Giáo dục STEM - Góc nhìn và bài học quốc tế

Định nghĩa STEM

STEM là viết tắt của Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), và Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM được định nghĩa là nền tảng liên ngành, kết hợp kiến thức và thực hành trong lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, và toán học thông qua quá trình tìm hiểu vấn đề thực tế. Các đặc điểm chung của STEM bao gồm sử dụng bối cảnh thực tế, áp dụng phương pháp sư phạm tập trung vào học sinh, phát triển năng lực của thế kỷ 21, và kết nối giữa các môn STEM.

Trong cấu trúc STEM, công nghệ đóng một vai trò quan trọng, giúp thu thập và phân tích số liệu, cũng như hỗ trợ trong việc hiểu biết khoa học qua các công cụ như máy cảm ứng, máy đo độ ph, độ ẩm đất, kính hiển vi, và nhiều công cụ khác. Giáo dục STEM thường được tổ chức dưới dạng dự án, mô-đun tích hợp liên môn, hoặc học tập áp dụng, với các dự án kéo dài từ vài tuần đến vài tháng để học sinh có cơ hội vận dụng và đạt được kiến thức sâu. Mô hình tư duy thiết kế thường được áp dụng trong giáo dục STEM.

Mô hình tư duy thiết kế được áp dụng trong giáo dục STEM

Giáo dục STEM ở Việt Nam

Ở Việt Nam, hệ thống giáo dục truyền thống thường dạy riêng biệt các môn cấu thành của STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics), đặc biệt là trong lĩnh vực khoa học với các môn như Sinh học, Hoá học và Vật lí được giảng dạy tách biệt tại cấp trung học. Gần đây, xu hướng tích hợp liên môn trong giáo dục STEM đã bắt đầu được áp dụng, và năm học 2020-2021, Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam đã tạo ra công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM tại cấp trung học. Tính đến năm học 2023-2024, Bộ Giáo dục và Đào tạo tiếp tục đưa ra hướng dẫn chi tiết thông qua công văn số 909/BGDĐT-GDTH về việc tổ chức hoạt động giáo dục STEM tại giáo dục triều học. Theo những quy định trong hai công văn này, STEM được tổ chức dạy học thông qua ba hình thức chính: (1) bài học STEM, (2) hoạt động trải nghiệm STEM và (3) hoạt động nghiên cứu khoa học và kĩ thuật.

Tuy nhiên, trong thực tế, có những khó khăn và mâu thuẫn khi thực hiện giáo dục STEM trong nhà trường. Cụ thể, yêu cầu của Bộ về việc "bám sát nội dung chương trình" và đồng thời "tổ chức cho học sinh lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề" có vẻ mâu thuẫn với nhau. Thách thức lớn đặt ra là làm thế nào để giữ cho nội dung STEM sâu sắc và đồng thời chia sẻ trách nhiệm giữa việc học kiến thức cơ bản và tham gia vào các hoạt động thực hành, thiết kế, và nghiên cứu. Một số giáo viên đã cố gắng thực hiện các yêu cầu của Bộ, nhưng một số ý tưởng bài học đã được đề xuất có thể giảm độ phức tạp và thời gian cần thiết để thực hiện các bước quan trọng trong quy trình STEM. Điều này có thể dẫn đến việc học sinh chỉ đạt được một hiểu biết hạn chế và ít kết nối giữa các khái niệm, thiếu trải nghiệm thực tế của STEM. Mặc dù giáo viên đang nỗ lực, nhưng việc thực hiện một dự án STEM trong một hoặc hai tiết học có thể gặp khó khăn trong việc đảm bảo sự đầy đủ của trải nghiệm STEM đích thực, nơi học sinh có thể tiếp cận và thực hành nhiều khía cạnh của quá trình học tập liên quan đến STEM.

Giáo dục STEM trên thế giới

Singapore

Singapore, một quốc gia đứng đầu thế giới về toán, khoa học và đọc theo bảng xếp hạng PISA 2022. Từ năm 2014, Singapore đã chú trọng phát triển giáo dục STEM thông qua nhiều cổng đi, bao gồm Chương trình học tập ứng dụng STEM (STEM ALP) và sự hợp tác chặt chẽ giữa Bộ Giáo dục Singapore, STEM Inc. và các trường học.

