Trong tương lai, ảnh hưởng của khoa học, công nghệ, đặc biệt công nghệ thông tin dần chiếm ưu thế trên mọi mặt của đời sống. Cách mạng công nghiệp lần thứ tư (gọi tắt là công nghiệp 4.0) đang diễn ra thông qua hàng loạt các phát minh và sự phát triển nhảy vọt trong các lĩnh vực như: Internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI), thực tế ảo (VR), tương tác thực tại ảo (AR), mạng xã hội (Social), di động (Mobile), phân tích dữ liệu lớn (analytics of big data) và điện toán đám mây (Cloud)… để chuyển hóa phần lớn thông tin thế giới thực thành thế giới số. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư đang tác động mạnh mẽ trên nhiều lĩnh vực và nhiều quốc gia. Con người chúng ta nhìn xung quanh đều thành ứng dụng của khoa học và công nghệ. Xuất phát từ những thay đổi trong nền kinh tế, các kỹ năng của người lao động cũng đòi hỏi phải thay đổi để đáp ứng phù hợp với nền kinh tế tri thức. Theo báo cáo về các kỹ năng cho công việc trong tương lai của Diễn đàn Kinh tế thế giới (2016), đến sau năm 2020, nhóm 3 kỹ năng được xem là quan trọng hàng đầu đó là: giải quyết vấn đề phức tạp, tư duy sáng tạo và tư duy phản biện.
Trong xu hướng của làn sóng 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 (interdisciplinary), nghĩa là có khả năng kết hợp được tính mới ở các ngành để tạo ra sản phẩm mới. Giáo dục tích hợp 4 lĩnh vưc là khoa học (Science), công nghệ (Technology), kỹ thuật (Engineering) và toán (Mathematics) tạo thành giáo dục STEM là một ví dụ điển hình của xu hướng liên ngành trong tương lai. Trong đó giáo dục về khoa học (science education) được xem là nền tảng thúc đẩy và xây dựng chương trình giáo dục tích hợp STEM. Ngoài ra các kỹ năng sử dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, tạo sản phẩm sáng tạo, kỹ năng tư duy phản biện cũng được đề cao. Theo đó, những người có khả năng phân tích đưa ra lý lẽ dựa vào bằng chứng (evidence-based reasoning) và đưa ra cách quản lý dựa vào bằng chứng (evidene-based management) sẽ được các nhà tuyển dụng và nhà đầu tư đánh giá cao. Chính giáo dục khoa học là cách tốt nhất đề hình thành tư duy dựa vào bằng chứng.
Giáo dục khoa học sớm dành cho trẻ có vai trò quan trọng:
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy vai trò quan trọng và sự ảnh hưởng lớn của giai đoạn đầu của quá trình giáo dục. Chất lượng của chương trình giáo dục sớm có ý nghĩa rất lớn đến sự phát triển nhận thức và hình thành hành vi cho trẻ. Tại Mỹ, các chương trình giáo dục trong giai đoạn mẫu giáo và tiểu học được khuyến khích lồng ghép các chủ đề tích hợp liên quan đến khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán giúp học sinh rèn luyện các kỹ năng và bồi đắp niềm hứng thú trong học tập. Hiện nay, các trường học tại Mỹ đã áp dụng hệ thống tiêu chuẩn đánh giá NGSS để giúp học sinh học tập tốt hơn. Thật sự, học tập STEM đối với giai đoạn giáo dục sớm không phải là học nhớ kiến thức mà là tạo cơ hội cho trẻ trải nghiệm, mang lại niềm vui thích và hào 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 khoá và ngoại khoá của nhà trường và của địa phương. Tuy nhiên cần tránh hiểu nhầm là giáo dục sớm là bắt trẻ học đọc viết sớm so với tuổi sinh lý và sự trưởng thành thể chất của trẻ. Càng không phải là ép trẻ phải học các môn lý thuyết về khoa học và toán sớm. Ở đây, chương trình giáo dục sớm cần chú trọng các hoạt động tương tác, trò chơi khám phá vận dụng các kiến thức STEM, hoạt động cả trong nhà và ngoài trời, khuyến khích trẻ tự trải nghiệm với các giác quan và sử dụng sự thành thạo các công cụ học tập cũng như phối hợp các kỹ năng thực hành trong cuộc sống. Ngoài ra, các chương trình STEM hướng đến các vấn đề thực tiễn của cuộc sống xã hội, như biến đổi khí hậu, nguồn năng lượng tái tạo… giúp học sinh phát triển tư duy phản biện từ góc nhìn của xã hội thực tế cũng tốt hơn.
