Chuyển đổi số trong dạy học và thiết kế bài giảng điện tử
theo phương pháp giáo dục STEM cấp Tiểu học
Giáo dục STEM là gì?
Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kĩ thuật (Engneering) và Toán học (Mathematic) vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.
Qua quá trình phát triển giáo dục, thuật ngữ STEM đã được bổ sung thêm các yếu tố tùy thuộc vào mục tiêu và quan điểm của người nghiên cứu. Hiện nay, có nhiều thuật ngữ liên quan STEM như: STEAM (thêm yếu tố Nghệ thuật (Art) vào STEM; STREAM (thêm yếu tố khoa học Robotics) vào STEAM.v.v. nhưng đều trên nền STEM và chúng ta thống nhất chung cách gọi là Giáo dục STEM.
Được biết, trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, STEM thể hiện rõ trong xu hướng giáo dục tích hợp. Đặc biệt cấp tiểu học có thể ứng dụng dạy STEM ở môn Khoa học tự nhiên lớp 1, 2, 3 hay môn Lịch sử, Địa lý lớp 4, 5. Ý nghĩa tích hợp thể hiện Trong cuộc hành trình đi tìm tri thức có hệ thống về quy trình và kỹ thuật dùng để xử lí thông tin theo cách tiếp cận tích hợp liên môn, gắn với giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực của người học, các nhà giáo dục và các bậc cha mẹ đã tìm ra nhiều mô hình giáo dục nói chung trong đó có giáo dục STEM nói riêng. Những, bước tiến lớn về giáo dục STEM đã xuất hiện sớm ở các nước phương Tây, góp phần thúc đẩy quá trình đổi mới giáo dục theo xu hướng hiện đại. Các nước phương Đông nói chung, Việt Nam nói riêng đã và đang nhận thức rõ tính hữu dụng của giáo dục STEM, đồng thời bước đầu triển khai áp dụng có hiệu quả ở các cấp học khác nhau.
Trong tài liệu dùng cho tập huấn triển khai thực hiện thí điểm giáo dục STEM cấp tiểu học của BGD&ĐT, tháng 9/2022, nội hàm của STEM được hiểu như sau:
- Kỹ năng khoa học (Science): Học sinh được trang bị những kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
- Kỹ năng công nghệ (Technology): Học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng internet, máy móc.
- Kỹ năng kỹ thuật (Engineering): Học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
- Kỹ năng toán học (Math): Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
Song song với các kỹ năng trên đây, Giáo dục STEM sẽ giúp cho học sinh có những kỹ năng phù hợp để phát triển như: Tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề; Kỹ năng trao đổi và cộng tác; Tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến; Văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông; Kỹ năng làm việc theo dự án; Kỹ năng thuyết trình. Trong Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt như học qua dự án - chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp Học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM.
Tuyên truyền nâng cao nhận thức về giá trị của STEM trong cuộc sống.
Sự hội nhập sâu rộng và phát triển kỳ diệu của KH-CN buộc các chủ thể mà nhất là đội ngũ CBQL và giáo viên người truyền đạt kiến thức đến đối tượng tương tác trong tiếp nhận, phải có tầm nhìn chiến lược hiểu về triết lý giáo dục trong thời kỳ chuyển đổi số để linh hoạt nhạy bén trong việc định hướng, lựa chọn tổ chức thực hiện hoạt động giáo dục STEM phải mang tính tính đồng bộ, hệ thống, để việc tuyên truyền sự ra đời của công văn là mốc quan trọng trong việc định hướng và hướng dẫn triển khai các hoạt động STEM đến tất cả các trường tiểu học thực hiện hiệu quả, đồng bộ.
Bồi dưỡng kỹ năng giáo dục STEM, lựa chọn chủ đề tích hợp liên môn trong chương trình.
Nguồn nhân lực chính tạo nên chất lượng giá trị giáo dục là cán bộ quản lý, giáo viên, tổ, khối, chuyên môn. Để năng cao hiệu quả giáo dục STEM, trước hết phải bồi dưỡng nâng cao kỹ năng hoạt động giáo dục STEM cho đội ngũ cán bộ quản lý, giáo viên ở các nhà trường tiểu học. Giáo dục STEM cần phải được đưa vào kế hoạch giáo dục của năm học. Trong đó, phải xác định rõ các nội dung của môn học, các chủ đề được thực hiện theo phương thức giáo dục STEM. Các nội dung dự định được thực hiện theo phương thức giáo dục STEM phải được phổ biến trước cho tổ bộ môn và giáo viên từ đầu năm học. Các tổ bộ môn cần phải thảo luận về phương pháp, hình thức tổ chức thực hiện, phân công nhiệm vụ cụ thể cho giáo viên, có phương án phối hợp với các lực lượng có liên quan và xác định cơ sở vật chất, các điều kiện đảm bảo cho giáo dục STEM.
