Bài 7: STEM và Nghề Nghiệp STEM | Chuyên đề học tập Công nghệ 10 (Thiết kế và Công nghệ) | Chuyên đề 3: Nghề Nghiệp STEM - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

Trang 46

Sau khi học xong bài này, em sẽ:

Tóm tắt được một số vấn đề cơ bản về STEM và nghề nghiệp STEM.

Hình 7.1

Quan sát Hình 7.1, em có thể nhận ra những ngành nghề nào. Tên của những ngành nghề đó là gì? Nêu đặc điểm chung của các ngành nghề trong hình.

I-STEM

1. Thuật ngữ STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ). Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Trong đó:

Khoa học: trong ngữ cảnh STEM được hiểu là Khoa học tự nhiên, có mục đích nhận thức, mô tả, giải thích và tiên đoán về các sự vật, hiện tượng và quy luật tự nhiên. Khoa học tự nhiên có thể được chia thành bốn lĩnh vực gồm Vật lí, Hoá học, Thiên văn học và Khoa học Trái Đất, Sinh học.

Công nghệ: là giải pháp, quy trình, bí quyết kĩ thuật có hoặc không kèm theo công cụ, phương tiện dùng để biến đổi nguồn lực thành sản phẩm, dịch vụ. Trong mối quan hệ với kĩ thuật, công nghệ là kết quả của hoạt động kĩ thuật. Công nghệ có tính chuyển giao và luôn luôn được đổi mới nhờ sự phát triển của khoa học, kĩ thuật.

Trang 47

Khám phá

Tìm hiểu nội dung mục 1, vẽ sơ đồ mô tả mối liên hệ giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và toán học.

Kĩ thuật: là việc ứng dụng các nguyên lí khoa học vào việc thiết kế, chế tạo, vận hành các máy móc, thiết bị, công trình, quy trình và hệ thống một cách hiệu quả và kinh tế nhất. Kết quả của nghiên cứu kĩ thuật góp phần tạo ra các giải pháp, sản phẩm, công nghệ mới.

Toán học: là một ngành nghiên cứu trừu tượng về cấu trúc, trật tự và quan hệ, được phát triển từ các thực hành cơ bản như đếm, đo lường và mô tả hình dạng của các vật thể.

2. Giáo dục STEM

Theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018, giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.

Giáo dục STEM hiện nay đang rất được quan tâm ở phổ thông, giáo dục nghề nghiệp, giáo dục đại học nhằm mục tiêu phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.

3. Vai trò, ý nghĩa của STEM

STEM được sử dụng khi đề cập đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Đây là các lĩnh vực đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các giá trị của cải vật chất của mỗi quốc gia, có ý nghĩa quyết định trong việc nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.

Trong giáo dục, đề cập tới STEM là muốn nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học; chú trọng đến dạy học các môn học STEM theo hướng tích hợp liên môn, gắn với thực tiễn.

II - NGHỀ NGHIỆP STE 

1. Khái niệm

Nghề nghiệp STEM là nghề nghiệp trong (hoặc liên quan tới) các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học – những ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực và là động lực phát triển kinh tế – xã hội trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

Khám phá

Trong những kĩ năng được nêu ra dưới đây, kĩ năng nào chủ yếu được hình thành và phát triển trong dạy học môn công nghệ phổ thông?

2. Một số yêu cầu của nghề nghiệp STEM

Bên cạnh những yêu cầu chung về sức khoẻ, các phẩm chất của người lao động, những người làm việc trong nghề nghiệp STEM cần có các kĩ năng STEM. Nhờ có kĩ năng STEM, chất lượng, hiệu quả công việc của họ được nâng cao. Ngược lại, trong quá trình làm việc, các kĩ năng STEM sẽ liên tục phát triển. Dưới đây là một số kĩ năng người làm việc trong lĩnh vực STEM cần có:

Kĩ năng giải quyết vấn đề: là kĩ năng nhận thức, phát hiện được vấn đề, tim tòi và đề xuất các giải pháp thực tế giải quyết vấn đề trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán.

