Mời bạn đọc cùng tìm hiểu Giáo dục STEM là gì? trong bài viết dưới đây để có câu trả lời nhé.
Mục lục
Giáo dục STEM là gì?
STEM là một chương trình giảng dạy được thiết kế để trang bị cho người học các kiến thức và kỹ năng liên quan đến lĩnh vực khoa học (Science), công nghệ (Technology), kỹ thuật (Engineer), toán học (Math). Bởi vậy, thuật ngữ STEM ra đời do ghép bốn chữ cái đầu tiên theo tên tiếng Anh của bốn chuyên ngành tự nhiên quan trọng mà nó hướng đến.
Một điểm thú vị trong giáo dục STEM chính là cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary). Tức là theo chương trình giáo dục thông thường, học sinh phải học bốn môn tự nhiên tách biệt và rời rạc, tuy nhiên theo như cách học tích hợp, bốn môn học được kết hợp lại thành một để học sinh, sinh viên có thể áp dụng giải quyết mọi vấn đề trong cuộc sống hàng ngày dựa vào kiến thức kết hợp trong quá trình giảng dạy. Sự linh hoạt trong truyền tải kiến thức giúp người học xử lý tình huống thực tế một cách hiệu quả nhất.
Nếu giả sử để một học sinh được trang bị kỹ năng lực kỹ thuật có khả năng sản xuất ra thành phẩm và hiểu được quy trình để làm ra nó thì học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp, kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (mà những vấn đề chỉ có thể tìm thấy trong khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để tìm ra giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn cần nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
Một ví dụ cụ thể nhất là cuộc thi “Thiết kế kỹ thuật vì môi trường” (Technical Design Contest) do Đại học Bách Khoa tổ chức hướng tới đối tượng học sinh, sinh viên. Mục đích của cuộc thi này là các bạn phải thiết kế một sản phẩm giải quyết một khía cạnh bất ổn về môi trường (xử lý rác thải, nguồn nước bẩn, cháy rừng, ô nhiễm không khí, dịch bệnh,..). Thế nhưng, trước khi sản xuất một thiết bị kỹ thuật, các bạn cần tìm hiểu số liệu cụ thể, các thông tin khoa học về môi trường để đưa ra định hướng sáng chế của mình cũng như đo đạc, tính toán các yếu tố cẩn thận để sản phẩm ra đời không có bất cứ sai phạm nào. Đó chính là một trong những ví dụ điển hình của ứng dụng STEM ngoài cuộc sống.
Có thể khẳng định rằng, chương trình STEM có khả năng tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ 21 – một kỷ nguyên bùng nổ về kinh tế, xã hội, công nghệ và có thể tác động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa. Nhóm ngành STEM ra đời không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay.
Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học Mỹ-NSTA cũng đã từng đưa ra định nghĩa và tầm vóc của nhóm ngành STEM như sau: “Giáo dục STEM 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 học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh kế mới”.
Khi học ngành STEM, các bạn có thể làm ở các vị trí như sau:
- Công nghệ thông tin
- Hệ thống Mạng máy tính và Viễn thông
- Máy tính và An ninh hệ thống thông tin
- Khoa học máy tính và thông tin
- Đa phương tiện và Thiết kế tài nguyên thông tin
- Kỹ sư
- Kỹ sư máy tính
- Quản lý cơ sở dữ liệu và mẫu dữ liệu
- Khoa học vật lý và sinh học
- Kỹ sư hóa học
Lịch sử hình thành giáo dục STEM
Dưới góc nhìn lịch sử, khái niệm về ngành STEM thực ra đã tồn tại từ khá lâu trước khi nó phát triển rộng rãi như ngày nay. Biểu hiện đầu tiên là việc thành lập các trường Đại học kỹ thuật tại Châu Âu trong thế kỷ 19 như: Napoleon’s School; for Industry (1806-1815), Rensselaer Polytechnic Institute (1824), Vocational Education Act (1917), Land Grant Act (1862). Đây là những ngôi trường đầu tiên trên thế giới đào tạo STEM chất lượng cao, cũng là nơi nơi khai sinh ra một khía cạnh quan trọng đáp ứng vô số nhu cầu của con người trong bất cứ thời đại nào.