Đa dạng hóa các hình thức giáo dục STEM trong thực hiện và trải nghiệm.
Gắn kết giữa nhà trường, gia đình và xã hội để thực hiện các hình thức giáo dục STEM cho học sinh. Đặc biệt, trong các hình thức hoạt động trải nghiệm thực tiễn cần phải có sự liên kết, phối hợp với địa phương và gia đình. Một số nội dung giáo dục STEM có thể liên kết với nội dung giáo dục địa phương theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018. Ứng dụng khoa học, công nghệ kỹ thuật, toán học vào trong các liên môn, tuy không có một công thức nào dành riêng cho quá trình này, nhưng hoàn toàn có thể vận dụng các khung đánh giá chất lượng hiệu quả giáo dục cũng như các khung đảm bảo chất lượng giáo dục để định hướng quá trình giáo dục STEM là phù hợp với nhu cầu thực tiễn, tạo nên môi trường liên kết trong hội nhập phát triển.
Quản trị cơ sở vật chất, thiết bị và công nghệ trong giáo dục STEM.
Đặc điểm của giáo dục STEM đòi hỏi phải có môi trường và cơ sở vật chất đảm bảo cho các hoạt động thực hành, trải nghiệm. Điều đó đòi hỏi các trường tiểu học phải có kế hoạch xây dựng và liên kết với các cơ quan, đơn vị trên địa bàn, liên kết với các trường bạn để phát triển mạng lưới cơ sở hạ tầng đảm bảo cho các hoạt động trải nghiệm của giáo dục STEM. Không gian trong cơ sở giáo dục phải đảm bảo cho việc học tập, trải nghiệm, vui chơi, giải trí đáp ứng mục tiêu phát triển giáo dục rõ qua dạy STEM và nhấn mạnh về kỹ năng học tập cần có của học sinh.
Như vậy, giáo dục STEM vừa mang ý nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. Ngoài ra, giáo dục STEM còn góp phần thực hiện các mục tiêu sau:
- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS. Đó là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học, biết liên kết các kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
- Phát triển các năng lực chung cho HS, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.
- Định hướng nghề nghiệp cho HS. Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS kiến thức nền tảng cho việc học tập ở mức độ cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai.
Làm thế nào để đưa giáo dục STEM vào trường học?
Theo tôi, để HS có kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn thì GV cần liên tục đặt HS vào trong các vấn đề thực tiễn, dạy kiến thức qua hoạt động. Có thể định nghĩa “Vấn đề thực tiễn trong dạy học là hiện tượng của tự nhiên hay xã hội diễn ra trong cuộc sốngvà chứa đựng những điều cần đượcgiải thích, chứng minh, giải quyết thông qua các bài tập, các nhiệm vụ học tập do GV xây dựng và tổ chức cho HS thực hiện”.
Vậy để giải quyết được các vấn đề thực tiễn cần tổ chức các hoạt động giáo dục STEM thông qua các hình thức:
Thứ nhất: Giáo dục STEM thông qua các hoạt động ngoài giờ lên lớp, qua hai hoạt động chính là trải nghiệm và nghiên cứu khoa học.
Trong hoạt động trải nghiệm STEM, HS được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống. Để làm được hoạt động này cần có sự tham gia, hợp tác của các trường phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, doanh nghiệp, các trường Đại học, trung tâm khoa học công nghệ…
Trong hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức giáo dục STEM gắn với cuộc thi khoa học kỹ thuật và khởi nghiệp cho HS với nhiều chủ đề khác nhau.
Thứ hai: Giáo dục STEM thông qua dạy các môn thuộc lĩnh vực STEM
Trong các môn học, nhất là các môn khoa học tự nhiên có rất nhiều chủ đề gắn với giáo dục STEM. Có thể thiết kế các chủ đề STEM theo các cách dạy khác nhau như: Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất; Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học và Chủ đề STEM nhiều môn kết hợp.
Theo quan điểm xây dựng Chương trình giáo dục phổ thông 2018, các nội dung dạy học có tính tích hợp cao ở các lớp học dưới, phân hóa dần ở các lớp học trên. Do đó, giáo dục STEM trong giai đoạn giáo dục cơ bản, đặc biệt là ở cấp tiểu học, có mục tiêu là tạo cơ hội để học sinh tích hợp kiến thức; hình thành các kỹ năng và năng lực trong hoạt động học tập trải nghiệm. Đồng thời, giáo dục STEM tạo môi trường để tăng cường các hoạt động kết nối với cộng đồng; giúp cho học sinh có cơ hội tiếp cận, có những hiểu biết cơ bản về ứng dụng kiến thức học tập vào thực tiễn cuộc sống, bước đầu tạo tiền đề cho việc định hướng nghề nghiệp của học sinh. Đây là những ưu điểm vượt trội của giáo dục STEM mang lại hiệu quả cho học sinh tiểu học và cần được đẩy mạnh phát triển nhiều hơn nữa.