Vẽ giúp làm sáng tỏ những ý tưởng. Vẽ giúp truyền đạt ý tưởng. Và vẽ cũng giúp có thêm nhiều ý tưởng mới. Từ những mẫu thiết kế nhà, cho đến bảng hiệu quảng cáo, từ những sơ đồ khoa học cho đến những những mẫu đồ chơi, tất cả đều cần đến tư duy về hình vẽ. Trong lĩnh vực giáo dục khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán (STEM), vẽ luôn là kỹ năng cần thiết. Ở đâu cũng cần có những bản vẽ. Từ những sơ đồ, biểu đồ đơn giản cho đến những bản vẽ kỹ thuật chi tiết phức tạp, tất cả đều cần tư duy hệ thống và logic. Trong bài viết này, tôi sẽ giới thiệu về tầm quan trọng và cách thức tích hợp dạy vẽ trong giáo dục STEM.
Tại sao cần dạy vẽ trong giáo dục STEM?
Các bằng chứng tâm lý học, giáo dục và thần kinh học đều cho thấy hoạt động vẽ mang lại nhiều lợi ích cho quá trình học của trẻ, không chỉ giúp học sinh dễ nhớ và còn phát triển tư duy về không gian, tư duy hệ thống và thái độ học tập tích cực.
- Vẽ giúp học trực quan dễ hiểu và dễ nhớ hơn. Hình ảnh đại diện như hình vẽ, sơ đồ, và biểu đồ có thể truyền tải thông tin phong phú và rõ ràng hơn các dòng văn bản. Trong tiếng Anh có thành ngữ, “A picture is worth a thousand words” (một bức ảnh đáng giá ngàn lời nói) thường để ví cho ý nghĩa quan trọng của hình vẽ. Và điều dễ dàng nhận thấy đó là hầu hết các sách thiếu nhi, từ chuyện cổ tích cho đến khoa học viễn tưởng, đều tràn ngập hình ảnh với nhiều màu sắc khác nhau. Đó chính là cách giáo dục cho trẻ về hiểu biết mang tính trực quan (visual literacy)[1]. Các nghiên cứu giáo dục cũng chứng minh rằng khi sử dụng các công cụ trực quan, (chẳng hạn như bản vẽ, các mô hình), sẽ giúp não kết nối các thông tin cũ và mới tốt hơn, từ đó có thể giúp duy trì ghi nhớ thông tin lâu dài hơn[2].
- Vẽ giúp phát triển tư duy về thị giác – không gian (visual – spatial thinking). Một đặc điểm quan trọng trong lĩnh vực ngành STEM đó là tư duy về thị giác – không gian. Tư duy này giúp cho việc quan sát, phản ánh lại và tính toán trong các bản vẽ kỹ thuật và thiết kế mô hình được đảm bảo tính chính xác cao. Ngoài ra, tư duy thị giác – không gian còn cho phép người học có thể phát triển được tầm nhìn về một “bức tranh lớn” cho một vấn đề phức tạp nào đó với đầy đủ các chi tiết của các thành phần trong hệ thống[3]. Bên cạnh đó, tư duy về thị giác – không gian cũng góp phần hình thành nên siêu nhận thức (metacognition), tức là kỹ năng tư duy về cách con người chúng ta tư duy[4]. Cụ thể là thông qua các bước thực hành vẽ trong quá trình học STEM, học sinh học được cách: phân tích đối tượng hoặc ý tưởng; đưa ra quyết định về chọn lựa đặc điểm nào cần được nhấn mạnh; đánh giá về kích thước, hình dạng và màu sắc; và tìm các mối liên hệ và ý nghĩa giữa các thành phần bên trong hệ thống sự vật, hiện tượng hay khái niệm. Trong một công bố nghiên cứu giáo dục thực nghiệm gần đây, kết quả cho thấy các học sinh tiểu học khi tham gia các hoạt động vẽ khoa học đã phát triển về tư duy không gian 3 chiều khá sớm, điều mà thông thường các học sinh trình độ phổ thông mới có cơ hội phát triển[5].
