Giáo dục STEM là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Giáo dục STEM là gì?

STEM là từ viết tắt của Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Giáo dục STEM bắt đầu ở Hoa Kỳ vào những năm 50 của thế kỷ trước, như một nỗ lực của Hoa Kỳ nhằm duy trì khả năng cạnh tranh với Liên Xô cũ trong lĩnh vực khoa học vũ trụ, sau hiện tượng Sputnik 1. Từ viết tắt STEM đã được chấp nhận trên toàn cầu sau khi được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. Nó đã trở thành phong trào khi Tổng thống Hoa Kỳ lúc đó là Barack Obama nhấn mạnh sự cần thiết của giáo dục STEM, để Hợp chủng quốc Hoa Kỳ duy trì vị thế dẫn đầu trên toàn cầu.

Giáo dục STEM đã trở thành một xu hướng. Ngày nay, một tìm kiếm đơn giản trên Google với cụm từ “giáo dục STEM” đã trả về hơn 3.610.000.000 kết quả. Những thông tin phong phú như vậy cho thấy giáo dục STEM đang phát triển nhanh chóng và trở thành một lĩnh vực hoạt động sôi nổi, giúp mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu về giáo dục STEM. 

Giáo dục STEM khác với giáo dục truyền thống như thế nào?

Giáo dục truyền thống thường dựa vào việc học thuộc lòng và các bài thuyết giảng, lấy giáo viên làm trung tâm, và tập trung vào việc truyền thụ kiến thức từ giáo viên sang học sinh, được gọi là học nông.

Giáo dục STEM là một tiếp cận liên ngành với các ứng dụng thực tế, nhấn mạnh vào việc nâng cao năng lực của học sinh thông qua việc học sâu, nơi các em có thể phát triển các kỹ năng tư duy bậc cao.

Mỗi yếu tố STEM mang lại giá trị riêng đối với kết quả học tập toàn diện: Khoa học giúp trẻ có kỹ năng tốt hơn trong nghiên cứu và tư duy phản biện; Công nghệ chuẩn bị cho trẻ em để làm việc trong một môi trường định hướng đổi mới; Kỹ thuật nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề của trẻ, cùng với khả năng áp dụng kiến thức mới học vào các vấn đề thực tế của cuộc sống; Toán học cho phép trẻ loại bỏ các lỗi, phân tích thông tin và chấp nhận rủi ro một cách có tính toán.

Giáo dục STEM mang lại cho con em chúng ta điều gì?

Giáo dục STEM vượt ra ngoài chương trình giảng dạy ở trường và cung cấp một bộ kỹ năng giúp xác định cách trẻ em suy nghĩ, hành động và cư xử trong suốt cuộc đời.

Các kỹ năng do giáo dục STEM mang lại

Giáo dục STEM cung cấp cho trẻ em các kỹ năng giúp trẻ có thể làm việc nhiều hơn và sẵn sàng đáp ứng nhu cầu lao động hiện tại và tương lai. Giáo dục STEM cũng giúp cả những người thậm chí không có kế hoạch làm việc trong lĩnh vực STEM.

Giáo dục STEM khuyến khích trẻ em đặt câu hỏi, đưa ra các giả định và thiết kế các mô hình để khám phá các giả định đó. Điều này giúp phát triển các kỹ năng có thể chuyển giao và có lợi cho tất cả trẻ em, trong quá trình học tập ở trường cũng như sau này. Trao quyền cho các em với kiến thức nền tảng thông qua một môi trường học tập khuyến khích, sẽ tăng cường sự tự tin của các em, khuyến khích các em quyết đoán và chủ động trong thế giới thực.

Giáo dục STEM cung cấp cho trẻ nền tảng kiến thức liên ngành vững chắc để giúp trẻ hiểu được nhiều khái niệm khác nhau. Sự tập trung vào các quy trình tư duy logic và giải quyết vấn đề cho phép trẻ phát triển các thói quen tâm trí sẽ giúp trẻ thành công trong bất kỳ lĩnh vực nào. 

