Thuật ngữ tích hợp “integrate” có nguồn gốc từ tiếng La tinh “integer” với nghĩa là kết nối điểm chung của những bộ phận riêng lẻ để tạo ra cái thống nhất, toàn vẹn.
Theo D’Hainaut (1980)6 thì có các phương thức khác nhau để tích hợp các môn học, đó là tích hợp nội môn, đa môn, liên môn, liên môn sâu và xuyên môn. Xét theo mức độ tích hợp giữa các môn khoa học với nhau thì các phương thức trên có thể được biểu diễn theo sơ đồ như hình 1.1.
Hình 1.1. Mức độ liên môn và các phương thức dạy học tương ứng
Các nhà giáo dục đều nhận định giáo dục STEM tự bản chất là một hình thức DH tích hợp (Vasquez, 2015 & Dugger, 2010).
Vasquez (2015) đưa ra các biểu hiện cho biết hoạt động STEM đang thuộc mức độ tích hợp nào như sau:
20
-Mức độ tích hợp nội môn: HS học tập các khái niệm, kĩ năng của các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học một cách riêng lẻ bởi các GV khác nhau.
-Mức độ tích hợp đa môn: HS học tập các khái niệm, kĩ năng của các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học một cách riêng lẻ bởi các GV khác nhau nhưng theo một nội dung chủ đề xuyên suốt.
Lấy ví dụ minh họa khi một nhóm GV muốn DH chủ đề STEM về “kiến trúc”: GV Khoa học sẽ cung cấp kiến thức về tính chất các loại đá và so sánh các vật liệu xây dựng. GV Công nghệ sẽ trang bị cho HS kiến thức về quy trình thiết kế, thi công một công trình kiến trúc và cách đọc các bản vẽ nhà ở thông dụng. Và HS sẽ học cách tính toán chi phí nhân công, vật liệu xây dựng cho một công trình kiến trúc trong môn Toán.
-Mức độ tích hợp liên môn: HS học tập các khái niệm, kĩ năng của các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học với mục đích vận dụng vào giải quyết một vấn đề thực tế. Các GV thiết kế một chương trình học chung trong đó mỗi môn học đảm nhận việc giải quyết một mặt của vấn đề thực tế đang xét. Bấy giờ, ranh giới giữa các tri thức và kĩ năng trong mỗi môn học được xóa mờ hơn, các môn học trở nên gắn kết với nhau trong mục tiêu chung là giải quyết vấn đề thực tế.
Chẳng hạn, vấn đề thực tế đặt ra là “phục hồi một khu đất trong địa phương đã bị nạn cháy rừng phá hủy”. GV Khoa học sẽ họp bàn với GV Toán để xem mỗi bộ môn có thể đóng vai trò gì trong việc giải quyết vấn đề này. Cùng nhau, các GV quyết định rằng môn Khoa học sẽ hướng dẫn HS sử dụng phương pháp lát cắt địa hình để thu thập thông tin về giống loài, số lượng và phân bố địa lý của các loài cây trong khu vực xung quanh nơi cần phục hồi. Trong môn Toán, HS sẽ phân tích thông tin đã thu thập được và tính toán đưa ra số lượng và loại cây cần trồng để phục hồi hệ sinh thái đã mất cho khu vực.
-Mức độ tích hợp xuyên môn: Đây được xem là mức độ tích hợp cao nhất và khó đạt được nhất trong giáo dục STEM. Mức độ này thường đòi hỏi đi kèm với hình thức DH theo dự án (project-based learning), trong đó HS có sự phân vai để cùng nhau thực hiện một sản phẩm phục vụ cho nhu cầu thực tế của HS hoặc của cộng đồng.
21
Chẳng hạn ví dụ trong mức độ tích hợp liên môn sẽ được phát triển thành mức độ tích hợp xuyên môn khi HS áp dụng những số liệu đã phân tích để tiến hành một dự án tái canh tác. Khi đó, nhóm HS phân tích các số liệu sẽ có vai trò như những nhà khoa học và nhà toán học, một nhóm sẽ đóng vai nhà tuyên truyền để kêu gọi người dân địa phương quyên góp cây trồng và gây quỹ, một nhóm khác sẽ giữ vai trò nhà quản lý dự án để viết kế hoạch chi tiết gửi đến hội đồng thành phố để thuyết phục họ về tính khả thi của kế hoạch và đề nghị hỗ trợ nếu cần.
Vasquez minh họa các mức độ tích hợp của hoạt động STEM bằng một mặt nghiêng
Hình 1.2. Mặt nghiêng tích hợp của STEM
Có thể thấy, hoạt động giáo dục STEM có thể được xếp vào các phương thức tích hợp khác nhau tùy theo nội dung và cách tổ chức hoạt động ấy.
Như vậy, về lý luận, STEM không phải là một định hướng dạy học (DH) hoàn toàn mới được du nhập vào Việt Nam trong những năm gần đây. Thực ra, nó chỉ là một hình thức của DH tích hợp, liên môn, đã được quan tâm từ trước đó ở Việt Nam. Cái mới của nó nằm ở chỗ: việc sử dụng các tri thức khoa học, toán học cũng như các công cụ công nghệ phải cho phép tạo ra sản phẩm hay mô hình sản phẩm phục vụ cho đời sống thực tế (với một số ràng buộc nào đó).
DH tích hợp đem lại nhiều lợi ích cho học sinh (HS): ghép được những kiến thức và kĩ năng có liên quan giữa các môn học để phục vụ cho một thế giới thống
22
nhất không bị cắt ra thành từng lĩnh vực riêng bởi rào cản giữa các môn học, làm cho việc học gần gũi với cuộc sống của các em.
Tuy nhiên, thực tế ở các cấp, lớp càng cao tại Việt Nam, quan điểm DH tích hợp lại càng ít được phát triển. Phần lớn nội dung tích hợp tập trung trong nội tại từng môn học, sự tích hợp theo hình thức đa môn, liên môn hay xuyên môn chưa có nhiều giải pháp thực hiện. Do đó, các hoạt động STEM được kỳ vọng trở thành một hướng mới để phát triển quan điểm tích hợp trong DH tại Việt Nam.