STEM là gì? Cách dạy học STEM?

Những năm trở lại gần đây. Thuật ngữ STEM được nhắc đến trên phương tiện truyền thông rất nhiều. Vậy STEM là gì? Ngành STEM là gì? Có những thuật ngữ nào liên quan đến STEM? Hãy xem bài viết bên dưới để hiểu thêm về STEM.

STEM nghĩa là gì? STEM là viết tắt của từ gì?

STEM là cụm từ viết tắt từ các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học).

STEM là gì

Thuật ngữ này được dùng để đưa vào giải quyết các chính sách giáo dục và lựa chọn chương trình giảng dạy trong các trường học và có nâng cao tính cạnh tranh trong việc giảng dạy, phát triển khoa học,công nghệ. Ngoài ra, STEM còn là chìa khóa để phát triển nguồn nhân lực cao về lĩnh vực khoa học kỹ thuật cho tương lai.

Thuật ngữ này được sử dụng rộng rãi sau cuộc họp liên ngành về khoa học giáo dục được tổ chức tại Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) dưới sự chủ trì của Rita Colwell giám đốc NSF lúc bấy giờ vào năm 1990 và xuất hiện sau đó trong các văn bản liên quan đến chính sách cấp visa cho nhập cư tại Mỹ vào những năm 2000. Nội dung trong văn bản quy định, chữ “STEM fields” được hiểu là các lĩnh vực, ngành nghề về STEM.

Về sau từ STEM được viết đi kèm với các từ khác như: “STEM education” (giáo dục STEM), “STEM workforce” (nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM), “STEM careers” (các ngành nghề trong lĩnh vực STEM), “STEM curriculum” (khung chương trình dạy học STEM), “STEM awreness” (nhận thức về các ngành nghề STEM), hay “STEM integration” (STEM tích hợp) trong các hội nghị diễn đàn khoa học. Những thuật ngữ đi kèm với STEM giúp bổ trở và làm rõ nghĩa hơn về STEM.

Hầu hết các nhà trường và doanh nghiệp làm về STEM đều định nghĩa “STEM là cách tích hợp liên ngành để giảng dạy các môn khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học”. Cách định nghĩa này đã cản trở hàng trăm nghìn thầy cô giáo không dám thử sức với lĩnh vực STEM bởi không có giáo viên nào được đào tạo đa ngành như vậy. Ngoài ra cách định nghĩa này còn hàm ý lấy kiến thức làm trung tâm.

Điều này đi ngược lại triết lý giáo dục của thế kỷ 21: lấy năng lực học sinh làm trung tâm. Chính vì vậy, để hiểu đúng và làm đúng STEM cần phải định nghĩa lại về STEM.

Vậy hiểu thế nào về STEM là khoa học nhất? STEM chính là hành trình của tư duy, có thể tạo ra những đứa trẻ có khả năng “Hỏi như một nhà khoa học, thiết kế như dân công nghệ, xây dựng như một kỹ sư và suy luận như một nhà toán học” (Trích tài liệu tập huấn giáo viên về STEM/STEAM của chuyên gia giáo dục sáng tạo toàn cầu cô Tô Thụy Diễm Quyên – Founder và CEO của Innedu STEAM.)

Nếu những tổ chức hoạt động học tập nào hình thành được các tố chất như trên sẽ là hành trình của STEM. Và bất kỳ giáo viên nào cũng có thể tổ chức STEM một cách hiệu quả và hứng thú nhất.

Ngành STEM là gì?

Ở Mỹ, ngành STEM có tốc độ tăng trưởng mạnh mẽ nhất, tăng 17% kể từ năm 2018 đến nay, tăng 9.8% so với các chuyên ngành khác. Ngành STEM luôn có nhu cầu nhân lực và mức thu nhập trung bình rất cao. Vì vậy, những yêu cầu về bằng cấp khối ngành STEM rất cao, quá trình học tập cũng tốn thời gian công sức hơn so với các ngành nghề khác, đòi hỏi sự cố gắng gấp nhiều lần đối với người học.