STEM ALP được triển khai để khuyến khích niềm đam mê của học sinh đối với STEM. Bộ Giáo dục và STEM Inc. cung cấp hỗ trợ và tư vấn cho các trường trung học, đồng thời bổ nhiệm Nhà giáo dục STEM để phát triển và bàn giao chương trình giảng dạy STEM ALP. Ngoài ra, STEM Inc. tạo điều kiện hợp tác giữa trường học và ngành công nghiệp thông qua Chương trình hợp tác công nghiệp STEM, nơi chuyên gia STEM tình nguyện làm cố vấn dự án cho sinh viên.

Để tăng cường năng khiếu STEM, Singapore có các trường học chuyên biệt như Trung học Đại học quốc gia về Toán và Khoa học (NUS High) và Trường khoa học và Kĩ thuật (SST). Các trường này tập trung vào giáo dục STEM cho học sinh có năng khiếu, nhưng cũng cung cấp các môn học khác. Tổ chức meriSTEM@NIE ở bậc đại học được mô tả là một chương trình nghiên cứu STEM tham vọng, kết nối các chuyên gia và giáo viên STEM để thúc đẩy sự chuyển đổi và mở rộng kết quả nghiên cứu STEM sang giáo dục K-20 (từ mẫu giáo đến sau đại học).

Úc

Ở Úc, giáo dục STEM không có chương trình riêng biệt, nhưng theo ACARA, có 13 trường học triển khai giáo dục STEM với chương trình bao gồm Toán, Khoa học và Công nghệ. Các dự án STEM của trường thường giải quyết vấn đề cụ thể hoặc đáp ứng nhu cầu và cơ hội địa phương. Có hai loại dự án: dự án đã được kiểm tra kĩ lưỡng trước đó và dự án nguyên bản để thu hút sự quan tâm của học sinh. Thường, các trường tự thiết kế và triển khai dự án của mình, với các chủ đề đa dạng như năng lượng tái tạo, thiết kế trung tâm bền vững, ứng dụng di động, và các chiến dịch nhằm nâng cao nhận thức về môi trường. Các trường như Trường trung học Henley (SA), Cao đẳng Merici (ACT), và Redlynch State College (Qld) đều đã thực hiện những dự án độc đáo của mình trong lĩnh vực STEM.

Phần Lan

Ở Phần Lan, giáo dục STEM được tích hợp vào chương trình học thông thường với các môn như Toán học, Sinh học, Hoá học, và Vật lí được giảng dạy tách biệt ở bậc tiểu học và trung học cơ sở. Mỗi năm học, các trường phải thực hiện ít nhất một mô-đun học tập đa ngành, kết hợp nội dung từ nhiều môn học để giải quyết một chủ đề cụ thể. Học sinh tham gia xây dựng kế hoạch học phần, và việc đánh giá dựa trên mục tiêu của các môn khác nhau.

Chính sách giáo dục STEM ở Phần Lan được thực hiện thông qua Mạng lưới Trung tâm LUMA Phần Lan, bao gồm 13 trung tâm liên quan đến các trường đại học, nhằm thúc đẩy STEM trên toàn quốc. Mục tiêu là truyền cảm hứng và thúc đẩy học toán, khoa học, và công nghệ cho trẻ em và thanh thiếu niên. Mạng lưới này phát triển các phương pháp giáo dục STEM mới dựa trên nghiên cứu và hỗ trợ học tập suốt đời của giáo viên ở mọi cấp độ giáo dục từ mầm non đến đại học.

Bài học cho giáo dục STEM ở Việt Nam

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

Khổng Thị Diễm Hằng - Đại học Monash, Australia

Tài liệu tham khảo

Khổng Thị Diễm Hằng (n.d.). Giáo dục STEM - Góc nhìn và bài học quốc tế. GIÁO-DỤC-STEM_Khổng-Hằng