Bởi, STEM có mối liên hệ mật thiết với nền kinh tế. Những lời kêu gọi cải tiến ngày càng trở nên phổ biến. Trong bối cảnh này, vô số chương trình quốc gia, địa phương và tư nhân tại Mỹ đã ra đời nhằm cải thiện giáo dục STEM.
Cách tiếp cận mới
Cách tiếp cận hiện tại đối với giáo dục STEM được xây dựng dựa trên giả định rằng, học sinh đến trường với khả năng khác nhau. Trong khi đó, giáo dục là quá trình đưa những “bộ não” này chìm đắm trong kiến thức, sự kiện và quy trình. Sau đó, mỗi người sẽ tiếp thu kiến thức ở mức độ khác nhau. Mức độ tiếp thu phần lớn được quyết định bởi tài năng và sự quan tâm vốn có của mỗi người học.
Thực tế, học những kiến thức chuyên môn phức tạp không phải là lấp đầy bộ não bằng kiến thức, mà là sự phát triển của não bộ. Sự phát triển này là kết quả của việc thực hành chuyên sâu các quá trình nhận thức xác định chuyên môn cụ thể. Việc giảng dạy hiệu quả có thể làm giảm đáng kể tác động của những khác biệt ban đầu giữa những người học.
Mục tiêu giáo dục STEM thích hợp phải là tối đa hóa mức độ mà người học phát triển chuyên môn trong chủ đề liên quan. Điều này không có nghĩa là tất cả học sinh phải trở thành nhà khoa học hoặc kỹ sư. Thực tế, giá trị của những trải nghiệm giáo dục phải được đo bằng hiệu quả trong việc thay đổi tư duy của người học khi giải quyết các vấn đề và đưa ra quyết định liên quan đến ngành học.
Tương tự trong nghiên cứu Đưa khoa học vào trong trường của Hội đồng Nghiên cứu quốc gia Mỹ, nghiên cứu mới đây của Carl Wieman - Giáo sư Vật lý và Giám đốc các sáng kiến giáo dục khoa học tại Đại học Colorado và Đại học British Columbia (Mỹ) - đã chỉ ra rằng: Trẻ em có khả năng bắt đầu quá trình học các lý luận phức tạp ở độ tuổi sớm hơn nhiều so với quan điểm trước đây. Thậm chí, trẻ có khả năng đó từ khi bắt đầu đi học chính thức. Đương nhiên, trẻ nhỏ hơn cần học những kiến thức ít chuyên sâu.
Chuyên môn đã được nghiên cứu rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Các chuyên gia trong bất kỳ lĩnh vực cụ thể nào cũng đều có một lượng lớn kiến thức. Đồng thời, họ có khả năng đưa ra cách thức cụ thể dành riêng cho từng ngành và vận dụng kiến thức.
Các chuyên gia cũng có khả năng giám sát suy nghĩ của bản thân khi giải quyết những vấn đề trong lĩnh vực chuyên môn. Đồng thời, kiểm tra sự hiểu biết và tính phù hợp của các phương pháp tiếp cận giải pháp khác nhau, cũng như đưa ra chỉnh sửa thích hợp.
Học như thế nào?
Các nhà nghiên cứu đang đạt được tiến bộ lớn trong việc xác định cách thức thu nhận kiến thức chuyên môn. Họ đưa ra kết luận cơ bản là những quá trình nhận thức được thực hành một cách rõ ràng và chăm chỉ chính là những quá trình được học.
Do đó, việc học những kiến thức chuyên môn phức tạp cũng tương tự phát triển cơ bắp. Nếu hoạt động và luyện tập thường xuyên, cơ bắp sẽ phát triển và tăng cường sức mạnh. Tương tự, bộ não thay đổi và phát triển để đáp ứng với những kiến thức phức tạp hơn.
Các yếu tố cụ thể, được gọi chung với cái tên “thực hành có chủ đích”, là chìa khóa để đạt được kiến thức chuyên môn trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Điều này liên quan đến việc người học giải quyết một loạt nhiệm vụ hoặc vấn đề khó khăn, nhưng có thể thực hiện được. Đồng thời, liên quan đến việc thực hành rõ ràng tư duy và hiệu suất phù hợp.
Các nhiệm vụ đủ khó đòi hỏi người học phải nỗ lực cao, nếu muốn đạt được tiến bộ. Do đó, kiến thức phải được điều chỉnh để phù hợp với khả năng của người học. Thực hành có chủ ý cũng bao gồm việc phản ánh giữa người học và phản hồi từ giáo viên / huấn luyện viên. Trong đó, thành tích của người học được so sánh với tiêu chuẩn. Từ đó, đưa ra phân tích để học sinh tiến bộ hơn.
Nghiên cứu của Giáo sư Wieman được cho là có một số ý nghĩa quan trọng đối với giáo dục STEM. Trước hết, nghiên cứu chỉ ra rằng, việc học vốn đã khó. Vì vậy, động lực đóng vai trò rất lớn. Để thành công, người học phải được thuyết phục về giá trị của mục tiêu và tin rằng, thay vì tài năng bẩm sinh, làm việc chăm chỉ mới là yếu tố then chốt.
Bên cạnh đó, các hoạt động không đòi hỏi sự tập trung và nỗ lực đáng kể sẽ mang lại ít giá trị giáo dục. Nghe giảng một cách thụ động, làm nhiều nhiệm vụ lặp đi lặp lại hoặc thực hành các kỹ năng không liên quan sẽ không mang lại hiệu quả học tập.
Dạy sao cho hiệu quả?
