Tiếp cận giáo dục stem trong đào tạo sinh viên ngành sư phạm toán tại trường Đại học Hùng Vương - Đỗ Tùng

10 Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 4 (9) – 2017 KHOA HỌC Xà HỘI 1. Đặt vấn đề Hiện nay, toàn cầu hóa là xu thế tất yếu, thu hút tất cả các quốc gia, bao trùm lên hầu hết các lĩnh vực� Toàn cầu hóa vừa thúc đẩy hợp tác, vừa tăng sức ép cạnh tranh và sự lệ thuộc lẫn nhau giữa các quốc gia� Cùng với xu thế toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế thì sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ với cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã tác động mạnh mẽ, sâu rộng đến tất cả các mặt của đời sống xã hội, trong đó có giáo dục� Bối cảnh đó đòi hỏi giáo dục phải nhanh chóng đổi mới, đáp ứng yêu cầu đào tạo người học vừa có kiến thức, vừa có kỹ năng thực hành và khai thác được Tiếp cận GIÁO DỤC STEM trong đào tạo sinh viên ngành Sư phạm Toán TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG Đỗ Tùng Trường Đại học Hùng Vương thành tựu phát triển khoa học công nghệ vào cuộc sống� Trường Đại học Hùng Vương là trường đại học đa ngành được thành lập năm 2003 trên cơ sở một trường cao đẳng sư phạm� Hiện nay, Nhà trường đang đào tạo trình độ đại học, sau đại học thuộc nhóm ngành: Sư phạm, kinh tế, nông lâm nghiệp, kỹ thuật công nghệ, ngoại ngữ, nghệ thuật và văn hóa du lịch� Trước yêu cầu đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo hiện nay, đặc biệt là đối với việc chuẩn bị cho đổi mới chương trình, sách giáo khoa ở phổ thông sau năm 2018, Nhà trường đã và đang thực hiện nghiên cứu và đổi mới mạnh mẽ trong công TÓM TẮT Bối cảnh toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế đang diễn ra mạnh mẽ cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ đòi hỏi giáo dục phải đổi mới toàn diện, sâu sắc. Một hướng đi khả thi và hiệu quả trong giáo dục hiện nay đang được triển khai ở nhiều quốc gia là thực hiện giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, and Math) nhằm giúp cho người học vừa có kiến thức lý thuyết, vừa có khả năng thực hành, thông qua các dự án và sản phẩm thực tiễn. Bài viết trình bày một số đề xuất nhằm thực hiện giáo dục theo định hướng STEM trong đào tạo sinh viên sư phạm ngành Toán tại Trường Đại học Hùng Vương. Từ khóa: đào tạo, đại học, giáo dục STEM, Hùng Vương, sư phạm Toán. Nhận bài ngày 20/10/2017, Phản biện xong ngày 25/11/2017, Duyệt đăng ngày 26/11/2017 Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 4 (9) – 2017 11 KHOA HỌC Xà HỘI tác đào tạo để sinh viên sư phạm ra trường có thể đáp ứng cũng như thích ứng được yêu cầu đổi mới của giáo dục phổ thông� Giáo dục theo định hướng STEM trong đào tạo sẽ giúp gắn kết chặt chẽ giữa lí luận và thực tiễn, kết nối chặt chẽ kiến thức của các môn học để làm nên sản phẩm hữu ích trong cuộc sống� 2. Giới thiệu về giáo dục STEM STEM là cụm từ được viết tắt từ chữ cái đầu của các từ: Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học)� Từ khóa STEM được sử dụng lần đầu tiên từ những năm 2000 bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (National Science Foundation – NSF), Hoa Kỳ [6]� Có những quan điểm khác nhau về STEM nhưng theo Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học của Mỹ (NSTA) thì giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó, các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh kế mới [5]� Theo Phạm Quang Tiệp [7], về bản chất, giáo dục STEM trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học nhưng các kiến thức, kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp người học không chỉ có hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng chúng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm có thể ứng dụng được trong cuộc sống� Việc tích hợp trong giáo