Sa bàn thi đấu robot của các trường làng huyện Thái Thụy (Thái Bình) tham gia Ngày hội “Toán học mở” tại Hà Nội, 4-11-2018

Khu vực robot của Ngày hội "Toán học mở" đầu tháng 11- 2018 (do Viện nghiên cứu Cao cấp về toán tổ chức tại ở Hà Nội) đã chứng kiến một cuộc biểu diễn đa sắc hấp dẫn.

Câu lạc bộ robot GART 6520 của trường THPT Chuyên Hà Nội- Amsterdam (trường Ams) mang đến một mô hình "Ngôi nhà gỗ" được lập trình để mở cửa bằng ý nghĩ do thu được tín hiệu của sóng não thông qua thiết bị Emotiv.

Sàn đấu lập trình cho robot bơi, dùng cảm biến siêu âm để dò đường trong bể nước của các trường làng huyện Thanh Chương (Nghệ An) với độ khó hơn hẳn về mặt kỹ thuật so với việc lập trình cho các con robot chạy trên cạn của học sinh thành phố.

Sa bàn robot mang hình "xe tăng cắm lá cờ chiến thắng" của các thầy trò huyện Thái Thuỵ (Thái Bình) hấp dẫn kỳ lạ với màn lập trình cho robot biết tự dò đường bằng cảm biến hồng ngoại, biết cắm cờ và bắn pháo hoa.

Sàn đấu robot của THCS Lý Tự Trọng (Lào Cai) là mê cung cho các robot dùng cảm biến siêu âm để dò đường, một thách thức không hề đơn giản với ngay cả các học sinh Hà Nội mê robot.

Những học sinh Hà Nội và những học sinh trường làng từ Thái Bình, Nghệ An, Lào Cai… gặp nhau lần đầu mà không hề bỡ ngỡ, bởi các em chia sẻ cùng một niềm say mê lớn: học trải nghiệm STEM ở các sàn thi đấu lập trình robot.

Thay mặt cho các câu lạc bộ robot đến từ các vùng nông thôn, em Nguyễn Hải Dương, trường THCS Nguyễn Đức Cảnh (Thái Thuỵ) tự tin vừa điều khiển robot, vừa trả lời phỏng vấn VTV1.

Vị "chuyên gia" là học sinh nông thôn này đã không hề ngập ngừng khi giải thích cơ chế vận hành của robot trên các đoạn đường khác nhau, khi thì dùng điều khiển bằng sóng điện thoại, lúc thì tự dò đường bằng cảm biến hồng ngoại.

Trường làng bừng nở

Những người chứng kiến bức tranh đa sắc lý thú ấy trong Ngày hội Toán học mở 2018 không thể không tự hỏi: điều gì đang diễn ra trong giáo dục ở nông thôn Việt Nam?

Vì sao hàng trăm trường làng đã bắt nhịp với giáo dục STEM nhanh như vậy? Họ đã làm điều đó như thế nào khi mà nguồn ngân sách cho STEM hoàn toàn chưa có, thậm chí chưa có cả những hướng dẫn chuyên môn của Bộ GD&ĐT?

Câu chuyện có lẽ bắt đầu từ…những tủ sách trường làng. Mùng 2 Tết năm 2015, Chương trình Chuyển động 24 của VTV1 đã tường thuật trực tiếp một sự kiện đặc biệt: một người hỏng một bên mắt, Nguyễn Quang Thạch, bước sang ngày thứ hai của hành trình dài 123 ngày đi bộ xuyên Việt từ Hà Nội vào TPHCM để kêu gọi cộng đồng chung tay xây dựng các Tủ sách phụ huynh trong từng lớp học.

