Giáo dục STEM thông qua giáo dục sáng chế cầu nối đến khởi nghiệp sáng tạo đổi mới

­

Giáo dục STEM nói chung và STEAM nói riêng đang ngày càng được quan tâm tại Việt Nam, tuy nhiên hiện nay vẫn chưa có một mô hình hiệu quả để triển khai hiệu quả tại trường học tại Việt Nam. Một trong những xu hướng nổi trội hiện nay­­­ trên thế giới để giáo dục STEM qua phương pháp giáo dục sáng chế (Maker Education)  

cùng với không gian sáng chế (Makerspace). Bài viết này sẽ giới thiệu tổng quan xu hướng giáo dục STEM qua giáo dục sáng chế, lợi ích cụ thể về việc phát triển kỹ năng và cầu nối của xu hướng giáo dục này với hoạt động khởi nghiệp đổi mới sáng tạo.

  1. Xu hướng giáo dục qua hoạt động Sáng Chế

Sự quan tâm về giáo dục STEM trong nhiều năm qua trên thế giới đã thúc đẩy phát triển những mô hình giáo dục phù hợp với tính chất của lĩnh vực này. Trong đó nổi lên là phương pháp giáo dục qua hoạt động sáng chế (maker education). Đây là một phương pháp dựa trên việc học qua dự án và giải quyết vấn đề (project-based and problem-based learning), Phương pháp này đòi hỏi người tham gia phải hợp tác, trực tiếp thực hành, tự định hướng bản thân trong việc giải quyết những vấn đề thực tế và cụ thể trong cuộc sống.

Giáo dục qua hoạt động sáng chế được ảnh hưởng bởi phong trào sáng chế (Maker Movement), một thuật ngữ nói đến những nhà sáng chế, thiết kế độc lập cùng ngồi lại với nhau và tạo nên những sản phẩm do chính mình làm (Do-it-Yourself). Xu hướng này được phát triển rất mạnh mẽ tại tại Mỹ và Châu Âu trong gần 2 thập kỷ qua.

Phương pháp giáo dục qua hoạt động Sáng Chế đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong giáo dục STEM. Hiện nay, mặc dù các nhà giáo dục đều coi trọng sự cần thiết của giáo dục STEM, nhưng việc giảng dạy các lĩnh vực Toán (Mathematics), Khoa Học (Science), Công Nghệ (Technology) và Kỹ Thuật (Engineering) vẫn được thực hiện gần như là các môn học tách rời. Phương pháp giáo dục qua hoạt động Sáng Chế là một cách tiếp cận bổ sung cho việc giảng dạy các môn học truyền thống, giúp học sinh vận dụng thông qua các hoạt động thiết kế, giải quyết vấn đề liên quan đến các lĩnh vực của STEM để tạo ra những sản phẩm cụ thể. Bên cạnh đó, không gian Sáng Chế mang lại một môi trường học tập đầy cảm hứng hơn. Ngày nay, song song với mục đích giáo dục STEM, giáo dục thông qua hoạt động sáng chế còn giúp phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện các kỹ năng thế kỷ 21 như giao tiếp, hợp tác, tư duy phản biện, giải quyết vấn đề và sáng tạo đổi mới.

  1. Không gian sáng chế

Đi cùng với giáo dục qua hoạt động sáng chế là một môi trường học tập được gọi là không gian Sáng Chế (maker space). Không gian sáng chế là một không gian mở, được trang bị các công cụ chế tạo cần thiết từ đơn giản đến công nghệ cao để cho cá nhân hay nhóm cùng làm việc và tự tạo sản phẩm cụ thể của mình.

Hình 1. Không gian Sáng Chế – Innovation Space tại THCS. Nguyễn Hiền, Q7, TP. HCM

Đối với trường học, không gian sáng chế thường được thiết kế chung trong thư viện, hoặc một không gian độc lập. Về tính chất hoạt động, không gian sáng chế khác với cách vận hành của các phòng chức năng truyền thống như phòng tin học, phòng thí nghiệm khi các em chỉ đến khi có hoạt động liên quan đến môn học. Không gian sáng chế là nơi học sinh có thể đến, sử dụng những công cụ thủ công và chế tạo, để làm các dự án môn học hoặc dự án cá nhân. 

