BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
NGUYỄN THÀNH CHUNG
BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SỐ CỦA HỌC SINH
THÔNG QUA GIÁO DỤC STEM VỚI SỰ HỖ TRỢ
CỦA PHƯƠNG TIỆN SỐ TRONG DẠY HỌC
NỘI DUNG ÂM THANH – KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7
Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 9.14.01.11
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
HÀ NỘI – 2025
Công trình được hoàn thành tại khoa Vật lí
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Tưởng Duy Hải - Trường ĐH Sư phạm Hà Nội
2. TS. Trần Ngọc Chất - Trường ĐH Sư phạm Hà Nội
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Quang Linh, Trường Đại học Sư phạm,
Đại học Thái Nguyên
Phản biện 2: PGS.TS.Trần Thị Ngọc Ánh, Trường Đại học Sư phạm,
Đại học Huế
Phản biện 3: GS.TS.Đỗ Hương Trà, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp
tại Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, vào hồi 8 giờ 30 ngày
20 tháng 10 năm 2025
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
Thư viện Quốc Gia, Hà Nội
Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
3
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
NLS trong giáo dục được khẳng định vai trò thiết yếu trong các báo cáo của các tổ chức
quốc tế như: Báo cáo PISA 2021 ICT Framework của OECD (2020) nhấn mạnh: “Năng lực
sử dụng công nghệ thông tin và kỹ năng số là những yêu cầu thiết yếu đối với học sinh để
phát triển trong thời đại số” [1]. Tương tự, Liên minh Châu Âu đã xác định NLS là một
trong tám năng lực cốt lõi cho học tập suốt đời [2]. Các khung năng lực như DigComp 2.2
của Ủy ban châu Âu và ISTE Student Standards của Hiệp hội Công nghệ Giáo dục Quốc tế
cũng đã cụ thể hóa các thành phần cấu thành NLS như: xử lý thông tin, giao tiếp và cộng tác
trong môi trường số, sáng tạo nội dung, đảm bảo an toàn và giải quyết vấn đề, trong đó nhấn
mạnh vai trò chủ động và sáng tạo của người học trong môi trường học tập hiện đại [3],[4].
Nghị quyết số 57-NQ/TW (2024) về phát triển nguồn nhân lực số và công nghệ cốt lõi.
Trong lĩnh vực giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Thông tư số 02/2025/TT-
BGDĐT, quy định Khung NLS cho người học Việt Nam (KNLSVN) [7], đây là một văn
bản pháp lý quan trọng, tham chiếu từ các khung NLS quốc tế, nhưng điều chỉnh phù hợp
với đặc thù của giáo dục Việt Nam. Khung năng lực này vừa là căn cứ pháp lý, vừa là công
cụ chuyên môn định hướng cho việc thiết kế chương trình, tổ chức dạy học và đánh giá NLS
của học sinh trong toàn hệ thống giáo dục phổ thông. Xuất phát từ những phân tích trên,
việc nghiên cứu đề xuất các giải pháp sư phạm nhằm “Bồi dưỡng năng lực số của học sinh
thông qua giáo dục STEM với sự hỗ trợ của phương tiện số trong dạy học nội dung Âm
thanh - KHTN 7” là một yêu cầu cấp thiết, có ý nghĩa cả về lí luận và thực tiễn.
