KHÁM PHÁ – THỬ NGHIỆM – SÁNG TẠO: KẾT NỐI NHÀ TRƯỜNG VÀ GIA ĐÌNH NHẰM PHÁT TRIỂN KHẢ NĂNG SÁNG TẠO TRONG KHOA HỌC CHO TRẺ 5–6 TUỔI

STEAM, dạy học theo dự án và quy trình thiết kế kĩ thuật đều đã được sử dụng trong giáo dục mầm non. Tính mới của giải pháp nằm ở việc xác định KNSTTKH là mục tiêu trung tâm và liên kết mục tiêu này với hệ thống biện pháp, dự án, công cụ hỗ trợ, đánh giá và phối hợp gia đình. Thứ nhất, giải pháp hướng trực tiếp tới KNSTTKH như một cấu trúc đặc thù lĩnh vực. Việc đánh giá tập trung vào số lượng và sự đa dạng của câu hỏi, dự đoán và phương án; khả năng chuyển đổi cách tiếp cận; mức độ mới nhưng phù hợp của giải pháp; và cách trẻ sử dụng kết quả thử nghiệm để giải thích hoặc cải tiến. Hình thức và độ hoàn thiện của sản phẩm chỉ là nguồn thông tin bổ trợ. Cách tiếp cận này tạo sự thống nhất giữa mục tiêu giáo dục, nhiệm vụ học tập và minh chứng đánh giá. Thứ hai, năm biện pháp được thiết kế theo chức năng và vận hành trong một chu trình thống nhất. Biện pháp khám phá giúp mở rộng câu hỏi và dự đoán; biện pháp thử nghiệm chuyển ý tưởng thành hành động kiểm tra; biện pháp thiết kế và chế tạo tạo điều kiện để trẻ phát triển sản phẩm hoặc giải pháp có chức năng; hoạt động hợp tác và phản tư diễn ra xuyên suốt; môi trường mở cùng sự phối hợp gia đình tạo điều kiện để trẻ tiếp tục quan sát, thử lại và mở rộng trải nghiệm. Cơ chế trung tâm của giải pháp là vòng lặp: khám phá – đề xuất – thử nghiệm – so sánh – điều chỉnh – thử lại – giải thích. Khi kết quả không phù hợp với dự đoán hoặc tiêu chí, GV hướng dẫn trẻ xem xét nguyên nhân, điều chỉnh phương án và thử lại. Thứ ba, giải pháp được cụ thể hóa thành bộ tài liệu triển khai gồm quy trình ba giai đoạn và sáu nhóm công cụ hỗ trợ. Tám dự án minh hoạ đã được thực nghiệm gồm: Hành trình kỳ diệu của hạt giống; Những chiếc xe thật thú vị; Hành trình của những chiếc thuyền; Máy bay; Nước đá diệu kỳ; Ánh sáng và bóng tối; Nam châm kỳ thú; Nón lá. Các dự án gắn với những chủ đề quen thuộc trong Chương trình Giáo dục mầm non và được phân bố linh hoạt trong hoạt động học, chơi góc, hoạt động ngoài trời, hoạt động chiều và trải nghiệm gia đình. Dự án “Nón lá” đưa sản phẩm văn hóa Huế vào nhiệm vụ tìm hiểu hình dạng, cấu trúc, vật liệu và công dụng, qua đó gắn nội dung địa phương với hoạt động khoa học – kĩ thuật của trẻ. Thứ tư, giải pháp thiết lập cơ chế phối hợp nhà trường – gia đình theo hướng ngắn gọn, an toàn, tự nguyện và hai chiều. Phụ huynh có thể cùng trẻ quan sát một hiện tượng, nghe trẻ giải thích, thử lại một hoạt động đơn giản hoặc ghi nhận câu hỏi mới. GV cung cấp hướng dẫn cụ thể và sử dụng phản hồi từ gia đình để điều chỉnh hoạt động tại lớp. Cách tổ chức này hạn chế việc giao bài tập, yêu cầu phụ huynh tạo sản phẩm hoàn chỉnh hoặc để người lớn làm thay trẻ; đồng thời giảm nguy cơ tạo chênh lệch do điều kiện kinh tế và thời gian của các gia đình khác nhau. Thứ năm, giải pháp phân biệt hai tầng đánh giá. Trong hoạt động thường xuyên, GV sử dụng quan sát có chủ đích, trò chuyện, bản vẽ, kết quả thử nghiệm, các phiên bản sản phẩm và hồ sơ tiến trình. Trong nghiên cứu thực nghiệm, Bộ công cụ đánh giá KNSTTKH của trẻ 5–6 tuổi, ký hiệu SCT-P, gồm hai dạng A và B, được sử dụng để đánh giá trước và sau triển khai bởi những người đã được tập huấn. Việc phân tầng giúp GV theo dõi quá trình thay đổi của từng trẻ nhưng không biến công cụ nghiên cứu thành thang điểm sử dụng hằng ngày. Trong phạm vi các tài liệu và công trình chuyên môn được rà soát, chưa ghi nhận giải pháp trùng khớp đồng thời về mục tiêu phát triển KNSTTKH, hệ thống năm biện pháp, tám dự án, đánh giá hai tầng và cơ chế phối hợp gia đình hai chiều. Vì vậy, tính mới được xác lập ở kiến trúc tích hợp và cách chuyển một mục tiêu giáo dục thành hệ thống thực hành có thể kiểm tra. Giải pháp bảo đảm tính khoa học thông qua căn cứ lí luận, khảo sát thực trạng, quy trình xây dựng, thử nghiệm có nhóm đối chứng và hệ thống minh chứng định lượng kết hợp với hồ sơ tiến trình. Nhóm tác giả xác nhận giải pháp này chưa được trao giải tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật, Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ thành phố Huế, các tỉnh, thành phố khác hoặc các hội thi, giải thưởng tương ứng ở cấp toàn quốc trước thời điểm nộp hồ sơ dự thi.

Giải pháp đã được thử nghiệm tại hai trường mầm non công lập ở thành phố Huế, gồm một trường thuộc khu vực đô thị và một trường thuộc khu vực nông thôn. Có 112 trẻ thuộc bốn lớp mẫu giáo 5–6 tuổi và tám GV tham gia; trong đó nhóm thực nghiệm gồm 57 trẻ và bốn GV, nhóm đối chứng gồm 55 trẻ và bốn GV. Giai đoạn triển khai chính thức kéo dài 16 tuần. Nhóm thực nghiệm thực hiện tám dự án STEAM theo hệ thống năm biện pháp và quy trình ba giai đoạn; nhóm đối chứng thực hiện kế hoạch giáo dục thông thường với nội dung chủ đề và thời lượng tương đương. Các hoạt động được tích hợp vào chế độ sinh hoạt hiện hành, không tổ chức thành một tiết STEAM riêng biệt kéo dài ngoài chương trình. Mỗi dự án được triển khai trong khoảng một đến hai tuần và phân bố trong nhiều thời điểm của ngày. Kết quả thực hiện cho thấy GV có thể hoàn thành tám dự án trong 16 tuần, sử dụng vật liệu phổ biến và điều chỉnh hoạt động theo hứng thú của trẻ, điều kiện lớp học và kế hoạch giáo dục của nhà trường. Giải pháp không đòi hỏi phòng STEAM chuyên biệt hoặc bộ thiết bị đắt tiền. Điều kiện tối thiểu gồm sự thống nhất của ban giám hiệu; GV được bồi dưỡng về KNSTTKH, câu hỏi mở, thử nghiệm – cải tiến và đánh giá theo quá trình; có khu vực thao tác an toàn, vật liệu mở và nơi lưu giữ sản phẩm đang phát triển; cùng cơ chế trao đổi phù hợp với phụ huynh. Những thành phần cốt lõi cần được duy trì gồm câu hỏi trọng tâm đủ mở, quyền đề xuất phương án của trẻ, ít nhất một vòng thử nghiệm – điều chỉnh – thử lại, cơ hội giải thích quá trình