MS05 – BÀI DỰ THI HTNM4: GIÁO DỤC STEAM

No Comments

Bài dự thi HTNM4 – Thể loại Bài Viết

Từ giáo dục STEM đến Giáo dục STEAM: những gợi ý cho đổi mới giáo dục Việt Nam

STEM viết tắt của chữ Science (Khoa học), Technology (Kỹ thuật), Engineering (Công nghệ) và Mathematics (Toán).

STEAM là sự viết tắt của STEM và Art (Nghệ thuật)

 

Năm 2009, trong một bài diễn văn tài Nhà Trắng về chủ đề “Giáo dục để đổi mới”, Tổng thống Barack Obama đã tuyên bố: “Hãy tái khẳng định và làm mạnh mẽ hơn nữa vai trò của nước Mỹ đối với các phát mình khoa học và công nghệ trên thế giới. Hãy xem giáo dục STEM là ưu tiên hàng đầu của nước Mỹ trong thập niên tới.”[1] Đó không chỉ là một khẩu hiệu hành động, mà còn là một tầm nhìn xa dựa trên sự đúc kết từ rất nhiều nghiên cứu kinh tế học, xã hội học và giáo dục từ hàng chục năm trước của chính phủ và từ các trường đại học trên toàn nước Mỹ. Quả thực, kể từ thời điểm đó, rất nhiều chương trình giáo dục có tính cách mạng đã diễn ra trên khắp các trường phổ thông và đại học tại Mỹ. Hiện nay đã có hơn 1 tỉ đôla được đầu tư vào phát triển chương trình giáo dục STEM tại Mỹ. Dự kiến con số này sẽ lên đến 4,32 tỉ đôla vào năm 2020[2] với mục tiêu có được 100 ngàn giáo viên xuất sắc có chuyên môn về giáo dục STEM. Đó là số tiền đầu tư về vật chất và con người chưa từng có trong một chương trình cải cách giáo dục phổ thông ở Mỹ.

Tại sao Mỹ ưu tiên giáo dục STEM?

Có 2 lý do quan trọng để chính phủ Mỹ tập trung vào giáo dục STEM:

Một là, theo những nghiên cứu đánh giá và thống kê giáo dục gần đây cho thấy mặc dù các trường đại học tốt nhất và đa số các bằng phát minh sáng chế nằm ở Mỹ nhưng học sinh phổ thông của Mỹ lại ít có thành tích tốt nhất về các môn khoa học và toán. Không những thế, số lượng các sinh viên theo học các ngành STEM ngày một giảm, đặc biệt đối với các em gái. Nếu nước Mỹ muốn tiếp tục duy trì vị trí số một về khoa học công nghệ, chính phủ cần chuẩn bị một nguồn nhân lực mạnh mẽ và dồi dào trong tương lai.

Hai là, cũng theo những phân tích thống kê và dự báo kinh tế và xã hội, cho thấy nhu cầu việc làm trong các lĩnh vực STEM ngày một tăng. Bên cạnh đó, thu nhập của người lao động trong khối ngành này cũng cao hơn khối ngành không liên quan đến STEM[3].

 

pic1Hình 1. Sự chênh lệch về tăng trưởng việc làm giữa nhóm ngành STEM và không STEM tại Mỹ

Trong thế kỷ 21 này, nguồn lao động chất lượng cao không chỉ cần có kiến thức chuyên ngành mà đòi hỏi có sự hiểu biết của đa ngành. Ngoài ra các kỹ năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, tạo sản phẩm sáng tạo và làm việc nhóm ngày càng được đề cao. Trong khi đó, ảnh hưởng của khoa học, công nghệ, đặc biệt công nghệ thông tin dần chiếm ưu thế trên mọi mặt của đời sống. Từ những việc đơn giản trong gia đình, đến những công việc trong các nhà máy, hãng, xưởng đều ít nhiều liên quan và ứng dụng các thành tựu công nghệ kỹ thuật số và đòi hỏi sự vận dụng kiến thức tổng hợp của của khoa học và công nghệ. Do vậy, cách giáo dục và tiếp cận vấn đề thực tế cuộc sống trong tương lai sắp tới cần được thay đổi phù hợp theo tư duy mới.

