Phát triển chương trình bồi dưỡng năng lực dạy học STEM tích hợp AI cho sinh viên sư phạm
Online First: 29/04/2026
Email tác giả liên hệ:
hongbv@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2026.2041Từ khóa:
STEM-AI, Trí tuệ nhân tạo trong giáo dục, Năng lực giáo viên, Cải tiến chương trình đào tạo, Sinh viên sư phạmTóm tắt
Sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo (Artificial intelligence - AI) đang tạo ra những thay đổi sâu sắc trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là giáo dục, đồng thời đặt ra yêu cầu cấp thiết phải đổi mới giáo dục STEM nhằm trang bị cho người học các năng lực cần thiết của công dân thế kỷ XXI. Tuy nhiên, nhiều chương trình đào tạo giáo viên hiện nay vẫn chưa tích hợp đầy đủ nội dung và phương pháp sư phạm giúp sinh viên sư phạm có khả năng vận dụng AI hiệu quả trong dạy học STEM. Nghiên cứu này nhằm xác định các thành tố cốt lõi của năng lực dạy học STEM tích hợp AI và đề xuất một chương trình đào tạo dành cho sinh viên sư phạm. Phương pháp tổng quan tài liệu có hệ thống được sử dụng để thu thập, phân tích và tổng hợp các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến AI trong giáo dục, giáo dục STEM và phát triển năng lực giáo viên. Trên cơ sở đó, nghiên cứu đề xuất chương trình đào tạo gồm bốn mô-đun: (1) Tổng quan về AI trong giáo dục STEM; (2) Ứng dụng AI trong thiết kế hoạt động học tập; (3) Ứng dụng AI trong tổ chức dạy học STEM; và (4) Ứng dụng AI trong nghiên cứu khoa học giáo dục và hướng dẫn nghiên cứu khoa học cho học sinh. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn cho các trường sư phạm trong việc xây dựng chương trình đào tạo giáo viên tích hợp AI nhằm nâng cao năng lực dạy học STEM trong bối cảnh chuyển đổi số giáo dục.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
National Research Council, Next Generation Science Standards: For States, By States. Washington, DC, USA: National Academies Press, 2013, doi: 10.17226/18290. DOI: https://doi.org/10.17226/18290
L. D. English, “STEM education K–12: Perspectives on integration,” Int. J. STEM Educ., vol. 3, no. 1, pp. 1–8, 2016, doi: 10.1186/s40594-016-0036-1. DOI: https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1
X. Zhai, K. Neumann, and J. Krajcik, “AI for tackling STEM education challenges,” in Frontiers in Education, 2023, Art. no. 1183030, doi: 10.3389/feduc.2023.1183030. DOI: https://doi.org/10.3389/feduc.2023.1183030
O. B. Joseph and N. C. Uzondu, “Integrating AI and machine learning in STEM education: Challenges and opportunities,” Comput. Sci. IT Res. J., vol. 5, no. 8, pp. 1732–1750, Aug. 2024, doi: 10.51594/csitrj.v5i8.1379. DOI: https://doi.org/10.51594/csitrj.v5i8.1379
W. Xu and F. Ouyang, “The application of AI technologies in STEM education: A systematic review from 2011 to 2021,” Int. J. STEM Educ., vol. 9, no. 1, p. 59, Sep. 2022, doi: 10.1186/s40594-022-00377-5. DOI: https://doi.org/10.1186/s40594-022-00377-5
A. McDaniel, “Integrating artificial intelligence in STEM education,” Amer. J. STEM Educ., vol. 7, pp. 1–10, Mar. 2025, doi: 10.32674/6s0qz548. DOI: https://doi.org/10.32674/6s0qz548
J. L. de Vera et al., “Integrating AI in STEM education: Exploring future STEM competencies of pre-service science teachers in the Philippines,” Discip. Interdiscip. Sci. Educ. Res., vol. 7, no. 1, p. 22, Nov. 2025, doi: 10.1186/s43031-025-00143-x. DOI: https://doi.org/10.1186/s43031-025-00143-x
F. Miao and M. Cukurova, AI Competency Framework for Teachers. Paris, France: UNESCO, 2024, doi: 10.54675/ZJTE2084. DOI: https://doi.org/10.54675/ZJTE2084
T. K. F. Chiu and C. Chai, “Sustainable curriculum planning for artificial intelligence education: A self-determination theory perspective,” Sustainability, 2020, doi: 10.3390/SU12145568. DOI: https://doi.org/10.3390/su12145568
V. T. Thuy, “Đề xuất khung năng lực dạy học của giáo viên Vật lí trong giáo dục STEM,” Tạp chí Giáo dục, no. 10, pp. 18–23, 2024.
