5E Model là gì? Các công bố nghiên cứu khoa học về 5E Model

Khái niệm mô hình 5E

Mô hình 5E là khung sư phạm theo chu trình khoa học được phát triển bởi BSCS (Biological Sciences Curriculum Study) vào cuối thập niên 1980, hướng đến việc giúp học sinh tự xây dựng kiến thức thông qua trải nghiệm có chủ đích.

Chu trình này bao gồm năm pha: Engage (Khởi động), Explore (Khám phá), Explain (Giải thích), Elaborate (Mở rộng), Evaluate (Đánh giá). Mỗi pha đảm nhận vai trò chuyên biệt trong việc dẫn dắt học sinh từ tò mò ban đầu đến hiểu biết và vận dụng sâu sắc hơn.

5E Model phản ánh lý thuyết kiến tạo nhận thức và xã hội từ Piaget, Vygotsky cùng các khung học tập hiện đại như ZPD, nhấn mạnh việc học sinh không chỉ tiếp nhận kiến thức thụ động mà cần tích cực tương tác, phản hồi, điều chỉnh tư duy liên tục .

Thành phần và mục tiêu từng pha

Mỗi pha trong mô hình 5E có đặc điểm và mục tiêu cụ thể, kết hợp để tạo thành chu trình học tập liên tục:

• Engage: Tạo khơi gợi vấn đề hoặc hiện tượng bất ngờ để kích thích tò mò và khởi động kiến thức nền.
• Explore: Học sinh khám phá trực tiếp bằng hoạt động, quan sát, đo đạc, tập trung vào sự tự tìm hiểu.
• Explain: Thảo luận, diễn giải và hình thành khái niệm khoa học, giáo viên hướng dẫn điều chỉnh hiểu biết.
• Elaborate: Mở rộng ứng dụng kiến thức vào bối cảnh mới, củng cố và xây dựng mức độ nhận thức cao hơn.
• Evaluate: Đánh giá hiểu biết và kỹ năng, bao gồm tự đánh giá, đánh giá quá trình và kết quả.

Mục tiêu chung là học sinh phát triển tư duy phản biện, khả năng giải quyết vấn đề khoa học và làm chủ kiến thức thông qua việc xây dựng từ cả lý thuyết và kinh nghiệm thực tế.

Cơ sở lý thuyết và triết lý giáo dục

5E Model dựa trên lý thuyết kiến tạo nhận thức (constructivism), nhấn mạnh học sinh xây dựng hiểu biết mới dựa trên kiến thức trước đó. Pha Engage đặc biệt nhấn mạnh tạo xung đột nhận thức để thúc đẩy quá trình học tích cực .

Mô hình kết hợp yếu tố ZPD (zone of proximal development) của Vygotsky, trong đó giáo viên đóng vai trò hỗ trợ có định hướng (scaffolding) giúp học sinh vượt mức nhận thức hiện tại và tiến lên cao hơn .

Những nền tảng triết học khác gồm chu trình học tập của Herbart, Atkin–Karplus và cấu trúc học tập cải tiến (SCIS), góp phần hình thành tổ chức logic cho từng pha 5E nhằm hỗ trợ sự tiếp thu tri thức có hệ thống .

So sánh với các mô hình giảng dạy khác

Khác với mô hình giảng dạy truyền thống (lecture-based), 5E đặt học sinh vào trung tâm của quá trình, tập trung vào khám phá, phản biện, hợp tác, và tự nhận thức về kiến thức.

Bảng so sánh đặc điểm giữa 5E và mô hình truyền thống:

5E được chứng minh vượt trội trong việc phát triển tư duy khoa học và khả năng giải quyết vấn đề so với cách tiếp cận truyền thống .

Hiệu quả và minh chứng thực nghiệm

Nghiên cứu đã chứng minh rằng mô hình 5E giúp học sinh phát triển hiểu biết khái niệm sâu và lâu dài về khoa học. Một tổng quan gần đây cho thấy các kết quả tích cực về thành tích học tập, thay đổi khái niệm sai lầm lâu dài, và thái độ tích cực với môn học [oai_citation:0‡pmc.ncbi.nlm.nih.gov](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2931660/?utm_source=chatgpt.com).