- Vẽ giúp phát triển đồng thời cả những kỹ năng thực hành (hands-on) và tư duy (minds-on) cùng một hoạt động. Điều này có thể ví như một mũi tên bắn trúng được hai đích. Thật vậy, khi được yêu cầu vẽ một chu trình vòng đời của bướm, học sinh không chỉ quan sát thực tế về sự biến đổi hình thái sinh học từ trứng, sâu, nhộng và thành bướm, mà quá đó học sinh còn phải suy nghĩ về kích thước, số lượng, thời gian, không gian, môi trường sống của từng giai đoạn. Những câu hỏi của giáo viên như: “liệu các trứng đều nở thành bướm hết không?”, “giai đoạn nào không cần thức ăn bên ngoài?”, sẽ kích thích tư duy khoa học của học sinh hiểu biết hơn về quá trình sinh học của loài bướm. Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng, các bản vẽ mang tính quy trình, sơ đồ, mô hình giúp học sinh phát triển tư duy và nhận thức các khái niệm một cách sâu sắc[6].
- Ngoài ra, một điều thú vị nữa là vẽ còn giúp rèn luyện thái độ sống tích cực, giảm các hội chứng mất tập trung và bướng bỉnh[7]. Để có thể vẽ tốt, trẻ cần phải tập quan sát và thể hiện lại một cách cẩn thận. Chính nhờ quá trình thực tập và được hướng dẫn của giáo viên, trẻ sẽ rèn luyện được thái độ tích cực đối với quá trình học. Một số nghiên cứu gần đây cho thấy đối với các học sinh nam ở bậc tiểu học, vốn gặp hội chứng rối loạn thách thức chống đối (Oppositional Defiant Disorder – ODD), việc tăng cường hoạt động vẽ trong các giờ học đã giúp cho các em cải thiện đáng kể khả năng lắng nghe, tính kiên trì và cải thiện thành tích học của mình[8],[9]. Mối liên hệ thần kinh vận động, thị giác với cảm xúc và trạng thái tâm lý tích cực đang thu hút rất nhiều nghiên cứu của nhiều lĩnh vực khoa học trong thời gian gần đây.
Tích hợp kỹ năng vẽ trong giáo dục STEM như thế nào?
Có nhiều cách tiếp cận để tích hợp kỹ năng vẽ trong giáo dục STEM. Sau đây, tôi xin trình bày 3 tiếp cận phổ biến: Bắt đầu từ những khái niệm đơn giản, Lồng ghép trong thảo luận và Sử dụng trong đánh giá.
Bắt đầu bằng những khái niệm đơn giản
Các nghiên cứu giáo dục gần đây chỉ ra rằng, việc dạy vẽ trong các chủ đề khoa học và kỹ thuật đơn giản hơn chúng ta nghĩ và hoàn toàn có thể bắt đầu từ những giai đoạn dạy học rất sớm dành cho trẻ[10],[11]. Ngay từ khi trẻ chưa biết viết, các hình vẽ đơn giản cũng có thể giúp truyền đạt các thông tin khoa học. Chẳng hạn như sau khi quan sát một hạt đậu nảy mầm, có thể yêu cầu học sinh mẫu giáo vẽ lại để minh họa cho khái niệm hạt nảy mầm. Các bé mẫu giáo có thể vẽ lại theo cách quan sát bằng mắt thường, hay dựa vào các quan sát gián tiếp như xem tranh, xem qua phim. Các hình vẽ có thể nghệch ngoạc, chưa chuẩn xác về kích thước, nhưng nếu diễn đạt được logic về sự thay đổi theo trình tự thì đó cũng là một tư duy về mặt khoa học. Những hình vẽ đơn giản ban đầu ấy chính là một cơ hội học tập để các bé mẫu giáo hình thành nên các khái niệm khoa học đi kèm với hình ảnh. Chẳng hạn như: thay đổi về kích thước, thay đổi về các bộ phận, thay đổi về màu sắc… Ngoài ra, các khái niệm có thể kết nối với nhau tạo thành một bản đồ tư duy (mind map) hay bản đồ khái niệm (concept map). Ở các cấp học lớn hơn, các yêu cầu vẽ lại quá trình thí nghiệm, vẽ lại hiện tượng quan sát được, hay tóm tắt bằng các sơ đồ mang tính chất tổng hợp chính là những bài tập vận dụng để làm rõ các khái niệm khoa học mà các lớp học nào cũng có thể áp dụng được.