V. T. Thuy and L. T. T. Hien, “Tổng quan các nghiên cứu về năng lực dạy học của giáo viên trong giáo dục STEM,” Tạp chí Giáo dục, pp. 116–121, 2023.
T. N. T. Thuy, O. D. Thi, and B. P. Thi, “Đề xuất khung năng lực dạy học tích hợp STEM cho sinh viên sư phạm Hóa học,” Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, vol. 65, no. 4, pp. 177–184, Apr. 2020, doi: 10.18173/2354-1075.2020-0068.
L. T. T. Hien, L. C. Nguyen, V. T. Thuy, and N. N. Lan, “Nghiên cứu đề xuất khung năng lực dạy học STEM của giáo viên phổ thông tại Việt Nam,” Tạp chí Giáo dục, special issue 10, no. 24, pp. 5–10, 2024.
C. Leon, J. Lipuma, and X. Oviedo-Torres, “Artificial intelligence in STEM education: A transdisciplinary framework for engagement and innovation,” Front. Educ., vol. 10, Jul. 2025, doi: 10.3389/feduc.2025.1619888. DOI: https://doi.org/10.3389/feduc.2025.1619888
P. Mishra and M. J. Koehler, “Technological pedagogical content knowledge: A framework for teacher knowledge,” Teach. Coll. Rec., vol. 108, no. 6, pp. 1017–1054, 2006. DOI: https://doi.org/10.1177/016146810610800610
J. Beck, M. Stern, and E. Haugsjaa, “Applications of AI in education,” XRDS Crossroads ACM Mag. Students, vol. 3, no. 1, pp. 11–15, Sep. 1996, doi: 10.1145/332148.332153. DOI: https://doi.org/10.1145/332148.332153
W. J. Triplett, “Artificial intelligence in STEM education,” Cybersecurity Innov. Technol. J., vol. 1, no. 1, pp. 23–29, Sep. 2023, doi: 10.53889/citj.v1i1.296. DOI: https://doi.org/10.53889/citj.v1i1.296
N. Moroianu, S.-E. Iacob, and A. Constantin, “Artificial intelligence in education: A systematic review,” in Geopolitical Perspectives and Technological Challenges for Sustainable Growth in the 21st Century. Warsaw, Poland: Sciendo, 2023, pp. 906–921, doi: 10.2478/9788367405546-084. DOI: https://doi.org/10.2478/9788367405546-084
I. Lee and B. Perret, “Preparing high school teachers to integrate AI methods into STEM classrooms,” in Proc. AAAI Conf. Artif. Intell., 2022, pp. 12783–12791. DOI: https://doi.org/10.1609/aaai.v36i11.21557
L. A. Vinh et al., “The impact of artificial intelligence (AI) on the global education system and Vietnamese education,” Vietnam J. Educ. Sci., vol. 20, no. 5, 2024, doi: 10.15625/2615-8957/12410501.
T. K. F. Chiu, “The impact of generative AI (GenAI) on practices, policies and research direction in education: A case of ChatGPT and Midjourney,” Interact. Learn. Environ., vol. 32, no. 10, pp. 6187–6203, Nov. 2024, doi: 10.1080/10494820.2023.2253861. DOI: https://doi.org/10.1080/10494820.2023.2253861
H. T. Chien, “Designing a competencies framework for STEM teaching for pre-teachers of chemistry in the University of Education for meeting the new demands of current teacher training,” Tạp chí Nghiên cứu dân tộc, vol. 8, no. 2, Jun. 2019, doi: 10.25073/0866-773X/306. DOI: https://doi.org/10.25073/0866-773X/306
N. T. T. Thuy, N. V. Bien, and D. X. Quy, “Fostering teachers’ competence of the integrated STEM education,” J. Penelit. Pembelajaran IPA, vol. 6, no. 2, p. 166, Nov. 2020, doi: 10.30870/jppi.v6i2.6441. DOI: https://doi.org/10.30870/jppi.v6i2.6441
H. L. A. Chuong, N. H. Thien, D. C. Hanh, and L. N. Thach, “Xây dựng khung năng lực giáo dục STEAM cho sinh viên ngành giáo dục mầm non tiếp cận Chuẩn nghề nghiệp,” Tạp chí Khoa học, vol. 20, no. 5, May 2023, doi: 10.54607/hcmue.js.20.5.3822(2023). DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.20.5.3822(2023)
T. T. T. Nguyen, T. O. Dang, and T. B. Pham, “Proposing a STEM integrated teaching competency framework for chemistry pedagogy students,” J. Sci., vol. 65, no. 4, pp. 177–184, Mar. 2020, doi: 10.18173/2354-1075.2020-0068. DOI: https://doi.org/10.18173/2354-1075.2020-0068
L. T. T. Hien, L. C. Nguyen, V. T. Thuy, and N. N. Lan, “Research proposes STEM teaching competency framework for general teachers in Vietnam,” Vietnam J. Educ., special issue 10, no. 24, pp. 5–10, 2024.
