STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học),Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), trong mỗi quốc gia Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển. Bằng những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai theo những cách khác nhau.
Giáo dục STEM trên thế giới
Các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò của giáo dục STEM ở trên toàn thế giới. Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013, Tổng thống Barack Obama phát biểu: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)... Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng.”Người đoạt giải Nobel Vật lý, Giáo sư Steven Chu, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016.: "Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học", Giáo sư Chu đã nêu rõ lợi thế của giáo dục STEM, một trong những điều rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân là tụ học. Và học STEM giúp mọi người tự trang bị cho mình khả năng tư duy, suy nghĩ hợp lý và khả năng rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến thức sâu rộng. Điều đó mang lại cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí tham gia vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây. "Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM",
Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu, cho biết để thúc đẩy nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được công nghệ của mình thì Israel phải làm nhiều hơn nữa. "Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ", Shechtman đã từng nói trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại. "Tất cả trẻ em đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải nâng cao trình độ của một số giáo viên". Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak cho biết: Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước. Ông Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm chán. Ngoài ra các nước đều đã và đang phát triển mạnh mẽ Giáo dục STEM.
Tại Mỹ
Tại Mỹ, đã hình thành xu hướng giáo dục mới gọi là giáo dục STEM vào đầu những năm 90. Trong chương trình giáo dục STEM, các môn học về khoa học công nghệ tích hợp lại với nhau thành một môn học thông qua phương pháp giảng dạy bằng dự án, trải nghiệm, thực hành… không giảng dạy độc lập. Tại nhiều nước châu Mỹ và châu Âu, các hội chợ khoa học (Science fair) được tổ chức thường xuyên từ cấp trường đến cấp quốc gia để phát huy tối đa sự sáng tạo của học sinh các cấp. Một ví dụ cho sự coi trọng giáo dục STEM, ngày 23/03/2015, là ngày hội khoa học toàn quốc tại Nhà Trắng lần thứ 5, tổng thống Mỹ đã dành cả ngày để trao đổi, trò chuyện với các nhà khoa học nhí, các sản phẩm sáng tạo của học sinh được trưng bày trong văn phòng Nhà Trắng. Nghiên cứu các nước có nền khoa học phát triển nói chung như Mỹ, Anh, Đức… cho thấy ngày hội khoa học không chỉ thu hút được sự quan tâm của đông đảo học sinh, phụ huynh mà còn thu hút sự quan tâm mạnh mẽ của giới truyền thông, chính khách, bởi hơn ai hết họ hiểu tầm quan trọng của việc nuôi dưỡng, thổi bùng niềm đam mê khoa học trong giới trẻ là vô cùng quan trọng đối với sự phát triển bền vững của quốc gia.
Một thống kê ở Mỹ từ năm 2004 đến năm 2014 cho thấy 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. Trong khi đó, tính từ năm 1950 đến 2007, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác. Ngành giáo dục cũng phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội với sự phát triển của khoa học kỹ thuật do nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn. Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới, có tác động lớn đến sự thay đổi nên kinh tế đổi mới. Tỷ phú Bill Gates đã từng nói trong một bài phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ: “Chúng ta không thể duy trì được nền kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ khi chúng ta xây dựng được lực lượng lao động có kiến thức và kỹ năng để sáng tạo”. Bill Gates đặc biệt nhấn mạnh đến vai trò của giáo dục trong việc xây dựng lực lượng lao động này. Ông nói tiếp: “Chúng ta cũng không thể duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ phi chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật”. Giáo dục STEM, hiện nay, đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Như vậy, có thể thấy rằng giáo dục STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới, thậm chí tại Canada người lao động nhập cư có các kỹ năng STEM được hưởng các phúc lợi xã hội tốt hơn so với người dân lao động bản xứ. Chính phủ Canada xem người nhập cư có các kỹ năng STEM là nguồn lao động chính cho họ và rằng người nhập cư có kỹ năng STEM sẽ thúc đẩy các ngành nghề kinh tế của họ phát triển, đặc biệt làm tăng khả năng giao thương quốc tế.