Khuyến khích thảo luận trong khi vẽ:
Vẽ trong dạy học STEM không chỉ là rèn luyện kỹ năng vẽ mà còn chú trọng phát triển kỹ năng tư duy (thinking). Mục tiêu này được thúc đẩy thông qua một quá trình đặc biệt đó là thảo luận trong lúc vẽ. Khi giáo viên hướng dẫn học sinh vẽ, giáo viên gợi mở cho học sinh cách chia sẻ các góc nhìn đa chiều và trau chuốt hơn cách tư duy của mình. Các câu hỏi gợi ý chẳng hạn như: “Các em thấy điều gì là nổi bật nhất?”, “hình dáng của vật giống hình gì mà các em đã từng thấy?”… Ngôn ngữ diễn đạt phong phú trong quá trình vẽ sẽ giúp các học sinh phát triển đồng thời các kỹ năng quan sát và tư duy. Điều đặc biệt lưu ý là giáo viên cũng cần khéo léo tôn trọng cách tư duy của các em học sinh. Tránh áp đặt suy nghĩ của người lớn, tránh dùng những từ ngữ quá mới, mơ hồ đối với lứa tuổi của trẻ. Bởi mỗi trẻ em sẽ có một cách nhìn riêng về cùng một sự vật, hiện tượng. Quá trình giáo dục cần giúp cho các cách nhìn riêng của các em phải càng trở nên phong phú, sâu sắc và ngày càng hợp lý hơn.
Phần thảo luận có thể bắt đầu trước khi vẽ, trong quá trình vẽ và sau khi vẽ xong (ví dụ như trong hình 1). Giáo viên cần tạo những khoảng thời gian thảo luận nhất định để cho học sinh được thể hiện ý kiến của mình. Có thể kết hợp với cách làm việc theo từng cặp, hoặc theo từng nhóm. Có những bản vẽ cần nhiều thời gian thảo luận hơn vì đòi hỏi phải quan sát kỹ hoặc thông qua các bước thu thập dữ liệu trước đó. Chẳng hạn như sau khi quan sát hiện tượng chiếc bong bóng xì hơi giúp chiếc xe mô hình chuyển động về phía trước, học sinh có thể vẽ lại cơ chế vật lý đã khiến chiếc xe chuyển động. Để làm được việc này, học sinh phải làm mô hình chuyển động của xe lặp đi lặp lại nhiều lần, vẽ lại các giai đoạn chuyển động của xe và của bong bóng, và chú thích cho từng giai đoạn. Đối với các học sinh ở cấp độ thấp, quá trình vẽ có thể được hỗ trợ thêm bằng các nhãn chú thích đã được in sẵn. Đối với học sinh ở cấp độ lớn hơn, giáo viên có thể yêu cầu thêm bằng cách diễn giải các công thức toán học và thông số đo đạt ở bên cạnh hình vẽ, làm cho bản vẽ có nhiều thông tin mang tính kỹ thuật hơn. Trong quá trình này, các thảo luận được gợi mở thông qua các câu hỏi mở thay vì các câu hỏi đóng (kiểu đúng, sai). Mục tiêu của thảo luận làm tăng thêm sự tập trung, quan sát mở rộng và tư duy tổng hợp của học sinh, chứ không phải là làm sao để vẽ một hình ảnh đẹp.