dục STEM không thực hiện dàn trải trên phạm vi rộng lớn mà chỉ tập trung vào 4 lĩnh vực cụ thể, đó là khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học� Dạy học theo mô hình STEM là tổ chức dạy “Học qua hành”–“Learning by doing”� Quá trình học tập của người học chủ yếu theo phương thức làm việc, thực hành, trải nghiệm và hợp tác� Thông qua hoạt động thực tiễn, người học tự khám phá, phát hiện ra tri thức khoa học, từ đó hình thành và phát triển được kỹ năng tìm tòi, khai thác và ứng dụng tri thức khoa học đó vào thực tiễn� Trong dạy học theo mô hình STEM, giáo viên là người xác định mục tiêu, định hướng và hướng dẫn để học sinh tìm tòi, kiến tạo kiến thức cho chính mình� Giáo viên khéo léo dẫn dắt, giúp đỡ người học khi cần nhưng tuyệt đối không làm thay� Học sinh học được và nắm vững được kiến thức là do tìm hiểu, phân tích được các kiến thức liên quan đến các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học để giải quyết nhiệm vụ đặt ra, tiếp nhận kiến thức mới một cách tự nhiên mà không hề có cảm giác nặng nề, áp lực hay quá tải� Mục tiêu của giáo dục STEM không phải là dạy cho học sinh trở thành những nhà toán học, khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà hướng tới phát triển ở người học những kỹ năng có thể được sử dụng trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay, đó chính là kỹ năng STEM� Theo Đỗ Văn Tuấn [8], kỹ năng STEM là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ nhóm các kỹ năng: Kỹ năng khoa học; kỹ năng công nghệ; kỹ năng kỹ thuật; kỹ năng toán học� Ngoài nhóm các kỹ năng trên, theo Phạm Đức Quang [4], giáo dục STEM còn giúp cho học sinh có những kỹ năng cần thiết để phát triển tốt trong thế 12 Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 4 (9) – 2017 KHOA HỌC Xà HỘI kỷ 21 như: Kỹ năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, kỹ năng cộng tác, kỹ năng giao tiếp, Với yêu cầu phát triển nguồn nhân lực, nhất là nguồn nhân lực chất lượng cao nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển của nước ta hiện nay thì cần phải tăng dần quy mô các chương trình đào tạo chất lượng cao, các chuyên ngành khoa học cơ bản, các ngành học liên quan đến các lĩnh vực STEM� Đây là một trong những yêu cầu được đặt ra trong Chỉ thị về những nhiệm vụ chủ yếu năm học 2017–2018 của ngành giáo dục [2]� 3. Một số đề xuất nhằm tiếp cận giáo dục STEM trong đào tạo sinh viên ngành sư phạm Toán tại trường Đại học Hùng Vương Trường Đại học Hùng Vương được Bộ Giáo dục và Đào tạo cho phép đào tạo ngành đại học sư phạm Toán từ năm 2004� Trước khóa tuyển sinh năm 2009, Nhà trường đào tạo theo niên chế, chương trình thiết kế với 210 đơn vị học trình� Từ khóa tuyển sinh năm 2009, ngành đại học sư phạm Toán chuyển sang đào tạo theo học chế tín chỉ� Hiện nay chương trình đào tạo gồm 130 tín chỉ, chia thành 2 khối kiến thức: Kiến thức giáo dục đại cương (44 tín chỉ), Kiến thức giáo dục chuyên nghiệp (86 tín chỉ)� Trong quá trình đào tạo, sinh viên ngành sư phạm Toán hiện đang được học các học phần về Toán học và các học phần Tin học cơ sở (TI1201), Ngôn ngữ lập trình Pascal 1 (TI1242), Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học môn Toán (TN2287), Tuy nhiên, kiến thức mà sinh viên tiếp nhận được thường dưới dạng rời rạc, không được kết nối với nhau� Đặc biệt, việc vận dụng kiến thức lĩnh vực toán, khoa học, kỹ thuật và công nghệ vào thực tiễn chưa được khai thác một cách hệ thống dẫn đến người học có thể nắm được lý thuyết nhưng không quan tâm đến ứng dụng thực tế của kiến thức đã học khiến cho họ gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề thực tiễn� Trên cơ sở những đòi hỏi về đội ngũ giáo viên ngành Toán nhằm đáp ứng yêu cầu trong chương trình giáo dục phổ thông mới, chúng tôi đưa ra một số đề xuất nhằm