»» Nội dung bài viết:
STEM là gì? Các năng lực cần có theo định hướng STEM
Chúng ta đang ở trong thời đại bùng nổ dữ liệu toàn cầu ?
Trong thời đại mới, người ta nhắc nhiều đến nền kinh tế tri thức hơn những khái niệm khác. “Nền kinh tế tri thức là nền kinh tế mà trong đó quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng tri thức trở thành động lực chính cho tăng trưởng, cho quá trình tạo ra của cải và việc làm trong tất cả các ngành kinh tế” (APEC 2000). Cùng với nó, con người cũng phải không ngừng nâng cao và hoàn thiện mình. Mục đích của công việc này là nhằm tiến lên trở thành một công dân toàn cầu.
Người ta cũng nói nhiều đến cái gọi là Big Data (một tập hợp dữ liệu rất lớn và rất phức tạp) như một khái niệm cần phải hiểu trong thời đại. Chúng ta không thể phủ nhạn những gì Big data mang lại trong đời sống nhân loại. Thứ nhất, nó giúp cắt giảm chi phí sản xuất và kinh doanh sản phẩm. Thứ hai, nó giúp giảm thời gian làm việc. Thứ ba, nó tăng thời gian để phát triển sản phẩm. Thứ tư, nó giúp tối ưu hóa sản phẩm một cách tốt nhất. Đồng thời, nó hỗ trợ con người đưa ra những quyết định đúng và hợp lý hơn.
STEM là gì?
STEM không có mục đích nào khác ngoài việc giúp con người có đủ năng lực để tiếp cận và khai thác kho dữ liệu toàn cầu ấy.
Theo Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association – NSTA), tổ chức uy tín nhất hiện nay trong lĩnh giáo dục khoa học trên thế giới đã đề xuất ra khái niệm giáo dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu như sau:
“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 các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong 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 cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới”.
(STEM education is an interdisciplinary approach to learning where rigorous academic concepts are coupled with real-world lessons as students apply science, technology, engineering, and mathematics in contexts that make connections between school, community, work, and the global enterprise enabling the development of STEM literacy and with it the ability to compete in the new economy).
Thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh của bốn chữ trong tiếng Anh:
– Science (Khoa học).
– Technology (Công nghệ).
– Engineering (Kỹ thuật).
– Mathematics (Toán).
Đặc tính xã hội của thuật ngữ STEM.
Đó là về mặt hình thức của thuật ngữ. Trong thực tế, nội hàm và ngoại hàm của thuật ngữ STEM được mở rộng hơn rất nhiều. Nó không gói gọn trong ý nghĩa của bốn lĩnh vực khoa học này. STEM thực sự trở thành một phương thức của hành động, triết lí hành động. Một vài yếu tố khác gắn liền với từ STEM đã từng có như: “STEM fields” (lĩnh vực STEM), “STEM education” (giáo dục STEM), “STEM workforce” (nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM), “STEM learning” (học trong lĩnh vực STEM), “STEM careers” (các ngành nghề trong lĩnh vực STEM), “STEM curriculum” (khung chương trình dạy học STEM), “STEM awareness” (nhận thức về các ngành nghề STEM),…
Như vậy, STEM chính là một định hướng khoa học nhằm giáo dục con người đáp ứng được những yêu cầu của thời đại, trở thành công dân mang tính toàn cầu. Nó cũng được xem là một kiểu tư duy nhằm giúp kết nối con người và năng lực con người trên toàn thế giới.
Vận dụng định hướng STEM trong thực tiễn dạy và học như thế nào?
Theo định nghĩa trên thì khái niệm STEM có thể được hiểu là một phương pháp học tập mới. Trong đó có sự kết hợp tri thức của nhiều môn học với nhau. Phương pháp này cũng yêu cầu gắn kết giữa tri thức lý thuyết và kinh nghiệm thực tiễn, kết hợp giữa nhận thức tri thức và hành động trải nghiệm.