Học STEM giúp nâng cao năng lực của trẻ trong việc nghiên cứu, điều tra, xem xét nhiều khía cạnh và tạo ra các kết nối phù hợp. Nó bao gồm một loạt các kinh nghiệm và kỹ năng. Đặc biệt hơn, giáo dục STEM tạo cơ hội cho trẻ em phát triển tư duy phản biện, sáng tạo, kỹ năng hợp tác và giao tiếp, được gọi là kỹ năng 4C, hiểu biết về truyền thông và công nghệ, quản lý dự án, kỹ năng lãnh đạo và khởi nghiệp. 

Kỹ năng Tư duy Phản biện và Sáng tạo, Dẫn đến Năng lực Đổi mới

Trải nghiệm STEM giúp trẻ em ở mọi lứa tuổi học được kỹ năng tư duy phản biện. 

Bằng cách nào?

Bằng việc tham gia vào các dự án STEM, trẻ em học cách xem xét một vấn đề từ nhiều khía cạnh khác nhau, sau đó phân tích nó với các hỗ trợ lý thuyết từ nhiều lĩnh vực. Trong quá trình tìm giải pháp, trẻ sẽ chia nhỏ các giả thuyết của mình thành các bước đơn giản hơn, thử và sai, thiết kế và xây dựng, lặp lại chu trình kỹ thuật cho đến khi đạt được kết quả cuối cùng. Trải nghiệm STEM cho phép trẻ sáng tạo, thử thách tư duy của trẻ. Trẻ em học cách nghĩ ra các hướng sáng tạo để giải quyết một vấn đề. Do đó, trải nghiệm STEM giúp trẻ em trở thành thế hệ tiếp theo của các nhà lãnh đạo, nhà đổi mới, nhà khoa học, nhà thiết kế, những người có những ý tưởng cấp tiến của thế kỷ 21. 

Kỹ năng hợp tác và giao tiếp

Giáo dục STEM khuyến khích các dự án thực tế, hướng dẫn trẻ em trong việc tạo ra các giải pháp cho các vấn đề trong thế giới thực, đồng thời cung cấp các cơ hội lặp lại để nâng cao kỹ năng làm việc nhóm, hợp tác và giao tiếp. Trẻ học STEM thường làm việc cùng nhau để thuyết trình, làm việc với các bạn đồng trang lứa để khám phá và tìm ra giải pháp cho các vấn đề, ghi lại dữ liệu, viết báo cáo, trình bày kết quả và hơn thế nữa. Điều này khuyến khích trẻ thể hiện ý tưởng một cách hiệu quả và tự tin.

Quá trình làm việc theo nhóm, dù là điều tra trong phòng thí nghiệm hay để giải quyết các thử thách STEM phức tạp, giúp trẻ em hiểu thế nào là hợp tác, thể hiện sự kiên nhẫn và sự đồng cảm, đồng thời học các kỹ năng cảm xúc xã hội quan trọng. Trong khi học cách phát triển trong môi trường định hướng theo nhóm, trẻ cũng đồng thời xây dựng các mối quan hệ lâu dài. Bằng cách này, trẻ có thể biến bất kỳ lớp học nào thành một môi trường học tập tràn đầy năng lượng, giàu tương tác và vui vẻ. 

Sự thành thạo về truyền thông và công nghệ

Để thành công trong một xã hội dựa trên thông tin mới và công nghệ cao, với sự xuất hiện của trí tuệ nhân tạo (AI) và thực tế ảo (VR), trẻ em cần học STEM, để phát triển năng lực ở các cấp độ vượt xa những gì được chấp nhận trong quá khứ. Học STEM giới thiệu cho trẻ em các khái niệm từ cơ bản đến nâng cao về công nghệ, kỹ thuật và khoa học. Kết quả là, trẻ sẽ quen dần với các thiết bị hiện đại. 