Trang 48

Kĩ năng sáng tạo: là kĩ năng thể hiện khả năng tập trung và đề xuất những giải pháp cho một vấn đề thông qua nhiều cách tiếp cận, bao gồm cả những tiếp cận sáng tạo và mang tính đột phá.

Kĩ năng tìm tòi: là các kĩ năng thao tác vận động, đặt câu hỏi, đề xuất ý tưởng, thiết kế thực nghiệm, ra quyết định dựa trên dữ liệu và sự hiểu biết nhằm giải quyết vấn để hiệu quả.

Kĩ năng toán học và khoa học: là các kĩ năng trong lĩnh vực toán và khoa học. Đây là những kĩ năng cơ sở cho STEM, được vận dụng trong đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề thực tiễn.

Kĩ năng thiết kế kĩ thuật: là kĩ năng bắt đầu bằng việc xác định vấn đề cần giải quyết, tìm kiếm và đề xuất các giải pháp phù hợp, xây dựng nguyên mẫu, thử nghiệm, thiết kế lại, thử nghiệm lại và hoàn thiện giải pháp. Kết quả của quá trình trên là tạo ra giải pháp, sản phẩm công nghệ mới.

Kĩ năng tư duy phản biện: là kĩ năng phân tích thông tin, đánh giá thiết kế, suy ngẫm về quá trình tư duy của bản thân, tổng hợp ý các tưởng mới, đề xuất giải pháp sáng tạo. Những kĩ năng trên là đặc điểm của người có tư duy phản biện, độc lập.

Kĩ năng hợp tác: là kĩ năng thực hiện công việc cùng với người khác nhằm đạt mục đích chung nhờ xác định được mục đích và các hoạt động mà bản thân có thể đảm nhiệm, biết được các nhu cầu, đặc điểm của người khác để tổ chức, hỗ trợ và chia sẻ kinh nghiệm, huy động được mọi người tham gia hoàn thành công việc.

Luyện tập

Các kĩ năng STEM nêu trên được hình thành và phát triển thông qua các môn học, hoạt động giáo dục nào ở trường phổ thông?

Khám phá

Đọc nội dung dưới đây về STEM, tìm hiểu và mô tả những đặc điểm chung của kĩ sư về tinh chất công việc và về yêu cầu nghề nghiệp.

3. Một số nghề nghiệp STEM

(1) Nhà thiên văn học: Nghiên cứu, phát triển các " thuyết và phương pháp vận hành hoặc áp dụng các kiến thức liên quan tới văn vào các lĩnh vực công nghiệp, y học, quân đội và các lĩnh vực khác. Công việc chủ yếu của nhà thiên văn học gồm:

– Tiến hành các thực nghiệm, thí nghiệm và phân tích cấu trúc, tính chất của vật chất ở trạng thái rắn và biểu hiện chuyển động của vật chất đó dưới tác động của nhiệt độ, áp suất, áp lực và các điều kiện khác.

– Phát triển hoặc cải tiến ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, y học, quân đội và các ứng dụng thực nghiệm khắc của các nguyên lí và kĩ thuật thiên văn học.

– Quan sát, phân tích và nhận thức được các hiện tượng thiên văn học cũng như phát triển các phương pháp và kĩ thuật được sử dụng trong các lĩnh vực như hàng hải hay khám phá vũ trụ.

(2) Nhà khoa học biển: Làm việc chủ yếu ở đại dương với những vật thể không có sự sống hay vật thể sống ở biển. Kiến thức chuyên môn về khoa học biển liên quan đến khoa học

Trang 49

vật lí hoặc sinh học. Các nhà khoa học biển sử dụng máy móc thiết bị chuyên dụng, hình ảnh vệ tinh và lặn dưới nước để thu thập dữ liệu về các đại dương, ứng dụng các kết quả nghiên cứu để phát triển phương pháp dự báo, đánh giá điều kiện môi trường đại dương, xác định khu vực khai thác, đánh bắt thuỷ sản, cải thiện an ninh vùng biển của quốc gia. Công việc chủ yếu của nhà khoa học biển gồm:

- Nghiên cứu tế bào, mô và đời sống sinh vật trong đại dương.

