CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VẬN DỤNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEAM CHO TRẺ MẪU GIÁO 5-6 TUỔI 1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ 1. Các nghiên cứu ở nước ngoài 1. Giáo dục STEAM ở bậc học Phổ thông và Đại học Giáo dục STEAM bắt đầu từ STEM.
Phong trào STEM nổi lên vào đ ầu những năm 1990. Mặc dù Qũy Khoa học Quốc gia đã bắt đầu sử dụng t ừ vi ết tắt “SMET”, nó đã được quyết định rằng nó nên được đổi thành STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học) vì lý do ngữ âm (Martin – Páez, Aguilera, Perales – Palacios & Vilchez – González, 2019). Việc bổ sung nghệ thuật vào STEM dẫn đến STEAM sẽ mang l ại cho tr ẻ cơ hội mô tả khái niệm STEM trong sáng tạo và trí tưởng tượng (Radziwill, Benton & Moellers, 2015; Siantajani, 2018). Theo Trần Trung Tình, Nguyễn Hữu Hậu, Lê Trung Hi ếu (2017): Vào ngày 06/05/2011, Ủy ban Nghệ thuật và Nhân văn của Tổng thống Obama đã ban hành một bản báo cáo tại Hội nghị Đối tác giáo dục ngh ệ thuật (AEP) đ ược gọi là “Tái đầu tư trong giáo dục nghệ thuật: Làm chủ tương lai n ước Mỹ thông qua các trường học sáng tạo”.
Trong đó, Ủy ban đã nêu rõ “khi h ọc sinh đ ược tham gia vào các bộ môn nghệ thuật, thành tích học tập của các em có th ể tăng gấp bốn lần, điểm số GPA/SAT cũng cao hơn, và các em còn có th ể c ải thi ện ch ỉ số IQ về không gian - thời gian của mình lên đến 56%. Trình độ Toán h ọc c ủa 6 học sinh khối 12 được nâng lên một cách đáng kể, học sinh t ương tác v ới các thầy cô và bạn bè của mình nhiều hơn, và trở nên tự tin và trình bày quan đi ểm của mình tốt hơn nhiều so với trước kia”. Bản báo cáo trên đã ch ứng minh cho tầm quan trọng của việc kết nối giữa nghệ thuật, văn hóa, sự sáng t ạo và đ ổi mới, đồng thời nêu lên sự cấp thiết cho ra đời một chương trình m ới nh ằm c ải cách nền giáo dục ở Mỹ. Trần Trung Tình, Nguyễn Hữu Hậu, Lê Trung Hiếu (2017): Jerome Kagan, một trong 22 nhà tâm lý học nổi tiếng và được trọng vọng nh ất c ủa th ế kỷ 20, nói rằng nghệ thuật góp phần thúc đẩy con người học t ập t ốt đ ến đáng ngạc nhiên, bởi các bộ môn nghệ thuật thường kết hợp ba công cụ chính mà trí não con người sử dụng để tiếp nhận, lưu trữ và truyền đạt kiến th ức, đó là: các kỹ năng vận động, sự hình dung thông qua giác quan, và ngôn ng ữ.
Jerome Kagan đã phát biểu tại buổi nói chuyện về sự tiếp thu, ngh ệ thuật và não b ộ con người tại Trường Đại học John Hopkins vào năm 2009 như sau: “Ngh ệ thuật và âm nhạc đòi hỏi con người ta phải sử dụng đến c ả ki ến th ức v ề bi ểu đồ và tiến trình, chính vì vậy sẽ giúp cho một đứa trẻ hiểu rộng hơn và sâu hơn về một vấn đề nào đó, và về thế giới này” Với sự nhận thức này, các nhà giáo dục của Hoa Kỳ đang h ợp nh ất gi ữa nghệ thuật và các bộ môn khoa học lại với nhau. Tại Viện Woft Trap ở Virginia, các nhà giáo dục đang kết hợp môn nhảy múa với những bộ môn như toán s ố và hình học. Tại Trường thiết kế Rhode Island, nhà nghiên cứu của Học vi ện công nghệ Massachusetts, Jie Qui đã giới thiệu cho các sinh viên v ề lo ại gi ấy điện tử, trong đó mở ra việc sử dụng công nghệ trong nghệ thuật di ễn c ảm. Bản nghiên cứu này của cô đã làm cho các sinh viên thích thú h ơn v ề các b ộ môn khoa học, đồng thời thúc đẩy trí tưởng tượng của họ bay xa hơn.