Từ giáo dục STEM đến giáo dục STEAM:

Mặc dù giáo dục STEM được xem là một bước đi quyết liệt của đổi mới giáo dục phổ thông tại Mỹ hiện nay, nhưng nó không chỉ dừng lại ở lĩnh vực khoa học tự nhiên. Trong những năm gần đây, các nhà giáo dục đề xuất rằng để cho ra một sản phẩm công nghệ có thể thương mại được, chúng ta không chỉ có tích hợp các kiến thức STEM mà phải cần có tư duy thiết kế, yếu tố nghệ thuật hay thẩm mỹ cần được tính đến trong quá trình sáng tạo sản phẩm và giải quyết vấn đề, nghĩa là STEM sẽ trở thành STEM + Art = STEAM[4]. Trường dạy nghề thiết kế Rhode Island được xem là trường đi đầu tại Mỹ xây dựng chương trình giáo dục theo cách tiếp cận STEAM[5].

pic2Hình 2. Học sinh lớp 5 trường tiểu học Glacier Hills tại Eagan, Minnesota đang thiết kế mô hình trong một chương trình học STEAM. Tại đây trường học được trang bị máy in 3-D và may khắc laser để hỗ trợ các em sáng tạo và sáng chế (Ảnh: Jean Pieri)

Thực ra cách tiếp cận STEAM không phải là quá mới mẻ, từ những năm thế kỷ 19, các nhà phát minh sáng chế như Thomas Edition đã nhận thấy sự liên quan và vận dụng tích hợp nhiều kiến thức để cùng giải quyết một vấn đề. Tuy nhiên yếu tố nghệ thuật, thẩm mĩ trong thiết kế khi ấy chưa được chú trọng. Ngày nay, khi nhìn vào chiếc máy vi tính hay điện thoại mà chúng ta đang sử dụng, chúng ta dễ dàng nhận thấy đó là sự kết hợp của rất là nhiều kiến thức từ rất nhiều lĩnh vực để tạo nên nó, trong đó có cả yếu tố thẩm mĩ. Trong khi thực tế khoa học và công nghệ phát triển ngày nay, việc đưa một ý tưởng thành một sản phẩm chỉ tính bằng ngày hoặc bằng giờ. Với công nghệ máy in 3-D đã biến giấc mơ “ai cũng có thể làm nhà thiết kế” và có thể sản xuất sản phẩm theo ý muốn thành hiện thực. Ví dụ: bạn có thể in chiếc áo để mặc theo cách riêng của bạn, hay thậm chí bạn có thể in cái nhà để ở từ máy in 3-D là những ý tưởng công nghệ đã thành công trong giới công nghệ trong năm 2015 vừa qua.

Đặc điểm của giáo dục STEAM:

Giáo dục STEAM là một cách tiếp dựa trên cơ sở tích hợp các môn khoa học, kỹ thuật, công nghệ, toán và nghệ thuật trong việc truyền đạt kiến thức và khuyến khích học sinh sáng tạo. Do thuộc tính tích hợp và đa ngành nên chương trình học STEAM không nặng tính lý thuyết mà thiên về vận dụng và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, hoặc các vấn đề có tính toàn cầu[6]. Ví dụ: khi học về vòng tuần hoàn của nước trên trái đất, học sinh không chỉ học kiến thức về về địa lý, khoa học trái đất, sinh học (tức là các môn khoa học) mà còn được học về các thiết bị đo đạc, tính toán lượng nước (nghĩa là vận dụng toán học) để tìm hiểu về các công trình, các thiết bị (tức là tìm hiểu về kỹ thuật và công nghệ) sử dụng năng lượng từ nước, rồi lại được làm các mô hình mô tả sự di chuyển và biến động nguồn nước, từ đó thiết kế và đề xuất các ý tưởng (nghĩa là vận dụng tư duy về nghệ thuật) giúp tái sử dụng nguồn nước như các vật dụng có thể hứng nước mưa, thu nước trên sa mạc… Nghĩa là học sinh phải vận dụng kiến thức đa ngành để giải quyết một vấn đề cụ thể.

Một đặc điểm nữa là giáo dục STEAM khuyến khích sự tìm tòi khám phá, dựa trên sự sáng tạo của cá nhân và sự phối hợp làm việc nhóm. Thông thường, các lớp học sẽ bắt đầu bằng một chủ đề thay vì bắt đầu bằng một môn học cụ thể. Kết thúc buổi học hoặc khóa học, các sản phẩm hoặc giải pháp được đề ra dựa trên sự vận dụng của các kiến thức đã được học tổng hợp trước đó. Có nhiều cấp độ giáo dục STEAM, từ đơn giản cho học sinh mầm non như tạo ra một ngôi nhà từ các que kem (học đếm số và học lắp ghép) cho đến phức tạp dành cả sinh viên đại học như tạo một robot (cần kiến thức về cơ điện tử và lập trình).

