Hệ sinh thái STEM trong giáo dục phổ thông Hoa Kỳ - ThS. Nguyễn Thị Thu Ba

  1. Đặt vấn đề

Theo National Research Council (2014), Khoa học, kỹ thuật, công nghệ, toán học (STEM) là phần không thể thiếu của thế giới hiện đại. Công việc chúng ta làm, thức ăn chúng ta ăn, phương tiện chúng ta đi lại, thông tin chúng ta tiếp nhận, dịch vụ y tế và rất nhiều khía cạnh của cuộc sống hiện đại là sự thay đổi không ngừng của các tri thức STEM được tích lũy đều đặn. Mặc dù hiểu được tầm quan trọng của những môn học STEM nhưng giáo dục STEM ở Hoa Kỳ luôn liên tục không đạt kết quả như mong đợi. Nhiều học sinh tốt nghiệp trung học chưa đủ những kiến ​​thức và năng lực cần thiết để theo đuổi nghề nghiệp STEM.

Trong nhiều thập kỷ, nỗ lực cải thiện giáo dục STEM đã tập trung chủ yếu vào hệ thống giáo dục chính thức. Tiêu chuẩn học tập cho môn STEM đã được phát triển, giáo viên được bồi dưỡng chuyên môn liên quan đến STEM và đa dạng hóa các đánh giá trong giáo dục STEM. Tuy nhiên kết quả vẫn không đáp ứng được nhu cầu của thực tiễn. Thực tế cho thấy rằng, học sinh không chỉ học các môn STEM ở trường mà hoạt động học tập STEM còn diễn ra ngoài nhà trường. Theo như báo cáo của The LIFE Center, Đại học Washington, học sinh trung học ở Hoa Kỳ chỉ sử dụng 18,5% thời gian trong ngày để dành cho các hoạt động học chính thức ở nhà trường. 81,5% thời gian còn lại là dành cho các hoạt động không chính thức. Con người càng lớn tuổi thì hoạt động ngoài nhà trường càng tăng lên.

Để chuẩn bị tốt hơn cho thế giới khoa học và kỹ thuật ngày càng phát triển, việc đưa giáo dục STEM vào lớp học mỗi ngày là không đủ mà việc học tập cũng phải diễn ra ngoài trường học. Do vậy điều cần thiết phải có một hệ sinh thái STEM để tạo môi trường học tập liên tục cho học sinh. Bằng cách tập hợp các nhà giáo dục, quản trị viên, doanh nghiệp và các tổ chức cộng đồng, các nhà lãnh đạo có thể tạo ra một "hệ sinh thái STEM" giúp học sinh học sau giờ học và trong cộng đồng địa phương của họ.

  1. Nội dung
    • Hệ sinh thái học tập STEM
      • Hệ sinh thái học tập

Hệ sinh thái là hệ thống các quần thể sinh vật sống chung và phát triển trong một môi trường nhất định, quan hệ tương tác với nhau và với môi trường đó.

Trong lĩnh vực giáo dục, hệ sinh thái có thể được định nghĩa là đầy đủ các tác nhân (tức là, các loài sống) và tất cả các yếu tố không sống được sử dụng cho giáo dục thông qua việc dạy và học. Hệ sinh thái bao gồm các bên liên quan trong nhà trường (chủ yếu là giáo viên, hiệu trưởng, sinh viên, nhân viên khác) cũng như nhân tố ngoài trường học (doanh nhân, hiệp hội, tổ chức, phụ huynh, gia đình, bạn bè và công ty tư nhân, v.v.)., phương tiện vật chất (tòa nhà, lớp học, địa điểm bên ngoài, công cụ, tài nguyên CNTT, v.v.) và chúng ảnh hưởngbản chất của sự tương tác giữa các quần thể. Tất cả các quần thể này được gắn kết với nhau thông qua mạng kết nối. (Sabine Mueller et al, 2015, p.6).

