Giáo dục STEM ở Singapore - ThS.Nguyễn Hoàng Thiện

Bài trích từ chuyên đề đề tài Khoa học Cấp Bộ “Nghiên cứu thực tiễn và khả năng áp dụng giáo dục stem ở các trường trung học cơ sở tại thành phố hồ chí minh 2018” do ThS. Lê Tấn Huỳnh Cẩm Giang làm chủ nhiệm.

 

Singapore, một quốc đảo nhỏ bé nằm ở cực nam của bán đảo Malaysia, là thuộc địa của Anh cho đến khi giành được độc lập vào năm 1965. Vì có ít đất đai và ít tài nguyên thiên nhiên, Singapore đã tận dụng các phương pháp kinh doanh và công nghệ để trở nên thành công về kinh tế và cả chính trị trên trường quốc tế. Kiến thức khoa học luôn được coi là quan trọng và đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế và công nghệ của Singapore. Trong hệ thống giáo dục Singapore, các môn khoa học được giới thiệu chính thức ở lớp 3 và nó vẫn là môn học chính trong suốt mười năm học bắt buộc của trẻ từ cấp tiểu học đến trung học. Giáo dục khoa học nhằm trang bị cho các cá nhân các kỹ năng, quy trình và thái độ cần thiết để thu nhận kiến ​​thức về thế giới tự nhiên cũng như tạo ra các cá nhân có năng lực trong nghiên cứu và phát triển trong các lĩnh vực khoa học khác nhau.

Trong các bài kiểm tra quốc tế, Singapore là một trong những quốc gia có thành tích cao nhất trong cuộc khảo sát Chương trình Đánh giá Học sinh Quốc tế (PISA) năm 2009. Ngoài ra, theo the Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS) thì năm 1995, 1999, 2003, 2007 và 2011, Singapore là một trong những quốc gia đạt điểm cao nhất trên thế giới về cả Toán học và Khoa học. Những thành tựu này phản ánh hệ thống giáo dục dựa trên nền tảng STEM của đất nước (Seadstem (2018). Southeast Asian Digital STEM Platform).

Phó giáo sư Lim Tit Meng, Giám đốc điều hành, Trung tâm Khoa học Singapore, giải thích rằng “Khoa học và công nghệ đã cung cấp động lực cho sự phát triển và tiến bộ kinh tế của Singapore, nâng Singapore từ một khu định cư nhỏ lên một xã hội đổi mới và tri thức ngày nay.” (The Asianparent Singapore, 2019)

Tương tự như vậy, theo Straits Times, Thủ tướng Lý Hiển Long giải thích rằng giáo dục STEM ở Singapore rất quan trọng vì các kỹ năng này sẽ rất quan trọng đối với Singapore trong 50 năm tới.

“Xây dựng những ngôi nhà xanh hơn, kết nối đường thủy và công viên của chúng tôi […] và thậm chí các dự án phức tạp như tuyến đường sắt tốc độ cao giữa Jurong East và Kuala Lumpur. Tất cả những điều này đòi hỏi phải có chuyên môn và kỹ năng về kỹ thuật, công nghệ và thiết kế.” (The Asianparent Singapore, 2019)

Mặc dù học sinh đã thể hiện rất tốt về khoa học, Bộ Giáo dục Singapore (MOE) vẫn liên tục xem xét và cải tiến chương trình khoa học để học sinh có thể cơ hội được hướng dẫn và đánh giá tập trung hơn vào việc thúc đẩy tư duy bậc cao và kỹ năng giải quyết vấn đề trong thực tế. Hai kỹ năng này rất cần thiết để chuẩn bị một lực lượng những người lao động tri thức có trình độ cao để đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế tri thức thế kỷ 21 (Hargreaves, 2003). Những vấn đề về giáo dục STEM ở Singapore, do đó, có nhiều vấn đề rất đáng để tìm hiểu và học hỏi.

Giáo dục STEM ở Singapore là gì?

Giáo dục STEM ở Singapore là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng giáo dục học sinh theo 4 chuyên ngành cụ thể - Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.

