Thế giới đã và đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư hay còn gọi là Công nghiệp 4.0. Không nằm ngoài sự phát triển chung của thế giới, Việt Nam cũng đang từng bước chuyển mình để tiếp cận với nền Công nghiệp 4.0.

STEM là thuật ngữ viết tắt từ tiếng Anh của các thuật ngữ Science (khoa  học), Technology (công nghệ), Engineering (kĩ thuật) và Mathematics (toán học). Giáo dục trong thời đại Công nghiệp 4.0 thì mô hình giáo dục STEM đang ngày càng nhận được sự quan tâm và chú ý từ các nhà giáo dục trên thế giới.

“Giáo  dục  STEM  là  một  cách  tiếp  cận  liên  ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới  thực, ở đó các học sinh áp dụng  các  kiến  thức  trong  khoa  học,  công  nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới”. Từ định nghĩa trên, có ba đặc điểm quan trọng khi nói về giáo dục STEM: Cách tiếp cận liên ngành; lồng ghép với các bài học, tạo ra sản phẩm ứng dụng vào thực tế; kết nối từ trường học, cộng đồng đến các tổ chức toàn cầu. Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phương pháp “học qua hành” (“Learning by doing”). Phương pháp này giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết.  Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ được hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế.

Nghiên cứu được tiến hành ở 50 sinh viên ngành Sư phạm Toán học K41 (năm thứ ba) từ tháng 01/2018 đến tháng 03/2018. Tiến trình thực nghiệm gồm các bước sau: 

Bước 1: Tập  huấn cho sinh viên về giáo dục STEM và cách lập trình với Scratch trong 1 tháng.

Bước 2: Chia lớp thành 10 nhóm, mỗi nhóm trải nghiệm việc tạo ra một chương trình tính toán trên máy tính bằng cách sử dụng ngôn ngữ Scratch và kết hợp  thêm  những  công  cụ  kỹ  thuật  số  khác  như GeoGebra (nếu cần). Thời gian thực hiện trong 1 tháng. Các nhóm được yêu cầu thiết kế chương  trình  tính  toán  trên  máy  tính theo mô hình đề xuất:

 - Xây dựng và giải bài toán tổng quát.

 - Thiết kế giải thuật và viết chương trình tính toán trên máy tính.

 - Chương trình đưa ra sử dụng và hiệu chỉnh (nếu cần).

Bước 3: Phát phiếu khảo sát ý kiến sinh viên về tư duy lập trình tính toán và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng tư duy lập trình tính toán là một trong năm tư duy nền tảng của thời đại ngày nay và là một chìa khóa quan trọng để giúp con người có thể đáp ứng được những yêu cầu đặt ra trong lĩnh vực kỹ thuật số, một trong ba trọng điểm của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

 Kết quả khảo sát cho thấy, mặc dù thời gian tiếp cận với lập trình tính toán không nhiều (khoảng 3 tháng) nhưng sinh viên tại Trường Đại học Cần Thơ vẫn vượt mức trung bình về mức độ sử dụng tư duy lập trình toán.  Ngoài ra, nghiên cứu còn là một bằng chứng cho thấy sinh viên Trường Đại học Cần Thơ có khả năng thích nghi tốt với bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Trong tương lai, khi cải tiến chương trình đào tạo, nên tính đến việc phát triển tư duy lập trình tính toán cho sinh viên bài bản hơn thông qua thiết kế các học phần liên quan và các hoạt động ngoại khóa nhằm khai thác tốt hơn nữa tiềm năng của sinh viên phục vụ cho mục tiêu phát triển kinh  tế - xã hội trong kỷ nguyên số.