pic3Hình 3. Giáo dục STEAM ở mức độ thấp giúp trẻ mầm non học đếm, làm quen với hình học đơn giản và lắp ghép theo sở thích (Ảnh: Hải Nguyễn)

pic4Hình 4. Mô hình xe chạy bằng năng lượng mặt trời do các học sinh lớp 7 thực hiện triển lãm tại hội nghị giáo dục khoa học NSTA 2015, Kansas city, Missouri (Ảnh: Hải Nguyễn)

Thông qua cách tiếp cận giáo dục STEAM, học sinh nhận thức được sự giao thoa giữa các ngành khoa học và toán học, thấy được sự cần thiết của các kiến thức chuyên ngành để có thể giải quyết một vấn đề hay tạo nên một sản phẩm. Đồng thời, nhờ được tạo cơ hội khuyến khích sáng tạo dựa trên sở thích riêng của bản thân, nên các em học sinh tự tin hơn trong quá trình học tập và làm việc nhóm. Điều thú vị là các chương trình giáo dục STEAM giúp học sinh được trải nghiệm qua các cảm xúc của thất bại cũng như thành công trong quá trình học tập, một điều rất cần thiết cho sự phát triển trí thông minh cảm xúc và tạo động lực cho sự trưởng thành của trẻ.

Vì những ưu điểm nổi bật của cách tiếp cận giáo dục STEAM, nên những năm gần đây, nhiều trường mẫu giáo, phổ thông và cả các trường đại học tại Mỹ đã chọn STEAM làm cách tiếp cận giảng dạy nhằm giúp học sinh, sinh viên phát triển tối ưu về năng khiếu, khả năng sáng tạo, cách thức học tập chủ động, biết tranh luận và chịu trách nhiệm về quyết định của mình.

pic5Hình 5. Một số chương trình STEAM dành cho trẻ em ở độ tuổi mẫu giáo giúp các bé làm quen với các khái niệm thiết kế và khoa học đơn giản dựa vào vật liệu thiên nhiên (Ảnh: Hải Nguyễn)

Vậy làm sao để đưa yếu tố nghệ thuật vào trong các lĩnh vực STEM?

Đó là một thách thức rất lớn đối với các nhà giáo dục trong quá trình xây dựng khung chương trình đào tạo[7],[8]. Trong đó, các chuyên gia về thiết kế và mỹ thuật ứng dụng được xem là những người có vai trò quan trọng giúp chuyển tải yếu tố nghệ thuật vào giáo dục STEAM. Đối với các nước Mỹ và bắc Âu, nhờ vào sự phát triển đồng bộ của nhiều lĩnh vực, sự tư vấn và đánh giá của các chuyên gia đa ngành, các chương trình giáo dục STEAM đang được hình thành và ngày càng phát triển nhanh chóng ở nhiều bậc học, trong đó chú trọng từ chương trình đào tạo giáo viên dạy khoa học và toán. Các lớp học STEAM thường được tổ chức hoạt động học tập đa dạng dưới dạng các cuộc thi, các buổi trình diễn, hoặc các buổi cắm trại sáng chế và sáng tác. Ở đó, học sinh có được cơ hội trải nghiệm bản thân thực tế, được làm việc nhóm và đặc biệt thể hiện sự sáng tạo theo sở thích cá nhân.

Một số đề xuất về giáo dục STEAM trong tương lai tại Việt Nam

  1. Thành lập trung tâm nghiên cứu giáo dục STEAM

Để tập trung nguồn lực và hiệu quả của việc xây dựng chính sách cũng như làm cầu nối giữa các hoạt động nghiên cứu giáo dục đối với thực tiễn giáo dục, trung tâm nghiên cứu giáo dục STEAM sẽ là nơi thực hiện các chức năng của một trung tâm nghiên cứu và đào tạo. Trung tâm sẽ là tập hợp các nhà nghiên cứu giáo dục, sư phạm, xã hội, nhân văn và khoa học cùng phát triển cách tiếp cận tiên tiến về cách tích hợp giáo dục STEAM và đề ra những giải pháp khả thi trong tình hình và điều kiện kinh tế, xã hội và nguồn nhân lực Việt Nam. Đồng thời, trung tâm này sẽ góp phần hỗ trợ các trường học trong việc tập huấn giáo viên, xây dựng và đánh giá các chương trình giảng dạy tích hợp STEAM.

