Luận văn thạc sĩ: Thiết kế thí nghiệm KHTN 6 định hướng giáo dục STEM

Luận văn thạc sĩ trình bày cách thiết kế thí nghiệm KHTN lớp 6 đơn giản theo định hướng STEM, giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

• Tác giả: Nguyễn Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thu Hà
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm - Đại Học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý Luận Và Phương Pháp Dạy Học Bộ Môn Vật Lí
• Đề tài: Thiết Kế Chế Tạo Các Thí Nghiệm Đơn Giản Để Sử Dụng Trong Dạy Học Khoa Học Tự Nhiên Lớp 6 Theo Định Hướng Giáo Dục Stem
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học Giáo Dục
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Hướng dẫn tổng quan về thí nghiệm KHTN 6 theo hướng STEM

Chương trình giáo dục phổ thông mới đặt ra yêu cầu chuyển đổi từ việc truyền thụ kiến thức sang phát triển năng lực và phẩm chất người học. Trong bối cảnh đó, giáo dục STEM nổi lên như một phương pháp tiếp cận hiệu quả, đặc biệt trong môn Khoa học tự nhiên lớp 6 (KHTN 6). Phương pháp này không chỉ trang bị kiến thức từ bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học mà còn thúc đẩy khả năng vận dụng tổng hợp để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Trọng tâm của cách tiếp cận này là hoạt động trải nghiệm sáng tạo, trong đó các thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM đóng vai trò nền tảng. Các thí nghiệm này được thiết kế không chỉ để minh họa kiến thức lý thuyết mà còn là công cụ để học sinh khám phá, tìm tòi và tự mình kiến tạo tri thức. Thay vì quan sát một cách thụ động, học sinh được trực tiếp tham gia vào quá trình từ lên ý tưởng, thiết kế, chế tạo đến thử nghiệm và cải tiến sản phẩm. Quá trình này giúp các em hiểu sâu sắc bản chất của các hiện tượng khoa học, đồng thời rèn luyện tư duy phản biện và năng lực giải quyết vấn đề. Việc tích hợp các thí nghiệm đơn giản vào giảng dạy KHTN 6 là một bước đi chiến lược, giúp kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, khơi dậy niềm đam mê khoa học và định hướng nghề nghiệp tương lai cho học sinh ngay từ bậc THCS.

1.1. Khái niệm cốt lõi về giáo dục STEM trong chương trình mới

Giáo dục STEM là một phương pháp tiếp cận liên môn, kết hợp kiến thức và kỹ năng từ các lĩnh vực Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics). Mục tiêu của phương pháp này là trang bị cho học sinh khả năng áp dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn một cách sáng tạo. Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, STEM không được xem là một môn học riêng lẻ mà là một định hướng dạy học tích hợp. Theo đó, giáo viên sẽ tổ chức các bài học theo chủ đề, khuyến khích học sinh làm việc nhóm để tạo ra các sản phẩm cụ thể. Luận văn của tác giả Nguyễn Anh Tuấn nhấn mạnh, giáo dục STEM giúp học sinh "phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công", chuẩn bị cho các em những kỹ năng cần thiết của thế kỷ 21. Cách tiếp cận này giúp học sinh hiểu rõ ý nghĩa thực tiễn của kiến thức được học, từ đó nâng cao hứng thú và động lực học tập.

1.2. Vai trò của thí nghiệm đơn giản đối với học sinh lớp 6

Đối với học sinh lớp 6, giai đoạn chuyển cấp từ tiểu học lên THCS, các thí nghiệm đơn giản giữ một vai trò đặc biệt quan trọng. Chúng là cầu nối giúp các em chuyển từ tư duy cụ thể sang tư duy trừu tượng một cách tự nhiên. Thông qua việc tự tay chế tạo và thử nghiệm, học sinh có thể quan sát trực quan các hiện tượng vật lí, hóa học, sinh học, giúp việc tiếp thu kiến thức KHTN 6 trở nên sinh động và dễ nhớ hơn. Các thí nghiệm này không yêu cầu thiết bị phức tạp, thường tận dụng vật liệu tái chế, dễ tìm, giúp giảm chi phí và nâng cao ý thức bảo vệ môi trường. Quan trọng hơn, chúng trao cho học sinh quyền chủ động trong học tập, biến các em từ người tiếp nhận kiến thức thành người kiến tạo tri thức, qua đó bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề và sự tự tin vào khả năng của bản thân.