STEM thường được dạy theo cách học liên ngành và ứng dụng. Học tập ứng dụng là một cách tiếp cận nhấn mạnh kinh nghiệm học tập xác thực và định hướng thực hành. Thay vì cách tiếp cận thông thường để dạy các môn học này như 4 thực thể riêng biệt, giáo dục STEM ở Singapore tích hợp chúng vào một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng trong thế giới thực (The Asianparent Singapore, 2019).

Bộ Giáo dục Singapore hướng đến cung cấp cơ hội học tập cho học sinh để giúp học sinh gặt hái được và áp dụng được kiến ​​thức và kỹ năng của học sinh về STEM. Học sinh cũng sẽ được tiếp xúc sớm với các ngành nghề học tập ứng dụng liên quan đến STEM.

Để hỗ trợ STEM, Bộ Giáo dục Singapore cũng hợp tác với STEM inc, một đơn vị mới thành lập thuộc Trung tâm Khoa học Singapore (the Singapore Science Centre).Các chuyên gia chương trình giảng dạy và các nhà giáo dục STEM từ Trung tâm Khoa học sẽ hợp tác với các giáo viên để cùng phát triển các bài học STEM, đào tạo cho các giáo viên và tham gia giảng dạy các bài học đó để cung cấp cho học sinh sự tiếp xúc sớm và phát triển sự quan tâm của họ đối với STEM (The Asianparent Singapore, 2019).

Chính quyền Singapore và việc giáo dục STEM

Chính sách tập trung mạnh mẽ vào các kỹ năng toán học, khoa học và kỹ thuật đã được chính phủ Singapore triển khai đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục từ năm 1968 thông qua việc thành lập Bộ Khoa học và Công nghệ (Ministry of Science and Technology). Nỗ lực này đã được tăng cường hơn nữa trong giáo dục sau trung học và đại học để phát triển nguồn nhân lực trong công nghệ cao và nền kinh tế tri thức trong những năm 1990. Có đủ vốn nhân lực trong khoa học và công nghệ là điều cần thiết cho sự phát triển của đất nước (Education Statistics Digest, 2012).

Với ý nghĩ đó, chính phủ đã thực hiện một sự thay đổi mô hình trong hệ thống giáo dục bằng cách tập trung vào sự đổi mới, sáng tạo và nghiên cứu. Việc sử dụng công nghệ thông tin trong việc tăng cường môi trường giảng dạy và học tập đã được Bộ Giáo dục giới thiệu vào năm 2000. Các kế hoạch Master 1 và 2 đã cho thấy tầm quan trọng của việc trang bị cho học sinh những kiến ​​thức và kỹ năng về công nghệ thông tin cần thiết có thể kích thích sự sáng tạo và đổi mới. Trong khi tầm nhìn của hai kế hoạch công nghệ thông tin Master 1 và 2 đầu tiên là thay đổi môi trường học tập của sinh viên, thì kế hoạch công nghệ thông tin Master 3 hướng đến phát triển năng lực của học sinh để tự học và hợp tác thông qua việc sử dụng hiệu quả công nghệ thông tin. Hay nói cách khác, Singapore muốn việc giảng dạy khoa học phải lấy học sinh làm trung tâm và chú trọng việc định hướng giá trị. Hy vọng rằng thông qua khoa học, học sinh có thể phát triển tư duy phê phán và đưa ra quyết định quan trọng dựa trên kiến ​​thức và kỹ năng đạt được vì sự tốt đẹp của đất nước (Education Statistics Digest, 2012)

Cơ quan Khoa học, Công nghệ và Nghiên cứu của chính phủ (The government Agency for Science, Technology and Research) (A * Star) cung cấp kinh phí cho nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học cũng đang thu hút các nhà khoa học và công ty khoa học hàng đầu đến làm việc tại Singapore. Điều này đã dẫn đến sự hợp tác giữa các trường đại học nổi tiếng trên thế giới với các trường đại học địa phương trong các lĩnh vực được lựa chọn về tin sinh học, khoa học thông tin và công nghệ y tế. (OECD, 2010). Trong Kế hoạch S & T 2010, A * STAR đã được cấp vốn để thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển và hỗ trợ phát triển trong các lĩnh vực khoa học y sinh, hóa chất, điện tử, thông tin, truyền thông và kỹ thuật.