Trung Quốc
Các nghiên cứu liên quan đến giáo dục STEM ở Trung quốc cho thấy nước này bắt đầu muộn hơn so với Mỹ. Giai đoạn đầu tiên, vào năm 2008, một vài học giả bắt đầu nghiên cứu về giáo dục STEM. Sau vài năm tìm hiểu, giáo dục STEM đã xuất hiện ở Trung Quốc vào khoảng năm 2013, mọi người ngày càng quan tâm đến giáo dục STEM. Giai đoạn hai, các học giả trong nước như Zhongjian Zhao, Huicheng Zhao và Shengquan Yu đã có nhiều nghiên cứu về giáo dục STEM từ năm 2010 đến 2015. Toàn bộ nội dung nghiên cứu được thục hiện nhằm diễn giải về giáo dục STEM của nước ngoài (tập trung nghiên cứu nhiều nhất là STEM tại Mỹ) và nghiên cứu lý thuyết về nội địa hóa giáo dục STEM của Trung Quốc. Giai đoạn ba là đào sâu thời gian nghiên cứu. Từ năm 2015 đến 2021, số lượng các bài nghiên cứu, từ năm 2015 đến 2021, tăng đột biến, các đề tài nghiên cứu được đào sâu hơn.
Giáo dục STEM ở Trung Quốc được thúc đẩy bùng nổ bởi chính sách khuyến khích của chính phủ, các sáng kiến của các trường học cũng như nhận thức của phụ huynh trong việc chuẩn bị cho con cái họ phát triển nhân cách toàn diện là khá nổi bật trong những năm gần đây.
Bộ Giáo dục Trung Quốc đã chính thức công bố, tháng 2 năm 2017, đưa STEM vào chương trình giảng dạy tiểu học, đây là sự công nhận chính thức đầu tiên của chính phủ về giáo dục STEM. Tiếp đó vào tháng 5 năm 2018, lễ khởi động và họp báo cho kế hoạch hành động 2019 cho Giáo dục STEM của Trung Quốc đã được tổ chức tại Bắc Kinh, chính thức công bố sách trắng về giáo dục STEM ở Trung Quốc. Mục đích của kế hoạch này cho phép càng nhiều học sinh được trang bị tư duy khoa học và khả năng đổi mới và được hưởng lợi từ giáo dục STEM. Trong đó nổi bật là hợp tác các nhà khoa học - với các doanh nghiệp, thông qua hợp tác này có thể lồng ghép các nguồn lực, huy động thể chế, nhân tài, thiết bị, kinh phí và dự án, thúc đẩy đổi mới khoa học và công nghệ.
Chính phủ đã khuyến khích các trường học ở cả khu vực công và tư trên khắp đất nước đã bắt đầu triển khai các chương trình giáo dục STEM. Tuy nhiên, để thực hiện hiệu quả chương trình giảng dạy STEM, cần có giáo viên chuyên trách về giáo dục STEM và các nội dung liên quan được giảng dạy. Trung Quốc vẫn thiếu giáo viên STEM có trình độ và một hệ thống đào tạo vẫn chưa được thiết lập. Ví dụ liên quan đến cấp chứng chỉ giáo viên STEM mới, chưa có nơi nào thực hiện một cách hệ thống.
Châu Phi
Các phát kiến giáo dục STEM khác nhau về phạm vi, quy mô, loại, nhóm dân số mục tiêu và nguồn tài trợ trên khắp thế giới. Hàng loạt các tổ chức hiện đang tham gia vào các hoạt động giáo dục STEM và tiếp cận rộng khắp Châu Phi cận Sahara đã nổi lên. Các tổ chức có quy mô, phạm vi, cơ chế tài trợ và tuyên bố sứ mệnh. Tuy nhiên, tất cả đều tập trung vào việc cải thiện giáo dục STEM ở lục địa.
