Người học tiếp cận giáo dục STEM đều là những cá nhân có ưu thế nổi bật về kiến thức và kỹ năng khoa học, kỹ thuật, công nghệ, toán học; có khả năng sáng tạo, tư duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vượt trội, có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện. Giáo dục STEM mang đến một nguồn cảm hứng mới, đáp ứng yêu cầu đổi mới đất nước, đồng thời tạo động lực và môi trường cho sáng tạo cá nhân. Chỉ thị số 16/CT-TTg, ngày 4-5-2017, của Thủ tướng Chính phủ “Về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư” đã chỉ ra một trong các giải pháp để Việt Nam hội nhập thành công trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông; đẩy mạnh tự chủ đại học, dạy nghề; thí điểm quy định về đào tạo nghề, đào tạo đại học đối với một số ngành đặc thù”.

Về giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). STEM cũng là thuật ngữ rút gọn được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Hoa Kỳ (NSF) năm 2001. Hiện nay, thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau, là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp.

Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là các nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Ví dụ: Nhóm ngành nghề về công nghệ thông tin; y sinh; kỹ thuật, điện tử và truyền thông...

Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến giáo dục STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm giáo dục khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học; đến việc huy động kiến thức, kỹ năng của các môn học vào việc giải quyết các vấn đề thực tiễn, qua đó phát triển năng lực cho người học. Có ba cách hiểu chính về giáo dục STEM hiện nay: 1- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. 2- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) của 4 lĩnh vực/môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. 3- Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực/môn học về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trở lên.

Bên cạnh đó, giáo dục STEM cũng được quan niệm như là chương trình đào tạo dựa trên ý tưởng giảng dạy cho học sinh bốn lĩnh vực cụ thể: khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học - trong một liên ngành và phương pháp tiếp cận ứng dụng. Thay vì dạy bốn lĩnh vực này theo những môn học tách biệt và rời rạc, STEM tổng hợp chúng thành một mô hình học tập liền mạch dựa trên các ứng dụng thực tế.

Các nghiên cứu chỉ ra tác động của giáo dục STEM đối với việc nâng cao hứng thú và động cơ đối với các lĩnh vực STEM, phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực khoa học cũng như kết quả học tập của học sinh. Những tác động tích cực của giáo dục STEM đến học sinh biểu hiện cụ thể ở việc tạo động lực học tập, tăng sự tích cực, cảm nhận được ý nghĩa và hăng say trong học tập. Đây là nhân tố quan trọng giúp người học duy trì định hướng nghề nghiệp và sự kiên trì trong các lĩnh vực STEM. Giáo dục STEM còn được xem có ảnh hưởng tích cực đến thành công trong học tập và thái độ của học sinh.

Đối với việc định hướng nghề nghiệp, các nghiên cứu cũng chỉ ra giáo dục STEM đóng vai trò quan trọng. Những trải nghiệm tích cực trong những năm học trung học cơ sở là rất quan trọng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn các môn STEM trong tương lai đối với người học. Phát triển năng lực cần thiết của người học để tham gia vào các lĩnh vực STEM có hiệu quả cần một khoảng thời gian dài. Do đó, các trường phổ thông cần tạo môi trường dạy và học hỗ trợ để phát triển năng lực STEM của người học và tạo tiền đề thuận lợi cho họ phát triển sau này ở bậc học cao hơn.

Về sáng tạo và đổi mới sáng tạo trong bối cảnh hiện nay

Trước tiên, cần nhận thức rằng không có sáng tạo sẽ không có đổi mới. Giáo dục và đào tạo cũng như các chính sách, hoạt động khuyến khích, động viên có tác động tích cực giúp gia tăng năng lực sáng tạo. Đối với một chương trình giáo dục quốc gia, tiếp cận sáng tạo là một trong những yếu tố cốt lõi giúp phát triển năng lực sáng tạo của người học, tạo nguồn nhân lực có chất lượng cao cho xã hội, tạo dựng nền kinh tế tri thức và sáng tạo. Ở nhiều nước, các nội dung sáng tạo được giảng dạy trong các nhà trường từ nhà trẻ tới sau đại học đã phát triển từ lâu với nhiều hình thức giáo dục được áp dụng, như lồng ghép với các nội dung STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học), các hoạt động thí nghiệm, trải nghiệm...