Hình 1. Mô hình vẽ kết hợp với thảo luận và làm các thí nghiệm quan sát
Một trong những tình huống thường gặp trong quá trình tích hợp dạy vẽ trong các buổi học STEM, đó là học sinh lo lắng vì cảm thấy bản thân không có khiếu vẽ, hay hình vẽ không được “nghệ thuật” như ý muốn. Để tránh tâm lý này, giáo viên cần động viên học sinh quan sát, mô tả bằng ngôn ngữ trước khi bắt đầu vẽ. Giáo viên không nên so sánh và đánh giá hình vẽ giữa các học sinh với nhau. Những từ như “rất đẹp”, “rất nghệ thuật”, “rất có hồn”… mang tính biểu cảm cá nhân nên hạn chế sử dụng trong quá trình dạy học các môn khoa học. Thay vào đó, giáo viên có thể dùng các lời khen như “rất tốt”, “rất logic”, “thật rõ ràng và dễ hiểu”… Giáo viên phải tinh ý tìm các điểm tốt của từng bản vẻ để động viên và khích lệ học sinh. Những gợi ý và các câu hỏi tương tác sẽ kích thích các em tiếp tục hoàn thiện bản vẽ của mình.
Vẽ được dùng trong các hoạt động đánh giá:
Trong dạy học, quá trình đánh giá người học được xem là một bước quan trọng. Quá trình này không chỉ giúp thấy được sự tiến bộ của học sinh mà còn thông qua đó, giúp giáo viên điều chỉnh các hoạt động dạy học của mình để phù hợp hơn với đối tượng người học. Nghĩa là đánh giá luôn là quá trình có mục tiêu 2 chiều, giúp cả học sinh và cả giáo viên. Thông qua, các hoạt động vẽ, học sinh có thể cho giáo viên biết được những suy nghĩ ban đầu, cả những khái niệm đã được hiểu đúng và những ngộ nhận (misconceptions). Quá trình này có thể được thực hiện qua các bài tập gọi là đánh giá đầu buổi học/khoá học (pretest). Chẳng hạn: giáo viên có thể yêu cầu các học sinh vẽ một chu trình của nước, hay cấu tạo của một chiếc xe đạp, hay một con nhện. Ngoài ra, giáo viên có thể cho học sinh ghi chú, dán nhãn (labels) vào từng bộ phận/thành phần của hình vẽ. Qua các bài tập đánh giá ngắn như vậy, giáo viên có thể biết được những hiểu biết ban đầu của học sinh, cũng như thiếu sót cần được khắc phục. Đó một trong những cách đánh giá rất hữu ích và thú vị cho cả trò và thầy trong những giây phút đầu của buổi học. Phần lớn các kết quả nghiên cứu đều cho thấy quá trình đánh giá thông qua vẽ và chú thích đều làm cho học sinh hào hứng và cho nhiều kết quá sáng tạo bất ngờ đối với cả học sinh và giáo viên[12],[13]. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng khuyến khích giáo viên nên lưu lại các sản phẩm vẽ của học sinh. Sau quá một trình học dài, hãy cho các em xem lại và tự đánh giá các tác phẩm của mình từ những bài học rất lâu trước đó. Có thể làm một không gian triển lãm các tác phẩm của các em. Việc lưu lại các sản phẩm vẽ là một cách rất tốt để học sinh tự phát hiện ra sự tiến bộ của bản thân cũng như những điểm cần hoàn thiện hơn. Các các sản phẩm vẽ của học sinh còn có thể được cắt dán, biên tập lại và dán vào các poster trình bày khoa học.