L. T. Xinh, D. N. Trung, and B. V. Hong, “Phát triển năng lực dạy học STEM cho giáo viên: Một nghiên cứu tổng quan tài liệu,” Tạp chí Giáo dục, special issue 11, no. 24, pp. 98–104, 2024.
T. Guskey, “Does it make a difference? Evaluating professional development,” Educ. Leadersh., vol. 59, Apr. 2002.
L. Darling-Hammond, M. Hyler, and M. Gardner, “Effective teacher professional development,” Jun. 2017, doi: 10.54300/122.311. DOI: https://doi.org/10.54300/122.311
L. M. Desimone, “Improving impact studies of teachers’ professional development: Toward better conceptualizations and measures,” Educ. Res., vol. 38, no. 3, pp. 181–199, 2009. DOI: https://doi.org/10.3102/0013189X08331140
K. F. Berggren et al., “CDIO: An international initiative for reforming engineering education,” World Trans. Eng. Technol. Educ., vol. 2, no. 1, pp. 49–52, 2003.
E. F. Crawley, J. Malmqvist, S. Östlund, D. R. Brodeur, and K. Edström, Rethinking Engineering Education. Cham, Switzerland: Springer, 2014, doi: 10.1007/978-3-319-05561-9. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-05561-9
F. Sun, P. Tian, D. Sun, Y. Fan, and Y. Yang, “Pre-service teachers’ inclination to integrate AI into STEM education: Analysis of influencing factors,” Brit. J. Educ. Technol., vol. 55, no. 6, pp. 2574–2596, Nov. 2024, doi: 10.1111/bjet.13469. DOI: https://doi.org/10.1111/bjet.13469
N. Y. K. Zakaria and H. Hashim, “Shaping the future of education: Conceptualising pre-service teachers’ perspectives on artificial intelligence integration,” Int. J. Acad. Res. Bus. Soc. Sci., vol. 14, no. 5, May 2024, doi: 10.6007/IJARBSS/v14-i5/21584. DOI: https://doi.org/10.6007/IJARBSS/v14-i5/21584
Y. Bae, G. Park, J. Hong, and J. Lee, “Development the measurement instrument of artificial intelligence convergence teaching competency for pre-service teachers,” Korean Assoc. Learner-Centered Curriculum Instr., vol. 23, no. 23, pp. 339–351, Dec. 2023, doi: 10.22251/jlcci.2023.23.23.339. DOI: https://doi.org/10.22251/jlcci.2023.23.23.339
K. H. Shin and K. W. Lee, “Development and implementation of an educational program to enhance AI convergence education competencies for pre-service home economics teachers,” Korean Home Econ. Educ. Assoc., vol. 36, no. 4, pp. 135–150, Dec. 2024, doi: 10.19031/jkheea.2024.12.36.4.135. DOI: https://doi.org/10.19031/jkheea.2024.12.36.4.135
Ç. Şenyiğit and O. Serin, “The role of perceived ICT competencies on primary school pre-service teachers’ integrated STEM teaching intentions,” Particip. Educ. Res., vol. 9, no. 6, pp. 221–247, Nov. 2022, doi: 10.17275/per.22.137.9.6. DOI: https://doi.org/10.17275/per.22.137.9.6
D. Loke, J. Radloff, and I. H. Yeter, “K–12 STEM teachers’ perceptions of artificial intelligence: A PRISMA-tic approach (work-in-progress),” in 2024 ASEE Annual Conf. Expo. Proc., 2024, doi: 10.18260/1-2--46727. DOI: https://doi.org/10.18260/1-2--46727
P. Nuangchalerm, V. Prachagool, A. Saregar, and Y. M. Yunus, “Fostering pre-service teachers’ AI literacy through school implications,” J. Philol. Educ. Sci., vol. 3, no. 2, pp. 77–86, Dec. 2024, doi: 10.53898/jpes2024327. DOI: https://doi.org/10.53898/jpes2024327
E. Mollick and L. Mollick, “Assigning AI: Seven approaches for students, with prompts,” arXiv preprint arXiv:2306.10052, 2023, doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.10052. DOI: https://doi.org/10.2139/ssrn.4475995
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Bản quyền (c) 2026 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDeri Phái sinh 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
