Giáo dục STEM - Góc nhìn từ nước Mỹ

Tác giả: Giáo sư, Rodger W. Bybee, cố vấn của BSCS (Tổ chức phi lợi nhuận về giáo dục khoa học). Trước khi tham gia BSCS, ông là giám đốc điều hành của Trung tâm Nghiên cứu, Giáo dục Toán học và Kỹ thuật (CSMEE) thuộc Hội đồng nghiên cứu quốc gia (National research council), tại Washington, DC

Tạp chí Giáo viên Công nghệ và Kĩ thuật (2010) – Technology and Engineering Teacher
Đặng Văn Sơn – Học viện Sáng tạo S³, lược dịch và chú thích.

Khi giáo dục STEM xuất hiện, nó thu hút sự chú ý của nhiều nhóm đối tượng khác nhau, với nhiều các hiểu khác nhau. Các nhà thực vật học trở nên phấn khởi, khi họ nghĩ rằng các nhà giáo dục học cuối cùng đã nhận ra tầm quan trọng của thân cây trong một cái cây (Chú thích: STEM trong tiếng Anh cũng có nghĩa là phần thân của cây - DVS). Các công nghệ gia và kỹ sư vui mừng, bởi vì họ nghĩ STEM chính là một phần của chiếc đồng hồ (stem and tube are watch parts). Những người sành rượu vang cũng rất phấn chấn, bởi họ nghĩ STEM đề cập đến phần tay cầm của một ly rượu vang thủy tinh (classical long stem glassess). Và, những chính trị viên lại lo lắng, bởi vì họ nghĩ đó là một điểm nhấn mới trong giáo dục nhằm hỗ trợ nghiên cứu tế bào gốc (Stem cell: tế bào gốc). Thật ra, tất cả những quan điểm về STEM này đều không kết nối đến thuật ngữ đương thời là cụm từ viết tắt của giáo dục Khoa học (S trong Science), Công nghệ (T trong Technology), Kỹ thuật (E trong Engineering), và Toán học (M trong Maths).

STEM có nguồn gốc từ quỹ khoa học quốc gia (NSF) vào những năm 1990 và đã được sử dụng như một cụm từ viết tắt chung cho mọi sự kiện, chính sách, chương trình hoặc liên quan đến một hoặc một số môn học thuộc 4 lĩnh vực S (Khoa học), T (Công nghệ), E (Kĩ thuật) và M (Toán học). Tuy nhiên, một khảo sát gần đây về "quan điểm STEM" đã phát hiện ra rằng hầu hết các chuyên gia trong các lĩnh vực liên quan đến STEM đều thiếu sự hiểu biết về cụm từ viết tắt STEM. Đa số các phản hồi đều liên tưởng đến từ viết tắt của "nghiên cứu tế bào gốc" hoặc thực vật (Keefe, 2010). Một lần nữa, cộng đồng giáo dục đã chấp nhận một khẩu hiệu mà không thực sự dành thời gian để làm rõ ý nghĩa của cụm từ này khi áp dụng để vượt khỏi nhãn mác nói về những ngành nghề cơ bản. Trong nhiều trường hợp cá nhân sử dụng thuật ngữ STEM, họ cho rằng STEM đã có ý nghĩa nào đó trong quá khứ. Vì vậy, STEM thường được hiểu là khoa học hay toán học. Ít khi nó được hướng tới công nghệ hoặc kỹ thuật và đây chính là vấn đề phải được khắc phục.

Nếu giáo dục STEM sẽ không dừng lại ở một khẩu hiệu thì các nhà giáo dục trong cộng đồng STEM sẽ phải làm rõ ý nghĩa thực sự của cụm từ viết tắt này trong các chính sách giáo dục, chương trình giáo dục và khi thực thi. Các thảo luận sau đây đề cập một số điều mà STEM có thể có ý nghĩa cho giáo dục đương đại.

Đầu tiên, có thể công nhận rằng giáo dục khoa học đã bị giảm bớt trong thời kỳ thực thi chính sách “Không trẻ em nào bị bỏ lại phía sau - No Child Left Behind, tuy nhiên, chính sách này đã kết thúc. Việc nhượng lại quyền cho các trường tiểu học và trung học trong đạo luật giáo dục (ESEA) có thể nhấn mạnh tầm quan trọng của khoa học và sự liên kết chặt chẽ của nó với công nghệ và kỹ thuật, trong các chương trình học tại trường.

Thứ hai, thực tế cho thấy STEM là thuật ngữ thường được sử dụng cho khoa học hoặc toán học nhưng thực ra STEM nên có nghĩa là tăng cường sự chú trọng của công nghệ trong các chương trình học đường. So với công nghệ, có rất ít thứ khác ảnh hưởng nhiều đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta mà chúng ta lại biết về nó rất ít. Đã đến lúc thay đổi tình hình này. Tôi sẽ đề cập đến một quan điểm và chương trình giáo dục rộng hơn Công nghệ thông tin truyền thông (ICT). ICT dĩ nhiên là một phần của chương trình công nghệ.

