CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một số vấn đề lí luận chung về giáo dục Stem 1. Khái niệm giáo dục Stem Theo Wikipedia tiếng Việt, Stem là chữ viết tắt dùng để chỉ các ngành học về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán. Thuật ngữ này thường được sử dụng khi giải quyết các chính sách giáo dục và lựa chọn chương trình giảng dạy trong các trường học để nâng cao khả năng cạnh tranh trong phát triển khoa học và công nghệ.
Nó có liên quan đến phát triển nguồn nhân lực, những vấn đề về an ninh quốc gia và chính sách di dân [23]. Từ viết tắt này có nguồn gốc từ một cuộc họp liên ngành về giáo dục khoa học được tổ chức tại Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ vào năm 1990. Sau đó, Stem được xuất hiện tại các văn bản về chính sách cấp visa cho nhập cư tại Mỹ vào những năm 2000, Stem fields được hiểu là các lĩnh vực, ngành nghề về Stem. Sau này, Stem được viết đi kèm với các từ khác như Stem education được hiểu là giáo dục Stem, Stem workforce được hiểu là nguồn nhân lực trong lĩnh vực Stem, Stem careers được hiểu là các ngành nghề trong lĩnh vực Stem, Stem curriculum được hiểu là khung chương trình dạy học Stem, Stem awreness được hiểu là nhận thức về các ngành nghề Stem, Stem integration được hiểu là Stem tích hợp trong các hội nghị diễn đàn khoa học.
Các từ ngữ trên đi kèm với Stem giúp ý nghĩa của từ Stem thêm sáng tỏ và cụ thể hơn. Hiệp hội các giáo viên dạy Khoa học quốc gia Mỹ đã đề xuất ra khái niệm giáo dục Stem là "Giáo dục Stem là 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"[19]. 10 Giáo dục Stem là một cách tiếp cận liên ngành, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học gắn với thực tế, học sinh sẽ áp dụng kiến thức và kỹ năng thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể. Bên cạnh đó, giáo dục Stem có vai trò kết nối học sinh với trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu.
Ngoài ra, giáo dục Stem còn chú trọng giúp học sinh phát triển những kỹ năng mềm cần thiết như kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản biện… Bộ giáo dục Mỹ còn định nghĩa “Giáo dục Stem là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học”. Ngoài ra, tác giả Tsupros định nghĩa “Giáo dục Stem là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc học sinh được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng Stem và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới”.[19] Theo quan niệm của tác giả Sanders “Giáo dục Stem là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học Stem, hoặc giữa một chủ đề Stem và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường”.[18] Bên cạnh đó, giáo dục Stem cũng được định nghĩa là chương trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy tích hợp bốn lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học cho học sinh. Thay vì giảng dạy bốn lĩnh vực trên theo những môn học truyền thống mang tính độc lập và rời rạc, giáo dục Stem tổng hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch, thống nhất dựa trên các ứng dụng vào thực tế cuộc sống. Ở ngữ cảnh giáo dục, giáo dục Stem được cụ thể hóa như sau: 11 - Môn học Khoa học giúp phát triển khả năng sử dụng và ứng dụng các kiến thức về lĩnh vực khoa học cho học sinh.
Học sinh được tìm hiểu, khám phá về thế giới tự nhiên xung quanh con người. Từ đó, học sinh sẽ biết vận dụng các kiến thức đã học, đã biết để có thể giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống thực tiễn. - Môn học Công nghệ giúp học sinh phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ. Môn học này tạo điều kiện cho học sinh tìm hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào.
Ngoài ra, môn Công nghệ giúp hình thành và phát triển cho học sinh những kĩ năng phân tích sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày. - Kĩ thuật giúp học sinh hình thành và phát triển sự hiểu biết về cách thức phát triển công nghệ thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật tạo điều kiện cho học sinh có thể tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm trừu tượng liên quan trở nên dễ hiểu, rõ ràng hơn. Kĩ thuật còn giúp học sinh hình thành và phát triển những kĩ năng cần thiết để vận dụng sáng tạo cơ sở khoa học và toán học vào quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay các quy trình sản xuất.