Nói một cách dễ hiểu là khi ta nói với người học về quả chuối (banana). Chuối một loại trái cây (fruits), có hình dáng thon dài (cylindrical and long). Khi chưa chín, quả chuối có màu xanh (green). Khi chín quả chuối có màu vàng (yellow). Chuối chín ăn có vị ngọt (sweet).
Theo định hướng STEM, người dạy phải đặt trước mắt người đọc hai quả chuối: một đã chín và một chư chín. Sau khi diễn giảng về quả chuối như ở trên, hãy cho người đọc thưởng thức một quả chuối chín. Từ sự trải nghiệm này giúp người học cảm nhận quả chuối một cách đầy đủ từ hình ảnh đến hương vị. Đó là sự kết hợp giữa lý thuyết hệ thống và trải nghiêm thực tế. Sự trải nghiệm này giúp người đọc sau bài học có thể nhận thức đầy đủ về quả chuối.
Định nghĩa cũng chỉ ra rằng mỗi bài học luôn có sự kết hợp giữa khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào trong các bối cảnh cụ thể. Bốn lĩnh vực khoa học cùng hướng đến làm sáng rõ vấn đề học tập.Khoa học đống vai trò tri thức nền tảng. Công nghệ hỗ trợ về phương tiện. Kỹ thuật chính là phương thức hay các bước tiến hành. Toán học giúp các bước thực hiện dạy và học trở nên chính xác hơn.
Không nhất thiết phải vận dụng đầy đủ bốn bộ môn này. Nhưng ít nhất phải có một trong bốn lĩnh vực ấy. Thực tế giảng dạy cho thấy thật ít khi ta có thể kết hợp một cách hoàn hảo bốn lĩnh vực tri thức trong một bài học cụ thể. Nói như vậy không có nghĩa là không làm được. Mà có nghĩa là nếu bài học nào có thể vận dụng được, người dạy nên vận dụng để giúp học sinh học tập một cách tốt nhất.
Ví dụ như trong một bài học về pha màu của môn Hội họa. Học sinh cần sử dụng một màu sắc nhưng không có sẵn. Màu học sinh cần lại phải có sự pha trộn của ba màu cơ bản mới có được. Từ yêu cầu thực tế làm nảy sinh nhu cầu pha màu.
Trước hết, học sinh phải xác định những màu nào pha với nhau để tạo ra được màu mình mong muốn (khoa học). Tiếp đó, xác định dụng cụ pha màu cần thiết (công nghệ). Sau khi xác định dụng cụ xong, học sinh cần xác định tỉ lệ mỗi màu là bao nhiêu là hợp lí (toán học). Tiến trình pha màu diễn ra. Lấy màu nào pha trộn với màu nào trước để tạo màu trung gian. Sau đó là trộn màu còn lại để hoàn tất tiến trình pha màu (kỹ thuật).
Phương pháp học ấy còn giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng. Nó kết nối nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu. Để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM: năng lực nhận thức khoa học, năng lực vận dụng công nghệ, năng lực áp dụng kỹ thuật và năng lực tri thức toán học.
Các năng lực STEM cũng tiến đến hoàn thiện các kỹ năng con người trong thế kỉ 21 như:
– Kĩ năng tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề
– Kỹ năng trao đổi và cộng tác
– Tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến
– Văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông
– Kỹ năng làm việc theo dự án
– Kỹ năng thuyết trình.
Mục đích cuối cùng của việc dạy học là giúp học sinh có thể tự học. Bởi thế, “giáo dục STEM không phải để biến học sinh trở thành nhà khoa học, kỹ sư mà là để chuẩn bị cho công dân toàn cầu thế hệ mới” (Nguyễn Thành Hải).
(Dẫn theo nghiên cứu của tiến sĩ khoa học Nguyễn Thành Hải. Thành viên hiệp hội NSTA và NARST, Nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành Giáo dục Khoa học, Viện Nghiên cứu Giáo dục STEM, ĐH Missouri, Mỹ)
