Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Khái quát về tình hình nghiên cứu giáo dục STEM 1. Nghiên cứu trên thế giới Mỹ được xem là nơi khởi nguồn của giáo dục STEM từ những năm cuối của thế kỉ 20. Từ đầu thế kỉ 21, STEM và GD STEM ở Mỹ ngày càng được chú trọng và đầu tư phát triển mạnh, đặc biệt từ thời tổng thống Barack Obama, thể hiện rõ nét với phát biểu [9]: “Một trong những điều mà chúng tôi đã tập trung với tư cách là Tổng thống là chúng ta cần tạo ra phương pháp tiếp cận toàn diện đối với Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM).
Chúng ta cần ưu tiên đào tạo một lực lượng GV mới trong các môn học này, để đảm bảo rằng tất cả chúng ta với tư cách là một quốc gia đề cao các môn học này vì sự tôn trọng mà chúng xứng đáng được hưởng”. Trong báo cáo về “Chiến lược của Mỹ về giáo dục STEM” của Ban GD STEM - Hội đồng Khoa học & Công nghệ quốc gia Mỹ, có đánh giá là STEM nên được học tốt nhất khi còn nhỏ - từ trường Tiểu học và Trung học - vì chúng là điều kiện tiên quyết cần thiết để đào tạo kĩ thuật của một người tại nơi làm việc. Nhiều tiểu bang ở Mỹ đã có chương trình STEM, STEAM cho trẻ từ tuổi tiểu học, thậm chí mẫu giáo [14]. Thời gian gần đây, giáo dục STEM được triển khai rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới vì được đánh giá cao về tính hiệu quả trong hoạt động giáo dục phát triển NL HS.
Trong đó, một số nước đã có chương trình giáo dục STEM tương đối bài bản từ cấp Tiểu học như Anh, Úc, Singapore, Hàn Quốc,… Cùng xu thế chung, các hoạt động giáo dục STEAM cũng được các nước quan tâm và phát triển cho trẻ từ giai đoạn khá sớm [6]; [14]. 5 Các nhà giáo dục luôn ưu ái dành nhiều sự quan tâm nghiên cứu cho giáo dục STEM. Chính vì vậy, xu hướng nghiên cứu về lĩnh vực này đã, đang và sẽ tiếp tục được phát triển. Tại Mĩ, trong giai đoạn 2007 - 2010, có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM.
Những bài báo này do 8 tạp chí giáo dục nổi tiếng xuất bản (Theo thống kê của Josh Brown - Trường đại học Illinois). Khi nghiên cứu về xu hướng giáo dục STEM, Yuan-Chung Yu và cộng sự đã tổng hợp, phân tích các tài liệu trong cơ sở dữ liệu ISI (1992 - 2013) và kết luận như sau: Xu hướng nghiên cứu về giáo dục STEM phát triển rất mạnh. Nếu như năm 2008 chỉ có gần 15 bài báo thì đến năm 2013, số lượng các bài báo gia tăng đáng kể. Theo thống kê, mỗi năm có gần 100 bài báo.
Cũng trong giai đoạn này, các nước tích cực nghiên cứu về giáo dục STEM nhất là: - Mĩ: 200 công trình (52%) - Anh: 36 công trình (9,35%) - Hà Lan, Úc: 16 nghiên cứu/ quốc gia (4,16%) - Tây Ban Nha, Ixaren, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đức, Đài Loan: tổng cộng có 67 công trình; - Các quốc gia còn lại trên thế giới: tổng cộng có 50 công trình. Đồng thời, 5 lĩnh vực liên quan đến giáo dục STEM cũng đã được chỉ ra trong nghiên cứu, đó là: Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe, Khoa học máy tính, Giáo dục học, Kĩ thuật, và Tâm lí học. Những nhận thức, chính sách đối với giáo dục STEM, vai trò, bản chất của STEM trong lịch sử phát triển khoa học - công nghệ của loài người cũng được tìm hiểu trong một số nghiên cứu khác [5]; [15]; [7]… Trên thế giới hiện nay cũng có một số khuynh hướng nghiên cứu về giáo dục STEM như: tầm quan trọng, lịch sử, quá trình phát triển của giáo dục STEM. Các tác giả tiêu biểu phải kể đến như: Ryan Brown, Morrison, David W.