Nhiều du học sinh lựa chọn Mỹ là điểm đến để theo học sau đó lấy bằng STEM là một quyết định vô cùng sáng suốt để có những trải nghiệm học tập tốt nhất, nhiều cơ hội thực tập hấp dẫn và tương lai nghề nghiệp rộng mở với mức lương đủ sống

Top 10 ngành STEM được nhiều người học nhất tại Mỹ

  • Công nghệ thông tin
  • Chuyên ngành mạng viễn thông và máy tính
  • Ngành an toàn thông tin
  • Khoa học máy tính và thông tin
  • Truyền thông đa phương tiện
  • Kỹ sư
  • Kỹ sư máy tính
  • Quản trị dữ liệu (Database Admin)
  • Khoa học vật lý và sinh học
  • Kỹ sư hóa học

STEM bắt nguồn từ đâu?

Như đã đề cập ở trên, STEM có nguồn gốc từ quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (NSF) được đem vào sử dụng chung cho mọi sự kiện, chính sách liên quan đến một hoặc một số môn thuộc 4 lĩnh vực S (Khoa học), T (Công nghệ), E (Kĩ thuật) và M (Toán học). 2 lý do mà Mỹ muốn phát triển STEM vào thời điểm này

Thứ nhất: Theo thống kê ở Mỹ lúc thời điểm bấy giờ, những bằng sáng chế nằm ở các trường đại học tốt nhất ở Mỹ, tuy nhiên những học sinh phổ thông lại ít có thành tích tốt về các môn khoa học và toán.

Không những thế số lượng các sinh viên theo các ngành STEM ngày một ít, nhất là đối với các nữ sinh. Nên để khảng định vị trí số 1 về khoa học công nghệ thì Mỹ phải cần chuẩn bị một nguồn nhân lực mạnh mẽ và dồi dào trong tương lai.

Thứ hai: Công việc về ngành STEM tại Mỹ được đầu tư đang ngày một tăng, thu nhập của người lao động trong lĩnh vực STEM cũng cao hơn so với lao động trong lĩnh vực khác nên Mỹ đã tuyên bố “Hãy tái khẳng định và làm mạnh mẽ hơn nữa vai trò của nước Mỹ đối với các phát minh khoa học và công nghệ trên thế giới. Hãy xem giáo dục STEM là ưu tiên hàng đầu của nước Mỹ trong thập niên tới”.

Các thuật ngữ liên quan đến STEM bạn cần biết?

  • STM (khoa học, kỹ thuật và toán học hoặc khoa học, công nghệ và y học, hoặc khoa học, kỹ thuật và y tế)
  • eSTEM (STEM môi trường)
  • iSTEM (Khuyến khích Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học); Xác định những cách mới để giảng dạy các lĩnh vực liên quan đến STEM.
  • METALS (STEAM + Logic), được giới thiệu bởi Su Su tại trường Cao đẳng Giáo viên, Đại học Columbia.
  • STREM (Khoa học, Công nghệ, Robotics, Kỹ thuật và Toán học); Thêm robot như một lĩnh vực.
  • STREM (Khoa học, Công nghệ, Robotics, Kỹ thuật và Đa phương tiện); Thêm Media như là một lĩnh vực.
  • STREAM (khoa học, công nghệ, robotics, kỹ thuật và toán học); Thêm lĩnh vực người máy
  • STEAM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, nghệ thuật và toán học)
  • STEAM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học ứng dụng); Tập trung hơn vào toán học ứng dụng
  • GEMS (Kỹ thuật, Toán học và Khoa học và Nữ giới); Được sử dụng cho các chương trình khuyến khích nữ giới vào các lĩnh vực khoa học này.
  • BEMS (Kỹ thuật, Toán học và Khoa học và Nam giới); Được dùng cho các chương trình khuyến khích nam giới vào các lĩnh vực khoa học này.
  • STEMM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học, và y học)
  • AMSEE (Toán học Ứng dụng, Khoa học, Kỹ thuật và Kinh doanh)

Học STEM là gì

Học STEM là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo phương pháp tiên tiến tiếp cận liên môn (interdisciplinary) giúp người học có thể áp dụng kiến thức trong các lĩnh vực đó để giải quyết những vấn đề trong cuộc sống hằng ngày. Thay vì dạy bốn môn dưới dạng độc lập, riêng biệt, STEM kết hợp chúng thành một môn học gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tiễn.