Các thiết bị trong không gian sáng chế

Không gian sáng chế thường cung cấp đầy đủ những dụng cụ để mỗi cá nhân có thể cần dùng cho công việc chế tạo của mình, từ đơn giản đến phức tạp. Tùy lĩnh vực và đối tượng không gian sáng chế hướng đến mà thiết bị có thể khác nhau, nhưng luôn có các dụng cụ cơ khí cơ bản.

Hình 2. Dụng cụ cơ bản

Bên cạnh đó, không gian sáng chế còn được trang bị các thiết bị công nghệ cao để học sinh có thể tạo những mô hình có độ chính xác cao và một số công cụ điện tử như máy in 3D, máy cắt laser, Arduino và Microbits (bo mạch lập trình điều khiển tự động) hay các giải pháp robot.

Hình 3. Máy in 3D

 

Hoạt động giáo dục trong không gian sáng chế

Với tính chất mở, không gian sáng chế có thể tổ chức nhiều nội dung học tập khác nhau như kỹ năng sáng kế (maker skills) để học tư duy và kỹ năng của những người sáng chế, sản xuất số (digital fabrication) để học sử dụng những sản phẩm công nghệ như máy in 3D, máy cắt laser, lập trình (coding) để biết về các ngôn ngữ lập trình đơn giản, tự động hoá, IoT, robotic…

Ngoài những nội dung học cụ thể, không gian sáng chế còn là nơi hoạt động các CLB về khoa học kỹ thuật của nhà trường, nơi học sinh có thể được giao thêm các hoạt động thông qua các dự án môn học, các dự án học tập cá nhân hay các hoạt đống sáng tạo khác.

  1. Giáo dục qua hoạt động sáng chế và STEM

Các lĩnh vực dự án: Các lĩnh vực dự án tại không gian sáng chế rất rộng và bao trùm rất nhiều lĩnh vực STEM ở các mức độ khác nhau. Việc chọn lựa và thiết kế các dự án đều phụ thuộc và định hướng giáo dục của nhà trường. Một số dự án tiêu biểu được thực hiện trong không gian sáng chế và các lĩnh vực STEM được rèn luyện.

  • Tích hợp phát triển kỹ năng với STEM
    • Phát triển kỹ năng thế kỷ 21:

Các hoạt động giáo dục STEM tại không gian sáng chế tạo điều kiện rất tốt để phát triển các kỹ năng thế kỷ 21 cho các em học sinh mà diễn đàn kinh tế thế giới đã đề cập:

Trong đó, các năng lực cá nhân và các phẩm chất cá nhân có cơ hội phát triển như sau với các hoạt động giáo dục STEM tại không gian sáng chế. Cụ thể, đó là những năng lực và phẩm chất: tư duy phản biện, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, khả năng giao tiếp, hợp tác, khám phá, chủ động, quyết tâm, thích ứng, lãnh đạo và nhận thức về văn hoá, giáo dục.

  • Cầu nói để phát triển năng lực khởi nghiệp

Bên cạnh, các hoạt động giáo dục STEM thường xuyên, không gian Sáng Chế khuyến khích các em học sinh tạo ra các giải pháp và sản phẩm để giải quyết các vấn đề cộng đồng mà mình gặp phải, hoặc tạo ra sản phẩm mà cộng đồng xung quanh mình có nhu cầu. Do đó, không gian sáng chế là nơi rất tốt để ươm mầm các ý tưởng khởi nghiệp sơ khởi ngay khi các em còn đang ở độ tuổi nhỏ. Quá trình các em hoàn thiện sản phẩm, trình bày sản phẩm, thậm chí bán một số sản phẩm của mình trong các chương trình hội trại của trường hoặc của cộng đồng mang lại cho các em nhiều trải nghiệm quý giá liên quan đến khởi nghiệp, phát triển năng lực khởi nghiệp cho các em.