Một nghiên cứu quasi‑experimental tại Slovakia cho thấy học mô hình 5E giúp cải thiện tất cả các mức nhận thức theo Bloom (ghi nhớ, hiểu, vận dụng, phân tích, đánh giá) và củng cố thái độ học sinh đối với môn hóa .

Điều này phù hợp với đánh giá của NRC và BSCS, nhấn mạnh khả năng của 5E trong việc thúc đẩy tư duy phản biện và duy trì engagement ở lớp học STEM .

Áp dụng 5E trong môn học cụ thể

Mô hình có thể triển khai linh hoạt trong nhiều môn học. Ví dụ với chủ đề “Năng lượng điện” ở lớp 7:

1. Engage: Cho học sinh đo điện áp giữa hai cực pin và đèn để hiểu khái niệm mạch điện.
2. Explore: Thực hiện thí nghiệm nối song song – nối tiếp để quan sát sự thay đổi dòng điện và điện áp.
3. Explain: Học sinh giải thích các nguyên tắc đo đạc và khái niệm mạch sau khi hướng dẫn.
4. Elaborate: Áp dụng để kiểm tra độ sáng đèn trong mạch phức tạp hoặc mô phỏng sơ đồ trên phần mềm.
5. Evaluate: Học sinh thực hiện bài kiểm tra cấu trúc hoặc trình bày dự án mô phỏng mạch điện đơn giản.

Sử dụng mô phỏng điện giúp tăng khả năng tương tác và hiểu sâu hơn so với chỉ giới hạn trong phòng thí nghiệm cơ bản .

Đánh giá trong mô hình 5E

Đánh giá trong 5E mang tính toàn diện, gồm đánh giá quá trình (formative), đánh giá kết quả (summative) và tự đánh giá. Giáo viên sử dụng nhật ký học tập, thảo luận nhóm, bài thuyết trình, dự án hoặc rubric năng lực để phản hồi và điều chỉnh kịp thời nội dung bài học.

Các phương pháp đánh giá:

• Nhật ký khoa học (science journal)
• Bài thử mini (exit-ticket)
• Dự án nhóm liên môn
• Rubric đánh giá kỹ năng giải quyết vấn đề

Quan trọng là đánh giá xuyên suốt, không chỉ sau cùng, để đảm bảo mỗi kỳ 5E đều gắn với việc kiểm tra và cải tiến học tập.

Hạn chế và thách thức triển khai

Việc áp dụng 5E thực tế gặp nhiều khó khăn về thời gian, chuẩn bị và năng lực giáo viên. Một nghiên cứu chỉ ra rằng giáo viên mới thường gặp khó khăn ở các giai đoạn Explain và Elaborate, và gặp hạn chế khi thiết kế chu trình hoàn chỉnh do thiếu thời gian hoặc hợp tác đồng nghiệp không tốt .

Khó khăn phổ biến bao gồm:

• Quản lý thời gian trong lớp học ngắn
• Thiếu kỹ năng đặt câu hỏi mở
• Thiếu thiết bị cho pha Explore phức tạp

Để khắc phục cần đầu tư đào tạo lâu dài, hỗ trợ đồng nghiệp và phát triển bộ dụng cụ sư phạm phù hợp, điều chỉnh theo đặc thù lớp học và chương trình giảng dạy .

Triển vọng và tích hợp vào giáo dục số

5E có nhiều tiềm năng khi tích hợp công nghệ: sử dụng mô phỏng, thực tế ảo, học tập qua dữ liệu lớn để xây dựng lớp học đảo ngược (flipped classroom) và cá nhân hóa. Ví dụ kết hợp LMS, AR/VR, AI giúp tạo hành trình học tập phù hợp với năng lực từng học sinh:

$5E + LMS + \mathrm{AR/VR} \Rightarrow \mathrm{Adaptive\ Learning\ Path}$

Các nghiên cứu hiện nay cũng hướng đến các hình thức 5E mở rộng như chia sẻ đa thiết bị, tích hợp blockchain để theo dõi quá trình học và gia tăng trách nhiệm học sinh trong môi trường giáo dục số hóa.