Tại Úc
Tại Úc đã xuất hiện rất nhiều chương trình và nỗ lực thiết lập cách tiếp cận quốc gia về giáo dục STEM. Trong năm 2009, một chương trình làm giàu tri thức cho học sinh trung học ở Sydney, Úc, chương trình iSTEM (Invigorating STEM) được thành lập. Chương trình iSTEM (iSTEM.com.au) tập trung vào việc cung cấp các hoạt động cho sinh viên quan tâm và gia đình của họ trong STEM. Thành công của chương trình đã dẫn đến nhiều trường đại học và tổ chức khoa học hỗ trợ cho chương trình. Chương trình cũng tổ chức một chương trình làm giàu để đưa học sinh và giáo viên vào Chương trình Học viện Không gian Hoa Kỳ. (Spacecamp.com.au) Sự công nhận cấp quốc gia về chương trình iSTEM bao gồm giải thưởng NSW State Engineering and Science về Đổi mới trong giảng dạy Toán và Khoa học và Giải thưởng Nhân quyền Hàng năm của Tổ chức GoWest. Vào năm 2015, người sáng lập và điều phối chương trình, tiến sĩ Ken Silburn, đã nhận được giải thưởng của Thủ tướng Chính phủ về Giảng dạy Khoa học Trung cấp.
Tại Canada
Theo thống kê xếp hạng, Canada đứng thứ 12 trong số 16 nước ngang bằng về tỷ lệ sinh viên tốt nghiệp theo học các chương trình STEM, với 21,2%, cao hơn Hoa Kỳ, nhưng thấp hơn các nước như Pháp, Đức và Áo. Phần Lan, có hơn 30% sinh viên tốt nghiệp đại học đến từ các ngành khoa học, toán học, khoa học máy tính, và các chương trình kỹ thuật. Tổ chức hướng đạo sinh Canada đã áp dụng các biện pháp tương tự như đối tác Mỹ để thúc đẩy các lĩnh vực STEM cho thanh thiếu niên. Chương trình STEM của họ bắt đầu vào năm 2015. Học bổng Schulich Leader: Trong năm 2011, nhà doanh nghiệp và nhà hảo tâm Canada Seymour Schulich thành lập Học bổng Schulich Leader, học bổng trị giá 100.000.000 đô la với 60.000 đô la cho sinh viên bắt đầu học đại học trong một chương trình STEM tại 20 tổ chức trên khắp Canada. Mỗi năm 40 sinh viên Canada sẽ được lựa chọn để nhận giải thưởng, hai ở mỗi tổ chức, với mục tiêu thu hút thanh thiếu niên có năng khiếu vào các lĩnh vực STEM. Chương trình cũng cung cấp học bổng STEM cho năm trường đại học tham gia ở Israel.
Tại Thổ Nhĩ Kỳ
Nhóm công tác giáo dục STEM của Thổ Nhĩ Kỳ (hay FeTeMM-Fen Bilimleri, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) là một liên minh của các nhà khoa học và giáo viên, những người có nhiều nỗ lực để nâng cao chất lượng giáo dục trong các lĩnh vực STEM chứ không tập trung vào việc tăng số lượng sinh viên STEM.
Tại Qatar
Tại Qatar, AL-Bairaq là một chương trình tiếp cận học sinh trung học với một chương trình tập trung vào STEM, do Trung tâm Vật liệu Tiên tiến (CAM) của Đại học Qatar điều hành. Mỗi năm khoảng 946 sinh viên, từ khoảng 40 trường trung học, tham gia các cuộc thi AL-Bairaq. [46] AL-Bairaq vận dụng học tập theo dự án, khuyến khích sinh viên giải quyết các vấn đề đích thực và yêu cầu họ làm việc với nhau như một nhóm để xây dựng các giải pháp thực sự. Nghiên cứu cho đến nay cho thấy kết quả tích cực cho chương trình.
Giáo dục STEM tại Việt Nam
Cách tiếp cận về giáo dục Stem ở Việt nam khác với các nước phát triển trên thế giới như Mỹ, giáo dục STEM du nhập vào Việt Nam bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho học sinh từ cấp tiểu học dến phổ thông trung học do các công ty công nghệ tại Việt Nam triển khai cùng với các tổ chức nước ngoài chứ không phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo dục hay từ chính sách vĩ mô về nguồn nhân lực. Ví dụ, năm 2019, Công ty Cp robot Công nghệ cao STEAM Việt Nam tổ chức cuộc thi Robotics make X 2019 hay một số cuộc thi robocon của các hãng như Lego và một số cuộc thi robocon của các hãng khác trong nước. Kết quả đáng khích lệ, từ đó đến nay giáo dục STEM đã bắt đầu có sự lan toả với nhiều hình thức khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau, nhiều cách thức thực hiện khác nhau.
