Kỳ 12: Quan hệ giữa Tin học và STEM. Chương trình môn Tin học đóng vai trò gì trong giáo dục STEM.

Gần đây, cùng với từ khóa CMCN 4.0, STEM cũng trở thành 1 cụm từ rất hot. Nhà nhà nói STEM, người người nói STEM. Vậy STEM là gì? nó có phải là một môn học? hay một phương pháp giảng dạy mới? hay là một công nghệ giáo dục mới của thế giới?

STEM không phải là môn học, cũng không phải là một phương pháp giảng dạy, cũng không phải là một công nghệ gì mới. Các gốc của ý tưởng STEM chính là câu nói "học đi đôi với hành" của ông cha chúng ta.

STEM là 4 chữ cái đầu của các từ Kỹ nghệ (Engineering), Toán học (Mathematics), Khoa học (Science) và Công nghệ (Technology). Bản thân STEM được các nhà khoa học và giáo dục đưa ra chỉ để muốn nhấn mạnh đến tầm quan trọng đặc biệt của 4 chuyên ngành trên trong sự phát triển các ứng dụng của khoa học kỹ thuật hiện nay.

Trên thực tế những phát minh công nghệ, khoa học, ứng dụng mới rất nhiều là một tích hợp công nghệ từ những chuyên ngành trên. Do vậy các nhà khoa học mới đưa ra 4 chữ cái trên, như một slogan để khuyến khích việc học tập, nghiên cứu, thực hành xung quanh các môn học này và tích hợp giữa chúng.

Tuy nhiên có 1 chuyên ngành nữa mà ai cũng biết đóng vai trò then chốt nhất, tích hợp giữa các hướng trên, đó chính là Tin học, hay nói chính xác hơn là khoa học máy tính trong tin học.

Khoa học máy tính là môn học mang đặc tính STEM rõ nhất, môn học này có nhiều điểm chung nhất với đồng thời các thành phần khác của STEM như Kỹ nghệ (Engineering), Toán học (Mathematics), Khoa học (Science) và Công nghệ (Technology). Sau đây là một vài lý giải cho mệnh đề trên.

- Hướng kiến thức này dựa trên một hệ thống cơ sở lý luận toán học chặt chẽ, logic và khoa học.

- Trọng tâm của Khoa học máy tính là "tư duy máy tính", có cơ sở lý luận hàn lâm nền tảng kết hợp thực nghiệm và đánh giá, đo đạc số liệu một cách khoa học.

- Lõi của Khoa học máy tính là phần kiến thức lập trình, một kỹ năng đòi hỏi quá trình thiết kế, xây dựng, kiểm thử và đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật.

- Khoa học máy tính yêu cầu và có liên quan rất nhiều đến sự hiểu biết, ứng dụng, đánh giá các công nghệ của nhiều chuyên ngành khác nhau.

Hơn nữa Khoa học máy tính còn có ứng dụng rất sâu trong tất cả các lĩnh vực STEM khác như chúng ta vẫn biết rõ điều đó. Có thể nói tư duy máy tính, các nguyên tắc cơ bản của tính toán, các cơ sở lý thuyết giải quyết vấn đề dựa trên máy tính là chìa khóa dẫn đến thành công của các nhánh khoa học khác như kỹ nghệ, kinh doanh và thương mại trong thế kỷ 21.

Do vậy mô hình hay cái gọi là STEM cần được thể hiện lại chính xác hơn như hình sau.

STEM bắt buộc phải gắn liền với Tin học, với Khoa học máy tính, chúng tuy 2 nhưng là 1 thực thể thống nhất, không thể tách rời. Khoa học máy tính là nền tảng lý thuyết và công nghệ kết nối các chuyên ngành khác nhau trong mô hình STEM.

Tin học, tư duy máy tính, hay chính xác là các môi trường lập trình thực sự hỗ trợ giáo dục STEM tốt nhất.

Vì sao lại có thể khẳng định môi trường lập trình hỗ trợ giáo dục STEM tốt nhất?

Như chúng ta đã biết, điểm cốt lõi cơ bản nhất của giáo dục STEM là vừa học vừa làm, thực hành làm ra các sản phẩm cụ thể, từ đó nâng cao sự đam mê, yêu thích môn học của mình.

Với cách hiểu trên thì với môn Tin học, tinh thần giáo dục STEM chính là khuyến khích làm ra các sản phẩm cụ thể từ kiến thức môn học của mình. Tin học là môn học có tính thực hành rất cao, lại tích hợp tính khoa học chặt chẽ, tư duy thuật toán chính là nền tảng toán học của lập trình. Ví dụ ngôn ngữ lập trình Scratch rất trực quan, dễ dàng tạo ra các sản phẩm, chương trình, phần mềm hay đơn giản là một trò chơi.

Với sự phát triển của công nghệ, thời gian gần đây các ứng dụng lập trình phần cứng, lập trình Robot có sự phát triển rất mạnh tạo nên cả một phong trào STEM rộng lớn trong các nhà trường. Tất cả những "công nghệ" STEM đó đều dựa trên nền tảng lõi là khoa học máy tính và Tin học.

Kỳ 13: Quan hệ giữa Tin học và các môn học khác.

Bùi Việt Hà