Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông: Vì tương lai bền vững và công bằng xã hội

Giáo dục STEM và giáo dục STEAM

Bài viết trước tiên cung cấp một đánh giá quan trọng về nghiên cứu quốc tế về giáo dục STEM, để điều tra nguồn gốc và khái niệm hóa việc học trong STEM. Điểm mạnh và hạn chế của các phương pháp và chương trình STEM, bao gồm giáo dục STEAM, được minh họa bằng các nghiên cứu điển hình của Úc và quốc tế từ hệ thống giáo dục K-12 của Australia và quốc tế. Cuối cùng, hai vấn đề được thảo luận rất quan trọng đối với cải cách trường học: STEM vì một tương lai bền vững và STEM vì công bằng xã hội.

Khi nói về giáo dục STEM, cần lưu ý đến bối cảnh sử dụng thuật ngữ này. Trong cách sử dụng phổ biến và chính trị, giáo dục STEM chỉ đơn giản đề cập đến giáo dục trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Tuy nhiên, trong cộng đồng nghiên cứu giáo dục hàn lâm, nó được hiểu là cung cấp giáo dục trong các môn học thành phần bằng cách sử dụng các phương pháp sư phạm mới. Giáo dục STEM trong lĩnh vực chính trị và công cộng gắn chặt với các mục tiêu kinh tế, trong khi giáo dục STEM trong lĩnh vực giáo dục quan tâm đến việc chuyển đổi việc học bằng phương pháp sư phạm lấy học sinh làm trung tâm.

Đưa nghệ thuật vào STEM (STEAM)

Sự quan tâm rộng rãi đến giáo dục STEM cũng đã làm dấy lên mối quan tâm đến việc đưa nghệ thuật vào tổ hợp STEM, do đó có từ viết tắt tổng hợp: STEAM. Chúng ta biết rằng STEM đại diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học tích hợp và điều quan trọng cần nhớ là nghệ thuật bao gồm nhân văn, ngôn ngữ, nghệ thuật, khiêu vũ, kịch, âm nhạc, nghệ thuật thị giác, thiết kế và phương tiện truyền thông mới. STEAM có thể là phương pháp học tập mang tính biến đổi, trong đó phương pháp tiếp cận nghệ thuật có thể dẫn đến những cách hiểu mới về các khái niệm STEM.

Quan điểm chung về STEAM là hoạt động xây dựng kiến thức kết nối và trải nghiệm ủng hộ việc coi những kỹ năng đó là thiết yếu cho sự đổi mới, tăng trưởng và khả năng cạnh tranh toàn cầu trong nền kinh tế tri thức. Do đó, các phương thức giáo dục STEM truyền thống có thể bị phá vỡ như thế nào bằng cách tích hợp nội dung từ nghệ thuật theo những cách thể hiện sự tò mò, trí tưởng tượng và thử thách để liên hệ với các khái niệm trong thế giới thực.

Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông: Hai vấn đề chính đối với cải cách trường học

Điểm mạnh to lớn của các phương pháp giáo dục STEM (và, như đã lập luận, là STEAM) nằm ở tiềm năng xuyên ngành, tạo ra những cơ hội và khả năng mới để đặt ra các câu hỏi định hướng và giải quyết các thách thức xã hội đương đại. Do đó, cải cách trường học và triển vọng của giáo dục STEM sẽ đạt tới hai nội dung quan trọng là: (1) Sự đóng góp tiềm năng của giáo dục STEM để tạo ra một tương lai bền vững; (2) tầm quan trọng của giáo dục STEM đối với công bằng xã hội, trong việc đảm bảo tất cả trẻ em và thanh thiếu niên được tiếp cận cơ hội học tập một cách bình đẳng.

Vấn đề 1: Giáo dục STEM cho một tương lai bền vững

Với sự bất ổn và biến động ngày càng tăng trong thế giới của chúng ta, vai trò của giáo dục STEM trong việc chuẩn bị cho học sinh đối phó với một tương lai đặc trưng bởi những thách thức phức tạp phát sinh như một vấn đề có khả năng gây tranh cãi. Năm 2015, Liên Hợp Quốc công bố báo cáo Biến đổi thế giới của chúng ta: Chương trình nghị sự 2030 vì sự phát triển bền vững, trong đó nêu chi tiết 17 Mục tiêu phát triển bền vững (SDGs) nhằm tạo ra “kế hoạch hành động vì con người, hành tinh và sự thịnh vượng”. Chương trình nghị sự tập trung vào ba khía cạnh phát triển bền vững—kinh tế, xã hội và môi trường. Như đã nhấn mạnh trước đó trong bài viết này, giáo dục STEM tích hợp đã được những người ủng hộ định vị là thúc đẩy các kỹ năng cần thiết của thế kỷ 21 và “tư duy STEM” xuyên ngành để giải quyết các thách thức xã hội và môi trường toàn cầu trong thế kỷ này. Có những dự án giáo dục STEM phù hợp với SDG, đặc biệt tập trung vào tính bền vững xã hội và môi trường.