Trong thời điểm hiện tại, giáo dục STEM được áp dụng rộng rãi tại các quốc gia phát triển như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Như vậy, có thể thấy rằng các ngành STEM đã trở thành xu hướng và được cả xã hội quan tâm đầu tư. Thậm chí, nếu có các kỹ năng STEM tốt, bạn chắc chắn sẽ được ưu tiên khi lao động nhập cư tại Canada và hưởng phúc lợi xã hội tốt hơn so với người bản địa.
Một thống kê ở Mỹ cũng cho thấy từ 2004 đến 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác. Ngoài ra, việc làm STEM cũng có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác nếu tính từ 1950 đến 2007.
Ý nghĩa của mô hình giáo dục STEM
Mô hình giáo dục STEM giúp học sinh có được kiến thức tích hợp
Giáo dục theo mô hình STEM phải hội tụ đủ 03 yếu tố: đa ngành, liên ngành và xuyên ngành. Hay nói cách khác, giáo dục theo mô hình STEM sẽ trang bị cho học sinh kiến thức ở mọi lĩnh vực, nhưng không có nghĩa là dạy các môn học một cách độc lập mà sẽ là tích hợp kiến thức ở nhiều môn học vào trong cùng một môn, giúp các kiến thức ở các môn học được liên kết với nhau. Mô hình giáo dục này sẽ đặt học sinh vào môi trường đa yếu tố như môi trường thực tế, nhờ vậy mà giúp học sinh có thể xử lý nhuần nhuyễn các vấn đề thực tiễn mà không bị bỡ ngỡ.
Mô hình giáo dục STEM rèn luyện cho học sinh khả năng tự giải quyết vấn đề
Mô hình giáo dục STEM đề cao khả năng vận dụng tri thức của học sinh. Sau khi học phần lý thuyết, học sinh sẽ được đặt vào một tình huống thực tế và yêu cầu học sinh phải giải quyết tình huống đó dựa trên những kiến thức lý thuyết đã học. Điều này giúp học sinh tăng cường khả năng tìm tòi, phân tích, nghiên cứu các tài liệu của các môn học có liên quan đến tình huống đó, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn.
Mô hình giáo dục STEM giúp nâng cao tình thần sáng tạo của học sinh
Một điều quan trọng trong giáo dục theo mô hình STEM đó là không bắt học sinh phải tìm ra đáp án chính xác của vấn đề mà thay vào đó là hướng học sinh đến cách tìm ra lời giải đáp cho vấn đề đó cũng như thái độ khi học sinh đi tìm đáp án. Chính vì lẽ đó, học theo mô hình STEM giúp học sinh tự tìm ra phương pháp học cho mình, tự hiểu kiến thức thầy cô truyền đạt và chủ động mở rộng kiến thức, từ đó nâng cao tinh thần sáng tạo của học sinh.
Mô hình giáo dục STEM tạo hứng thú cho học sinh khi học
Với phương pháp “học mà chơi, chơi mà học”, “học thông qua hành”, STEM khiến những tiết học trở nên thú vị hơn khi học sinh được tiếp cận những tình huống thực tế, những trò chơi mang tính sáng tạo, đòi hỏi tư duy thay vì những tiết học thuần lý thuyết như phương pháp dạy học truyền thống. Nhờ đó, học sinh sẽ tiếp thu kiến thức nhanh hơn, nhớ lâu hơn, hiểu sâu hơn, việc học đối với học sinh sẽ trở thành niềm đam mê, yêu thích thực sự chứ không còn mang tính ép buộc.
Những điểm mạnh của 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. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.
Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21.
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, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học.
Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.
Thứ ba, Giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết.