Dugger, Amanda Roberts … Mục đích của những nghiên cứu này là 6 tìm hiểu về những nhận thức về giáo dục STEM cũng như bản chất, vai trò của STEM trong lịch sử phát triển khoa học - công nghệ của loài người [5]; [12]. Bên cạnh đó, các tổ chức giáo dục, các nhà khoa học còn rất quan tâm tới việc nghiên cứu tích hợp giáo dục STEM. Công trình của Honey và cộng sự là một công trình tiêu biểu. Dưới sự ủng hộ của Viện Kĩ thuật Quốc gia, Ban KHGD của Hội đồng nghiên cứu quốc gia Mĩ, nhóm các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực của Ủy ban tích hợp giáo dục STEM đã phối hợp nghiên cứu trong một thời gian dài.
Đây được đánh giá là một nghiên cứu có giá trị về tích hợp giáo dục STEM trong chương trình GDPT hệ 12 năm của Mỹ. Đáng chú ý, nghiên cứu đã nhấn mạnh tới ngữ cảnh về việc triển khai tích hợp STEM, khung lí thuyết tích hợp giáo dục STEM, tổng quan nghiên cứu những kinh nghiệm tích hợp giáo dục STEM, việc thiết kế tích hợp những trải nghiệm STEM, Những nghiên cứu nói tới yếu tố Nghệ thuật (Art) trong GD STEM và đề xuất về dạy học liên ngành STEAM gần đây đã mở ra hướng nghiên cứu mới cho GD STEM. Bên cạnh đó, những chương trình đào tạo thạc sĩ về dạy học tích hợp GD STEM đã được tổ chức tại nhiều trường Đại học ở Mĩ. Các chương trình này nhằm mục tiêu đào tạo ra thế hệ những nhà GD STEM của thế kỷ 21, những nhà lãnh đạo có tầm hiểu biết sâu rộng về tính chất liên ngành của STEM và những cách tiếp cận mới cho việc giảng dạy, học tập các nội dung STEM.
Thông qua khóa học, GV được truyền cảm hứng, bồi dưỡng niềm đam mê đối lĩnh vực STEM. Đồng thời, khóa học còn giúp GV trau đồi khả năng trong việc giảng dạy nội dung STEM sao cho lôi cuốn, hiệu quả. Trong hệ thống giáo dục của Pháp, GD STEM được triển khai rộng rãi tới mọi cấp học. Đặc biệt, nhằm thúc đẩy sự quan tâm của HS về Khoa học & Công nghệ, phát triển tư duy phê phán của các em trong giai đoạn chính của bậc Tiểu học, HS được tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu trong quá trình học Toán học, Khoa học tự nhiên và Công nghệ.
Qua đó, HS được nâng cao sự hiểu biết về thế giới từ cả hai yếu tố tự nhiên và nhân tạo. HS được tham gia tổng số 78 giờ thí nghiệm khoa học mỗi năm (Từ cấp TH đến Trung học cơ sở [13]. 7 Kế hoạch giáo dục của Malaysia giai đoạn 2013 - 2015 gồm 11 lĩnh vực then chốt. Trong số đó là cung cấp quyền bình đẳng tiếp cận nền giáo dục đạt chất lượng quốc tế.
