Giáo dục STEM là gì? Tìm hiểu về mô hình giáo dục STEM?

1. Giáo dục STEM là gì?

Theo Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Hoa Kỳ (National Science Teachers Association – NSTA)  đã giải thích: Giáo dục STEM (STEM education) là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các bạn học sinh được áp dụng kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực khoa học (Science), công nghệ (Technology), kỹ thuật (Engineer), toán học (Math) vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, được truyền đạt đan xen và kết dính lẫn nhau. Điều này giúp cho học sinh học trên cơ sở thông qua thực hành và hướng đến giải quyết các vấn đề thực tiễn. Sự linh hoạt trong truyền tải kiến thức giúp người học xử lý tình huống thực tế một cách hiệu quả nhất. Cách học tích hợp của phương pháp giáo dục STEM không giống chương trình giáo dục thông thường, học sinh phải học bốn môn tự nhiên tách biệt và rời rạc.  Ngoài ra, giáo dục STEM còn chú trọng trang bị cho học sinh những kỹ năng mềm cần thiết như kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản biện…

Ví dụ: Sau khi học sinh được truyền tại lý thuyết về mô hình trồng rau hữu cơ Organic bằng phương pháp thủy canh thì học sinh được thực hành vào dự án “khu vườn xanh”. Bằng phương pháp thủy canh, nhà trường và địa phương đã triển khai dự án trồng rau hữu cơ không sử dụng các hóa chất, thuốc trừ sâu, hay hormone kích thích tăng cường, … để đảm bảo việc sản xuất, cung cấp thực phẩm sạch ra thị trường. Phương pháp thủy canh không dùng đất mà trồng trực tiếp vào môi trường dinh dưỡng hoặc giá thể (cát, trấu, vỏ xơ dừa, …), cung cấp đúng lúc cho cây trồng các nguyên tố khoáng thiết, đảm bảo ánh sáng, CO2 trong quá trình quang hợp, O2 cho quá trình hô hấp, cây trồng phát triển theo ý muốn người trồng. Học sinh không chỉ củng cố kiến thức sinh học, nguyên lý chuyển hóa sinh học (Khoa học), học sinh còn được tiếp xúc với công nghệ trồng cây mới nhất: thủy canh – đang được các đơn vị lớn áp dụng như Vineco (VinGroup) (Công nghệ), nắm bắt được kỹ thuật trồng rau (Kỹ thuật), tính toán được nồng độ các chất sau khi thành phẩm (Toán học).

Như vậy, đối với bài học thực tiễn này học sinh sẽ có kiến thức tổng quan và vận dụng thực tế những kiến thức đã học xây dựng khu vườn rau sạch cho cả gia đình. Bên cạnh đó học sinh sẽ được học thêm về cách kiểm soát hàm lượng, nồng độ các chất dinh dưỡng có trong đất để đảm bảo cho khu vườn nhà mình.

2. Đặc điểm của mô hình giáo dục STEM:

Thứ nhất, Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.

Thứ hai, Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, đặt trước một vấn đề thực tiễn, học sinh, sinh viên sử dụng các kiến thức thuộc các môn học với tư duy logic, sáng tạo.

Thứ ba, Giáo dục STEM kết nối từ trường học, cộng đồng đến các tổ chức toàn cầu. Quá trình giáo dục STEM không chỉ hướng đến vấn đề cụ thể của nơi ở người học mà phải đặt trong mối liên hệ với bối cảnh kinh tế toàn cầu và các xu hướng chung của thế giới, ví dụ như biến đổi khí hậu, năng lượng tái tạo…

3. Tìm hiểu về mô hình giáo dục STEM?

Trong các lớp học tích hợp STEM mô hình dạy học (instructional model) 5E được áp dụng khá phổ biến. 5E viết tắt của 5 từ bắt đầu bằng chữ E trong tiếng Anh: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể), và Evaluate (Đánh giá). Phương pháp 5E giúp mang lại các cơ hội cho học sinh được xây dựng kiến thức mới và diễn đạt suy nghĩ trong suốt quá trình học.

Engagenment (Gắn kết): Trong giai đoạn đầu của chu kỳ học tập, giáo viên làm việc để đạt được sự hiểu biết về kiến ​​thức sẵn có của học sinh và xác định bất kỳ khoảng trống kiến ​​thức nào. Giáo viên có thể làm cho học sinh đặt câu hỏi mở hoặc ghi lại những gì họ đã biết về chủ đề. Giáo viên thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh, tạo không khí trong lớp học, học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối với những kiến thức hoặc trải nghiệm trước đó. Giai đoạn này các khái niệm mới cũng sẽ được giới thiệu cho các em.

Exploration (Khảo sát): Trong giai đoạn này, giáo viên cung cấp những kiến thức hoặc những trải nghiệm mang tính cơ bản, nền tảng, dựa vào đó các kiến thức mới có thể được bắt đầu. Giai đoạn này, học sinh sẽ trực tiếp khám phá, giáo viên có thể yêu cầu học sinh thực hiện các hoạt động như quan sát, làm thí nghiệm, thiết kế, thu số liệu.

Explanation (Giải thích): Ở giai đoạn này, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh tổng hợp kiến ​​thức mới và đặt câu hỏi nếu họ cần làm rõ thêm. Để giai đoạn này có hiệu quả, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ những gì mà các em đã học được trong giai đoạn Khám phá trước khi giới thiệu thông tin chi tiết một cách trực tiếp hơn.

Elaborate (Áp dụng cụ thể): Giai đoạn này giáo viên tập trung hướng dẫn tạo cho học sinh có được không gian áp dụng những gì đã học được, học sinh thực hành và vận dụng các kiến thức đã học trong hoàn cảnh đa dạng khác nhau.

Evalution (Đánh giá): Trong giai đoạn này, giáo viên có thể quan sát học sinh, đánh giá đa dạng để nhận biết quá trình nhận thức và khả năng của từng học sinh, từ đó đưa ra các phương hướng điều chỉnh và hỗ trợ học sinh phù hợp, giúp học sinh đạt được các mục tiêu học tập như đã đề ra.

4. Giáo dục STEM cung cấp những kỹ năng gì?

Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư, …  mà tập trung phát triển kỹ năng có thể được sử dụng để làm việc trong thế giới công nghệ hiện nay.

Kỹ năng khoa học: Là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

 Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ. Công nghệ đơn giản nhất như quạt mo, bút chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con người thì được coi là công nghệ.

 Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc sống bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để tạo ra đối tượng. Học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình, nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.

Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.

Giáo dục STEM còn khá mới mẻ, với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kỹ năng cần thiết cho học sinh nên cần được quan tâm. Việt Nam cần phải cải cách giáo, triển khai giáo dục STEM để đón đầu xu hướng phát triển giáo dục sẽ đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển của đất nước trong tương lai. Những người hoạch định chính sách cần có phương pháp nâng cao nhận thức của các tầng lớp xã hội về giáo dục STEM, từ các bậc cha mẹ, giáo viên, nhà trường, đến những nhà giáo dục các cấp.  Việc dạy và học STEM tăng tính hấp dẫn với học sinh, giúp học sinh hiểu sâu hơn vấn đề, đạt hiệu quả học tập cao hơn , giúp học sinh có những kỹ năng và kiến thức theo chuẩn toàn cầu.