Giáo dục STEM ở bậc trung học tại Singapore

Ở cấp trung học, học sinh được xếp vào Khóa học Express (cấp tốc) hoặc Academic (học thuật) hay Technical. Khóa học Express là khóa học kéo dài bốn năm, dẫn đến kỳ thi GCE O Level, một kỳ thi mà học sinh học tiếng Anh và tiếng mẹ đẻ cũng như Toán học, Khoa học và Nhân văn. Trong năm 2011, khoảng 61% học sinh từ mỗi cấp lớp đã được đưa vào Khóa học Express, 25% vào  khóa học Normal (Academic) và 14% cho khóa học Normal (Technical) (Singapore Stats, 2012).

Khóa học Normal (Technical) hướng đến giáo dục kỹ thuật và dạy nghề bao gồm việc đào tạo trong các viện kỹ thuật. Nó chuẩn bị cho sinh viên để theo đuổi những công việc kỹ thuật cao hơn hoặc theo đuổi chương trình sau trung học gọi là ITE sau khi hoàn thành bốn năm học trung học. Một số môn học được cung cấp trong Mô-đun tự chọn bao gồm hoạt hình kỹ thuật số và kỹ thuật chính xác. Sinh viên cũng có cơ hội trải nghiệm và tham gia việc học tập theo định hướng trong trường bách khoa cộng tác với các trường học (Singapore Stats, 2012).

Các trường độc lập chuyên ngành Specialised Independent Schools (SIS) đã được thành lập để cung cấp cho học sinh cơ hội vượt trội trong các lĩnh vực khoa học tương ứng như Trường Trung học Toán học và Khoa học của Đại học Quốc gia Singapore (NUS) và Trường Khoa học và Công nghệ (Singapore Stats, 2012).

Trong giáo dục phổ thông, Singapore tập trung vào sự phát triển đồng đều về kiến ​​thức và kỹ năng toán học và khoa học mạnh mẽ từ bậc học tiểu học. Do đó, ở cấp tiểu học, Toán học và Khoa học là những môn học chính mà mọi học sinh phải thi. Toán học được dạy từ Lớp 1 trở đi trong khi Khoa học được dạy từ Lớp 3 trở đi (OECD, 2010). Từ cấp trung học cơ sở trở đi, học sinh có các giáo viên chuyên môn về Toán học và Khoa học (OECD, 2010).

Ngoài ra, thông qua chính sách giáo dục song ngữ và yêu cầu tất cả các trường dạy Toán và Khoa học bằng tiếng Anh bắt đầu từ Lớp 1, Singapore đã dần dầnthúc đẩy một môi trường giáo dục xoay quanh và tạo điều kiện cho giáo dục STEM (Cơ quan Khoa học, Công nghệ và Nghiên cứu, 2011).

Ở bậc trung học phổ thông, Toán và Khoa học cũng là những môn học chính mà mọi học sinh phải thi. Từ trung học phổ thông trở đi, một loạt các khóa học toán chuyên ngành ở cấp độ cao hơn có sẵn để đáp ứng nhu cầu của những học sinh quan tâm. Ở cấp độ đại học, hơn một nửa các chương trình hướng đến khoa học và công nghệ (OECD, 2010).