  1. Cải tiến chương trình và cách tiếp cận đào tạo ngành sư phạm

Giáo dục Việt Nam chú trọng vào dạy học các môn riêng biệt, ít có sự gắn kết và liên thông giữa các môn học tạo thành một chủ đề có tính hệ thống. Nhiều trường vẫn giữ phân ban ở cấp phổ thông trung học, và tổ chức thành nhiều trường chuyên và lớp chuyên. Điều này vô hình chung đã tạo ra một thế hệ học sinh chỉ có vốn kiến thức hạn hẹp khi còn quá sớm[9]. Nếu xem giáo dục phổ thông là nền tảng cho đào tạo nghề nghiệp, việc tăng cường chất lượng giáo dục đa ngành và đa lĩnh vực ở độ tuổi này là một đòi học bắt buộc. Việc tích hợp trong cách tiếp cận giáo dục STEAM sẽ tạo điều kiện và cơ hội cho các em học sinh được sáng tạo nhiều hơn và vận dụng nhiều hơn các kiến thức cơ bản. Bên cạnh đó, các tư duy về nghệ thuật và thiết kế cần được hình thành và rèn luyện từ sớm, tránh quan niệm sai lầm khi cho rằng nghệ thuật chỉ là năng khiếu, không thể học được hoặc không cần thiết học trong cuộc sống. Việc cả nước hiện nay thiếu gần 10,000 giáo viên dạy các môn nghệ thuật là khó khăn và thách thức rất lớn[10]. Việt Nam cần xây dựng chính sách và chiến lược phát triển đội ngũ giáo viên có thể tiếp cận theo hướng STEAM trong tương lai.

  1. Nâng cao nhận thức của xã hội về cách học của trẻ

Trẻ em học chủ yếu dựa vào các trò chơi. Các nghiên cứu giáo dục và nhi khoa cũng đều đồng ý ở luận điểm cho rằng chơi là cách học tự nhiên và đem lại hiệu quả về phát triển lành mạnh cho trẻ[11],[12]. Trẻ học hứng thú khi được chơi. Khi tham gia vào một trò chơi có chủ đích, trẻ sẽ khám phá, sáng tạo, ứng biến, và mở rộng sự hiểu biết của mình. Học bằng cách chơi có chủ đích cho phép trẻ tìm tòi, đặt câu hỏi, giải quyết vấn đề, và tư duy sáng tạo[13]. Các trò chơi càng đòi hỏi nhiều kỹ năng, như giao tiếp xã hội, giải quyết vấn đề… sẽ càng giúp trẻ học tốt hơn các môn STEAM. Giáo dục cần bắt đầu từ gia đình, nơi trẻ được tiếp xúc với các nhận thức về xã hội và thế giới tự nhiên đầu tiên. Cách giáo dục cho trẻ qua các trò chơi ngay tại gia đình giúp trẻ hình thành thói quen về cách học STEAM về sau như dưới dạng các dự án và thiết kế các sản phẩm theo hướng vận dụng đa dạng nhiều kiến thức. Nhận thức xã hội cần được khuyến khích thay đổi theo hướng xem việc học của con trẻ là những trò chơi có chủ đích giúp trẻ khám phá và hoàn thiện bản thân, trẻ tự tìm đến tri thức như một nhu cầu để giải quyết vấn đề và sáng tạo ra các sản phẩm.

  1. Thu thập, phân tích và khai thác số liệu về thị trường lao động một cách khoa học

Để xây dựng chính sách và chiến lược phát triển giáo dục, đào tạo nguồn nhân lực tốt, nhất thiết cần có những báo cáo khoa học, phân tích thống kê phản ánh sát tình hình thực tế. Đồng thời cần có những đội ngũ chuyên gia giỏi giúp xây dựng các dự báo và hoạch định chính sách dài hạn và ngắn hạn phù hợp với tình hình phát triển kinh tế – xã hội của đất nước. Bên cạnh đó, chúng ta cũng cần quan tâm đến thị trường lao động trên phạm vi khu vực và toàn cầu, khi những ngành nghề đòi hỏi kỹ thuật và chuyên môn cao trong nhóm ngành STEAM đang được ưu tiên trong tuyển dụng ở nhiều quốc gia và các tập đoàn kinh tế lớn. Vấn đề tuyển dụng tại chỗ và thu hút nguồn lao động chất lượng cao tại các tập đoàn kinh tế lớn như Google, Microsoft, Intel,… đang ngày một tăng ở các nước trong khu vực. Việt Nam có nguồn lao động trẻ, năng động là một nguồn lực tiềm năng để tham gia vào thị trường lao động chung của toàn cầu.