Tại Mỹ

Năm 2016, chính phủ Mỹ đưa Maker Movement (phong trào Sáng Chế) thành một phần không thể thiếu của giáo dục STEM. Chương trình National of Makers được thông qua với các sáng kiến sau: (1) Tám cơ quan liên bang sẽ cung cấp các nguồn tài chính, các sáng kiến về đào tạo, giáo dục, xây dựng mạng lưới tri thức để nuôi dưỡng cộng đồng nhà sáng chế (Makers), hỗ trợ của các công ty khởi nghiệp từ việc xây dựng sản phẩm mẫu đến sản xuất hàng loạt và (2) 1400 trường cấp 1, 2, 3 với hơn 1 triệu học sinh đến từ 50 bang cam kết sẽ thành lập các không gian dành riêng cho việc sáng chế, sáng tạo và đổi mới.

  • Tại Trung Quốc:

Chính phủ Trung Quốc hỗ trợ một cách mạnh mẽ việc thành lập các không gian sáng chế (Maker Space) để thúc đẩy tinh thần sáng tạo đổi mới và khởi nghiệp tại Trung Quốc. Không gian sáng chế là một nhân tố giúp Trung Quốc chuyển mô hình sản xuất giá rẻ sang mô hình phát triển dựa trên sáng tạo đổi mới và thiết kế, giải quyết tình trạng thất nghiệp của sinh viên mới ra trường Với sự hỗ trợ của chính phủ, số lượng Không gian sáng chế đã thành lập hằng năm tại Trung Quốc tăng theo cấp số nhân.

  • Tại Ấn Độ:

Từ năm 2016, chính phủ Ấn Độ đã thông qua Atal Innovation Mission (AIM) – Nhiệm vụ Sáng tạo và Đổi mới Atal – để thúc đẩy tinh thần văn hóa sáng tạo và đổi mới của Ấn Độ. Một trong những sáng kiến của AIM là lắp đặt trang bị các phòng học Sáng Chế (Atal Tinkering Lab – ATL) cho các trường học tại Ấn Độ. Mỗi trường học sẽ được trang bị 1 phòng ATL  diện tích từ 110 mét vuông đến 140 mét vuông với đầy đủ trang thiết bị dụng cụ cho học sinh. Tính tới thời điểm 2018, AIM đã trang bị 5441 phòng ATL phục vụ cho 6 triệu học sinh. Thông qua hệ thống ATL, chính phủ Ấn Độ mong muốn đào tạo ra “1 triệu nhà sáng tạo trẻ hiện đại trước năm 2020” (One Million Neoteric Child Innovators in India by 2020).

  • Tại Malaysia:

Từ tháng 8 năm 2016, Digital Economy Corporation Sdn Bhd trực thuộc chính phủ Malaysia phối hợp Bộ Giáo Dục Malaysia triển khai sáng kiến #mydigitalmaker để chuyển đổi giới trẻ Malaysia từ người sử dụng sản phẩm kỹ thuật số (digital users) sang những nhà sản xuất trong nền kinh tế số. Thông qua phong trào #mydigitalmaker, Malaysia đã trở thành đất nước đầu tiên tại Đông Nam Á tích hợp tư duy máy tính (computational thinking) và khoa học máy tính (computer science) vào khung chương trình từ lớp 1 đến lớp 9. #mydigitalmaker cũng đã xây dựng mô hình chuẩn để khai triển khai các thành phần của phong trào #mydigitalmaker tại 20 trường công Malaysia. Bên cạnh đó, 49 Digital Maker Hub (trung tâm Sáng Chế số) cũng được triển khai tại các cộng đồng dân cư tại Malaysia.

  1. Kết luận:

Dựa trên thực tiễn triển khai của các nước, giáo dục STEM thông qua không giang Sáng Chế là một hoạt động gắn liền một hệ sinh thái khởi nghiệp sáng tạo, đây là chuỗi hoạt động giáo dục nền tảng để trang bị cho các em học sinh kỹ năng thế kỷ 21, kiến thức công nghệ và trải nghiệm việc thiết kế giải pháp và sản phẩm giải quyết vấn đề thực tế của cuộc sống. Những dự án, sản phẩm và giải pháp đột phá được phát triển từ các không gian Sáng Chế chính là nguồn dự án để hệ thống vườn ươm khởi nghiệp tiếp tục nuôi dưỡng và phát triển thêm.

Nguyễn Việt Trung – Đỗ Trần Bình Minh (KDI Education)

Trả lời