  • Hệ sinh thái học tập STEM

Theo STEM FUNDER NETWORK (2018), hệ sinh thái học tập STEM cung cấp kiến trúc cho việc học liên ngành, cung cấp cho tất cả những người trẻ tuổi tiếp cận với môi trường học tập STEM để họ có thể phát triển các kỹ năng quan trọng và tham gia vào khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán trong suốt quá trình học từ mầm non đến đại học. Hệ sinh thái học tập STEM có sự cộng tác năng động giữa các trường, chương trình ngoài nhà trường, các tổ chức chuyên môn STEM (như bảo tàng, trung tâm khoa học, tổ chức giáo dục đại học và các hội nghề nghiệp STEM), các khu vực tư nhân, tổ chức cộng đồng, thanh thiếu niên và các gia đình.

Theo Kathleen Traphagen & Saskia Trail(2014), Hệ sinh thái học tập STEM bao gồm trường học, các thiết lập cộng đồng như sau giờ học và các chương trình mùa hè, trung tâm khoa học và viện bảo tàng, và những trải nghiệm không chính thức ở nhà và trong một loạt các môi trường cùng nhau tạo thành một loạt các cơ hội học tập cho những người trẻ tuổi. Hệ sinh thái học tập khai thác những đóng góp của tất cả các thiết lập khác nhau này trong cộng đồng để phục vụ giáo dục STEM cho tất cả trẻ em. Hệ sinh thái STEM cho phép những người trẻ tuổi trở nên gắn kết, hiểu biết và có kỹ năng trong các môn STEM khi chúng phát triển từ lúc ấu thơ đến lúc trưởng thành.

Kết hợp 2 khái niệm, chúng tôi hiểu hệ sinh thái học tập STEM là sự cộng tác năng động giữa chương trình giáo dục trong nhà trường, chương trình ngoài nhà trường, các tổ chức chuyên môn STEM (như bảo tàng, trung tâm khoa học, tổ chức giáo dục đại học và các hội nghề nghiệp STEM), các khu vực tư nhân, tổ chức cộng đồng, thanh thiếu niên và các gia đình để tạo ra một loạt các cơ hội học tập cho những người trẻ tuổi, cho phép những người trẻ tuổi trở nên gắn kết, hiểu biết và có kỹ năng trong các môn STEM khi chúng phát triển từ lúc ấu thơ đến lúc trưởng thành.

Hệ sinh thái STEM gắn kết tất cả các bên liên quan của cộng đồng để đảm bảo rằng tất cả học sinh và mọi người đều tham gia vào giáo dục STEM để trang bị những năng lực nghề nghiệp mà họ cần nhằm phát triển một lực lượng lao động có tay nghề STEM cao và bền vững. Những hệ sinh thái phát triển kiến thức của họ, khơi nguồn và nuôi dưỡng đam mê về các lĩnh vực thuộc các môn STEM. Cuối cùng, hệ sinh thái STEM cho phép những người trẻ kết nối những gì họ học được trongvà ngoài trường học với các cơ hội học tập trong thế giới thực.

Hệ sinh thái STEM tại Hoa Kỳ

Hình 1: Minh họa hệ sinh thái STEM tại Hoa Kỳ
(Nguồn: http://stemecosystems.org/design-principles/)

Trong hơn một một thập kỷ nghiên cứu về sự hợp tác STEM thành công, sáng kiến hệ sinh thái STEM được đề xuất lần đầu tiên tại Hoa Kỳ năm 2015 nhằm nuôi dưỡng và mở rộng các cơ hội học tập khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học hiệu quả cho tất cả những người trẻ tuổi.. Ở cấp độ quốc gia, sáng kiến ​​Hệ sinh thái học tập STEM được dẫn dắt bởi hai nhà tài trợ chính là Gerald Solomon của Samueli Foundation và Ron Ottinger của STEM Next Opportunity.  Ngay từ lúc đầu, 27 cộng đồng được  lựa chọn từ 70 ứng viên đăng ký để xây dựng hệ sinh thái STEM với sự tham gia của với 576 trường học, 15.122.133 học sinh, 1.029 đối tác không chính thức ngoài trường học, 3.617 công ty và 600.000 nhà giáo dục.

Đến năm 2018, số lượng cộng đồng tham gia tăng lên đến con số 56 cộng đồng đại diện cho 26 tiểu bang và Quận Colombia và British Columbia với 1200 đối tác không chính thức, 4.200 doanh nghiệp, 150 đối tác từ thiện, 1.322 trường học, gần 850.000 giáo viên từ mầm non đến phổ thông và nhà giáo dục không chính thức và gần 21 triệu học sinh.