  1. Xây dựng chính sách và các hỗ trợ giáo viên từ mầm non đến trung học phổ thông

Giáo viên cần được xem là đối tượng đầu tiên của sự đổi các chương trình giáo dục tích hợp STEAM. Các chính sách về tiền lương và hỗ trợ trong giảng dạy là những động lực giúp giáo viên sáng tạo và chuyên tâm trong giảng dạy. Giáo dục mầm non cũng cần được đầu tư và quan tâm đúng mức. Nhiều nghiên cứu gần đây đã chỉ ra vai trò đặc biệt quan trọng của giáo dục mầm non trong việc góp phần tiết kiệm chi phi đầu tư vào giáo dục ở cấp bậc cao hơn[14]. Khi trẻ em có được nền tảng sức khỏe và khả năng tư duy tốt trước 6 tuổi, giai đoạn được xem có sự phát triển về não bộ và hệ thần kinh nhiều nhất, trẻ sẽ có thuận lợi hơn trong các quá trình học tập lâu dài về sau. Do vậy, bên cạnh chăm lo đội ngũ giáo viên tiểu học và phổ thông, chúng ta cũng cần quan tâm hơn chất lượng và số lượng giáo viên ở cấp mầm non.

 

Hy vọng, giáo dục Việt Nam sẽ có những bước tiến nhanh trong những năm tới, góp phần cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của đất nước.

Tác giả: Nguyễn Thành Hải
Nghiên cứu sinh chuyên ngành giáo dục khoa học
Viện nghiên cứu giáo dục STEM – The ReSTEM Institute
Trường ĐH Missouri, Mỹ

[1] (2009). President Obama Launches “Educate to Innovate” Campaign for … Retrieved July 14, 2016, from https://www.whitehouse.gov/the-press-office/president-obama-launches-educate-innovate-campaign-excellence-science-technology-en.

[2] (2009). President Obama Launches “Educate to Innovate” Campaign for … Retrieved July 14, 2016, from https://www.whitehouse.gov/the-press-office/president-obama-launches-educate-innovate-campaign-excellence-science-technology-en.

[3] (2014). STEM Majors Earn A Lot More Money After Graduation – Business … Retrieved July 15, 2016, from http://www.businessinsider.com/stem-majors-earn-a-lot-more-money-after-graduation-2014-7.

[4] Robelen, E. W. (2011). STEAM: Experts make case for adding arts to STEM. Education week, 31(13), 8.

[5] Rhode Island School of Design | RISD. Retrieved July 15, 2016, from http://www.risd.edu/.

[6] Maeda, J. (2013). STEM+ Art= STEAM. The STEAM Journal, 1(1), 34.

[7] Ko, Y., An, J., & Park, N. (2012). Development of Computer, Math, Art Convergence Education Lesson Plans Based on Smart Grid Technology. Computer applications for security, control and system engineering, 109-114.

[8] Boy, G. A. (2013). From STEM to STEAM: toward a human-centred education, creativity & learning thinking. Proceedings of the 31st European Conference on Cognitive Ergonomics. ACM.

[9] (2013). 8 điểm yếu của giáo dục Việt Nam – Giáo dục 24h – giaoduc.net.vn. Retrieved July 14, 2016, from http://giaoduc.net.vn/Giao-duc-24h/8-diem-yeu-cua-giao-duc-Viet-Nam-post99986.gd.

[10] (2016). Cả nước thiếu gần 10 ngàn giáo viên âm nhạc và mỹ thuật | giaoduc … Retrieved July 15, 2016, from http://www.giaoduc.edu.vn/ca-nuoc-thieu-gan-10-ngan-giao-vien-am-nhac-va-my-thuat.htm.

[11] Cutter-Mackenzie, A., & Edwards, S. (2013). Toward a model for early childhood environmental education: Foregrounding, developing, and connecting knowledge through play-based learning. The Journal of Environmental Education, 44(3), 195-213.

[12] Barblett, L. (2010). Why play-based learning?. Every Child, 16(3), 4.

[13] (2013). CMEC Statement on Play-Based Learning. Retrieved July 15, 2016, from http://www.cmec.ca/Publications/lists/publications/attachments/282/play-based-learning_statement_EN.pdf.

[14] Heckman, James J. “Policies to foster human capital.” Research in economics 54.1 (2000): 3-56.

Related Articles