Sản phẩm STEM là gì?

stem là gì

STEM có mặt ở quanh ta từ rất lâu rồi. Nó giúp cho chúng ta đưa ra nhiều giải pháp về khoa học kỹ thuật để giúp cuộc sống trở nên hiệu quả hơn. Ví dụ để qua sông: chúng ta có thể bắc cầu, làm một chiếc thuyền tre nứa hoặc bè chuối. Thậm chí có thể cột dây từ bên này sông qua bên kia sông rồi tạo thanh trượt để di chuyển.

Tùy theo bối cảnh và năng lực mà con người sẽ có rất nhiều giải pháp cho việc làm thế nào để qua sông. Điều này chứng tỏ kỹ năng giải quyết vấn đề đã được hình thành khi mà đứa trẻ có thể đặt ra nhiều câu hỏi để từ đó lựa chọn giải pháp khả thi nhất.

Ví dụ về dạy học STEM

STEM được hưởng ứng phát triển trên khắp thế giới, riêng tại Việt Nam Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có công văn hướng dẫn các hình thức tổ chức áp dụng hoạt động giáo dục STEM trong trường trung học từ năm học 2020 – 2021. Tùy thuộc vào yêu cầu và đặc thù của từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, các trường có thể linh hoạt áp dụng các hình thức giảng dạy STEM cụ thể. Tham khảo một số ví dụ về dạy học STEM có thể áp dụng được ngay:

Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Dạy học STEM thông qua các hoạt động trải nghiệm được nhiều trường lựa chọn áp dụng. Thông qua đó thành lập các câu lạc bộ STEM nâng cao trải nghiệm thực tế. được phù hợp theo sở thích, năng khiếu và một cách tự nguyện theo sự lựa chọn của học sinh. 

Mỗi buổi trải nghiệm có nội dung khác nhau được chia thành các bài học cụ thể, trong đó trình bày rõ mục đích, yêu cầu, tiến trình trải nghiệm, kết quả mong đợi. Nên ưu tiên các hoạt động liên quan, các hoạt động ở mức vận dụng tiếp nối (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) các hoạt động của chương trình STEM trong chương trình giảng dạy của nhà trường.

Nhà trường có thể thiết kế không gian trải nghiệm STEM ngay trong nhà trường, các thí nghiệm mô phỏng một sự vật hiện tượng, phần mềm học tập, khám phá các ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống.

Ở tỉnh Nam Định, trường Tiểu học Nam Tiến (Nam Trực) là trường học tích cực triển khai chương trình giáo dục STEM với nhiều hoạt động giáo dục tích hợp, liên môn. Trường cũng có rất nhiều câu lạc bộ về khoa học, phát triển các hoạt động ngoại khóa phù hợp với nhà trường, tạo cơ hội cho học sinh phát triển các kỹ năng, năng lực phù hợp với bối cảnh xã hội hiện nay.

Hoạt động STEM tại trường được bắt đầu triển khai từ năm học 2017 – 2018 với câu lạc bộ về STEM Robot. Đến năm 2018 – 2019, nhà trường tiếp tục triển khai STEM về tái chế dưới hình thức hoạt động chính khóa. Do vậy mỗi khối lớp xây dựng chương trình hoạt động chung, giáo viên hướng dẫn học sinh chuẩn bị vật liệu tái chế, dụng cụ và lên kế hoạch tổ chức các hoạt động.

Thêm vào đó, học sinh còn được trải nghiệm thêm tiết học STEM nông nghiệp với các chủ đề tìm hiểu về các loài thực vật, tự tay trồng và chăm sóc cây xanh. Sau đó, tự tay các em sẽ thu hoạch, tạo ra thêm các sản phẩm mới như: nước hoa hồng, tinh dầu bạch hà, tinh dầu xả, kem nghệ. Thông qua dự án trải nghiệm thực tế giúp tăng sự hứng thú, thúc đẩy học tập chủ động, tích cực và sáng tạo hơn.

Với nhiều ưu điểm và lợi ích vượt trội, giáo dục STEM ngày được quan tâm và chú trọng phát triển đổi mới trong thời đại 4.0. Nhiều trường đã đựa việc học STEM vào chương trình giảng dạy đồng thời coi đây là một môn học cần thiết.