Ngoài ra, STEM bao gồm các bài tập thực tế yêu cầu trẻ em sử dụng các công cụ hiện đại để hiểu rõ hơn cách các dự án hoạt động. Điều này sẽ đưa kiến thức về công nghệ của trẻ lên cấp độ tiếp theo, sâu hơn. 

Kỹ năng quản lý dự án

Các dự án STEM thường kéo dài nhiều ngày, hoặc đôi khi vài tuần. Trong khoảng thời gian này, trẻ sẽ học cách quản lý thời gian và chia các dự án phức tạp thành các bước nhỏ hơn, dễ đạt được hơn. Điều này giúp trẻ phát triển kỹ năng quản lý dự án, rất quan trọng trong môi trường công việc sau này. 

Giáo dục STEM cũng khuyến khích trẻ em điều chỉnh các mô hình của mình với nhiều lần thử-sai để giải quyết vấn đề tốt hơn. Qua đó giúp trẻ biết chấp nhận những rủi ro đã được tính toán, tăng dần. Trải nghiệm này cũng giúp trẻ hình thành tính kiên trì, sự tự tin và khả năng đáp ứng linh hoạt. 

Kỹ năng lãnh đạo và khởi nghiệp

Giáo dục STEM rất quan trọng để trẻ em học các kỹ năng lãnh đạo và khởi nghiệp. Khả năng lãnh đạo và đưa ra quyết định của chúng ta bị ảnh hưởng bởi cách chúng ta xử lý thông tin. Với STEM, trẻ em học cách thu thập thông tin từ nhiều nguồn, xử lý và đưa ra các quyết định phức tạp dựa trên dữ liệu mà trẻ thu thập và xây dựng. 

Tiếp xúc với các vấn đề toàn cầu trong các thử thách STEM cho phép trẻ hình thành quan điểm và tầm nhìn của riêng mình về thế giới. Các dự án nhóm trong giáo dục STEM cũng tạo cơ hội cho các em học hỏi và rèn luyện kỹ năng diễn thuyết trước đám đông cũng như các kỹ năng xã hội. Những điều này sẽ cần thiết cho trẻ với tư cách là những công dân toàn cầu trong tương lai và cho hành trình lãnh đạo sau này của trẻ.

Giáo dục STEM không chỉ là khoa học và công nghệ. Nó còn giúp tạo ra một văn hóa thúc đẩy sự tưởng tượng, sáng tạo và đổi mới. Trong giáo dục STEM, trẻ em nhận thức mình là người điều tra và giải quyết vấn đề. Trẻ được dạy để vượt qua những trở ngại bằng tinh thần kiên cường, sự tò mò và động lực nội tại. Trẻ học cách đối mặt và chấp nhận thất bại, cả tự chọn và tình cờ. Những kỹ năng này sẽ hỗ trợ tinh thần khởi nghiệp, giúp kiến tạo các sản phẩm và thị trường mới, điều tối quan trọng đối với sự thịnh vượng kinh tế trong tương lai của mỗi quốc gia.

Triển vọng công việc và mức lương của các nghề STEM    

Những tiến bộ về công nghệ trong thập kỷ qua đã tạo ra những thay đổi trong các yêu cầu nghề nghiệp, bao gồm các kỹ năng liên quan đến STEM. Nhận thức về STEM thúc đẩy sự quan tâm đến một loạt các nghề nghiệp thú vị.

Hiện tại, một số ngành nghề STEM đang thiếu nhân lực. Các nghề STEM dự kiến sẽ tăng với tỷ lệ phần trăm cao hơn nhiều so với các nghề không thuộc STEM trong thập kỷ tới. Tại Hoa Kỳ, theo Cục Thống kê Lao động Hoa Kỳ (BLS), đến năm 2030, các nghề không thuộc STEM sẽ tăng 7,5% trong khi các nghề STEM sẽ tăng 10,5%.

