Giải tỏa thắc mắc về Giáo dục STEM

Nguồn: Thông Lê

Tôi là người ủng hộ việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông, tất nhiên là có điều kiện. Xung quanh giáo dục STEM đã hình thành nên nhiều nhận thức sai - do vô tình hay cố ý - mà tôi nhận thấy có trách nhiệm giải tỏa chúng. Để tiện cho việc theo dõi, tôi sẽ trình bày dưới dạng Hỏi-Đáp.

I. 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…?

Xin giới thiệu bài phân tích về STEM của GS.TSKH Đỗ Đức Thái, Thành viên Ban Phát triển chương trình GDPT tổng thể, Chủ biên chương trình 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.

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,…

Các bạn nhỏ đang tìm hiểu và lắp ráp bộ kit được sản xuất theo chương trình Giáo dục STEM

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.

Các sản phẩm STEM sáng tạo của các bạn nhỏ

4 Cảnh báo về việc tìm hiểu Giáo dục STEM
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,…

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.

II. 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. Tất nhiên, trong hoàn cảnh của nước ta hiện nay thì đúng là như vậy. mà không chỉ mỗi giáo dục STEM mới gặp vấn đề mà là tình hình chung.

III. Giáo dục stem đi ngược tinh thần giáo dục hiện đại như khô khan, học sinh không được lựa chọn, bị ép học, quá tải,... ( SAI )
Đây là sự nói ngược, ăn không nói có vì thiếu hiểu biết.
Việc tổ chức dạy học STEM theo hình thức câu lạc bộ ko có gì mới, người ta đã áp dụng vào dạy học STEM lâu rồi. (Chúng tôi cũng ứng dụng tổ chức nhiều câu lạc bộ các loại, trong đó có CLB STEM ở các huyện Thanh Chương ở Nghệ An, Thái Thụy ở Thái Bình...)
Hai nữa, tôi nói dạy đại trà không có nghĩa là mọi người đều phải học. Ở đây, cần quay lại triết lý giáo dục mà chúng ta sẽ theo đuổi. Cái này mới quan trọng. Nó giải thích vì sao chúng tôi chọn STEM như một phương tiện giáo dục. Khởi thủy của nó bắt đầu từ J. Dewey với triết lý "Học thông qua làm" (Learning by doing). Cái cần phát huy, lan tỏa rộng là cái tinh thần đó. Nó chống lại dạy chay- học chay, bệnh hàn lâm, lý thuyết suông... đã trở thành căn bệnh trầm trọng của nền GDVN. Học thông qua hành thì kiến thức mới sâu, vững chắc (leo lên các nấc thang Vận dụng, Phân tích, Tổng hợp, Sáng tạo theo thang nhận thức B. Bloom so với hai bậc thấp là Biết và Hiểu theo cách dạy học cũ). STEM còn có thể áp dụng các PPDH tích cực, thông minh khác như "Dạy học bằng khám phá" (Learning by discovery) hay "Bàn tay nặn bột" (Hands-on).v.v.. Đó là lối dạy học thú vị, nhẹ nhàng & dễ hiểu vì nó trực quan hơn, cụ thể hơn, học sinh có thể tiếp xúc bằng cả 5 giác quan. Ngoài ra, đó là lối dạy học thú vị, nhẹ nhàng & dễ hiểu như học toán ko còn ngồi cắm đầu giải bài tập toán, hay lý ngày này qua tháng khác cho lồi con mắt, đau cái đầu vì tính trừu tượng, khó hiểu của nó. Hay như môn công nghệ ko còn học lý thuyết chay, học xong thì chữ nghĩa, kĩ năng cũng trả lại cho thầy hoặc chưa kịp hình thành (vì có thực hành lúc nào đâu !)... STEM có tinh thần của dạy học của thời đại 4.0 vì tính hiện đại bao gồm các yếu tố như Tự động hóa, Số hóa, Internet vạn vật, AI,.v.v.. Nó đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa & hiện đại hóa của đất nước một cách nhanh chóng, chắc chắn.
Ba là, dạy học STEM còn giáo dục cho hs nhiều phẩm chất như: cẩn thận, chính xác, kiên nhẫn, yêu lao động, óc tò mò, óc sáng tạo, kĩ năng làm việc nhóm (mà người VN rất yếu vì thiếu tinh thần hợp tác, hay đố kỵ) và tinh thần trách nhiệm vì tập thể .v.v..
Bốn là, tích hợp là một xu hướng trong dạy học hiện đại. STEM đáp ứng tốt nhu cầu đó: tích hợp một lúc 4 môn học khác nhau một cách hữu cơ, chứ ko máy móc, khiên cưỡng. Như vậy, nói Giáo dục STEM gây ra sự quá tải cho học sinh là nói ngược. Bởi một trong những mục tiêu của dạy học tích hợp là giảm tải: giảm cả thời gian và công sức dạy và học của cả thầy lẫn trò.
J. Dewey còn đi tiên phong trong việc cung cấp cho hs lựa chọn môn học (hệ tín chỉ) và phân ban nên ở đây sẽ ko có chuyện HỌC SINH BỊ ÉP HỌC MÔN STEM. Cái mà hs buộc phải theo là bỏ lối dạy chay- học chay, bệnh hàn lâm, lý thuyết suông... mà thôi !

IV. Giáo dục STEM đi ngược tinh thần khai phóng ( SAI )
Như đã trả lời trong câu 1 & 3, Giáo dục STEM cung cấp cho người học nhiều sự lựa chọn, cá nhân hóa việc giáo dục, dạy học nêu vấn đề, dạy học theo hướng tích hợp (chống lại sự phân mảnh kiến thức). Dựa vào những dấu hiệu trên, có thể đi đến kết luận: Giáo dục STEM có tinh thần khai phóng mạnh mẽ.

V. Hiện nay đang có phong trào STEM hóa. Có người nói rằng: giáo dục STEM là cái phao cứu sinh cho toàn bộ nền giáo dục Việt Nam
Phát biểu như vậy vừa rất cực đoan, vừa kém hiểu biết. Chương trình giáo dục phổ thông mới (2020) có hàng chục phương pháp mới, hàng trăm nội dung mới được đưa vào. Giáo dục STEM chỉ là một miếng ghép trong bức tranh tổng thể đó.