II. Thách thức khi dạy học STEM và phát triển năng lực GQVĐ

Mặc dù giáo dục STEM mang lại nhiều lợi ích, việc triển khai trên thực tế tại các trường THCS vẫn đối mặt với không ít thách thức. Một trong những rào cản lớn nhất đến từ chính đội ngũ giáo viên. Kết quả khảo sát trong luận văn tại trường PTDTNT THCS Đồng Hỷ cho thấy, có đến 80% giáo viên chưa được tập huấn chuyên sâu về STEM. Điều này dẫn đến sự lúng túng trong việc thiết kế và tổ chức các bài học tích hợp. Bên cạnh đó, áp lực về thời gian và chương trình học cũng là một khó khăn. Một chủ đề thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM đòi hỏi nhiều thời gian chuẩn bị và thực hiện hơn so với phương pháp truyền thống. Cơ sở vật chất và trang thiết bị dạy học chưa đồng bộ cũng là một yếu tố cản trở. Thách thức lớn khác là việc xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực một cách chính xác. Việc đánh giá năng lực giải quyết vấn đề không thể chỉ dựa vào bài kiểm tra trên giấy, mà cần một quá trình quan sát, theo dõi sản phẩm và khả năng hợp tác của học sinh. Việc thiếu một quy trình đánh giá chuẩn hóa khiến nhiều giáo viên gặp khó khăn trong việc xác định mức độ tiến bộ của học sinh, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả chung của phương pháp.

2.1. Thực trạng triển khai giáo dục STEM tại các trường THCS

Qua khảo sát thực tế được nêu trong tài liệu gốc, có thể thấy việc triển khai giáo dục STEM tại nhiều trường THCS còn mang tính tự phát, chưa đồng bộ. Đa số giáo viên (9/10 người được hỏi) thừa nhận "chưa bao giờ" hoặc "thỉnh thoảng" vận dụng dạy học theo định hướng STEM. Những khó khăn chính được chỉ ra bao gồm: thiếu thời gian thực hiện (8/10), thiếu phương tiện dạy học (6/10), và mất nhiều thời gian để thiết kế bài giảng (9/10). Ngược lại, phía học sinh lại thể hiện sự hào hứng rất lớn. Có đến 34/66 học sinh được hỏi "rất thích" các giờ học có thí nghiệm và ứng dụng kỹ thuật. Điều này cho thấy một sự mâu thuẫn giữa nhu cầu của người học và khả năng đáp ứng của hệ thống, đòi hỏi cần có những giải pháp cấp thiết để tháo gỡ.

2.2. Khó khăn trong việc đánh giá năng lực giải quyết vấn đề

Năng lực giải quyết vấn đề là một năng lực tổng hợp, bao gồm nhiều thành tố như: phát hiện vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện và đánh giá giải pháp. Việc đánh giá năng lực này đòi hỏi giáo viên phải có công cụ đo lường đa dạng, không chỉ là các bài kiểm tra truyền thống. Luận văn chỉ ra rằng, cần có các phiếu đánh giá chi tiết theo tiêu chí, bảng quan sát quá trình làm việc nhóm, và đánh giá dựa trên sản phẩm cuối cùng. Tuy nhiên, việc xây dựng và áp dụng các công cụ này một cách hiệu quả đòi hỏi sự đầu tư về thời gian và chuyên môn. Đây là một trong những trở ngại lớn khiến nhiều giáo viên còn e ngại khi áp dụng phương pháp dạy học STEM, vì việc đánh giá kết quả học tập của học sinh trở nên phức tạp và tốn nhiều công sức hơn.