Các phát hiện về mức lương thậm chí còn rõ ràng hơn. Ở Mỹ, mức lương trung bình hàng năm cho tất cả các nghề là $41,950. Những người làm nghề không thuộc STEM kiếm được $40,020 đô la và những người làm nghề STEM kiếm được $89,780.

Các nghề liên quan đến máy tính đang mang lại số lượng việc làm STEM cao nhất vì sự phát triển không ngừng trong lĩnh vực kỹ thuật số. Do sự tham gia ngày càng nhiều của người tiêu dùng và doanh nghiệp vào nền kinh tế số, các ngành nghề liên quan đến máy tính dự kiến sẽ phát triển theo cấp số nhân trong 10 năm tới. 

Những người làm về STEM có thể tìm việc dễ dàng hơn và nhận được mức lương cao hơn nhiều. Họ cũng ít có khả năng bị thất nghiệp hơn so với những người không làm về STEM.

Tại sao Giáo dục STEM lại quan trọng với thế giới?

Cách mạng công nghiệp 4.0 và cơ hội cho các mô hình phát triển kinh tế mới

Klaus Schwab, Chủ tịch Điều hành Diễn đàn Kinh tế Thế giới, đã định nghĩa Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư là sự kết hợp của “các công nghệ, dẫn đến sự đan cài ranh giới giữa các lĩnh vực vật lý, kỹ thuật số và sinh học”. Điều này được dự đoán là sẽ “tạo ra những thay đổi bước ngoặt trong các ngành công nghiệp trên toàn thế giới, dẫn đến việc chuyển đổi toàn bộ hệ thống sản xuất, quản lý và điều hành” (WEF, nd).

Kiến thức khoa học, công nghệ được áp dụng, thực hành kỹ thuật và nhu cầu của con người đang phát triển và ngày càng đa dạng. Sự thay đổi diễn ra quá nhanh, những gì chúng ta biết hoặc có ngày hôm nay sẽ trở nên thừa thãi và lỗi thời chỉ trong vài tháng. 

Ngày nay, giữa cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư, chúng ta đang chứng kiến sự xuất hiện của trí thông minh nhân tạo (AI), thực tế ảo (VR), người máy (robot), Internet Vạn vật, với những kết quả không thể hình dung nổi trong các cuộc cách mạng trước đó. Trong 5 năm qua, AI và tự động hóa đã có những tiến bộ đáng kể và hiện nay chúng thường xuyên hiện diện trong các lĩnh vực khác nhau. Có những lo ngại rằng chúng sẽ thay thế nhiều công việc trong một số ngành công nghiệp; tuy nhiên, bằng chứng cho thấy chúng cũng có thể tạo ra những việc làm mới, mở ra những cơ hội mới cho tất cả mọi người. 

Giáo dục STEM sẽ định hình tương lai bằng cách nào?

Các cá nhân, tổ chức và quốc gia ngày càng có thể tiếp cận công nghệ một cách dễ dàng và với chi phí phải chăng, điều này mở ra nhiều cơ hội cho các mô hình phát triển kinh tế mới. Tuy nhiên, điều này cũng làm cho thế giới trở nên cạnh tranh hơn bao giờ hết. Trên toàn thế giới, các quốc gia đều nhận ra rằng họ phải tập trung vào giáo dục STEM để giữ cho mình tồn tại và phát triển. Kết quả cuộc đua trong việc triển khai giáo dục STEM sẽ định hình tương lai thế giới của chúng ta. 