Dạy học STEM thông qua các môn khoa học

Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM phổ biến được nhiều trường sử dụng hiện nay là tổ chức các hoạt động trải nghiệm, nghiên cứu khóa học, công nghệ và kết nối kiến thức liên môn về Toán học, Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật cho học sinh.

Thông qua hình thức này, giáo viên sẽ tự tay thiết kế các bài học STEM phù hợp trong quá trình dạy học tích hợp liên môn. Nội dung các bài học dựa trên nội dung chương trình các môn học phù hợp chương trình giáo dục phổ thông và thời lượng quy định của từng môn. Học sinh được chủ động nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa để vận dụng kiến thức thông qua thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm.

Qua các tiết học STEM giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và tích lũy kiến thức thực tế thông qua trải nghiệm. Ngoài ra, mỗi buổi học là một dự án thực tế giúp học sinh có cơ hội thực hành và hình thành kỹ năng tự học. Quá trình này thúc đẩy sự sáng tạo phát triển thêm kỹ năng giao tiếp, làm việc nhóm, đồng thời nuôi dưỡng niềm đam mê với thế giới STEM.

Với nhiều ưu điểm và lợi ích vượt trội, giáo dục STEM ngày được quan tâm và chú trọng phát triển trong thời đại 4.0. Nhiều trường đã đựa việc học STEM vào chương trình giảng dạy đồng thời coi đây là một môn học cần thiết.

Tại trường Văn Lang (Hạ Long, Quảng Ninh), STEM đã được đưa vào giảng dạy trong nhà trường với nhiều nội dung cụ thể và thiết thực. Vì lý do này, nhà trường đã phát triển khung chương trình riêng cho môn học STEM của các khối 6,7,8 (2 tiết/tuần), khối 10,11 (1.5 tiết/tuần).

Nội dung các bài học đa dạng, hấp dẫn với nhiều chủ đề khác nhau như: Trải nghiệm thực tế với hoạt động sản xuất, tham quan các thắng cảnh, địa điểm văn hóa, du lịch, các dự án học tập, tổ chức các ngành hội STEM, ngày hội khoa học và công nghệ,…

Thông qua các bài học này, các kiến thức, các lý thuyết và khái niệm học thuật được lồng ghép một cách thông minh qua các bài học thực tế giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách dễ dàng. Tóm lại, STEM không đánh giá cao việc giảng dạy một cách máy móc chỉ tập trung vào các khái niệm hay lý thuyết suông mà không chú trọng đến học sinh giống như phương pháp giáo dục cũ.

Tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật

Không thể không nhắc đến các hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật là một trong những hình thức tố chức STEM trong nhà trường được hưởng ứng và thu hút rất nhiều học sinh tham gia hàng năm.

Đây là hoạt động dành cho những học sinh có năng lực, đam mê, hứng thú với các hoạt động nghiên cứu, khám phá khoa học kỹ thuật để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Thông qua quá trình tổ chức trải nghiệm và tổ chức dạy học, nhà trường phát hiện những học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, khuyến khích, tạo điều kiện thuật lợi cho học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kỹ thuật.

Các hoạt động nghiên cứu khoa học và kỹ thuật được thực hiện dưới hình thức đề tài/ dự án nghiên cứu của một cá nhân hoặc dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp. Tùy thuộc điều kiện cơ sở vật chất, các trường có thể tổ chức định kỳ ngày hội STEM hoặc cuộc thi khoa học kỹ thuật để đánh giá và ghi nhận sự cố gắng của giáo viên và học sinh trường mình.

Ngay tại tổ chức giáo dục InnEdu, các cuộc thi về STEM và STEAM được tổ chức hàng năm và mở rộng sự tham gia cho tất cả toàn thể học sinh của tổ chức. Nhằm mang đến cơ hội để các em học sinh THPT cũng được tham gia trải nghiệm và tìm hiểu cơ hội, để phát triển các dự án cá nhân hoặc nhóm của mình.

Dù được tổ chức với bất kì hình thức nào, tất cả đều nhằm mục đích trang bị cho người học kiến thức khoa học thực tế ứng dụng vào trong thực tiễn. Các nội dung bài học theo chủ đề STEM giải quyết tương đối hoàn chỉnh một vấn đề. Những hình thức tổ chức STEM chủ yếu trong nhà trường khi đó sẽ góp phần hình thành phẩm chất và năng lực của học sinh.