cảnh địa phương.
Năng lực số (NLS) được xem là yếu tố sống còn để đạt đến thành công trong học tập, nghiên cứu và phát triển sự nghiệp trong tương lai: đa phần vị trí việc làm sẽ được số hóa, khả năng sử dụng công nghệ số là đòi hỏi của hầu hết mọi ngành nghề, các ngành công nghiệp số trở thành nhân tố then chốt của nền kinh tế, các cơ sở giáo dục trở thành những mô hình doanh nghiệp số, giảng viên và sinh viên phải là những người tận dụng được các lợi ích của công nghệ, đồng thời hỗ trợ cộng đồng và thúc đẩy khả năng đổi mới, sáng tạo của các thế hệ kế tiếp.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển năng lực số của học sinh
Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra các yếu tố sau đây có ảnh hưởng đến năng lực số của học sinh:
• Môi trường xã hội của học sinh: bao gồm cơ sở hạ tầng, chất lượng công nghệ; chi phí cho việc sử dụng hạ tầng CNTT.
• Bối cảnh gia đình: Hiểu biết của gia đình về vai trò của CNTT-TT đối với tương lai của học sinh, sự giáo dục gia đình là nhân tố ảnh hưởng quan trọng đến năng lực số của các em.
• Các nhà trường đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực số cho học sinh. Các trường học cũng như các trung tâm học tập cộng đồng là chìa khóa để nâng cao nhận thức, xây dựng kĩ năng tư duy phản biện và khả năng thích nghi cũng như có ảnh hưởng đến chiến lược công nghệ hỗ trợ trung gian của các gia đình.
• Vai trò của tổ chức, cá nhân trong việc hỗ trợ phát triển năng lực số cho trẻ em ngày càng được thừa nhận, cả về nỗ lực trong thiết kế các thiết bị và dịch vụ giúp trao quyền và bảo vệ trẻ em thông qua việc áp dụng xóa mù công nghệ số hiệu quả và các cơ chế an toàn (Kidron và Rudkin 2018) cũng như về khả năng hỗ trợ các sáng kiến nhằm đẩy mạnh xóa mù công nghệ số, như Sáng kiến An toàn của Google.
• Môn Tin học đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành năng lực số cho học sinh
• Việc giáo viên sử dụng CNTT –TT (ICT) có mối tương quan tích cực với trình độ kỹ năng số của học sinh. Nếu nhà trường muốn phát triển tốt nhất kỹ năng số của học sinh thì cần phải đầu tư vào đào tạo CNTT-TT cho giáo viên, đồng thời hỗ trợ tích hợp CNTT-
TT vào chương trình giảng dạy
Nghiên cứu của UNESCO cũng chỉ ra phát triển năng lực số có liên quan đến các yếu tố sau:
Thứ nhất, năng lực số bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi việc sử dụng hơn là tiếp cận. Nghĩa là việc có được thiết bị CNTT-TT không đảm bảo rằng nó sẽ được sử dụng trong thực tế. Thứ hai, điều quan trọng không phải là thời gian ngồi trước máy tính mà là việc khai thác hết các chức năng của máy tính, cả ở nhà và ở trường.
Thứ ba, năng lực số bị ảnh hưởng bởi số năm trẻ sử dụng máy tính: càng sớm có kỹ năng số thì tác động càng lớn.
Thứ tư, cần tăng cường kỹ năng về ngôn ngữ viết của học sinh như đọc, hiểu và xử lý văn bản để phát triển các kỹ năng số cho các em.
Thứ năm, việc giáo viên ứng dụng CNTT-TT có mối tương quan tích cực với trình độ kỹ năng số của học sinh: nếu nhà trường muốn phát triển tốt nhất năng lực số của học sinh thì cần phải đầu tư vào đào tạo CNTT-TT cho giáo viên, đồng thời hỗ trợ tích hợp CNTT-TT vào chương trình giảng dạy (UNESCO 2017).
c. Khung năng lực số là gì?
Khung Năng lực số (Digital Literacy Framework) là một tập hợp các năng lực thành phần để nâng cao năng lực của một nhóm đối tượng cụ thể (UNICEF-2019).
1.1.2. Mục tiêu của khung năng lực số
Để chuyển đổi số thành công, việc xây dựng các khung năng lực số cho một vài đối tượng khác nhau, cả tập thể và cá nhân, cho tất cả mọi người trong xã hội được xem là điều kiện tiên quyết, có thể định hướng cho việc dạy, học, nghiên cứu.
Việc xây dựng khung năng lực số cho học sinh và khung năng lực số cho giáo viên hướng tới các mục tiêu sau:
Định hướng phát triển NLS cho học sinh phổ thông. Thông qua đó góp phần thực hiện thành công Chương trình giáo dục phổ thông 2018.
Làm cơ sở để giáo viên, cán bộ quản lí giáo dục, các cơ sở giáo dục phổ thông xây dựng kế hoạch phát triển năng lực số cho học sinh, giáo viên; Cụ thể hóa năng lực CNTT của học sinh theo chương trình giáo dục phổ thông 2018.
Làm cơ sở xây dựng các khuyến nghị đối với gia đình, các tổ chức xã hội cùng với nhà trường phát triển năng lực số cho trẻ em trong độ tuổi đang đi học phổ thông.
1.2. Khung năng lực số đối với học sinh trung học
1.2.1. Khung năng lực số đối với học sinh trung học