Sáng tạo là một phẩm chất phát triển của con người, từ tổ hợp kiến thức, kỹ năng, thái độ của chủ thể, từ phương pháp độc đáo mà tạo ra sản phẩm có chất lượng vượt trội so với các sản phẩm hay hoạt động bình thường khác. Sáng tạo vốn là một tiềm năng sẵn có của con người, nhưng khơi dậy được tiềm năng hay không lại phụ thuộc vào điều kiện xã hội, trong đó giáo dục chính là ngọn lửa có thể “đốt” lên tiềm năng ấy. Nhờ có sáng tạo, con người tạo ra được những sản phẩm kỳ diệu mà thiên nhiên hào phóng không thể có được; tạo ra những sản phẩm vật chất và tinh thần ngày càng phong phú, đa dạng và tinh vi. Sáng tạo có ở trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người, như giáo dục, khoa học, nghệ thuật, kinh tế, chính trị... Có bốn bộ phận hợp thành trong hoạt động sáng tạo, đó là: 1- Chủ thể sáng tạo; 2- Vấn đề sáng tạo; 3- Những điều kiện khách quan của sáng tạo (gồm có công cụ, phương tiện, tư liệu và môi trường sáng tạo); 4- Sản phẩm sáng tạo. Cả bốn bộ phận này có sự tác động tương hỗ lẫn nhau, trong đó chủ thể sáng tạo là trung tâm, vấn đề sáng tạo là điểm khởi đầu, sản phẩm sáng tạo là kết quả. Ở bộ phận thứ 3 (những điều kiện khách quan của sáng tạo) môi trường sáng tạo là yếu tố tác động tất yếu lên chủ thể sáng tạo, vì con người luôn nằm trong các mối quan hệ xã hội và trong đại đa số trường hợp, sự sáng tạo của chủ thể không thể thiếu những tư liệu, công cụ hay phương tiện vật chất. Giữa sản phẩm sáng tạo và ba bộ phận còn lại có mối quan hệ nhân quả.

Báo cáo tại Diễn đàn kinh tế thế giới, Liên hợp quốc cho rằng, kinh tế sáng tạo là lựa chọn phát triển khả thi đối với các nước đang phát triển trong bối cảnh xã hội biến đổi nhanh chóng. Theo đó, phát triển kinh tế sáng tạo sẽ là một giải pháp hợp lý đối với kinh tế toàn cầu hiện nay. Kinh tế sáng tạo góp phần thúc đẩy tăng trưởng và thịnh vượng, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển. Phát triển nền kinh tế dựa trên tri thức, đổi mới sáng tạo, Việt Nam có điểm thuận lợi là thể chế kinh tế thị trường đã cơ bản được xác lập, tiến trình hội nhập quốc tế đang được đẩy mạnh, nên cơ hội học hỏi, tiếp nhận các thành tựu khoa học - công nghệ từ các nước phát triển và tạo nên những giá trị mới trở nên rộng mở hơn. Tài nguyên là hữu hạn nhưng sức sáng tạo là vô hạn, phát triển kinh tế tri thức sẽ giúp kinh tế các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam chuyển từ phát triển dựa vào tài nguyên sang phát triển dựa vào năng suất và hiệu quả, dựa vào năng lực trí tuệ và sức sáng tạo, đổi mới của con người.

Hệ sinh thái giáo dục STEM thúc đẩy đổi mới sáng tạo

Một nền kinh tế thịnh vượng trong thế kỷ XXI sẽ dựa trên nền tảng của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Điều này đặt ra cho ngành giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng và kiến thức theo chuẩn toàn cầu. Cho đến nay đã có rất nhiều quốc gia theo đuổi chương trình giáo dục STEM bởi họ nhận thấy đó là hướng đi đúng và mang tính tất yếu trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới. Một trong những hiệu quả của giáo dục STEM chính là thúc đẩy sự sáng tạo ở người học. Học STEM giúp học sinh khơi dậy niềm đam mê và sự sáng tạo, hình thành thói quen tự học; biết ứng dụng kiến thức (khoa học, toán học, công nghệ, kỹ thuật) đã học để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống cá nhân cũng như của cộng đồng với những phương pháp tiến bộ và năng động. Với nền tảng công nghệ thông tin, học sinh biết khai thác nguồn dữ liệu thông tin toàn cầu ứng dụng trong học tập, biết cách tiếp cận và phát triển tư duy sáng tạo với các phương pháp số hóa nguồn thông tin. Ngoài ra, hình thành và phát triển cho học sinh các kỹ năng đáp ứng yêu cầu công việc kỷ nguyên số. Triển khai học STEM trong trường học chính là cách để giúp học sinh chủ động đón nhận xu hướng phát triển trong tương lai, rèn luyện năng lực sáng tạo, rèn luyện các kỹ năng khai thác và phát hiện các vấn đề nảy sinh trong học tập, khả năng khái quát hóa, trừu tượng hóa khoa học... Phương pháp, mô hình giáo dục STEM tạo bối cảnh cho học sinh khám phá, sáng tạo.