Trước đó, trong gần 5 năm, Thạch đã cùng cộng đồng gây dựng được hơn 3 ngàn tủ sách ở các huyện Quỳnh Phụ và Thái Thuỵ (Thái Bình) và một số huyện ở tỉnh Nam Định. Trung Thu năm 2015, Bộ trưởng GD&ĐT khi đó là GS Phạm Vũ Luận đi Thái Thuỵ và Quỳnh Phụ để tìm hiểu thực tế các trường làng. Đó là lúc ông Luận hiểu vì sao tủ sách ở từng lớp học lại hiệu quả hơn hẳn thư viện trường học vốn hay bị nhiễm bệnh "làm cho có".

Khi ông Luận đến trường tiểu học Thuỵ Phong (huyện Thái Thuỵ), ông đã được các học sinh câu lạc bộ "Yêu khoa học" tặng ông một món quà rất STEM: Một chiếc tàu thuỷ được làm từ vỏ lon bia. Món quà STEM làm từ vật liệu tái chế của những em bé trường làng này rất đơn giản, nhưng nó đánh dấu một sự đổi thay đáng kể đã lặng lẽ diễn trong đời sống trường làng: một khi văn hoá đọc phát triển tốt, con đường cho giáo dục STEM được mở ra.

Câu chuyện thúc đẩy giáo dục STEM ở Thái Thuỵ trên nền của văn hoá đọc trên thực tế đã bắt đầu từ tháng 11 - 2014, lúc mà huyện Thái Thuỵ đã làm xong hơn một ngàn tủ sách lớp học ở tất cả các trường bằng cách kêu gọi mỗi học sinh góp 1-2 cuốn sách cho tủ sách của chính lớp học của mình. Học sinh được ở gần sách, được tự mượn sách mang về nhà đọc.

Các giờ sinh hoạt đọc sách ở từng trường từng lớp được ghi trong thời khoá biểu. Thói quen tự học thông đọc sách đã làm phát sinh nhu cầu học thông qua tự làm, thôi thúc các em tìm kiếm sân chơi trải nghiệm những kiến thức khoa học trong các sách đọc thêm.

Các tủ sách lớp học như vậy đã kích thích nhu cầu đi tìm mô hình giáo dục STEM phù hợp với nông thôn. Nguyễn Quang Thạch và Phòng GD&ĐT huyện Thái Thuỵ bắt đầu tổ chức lớp tập huấn cho hơn 200 thầy cô giáo của 96 trường tiểu học và THCS trong toàn huyện, học hỏi kinh nghiệm mô hình dạy STEM dùng vật liệu tái chế của Câu lạc bộ "Yêu khoa học" dành cho khối lớp 6&7 của trường Ams. Con đường "lai kinh" học hỏi của trường làng đã mở.

Mô hình dạy STEM sử dụng vật liệu tái chế chi phí thấp "gần như bằng không" được các giáo viên rất trẻ của trường Ams tự biên soạn dựa trên kinh nghiệm quý báu của các đồng nghiệp trong trường và nhóm tình nguyện của TS Dương Tuấn Hưng (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), những người đầu tiên huấn luyện và giúp các dự án khoa học kỹ thuật của học sinh trường Ams đoạt những giải thưởng đầu tiên cho Việt Nam trong ba năm liền (2012, 2013, 2014) ở đấu trường Intel ISEF - cuộc thi Khoa học & Kỹ thuật quốc tế lớn nhất và lâu đời nhất của học sinh phổ thông toàn thế giới do Mỹ tổ chức từ năm 1950 với tổng giải thưởng gần 5 triệu đô la mỗi năm.

Đầu năm 2015, sau khi 200 giáo viên đã được tập huấn và tặng sách hướng dẫn tự làm đồ chơi khoa học bằng cách dùng vật liệu tái chế, cả 96 trường tiểu học và THCS trong huyện Thái Thuỵ đã thành lập các câu lạc bộ "Yêu khoa học" dành cho học sinh, khi mà trong tay họ không hề có một đồng tiền nào. Hành trình từ tủ sách lớp học đến những câu lạc bộ yêu khoa học này chỉ mất hơn 2 năm.