Vi ệc kết hợp giữa khoa học và trí tưởng tượng được xem như một sự pha chế hoàn hảo, mang đến cho nền giáo dục của chúng ta bước lên m ột giai đo ạn phát triển mới. Nhìn chung, các nhà khoa học đã nhìn nhận được nghệ thuật là ph ương tiện kết nối tự nhiên giữa hiểu biết khoa học với sự phát triển toàn di ện c ủa tr ẻ 7 mầm non. Họ cho rằng, sự tích hợp nghệ thuật vào STEM là rất c ần thi ết và hi ệu quả. Đó chính là lý do tại sao phương pháp giáo dục STEAM ra đời.
Giáo dục STEAM ở bậc học mầm non Năm 1990, STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) được nhấn mạnh là lĩnh vực học tập cơ bản trong thế kỷ 21 trên thế giới (Tiếng Anh, 2016: Akturk & Demircan, 2017). Sau đó nhóm lĩnh vực này được bổ sung bởi nghệ thuật làm cơ sở cho sự phát triển sáng tạo và STEM được sửa đổi thành STEAM (Kim & Park 2012: Sharapan, 2013: Sochacka, Guyotte & Walther, 2016). Các mục tiêu của giáo dục mầm non dựa trên STEAM là chuẩn bị cho trẻ em giải quyết các vấn đề toàn cầu khi xem xét thông tin mới do khoa học tạo ra và phát tri ển các đổi mới (Quigley & Herro, 2016). STEAM dựa trên khái niệm về chiến lược và học tập dựa trên kinh nghiệm, thử nghiệm và dựa trên vấn đề.
Trong giáo dục mầm non dựa trên STEAM, đề xuất sử dụng tối đa các đối tượng môi trường tự nhiên và đồng thời thiết lập không gian để khám phá trong các cơ sở giáo dục hoặc môi trường của họ hoặc các cơ sở bên ngoài (Halton & Treveton, 2017). Các hoạt động STEAM được phát triển bằng cách mở rộng các hoạt động tự nhiên của trẻ em, giúp trẻ đặt tên cho những khám phá của mình và hiểu các quá trình, thử thách trẻ em, dự đoán các tình huống giáo dục có mục tiêu và các tình huống khác. Trọng tâm cũng là ho ạt động tích hợp nhằm vào một hiện tượng cụ thể (nước, khí hậu và năng lượng) cũng như học lập trình và chế tạo người máy. Theo các nhà nghiên cứu, khả năng tiếp cận STEAM đối với trẻ nhỏ nằm trong tay của giáo viên.
Họ phải nhận thức rõ về các khái niệm, quy trình và hoạt động của giáo dục khoa h ọc tự nhiên, công nghệ, kỹ thuật và toán học để có thể đưa giáo dục đó vào hoạt động hàng ngày của trẻ. STEAM được sử dụng để tập trung vào việc hiểu bản chất tổng hợp của các ngành khoa học, công nghệ, kỹ thuật, nghệ thuật và toán học, và tầm quan trọng nhất trong sự thành công lâu dài trong học tập của trẻ em, hạnh phúc kinh tế (Herro, 2016) và phát triển cộng đồng (Han, Rosli, 2016). Học tập chào đón trẻ em đến với thế kỷ 21 dựa trên phương pháp học STEAM. Để hỗ trợ xây dựng chương trình giảng dạy STEAM, giáo viên phải tham gia vào việc thiết kế và l ập kế hoạch học tập STEAM (Land, 2013); vai trò của họ rất quan trọng trong việc hỗ trợ sự thành công của việc học như vậy ở trẻ thơ.