2. Mục đích và Nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng quy trình bồi dưỡng NLS cho học sinh lớp 7 thông qua việc tổ chức các hoạt
động giáo dục STEM với sự hỗ trợ của PTS trong dạy học nội dung “Âm thanh” , môn
KHTN.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Luận án triển khai sáu nhóm nhiệm vụ: (1) Hệ thống hoá cơ sở lí luận về NLS của HS, giáo
dục STEM và PTS, làm rõ mối quan hệ biện chứng giữa ba yếu tố này; (2) Khảo sát thực
trạng dạy học theo định hướng STEM, việc sử dụng PTS và NLS của GV/HS tại một số
THCS để đánh giá mức độ sẵn sàng và các rào cản; (3) Đề xuất cấu trúc NLS phù hợp bối
cảnh STEM, PTS và xây dựng bộ công cụ đánh giá đa phương thức (rubric, bảng kiểm, bài
kiểm tra) có độ tin cậy/giá trị, thẩm định chuyên gia và thử nghiệm; (4) Đề xuất biện pháp
sư phạm và quy trình tổ chức bài/chủ đề STEM sử dụng PTS, kèm KHBD minh hoạ cho
Âm thanh lớp 7; (5) Thiết kế/ lựa chọn PTS đáp ứng yêu cầu sư phạm, dễ tiếp cận và hỗ trợ
hiệu quả; (6) Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của quy trình,
công cụ, phân tích tác động bằng dữ liệu định lượng, định tính và kiểm định thống kê.
4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Việc bồi dưỡng (hình thành và phát triển) NLS của HS thông qua hoạt động giáo dục STEM
với sự hỗ trợ của PTS.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Về nội dung: Quá trình dạy học nội dung Âm thanh - Môn KHTN 7.
- Về địa bàn: Thực hiện khảo sát thực tế tại 05 trường THCS trên địa bàn Hà Nội (Dịch
Vọng, Nghĩa Tân, Cầu Giấy, Trần Duy Hưng, Hoàng Mai).
- Về khách thể khảo sát và thực nghiệm: Giáo viên KHTN và HS lớp 7 tại 05 trường
THCS trên địa bàn Hà Nội.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được quy trình và tổ chức thực hiện các hoạt động giáo dục STEM
trong đó tăng cường các nhiệm vụ có sự hỗ trợ của PTS phù hợp với đặc điểm nhận thức
của HS lớp 7 và nội dung Âm thanh, thì có thể góp phần bồi dưỡng NLS của HS, qua đó
nâng cao hiệu quả dạy học môn KHTN.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu kết hợp lí thuyết và thực tiễn. (1) Nhóm lí thuyết: phân tích, tổng hợp, hệ thống
hoá tài liệu khoa học và văn bản pháp quy về STEM, NLS, PTS và PPDH KHTN để xây
dựng cơ sở và khung lí thuyết; (2) Nhóm thực tiễn: điều tra khảo sát (phiếu hỏi, phỏng vấn)
và quan sát sư phạm về dạy học nội dung Âm thanh môn KHTN 7, mức sử dụng PTS và
hoạt động GD STEM của GV/HS; tham vấn chuyên gia để thẩm định khung lí thuyết, quy
trình, hoạt động và CCĐG; thực nghiệm sư phạm tại THCS, đo trước, sau tác động bằng bộ
CCĐG NLS (bài kiểm tra, rubric/ checklist quan sát); (3) Xử lí số liệu: thống kê mô tả và
suy luận (t-test, ANOVA…) bằng phần mềm chuyên dụng cho dữ liệu định lượng; phân tích
nội dung và tam giác hoá cho dữ liệu định tính.
6. Những đóng góp mới của luận án
6.1. Về lý luận
- Trình bày được cơ sở khoa học vận dụng GD STEM với sự hỗ trợ của PTS trong việc
bồi dưỡng NLS của HS.
- Đề xuất được cấu trúc NLS để bồi dưỡng cho HS THCS thông qua hoạt động GD
STEM với sự hỗ trợ của PTS trong dạy học nội dung Âm thanh môn KHTN 7.
- Xây dựng quy trình tổ chức bài học STEM với sự hỗ trợ của PTS trong dạy học KHTN
nhằm bồi dưỡng NLS của HS.
6.2. Về thực tiễn
5
- Vận dụng quy trình tổ chức bài học STEM với sự hỗ trợ của PTS đã đề xuất để xây
dựng 3 bài học STEM, 03 hoạt động trải nghiệm STEM trong dạy học nội dung Âm thanh
nhằm bồi dưỡng NLS của HS.