Covid 19 đã đẩy mạnh phát triển công nghệ

Kể từ khi bùng phát, đại dịch Covid 19 đã ảnh hưởng không nhỏ đến nhiều lĩnh vực: văn hóa, kinh tế, y tế, v.v. Hệ thống giáo dục đã trải qua một sự biến động chưa từng có: cha mẹ, giáo viên và trẻ em phải xem xét lại thói quen của mình, hình thành những thói quen mới để điều chỉnh cho phù hợp với việc học từ xa. Trên thực tế, cuộc khủng hoảng Covid 19 đã khiến hơn 185 triệu trẻ em phải học ở nhà (Ngân hàng Thế giới, 2020). Hơn 1,5 tỷ trẻ em trên toàn thế giới đã bị ảnh hưởng bởi việc đóng cửa trường học và đại học do đại dịch Covid 19 (Unicef, 2020).

Hiệu ứng của Covid 19 cũng xuất hiện ở thế giới việc làm. Theo một nghiên cứu do Tổ chức Lao động Quốc tế (ILO) thực hiện, việc làm của thanh niên giảm 8,7% vào năm 2020, trong khi việc làm của người trưởng thành giảm 3,7% (ILO, 2021).

Cùng lúc, sự bùng phát dịch bệnh cũng ảnh hưởng lớn đến ngành công nghệ. Nó đã thúc đẩy sự phát triển công nghệ bằng cách khuyến khích mọi người sử dụng công nghệ thường xuyên hơn, giữ kết nối và chia sẻ thông tin; tập trung chú ý vào việc phát triển các phương thức giao tiếp và cộng tác mới; cung cấp nguồn lực cho các doanh nghiệp hoạt động năng suất và hiệu quả hơn với công nghệ; khiến các chính phủ phải làm việc với các doanh nghiệp và các trường đại học về việc phát triển các công nghệ mới.

Đối mặt với những cuộc khủng hoảng nghiêm trọng, các công ty cũng buộc phải đẩy nhanh tiến độ để bắt kịp với bối cảnh luôn thay đổi. Điều này khiến cho nhiều sản phẩm và dịch vụ mới, giàu hàm lượng sáng tạo, được phát triển và tung ra thị trường với tốc độ nhanh chóng.

Thế giới đã chuyển mình thành một thế giới hậu đại dịch đòi hỏi nhiều công nghệ hơn, khi mọi người đều có mức độ thành thạo cao hơn về công nghệ và kỹ thuật số. Điều đó cũng dẫn đến sự gia tăng đột biến về nhu cầu đối với các nghề STEM nói chung và đối với các nhà phát triển nói riêng. 

Những thách thức toàn cầu ngày càng tăng và nhu cầu về các giải pháp bền vững

Nhân loại đang phải đối mặt với những thách thức ngày càng tăng, từ đại dịch đến biến đổi khí hậu, và từ phát triển kinh tế, đến an ninh thế giới; những điều này đòi hỏi một bước tiến xa hơn, hướng tới một mô hình thay đổi xã hội mới bắt nguồn từ tác động tập thể. Giáo dục STEM hứa hẹn tạo ra các thành viên cộng đồng được giáo dục tốt có thể làm việc trong một thế giới cạnh tranh. Họ sẽ sử dụng các thực hành bền vững không gây hại cho thiên nhiên. Những đổi mới của họ sẽ là tiền đề của tính bền vững trong lĩnh vực sản phẩm và quy trình mới cho tất cả các nền kinh tế. 

Các tổ chức cá nhân, tập đoàn và thậm chí cả chính phủ không có khả năng tự mình giải quyết các thách thức toàn cầu. Phát triển giáo dục STEM cho phép các quốc gia tham gia vào hệ sinh thái STEM thế giới, đóng góp vào giải pháp toàn diện mà mỗi quốc gia cần để giải quyết các vấn đề chung và đạt được các giải pháp bền vững hơn cho thế giới. 

Tình hình Giáo dục STEM ở Châu Á

Hiện nay, các nghiên cứu về giáo dục STEM hầu hết đều tập trung ở Hoa Kỳ và Úc. Có rất ít tài liệu cho biết cách giáo dục STEM được hiểu, tập hợp thành lý thuyết và được nghiên cứu ở Châu Á (Teo, 2021). 