Trẻ em đi học mẫu giáo có thể đạt được mức độ hiểu biết 8 cao hơn về STEAM khi chúng được hỗ trợ cụ thể thông qua các hoạt động có kế hoạch, kích thích và phát triển phù hợp (Al Kermani, 2017). Các khái niệm STEAM không quá khó đối với trẻ mầm non bởi lẽ trẻ có niềm say mê và tò mò về thế giới xung quanh, luôn kiên trì và quyết tâm khi xây dựng thiết k ế và c ố g ắng khác phục một cách tự nhiên khi mọi thứ không diễn ra theo cách mà trẻ mong muốn (Van meeteren, 2015). Trải nghiệm học tập STEAM cho phép trẻ khám phá, đặt câu hỏi, kích thích sự tò mò, khám phá, hình thành các ý tưởng sáng tạo và thể hiện ý tưởng đó thông qua thiết kế và trình bày sản phẩm (DeJarnette, N.K, 2018; Zhang Mengmeng và cộng sự 2019). Là nhà siêu năng lực sớm nhất của sự phát triển công nghệ và là những nhà nghiên c ứu háo hức, trẻ mẫu giáo có thể khám phá các bộ môn STEM (STEM Smart Brief).
Vì một số trẻ chưa có kiến thức và khả năng liên quan đến việc chưa sẵn sàng đến trường, trẻ mẫu giáo b ị nhầm tưởng là không đủ điều kiện về các định vị trí tuệ chính như đưa ra ý nghĩa của kinh nghiệm, dự đoán, giả thuyết và phân tích (Katz, 2010). Bất chấp khả năng của mình, trẻ mẫu giáo luôn sẵn sàng, háo hức và có thể đối phó với các hoạt động STEM. Thật khó để nghĩ rằng thế giới không có nghệ thuật (Sousa & Pilecki, 2013), rất khó để tưởng tượng một nền giáo dục mầm non (ECE) không có ngh ệ thu ật. Các hoạt động nghệ thuật là thành phần tự nhiên của các lớp học m ầm non.
Tích hợp nghệ thuật có thể cho phép giáo viên m ầm non tìm cách th ực hành các khái niệm STEM vào chương trình giáo dục và đặt nền tảng kiến th ức STEM hưởng lợi từ nghệ thuật để trẻ em có trái tim thể hiện bản thân theo nh ững cách sáng tạo đa dạng. Nhìn chung, các nhà khoa học cho rằng, sự tích hợp ngh ệ thu ật vào STEM là rất cần thiết và hiệu quả. Các nghiên cứu ở Việt Nam Các vấn đề liên quan đến giáo dục STEAM và vận dụng vào quá trình t ổ chức các hoạt động giáo dục được quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây. Có thể kể đến một số tác phẩm sau: Nguyễn Thành Hải (2019) với cuốn sách “Giáo dục STEM/ STEAM từ trải nghiệm thực hành đến tư duy sáng tạo” cho rằng: Sự ảnh hưởng của 9 khoa học và công nghệ đối với đời sống của con người nói chung cũng trở thành một xu hướng tất yếu không thể đảo ngược được.
Do vậy, ngoài những kiến thức và kỹ năng cơ bản trong đời sống xã hội, chúng ta còn phải giúp cho các h ọc sinh có được những năng lực mang tính chất nền tảng liên ngành v ề STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thu ật và Toán học) để có thể trở thành những công dân toàn cầu thích ứng trong th ế giới tương lai. Nội dung sách được sắp xếp thành 4 phần, với 8 chương, nhằm giúp cho giáo viên và phụ huynh có được cái nhìn tổng quan v ề nh ững ho ạt đ ộng của giáo dục STEM hiện nay. Bên cạnh đó, cuốn sách cũng chia s ẻ m ột s ố ví d ụ, bài giảng mẫu, một số gợi ý cụ thể trong từng chủ đề.