Hình 1. Cô trò Học viện khám phá cùng tìm hiểu về chuyển động
Dạy khoa học không theo môn mà theo chủ đề tích hợp (thematic integration):
Trong tương lai, giáo dục STEM dần thay thế cách học theo từng môn riêng lẻ. Thực tế, sự phân chia các môn học giúp cho giáo viên dễ dạy, nhưng lại là rào cản hạn chế quá trình học và vận dụng kiến thức cho học sinh. Bởi lẽ các bài toàn thực tế luôn đòi học người học vận dụng nhiều kiến thức cùng một lúc để giải quyết vấn đề. Chẳng hạn khi học sinh làm mô hình một chiếc quạt chạy bằng năng lượng mặt trời, học sinh không chỉ vận dụng kiến thức vật lý về điện mà cả kiến thức về toán học và hóa học, đồng thời phải kết hợp sử dụng các công cụ và sự khéo léo của đôi bàn tay để chế tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh. Cũng từ chủ đề này, học sinh còn có thể mở rộng và liên hệ với các vấn đề xã hội trong cuộc sống như: tính toán về giá trị kinh tế, cách thức trình bày và giới thiệu sản phẩm… Dạy khoa học theo chủ đề tích hợp chính là một cách tiếp cận hiện đại giúp học sinh tư duy được nhiều khía cạnh, đưa ra được nhiều sáng kiến hơn và từ đó tập làm quen với quá trình giải quyết những vấn đề phức tạp của trong cuộc sống.
Hình 2. Một buổi học về tên lửa tại Học viện Khám Phá
Các chương trình học khoa học không chính quy (informal learning) có ý nghĩa quan trọng:
Các chương trình học không chính quy bao gồm các hoạt động học tập sau giờ chính khoá ở trường (after-school programs), các hoạt động vào dịp hè (summer programs), các hoạt động dã ngoại (field trips), và các hoạt động trực tuyến (online programs). Các hoạt động này có ưu điểm là tạo ra sự linh hoạt trong môi trường học tập, với các nguồn thông tin và cơ sở dữ liệu học tập phong phú. Tại các nước phát triển, như Mỹ, Canada, Úc,… các chương trình học không chính quy rất đa dạng, từ các sở thú, viện bảo tàng đến các phòng thí nghiệm, trang trại, học liệu mở (MOOC) đều tạo ra các môi trường học tập tích cực cho học sinh. Những môi trường học tập này vừa tạo hứng thú cho học sinh cảm thấy việc học gần liền với thực tế, đồng thời cũng là nơi nuôi dưỡng và định hướng nghề nghiệp trong tương lai của trẻ. Trong tương lai, việc các cơ sở sản xuất, nhà máy mở ra các dịch vụ giáo dục không chính quy dành cho học sinh sẽ tạo điều kiện cho cả hai bên cùng có lợi, phía nhà máy có thêm nguồn thu mới và phía học sinh có thêm cơ hội được học tập thực tế. Trong xã hội hiện đại, quá trình học tập không chính quy tăng lên không ngừng qua các phương tiện truyền thông và mạng Internet… Đó chính là học suốt đời (lifelong learning) trong xã hội học tập, nơi hình thành những con người biết suy nghĩ độc lập, sáng tạo, đáp ứng những yêu cầu của xã hội hiện đại.
Hình 3. Các bạn nhỏ tham gia buổi ngoại khóa tại Bảo Tàng Hà Nội
Nói tóm lại, giáo dục khoa học sớm cho trẻ đóng vai trò quan trọng không chỉ cung cấp kiến thức về hiểu biết thế giới tự nhiên, hiểu biết các ứng dụng của khoa học – công nghệ trong đời sống hàng ngày, mà hơn thế còn giúp cho trẻ hình thành tư duy sáng tạo, tư duy phản biện và cách thức giải quyết các vấn đề mang tính phức tạp trong cuộc sống.
Nguyễn Thành Hải
| Về tác giả Nguyễn Thành Hải, hiện đang là nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành Giáo dục Khoa học, Viện Nghiên cứu Giáo dục STEM, ĐH Missouri, Mỹ. Là thành viên hiệp thường trực Hiệp hội NSTA và NARST, cố vấn chương trình Make Science Make Sense do Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ – YSEALI – World Learning tài trợ. Đồng sáng lập hệ thống Thư Viện Trẻ Sáng Tạo tại Mỹ. |