Trong tương lai, các trường học tại Ma-lai-xi-a đang có xu thế chuyển dịch theo hướng kĩ thuật số một cách toàn diện hơn. Bộ GD Ma-lai- xi-a khích lệ các trường học kết hợp với những đối tác để tiến hành những chuyển đổi GD với nhiều chương trình đã được bổ sung: Robotics, truyền thông đa phương tiện trong giảng dạy, E-learning, … STEM đang dần trở nên quan trọng và phổ biến hơn trong xu thế GD tại Ma-lai-xi-a. STEM xuất hiện ở khắp mọi nơi, trong cuộc sống hàng ngày. HS sẽ nhận được nhiều cơ hội việc làm cũng như mức thu nhập tốt hơn khi được tiếp xúc với GD STEM.
Vì vậy, tất cả các môn học liên quan đến STEM được các trường chất lượng cao ở Ma-lai-xi-a tổ chức dạy - học ngày càng nhiều hơn [5]. Tuy nhiên, dù nhiều hoạt động, chương trình đã tích hợp, bao hàm cả các nội dung có đề cập đến thành tố A tức là STEAM, các nước vẫn giữ tên chương trình như ban đầu là giáo dục STEM. Cụ thể, ở Mỹ từ năm 2015, Chính phủ đã ra quyết định thêm thành tố Art (Nghệ thuật) và Design (Thiết kế) vào chương trình STEM quốc gia nhưng cho đến nay, chương trình vẫn giữ nguyên tên gọi STEM Education (Giáo dục STEM) [5]; [11]. Nghiên cứu trong nước Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã và đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới, tác động mạnh mẽ đến mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, đòi hỏi nhận thức về công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở Việt Nam cần được tiếp tục bổ sung, hoàn thiện và phát triển.
Giáo dục STEM du nhập vào Việt Nam không phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo dục hay từ chính sách vĩ mô về nguồn nhân lực mà bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho HS phổ thông do các công ty công nghệ tại Việt Nam triển khai cùng với các tổ chức nước ngoài. Bằng hình thức xã hội hoá, hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục 8 STEM (chủ yếu là các hoạt động Robot) vào giảng dạy tại các trường Tiểu học, THPT tại các thành phố lớn như: thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng. Tuy nhiên, do chi phí mua robot của nước ngoài khá cao nên hiện nay, những vùng nông thôn chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan đến robot. Liên minh các công ty GD STEM tại Hà Nội đã đưa ra có một số phương án như: thành lập Học viện Sáng tạo S3, Robot STEAM Việt Nam, Kidscode STEM.
Một số hoạt động phong trào tại nhiều địa phương như: Ngày hội STEM (2018), câu lạc bộ STEM (có 2 loại hình: CLB xã hội hoá do các công ty kết hợp với nhà trường tổ chức; các CLB do GV của nhà trường tự duy trì ở dạng CLB ngoại khoá) và các hoạt động giáo dục STEM khác (Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài, Cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật (Visef), Các cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho HS tiểu học và trung học cơ sở của các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan đều có HS Việt Nam tham gia trong những năm gần đây). Hiện nay, Bộ GD & ĐT đã và đang chú trọng đẩy mạnh triển khai giáo dục STEM cấp Tiểu học. Từ ngày 1/8/2022- 3/8/2022, tại thành phố Lào Cai, Bộ GD & ĐT đã tổ chức Hội nghị tập huấn, triển khai thí điểm giáo dục STEM cấp tiểu học cụm miền Bắc. Dự tập huấn có đồng chí Nguyễn Hữu Độ, Thứ trưởng Bộ GD & ĐT; cán bộ quản lý, GV thành phố Hà Nội, các tỉnh Lào Cai và Nam Định.
Thứ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo Nguyễn Hữu Độ đánh giá cao tầm quan trọng và vai trò của GD STEM, mong muốn triển khai GD STEM ở diện rộng, thông suốt từ GD Tiểu học đến Trung học. Thứ trưởng nêu rõ, năm học 2020 - 2021, Vụ Giáo dục Tiểu học phối hợp với tổ chức UNICEF xây dựng tài liệu triển khai GD STEM cấp tiểu học.