Bị bó buộc trong tình hình tài chính eo hẹp, những giáo viên và học sinh trường làng dùng mọi vật liệu tái chế có thể dùng để làm các sản phẩm trong các câu lạc bộ STEM. Đó cũng là tình thế đánh thức rất thú vị ưu thế "khéo tay hay làm" vốn có của học sinh nông thôn.

Nhưng niềm vui thử nghiệm không tự nhiên kéo dài mãi, nhu cầu được học STEM bài bản hơn nữa của các giáo viên và học sinh trường làng dẫn họ tới một tìm tòi mới: Đi cầu hiền! Họ hiểu rõ, trong các trường đại học tại Hà Nội đang có sẵn những người có thể giúp họ: các nhà khoa học, các giảng viên đại học.

Năm học 2016-2017 khởi sự một hành trình về làng của những trí thức, nhà khoa học này. Phòng GD huyện Thái Thuỵ đã mời nhóm của TS Đặng Văn Sơn (ĐHQG Hà Nội) và Th.s Hoàng Vân Đông (ĐH Điện lực) về phổ cập kiến thức giáo dục STEM, tập huấn nâng cao chuyên môn dạy STEM cho hơn một ngàn lượt giáo viên theo ba trụ cột: STEM theo các chủ đề của SGK; STEM sử dụng vật liệu tái chế; STEM robot và máy in 3D.

Nguyễn Sỹ Quang Nhật, học sinh lớp 7C Trường THCS Thanh Dương, đoạt giải nhì cuộc thi Robot 2018 của huyện Thanh Chương (Nghệ An)

Khó người, dễ ta

Các nước như Mỹ và Singapore vốn có nhiều kinh nghiệm trong giáo dục STEM và vốn… giàu có, nên việc đào tạo giáo viên STEM và chương trình giáo dục STEM của họ vì thế rất phức tạp và tốn kém.

Mức độ phát triển sẵn có khiến cho yêu cầu đầu ra của họ cũng cao, vì họ vốn bài bản nên làm gì cũng bài bản, nhưng còn một nguyên nhân quan trọng nữa: với đa số dân là cư dân đô thị, họ phải khắc phục rất nhiều nhược điểm của dân thành phố trong giáo dục nói chung, trong việc dạy và học STEM nói riêng.

Họ đã luôn rất tốn kém khi tìm cách dạy khoa học gắn với quan sát tự nhiên, kỹ năng làm việc bằng tay, rèn luyện tính kỷ luật và cần cù, và các kỹ năng sinh tồn ngoài thiên nhiên cho học sinh.

Nông thôn Việt Nam, nơi có khoảng 70% dân số và học sinh, là cái nôi tự nhiên sinh động và vô bờ bến. "Cua ngoi lên bờ, mẹ em xuống cấy" - những vần thơ của chú học sinh trường làng Trần Đăng Khoa cách đây mấy chục năm - là một ví dụ về một quan sát thực tiễn đời sống thường thấy và không mấy khó khăn với học sinh nông thôn.

Các em cũng không hề xa lạ với lao động chân tay, lao động tập thể trong gia đình hoặc trong làng xóm, luôn phải tối ưu mọi việc để tiết kiệm tiền bạc và sẵn có bản năng sinh tồn.

Sự khác nhau rất căn bản này giữa trường làng của ta và trường phố của tây sẽ là một yếu tố quan trọng mà những người có trách nhiệm thiết kế chương trình giáo dục STEM của Việt Nam cần hiểu.

Nếu những "nhược điểm" của đời sống nông thôn có thể được biến thành "nguyên liệu sẵn có", thành ưu thế trời cho của học sinh nông thôn, biết đâu đó chính là bàn đạp cho một cuộc bứt phá mới mang tính chiến lược để đổi mới giáo dục và triển khai giáo dục STEM thời 4.0.