III. Phương pháp thiết kế bài học STEM cho môn KHTN lớp 6

Để triển khai hiệu quả, một bài học theo định hướng giáo dục STEM cần được thiết kế một cách bài bản và khoa học. Luận văn của tác giả Nguyễn Anh Tuấn đã hệ thống hóa một quy trình thiết kế rõ ràng, giúp giáo viên dễ dàng áp dụng vào thực tiễn giảng dạy môn KHTN 6. Quy trình này không chỉ là các bước soạn giáo án, mà là một chuỗi hoạt động được tổ chức nhằm dẫn dắt học sinh đi từ một vấn đề thực tiễn đến việc tạo ra một sản phẩm cụ thể để giải quyết vấn đề đó. Cốt lõi của phương pháp này là đặt học sinh vào vai trò của một nhà khoa học, một kỹ sư thực thụ. Các em phải vận dụng kiến thức nền, tìm tòi, khám phá, đề xuất ý tưởng, lựa chọn giải pháp tối ưu, và cuối cùng là chế tạo, thử nghiệm sản phẩm. Mỗi thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM đều được xây dựng dựa trên quy trình này. Ví dụ, từ vấn đề "làm thế nào để nâng vật nặng với ít sức hơn?", học sinh sẽ được định hướng nghiên cứu về đòn bẩy và ròng rọc, từ đó thiết kế và chế tạo các mô hình như cối giã gạo hay cần cẩu mini. Quá trình này đảm bảo học sinh không chỉ học được kiến thức mà còn phát triển toàn diện năng lực giải quyết vấn đề.

3.1. Quy trình 5 bước tổ chức một chủ đề dạy học STEM hiệu quả

Theo tài liệu gốc, tiến trình tổ chức một hoạt động dạy học KHTN 6 theo định hướng STEM bao gồm 5 bước cốt lõi. Bước 1: Xác định vấn đề, giáo viên đưa ra một tình huống thực tiễn để kích thích sự tò mò và xác định nhu cầu. Bước 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp, học sinh sẽ tìm hiểu kiến thức trong sách giáo khoa và các tài liệu liên quan để hình thành cơ sở lý thuyết. Bước 3: Lựa chọn giải pháp, các nhóm trình bày, bảo vệ ý tưởng thiết kế và lựa chọn phương án khả thi nhất. Bước 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá, học sinh tiến hành lắp ráp sản phẩm và kiểm tra theo các tiêu chí đã đề ra. Bước 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh, các nhóm trình bày sản phẩm cuối cùng, chia sẻ kinh nghiệm và nhận góp ý để hoàn thiện.

3.2. Tiêu chí đánh giá một bài học STEM đạt chuẩn theo BGD ĐT

Một bài học STEM hiệu quả cần đáp ứng các tiêu chí được quy định trong Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH. Các tiêu chí này tập trung vào việc tổ chức hoạt động học tập cho học sinh. Cụ thể, chủ đề bài học phải tập trung vào vấn đề thực tiễn. Cấu trúc bài học phải tuân theo quy trình thiết kế kỹ thuật. Phương pháp dạy học phải khuyến khích học sinh tìm tòi, khám phá. Hình thức tổ chức phải lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo. Nội dung bài học phải tích hợp kiến thức khoa học và toán học một cách có chủ đích. Quan trọng nhất, bài học cần chấp nhận có nhiều đáp án đúng và xem thất bại là một phần cần thiết của quá trình học tập, qua đó rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề một cách bền bỉ cho học sinh.