và hình thức ghi nhận minh chứng. Phạm vi có bằng chứng trực tiếp hiện nay là các lớp mẫu giáo 5–6 tuổi tại trường mầm non công lập ở thành phố Huế. Việc thử nghiệm trong hai bối cảnh đô thị và nông thôn cung cấp cơ sở ban đầu để mở rộng có kiểm soát sang các cơ sở có điều kiện tương đương. Cơ sở mới có thể bắt đầu bằng một hoặc hai dự án, kết hợp bồi dưỡng, dự giờ và phân tích minh chứng trước khi triển khai toàn bộ chương trình. Khi áp dụng tại trường ngoài công lập, vùng miền núi, ven biển hoặc địa phương khác, nội dung dự án, vật liệu, thời lượng và cách phối hợp gia đình cần được điều chỉnh theo bối cảnh nhưng vẫn giữ mục tiêu và các thành phần cốt lõi. Giải pháp có thể được đóng gói thành tài liệu hướng dẫn, bộ kế hoạch dự án, công cụ quan sát, học liệu phối hợp với gia đình và mô-đun bồi dưỡng GV. Khả năng chuyển giao chuyên môn tương đối thuận lợi do giải pháp không phụ thuộc vào thiết bị độc quyền. Tiềm năng thương mại hóa tập trung ở học liệu đã chuẩn hóa, dịch vụ tập huấn, tư vấn triển khai và hỗ trợ cộng đồng thực hành. Tuy nhiên, việc thương mại hóa ở quy mô lớn cần được đánh giá thêm về nhu cầu, chi phí, bản quyền học liệu và khả năng duy trì chất lượng triển khai.

Trước khi triển khai, chưa ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về tổng điểm KNSTTKH giữa hai nhóm (pⓜ,=0449). Sau 16 tuần, điểm trung bình quan sát của nhóm thực nghiệm đạt 53,72, cao hơn nhóm đối chứng là 35,54; kiểm định Mann–Whitney cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (Uⓜ;=ⓜ;435p<0001). Trong phân tích hiệu chỉnh theo điểm đầu vào, chênh lệch ước tính giữa hai nhóm đạt 20,92 điểm. Kết quả cung cấp bằng chứng thực nghiệm ban đầu cho thấy trẻ thuộc nhóm triển khai giải pháp đạt kết quả sau thử nghiệm cao hơn nhóm đối chứng trong bối cảnh nghiên cứu. Hồ sơ tiến trình cũng ghi nhận rõ hơn các biểu hiện đề xuất phương án, thử nghiệm, điều chỉnh và giải thích của trẻ. Do việc phân nhóm không ngẫu nhiên và nghiên cứu mới được thực hiện tại hai trường, kết quả cần được diễn giải trong phạm vi mẫu và điều kiện triển khai hiện tại. Về hiệu quả kĩ thuật – vận hành, hai lớp thực nghiệm đã hoàn thành tám dự án trong 16 tuần và tích hợp các hoạt động vào kế hoạch giáo dục hiện hành mà không cần xây dựng phòng STEAM chuyên biệt. Quy trình ba giai đoạn, năm biện pháp và sáu nhóm công cụ hỗ trợ giáo viên xác định mục tiêu, tổ chức nhiệm vụ mở, đặt câu hỏi gợi ý, quan sát biểu hiện của trẻ và điều chỉnh hoạt động. So với cách tổ chức theo các bước và sản phẩm định sẵn, giải pháp tạo thêm cơ hội để trẻ đề xuất phương án, thử nghiệm, cải tiến và giải thích quá trình. Cả bốn giáo viên trực tiếp triển khai đều đánh giá 12 nội dung về tính rõ ràng, phù hợp, khả thi, mức độ thu hút trẻ và giá trị chuyên môn ở mức cao nhất. Kết quả này phản ánh mức chấp nhận ban đầu tích cực, nhưng chỉ được xem là bằng chứng bổ trợ do số người đánh giá ít và dữ liệu dựa