- Đánh giá tác động của môi trường bên trong, bên ngoài đối với các sinh vật trong đại dương và với cấu trúc của đại dương.

- Nghiên cứu và cung cấp thông tin về biển cho công chúng, chính phủ, các tổ chức mỗi trường, tổ chức khai thác tài nguyên thiên nhiên và đánh bắt thuỷ sản.

(3) Kĩ sư công nghiệp: Được xem là kĩ sư của kĩ sư. Kĩ sư công nghiệp quản lí sự vận hành của toàn bộ nhà máy, đảm bảo các quy trình hoạt động hiệu quả, an toàn và có tính kinh tế. Công việc chủ yếu của kĩ sư công nghiệp gồm:

- Tính toán và bố trí các thiết bị, máy móc khác nhau trong nhà máy một cách hợp lí và hiệu quả.

- Quản lí hệ thống đảm bảo an toàn, năng suất.

- Điều chỉnh thiết bị, máy móc đề nâng cao năng suất.

- Đặt ra tiêu chuẩn hoạt động cho công nhân và máy móc.

(4) Kĩ sư xây dựng: Áp dụng toán học, vật li và hoá học để xây dựng các công trình nhà ở, nhà thương mại, đường giao thông, cầu, đập nước, hệ thống thoát nước, bến cảng, kênh rạch, sân bay, hệ thống đường sắt. Công việc chủ yếu của kĩ sư xây dựng gồm:

- Nghiên cứu và phát triển các lí thuyết và phương pháp mới áp dụng trong lĩnh vực kĩ thuật xây dựng.

- Tư vấn thiết kế các kết cấu như cầu, đập, bến tàu, đường bộ, sân bay, đường sắt,... và các công trình công nghiệp khác.

- Quyết định và chỉ rõ phương pháp xây dựng, vật liệu và tiêu chuẩn chất lượng, chỉ đạo công tác xây dựng.

- Tổ chức và chỉ đạo bảo dưỡng, sửa chữa các cấu trúc hiện có.

(5) Nhà phát triển phần mềm: nghiên cứu, phân tích và đánh giá các yêu cầu cho các ứng dụng và hệ điều hành phần mềm hiện có hoặc mới, đồng thời thiết kế, phát triển, thử nghiệm và duy trì các giải pháp phần mềm để đáp ứng các yêu cầu này. Công việc chủ yếu của nhà phát triển phần mềm gồm:

- Nghiên cứu, phân tích và đánh giá các yêu cầu đối với các ứng dụng phần mềm và hệ điều hành; nghiên cứu, thiết kế và phát triển hệ thống phần mềm máy tính.

- Tham khảo ý kiến với nhân viên kĩ thuật để đánh giá các giao diện giữa phần cứng và phần mềm; xây dựng và chỉ đạo các quy trình kiểm tra và xác nhận phần mềm.

- Sửa phần mềm lỗi, để thích ứng với phần cứng mới hoặc nâng cấp giao diện và cải thiện hiệu suất; chỉ đạo lập trình phần mềm và phát triển tài liệu.

- Đánh giá, phát triển, nâng cấp và ghi lại các quy trình bảo trì cho các hệ điều hành, mỗi trường truyền thông và phần mềm ứng dụng; tư vấn với khách hàng liên quan đến bảo trì hệ thống phần mềm.

Trang 50

(6) Nhà toán học: Nghiên cứu và phát triển các khái niệm toán học, các lí thuyết, các phương pháp vận hành và kĩ thuật. Công việc chủ yếu của nhà toán học gồm:

- Nghiên cứu, cải tiến và phát triển các lí thuyết, thuật toán và kĩ thuật tính toán rủi ro.

- Tư vấn và áp dụng các nguyên tắc, mô hình và thuật toán vào nhiều lĩnh vực khác nhau như kĩ thuật, kinh doanh, y khoa, các lĩnh vực khác trong các ngành khoa học, đời sống tự nhiên và xã hội.

