Trong khoảng hai thập niên gần đây, Giáo dục STEM đã trở nên phổ biến ở Mỹ và một số nước trên thế giới. Vậy giáo dục STEM là gì? Điểm mạnh và điểm hạn chế? Chúng ta học được gì từ giáo dục STEM, đặc biệt trong bối cảnh xây dựng Chương trình giáo dục phổ thông mới?

Cùng với thuật ngữ “Cách mạng công nghiệp lần thứ tư” và “Giáo dục 4.0”, STEM dường như đã trở thành một thuật ngữ thời thượng. Trong bối cảnh như thế, có hai câu hỏi bản chất cần giải quyết:

Thứ nhất: Giáo dục STEM là gì? Điểm mạnh và điểm hạn chế?

Thứ hai: Chúng ta học được gì từ giáo dục STEM, đặc biệt trong bối cảnh xây dựng Chương trình giáo dục phổ thông mới, trên cơ sở tính đến trình độ và năng lực của đội ngũ giáo viên; cơ sở vật chất của các nhà trường; điều kiện kinh tế-xã hội của các địa phương…?

Dân trí, xin giới thiệu bài phân tích về STEM của GS.TSKH Đỗ Đức Thái, Thành viên Ban Phát triển CT GDPT tổng thể, Chủ biên CT môn Toán.

Giáo dục STEM là gì?

STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.

Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay.

Giáo dục STEM tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ 21, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thể tác động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa.

“Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh kế mới” (Theo Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học Mỹ-NSTA).

Có thể nhìn các thành tố trong Giáo dục STEM dưới góc nhìn phát triển năng lực của người học. Chẳng hạn, yếu tố “Kỹ thuật” trong Giáo dục STEM tạo ra năng lực kỹ thuật của người học thể hiện qua khả năng giải quyết vấn đề nảy sinh trong thực tiễn đời sống bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để tạo ra chúng.

Hiểu một cách đơn giản là học sinh được trang bị kỹ năng lực kỹ thuật thì sẽ có khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp, kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) nhằm có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.

Hình ảnh minh họa dưới đây nhấn mạnh: một người có năng lực “Kĩ thuật” cũng chính là một người có năng lực “Giải quyết vấn đề” và quá trình “Xử lí kĩ thuật” cũng chính là quá trình “Giải quyết vấn đề”.

Các bạn có thể tham khảo các Thí nghiệm Hóa học THCS được xây dựng theo hướng STEM

3 thế mạnh của giáo dục STEM

Chúng ta cần phải khai thác những điểm mạnh của Giáo dục STEM trong dạy học ở nhà trường phổ thông, trong đó có tính đến hoàn cảnh thực tế của đất nước về trình độ và năng lực của đội ngũ cán bộ quản lý giáo dục; năng lực, điều kiện sống và làm việc của giáo viên; cơ sở vật chất của các nhà trường; điều kiện kinh tế-xã hội của các địa phương,…

Những điểm mạnh của giáo dục STEM có thể kể đến:

Thứ nhất: Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.

Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21.

Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong Chương trình GDPT mới. Vì thế, tư tưởng này của giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào mạnh mẽ trong Chương trình GDPT mới.

Thứ hai: Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học.

Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.

Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Tư tưởng này của giáo dục STEM cũng cần được khai thác và đưa vào mạnh mẽ trong Chương trình GDPT mới.

Thứ ba: Giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết.

Sự thẩm thấu kiến thức theo cách như vậy chính là một trong những định hướng mà giáo dục cần tiếp cận. Tuy vậy, có thể thấy phương thức dạy học như trên là không hề dễ dàng ngay cả đối với thế giới chứ không chỉ riêng trong điều kiện hiện nay của chúng ta.

4 Cảnh báo

Thứ nhất: Rõ ràng rằng việc khai thác, áp dụng những điểm mạnh của giáo dục STEM là hết sức có lợi và cần thiết đối với giáo dục phổ thông của chúng ta. Nhưng trong hoàn cảnh thực tế của đất nước về trình độ và năng lực của đội ngũ cán bộ quản lý của giáo viên; cơ sở vật chất của các nhà trường; điều kiện kinh tế-xã hội của các địa phương,… thì điều đó lại trở nên không đơn giản. Đặc biệt, có hai yếu tố cần xem xét:

– Đã chuẩn bị các văn bản cần thiết chỉ đạo triển khai giáo dục STEM?
– Cán bộ quản lí các nhà trường phổ thông có thực sự quan tâm đến giáo dục STEM hay không? Bởi nếu không thì có thể viện dẫn rất nhiều lí do để không áp dụng.

Thứ hai: Vấn đề tích hợp và phát triển năng lực giải quyết vấn đề gắn với thực tiễn là những vấn đề khó đối với giáo viên hiện nay. Tuy được nhấn mạnh nhiều trong những năm qua, nhưng thực tế diễn ra ở nhà trường thì chưa được như mong muốn. Có thể nói giáo dục STEM mới chỉ thực hiện được tại một số nhà trường phổ thông dưới hình thức thu hút một số học sinh tham gia dự thi đề tài (hay một sản phẩm nào đó), điển hình là kì thi Intel ISEP được tổ chức hàng năm.

Thứ ba: Kiểm tra đánh giá và thi cử cần tương thích với những tư tưởng cơ bản của giáo dục STEM. Tuy nhiên nếp nghĩ “thi gì học nấy” là một trở lực lớn trong việc đưa giáo dục STEM vào nhà trường phổ thông.

Thứ tư: Hiện nay người ta nói nhiều về “khoa học dữ liệu”, về “trí tuệ nhân tạo”, về “tư duy máy tính”, về “tự động hóa”, về “robot”, về những ngành nghề sẽ mất đi do tiến bộ về khoa học kĩ thuật trong thời đại cách mạng công nghiệp lần thứ tư,…

Các bạn có thể tham khảo các Thí nghiệm Hóa học THCS được xây dựng theo hướng STEM

Nhưng nhân loại đã có nhiều bài học quý do ảo tưởng về sức mạnh của máy tính, của tin học. Mười lăm năm là một khoảng thời gian ngắn, có đủ không để tạo ra những viễn cảnh như vậy? Những vấn đề cấp thiết mà nhân loại đang đối đầu như: chiến tranh, đói nghèo, dịch bệnh, biến đổi khí hậu… chắc không thể giải quyết bằng những viễn cảnh đó!

Tôi cũng tin rằng giáo dục STEM không phải là lập trình và chế tạo robot. Và chương trình giáo dục phổ thông không thể tích hợp triệt để thành khoa học dữ liệu. Giáo dục con trẻ muôn đời vẫn phải xoay quanh hai trục vĩnh cửu: Phát triển nhân cách và giá trị nhân văn cao đẹp của con người với hai nhân vật trung tâm là Thầy và Trò.

                                                                                                                            GS.TSKH Đỗ Đức Thái
                                                                                                                                   (Theo Dân Trí)