Nghiên cứu về STEM và Tác động của nó tại Đại học Sư phạm Hà Nội

Lịch sử phát triển của giáo dục STEM tại Việt Nam bắt đầu từ những nỗ lực thí điểm và triển khai các hoạt động STEM đơn lẻ. Giáo dục STEM dần được quan tâm và phát triển mạnh mẽ hơn khi nhận thấy rõ tầm quan trọng của nó trong việc trang bị cho học sinh những kỹ năng thế kỷ 21. Các trường đại học sư phạm đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo giáo viên có đủ năng lực để triển khai giáo dục STEM một cách hiệu quả. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào quá trình ĐHSPHN tiếp cận và phát triển STEM.

STEM là viết tắt của Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM tích hợp các lĩnh vực này một cách liên ngành và thông qua trải nghiệm thực tế. Các thành tố chính bao gồm kiến thức khoa học, kỹ năng công nghệ, tư duy kỹ thuật và năng lực toán học. STEM không chỉ trang bị kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng mềm như giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, làm việc nhóm. Nghiên cứu này làm rõ cách ĐHSPHN vận dụng các thành tố này trong chương trình STEM.

Nguồn lực tài chính hạn chế ảnh hưởng đến khả năng đầu tư vào các phòng thí nghiệm hiện đại và trang thiết bị chuyên dụng cho STEM. Điều này gây khó khăn cho việc tổ chức các hoạt động thực hành, thí nghiệm và dự án STEM cho sinh viên và giáo viên. Ngoài ra, việc thiếu các chuyên gia STEM có kinh nghiệm cũng là một thách thức. Giải pháp cần tập trung vào việc huy động nguồn vốn từ các tổ chức, doanh nghiệp và chính phủ.

Việc tích hợp STEM vào chương trình đào tạo giáo viên truyền thống đòi hỏi sự thay đổi lớn về tư duy và phương pháp. Nhiều giảng viên chưa quen với cách tiếp cận liên ngành và thực tiễn của STEM. Cần có các khóa đào tạo, bồi dưỡng để nâng cao năng lực cho đội ngũ giảng viên. Ngoài ra, cần điều chỉnh nội dung chương trình để phù hợp với yêu cầu của giáo dục STEM.

Việc đánh giá hiệu quả STEM một cách chính xác và toàn diện là một thách thức lớn. Các phương pháp đánh giá truyền thống có thể không phù hợp với các hoạt động STEM dựa trên dự án và giải quyết vấn đề. Đồng thời, sự thích ứng của sinh viên với phương pháp giảng dạy STEM cũng cần được quan tâm. Cần có các công cụ và tiêu chí đánh giá phù hợp, cũng như các biện pháp hỗ trợ sinh viên để họ có thể phát huy tối đa tiềm năng trong STEM.

Dự án STEM là một phần quan trọng của phương pháp giảng dạy STEM. Sinh viên được giao các dự án có tính thực tiễn cao, đòi hỏi họ phải vận dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết vấn đề. Các dự án này không chỉ giúp sinh viên củng cố kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng mềm như làm việc nhóm, quản lý thời gian và giao tiếp. Ví dụ, sinh viên có thể thiết kế và xây dựng mô hình nhà thông minh sử dụng năng lượng tái tạo.

Dạy học theo phương pháp bàn tay (hands-on learning) là một phương pháp hiệu quả để tăng tính trực quan và sinh động cho giáo dục STEM. Sinh viên được trực tiếp tham gia vào các hoạt động thực hành, thí nghiệm và chế tạo. Phương pháp này giúp họ hiểu sâu hơn về các khái niệm khoa học và kỹ thuật, đồng thời phát triển các kỹ năng thực hành và tư duy sáng tạo. Ví dụ, sinh viên có thể tự tay lắp ráp các mạch điện đơn giản để hiểu về dòng điện và các linh kiện điện tử.

Việc phát triển chương trình STEM chuyên biệt cho giáo viên là cần thiết để đáp ứng yêu cầu của giáo dục STEM. Chương trình này cần tập trung vào việc trang bị cho giáo viên những kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học vững chắc, cũng như các phương pháp giảng dạy tích cực và sáng tạo. Ngoài ra, cần chú trọng đến việc phát triển các kỹ năng mềm như tư duy phản biện, giải quyết vấn đề và làm việc nhóm.

Bồi dưỡng năng lực cho giáo viên STEM thông qua các dự án thực tế là một phương pháp hiệu quả để giúp họ nâng cao trình độ chuyên môn và kỹ năng sư phạm. Giáo viên được tham gia vào các dự án có tính ứng dụng cao, đòi hỏi họ phải vận dụng kiến thức và kỹ năng STEM để giải quyết vấn đề. Quá trình này giúp họ hiểu sâu hơn về giáo dục STEM và cách thức triển khai nó trong lớp học.

STEM tạo điều kiện cho học sinh, sinh viên phát triển năng lực tư duy logic, phân tích và sáng tạo. Thông qua các hoạt động thực hành, thí nghiệm và dự án STEM, họ được rèn luyện khả năng nhận diện, phân tích và giải quyết các vấn đề phức tạp. STEM cũng khuyến khích họ suy nghĩ độc lập, đưa ra các giải pháp sáng tạo và đánh giá hiệu quả của các giải pháp đó.

Giáo dục STEM giúp học sinh, sinh viên trang bị những kỹ năng thế kỷ 21 cần thiết để thành công trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp 4.0. Các kỹ năng này bao gồm tư duy phản biện, giao tiếp hiệu quả, hợp tác, sáng tạo và khả năng thích ứng với sự thay đổi. STEM không chỉ trang bị kiến thức mà còn phát triển các kỹ năng mềm, giúp họ trở thành những công dân toàn cầu có năng lực.

Xây dựng mạng lưới giáo viên STEM là một giải pháp quan trọng để lan tỏa giáo dục STEM rộng rãi hơn. Mạng lưới này sẽ tạo cơ hội cho các giáo viên chia sẻ kinh nghiệm, học hỏi lẫn nhau và cùng nhau phát triển các bài giảng STEM sáng tạo. ĐHSP có thể đóng vai trò trung tâm trong việc xây dựng và duy trì mạng lưới này.

Thúc đẩy nghiên cứu khoa học STEM là cần thiết để nâng cao chất lượng giáo dục STEM. ĐHSP cần tạo điều kiện cho giảng viên và sinh viên tham gia vào các dự án nghiên cứu, công bố bài báo khoa học trên các tạp chí uy tín và tham dự các hội thảo quốc tế về STEM. Điều này sẽ giúp ĐHSP khẳng định vị thế là một trung tâm nghiên cứu STEM hàng đầu.

Nên có các dự án STEM Đại học Sư phạm liên ngành, có sự tham gia của nhiều khoa khác nhau trong trường (ví dụ: khoa Toán, khoa Vật lý, khoa Hóa học, khoa Công nghệ thông tin). Đồng thời, hợp tác quốc tế sẽ mang lại nguồn lực, kinh nghiệm và kiến thức mới trong lĩnh vực STEM. Các dự án này nên tập trung vào việc giải quyết các vấn đề thực tế của xã hội, như năng lượng tái tạo, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.