trên tự báo cáo. Về hiệu quả sử dụng nguồn lực, giải pháp tận dụng lớp học, không gian ngoài trời, dụng cụ cơ bản, vật liệu địa phương và vật liệu sạch có thể tái sử dụng. Việc tích hợp dự án vào kế hoạch giáo dục giúp hạn chế nhu cầu tổ chức thêm tiết học hoặc đầu tư thiết bị chuyên dụng. Kế hoạch dự án và các công cụ dùng chung có thể được tiếp tục sử dụng và điều chỉnh trong những lần triển khai sau, qua đó giảm công sức thiết kế lại từ đầu. Giải pháp vẫn phát sinh chi phí cho bồi dưỡng giáo viên, thời gian chuẩn bị, dụng cụ, vật liệu tiêu hao, vệ sinh và bảo đảm an toàn. Vì vậy, bằng chứng hiện có chủ yếu xác nhận khả năng sử dụng hiệu quả nguồn lực sẵn có; mức tiết kiệm và chi phí bình quân trên mỗi trẻ cần được lượng hóa thêm khi nhân rộng. Hiệu quả xã hội trực tiếp thể hiện ở việc mở rộng cơ hội để trẻ chủ động đặt câu hỏi, đưa ra nhiều ý tưởng, thử nghiệm và điều chỉnh phương án trong các tình huống khoa học gần gũi. Kết quả chưa đạt được sử dụng như thông tin để trẻ tiếp tục suy nghĩ và thử lại, tạo điều kiện cho trẻ có mức khởi điểm khác nhau cùng tham gia. Trẻ được khuyến khích diễn đạt lí do, lắng nghe ý kiến của bạn và chịu trách nhiệm đối với lựa chọn của mình trong phạm vi phù hợp với lứa tuổi. Đối với giáo viên và nhà trường, giải pháp cung cấp quy trình và công cụ phục vụ thiết kế dự án, tổ chức tương tác gợi mở và đánh giá theo quá trình. Hoạt động bồi dưỡng, dự giờ và sinh hoạt chuyên môn định kì tạo điều kiện để giáo viên phân tích minh chứng về quá trình học tập của trẻ thay vì chỉ xem xét số lượng hoặc hình thức sản phẩm. Đối với gia đình, cơ chế phối hợp ngắn, tự nguyện và hai chiều giúp phụ huynh tham gia mà không đặt ra yêu cầu quá mức về thời gian, vật liệu hoặc sản phẩm. Việc không đánh giá hoặc so sánh trẻ theo mức đóng góp của gia đình góp phần bảo đảm công bằng về cơ hội tham gia. Giải pháp ưu tiên vật liệu địa phương và vật liệu có thể tái sử dụng, qua đó có tiềm năng hạn chế nhu cầu mua mới và hỗ trợ giáo dục ý thức sử dụng tài nguyên. Dự án “Nón lá” đưa sản phẩm văn hóa Huế vào trải nghiệm tìm hiểu cấu trúc, vật liệu, công dụng và thiết kế kĩ thuật. Các yêu cầu về vật liệu sạch, dụng cụ phù hợp với độ tuổi, sự đồng thuận của phụ huynh và bảo vệ thông tin nhận diện được tích hợp vào quá trình triển khai. Trong thời gian thử nghiệm, giáo viên và nhóm nghiên cứu không ghi nhận sự cố liên quan đến sức khỏe hoặc an toàn của trẻ. Nhìn chung, kết quả thử nghiệm cho thấy giải pháp tạo ra những kết quả giáo dục tích cực, có thể vận hành trong kế hoạch giáo dục hiện hành và hình thành một gói công cụ có khả năng chuyển giao. Bằng chứng mạnh nhất hiện có liên quan đến kết quả của trẻ và khả năng triển khai tại hai trường mầm non công lập ở thành phố Huế. Hiệu quả dài hạn đối với năng lực giáo viên, thực hành giáo dục tại gia đình, môi trường và chi phí ở quy mô lớn cần tiếp tục được đánh giá trong quá trình nhân rộng.