Nông thôn và thành phố: đường hai chiều đã mở

Sau 10 năm học tập, giảng dạy và nghiên cứu ở Hàn Quốc, Đức, Anh, TS Đặng Văn Sơn về nước năm 2014, làm việc tại Trung tâm Nano và năng lượng (ĐH KHTN, ĐHQG HN). Ở tuổi 37, anh đang có 37 công trình nghiên cứu được đăng trên các tạp chí khoa học ISI.

Quan tâm đặc biệt tới giáo dục phổ thông, anh dành nhiều thời gian nghiên cứu chương trình giáo dục STEM của các nước, cách họ tiếp cận để tìm cách gắn STEM với chương trình phổ thông ở Việt Nam.

Với sự trợ giúp của chuyên gia về tự động hoá, Ths Hoàng Vân Đông (ĐH Điện lực), anh đã đưa ra 3 trụ cột STEM dành cho các trường phổ thông để thúc đẩy STEM.

Cùng nhau, trong nhiều năm, nhóm dạy STEM của họ đã đi phổ cập kiến thức giáo dục STEM cho hơn một vạn lượt giáo viên (khoảng hơn 60% là trường làng). Huyện Thanh Chương (Nghệ An), một huyện nghèo sát biên giới Việt -Lào, giữa núi rừng Trường Sơn giờ đã có 81 câu lạc bộ STEM ở 81 trường làng, trong đó có 30 câu lạc bộ có robot với tổng số 150 robot, 15 câu lạc bộ có máy in 3D.

Toàn bộ 2500 giáo viên của huyện đã được phổ cập STEM, trong số đó có 400 người được đào tạo nâng cao và gần 100 người có khả năng đứng lớp dạy lập trình robot dùng phần mềm SCRATCH. Thanh Chương đã tổ chức cuộc thi robot đầu tiên của huyện tháng 6-2018.

Không chỉ thế, hai thầy giáo trường làng huyện Thanh Chương đã tự tin đứng lớp dạy trải nghiệm lập trình robot cho học sinh Hà Nội trong Ngày hội STEM quốc gia vào tháng 5-2018 ở ĐH Khoa học Tự nhiên (ĐHQG HN).

Huyện Nam Trực (tỉnh Nam Định) giờ có 55 câu lạc bộ STEM ở các trường làng, trong đó có 22 câu lạc bộ robot, cũng nhờ con đường tương tự. Nam Trực đã tự tổ chức thành công cuộc thi robot cấp huyện lần thứ hai.

Nhưng những trí thức về làng không chỉ để mang về tri thức mới. Rời làng, họ cũng mang trở lại Hà Nội những vốn liếng tri thức mới. Họ có mặt trong các ngày hội STEM cấp trường và cấp huyện không chỉ để dạy mà còn để học: họ cần học kiến thức và cách thức mà các giáo viên trường làng đã dùng giáo dục STEM và Văn hoá đọc để đánh thức trí tuệ làng của học sinh nông thôn.

Tri thức của giáo dục STEM đã có những dòng đối lưu, dẫu chưa nhiều và cần hoàn thiện nhưng rất sống động như vậy, để tạo động lực đổi mới sáng tạo.

Con robot bơi của học sinh trường làng được làm bằng vật liệu tái chế và máy in 3D

STEM (viết tắt của các từ Science - khoa học, Technology - công nghệ, Engineering - kỹ thuật và Math - toán học).

Giáo dục STEM là một chương trình giảng dạy nhằm trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, theo cách tiếp cận liên môn, giúp người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề thực tiễn trong cuộc sống hằng ngày.

Thay vì dạy bốn môn học trên một cách tách biệt, STEM kết hợp cả bốn thành một mô hình học tập gắn kết, dựa trên các ứng dụng thực tế, trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại, tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới.

Giáo dục STEM cho trẻ nhỏ tốt nhất nên ở độ tuổi nào?

STEM được viết tắt từ các từ science (khoa học), technology (công nghệ), engineering (kỹ thuật) và maths (toán học) tuy đã khá phổ biến ở các nước phát triển.