Thứ tư, cơ hội nghề nghiệp cho ngành STEM: Nhu cầu tuyển dụng cao
Là nhóm ngành đang thiếu nhân lực tại Mỹ, sinh viên tốt nghiệp nhóm ngành STEM có các lợi thế: Dễ tìm việc làm; Có thu nhập ổn ngay khi mới ra trường; Được ưu tiên ở lại làm việc lâu dài; Cơ hội định cư cao.
Thực tế không chỉ ở Mỹ thì nhu cầu tuyển dụng khối ngành khoa học, công nghệ, kỹ thuật mới cao. Ngành nghề này được săn đón trên toàn cầu. Nhưng được ở Mỹ, làm việc tại những tập đoàn công nghệ tiên tiến vẫn luôn là giấc mơ của nhiều người.
Một tin vui là từ năm 2020, Mỹ thiếu hụt khoảng 10 triệu nhân lực cho khối ngành chuyên môn cao này. Nhu cầu tăng lần lượt từng ngành Phần mềm, Máy tính, Kỹ sư và Toán học là 32%, 6%, 60% và 2%. Hơn nữa không chỉ những tập đoàn lớn mới cần chuyên viên phần mềm, kỹ sư máy tính hay nhân viên phân tích dữ liệu… Chỉ cần có tấm bằng STEM tại bất kỳ trường đại học nào ở Mỹ thì bạn sẽ có rất nhiều cơ hội việc làm.
Theo báo cáo của Bộ Giáo dục Hoa Kỳ, sinh viên tốt nghiệp khối ngành STEM có tỷ lệ việc làm cao hơn và mức lương cao hơn so với các chuyên ngành khác. Dưới đây là bảng so sánh mức lương giữa các ngành nghề thuộc khối STEM và những ngành không thuộc STEM:
Mức lương trung bình của một sinh viên tốt nghiệp chuyên ngành Kinh tế ở những nước phát triển là khoảng 52,000USD – 65,000/năm. Thế nhưng đối với sinh viên tốt nghiệp từ nhóm ngành STEM thì mức lương trung bình cao hơn khá nhiều. Trong đó, tiêu biểu như một số ngành:
- Công nghệ thông tin (Information System): từ 91,000 USD/năm
- Lập trình máy tính (Computer Programming): từ 82,000 USD/năm
- Toán (Mathematics): từ 104,000 USD/năm
- Kỹ sư (Engineering): từ 102,000 USD/năm
- Khoa học thông tin máy tính (Computer and Information Sciences): từ 136,000 USD/năm
- Kỹ sư cơ khí (Mechanical Engineering): từ 87,000 USD/năm
Mục tiêu của giáo dục STEM
Theo các báo cáo tại diễn đàn giáo dục STEM gần đây, đặc biết trong cuốn sách bàn về giáo dục STEM của Mỹ (tác giả Rodger Bybee, 2018), Ở Mỹ giáo dục STEM có thể được xếp vào 3 nhóm mục tiêu chính như sau:
1. Xây dựng những năng lực nhận thức STEM cho thể hệ công dân tương lai
2. Chuẩn bị những năng lực cần thiết cho nguồn lực lao động trong thế kỷ 21
3. Tập trung nghiên cứu, phát triển và đổi mới trong lĩnh vực giáo dục ngành nghề STEM.
Đặc điểm của mô hình giáo dục STEM
Trong các diễn đàn học thuật nghiên cứu về giáo dục STEM các học giả vẫn tiếp tục tranh luận về khía cạnh triển khai của mô hình giáo dục STEM này. Chẳng hạn: Như thế nào là cách tiếp cận liên ngành trong một chương trình học? Dạy về công nghệ như thế nào? Để làm rõ vấn đề này, tổ chức các nhà nghiên cứu giáo dục khoa học Mỹ (National Association for Research in Science Teaching- NARST) năm 2012 đã đưa ra các thuật ngữ về giáo dục STEM chi tiết hơn, giúp tránh nhầm lẫn với các khái niệm các ngành nghề trong lĩnh vực STEM, đó là ” STEM Integration” (tích hợp STEM), hay “Integrated STEM education” (giáo dục STEM tích hợp) hoặc “STEM- focused curriculum” (chương trình học tập chung về STEM).
