Để phát triển tri thức và kĩ năng trong Khoa học, Công nghệ, Kĩ nghệ và Toán học (STEM), sinh viên phải hiểu các khái niệm, và có khả năng áp dụng điều họ đã học để làm công việc. Trong khu vực công nghệ như khoa học máy tính, kĩ nghệ phần mềm, cũng như các lĩnh vực STEM khác, tài liệu mới thường được xây dựng trên đỉnh các môn học trước. Những sinh viên không hiểu tài liệu trước sẽ gặp khó khăn để hiểu tài liệu tiếp và đó là lí do tại sao nhiều sinh viên thất bại trong lĩnh vực STEM. Trong giáo dục truyền thống, một số sinh viên có thể qua được các kì thi bằng việc ghi nhớ sự kiện, nhớ lại chúng trong khi thi, và rồi quên hầu hết chúng sau đó. Nhưng trong các lĩnh vực STEM, điều mấu chốt cho sinh viên là giữ lại điều họ học để xây dựng kĩ năng và năng lực của họ vì họ tiếp tục giáo dục của họ rồi bắt đầu nghề nghiệp như các nhà chuyên môn có năng lực.
Để làm cho sinh viên giữ lại được tri thức của họ, điều quan trọng là dùng các phương pháp như học qua hành, nơi sinh viên áp dụng tích cực điều họ đã học bằng việc giải quyết các vấn đề thay vì ngồi thụ động và lắng nghe bài giảng dài. Điều đó không có nghĩa là thầy giáo phải không đọc bài giảng nhưng bài giảng phải được dùng theo cách tương tác nơi câu hỏi được nêu ra để khuyến khích sinh viên tham gia vào thảo luận. Để giúp cho sinh viên học tích cực, tôi thường dùng các trường hợp nghiên cứu để kích thích tư duy của họ. Các trường hợp nghiên cứu là việc học dựa theo vấn đề khuyến khích sinh viên nghĩ sâu hơn về những vấn đề có thể xuất hiện trong chỗ làm việc. Bằng việc cho họ một hoàn cảnh hay tình huống và yêu cầu họ thảo luận, sinh viên sẽ thu được cái nhìn rộng hơn, cải tiến tri thức của họ, và học nhiều.
Một trường hợp nghiên cứu mô tả cho một vấn đề thực trong công nghiệp mà yêu cầu sinh viên suy nghĩ một cách logic theo cách từng bước một để giải quyết vấn đề. Nó tuân theo hình mẫu chung về xem xét vấn đề, lập kế hoạch để giải quyết vấn đề, áp dụng giải pháp, và kết quả. Chẳng hạn: Người quản lí dự án phân chia tổ dự án thành bốn nhóm tương ứng theo vòng đời: Yêu cầu, Thiết kế, Viết mã và Kiểm thử. Nhưng phần mềm có lỗi rất cao. Nhóm kiểm thử tiến hành nhiều kiểm thử để sửa chúng nhưng phàn nàn rằng mã thường thay đổi và họ không có thời gian kiểm thử mọi thứ. Nhóm viết mã phàn nàn rằng thiết kế thường thay đổi nên họ phải viết mã rồi viết lại mã thường xuyên. Họ đổ lỗi cho nhóm thiết kế làm việc kém nhưng nhóm thiết kế biện minh rằng đó là vì nhóm yêu cầu thường thay đổi yêu cầu cho nên họ không thể thiết kế tốt được. Trong trường hợp này, người quản lí dự án phải làm gì? Làm sao bạn giải quyết được vấn đề này nếu bạn là người quản lí dự án?
Khi sinh viên đối diện với khó khăn mà họ không thể giải quyết được, thay vì cho họ câu trả lời, tôi thách thức họ: “Em đã làm việc bao lâu về nó trước khi em quyết định rằng em không thể làm được nó? Em dùng cách tiếp cận nào? Em có nói chuyện với bạn em không? Em có thể liệt kê ra mọi điều em đã thử nhưng vẫn không thể làm được không? Nếu em có thể hỏi ba câu hỏi về vấn đề mà em có bây giờ, em sẽ hỏi câu hỏi nào?” Bằng việc khuyến khích sinh viên đi tới câu trả lời bằng việc làm cho họ nghĩ sâu sắc, thầy giáo đang thay đổi thói quen của họ từ tuỳ thuộc thụ động vào thầy giáo sang tư duy tích cực về cách họ giải quyết vấn đề.