Với tầm nhìn nhạy bén, hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã nhảy vào rất nhanh đưa giáo dục STEM vào giảng dạy tại các trường tiểu học, trung học phổ thông tại một số thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng bằng hình thức xã hội hoá mà chủ yếu là các hoạt động Robot. Tuy nhiên, có một thực tế ở các khu vực nông thôn hiện nay chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan đến robot vì chi phí mua robot của nước ngoài rất đắt đỏ cần có những giải pháp phù hợp để mở rộng và hỗ trợ khu vực này, trước những vấn đề đó tại các vùng nông thôn hiện nay đã có một số giải pháp khác đươc đưa ra do Liên minh các công ty giáo dục STEM tại Hà Nội đưa ra như Học viện Sáng tạo S3, Kidscode STEM, Robot STEAM Việt Nam
Như vậy, hiện nay tại Việt Nam các hoạt động liên quan đến gáo dục Stem hầu hết là cuộc chơi của các công ty tư nhân tại các thành phố lớn. Vùng nông thôn một số hoạt động phong trào tại nhiều địa phương cũng xuất hiện. Với các hoạt động phong trào có thể nêu ra một số hoạt động chính sau:
Ngày hội STEM
Liên minh STEM sáng kiến ra ngày hội STEM cùng tổ chức dưới sự bảo trợ của Bộ Khoa học Công nghệ. Năm 2015, ngày hội STEM đầu tiên được tổ chức tại Hà Nội tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Cho đến nay, hàng năm Ngày hội STEM được duy trì đều hàng năm vào dịp xung quanh ngày 18 tháng 5 nhân kỉ niệm Ngày Khoa học Công nghệ Việt Nam. Một trong những ý nghĩa quan trọng của Ngày hội STEM đối với giáo dục STEM chính là yếu tố truyền thông cộng đồng, kết nối xã hội, kết nối Hệ sinh thái giáo dục STEM tại Việt Nam.
Chuỗi Ngày hội STEM là một sự thành công lớn cho đến nay không phải là việc có bao nhiêu công ty, có bao nhiêu em học sinh tham dự mỗi năm, trường học tham gia, mà sự thành công chính là tính lan toả của tinh thần giáo dục STEM tới khắp các trường học trên cả nước. Từ sự thành công đó, cho đến nay, Phòng giáo dục, Sở giáo dục đã tổ chức được hàng trăm Ngày hội STEM tại chính các trường tiểu học và trung học phổ thông và các cấp giáo dục cao hơn. Từ tinh thần của Ngày hội STEM đã lan toả đến các vùng miền từ miền núi, biên giới như Hà Giang, Nghệ An, tơi các vùng đồng bằng ven biển như Hải Phòng, Hạ Long… bằng các hoạt động cụ thể. Tiểu biểu trong các địa phương đi đầu và tiên phong với các hoạt động phong trào và các Ngày hội STEM phải kể đến huyện Thanh Chương – Nghệ An, nơi có 88 CLB STEM tại các cấp học với 100% giáo viên phụ trách các CLB STEM đã được tập huấn chuyên môn về Robot và tích hợp STEM theo chủ đề. Khác với mô hình CLB tại các thành phố lớn, nơi giáo viên của các công ty giáo dục STEM vận hành và duy trì hoạt động của CLB STEM, tại các vùng nông thôn, hoạt động của các CLB STEM do chính giáo viên của nhà trường tổ chức và vận hành. Năm 2018, nơi đầu tiên trên cả nước tổ chức cuộc thi Robot bơi cho học sinh tiểu học và trung học cơ sở trong Ngày hội STEM là Thanh Chương. Ngoài ra, còn có các huyện khác như Nam Trực – Nam Định, Thái Thuỵ - Thái Bình, đều là nhưng huyện có các CLB STEM ngoài giờ học hoạt động rất tích cực, làm tiền đề để các trường và Phòng giáo dục tổ chức các Ngày hội STEM cấp trường và cấp Huyện hàng năm với 100% các trường tham gia.
Câu lạc bộ STEM
CLB STEM là mô hình phổ biến nhất và dễ thực hiện nhất hiện nay để tạo cơ hội cho các em học sinh tiếp cận với mô hình giáo dục này. Có 2 loại hình CLB STEM đang duy trì ở trong trường tiểu học và trung học phổ thông đó là CLB xã hội hoá và CLB ở các trường học do giáo viên tự duy trì dưới hình thức ngoại khoá thường ở vùng nông thôn. Hình thức CLB xã hội hoá do các công ty kết hợp với nhà trường tổ chức, hình thức này chủ yếu diễn ra tại các trường học ở khu vực thành phố, nơi phụ huynh sẵn sàng chi trả thêm cho các hoạt động giáo dục ngoài nhà trường. Các nội dung sinh hoạt của các CLB nay chủ yếu tập trung vào các mảng như robot, lập trình máy tính. Các địa phương điển hình duy trì được các hoạt động CLB STEM liên tục như thế này có: Thái Thuỵ - Thái Bình, Nam Trực – Nam Định, Thanh Chương – Nghệ An, Bắc Từ Liêm – Hà Nội. Để có các kĩ năng ban đầu trong việc vận hành các CLB STEM các thầy cô đã trải qua quá trình tập huấn và làm quen với các chủ để tích hợp STEM do các tổ chức xã hội, cá nhân, đóng góp kinh phí để hỗ trợ các thầy cô và nhà trường mua các trang thiết bị cần thiết. Một phần nguồn kinh phí trang thiết bị đến từ chính các trường.
Một ví dụ ở huyện Nam Trực, tỉnh Nam Định: Đến cuối năm học 2017-2018, ngày 2/6/2018 huyện Nam Trực đã tự tổ chức được Ngày hội STEM lần thứ nhất với tên gọi "Đánh thức trí tuệ làng thời 4.0" với tham gia của tất cả 55 trường học trong huyện theo 3 trụ cột của giáo dục STEM nêu trên, trong đó Cuộc thi lập trình Robot của huyện lần đầu tiên được tổ chức với sự tham gia 16 trường làng. Điều làm cho các khách mời bất ngờ không chỉ là ở chỗ huyện Nam Trực đã có câu lạc bộ STEM ở tất cả các trường tiểu học và THCS, mà họ còn bị bất ngờ vì toàn huyện đã có khoảng 80 thầy cô giáo có thể hướng dẫn học sinh lập trình robot, một việc tưởng như bất khả thi ở trường làng trong điều kiện chưa có chỉ đạo chuyên môn của Bộ GD & ĐT và không có ngân sách. Trong dịp 20-11-2018, VTV1 Đài truyền hình Việt Nam đã đưa tin 22 trường làng ở huyện Nam Trực đã tham gia cuộc thi lập trình robot lần thứ 2 do Phòng GD&ĐT tự tổ chức. Đây là một bước tiến lớn, một kinh nghiệm chuyên môn có giá trị trong việc thúc đẩy STEM ở nông thôn.”
Các hoạt động giáo dục STEM khác
Các hoạt động giáo dục STEM khác hiện đang duy trì tại một số trường và địa phương như: Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài, Cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật (Visef), Các cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh tiểu học và trung học cơ sở của các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan đều có học sinh Việt Nam tham gia trong những năm gần đây.
Có thể nói, các hoạt động STEM trong nhà trường hiện nay là khá phong phú, song các hoạt động đó tại các thành phố lớn hầu hết là các hoạt động xã hội hoá với mức chi phí khá cao dành cho các học sinh có nhu cầu. Trong khi đó, mô hình tại các trường khu vực nông thông là các hoạt động CLB do giáo viên nhà trường tự vận hành dựa nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ của cộng đồng với các giải pháp giá rẻ phù hợp với điều kiện địa phương.
Tài liệu tham khảo:
- Bài viết của PGS. TS Nguyễn Chí Thành và TS. Đặng Văn Sơn trên trang thông tin điện tử, Hội đồng lý luận trung ương. " Giáo dục STEM tại Việt Nam: thực trạng và phương thức"
- Một số dữ liệu nghiên cứu của quốc tế.