Tổng hợp các nghiên cứu và báo cáo gần đây nêu ra 5 đặc điểm chính của giáo dục STEM để phân biệt với các chương trình khác:
1. Tập chung vào sự tích hợp
2. Liên hệ với cuộc sống thực
3. Hướng đến phát triển kỹ năng của thế kỷ 21
4. Thách thức học sinh vượt lên chính mình
5. Có tính hệ thống và gắn kết giữa đa dạng các bài học.
Mô hình dạy học 5E trong giáo dục STEM
Mô hình dạy học 5E là một trong những mô hình giáo dục STEM hiệu quả nhất. 5E là viết tắt của 5 từ: Engage (gắn kết), Explore (khảo sát), Explain (giải thích), Elaborate (áp dụng cụ thể) và Evaluate (đánh giá). Đây là một mô hình dạy học dựa trên lý thuyết kiến tạo nhận thức (cognitive constructivism) của quá trình học, theo đó học sinh xây dựng các kiến thức mới dựa trên các kiến thức hoặc trải nghiệm đã biết trước đó.
Mô hình dạy học 5E gồm 05 giai đoạn như sau:
Engagement (gắn kết)
Trong giai đoạn đầu này, giáo viên cần xác định xem học sinh đã nắm vững kiến thức cũ hay chưa, còn hổng ở những kiến thức nào. Điều quan trọng là khuyến khích học sinh quan tâm đến các khía niệm sắp tới để học sinh sẵn sàng tìm hiểu. Thêm vào đó, thông qua các hoạt động đa dạng, giáo viên cần thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh để học sinh cảm thấy có sự liên hệ và kết nối giữa kiến thức mới và kiến thức cũ, từ đó giới thiệu kiến thức mới đến học sinh.
Exploration (khảo sát)
Ở giai đoạn này, học sinh chủ động khám phá các khái niệm mới thông qua các trải nghiệm học tập cụ thể. Việc cần làm của giáo viên là cung cấp những kiến thức hoặc những trải nghiệm mang tính cơ bản, nền tảng để học sinh có thể dựa vào đó mà xây dựng nên những kiến thức mới.
Explanation (giải thích)
Trong giai đoạn thứ ba này, giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh tổng hợp kiến thức mới và đặt câu hỏi để hiểu rõ thêm về chủ đề. Để bước giải thích này được hiệu quả hơn, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ những gì các em đã trải nghiệm được khi làm quen với những kiến thức mới.
Elaborate (áp dụng)
Đây là giai đoạn tạo điều kiện cho học sinh được áp dụng những kiến thức học được. Giáo viên đóng vai trò người hỗ trợ học sinh vận dụng và thực hành những kiến thức đã tổng hợp được, giúp học sinh hình dung rõ ràng hơn những kiến thức đó để có thể áp dụng vào thực tế.
Evaluate (đánh giá)
Trong giai đoạn cuối này, giáo viên có thể đánh giá học sinh dưới dạng bài kiểm tra hoặc những câu hỏi nhanh. Ở đây, giáo viên sẽ linh hoạt sử dụng các kỹ thuật đánh giá để nhận biết quá trình nhận thức và khả năng của từng học sinh, từ đó đưa ra phương hướng điều chỉnh hỗ trợ học sinh một cách phù hợp và hiệu quả hơn, giúp học sinh đạt được mục tiêu học tập đã đề ra.
Trên đây là nội dung bài viết giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về Giáo dục STEM là gì? Mọi thông tin trong bài viết Giáo dục STEM là gì? Lý do STEM là ngành học được săn đón nhất hiện nay? đều được xác thực rõ ràng trước khi đăng tải. Tuy nhiên đôi lúc vẫn không tránh khỏi những sai xót đáng tiếc. Hãy để lại bình luận xuống phía dưới bài viết để đội ngũ biên tập được nắm bắt ý kiến từ bạn đọc.
Đăng bởi THCS Bình Chánh trong chuyện mục Tổng hợp
