Toán học rất quan trọng trong việc nghiên cứu bất kỳ môn học nào trong giáo dục STEM. Trong lịch sử, sự phát triển của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học luôn chạy song hành với nhau. Các nhà khoa học và kỹ thuật cần nắm bắt toán học để tận dụng tối đa nghiên cứu của họ. Một điều không may đó là rất nhiều sinh viên đang “vật lộn” với các khía cạnh của môn toán học.
Trong phạm vi bài viết này, chúng tôi sẽ liệt kê những khó khăn mà sinh viên ngành STEM thường gặp phải bao gồm việc thiếu kiến thức và thiếu kỹ năng xử lý các vấn đề liên quan đến toán học.
Học sinh không đủ kiến thức toán học
Các giáo viên giảng dạy các môn sinh học, hóa học, vật lý và kỹ thuật nhận thấy rằng nhiều sinh viên không có đủ kiến thức toán học. Sự thiếu hụt kiến thức này cản trở việc học tập các môn liên quan khác, ví dụ: sinh viên kỹ thuật cần biết về số phức, nhà sinh học cần nắm kiến thức vững về phương trình và đồ thị.
Vì vậy nếu không đủ kiến thức toán học, sinh viên sẽ gặp khó khăn trong việc tiếp cận kiến thức ở những bộ môn khác. Các chủ đề toán học cốt lõi như: hình học, đo lường, số phức, phương trình, phần trăm, lũy thừa, xác suất…dường như xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực khác.
Giải pháp: Thiết kế giáo trình học môn toán cho sinh viên ngành STEM xoay quanh các nội dung cần thiết để áp dụng vào các lĩnh vực liên quan.
Kỹ năng áp dụng kiến thức toán học kém
Nhiều sinh viên ngành STEM đạt điểm toán trong những bài thi rất cao nhưng khi áp dụng vào vấn đề hay lĩnh vực khác lại cảm thấy khó khăn. Nguyên nhân từ đâu? Có một số lý giải phổ biến cho thực trạng này như sau:
Tư duy quá khuôn mẫu
Các bài thi toán học thường được thiết kế, vận hàng theo kiểu quy trình có sẵn, sinh viên nắm công thức, lắp vào và tính ra kết quả. Vì vậy các vấn đề trong khoa học toán học nảy sinh khi có những sai lệch nhỏ so với một công thức chính xác cũng khiến sinh viên bối rối và không hiểu tại sao.
Thiếu khả năng áp dụng toán vào thực tiễn
Sinh viên giỏi toán có thể gặp khó khăn trong quá trình liên hệ toán với bối cảnh thế giới thực. Trong đầu họ chỉ tồn tại những công thức khô khan và điều này gây khó khăn trong việc tiếp cận với khoa học định lượng.
Thiếu khả năng đưa ra ước tính
Khoa học là vô cùng phức tạp trong thế giới thực, không có gì là tuyệt đối. Để áp dụng toán học vào dự đoán, sinh viên cần thực hiện các phép tính gần đúng hoặc ước lượng (xác suất). Và để thực hiện tốt điều này, sinh viên cần thực sự đào sâu và hiểu ý nghĩa của toán học, khoa học cơ bản.
Thiếu kỹ năng giải quyết vấn đề gồm nhiều bước
Các vấn đề khoa học toán học thường không được “chỉ dẫn” một cách quá rõ ràng theo quan điểm của toán học. Sinh viên cần đưa ra đánh giá về tình hình thực tế, sau đó quyết định cách thể hiện vấn đề đó trên cơ sở toán học, những bước giải quyết cần thiết và bắt tay vào hành động. Sinh viên không thành thạo trong việc giải quyết một bài toán gồm nhiều bước sẽ gặp khó khăn trong quá trình áp dụng kiến thức toán học của mình.
Thiếu thực hành
Có hai trường hợp mà việc thiếu thực hành ảnh hưởng đến hoạt động toán học trong khoa học nói chung. Đầu tiên là thiếu kỹ năng thao tác số cơ bản và ký hiệu. Điều này dẫn đến sai sót và trì hoãn bất kể sinh viên đó có hiểu những gì họ cố gắng làm hay không. Thứ hai là thiếu thực hành trong việc suy nghĩ toán học trong một bối cảnh toàn diện hơn, đó là khoa học.
Thiếu tự tin
Nhiều sinh viên ngành STEM tỏ ra thiếu tự tin khi phải làm việc với một phương trình dài hoặc một vấn đề toán phức tạp. Điều này khiến họ trở nên ngại và có ác cảm đối với môn toán. Không gì là đơn giản, nhất là toán học ngành STEM vì vậy sinh viên cần rèn luyện sự tự tin và kiên trì trong việc lĩnh hội và áp dụng kiến thức.
Thiếu quan tâm đến toán học
Nếu toán học được nghiên cứu độc lập thì sẽ không bao giờ tìm thấy ý nghĩa mà nó chỉ là một môn học trừu tượng và buồn tẻ. Sinh viên ngành STEMcần được khích lệ và thúc đẩy để học toán với một tư duy đa chiều, lồng ghép toán học với những lĩnh vực quan trọng khác.
Giải pháp: Chương trình toán học STEM nên được xây dựng nhắm vào những kỹ năng quan trọng vừa nêu trên. Tập trung vào thực hành, áp dụng toán vào các lĩnh vực khác và nhìn nó với một góc nhìn rộng trong khoa học nói chung.
Để lĩnh hội tốt nội dung ở những ngành khoa học STEM khác, sinh viên cần nắm vững kiến thức cốt lõi và cách áp dụng toán học vào bối cảnh thực tế. Thiếu một trong hai điều quan trọng này: kiến thức và thực hành, sinh viên ngành STEM sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình học tập. Thông qua bài viết, hy vọng các bạn sinh viên có thể tự nhận thức những khó khăn mình đang gặp phải, từ đó lên kế hoạch học tập phù hợp để có bước phát triển tích cực trong thời gian tới.