tiếp cận giáo dục STEM trong đào tạo giáo viên ngành đại học sư phạm Toán để khắc phục những hạn chế nêu trên� 3.1. Nâng cao nhận thức của giảng viên nhà trường đối với giáo dục STEM Hiện nay, giáo dục STEM còn khá mới đối với Việt Nam� Bộ GD&ĐT mới phối hợp với Hội đồng Anh thí điểm giáo dục STEM trong chương trình chính khóa ở một số trường tiểu học và trung học cơ sở trong hai năm học vừa qua� Tuy nhiên, xác định đây là xu thế tất yếu để các nhà trường đào tạo người học có kiến thức, có kỹ năng đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ của thế kỉ 21 nên không phải chỉ các trường phổ thông mà chính từ các trường sư phạm cũng cần phải quan tâm, có định hướng đổi mới trong công tác đào tạo sinh viên để khi tốt nghiệp, về trường phổ thông làm việc các em không xa lạ với giáo dục STEM và có thể triển khai ngay nội dung này trong công việc của mình� Thực hiện điều này, cần sự thay đổi bắt đầu từ giảng viên, trước hết là đối với nhận thức của họ về giáo dục định hướng STEM, thấy được những điểm ưu việt của giáo dục STEM để từ đó vận dụng, khai thác trong quá trình dạy học của mình� Là trường đại học đa ngành, Trường Đại học Hùng Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 4 (9) – 2017 13 KHOA HỌC Xà HỘI Vương rất có lợi thế trong đào tạo theo định hướng STEM� Nhà trường đang đào tạo các ngành sư phạm Toán, sư phạm Lý, sư phạm Kỹ thuật và Công nghệ thông tin, Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử, Các giảng viên còn khá trẻ, năng động, nhiệt huyết, được đào tạo bài bản nên có nhiều thuận lợi trong việc cùng nhau triển khai các dự án nghiên cứu khoa học� Chính vì vậy, Nhà trường nên dành kinh phí giúp cho các giảng viên, nhất là giảng viên thuộc nhóm ngành có lợi thế trong giáo dục STEM để triển khai, nghiên cứu các dự án, các sản phẩm thực tế trên cơ sở tạo lập các nhóm nghiên cứu và ứng dụng STEM, tạo ra sản phẩm là các mô hình sử dụng trong dạy học, hay là các sản phẩm có thể chuyển giao trong thực tiễn� 3.2. Cấu trúc lại chương trình đào tạo theo hướng chú trọng đồng thời cả kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành Trong năm học 2017–2018, Nhà trường đang triển khai thực hiện rà soát, cấu trúc lại chương trình đào tạo các ngành trong đó có ngành đại học sư phạm Toán� Việc điều chỉnh chương trình đào tạo lần này được thực hiện theo nhóm ngành đào tạo và không chỉ xem xét tối đa đến tính liên thông dọc (giữa các bậc học trong cùng ngành) và liên thông ngang (giữa các ngành trong nhóm) mà còn tính đến cả sự kết nối kiến thức, kiến thức liên môn giữa các ngành học để tránh sự trùng lặp về nội dung trong các học phần� Với sự phát triển của giáo dục STEM hiện nay, ngoài các kiến thức liên môn cần đưa vào chương trình thì cần trang bị cả kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành cho sinh viên nhất là việc vận dụng kiến thức được học vào thực tiễn thông qua các sản phẩm cụ thể� Trong xây dựng chương trình, cùng với các học phần được thiết kế theo dạng “truyền thống” chia học phần theo các nội dung kiến thức thì cần đưa vào các học phần được thiết kế gồm các chủ đề mang tính tổng hợp để có thể khai thác được nhiều kiến thức từ các môn học khác nhau� 3.3. Thực hiện đổi mới tổ chức hoạt động đào tạo Cần tiếp tục đổi mới phương pháp đào tạo, quan tâm bồi dưỡng, dạy các phương pháp tìm tòi, khám phá, giải quyết vấn đề cho sinh viên� Chú trọng tổ chức hoạt động đào tạo gắn với giáo dục STEM cho sinh viên� Đối với nội dung các học phần chuyên ngành có ứng dụng trong thực tiễn cao, giảng viên nên giao nhiệm vụ cho sinh viên với mục tiêu hiểu, nắm vững kiến thức lý thuyết, đồng thời có khả năng thực hành theo nguyên tắc gắn kiến thức được học với ứng dụng của nó� Trong quá trình học tập của sinh viên, Nhà trường không những cần tạo