- Tiến hành phân tích logic về các vấn đề quản lí, đặc biệt là tính hiệu quả đầu vào – đầu ra và xây dựng các mô hình toán cho các vấn đề liên quan tới lập trình các chương trình và giải pháp xử lí bằng máy tính.

Luyện tập

Lựa chọn một nghề nghiệp STEM phù hợp với bản thân, hãy lí giải về sự lựa chọn của mình.

4. Nghề nghiệp STEM trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư

Tự động hóa

Dữ liệu lớn

Điện toán đám mây

Tự hành

Internet vạn vật

Quản lí dữ liệu

Hình 7.2. Lĩnh vực công nghệ của Cách mạng công nghiệp lần thứ tư

Khám phá

Điều gì sẽ thay đổi nhiều nhất về cuộc sống của con người trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư?

Năm 2016, khái niệm Cách mạng công nghiệp lần thứ tư được Diễn đàn Kinh tế Thế giới lần đầu tiên công bố với thế giới về sự khởi đầu của một cuộc cách mạng công nghiệp mới với các cơ hội và thách thức to lớn đối với các Chính phủ và các nền kinh tế.

Biểu hiện quan trọng nhất của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là sự thông minh và tinh kết nối trên nền tảng công nghệ. Tinh kết nối và công nghệ số cho phép mỗi quốc gia phát triển kinh tế - xã hội theo những cách thức mới, nổi bật là kinh tế số, xã hội số và chính phủ số.

Trong thời đại Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, nguồn lực con người với tư duy đổi mới, sáng tạo vẫn sẽ là yếu tố quyết định sự thành công của một quốc gia, mang lại sự thịnh vượng cho người dân và đất nước.

Trang 51

Cách mạng công nghiệp lần thứ tư sẽ tác động, làm thay đổi lớn đến thị trường lao động và việc làm. Những lĩnh vực ngành nghề dựa vào lao động thủ công hoặc gắn với quá trình tự động hoá đều sẽ bị ảnh hưởng. Trong đó, những lĩnh vực sử dụng nhiều lao động sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất.

Nền kinh tế cũng sẽ chuyển đổi mạnh mẽ từ mô hình dựa vào tài nguyên, lao động chi phí thấp sang kinh tế tri thức, kinh tế số. Điều này không chỉ tạo ra sự dịch chuyển lao động và đòi hỏi người lao động phải cập nhật, thích ứng với những thay đổi do Cách mạng công nghiệp lần thứ tư tạo ra.

Theo dự báo của Liên hợp quốc, sẽ có khoảng 75% lao động trên thế giới có thể bị mất việc làm trong vài thập niên tới. Tổ chức Lao động quốc tế (ILO) thì dự báo, khoảng 56% số lao động tại 5 quốc gia Đông Nam Á đứng trước nguy cơ mất việc vì robot. Bên cạnh đó Cách mạng công nghiệp lần thứ tư cũng sẽ tạo thêm ngành nghề, việc làm mới. Dự báo, tới năm 2025, có tới 80% công việc sẽ là những công việc mới mà chưa từng có ở thời điểm hiện nay.

Trong Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, nguồn nhân lực thuộc lĩnh vực STEM có vai trò đặc biệt quan trọng. Lao động trong lĩnh vực STEM vừa là nhu cầu về nguồn nhân lực cho Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, vừa là động lực quan trọng để phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia.

Kết nối năng lực

Tìm hiểu và tóm tắt nội dung một số chính sách của Việt Nam về Cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

Khám phá

Nghiên cứu và liệt kê một số nghề nghiệp sẽ mất đi dưới tác động của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Đặc điểm chung của các ngành nghề mất đi là gì?

Vận dụng

- Tìm hiểu thêm một số nghề nghiệp trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Lựa chọn ba nghề phù hợp với bản thân.

- Liệt kê một số cơ sở đào tạo có uy tín cho ba nghề nghiệp phù hợp với bản thân.