- Toán học giúp học sinh hình thành và phát triển khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra. So sánh với chương trình giáo dục phổ thông 2018 ở cấp tiểu học của Việt Nam, môn Khoa học tương ứng với các môn Tự nhiên xã hội, Khoa học; môn Công nghệ tương ứng với môn Tin học; môn Kĩ thuật tương ứng với các môn Thủ công, Kĩ thuật; môn Toán học tương ứng với môn Toán học. Có thể nói, ở cấp tiểu học của giáo dục Việt Nam, giáo dục Stem sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Tự nhiên xã hội, Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán. Riêng đối với học sinh lớp 4, giáo dục Stem sẽ bao hàm nội dung của các môn học là Khoa học, Kĩ thuật, Tin học và Toán.
Mục đích của giáo dục Stem Theo báo cáo tại diễn đàn giáo dục Stem tại Mỹ, giáo dục Stem có ba mục đích chính: Mục đích thứ nhất, giáo dục Stem giúp con người hình thành và phát triển năng lực nhận thức Stem. Mục đích của giáo dục Stem không phải để đào tạo ra các nhà khoa học, nhà toán học, kỹ sư mà là truyền cảm hứng trong học tập, giúp học sinh thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức về Khoa học và Toán học. Khi được tiếp cận với giáo dục Stem, học sinh sẽ nhận thức và hiểu biết về lĩnh vực Stem. Từ đó, học sinh sẽ nhận thức được tầm quan trọng của các kiến thức Stem ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của xã hội trong tương lai.
Lý do giáo dục Stem đóng một vị trí đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hiện nay vì xu hướng phát triển của thế giới trong tương lai bắt buộc con người phải được tiếp cận thông tin, phải có hiểu biết cơ bản về các kiến thức liên ngành về lĩnh vực khoa học và công nghệ. Mục đích thứ hai, giáo dục Stem chú trọng mục đích trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới hiện nay. Mục đích này được lồng ghép trong các chương trình giáo dục chính quy và không chính quy, từ bậc phổ thông cho đến các chương trình đại học. Giáo dục Stem tạo ra những người lao động chất lượng cao, có thể đáp ứng được yêu cầu công việc của cách mạng công nghiệp 4.0, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thể thay đổi nền kinh tế tri thức tốt hơn trong bối cảnh toàn cầu hóa.
Môi trường lao động hiện nay đòi hỏi con người phải biết sử dụng các công cụ thông tin truyền thông một cách hiệu quả, phải biết làm việc cộng tác với nhiều người khác, phải biết giải quyết những vấn đề không quen thuộc, và có khả năng quản trị bản thân tốt. Những năng lực trên được hình thành và phát triển thông qua những hoạt động học tập các chủ đề của giáo dục Stem. Mục đích thứ ba, giáo dục Stem chú trọng nghiên cứu, phát triển và đổi mới giáo dục ngành nghề nghiệp. Mục đích này chủ yếu tập trung vào các ngành học ở bậc cao đẳng, đại học, thạc sĩ, tiến sĩ và liên quan tới các lĩnh 13 vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.
Các chương trình đổi mới giáo dục về phương pháp giảng dạy, khung chương trình học và hoạt động thực hành đều được tập trung nghiên cứu cải cách. Hiệu quả của giáo dục Stem Giáo dục Stem giúp học sinh hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Trong mỗi bài học Stem, học sinh được đặt trước một tình huống 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: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học 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 sẽ được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau trong quá trình học sinh học bài học Stem. Học sinh vừa có thể hiểu biết về nguyên lý vừa có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm thiết thực phục vụ cuộc sống hằng ngày. Bên cạnh đó, học sinh sẽ chủ động, tích cực tư duy và tiếp nhận vấn đề nhanh nhạy, hiệu quả hơn. Giáo dục Stem giúp người học đổi mới phương pháp học tập.
Giáo dục Stem đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh.