STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. 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.Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông, đó là: đảm bảo giáo dục toàn diện; nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM; hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh; kết nối trường học với cộng đồng; hướng nghiệp, phân luồng rõ nét.
ĐỀ TÀI: GIẢI PHÁP THỰC HIỆN TỐT GIÁO DỤC STEM I TÌM HIỂU KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ STEM STEM gì? STEM cụm từ viết tắt từ tiếng Anh Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Math (Toán học) Về bản, STEM hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn học Và kiến thức, kỹ cần phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, từ giúp học sinh khơng hiểu biết ngun lý mà cịn thực hành tạo sản phẩm đặc biệt sống ngày Lợi ích giáo dục STEM Giáo dục STEM cung cấp cho học sinh kỹ mềm giúp bạn trẻ giải vấn đề, kỹ giao tiếp, kỹ công tác, tư phản biện tốt… Ví dụ, với hoạt động làm tên lửa khí, học sinh rèn luyện kỹ làm việc nhóm, giải vấn đề hướng đến thành chung toàn đội Sau làm xong sản phẩm, thành viên suy nghĩ cách trình bày, giới thiệu sản phẩm cho hấp dẫn giải đáp thắc mắc người nghe Điều giúp khả thuyết trình, phản biện tư khoa học em tốt Ý nghĩa giáo dục STEM Giáo dục STEM cung cấp cho học sinh tảng kỹ tồn diện để từ giúp em hiểu nhiều khái niệm phát triển mạnh nhiều ngành Giáo dục STEM giúp thu hẹp khoảng cách dân tộc giới tính, đơi tìm thấy lĩnh vực toán học khoa học Các sáng kiến thành lập nhằm nâng cao vai trò phụ nữ dân tộc thiểu số lĩnh vực liên quan đến STEM Giáo dục STEM phá vỡ vai trị giới tính chương trình giáo dục truyền thống Và để cạnh tranh kinh tế tồn cầu giáo dục nghề nghiệp STEM phải ưu tiên quốc gia Tại giáo dục STEM lại quan trọng học sinh đại Giáo dục STEM hợp kỹ khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Giúp người học giải thách thức mà giới đại phải đối mặt STEM dạy cho bé trường quốc tế kỹ kinh nghiệm giúp chúng làm việc nhiều Và sẵn sàng đáp ứng nhu cầu lao động tại: + Khoa học mang lại cho người học hiểu biết sâu sắc giới xung quanh Đồng thời cải thiện kỹ nghiên cứu tư phản biện + Công nghệ chuẩn bị cho người trẻ tuổi làm việc môi trường đầy đổi công nghệ cao + Kỹ thuật cho phép người học nâng cao kỹ giải vấn đề Áp dụng kiến thức dự án + Toán học cho phép người phân tích thơng tin, loại bỏ sai sót Cuối đưa định có ý thức việc lựa chọn giải pháp Phương pháp STEM thúc đẩy truyền cảm hứng cho người trẻ tuổi để phát triển công nghệ ý tưởng Trọng tâm phương pháp giáo dục đổi giúp người học học hỏi dựa câu hỏi Mang đến cho người học kiến thức tảng khuyến khích họ ứng dụng kiến thức vào thực tiễn sống Học sinh tự thực hành em học chấp nhận sai lầm để tìm cách khắc phục Cách học giúp người học hình thành tư khác biệt Cốt lõi phương pháp tạo cho người học tính linh hoạt kích thích tị mị Đồng thời trang bị cho học sinh khả ứng phó với thách thức giới thực Các lý làm cho giáo dục STEM trở nên cần thiết giáo dục Sau lý quan trọng làm cho giáo dục STEM trở nên cần thiết hết Nhất giáo dục a) Vai trò giáo dục STEM ngành nghề tương lai Một giáo dục STEM mạnh mẽ trường quốc tế ngày trở nên quan trọng kinh tế Việc làm ngành nghề STEM dự đoán tăng 8,8% vào năm 2028 Các ngành nghề đặc thù chăm sóc sức khỏe dự báo phát triển nhiều Và ngành nghề thường đòi hỏi kiến thức tảng STEM vững Trong ngành nghề khơng thuộc STEM tăng trưởng khoảng 5% Hơn nữa, công việc yêu cầu tảng STEM có nhiều khả mang lại mức lương cao Theo Bộ Lao động Hoa Kỳ, người làm việc hệ thống ngành nghề STEM kiếm trung bình 86.000$ vào năm 2019 b) Giáo dục STEM dạy người học tư phản biện tư tưởng sẵn sàng đổi Giáo dục STEM không hỗ trợ cho mong muốn theo đuổi nghiệp lĩnh vực Sự tập trung, quy trình suy nghĩ logic cách giải vấn đề mà người học đạt Nó giúp họ thành cơng lĩnh vực Các mơn học STEM tạo thói quen cho học sinh suy nghĩ chín chắn Có thể đưa giải pháp riêng Do đó, học sinh nhận giáo dục STEM chất lượng chuẩn bị để sẵn sàng trở thành hệ đổi c) Giáo dục STEM tạo hội để người học rèn luyện kỹ làm việc nhóm Làm việc theo nhóm kỹ cần thiết quan trọng dẫn đến thành công trường quốc tế lẫn trường song ngữ Công việc đại thường yêu cầu hợp tác mức độ Vì có hội gặp gỡ giao lưu với nhiều người thuộc lĩnh vực khác Trong giáo dục STEM có nhiều hoạt động nhóm hầu hết mơn học khác Từ việc làm thí nghiệm, thảo luận nghiên cứu thử nghiệm khoa học cần làm theo nhóm Điều giúp em phát triển tích cực kỹ hợp tác Song song giao tiếp cá nhân với d) Chương trình giảng dạy giáo dục STEM giúp sinh viên phát triển kỹ quản lý dự án Trong khóa học STEM, đặc biệt khóa học cơng nghệ, kỹ thuật Học sinh làm dự án thực hành theo nhóm Cho nên, việc xây dựng chương trình máy tính, động bao gồm nhiều bước cần hoàn thành nhiều ngày Thế nên thông qua dự án này, học sinh học cách quản lý thời gian Qua biết cách phân chia công việc dự án thành bước nhỏ Một học kỹ này, người học biết cách quản lý làm việc dự án Đây kỹ quan trọng giúp người học phát triển nghề nghiệp tương lai lâu dài e) Giáo dục STEM kỹ công nghệ khẳng định vị kiện trọng đại giới Sự kiện trọng đại giới COVID-19 cho thấy tầm quan trọng công nghệ sống Với việc ngày nhiều người chuyển sang sử dụng Zoom, Slack công cụ khác để kết nối với gia đình đồng nghiệp Việc trang bị cho sinh viên cách sử dụng, phát triển công nghệ trở nên quan trọng hết Ngay sau đại dịch kết thúc Nhiều người nhiều nơi làm việc giữ lại thói quen sử dụng cơng nghệ Thế nên xây dựng tảng giáo dục STEM vững từ Nó giúp học sinh đạt thành cơng Có thể nói, giáo dục STEM liên kết môn quan trọng thành hệ thống gắn kết Tạo tảng cho người học linh hoạt xoay chuyển vấn đề xã hội Đưa giải pháp đắn Vì vậy, kỹ đặc biệt quan trọng theo xu phát triển thời đại kiện dịch bệnh toàn cầu Dạy học theo STEM có ý nghĩa gì? Áp dụng chương trình dạy học STEM mang lại nhiều ý nghĩa cho người học việc rèn luyện nhiều kỹ hữu ích Có thể kể đến như: + Dạy học STEM giúp trẻ tiếp cận kiến thức liên mơn (tích hợp): STEM truyền đạt cho trẻ kiến thức đan xen với nhau, có kết hợp lý thuyết thực hành Trẻ nhận thấy kiến thức môn có liên quan đến gặp vấn đề ngồi đời thực, xử lý nhuần nhuyễn + Dạy học theo hướng STEM rèn luyện khả tự giải vấn đề học sinh, đòi hỏi người học phải vận dụng tri thức môn học để áp dụng vào tình cụ thể thực tế + Dạy học STEM khuyến khích thích tinh thần sáng tạo Khuyến khích trẻ tìm phương án cho trình bày lựa chọn phương án thân Nhờ đó, trẻ tự tin, chủ động việc tiếp cận, mở rộng kiến thức Phương pháp dạy STEM gì? Phương pháp dạy học STEM linh hoạt tùy theo giáo viên mà có hướng giảng dạy phù hợp Tuy nhiên, nhìn chung cách hướng dẫn dạy học STEM theo phương pháp sau: + Giảng dạy lý thuyết kết hợp với thực hành + Đưa vấn đề yêu cầu học sinh khám phá, tìm hiểu để giải vấn đề + Tổ chức cho học sinh tham gia hoạt động nhóm, làm việc theo nhóm + Tổ chức hoạt động, thi để học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kỹ thuật + Tổ chức hoạt động trải nghiệm thực tế để học sinh tiếp thu kiến thức nhanh hơn, nhớ lâu Đồng thời, mang lại hứng thú niềm đam mê cho trẻ học Dạy học theo định hướng STEM phù hợp với đối tượng nào? Nhiều người cho dạy học STEM phù hợp với nam giới Đây quan niệm hoàn toàn sai lầm Bởi dạy học STEM phù hợp cho giới thiết kế cho cấp học, từ cấp mầm non THPT cấp cao Mỗi cấp học với độ tuổi khác thiết kế giáo án, chủ đề phù hợp Cùng với dạy học theo phương pháp STEM linh hoạt nhằm giúp người học tiếp cận kiến thức tốt nhất, mang lại hiệu cao Dạy học theo định hướng STEM tiểu học triển khai nhiều trường học mang lại nhiều giá trị tích cực người học Đối với bậc tiểu học, dạy học STEM triển khai qua khía cạnh sau: Giảng dạy lý thuyết môn STEM: Đây yếu tố bắt buộc nắm kiến thức giúp trẻ vận dụng vào thực hành, thực tiễn sống Cho học sinh tham gia, trải nghiệm buổi dã ngoại, thực tế: Điều giúp trẻ hào hứng tìm thấy niềm vui cho buổi học Đồng thời, trẻ hiểu nhiều vấn đề thực tiễn có gắn liền với học Tổ chức buổi thực hành, thí nghiệm: Thực hành khơng giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tế mà giúp trẻ phát triển nhiều kỹ quan trọng Có thể kể đến kỹ phân tích, khám phá, tư duy, phản biện, sáng tạo… Cho trẻ tiếp xúc với robot giáo dục: Đây cách tiếp cận trực quan để trẻ thấy hứng thú việc học Mặt khác, giúp trẻ hiểu thêm lập trình, cơng nghệ, Tốn học, tư logic… Thiết kế tổ chức dạy học phát triển lực học sinh theo phương pháp giáo dục STEM Dạy học STEM thiết kế tổ chức cách khoa học nhằm giúp học sinh phát triển lực nhiều kỹ cần thiết Muốn làm tốt điều đòi hỏi giáo viên phải chuẩn bị giáo án STEM đầy đủ chi tiết Đồng thời, tiến hành giảng dạy theo dự án STEM với chủ đề STEM lên kịch cụ thể Dạy học STEM làm tốt giúp trẻ trang bị nhiều kỹ giúp trẻ tự tin Điều có lợi cho trẻ tương lai Dạy học STEM ngày khẳng định vị trí tầm quan trọng Trong tương lai, hình thức giảng dạy chắn tiếp tục phát triển đầu tư Nếu cha mẹ muốn cho theo học chương trình STEM, 10 Giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thơng a) Định hướng giáo dục STEM chương trình Ở cấp độ chương trình giáo dục phổ thơng, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học, vừa thể phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển lực phẩm chất người học Trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể, giáo dục STEM trọng thông qua biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thơng có đầy đủ mơn học STEM Đó mơn Tốn học; Khoa học tự nhiên; Cơng nghệ; Tin học Vị trí, vai trò giáo dục tin học giáo dục cơng nghệ chương trình giáo dục phổ thơng nâng cao rõ rệt Điều rõ tư tưởng giáo dục STEM mà điều chỉnh kịp thời giáo dục phổ thông trước cách mạng công nghiệp 4.0 Dự kiến chủ đề STEM chương trình mơn học tích hợp giai đoạn giáo dục môn Tự nhiên Xã hội, Khoa học, Tin học Công nghệ (ở tiểu học), môn Khoa học tự nhiên (ở trung học sở); Định hướng đổi phương pháp giáo dục nêu chương trình giáo dục phổ thông tổng thể phù hợp với giáo dục STEM cấp độ dạy học tích hợp theo chủ đề liên môn, vận dụng kiến thức liên môn giải vấn đề thực tiễn Ngoài ra, chuyên đề dạy học giáo dục STEM lớp 11, 12 dự kiến hoạt động trải nghiệm hình thức câu lạc nghiên cứu khoa học, có hoạt động nghiên cứu STEM; Tính mở chương trình cho phép số nội dung giáo dục STEM xây dựng thơng qua chương trình địa phương, kế hoạch giáo dục nhà trường; qua chương trình, hoạt động STEM triển khai, tổ chức thơng qua hoạt động xã hội hóa giáo dục Đối với chương trình giáo dụ cơng nghệ chương trình mới, cụ thể định hướng, PGS Lê Huy Hoàng cho rằng, mục tiêu xây dựng chương trình giáo dục Cơng nghệ theo định hướng STEM Theo đó, dự kiến xây dựng chủ đề STEM trong: Mạch Thủ công kỹ thuật (Tiểu học); Mạch Thiết kế kỹ thuật (THCS); Mô đun tự chọn (lớp 9); Mạch Thiết kế công nghệ (THPT); Cụm chuyên đề học tập tích hợp (HPT) Tuy nhiên, để triển khai thực tiễn cần điều kiện sở vật chất Phịng học mơn; hình thành hệ thống không gian sáng chế (Makerspaces); Về người: Phải chuẩn hóa đội ngũ giáo viên dạy cơng nghệ; Kết nối nhà khoa học trường Đại học, Cao đẳng với hoạt động giáo dục STEM trường phổ thông Khi áp dụng STEM, nhiều thứ: Thứ nhất, giáo dục STEM phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) thông qua thực hành, ứng dụng Thay dạy bốn mơn học đối tượng tách biệt rời rạc, STEM kết hợp chúng thành mơ hình học tập gắn kết dựa ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn Thứ hai, giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành phát triển lực giải vấn đề cho người học Trong học theo chủ đề STEM, học sinh đặt trước tình có vấn đề thực tiễn cần giải liên quan đến kiến thức khoa học Để giải vấn đề đó, học sinh phải tìm tịi, nghiên cứu kiến thức thuộc mơn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị cơng nghệ) sử dụng chúng để giải vấn đề đặt Thứ ba, giáo dục STEM đề cao phong cách học tập cho người học, phong cách học tập sáng tạo Đặt người học vào vai trò nhà phát minh, người học phải hiểu thực chất kiến thức trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình có vấn đề mà người học phải giải Con đường giáo dục STEM cho học sinh chương trình giáo dục phổ thơng có số lưu ý Cụ thể, giáo dục STEM thơng qua hoạt động ngồi lên lớp cần hướng tới việc cung cấp cho học sinh tình huống, bối cảnh đa dạng phong phú đòi hỏi phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép học sinh tư sáng tạo giải vấn đề theo cách khác nhằm đạt kết tốt hơn; cung cấp cho học sinh hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm Giáo dục STEM thông qua dạy học môn thuộc lĩnh vực STEM, nội dung tuỳ theo quy mô chủ đề mà thiết kế để dạy tiết nhiều tiết giáo viên phân chia thời gian để học sinh tham gia hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm giải pháp hay cách thức để giải vấn đề; thu thập thông tin, chứng cuối tổng kết, rút kiến thức “Với nội dung, kết cấu chương trình tổng thể thấy giáo dục STEM có nhiều khơng gian, thời gian để triển khai Về chất giáo dục chương trình giáo dục phổ thơng cách tiếp cận liên ngành dạy học môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn nhằm tạo hội cho học sinh kết nối kiến thức học với vấn đề thực tiễn sống Giúp học sinh đưa giải pháp sáng tạo có hội áp dụng kiến thức học, giúp học snih có suy nghĩ rộng tình hay vấn đề định” “Qua năm đầu triển khai, đội ngũ giáo viên nhiều trường tích lũy nhiều kinh nghiệm dạy học theo định hướng STEM Song song với đó, giáo viên tích cực chia sẻ kinh nghiệm tập huấn lẫn để nâng cao lực nhân rộng hoạt động Sự tham gia học sinh học tổ chức theo định hướng STEM cho thấy hứng thú, tích cực chủ động Nhờ hiệu học tập nâng cao” Để giáo dục STEM thực hiệu quả, cần tiếp tục hỗ trợ đào tạo giáo viên xây dựng nội dung giáo dục STEM, cách khai thác chủ đề STEM chương trình hành, phương pháp tiếp cận giáo dục STEM Tập huấn phương pháp khơi gợi lịng đam mê khoa học, tìm tịi sáng tạo cho học sinh Ngoài ra, cần tăng cường hợp tác, hỗ trợ từ cấp lãnh đạo, trường đại học, Viện nghiên cứu, trung tâm giáo dục STEM đơn vị bạn Tăng cường sở vật chất cho trường học Tóm lại, giáo dục STEM quan trọng để giúp chinh phục giới Trong trường học, giáo dục STEM quan trọng để khơi dậy hứng thú, theo đuổi nghiệp STEM học sinh Tuy nhiên, giáo viên khơng gánh tồn gánh nặng giáo dục STEM mà cha mẹ phải khuyến khích theo đuổi hoạt động STEM Từ đó, bạn trẻ nâng cao nhận thức hứng thú nhà hoạt động ngoại khóa giá trị giáo dục STEM II CẤU TRÚC CHUNG KHI GIẢNG DẠY STEM Giáo dục STEM đặt học sinh trước vấn đề thực tiễn cần giải quyết, địi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để thiết kế thực giải pháp giải vấn đề Giáo dục STEM phong cách học tập cho người học, phong cách học tập sáng tạo phương thức giáo dục tích hợp, lồng ghép theo cách tiếp cận liên môn bổ trợ cho thông qua thực hành, ứng dụng, giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà phải hiểu thực chất kiến thức trang bị, phải biết cách mở rộng kiến thức, thực hành tạo sản phẩm sống ngày Mục tiêu giáo dục STEM Là kết hợp lồng ghép bốn nhóm kỷ lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học với nhau, nhằm phát triển lực giải vấn đề, tư sáng tạo, phân tích, phản biện,… Tiến trình khoa học giáo dục STEM a Đặt câu hỏi muốn tìm hiểu thêm b Dự đốn đưa giả thuyết trả lời câu hỏi c Kiểm tra giả thuyết cách lập kế hoạch tiến hành thí nghiệm quan sát d Theo dõi ghi lại xảy e Sử dụng thơng tin thu từ quan sát / thí nghiệm phân tích rút kết luận g Chia sẻ phổ biến kết Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM Đảm bảo giáo dục toàn diện: Quan tâm, đầu tư tất phương diện đội ngũ giáo viên, chương trình, sở vật chất 10