7. Kết cấu đề tài
2.4.1. Vai trò của giáo dụcSTEM trong dạy học ở tiểu học
Trong xu hướng của cách mạng công nghiệp 4.0, nguồn lao động chất lượng cao không chỉ cần có kiến thức chuyên ngành mà đòi hỏi có sự hiểu biết của liên ngành. Ngoài ra các kỹ năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, tạo sản phẩm sáng tạo và làm việc nhóm ngày càng được đề cao. Trong khi đó, ảnh hưởng của khoa học công nghệ, đặc biết công nghệ thông tin dần chiếm ưu thế trên mọi mặt của đời sống. Giáo dục STEM là một hướng tiếp cận mới giúp trang bị cho học sinh những kiến thức cần thiết cần thiết liên quan đến 4 lĩnh vực là khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán. Các kiến thức và kỹ năng này gọi là năng lực STEM. Điểm nổi bật của STEM là kết nối, liên hệ thông tin giữa các lĩnh vực vào trong cuộc sống.
- Học STEM đối với giai đoạn giáo dục cơ bản không phải là học sớm để biết nhiều kiến thức mà tạo cơ hội cho trẻ trải nghiệm, kích thích phát triển các giác quan,
cảm xúc mang lại niềm vui thích và hòa hứng cho trẻ học tập về sau. Quá trình này cần được bồi dưỡng thường xuyên và liên tục trong cả những hoạt động chính khóa và ngoại khóa của nhà trường. Sự trải nghiệm với các kiến thức STEM trong giai đoạn giáo dục sớm giúp học sinh cảm thấy khoa học vừa có yếu tố bất ngờ, thú vị nhưng cũng rất gần gũi và dễ thực hiện. Nuôi dưỡng đam mê và khơi gợi óc tò mò ham học hỏi ở giai đoạn giáo dục sớm có ý nghĩa quan trọng trong hành trình giáo dục con người và trẻ về sau.
- Ở giai đoạn định hướng nghề nghiệp, giúp học sinh tìm hiểu được các ngành nghề trong tương lai và thấy được đam mê cũng như năng lực mình phù hợp với ngành nghề đó. Do đó, hướng nghiệp là một quá trình lâu dài không thể tổ chức thành một buổi vào cuối cấp, mà phải gắn liền và xuyên suốt trong chương trình học phổ thông, để học sinh có điều kiện tìm hiểu toàn diện và đa dạng các lĩnh vực, cũng như có được nhiều cơ hội hình thành sở thích và thể hiện được năng lực của bản thân. Sở dĩ hướng nghiệp nên được lồng ghép vào các bài học cụ thể là bởi vì thông qua các hoạt động thực hành, kiến thức được vận dụng, học sinh mới dễ dàng nhận thức và hình dung được công việc cụ thể của một nghề nào đó, thấy được đóng góp ngành nghề đó cho xã hội, thấy được các năng khiếu của bản thân và đam mê của mình trong đó. Ngoài ra, có những ngành nghề thực tế chưa xuất hiện trong thời điểm hiện tại, nhưng thông qua các hoạt động học thực hành STEM sáng tạo, học sinh có thể thấy bản thân có thể phát triển nên một hoạt động công việc gì đó mới trong tương lai. Giáo dục STEM chính là khơi gợi và truyền ngọn lửa đam mê nghề nghiệp cho trẻ thông qua các hoạt động thực hành, trải nghiệm.
❖ Định hướng phát triển năng lực của giáo dục STEM
Để từng bước đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông làm tiền đề, cơ sở để thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới, theo tôi cần phải xây dựng theo các chủ đề từng môn hoặc tích hợp liên môn ở các môn học STEM. Các chủ đề STEM cần theo hướng rất linh hoạt và có thể triển khai dưới nhiều hình thức.
Các năng lực mà con người cần có để đáp ứng được những đòi hỏi của sự phát triển khoa học – công nghệ trong cuộc cách mạng 4.0 cũng chính là những năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh và đã được mô tả trong Chương trình giáo dục phổ thông mới. Để thực hiện được mục tiêu phát triển năng lực đó cho học sinh, TS Nguyễn Chí Thành cho rằng, trong quá trình dạy học, cần phải tổ chức hoạt động
dạy học phỏng theo chu trình STEM. Nghĩa là học sinh được hoạt động theo hướng “trải nghiệm” việc phát hiện và giải quyết vấn đề (sáng tạo khoa học kĩ thuật) trong quá trình học tập kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn.
Mối quan hệ giữa Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học trong sự phát triển của khoa học - kĩ thuật được thể hiện khái quát trong chu trình STEM dưới đây.
Sơ đồ 2.1: Chu trình STEM.
Chu trình trên đây bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học và Quy trình kĩ thuật.
Quy trình khoa học: Xuất phát từ các ý tưởng khoa học, với sự hỗ trợ của các công nghệ hiện tại, với công cụ toán học, các nhà khoa học khám phá ra tri thức mới. Để thực hiện công việc đó, các nhà khoa học thực hiện quy trình: câu hỏi - giả thuyết - kiểm chứng - kết luận. Kết quả là phát minh ra kiến thức mới cho nhân loại.
Quy trình kĩ thuật: Xuất phát từ vấn đề hay đòi hỏi của thực tiễn, các nhà công nghệ sử dụng kiến thức khoa học, toán học sáng tạo ra giải pháp công nghệ ứng dụng các kiến thức khoa học đó để giải quyết vấn đề. Để thực hiện việc này, các nhà công nghệ thực hiện quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận. Kết quả là sáng chế ra các sản phẩm, công nghệ cho xã hội.
Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học - kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.