Tóm lại, tích hợp kỹ năng vẽ trong giáo dục STEM là một hoạt động rất cần thiết, không chỉ giúp học sinh phát triển óc quan sát, tư duy thị giác – không gian, mà còn rèn luyện thái độ học tập tích cực. Hoạt động dạy vẽ có thể được sử dụng trong suốt quá trình học, kể cả trong quá trình đánh giá sơ bộ đầu buổi học hay đánh giá tổng kết cuối buổi học. Các nghiên cứu giáo dục đều chỉ ra rằng giáo viên nên khuyến khích quá trình thảo luận của học sinh trong quá trình vẽ, vừa giúp các em phát triển ngôn ngữ, kỹ năng giao tiếp và trình bày chính kiến của mình. Giáo viên nên khéo léo động viên học sinh thể hiện các góc nhìn khác nhau trên bản vẽ, giúp học sinh hoàn thiện bản vẽ ngày càng chi tiết hơn, logic hơn, chứa đựng nhiều thông tin khoa học hơn và dễ hiểu hơn. Các hoạt động dạy vẽ đi kèm với các thí nghiệm, quan sát thực tế, làm mô hình, trình bày poster… luôn làm cho các hoạt động dạy và học STEM trở nên phong phú và thú vị đối với cả giáo viên và học sinh. Chính vì những đặc điểm tích cực và nhân văn của quá trình vẽ trong giáo dục STEM, mà rất nhiều nhà giáo dục đã đề nghị đưa yếu tố nghệ thuật (art) vào trong giáo dục tích hợp STEM để trở thành STEAM.
Nguyễn Thành Hải
Viện nghiên cứu giáo dục STEM, ĐH Missouri
Thành viên NSTA, NARST, NABT
[1] Giorgis, C., Johnson, N. J., Bonomo, A., Colbert, C., Conner, A., Kauffman, G., & Kulesza, D. (1999). Children’s books: Visual literacy. The Reading Teacher, 53(2), 146-153.
[2] Vasquez, J. A. (2010). Developing visual literacy in science, K-8. NSTA press.
[3] Ainsworth, S., Prain, V., & Tytler, R. (2011). Drawing to learn in science. Science, 333(6046), 1096-1097.
[4] Fayena-Tawil, F., Kozbelt, A., & Sitaras, L. (2011). Think global, act local: A protocol analysis comparison of artists’ and nonartists’ cognitions, metacognitions, and evaluations while drawing. Psychology of Aesthetics, Creativity, and the Arts, 5(2), 135.
[5] Baxter, J., & Banko, W. (2018). Drawing for Meaning: Students develop three-dimensional skills through scientific drawings. Science and Children, 55(6), 80-85.
[6] Glynn, S., & Muth, K. D. (2008). Using drawing strategically. Science and Children, 45(9), 48-51.
[7] Kearns, D. (2004). Art therapy with a child experiencing sensory integration difficulty. Art Therapy, 21(2), 95-101.
[8] Khadar, M. G., Babapour, J., & Sabourimoghaddam, H. (2013). The effect of art therapy based on painting therapy in reducing symptoms of oppositional defiant disorder (ODD) in elementary School Boys. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 84, 1872-1878.
[9] Hashemian, P., & Jarahi, L. (2014). Effect of painting therapy on aggression in educable intellectually disabled students. Psychology, 5(18), 2058.
[10] Acher, A., Arcá, M., & Sanmartí, N. (2007). Modeling as a teaching learning process for understanding materials: A case study in primary education. Science Education, 91(3), 398-418.
[11] Thompson, C. (2002). Drawing together: Peer influence in preschool-kindergarten art classes. In The arts in children’s lives (pp. 129-138). Springer, Dordrecht.
[12] Ainsworth, S., Prain, V., & Tytler, R. (2011). Drawing to learn in science. Science, 333(6046), 1096-1097.
[13] Schwarz, C. V., Reiser, B. J., Davis, E. A., Kenyon, L., Achér, A., Fortus, D., … & Krajcik, J. (2009). Developing a learning progression for scientific modeling: Making scientific modeling accessible and meaningful for learners. Journal of research in science teaching, 46(6), 632-654.