Thứ ba, STEM có thể có nghĩa là gia tăng sự hiện diện của kỹ thuật trong giáo dục phổ thông . Kỹ thuật trực tiếp liên quan đến năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng chế, hai năng lực phổ biến (Lichtenberg, Woock, & Wright, 2008). Kỹ thuật đã có sự hiện diện trong trường học phổ thông, nhưng chắc chắn đã không có sự đầu tư xứng đáng với sự nghiệp và sự đóng góp cho xã hội của môn học này. Nếu quốc gia thật sự quan tâm đếnsáng chế thì sự nhìn nhận về T và E trong STEM chắc hẳn sẽ là một điểm nhấn đáng giá. (Katehi, Pearson, & Feder, 2009).

Thứ tư, tất cả các môn STEM đều tạo cơ hội cho các kỹ năng của thế kỷ 21 được tăng cường . Học sinh có thể phát triển các kỹ năng thế kỷ như khả năng thích ứng, giao tiếp phức tạp, kỹ năng xã hội, giải quyết vấn không theo lối mòn, tự quản lý , tự phát triển và tư duy hệ thống (NRC, 2010). Trong các chương trình STEM, học sinh được trình bày quá trình khảo sát hay các dự án học tập, đấy là cơ hội cho giáo viên để giúp học sinh phát triển kỹ năng thế kỷ 21.

Thứ năm, STEM có thể được hiểu là cách tiếp cận liên môn để nghiên cứu và chỉ ra những thách thức lớn của thời đại của chúng ta. Các thách thức được đề cập đến như: hiệu quả sử dụng năng lượng, sử dụng tài nguyên, chất lượng môi trường và giảm thiểu nguy cơ. Các năng lực mà công dân cần để hiểu và giải quyết các vấn đề của thế kỉ 21 rõ ràng là liên quan đến các năng lực STEM trước khi đề cấp đến các môn khác như kinh tế và chính trị. Bây giờ là lúc để STEM không chỉ là khẩu hiệu mà cần ưu tiên giáo dục STEM để nâng năng lực (khả năng) STEM cho học sinh. Toàn dân có thể đã và đang sẵn sàng cho một cải cách như vậy (fohnson, Rochkind, & ott, 2010).

Làm rõ mục đích của giáo dục STEM

Làm rõ tiêu chuẩn của giáo dục STEM và ban hành nó như một một mục đích nền tảng của chương trình học và là bước đầu tiên trong việc thúc đẩy giáo dục STEM. Bản mô tả dưới đây đã được sửa đổi từ khung chương trình khoa học của PISA 2006 (OECD, 2006). Nói chung, khả năng (năng lực) STEM bao gồm: hiểu về khái niệm, các kĩ năng thực hành và khả năng để một cá nhân có thể giải quyết các vấn đề liên quan đến STEM của chính cá nhân đó hay của xã hội hoặc toàn cầu. Năng lực STEM liên quan đến việc tích hợp các môn học STEM và sự giao cắt cũng như bổ sung của bốn thành phần này . Năng lực STEM đề cập đến những điều sau đây:

• Lĩnh hội được các kiến thức cơ bản về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học và sử dụng kiến ​​thức đó để xác định các vấn đề, từ đó lĩnh hội các kiến ​​thức mới và áp dụng kiến thức mới đó trong các vấn đề liên quan đến STEM.
• Hiểu được các đặc điểm cơ bản của các lĩnh vực STEM thể hiện những bản tính và năng lực của con người như sự tìm tòi khám phá, khả năng thiết kế và khả năng phân tích.
• Nhận thức được cách thức mà các môn học STEM định hình các nguyên vật liệu, trí tuệvà văn hóa thế giới.
• Tham gia vào các vấn đề liên quan đến STEM và với ý tưởng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học như vai trò một công dân có liên quan, có ảnh hưởng và có khả năng kiến tạo.
• Chuyển giao giáo dục STEM vào trong trường học vào trong các chương trình học và thực hành đòi hỏi phải tổ chức lại các môn học để các môn riêng lẻ dược tích hợp và các các tài liệu hướng dẫn dạy học được biên soạn, phát triển và triển khai. Các nhà giáo dục phải đối đầu và giải quyết nhiều thách thức nếu họ muốn nâng cao năng lực STEM cho học sinh và giáo viên.

Hình 1. Các bối cảnh cho giáo dục STEM. Chuyển thể từ: Đánh giá năng lực khoa học, khả năng đọc hiểu và năng lực toán học trong khuôn khổ PISA 2006 (OECD, 2006)

Hình 2. Năng lực STEM, Chuyển thể từ: Đánh giá khoa học, học vấn toán học: PISA 2006 (OECD, 2006)