IV. Bí quyết chế tạo thí nghiệm KHTN 6 đơn giản hiệu quả

Linh hồn của các chủ đề giáo dục STEM chính là các sản phẩm và thí nghiệm do chính tay học sinh tạo ra. Việc chế tạo các thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM không đòi hỏi kỹ thuật cao siêu hay vật liệu đắt tiền, mà chú trọng vào sự sáng tạo và khả năng vận dụng kiến thức. Nguyên tắc hàng đầu là đảm bảo tính khoa học, phù hợp với bản chất vật lí của hiện tượng cần nghiên cứu. Đồng thời, các thí nghiệm phải phù hợp với nhận thức của học sinh lớp 6, đủ đơn giản để các em có thể tự thực hiện nhưng cũng đủ thách thức để kích thích tư duy. Một bí quyết quan trọng là ưu tiên sử dụng các vật liệu tái chế, dễ tìm kiếm như chai nhựa, bìa carton, que kem, dây chun... Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giáo dục học sinh về ý thức bảo vệ môi trường và tận dụng tài nguyên. Trong luận văn, tác giả đã minh họa rất rõ quy trình chế tạo mô hình đòn bẩy và ròng rọc. Từ những vật dụng đơn giản, học sinh có thể lắp ráp thành công các bộ thí nghiệm hoạt động tốt, giúp các em kiểm chứng được các định luật vật lí và hiểu sâu hơn về năng lực giải quyết vấn đề thông qua ứng dụng thực tế.

4.1. Nguyên tắc cốt lõi khi chế tạo dụng cụ thí nghiệm vật lí

Khi chế tạo dụng cụ thí nghiệm, cần tuân thủ một số nguyên tắc cơ bản. Thứ nhất, tính khoa học và chính xác: Dụng cụ phải mô phỏng đúng hiện tượng vật lí. Thứ hai, tính sư phạm: Phải phù hợp với mục tiêu bài học và trình độ nhận thức của học sinh. Thứ ba, tính đơn giản và kinh tế: Ưu tiên vật liệu dễ tìm, chi phí thấp, dễ gia công. Thứ tư, tính an toàn và thẩm mỹ: Đảm bảo an toàn cho học sinh khi thao tác và sản phẩm có hình thức gọn gàng, hấp dẫn. Việc tuân thủ các nguyên tắc này giúp các thí nghiệm đơn giản không chỉ hiệu quả về mặt kiến thức mà còn góp phần phát triển nhiều kỹ năng quan trọng khác cho học sinh trong quá trình học KHTN 6.

4.2. Ví dụ minh họa Chế tạo đòn bẩy và ròng rọc từ vật liệu tái chế

Luận văn cung cấp hướng dẫn chi tiết về việc chế tạo bộ thí nghiệm đòn bẩy và ròng rọc. Đối với đòn bẩy, học sinh có thể sử dụng một thanh gỗ thẳng làm thân, một cục tẩy hoặc lõi chỉ làm điểm tựa. Lực tác dụng và vật nặng có thể là các hộp sữa có trọng lượng bằng nhau. Đối với ròng rọc, có thể tận dụng các lõi cuộn băng dính hoặc nắp chai nhựa làm bánh xe, một chiếc đũa làm trục quay và dây dù để kéo. Từ các bộ thí nghiệm cơ bản này, học sinh có thể sáng tạo ra các sản phẩm ứng dụng như mô hình cần cẩu, cầu bập bênh hay giếng nước, biến giờ học vật lí trở nên vô cùng thú vị và thực tế.

V. Kết quả thực nghiệm sư phạm từ luận văn STEM KHTN 6

Tính hiệu quả của phương pháp dạy học sử dụng thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM đã được kiểm chứng thông qua thực nghiệm sư phạm được trình bày chi tiết trong chương 3 của luận văn. Kết quả cho thấy sự vượt trội rõ rệt so với phương pháp dạy học truyền thống. Về mặt định tính, các lớp học áp dụng mô hình STEM có không khí sôi nổi, tích cực hơn hẳn. Học sinh chủ động trao đổi, hợp tác và tỏ ra hứng thú, tự tin khi trình bày sản phẩm của mình. Các em không còn cảm thấy môn Khoa học tự nhiên khô khan mà xem đó là cơ hội để sáng tạo và khám phá. Về mặt định lượng, kết quả đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của nhóm học sinh thực nghiệm cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Điểm trung bình các bài kiểm tra và phiếu đánh giá năng lực của nhóm thực nghiệm đều cho thấy sự tiến bộ vượt bậc. Đặc biệt, phương pháp này đã thành công trong việc phát triển các kỹ năng mềm quan trọng như kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng thuyết trình, tư duy phản biện. Những kết quả này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của việc nhân rộng mô hình giáo dục STEM tại các trường THCS, góp phần thực hiện thành công mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mới.