Từ kinh nghiệm của các nước, như Australia, Anh, Mỹ, Singapore,... và qua thực tiễn gần 10 năm triển khai ở Hà Nội, giáo dục STEM đã mang lại những tín hiệu tích cực cho giáo dục Việt Nam nói chung, giáo dục Thủ đô nói riêng. Từ những dự án nhỏ, được khơi nguồn từ cuộc thi sáng tạo khoa học - kỹ thuật của học sinh phổ thông đến những thay đổi trong chiến lược phát triển của nhiều nhà trường phổ thông, như Trường Trung học phổ thông chuyên Hà Nội - Amsterdam, Trung học cơ sở Trưng Vương, Trung học cơ sở và Trung học phổ thông Nguyễn Tất Thành (Hà Nội)... Cộng đồng xã hội đã ghi nhận nhiều sáng kiến của học sinh phổ thông Hà Nội, từ cải tiến phương pháp học tập (vẽ lại bản hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, phần mềm nhắc nhở thời gian biểu học tập,…), cải thiện công cụ lao động (rô-bốt đưa đồ, hệ thống tưới tự động trong trồng rau,…), đến nghiên cứu môi trường (đo nồng độ ô nhiễm nước ở Hồ Tây (Hà Nội), đo lượng nước mưa,…), nghiên cứu cải tiến kỹ thuật (mũ chống dịch COVID-19 của Việt Nam - Vihelm,…). Mỗi năm, có hàng trăm đề tài khoa học - kỹ thuật của học sinh Hà Nội tham gia các diễn đàn, cuộc thi sáng tạo.

Hà Nội được đánh giá là trung tâm nghiên cứu và triển khai sôi động bậc nhất của Việt Nam và khu vực khi thu hút nhiều đầu tư về giáo dục STEM. Tại Hà Nội, nhiều trường đại học đã thành lập các nhóm nghiên cứu STEM, lựa chọn, đầu tư đào tạo ngành nghề STEM. Những năm gần đây, nhờ có STEM mà các trường này đã thực thi tốt công thức “lan tỏa - thu hút - phát triển - dẫn dắt”. Tỷ lệ công bố quốc tế về STEM của các trường đại học, viện nghiên cứu tại Hà Nội cũng tăng cao, nhiều dự án hợp tác quốc tế đã được hình thành và tiếp tục triển khai.

Hà Nội cũng là môi trường thử nghiệm, thúc đẩy giáo dục STEM quốc gia. Phong trào STEM do Liên minh STEM (bao gồm những cá nhân, tổ chức trong lĩnh vực này cùng nhau tổ chức Ngày hội STEM quốc gia và phổ biến giáo dục STEM) đã góp phần khởi xướng, thúc đẩy hình thành các nhóm nghiên cứu liên ngành về giáo dục STEM, tham gia giúp đỡ, phổ biến giáo dục STEM ở nhiều tỉnh, thành phố trên cả nước.

Giải pháp để giáo dục STEM truyền cảm hứng cho những nhà sáng tạo trong tương lai

Để giáo dục STEM thực sự truyền được cảm hứng cho những nhà sáng tạo trong tương lai, cần quan tâm thực hiện một số giải pháp sau:

Một là, ban hành chiến lược và kế hoạch hành động quốc gia/vùng kinh tế - xã hội trọng điểm về giáo dục STEM, trong đó có xây dựng chính sách hỗ trợ giáo viên trường phổ thông dạy STEM, khuyến khích đầu tư nghiên cứu, triển khai STEM, coi STEM là một mô hình phù hợp, định hướng cho việc xây dựng nội dung, phương pháp dạy học các môn toán, khoa học tự nhiên, công nghệ.

Hai là, tạo hệ sinh thái giáo dục STEM nhà trường - xã hội - doanh nghiệp. Thúc đẩy xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực với môi trường học sáng tạo cùng lộ trình phù hợp, bước đi cụ thể; xác định tầm quan trọng của trường học là lớp học, giờ học và phương pháp dạy học để đổi mới, sáng tạo hơn, tạo ra sự thay đổi toàn diện trong trường học, góp phần hình thành mô hình trường học mới đó là mô hình có sự kết nối nhà trường - xã hội - doanh nghiệp.

Ba là, đầu tư, tạo điều kiện cho những nhà khoa học, kỹ sư sáng tạo, đưa ý tưởng triển vọng thành sản phẩm sáng tạo thực tế, đặc biệt đầu tư cho những ý tưởng đột phá. Tập trung sưu tầm những vấn đề sáng tạo ở mọi lĩnh vực trong đời sống xã hội thành một danh sách “hệ vấn đề sáng tạo” phổ biến trong nhà trường để danh sách này có thể khơi nguồn sáng tạo, trước hết cho các nhà khoa học, kỹ sư sáng chế tương lai.

Bốn là, lấy tính sáng tạo của sản phẩm khoa học, công nghệ làm tiêu chí cao nhất để đánh giá chất lượng sản phẩm, cũng như đánh giá hiệu quả công việc và định mức thu nhập của các nhà khoa học, kỹ sư sáng chế./.