Các nhà khoa học đã đề xuất rằng bằng cách áp dụng lăng kính “Giáo dục vì sự bền vững”, STE(A)M có tiềm năng đóng góp tích cực cho sự phát triển hưng thịnh của hành tinh và nhân loại của chúng ta. Cụ thể, các nguyên tắc Giáo dục vì sự bền vững là sự biến đổi và thay đổi; giáo dục cho mọi người và học tập suốt đời; tư duy hệ thống, hình dung về một tương lai tốt đẹp hơn; tư duy phê phán và phản ánh; sự tham gia; và quan hệ hợp tác để thay đổi. Do đó, thách thức đối với cải cách trường học dường như nằm ở cách các nhà giáo dục xác định điểm giao nhau giữa STEM và giáo dục bền vững trong việc tìm ra một hướng đi thực tế và có tác động về phía trước. Có một số ví dụ sáng tạo về sáng kiến STE(A)M tích cực thu hút trẻ em và thanh thiếu niên tham gia quản lý môi trường, bao gồm cả thông qua các dự án khoa học công dân. Trong các sáng kiến khác của Hoa Kỳ, có phương pháp giáo dục thiết kế làm nền tảng cho các dự án STE(A)M nhằm khuyến khích sự tham gia mở rộng của học sinh với các vấn đề như nguồn năng lượng tái tạo và bảo tồn năng lượng cũng như thiết kế các hệ thống và không gian xanh trong thành phố và trường học. Trong ví dụ cuối cùng, chương trình trường học “Hạt giống trong không gian” của Úc nhằm mục đích thu hút học sinh xem xét tác động tiềm tàng của sự phát triển thực vật và cung cấp thực phẩm trong không gian thông qua việc gửi hạt keo đến Trạm vũ trụ quốc tế. Khi hạt giống quay trở lại, chúng sẽ được học sinh trồng trong trường học của mình với mục tiêu nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của cây keo trong việc chống xói mòn đất cũng như thúc đẩy sự quan tâm của học sinh đối với khoa học thực vật.

Vấn đề 2: Giáo dục STEM vì sự công bằng xã hội

Việc tiếp cận và hòa nhập bình đẳng vào các chương trình giáo dục STEM chất lượng cao là điều cần thiết đối với học sinh K12 trong việc thúc đẩy công bằng xã hội. Các nghiên cứu đã tập trung vào các sáng kiến ở trường và không chính thức (hoặc tự do lựa chọn) được thiết kế để tăng cường sự tham gia và gắn kết của các học sinh ít được đại diện trong lịch sử, bao gồm học sinh nữ và những em có tình trạng kinh tế xã hội thấp (SES) hoặc các cộng đồng nông thôn, dân tộc thiểu số.

Các chương trình giáo dục trong môi trường học tập không chính thức, chẳng hạn như bảo tàng, thư viện công cộng và hội đồng địa phương, cũng đã góp phần mang lại cơ hội tiếp cận công bằng với các cơ hội học tập STEM cho học sinh K–12 và gia đình các em. Các cơ hội không chính thức để học STEM có thể đặc biệt có giá trị ở các nước đang phát triển. Các chương trình như vậy có thể bổ sung cho việc học chính quy/trong nhà trường bằng cách làm phong phú thêm việc học các khái niệm và kỹ năng STEM, nhằm thúc đẩy hiểu biết về STEM. Chẳng hạn, phong trào trong các thư viện công cộng của Hoa Kỳ hướng tới việc sử dụng và mở rộng các nguồn lực hiện có, chẳng hạn như công nghệ kỹ thuật số, để cung cấp các chương trình STEM ngoài trường học có cấu trúc và bán cấu trúc.

Rõ ràng, việc được tham gia và đặt việc học tập trong mối liên hệ với môi trường cộng đồng địa phương và đặt kỳ vọng cao là những đặc điểm then chốt của các sáng kiến STEM thành công, công bằng về mặt xã hội. Các chương trình giáo dục như vậy không chỉ tập trung vào việc cung cấp tài liệu học tập cho học sinh mà còn đồng thời hỗ trợ giáo viên và cộng đồng các nguồn lực, thúc đẩy việc giải quyết vấn đề để học sinh có cơ hội hiểu thế giới toán học và khoa học của riêng mình.

Bạn đọc muốn tìm hiểu sâu sắc hơn có thể tìm đọc tài liệu tham khảo dưới đây.

Khánh Hà lược dịch

Tài liệu tham khảo

Pressick-Kilborn, K., Silk, M., & Martin, J. (2021). STEM and STEAM education in Australian K–12 schooling. Oxford Research Encyclopedia of Education.