5.1. Phân tích định tính Sự thay đổi trong thái độ học tập

Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy sự thay đổi tích cực trong thái độ của học sinh. Các em trở nên chủ động, tự giác hơn trong học tập. Thay vì chờ đợi kiến thức từ giáo viên, học sinh tích cực tìm tòi, thảo luận để hoàn thành nhiệm vụ. Không khí lớp học không còn trầm lắng mà luôn sôi nổi với các hoạt động nhóm. Sự thành công khi chế tạo ra một sản phẩm dù là nhỏ nhất cũng mang lại cho các em niềm vui và sự tự tin, từ đó hình thành thái độ yêu thích môn học và đam mê khám phá khoa học. Đây là một thành công quan trọng mà phương pháp giảng dạy truyền thống khó có thể đạt được.

5.2. Phân tích định lượng Hiệu quả phát triển năng lực học sinh

Các số liệu thu thập từ thực nghiệm sư phạm đã cung cấp bằng chứng thuyết phục về hiệu quả của phương pháp. Luận văn sử dụng các bảng điểm đánh giá nhóm của giáo viên và phiếu tự đánh giá của học sinh để đo lường năng lực giải quyết vấn đề. Kết quả cho thấy điểm trung bình đánh giá năng lực của các nhóm tham gia dự án STEM luôn ở mức cao. Biểu đồ so sánh điểm trung bình bài kiểm tra và điểm trung bình phiếu đánh giá cho thấy sự tương quan chặt chẽ, chứng tỏ học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn có khả năng vận dụng tốt. Những dữ liệu này khẳng định rằng dạy học qua thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM là một giải pháp hiệu quả để phát triển năng lực toàn diện cho học sinh.

VI. Tương lai giáo dục STEM và vai trò của thí nghiệm KHTN 6

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đòi hỏi một nguồn nhân lực có khả năng sáng tạo, tư duy liên ngành và kỹ năng giải quyết các vấn đề phức tạp. Giáo dục STEM chính là câu trả lời cho yêu cầu này. Việc áp dụng mô hình dạy học tích hợp thông qua các thí nghiệm đơn giản KHTN 6 theo hướng STEM không chỉ là một xu hướng mà là một yêu cầu tất yếu để nâng cao chất lượng giáo dục. Luận văn đã chứng minh rằng phương pháp này hoàn toàn khả thi và mang lại hiệu quả cao trong bối cảnh giáo dục Việt Nam. Để nhân rộng mô hình này, cần có sự đầu tư đồng bộ từ nhiều phía. Các cơ quan quản lý giáo dục cần tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu cho giáo viên, đồng thời xây dựng bộ tài liệu và khung chương trình linh hoạt hơn. Về phía nhà trường, cần tạo điều kiện về cơ sở vật chất, khuyến khích giáo viên đổi mới sáng tạo trong phương pháp dạy học. Bản thân mỗi giáo viên cũng cần chủ động học hỏi, trau dồi chuyên môn để có thể thiết kế và tổ chức các hoạt động STEM hấp dẫn. Tương lai của giáo dục STEM phụ thuộc vào những bước đi cụ thể ngay từ hôm nay, bắt đầu từ những thí nghiệm đơn giản nhưng đầy ý nghĩa trong lớp học.

6.1. Kết luận về tính khả thi của phương pháp dạy học tích hợp

Dựa trên cơ sở lý luận vững chắc và kết quả thực nghiệm sư phạm thuyết phục, có thể khẳng định rằng việc thiết kế và sử dụng các thí nghiệm đơn giản để dạy học KHTN 6 theo định hướng STEM là hoàn toàn khả thi và hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn góp phần quan trọng vào việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề, một trong những năng lực cốt lõi mà chương trình giáo dục phổ thông mới hướng tới. Mô hình này có thể được áp dụng rộng rãi tại các trường THCS trên cả nước, không đòi hỏi sự đầu tư quá lớn về trang thiết bị.