Khung chương trình giảng dạy các môn khoa học, Singapore nhấn mạnh đến phương châm “Khoa học như một sự khám phá”. Nó tập trung vào việc hiểu được các quy trình khám phá chung và các kỹ năng về quy trình khoa học mà các nhà khoa học sử dụng để hiểu về môi trường tự nhiên. Với những sửa đổi chương trình học có quy mô lớn gần đây như “Infusing Thinking Skills” và “Science Practical Assessment (SPA)”, giáo viên khoa học Singapore được khuyến khích sử dụng phương pháp giảng dạy dựa trên sự kích thích việc khám phá và dựa trên yêu cầu và việc đánh giá dựa trên hiệu suất trong các lớp học khoa học của họ. Điều này sẽ đảm bảo rằng các mục tiêu của chương trình giảng dạy có thể được đáp ứng thông qua những trải nghiệm học tập xác thực này khi học sinh xây dựng các kiến ​​thức, kỹ năng hữu ích, có tính ứng dụng rộng rãi và giàu thông tin. Ngoài ra, tại Singapore, Bộ Giáo dục đã đưa ra sáng kiến ​“Dạy ít học nhiều‟ năm 2004 để khuyến khích giáo viên sử dụng các chiến lược giảng dạy và phương pháp đánh giá đa dạng và hấp dẫn hơn để học tập có ý nghĩa hơn đối với học sinh (Kim & Ai, 2007).

Những học sinh thành thạo STEM là những người suy nghĩ logic và có thể trả lời các câu hỏi phức tạp và phát triển các giải pháp cho các vấn đề và STEM không có nghĩa là một bản sửa đổi hoàn chỉnh của các bài học và chương trình giảng dạy hiện có. Giáo viên có thể sử dụng các từ đơn giản như “thử nghiệm” và “mô hình” để tạo ra một môi trường nơi học sinh sẽ quen với từ vựng STEM quan trọng. Học sinh có thể sử dụng công nghệ như iPad và máy tính - điều đã xảy ra khi MOE thúc đẩy mạnh mẽ các bài học về CNTT (công nghệ Infocomm) trong các lớp học ở mọi cấp độ (Kim & Ai, 2007).

Một phương pháp khác là bằng cách cho học sinh đọc truyện, xác định một vấn đề mà bất kỳ nhân vật nào gặp phải và sau đó thiết kế một giải pháp cho chúng. Tất nhiên các câu chuyện phải là những cuốn sách có một số thành phần của STEM, ví dụ, một câu chuyện hư cấu về máy bay hoặc robot. Điều này có thể mở ra cho trẻ nhỏ những con mắt tinh ranh với thế giới về cách các kỹ sư làm việc. Lego và robot là những cách thú vị khác để giới thiệu giáo dục STEM khi chúng cho phép học sinh xây dựng, khám phá và học hỏi. Và thông thường một bài học STEM điển hình có 4 bước (The Asianparent Singapore, 2019):

  • Xác định một vấn đề trong thế giới thực
  • Đặt câu hỏi để khám phá vấn đề
  • Phát triển giải pháp
  • Khám phá một hoạt động thực hành

Tài liệu tham khảo

Committee on Mass Communication, Science, Technology and Information (2015). Report of STEM Education Proposed Policy: Active Policy for Youth and Workforce Development in Science Technology Engineering and Mathematics. Retrieved from http: / / library. senate.go.th /document/Ext11101 /11101417_0003.PDF )September 6, 2016). [In Thai]

Education Statistics Digest (2012). Singapore Ministry of Education

Hargreaves, A. (2003). Teaching in the knowledge society: Education in the age of insecurity. Maidenhead: Open University Press.

Kim, H. K.; Ai,N, L. (2007). The Quality of Teachers’ Assessment Tasks and Student Work in the Singapore Science Classrooms. Paper presented at the 2007 American Educational Research Association (AERA) conference in Chicago Illinois, USA. Presented in the session entitled “Understanding the Classroom Assessment Practices of Teachers”.

OECD (2010). Strong Performers and Successful Reformers in Education: Lessons from PISA for the United States.

Seadstem (2018). Southeast Asian Digital STEM Platform.

Southeast Asian Ministers of Education Organization (SEAMEO) Secretariat (2017). Guidebook to Education Systems and Reforms in Southeast Asia and China (2017). Bangkok: SEAMEO, 2017. ISBN: 978-616-7961-15-6

The Asianparent Singapore (2019). STEM Education in Singapore: What you need to know? Retrieved from https://sg.theasianparent.com/online-tuition-in-singapore