Từ quan điểm học tập, giảng dạy hiệu quả là phương pháp tối đa hóa sự tham gia của người học vào các quá trình nhận thức cần thiết để phát triển chuyên môn. Do đó, đặc điểm của một giáo viên dạy hiệu quả cũng tương tự huấn luyện viên thể thao giỏi.
Cụ thể, người dạy cần thiết kế các hoạt động hiệu quả và chia chương trình làm nhiều phần. Đồng thời, hoạt động sẽ khiến người học thể hiện tất cả kỹ năng. Từ đó, thúc đẩy người học làm việc chăm chỉ.
Để trở thành người giảng dạy STEM hiệu quả, giáo viên cần hiểu tư duy của chuyên gia và thiết kế các nhiệm vụ thực hành phù hợp. Đồng thời, đề ra mục tiêu tư duy và nhu cầu học tập của học sinh. Những nhiệm vụ như vậy phải phù hợp với trình độ của người học và có hiệu quả trong việc xây dựng tư duy hiện tại của học sinh.
Nhờ đó, giúp người học chuyển tiếp sang mức độ chuyên môn cao hơn. Người dạy cũng cần nhận thức và kết nối với suy nghĩ của người học, cũng như hiểu về những khó khăn nhận thức do tài liệu đặt ra.
Ngoài ra, giáo viên cần khuyến khích học sinh nỗ lực hết sức cho việc học. Điều này có liên quan đến việc tạo ra cảm giác hiệu quả và giúp người học làm chủ việc học. Nhờ đó, giúp chủ đề học trở nên thú vị, phù hợp và truyền cảm hứng hơn.
Người dạy cũng nên cung cấp phản hồi hiệu quả, kịp thời và giải đáp nhanh những thắc mắc của học sinh. Điều này đòi hỏi giáo viên phải nhận ra quá trình làm việc của học sinh, nhận thức được những thách thức điển hình với tài liệu học. Sau đó, giáo viên sẽ là người chuẩn bị các câu hỏi, nhiệm vụ và cung cấp ví dụ cụ thể để giúp người học vượt qua những thách thức đó.
Nghiên cứu của Giáo sư Wieman đã chỉ ra một số phương tiện hiệu quả để cung cấp phản hồi, bao gồm các bài giảng ngắn. Giáo viên cũng cần hiểu chính xác về việc học và sử dụng điều đó để hướng dẫn học sinh.
Ngoài nghiên cứu về chuyên môn học tập, người dạy cũng phải thiết lập các nguyên tắc khác liên quan đến cách bộ não con người xử lý và ghi nhớ thông tin liên quan đến giáo dục. Ví dụ, giáo viên nên hiểu rằng, sẽ có những hạn chế từ trí nhớ ngắn hạn của não và đâu là những quá trình tăng cường khả năng ghi nhớ lâu.
Hiện, có không ít hoạt động giảng dạy dễ được thực hiện từng bước. Song song đó, có nhiều kỹ thuật sư phạm và công nghệ đơn giản giúp mở rộng khả năng của giáo viên. Nhờ đó, giúp giáo viên cung cấp các bài giảng cho nhiều học sinh trong một lớp cùng lúc. Thông thường, phương pháp này sẽ đạt được bằng cách sử dụng hiệu quả nhờ tương tác giữa người dạy và học.
Giảng dạy STEM hiệu quả không chỉ là truyền đạt kiến thức chuyên môn cụ thể cho người học. Thực tế, để việc giảng dạy hiệu quả, giáo viên còn cần là người đưa ra những bài học vượt xa hơn nữa chuyên môn về chủ đề STEM.
“Phát triển chuyên môn giảng dạy như vậy nên là trọng tâm của đào tạo giáo viên STEM. Giáo viên phải nắm vững nội dung tương tự chuyên gia, nhưng cũng phải có “kiến thức nội dung sư phạm”. Quan điểm của việc giảng dạy STEM là tối ưu hóa sự phát triển chuyên môn. Từ đó, cung cấp hướng dẫn rõ ràng và chi tiết hơn so với những gì hiện có từ nghiên cứu trên lớp về giảng dạy hiệu quả”, Giáo sư Wieman nhấn mạnh.
Nguyên nhân khó thay đổi
Theo ông Wieman, nhiều người đã đi học đều tự nhận mình là một chuyên gia về giáo dục. Tình trạng này dẫn đến xu hướng nắm bắt các giải pháp mà bỏ qua sự phức tạp của hệ thống giáo dục cũng như cách bộ não học hỏi. Ngoài ra, có những yếu tố cấu trúc bị bỏ quên từ lâu trong hệ thống giáo dục đại học đã ngăn cản việc áp dụng các phương pháp giảng dạy tốt hơn.
“Tập trung vào việc học STEM và cách thức đạt được hiệu quả cung cấp một quan điểm có giá trị để hiểu được những thiếu sót của hệ thống giáo dục và cách có thể cải thiện điều đó. Nó làm rõ lý do tại sao hệ thống hiện tại đang tạo ra kết quả kém. Đồng thời, giải thích lý do những nỗ lực hiện tại và quá khứ nhằm cải thiện tình hình mang lại hiệu quả không cao. Tuy nhiên, điều đó vẫn mang lại hy vọng”, chuyên gia này chia sẻ.
Theo đó, việc cải tiến phụ thuộc vào những thay đổi trong hệ thống khuyến khích giáo dục đại học. Qua đó, nhằm mang đến việc áp dụng rộng rãi các phương pháp giảng dạy STEM và đào tạo giáo viên. Theo Giáo sư Wieman, những nhiệm vụ này được thừa nhận là đầy thách thức, nhưng kết quả sẽ rất ấn tượng.