6.2. Kiến nghị để nhân rộng mô hình thí nghiệm STEM đơn giản

Để mô hình này được nhân rộng, luận văn đề xuất một số kiến nghị. Thứ nhất, cần tăng cường các đợt tập huấn, bồi dưỡng cho giáo viên về phương pháp thiết kế và tổ chức dạy học STEM. Thứ hai, xây dựng một kho học liệu mở, chia sẻ các ý tưởng, giáo án và mẫu thí nghiệm đơn giản để giáo viên trên cả nước có thể tham khảo và áp dụng. Thứ ba, cần thay đổi cách thức kiểm tra, đánh giá theo hướng đa dạng hóa, chú trọng đánh giá quá trình và sản phẩm học tập của học sinh. Cuối cùng, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà trường, gia đình và xã hội để tạo ra một môi trường giáo dục khuyến khích sự sáng tạo và trải nghiệm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Lịch sử nghiên cứu về giáo dục STEM 1. Giáo dục STEM trên thế giới Trong những năm gần đây các nghiên cứu về STEM được nhiều các nhà giáo dục trên thế giới nghiên cứu và tiếp tục phát triển. Theo thống kê của Josh Brown - Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [17].

Theo cơ sở dữ liệu ISI trong những năm 1992-2013 thì số lượng các bài báo nghiên cứu về vấn đề STEM phát triển mạnh tăng từ 15 bài báo trong năm 2008 đến năm 2013 đã có con số gần 100 bài báo có chất lượng về STEM. Trong các bài báo trên thì Mỹ là quốc gia có số nghien cứu nhiều nhất( 52%), tiếp theo là Anh có 9,35%, Hà Lan, Úc cùng chiếm (14,6%) còn lại các quốc gia khác như Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Đài Loan… Các nghiên cứu tập trung vào các lĩnh vực chủ yếu như: Giáo dục học, tâm lí học, kĩ thuật,…. Tổng thống Mỹ Barack Obama trong buổi nói chuyện và phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng, tổ chức lần thứ ba vào tháng 4 năm 2013 như sau: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM). Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực STEM để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng”.

Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học”, giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục 5 STEM: “Tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý, khả năng rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây. Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM” [20].

Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu cho biết: “Israel phải làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được công nghệ của mình. Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ”. Shechtman trả lời trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại rằng: “Tất cả trẻ em đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải nâng cao trình độ của một số giáo viên” [20]. Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu: “Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) vì sự nghiệp cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước”.

Najib cho biết: “Trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức, để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm chán” [20]. Tờ TAME của Mỹ cho biết: “Từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác. Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm 1950 đến 2007.

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành giáo dục cũng 6 phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới, có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế đổi mới”. [20] Trong một bài phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ, Bill Gates đã từng nói: “Chúng ta không thể duy trì được nền kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ khi chúng ta xây dựng được lực lượng lao động có kiến thức và kỹ năng để sáng tạo”. Bill Gates đặc biệt nhấn mạnh đến vai trò của giáo dục trong việc xây dựng lực lượng lao động này.

Ông nói tiếp: “Chúng ta cũng không thể duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ khi chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật” [20]. Hiện tại, giáo dục STEM đã và đang được triển khai tại hầu hết các nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Như vậy, có thể thấy rằng giáo dục STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Thậm chí tại Canada người lao động nhập cư có các kỹ năng STEM sẽ được hưởng các phúc lợi xã hội tốt hơn so với người dân lao động bản xứ. Chính phủ Canada đánh giá cao những người nhập cư có các kỹ năng STEM, họ cho rằng đây là nguồn lao động chính cho họ và rằng người nhập cư có kỹ năng STEM sẽ thúc đẩy các ngành nghề kinh tế của đất nước này phát triển, đặc biệt làm tăng khả năng giao thương quốc tế [22].