Hệ sinh thái được cấu thành từ nhiều bên liên quan, mỗi bên đóng góp một vai trò nhất định. Hệ sinh thái STEM ở Hoa Kỳ hoạt động như sau:

Người sử dụng lao động tại địa phương tham gia với cộng đồng để chia sẻ thông tin về kỹ năng của lực lượng lao động mà họ cần để phát triển trong hiện tại và tương lai. Họ cung cấp khóa đào tạo cho các nhà giáo dục để đưa những tri thức được dạy trong lớp học vào môi trường làm việc. Họ tạo điều kiện cho sinh viên thực tập và khuyến khích sự cộng tác giữa nhà giáo dục và học sinh. (Julie Stolzer , 2018)

Các nhà giáo dục cả ở trường học và trong các môi trường ngoài trường học (thư viện hoặc chương trình sau giờ học) sử dụng thông tin này để từ người sử dụng lao động ở địa phương để tạo ra chương trình giảng dạy để phù hợp với những kỹ năng công việc mà thực tế địa phương đang cần. Họ hiểu rõ cách thức những gì họ đang giảng dạy được áp dụng trong thế giới thực.(Julie Stolzer , 2018)

Các cơ sở giáo dục đại học, bao gồm các trường đại học, cao đẳng cộng đồng và nghề nghiệp và các trường kỹ thuật, cùng với nhà tuyển dụng có thể mở rộng, sắp xếp các chương trình đào tạo phù hợp với nhu cầu và kỹ năng của lực lượng lao động.(Julie Stolzer , 2018)

 Các nhà hoạch định chính sách đề xuất phương án để thực hiện các chiến lược sáng tạo cho các trường học và các doanh nghiệp nhằm loại bỏ các rào cản và khuyến khích hợp tác, triển khai các giải pháp được thiết kế phù hợp với các vấn đềcủa địa phương.(Julie Stolzer , 2018)

Học sinh được cung cấp các bài học và kinh nghiệm thực tế trong cả trường học và ngoài trường học để làm sâu sắc thêm việc học tập và hiểu biết của họ về nghề nghiệp sau này. (Julie Stolzer , 2018)

Cha mẹ, gia đình và người chăm sóc tích cực thúc đẩy năng lực STEM và định hướng con trẻ chọn trường phù hợp với định hướng nghề nghiệp sau này.(Julie Stolzer , 2018)

Cộng đồng phát triển với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ mang lại lợi ích cho tất cả các bên. Các trường sẽ phát triển mạnh khi gắn kết chặt chẽ với các bên liên quantrong cộng đồng để được hỗ trợ trong Hệ sinh thái  giáo dục STEM.(Julie Stolzer , 2018)

  1. 3. Kết luận

Sáng kiến hệ sinh thái học tập STEM của Hoa Kỳ đã tạo một bước đột phá mạnh mẽ trong việc xây dựng lực lượng lao động STEM cho quốc gia. Hệ sinh thái STEM cũng mang lại cơ hội học tập STEM liên tục cho người trẻ tuổi từ các chương trình giáo dục chính thức và không chính thức. Để xây dựng hệ sinh thái học tập STEM cho Việt Nam cần thiết phải có một chương trình tốt, huy động được nhiều lực lượng tham gia từ gia đình, trường đại học, cộng đồng doanh nghiệp và hơn hết cần có một chính sách phù hợp để liên kết các thành tố trong hệ sinh thái.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

National Research Coucil (2014), STEM Learning is everywhere, Washington, DC: The National Academies Press.

LIFE Center, Citation Details: The LIFE Center Lifelong and Lifewide Learning Diagram

Sabine Mueller et al (2015), The outwward looking school and its ecosystem, OECD.org, p.6

STEM FUNDER NETWORK (2018), STEM learning ecosystems initiative, stemecosystems.org

Kathleen Traphagen & Saskia Trail(2014). Sector Collaborationsare Advancing STEM Learning.

Julie Stolzer (2018). Joint Public Hearing with House Democratic Policy Committee on Pennsylvania's STEM Learning Ecosystem: Building Pennsylvania's Workforce
Informal STEM Partnerships.

Voss, A. S. 2011. “Cross-contextual learning: redesigning the interactions of informal and formal contexts for conceptual change.” Capstone: Peabody College, Vanderbilt University, p. 17-18.