Khi sinh viên bảo tôi rằng họ không giỏi cái gì đó, tôi sẽ hỏi: “Điều gì xảy ra khi em phải làm những điều này? Nếu em không thích toán nhưng việc làm của em yêu cầu rằng em phải làm toán, em sẽ làm gì? Em có muốn quay lại trường để học toán hay học bây giờ? Khi sinh viên dường như ngần ngại, tôi sẽ hỏi: “Em đã bao giờ học cái gì đó em nghĩ em không thể học được không? Vài năm trước, em thậm chí đã không biết cách lập trình nhưng cái gì xảy ra bây giờ? Em cảm thấy thế nào một khi em đã học nó? Em tới trường để học và điều đó cần thời gian. Ai đó học nhanh hơn người khác nhưng đến cuối tất cả các em sẽ học cùng một thứ chừng nào em còn đưa nỗ lực vào. Đừng bao giờ từ bỏ; đừng bao giờ cảm thấy rằng em không thể học được cái gì đó. Chừng nào em đưa tâm trí em vào trong nó, em sẽ có khả năng làm nó. Khi em tìm việc làm nếu người quản lí thuê người hỏi: “Em học gì trong trường?” Em sẽ trả lời thế nào? Em có nói: “Tôi không học cái gì không? Nếu họ hỏi em: “Nói cho tôi về kĩ năng của em?” Em trả lời thế nào?
Kĩ thuật học tích cực khác mà tôi thường dùng là “Phản hồi năm phút” tại đó tôi yêu cầu sinh viên viết ra ý nghĩ của họ lên mảnh giấy trước khi kết thúc mỗi lớp bằng việc trả lời những câu hỏi sau: “Em học điều này ….. trong lớp hôm nay.” “Em còn lẫn lộn về … trong lớp hôm nay”, “Em muốn thầy giáo giải thích thêm về …” Sinh viên không cần ghi tên của họ lên mảnh giấy và sẽ không được cho điểm cho nên không có sợ trong việc làm bài tập này. Tôi thu thập những mảnh giấy này như việc đánh giá về việc dạy riêng của tôi nhưng lí do thực là để làm cho sinh viên nghĩ về lớp học ngày hôm đó. Đầu tiên họ phải viết điều họ đã học trong lớp. Nếu họ không chú ý, họ không thể viết được điều đó. Nếu họ không đọc tài liệu trước khi lên lớp và không tham gia vào thảo luận lớp, họ không thể trả lời rõ câu hỏi thứ hai và thứ ba.
Thỉnh thoảng tôi cho bài tập về nhà mà sinh viên phải trả lời các câu hỏi như: “Nếu một người bạn hỏi em liệu bạn đó có nên học môn này không. Em có lời khuyên gì về nó? Tại sao?” “Em sẽ nói với bạn em cái gì nếu họ muốn học tốt trong môn này? “Nếu em mà học môn này lần nữa, em có làm cái gì khác không? Cái gì và tại sao?” Bằng việc trả lời những câu hỏi này, sinh viên phải nghĩ sâu về điều họ đã học, điều họ đã làm và tài liệu mà họ cần biết để làm tốt. Bằng việc suy nghĩ về việc học của họ trong lớp, sinh viên có thể có khả năng giữ lại một số tri thức.
Tại lúc cuối từng môn, tôi cũng yêu cầu sinh viên viết bài luận 3 trang: “Nhận diện ba điều quan trọng nhất em đã học trong môn của thầy. Giải thích cách em đã học chúng, và cách chúng có thể đóng góp cho thành công của em trong môn tiếp và trong nghề nghiệp tương lai của em.” Bài tập này sẽ buộc sinh viên suy nghĩ về năng lực học tập của họ và họ đã học được bao nhiêu.
Tôi thường cho sinh viên một kịch bản điển hình như “Em có một cuộc phỏng vấn việc làm với công ti tốt nhất mà em thực sự muốn làm việc cho. Người phỏng vấn hỏi “Tôi thấy rằng bạn đã học môn ____ từ giáo sư Vu. Cái gì là điều quan trọng nhất bạn đã học được trong môn đó?” Em sẽ đáp ứng lại thế nào? Ba điều nào em sẽ nói? Nếu người phỏng vấn hỏi: “Bạn đã phát triển kĩ năng nào ở đại học? Môn học và kinh nghiệm nào đã đóng góp cho phát triển đó?” Em sẽ nói gì cho người phỏng vấn? Bằng liên tục hỏi những câu hỏi có tính thách thức bạn sẽ buộc sinh viên phải nghĩ sâu về thói quen học của họ và có khả năng giữ lại điều họ đã học.
Để thành công trong thị trường việc làm cạnh tranh này, sinh viên phải thay đổi thói quen học của họ từ thụ động sang tích cực để có khả năng giữ lại tri thức của họ và phát triển những kĩ năng cần thiết. Họ phải hiểu rằng mục đích của việc học không phải là để qua các kì thi hay để thu lấy bằng cấp mà để có kĩ năng giúp cho họ xây dựng nghề nghiệp mạnh sẽ kéo dài cả phần còn lại của đời họ.