cơ hội cho người học được tham gia các hoạt động giảng dạy, học tập ở phổ thông thông qua dự giờ, tham gia thực tập sư phạm mà còn quan tâm cho sinh viên cơ hội kết nối kiến thức học ở trường đại học với kiến thức phổ thông, dùng kiến thức học ở đại học để “soi sáng”, làm rõ các vấn đề ở phổ thông� 3.4. Triển khai các hoạt động ngoại khóa của sinh viên ngành Toán theo định hướng giáo dục STEM Do không thể đưa tất cả các nội dung giáo dục STEM vào chương trình đào tạo, hơn nữa, để phát huy tính chủ động, sáng tạo của sinh viên thì ngoài các Câu lạc bộ đang hoạt động do Hội Sinh viên Nhà trường tổ chức, 14 Tạp chí Khoa học & Công nghệ số 4 (9) – 2017 KHOA HỌC Xà HỘI cần khuyến khích sinh viên ngành Toán kết hợp với sinh viên của các ngành Công nghệ thông tin, Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử, Nông Lâm Ngư, thành lập các Câu lạc bộ STEM để cùng nghiên cứu, triển khai các dự án thiết kế các sản phẩm ứng dụng trong thực tiễn nhờ sử dụng các kiến thức đã học, nhất là các sản phẩm được thiết kế dựa trên kiến thức của các môn học ở phổ thông� Việc tổ chức các câu lạc bộ này một mặt sẽ giúp cho sinh viên thấy yêu thích nghiên cứu khoa học, thúc đẩy các em tự giác tìm tòi, nghiên cứu, mặt khác sẽ góp phần trang bị thêm kỹ năng xây dựng chủ đề kiến thức theo hướng tích hợp và gắn kiến thức học được của học sinh với thực hành thực tế nhiều hơn� Ngoài ra, Nhà trường nên tổ chức Ngày hội STEM để các sinh viên trưng bày, giới thiệu kết quả của các dự án là các sản phẩm nghiên cứu của câu lạc bộ STEM� Đây cũng là cơ hội để cho sinh viên được trao đổi, học hỏi lẫn nhau, tạo ra môi trường học tập tốt không chỉ đối với sinh viên của Nhà trường mà còn đối với cả các em học sinh trên địa bàn cũng như những người quan tâm đến giáo dục STEM� 4. Kết luận Giáo dục STEM là phương pháp giáo dục gắn kết chặt chẽ giữa lý thuyết và thực hành, giữa kiến thức được học và ứng dụng kiến thức đó vào thực tiễn, đồng thời khơi dậy được sự hứng thú, niềm đam mê của người học trong quá trình học tập� Để sinh viên ngành sư phạm Toán của Nhà trường sau khi tốt nghiệp, ra trường đáp ứng được yêu cầu của đổi mới giáo dục ở phổ thông sau năm 2018 thì ngay trong quá trình đào tạo trong trường sinh viên cần được học, được làm quen và tiếp cận với giáo dục STEM� Thực hiện điều này vừa giúp cho sinh viên ngành sư phạm phát triển kỹ năng và năng lực cá nhân của mình thông qua giáo dục STEM, vừa giúp các em được trang bị kiến thức chuyên môn gắn kết chặt chẽ với việc vận dụng kiến thức đó vào trong thực tiễn cuộc sống� Tài liệu tham khảo [1] Kerry Bissaker (2014)� Transforming STEM education in an innovative Australian School: The Role of Teachers’ and Academics’ Professional. Partnerships, �doi�org/ 10�1080/00405841�2014�862124 [2] Bộ Giáo dục và Đào tạo� Chỉ thị về nhiệm vụ chủ yếu năm học 2017 – 2018 của ngành giáo dục. [3] Nguyễn Thanh Nga cb (2017)� Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh Trung học cơ sở và Trung học phổ thông, NXB ĐHSP TP� Hồ Chí Minh� [4] Phạm Đức Quang (2017)� Hướng tới dạy học Toán ở trường phổ thông Việt Nam theo tiếp cận giáo dục STEM, Tạp chí Khoa học giáo dục, số 141, 11–14� [5] Đỗ Đức Thái (2017)� Việt Nam học được gì từ giáo dục STEM? �com�vn/giao- duc-khuyen-hoc/viet-nam-hoc-duoc-gi-tu- giao-duc-stem-20170727085028452�htm� [6] Chu Cẩm Thơ (2016)� Bài học về thay đổi đào tạo/bồi dưỡng giáo viên từ ngày hội STEM và ngày Toán học mở ở Việt Nam, Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP Hà Nội, số 61, tr 195–201� [7] Phạm Quang Tiệp (2017)� Bản chất và đặc điểm của mô hình giáo dục STEM, Tạp chí Khoa học giáo dục, số 145, tr 61–64� [8] Đỗ Văn Tuấn (2014)� Những điều cần biết về giáo dục STEM. Tạp chí Tin học và Nhà trường, số 281, tr 4–7� (Xem tiếp trang 34)