Các quốc gia phát triển trên toàn cầu đang nhận ra tầm quan trọng của việc học STEM đối với con em của họ. Họ đang coi giáo dục STEM sớm là yếu tố quan trọng đối với sự phát triển kinh tế và kỳ vọng nó sẽ là yếu tố chính giúp dẫn đầu cuộc cạnh tranh toàn cầu.

Khi nhiều quốc gia ở châu Á trở nên giàu có và ngày càng có nhiều nền kinh tế đang phát triển tham gia vào cuộc đua kinh tế để dẫn đầu, giáo dục đã được công nhận là một trong những lực lượng quan trọng nhằm đảm bảo có đủ nguồn nhân lực để thúc đẩy và duy trì tăng trưởng. Đầu tư vào giáo dục chất lượng đã được tăng cường để phát triển các thế hệ chuyên gia tương lai với kiến thức và kỹ năng chuyên ngành tích hợp để “Làm chủ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư” (chủ đề của Diễn đàn Kinh tế Thế giới 2015). 

Nhiều nền kinh tế châu Á đang thể hiện thành tích xuất sắc trong các bài kiểm tra điểm chuẩn quốc tế như PISA và TIMSS . Các nhà hoạch định chính sách, học giả, giáo viên và các nhà giáo dục khác quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về lý do tại sao trẻ em ở các nền kinh tế này học tập tốt hơn, một số yếu tố tạo điều kiện để thúc đẩy kết quả giáo dục tích cực và cách các nền kinh tế khác có thể mô phỏng một số phương pháp hay nhất từ các nền kinh tế này.

Trong bối cảnh này, Hồng Kông dường như đã thành công trong việc điều hướng giáo dục STEM để đáp ứng nhu cầu về lực lượng lao động STEM công nghiệp. 

Ở Malaysia, kết quả còn chưa rõ ràng do thiếu dữ liệu định lượng cho thấy liệu các chính sách của chính phủ và việc thực thi chúng có đáp ứng được nhu cầu của một nền kinh tế đang phát triển hay không. 

Tương tự, ở Bhutan, kết quả từ việc đổi mới chương trình giảng dạy vẫn chưa thể hiện hết tiềm năng của nó trong việc hỗ trợ một nền kinh tế hiện đại, nơi công nghệ đóng vai trò quan trọng (Teo, 2021).

Hàn Quốc thường được coi là một trong những hình mẫu phát triển kinh tế thành công gần đây nhất. Chỉ trong vòng 50 năm, quốc gia này đã chuyển từ một quốc gia đang trong thời kỳ chiến tranh tàn phá, trở thành một trong những nền kinh tế giàu có nhất châu Á và thế giới, tăng GDP bình quân đầu người từ 92 USD năm 1961 lên 26 nghìn USD năm 2013. Chính phủ Hàn Quốc đã kết luận rằng khả năng cạnh tranh của đất nước về khoa học và công nghệ đã góp phần đưa Hàn Quốc đạt được vị thế cao hơn được công nhận trên toàn cầu (Viện Hàn lâm Khoa học New York, nd). 

Kết luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã giải thích Giáo dục STEM là gì. Chúng tôi cũng nhấn mạnh những lợi ích chính của Giáo dục STEM đối với trẻ em, trong ngắn hạn, trung hạn và dài hạn. Sau đó, chúng tôi cũng nhấn mạnh tất cả các lý do tại sao Giáo dục STEM rất quan trọng đối với mọi quốc gia và toàn thế giới nói chung.

Bạn có phải là giáo viên STEM, nhà nghiên cứu STEM hay nhà hoạch định chính sách STEM ở Việt Nam, Ấn Độ hoặc Thái Lan? Hãy chia sẻ câu chuyện của bạn trong phần bình luận bên dưới.