—English version—
Developing skills
To develop knowledge and skills in Science, Technology, Engineering and Math (STEM), students must understand the concepts, and be able to apply what they have learned to do works. In technology area such as computer science, software engineering, as well as other STEM fields, new materials are often built on top of others from previous courses. Students who do not comprehend previous materials will have difficulty to understand the next and it is the reason why many students fail in STEM fields. In traditional education, some students can pass exams by memorizing facts, recall them during exams, and then forget most of them afterward. But in STEM fields, it is critical for students to retain what they learn to build their skills and competencies as they continue their education then begin their careers as competent professionals.
To get students to retain their knowledge, it is important to use teaching methods such as learning by doing, where students are actively applying what they learned by solving problems instead of passively sit and listen to a long lecture. It does not means teachers should not lecture but lecture should be used in an interactive way where questions are raised to encourage students to participate in discussion. To help students actively learn, I often use case studies to stimulate their thinking. Case studies are problem-based learning that encourages the student to think deeply about problems that may occur in the workplace. By giving them a case or a situation and ask them to discuss, students will gain a broader view, improve their knowledge, and learn more.
A case study describes a real problem in the industry that requires students to think logically in a step-by-step manner to solve the problem. It follows a common pattern of examining the problems, planning to solve the problem, applying the solution, and the result. For example: A project manager divides the project team into four groups according to the lifecycle: Requirements, Design, Code and Test. But the software has very high defects. Test group conducts a lot of tests to fix them but complains that the code is often changing and they do not have time to test everything. Coding group complains that the design keeps changing so they must write code then rewrite code often. They blame the design group of doing a bad work but the design group argues that it is the requirements group that constantly changes requirements so they cannot design well. In this case, what should the project manager do? How do you solve this problem if you are the project manager?
When students are facing difficult problem that they cannot solve, instead of giving them the answer, I challenge them: “How long have you worked on it before you decide that you cannot do it? What approaches do you use? Have you talked to your friends? Can you list all the things you have tried but still cannot do it? If you could ask three questions about the problem that you have now what questions would you ask?” By encourage students to come up with the answer by making them think deeply, teachers are changing their habit from passively depend on the teachers to actively thinking about their way to solve problem.
When students tell me that they are not good at something, I would ask: “What happens when you have to do these things? If you do not like Math but your job requires that you must do Math. What would you do? Do you want to go back to school to learn Math or learning it now? When students seem hesitating, I would ask: “Have you ever learned something you did not think you could learn? Few years ago, you did not even know how to program but what happens now? How did you feel once you had learned it? You go to school to learn and it takes time. Someone learn faster than others but in the end you all learn the same thing as long as you put the efforts in. Never give up; never feel that you cannot learn something. As long as you put your mind into it, you will be able to do it. When you look for job if the hiring manager asks: “What do you learn in school? How would you answer? Would you say: “I do not learn anything? If they ask you: “Tell me about your skills?” How do you answer?
Another active learning technique that I often use is the “Five minutes feedback” where I ask students to write their thought on a piece of paper before the end of each class by answers the following questions: “I learn this ….. in today’s class.” “I am confused about …in class today”, “I wish the teacher to explain more about …” Students do not need to put their names on the paper and the paper will not be graded so there is no fear in doing this exercise. I collect these papers as an assessment of my own teaching but the real reason is to get students to think about the classroom on that day. First they must write what they have learned in class. If they do not pay attention, they cannot write that. If they do not read materials before class and not participate in class discussion, they cannot answer the second and third questions well.
Sometime I give a homework where students must answer questions such as: “If a friend asks you whether he should take this course. Would you recommend it? Why?” “What would you tell your friend if they want to do well in this course? “If you were to take this course again, would you do anything differently? What and why?” By answering these questions, students must think deeply about what they have learned, what they did and materials that they need to know to do well. By reflect on their learning in the class, students may be able to retain some knowledge.
At the end of each course, I also ask students to write a 3 pages essay: “Identify the three most important things you learned in my course. Explain how you learned them, and how they may contribute to your success in the next courses and in your future profession.” This exercise will force students to reflect on their learning ability and how much have they learned.
I often give students a typical scenario such as “You have a job interview with the best company that you really want to work for. The interviewer asks “I see that you have taken a course in ____ from professor Vu. What were the most important things you learned in that course?” How would you respond? What are the three things that you will say? If the interviewer asks: “What skills have you developed in college? What courses and experiences contributed to that development?” What would you tell the interviewer? By continue asking challenging questions you will force students to think deeply about their learning habit and be able to retain what they have learned.
To succeed in this competitive job market, students must change their learning habit from passive to active to be able to retain their knowledge and develop the needed skills. They must understand that the purpose of learning is not about passing exams or to obtaining degree but to have the skills that help them to build a strong career that will last for the rest of their life.