- Biên soạn các CCĐG NLS của HS trong dạy học STEM nội dung Âm thanh môn
KHTN 7.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Các nghiên cứu về bồi dưỡng năng lực số của học sinh thông qua giáo dục STEM
NLS đã phát triển từ “computer/ICT literacy” thành một năng lực phức hợp bao gồm vận
hành công cụ, tư duy phản biện, hợp tác, giải quyết vấn đề và đạo đức số; các khung có ảnh
hưởng như PISA ICT (OECD), DigComp 2.2 (EU), ISTE Standards, DLGF/DKAP
(UNESCO) định hình chuẩn mực và chỉ báo. Ở Việt Nam, KNLSVN 2025 (TT 02/2025)
quy định 6 miền, 24 NLTP, 8 bậc, tạo căn cứ pháp lí cho nhà trường phổ thông. Nghiên cứu
quốc tế cho thấy STEM gắn công nghệ (EDP, mô phỏng/XR, trò chơi học tập, dự án số) có
thể thúc đẩy NLS; song phần lớn coi NLS như “kết quả phụ”, thiếu thiết kế mục tiêu, nhiệm
vụ, đánh giá NLS một cách tường minh, và hiệu quả phụ thuộc mạnh vào mức căn chỉnh
hoạt động số với mục tiêu nhận thức. Trong nước, nhiều công trình đã định nghĩa, cấu trúc,
đo lường NLS và thử nghiệm ở các môn (Sinh học lớp học đảo ngược, Ngữ văn, Lịch sử,
Địa lí, Toán tích hợp STEM; quy trình KHBD lồng ghép NLS; bồi dưỡng GV). Tuy vậy,
chưa có mô hình sư phạm cụ thể sử dụng công nghệ số trong hoạt động STEM để bồi dưỡng
NLS một cách chủ đích cho một chủ đề KHTN ở THCS (như “Âm thanh” , KHTN 7), kèm
công cụ đánh giá phù hợp. Luận án này hướng vào khoảng trống đó.
Giáo dục STEM với sự hỗ trợ của phương tiện số
Giáo dục STEM bồi dưỡng năng lực cốt lõi thế kỷ 21 khi được kích hoạt bởi PTS như mô
phỏng, cảm biến, XR/robot, trò chơi học tập và nền tảng cộng tác. Tổng quan gần đây cho
thấy PTS tạo môi trường học tương tác, trải nghiệm, nâng động lực và hiểu biết khái niệm;
mô phỏng số là công cụ linh hoạt hỗ trợ đa dạng chiến lược học tập. Các nghiên cứu chỉ ra
PTS kết nối điều tra khoa học với thiết kế kĩ thuật, thúc đẩy hợp tác thời gian thực (Google
Workspace), tư duy tính toán (Scratch) và điều phối dự án số (GDEC). UNESCO nhấn
mạnh tích hợp PTS để cá nhân hoá học tập và xây dựng mô hình giáo dục lấy người học làm
trung tâm. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào mức căn chỉnh công nghệ, mục tiêu học tập;
dùng PTS như “trang trí” cho hoạt động cũ khó tạo tác động. Ở Việt Nam, hạ tầng và chính
sách số thúc đẩy ứng dụng PTS theo tiếp cận hệ sinh thái; PTS vừa nâng chất thí nghiệm
vừa trực tiếp bồi dưỡng các thành tố NLS. Dẫu vậy, vẫn thiếu mô hình sư phạm cụ thể theo
môn/lứa tuổi cho KHTN THCS, khoảng trống mà luận án này hướng tới lấp đầy.
Bồi dưỡng NLS của học sinh thông qua giáo dục STEM với sự hỗ trợ của phương tiện
số
Các nghiên cứu gần đây cho thấy giáo dục STEM được thiết kế có chủ đích là môi trường