Nghiên cứu về giáo dục STEM ở trong nước Nhận thấy tiềm năng và những lợi ích thiết thực của giáo dục STEM, đặc biệt là giáo dục STEM tạo ra một sân chơi sáng tạo cho các em học sinh, nhằm giúp các em có cơ hội được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại và nâng cao; công ty cổ phần DTT Eduspec đã lần đầu tên giới thiệu chương trình Giáo dục STEM vào Việt Nam từ năm 2011 tại hai thành phố lớn là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, sau đó là Đà Nẵng vào năm 2013 và Cần Thơ năm 2016. Đến nay, đã có hàng chục ngàn học sinh tại các thành phố này theo 7 học và đã tham dự nhiều cuộc thi Robothon Quốc tế, Khoa học máy tính, Internet vạn vật trong suốt những năm qua [22]. Ngày 01/12/2015, công ty DTT Eduspec chính thức ra mắt chuỗi trung tâm “Học viện STEM” đáp ứng nhu cầu của các bạn học sinh đam mê STEM tại các cơ sở trên toàn quốc, với địa chỉ website là “hocvienstem. Một địa chỉ cũng khá nổi tiếng nữa là “Học viện Khám phá” [22].

Năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Liên minh STEM tổ chức ngày hội STEM lần đầu tiên, tiếp theo đó là nhiều sự kiện tương tự trên toàn quốc, nổi bật là “Ngày hội STEM” quốc gia đã được tổ chức liên tục hàng [20]. Năm học 2015 - 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo. Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016- 2017” được triển khai từ tháng 01 năm 2016. Tháng 02 vừa qua, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức giai đoạn 4 của dự án, rà soát và đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán) tại 15 trường trung học cơ sở và THPT thuộc địa bàn Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh [19].

Sở Giáo dục và Đào tạo Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Cần Thơ, Đà Nẵng đều đã có chỉ đạo các cơ sở giáo dục trên địa bàn tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp khoa học - công nghệ - kỹ thuật - toán trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan [19]. Từ năm 2015, các tỉnh thành như Nam Định, Hải Phòng, Nghệ An, Hải Dương, Đồng Tháp, Lào Cai, Quảng Ninh, Bắc Ninh,… đã và đang triển khai nhiều hoạt động về giáo dục STEM [19]. Nhiều trường học trong cả nước đã tổ chức đào tạo STEM với hàng ngàn lượt giáo viên và hàng trăm ngàn lượt học sinh từ các khóa ngắn hạn đến dài hạn và đưa vào chương trình chính khóa. Cụ thể, tại Thành phố Hồ Chí Minh đã có khoảng 100 trường dạy các môn Robotics, Khoa học máy tính…; tại Hà Nội 8 có gần 200 trường triển khai các môn Robotics, Khoa học máy tính, Khoa học dữ liệu, Internet vạn vật…; tại Đà Nẵng có hơn 20 trường triển khai các môn Robotics, Khoa học máy tính… Ông Nguyễn Khắc Thành Hiệu trưởng trường đại học FPT nói: “Trường tiểu học FPT cũng đã có kế hoạch triển khai giáo dục STEM vào chương trình chính khóa bắt buộc từ năm học 2017 - 2018, với sự kết hợp cùng Trung tâm American STEM” [22].vn cho biết: “Ở Việt Nam các trung tâm giáo dục ngoại khoá đã sớm áp dụng các chương trình đào tạo STEM cho học sinh nhiều lứa tuổi.

Trên môi trường mạng, mạng xã hội chuyên về giáo dục STEM (stem.vn) đã chính thức được hòa mạng cùng Hệ tri thức Việt số hóa ngày 01/01/2018 vừa qua. Mạng xã hội stem.vn được xây dựng nhằm hỗ trợ các thành viên của cộng đồng STEM Việt Nam, những người quan tâm tới giáo dục STEM tại Việt Nam trao đổi, chia sẻ tài liệu học, khóa học, tăng cường các trải nghiệm, thông tin hoạt động về giáo dục STEM - một chủ đề mới phục vụ cách mạng công nghiệp 4. Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 đã chỉ rõ: “Tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (còn gọi là cách mạng công nghiệp 4.0) nhằm chủ động nắm bắt cơ hội, đưa ra các giải pháp thiết thực tận dụng tối đa các lợi thế, đồng thời giảm thiểu những tác động tiêu cực của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đối với Việt Nam” [21].