John R. Percy
Đại học Toronto, Mississauga, ON, Canada, LSL 1 C6
Tóm tắt: Tại sao thiên văn học lại hữu dụng? Tại sao môn học này nên là một phần của chương trình dạy học? Bài báo này liệt kê khoảng 20 lý do: lý do về văn hóa, lịch sử và triết học; lý do về khoa học và công nghệ; lý do về cảm xúc, thẩm mỹ và môi trường; lý do về giáo dục. Thiên văn học thu hút giới trẻ đến với khoa học và công nghệ; nâng cao sự tôn trọng, hiểu biểt và nhận thức của công chúng với khoa học; thiên văn học có thể là một sở thích dễ tiếp cận mà không đắt đỏ: “các vì sao thuộc về tất cả chúng ta”. Do vậy, bài báo này nêu lên sự kết nối giữa những lý do này với yêu cầu của các chương trình dạy học ở các trường học hiện đại, bao gồm kiến thức, kỹ năng, ứng dụng và thái độ.
Một trong những mục tiêu của Hội thiên văn Quốc tế (IAU) là khuyến khích việc giảng dạy thiên văn học với thời lượng nhiều hơn và chất lượng tốt hơn ở các trường học trên toàn thế giới. Mục tiêu thứ hai, hỗ trợ cho việc đạt được mục tiêu thứ nhất, là khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển đào tạo giáo viên giảng dạy thiên văn học, phát triển nguồn tài nguyên và vật chất cho giáo viên. Mục tiêu thứ ba là xác định được những chiến lược phù hợp về mặt văn hóa, một cách có hiệu quả, hiệu lực để đạt được những mục tiêu này ở mỗi nước. Những mục tiêu này đã được Ủy ban 46 (Commision 46) mô tả trong Nghị quyết đệ trình trong Cuộc họp Đại hội đồng IAU 2003. Để đạt được những mục tiêu này cần phải có sự hợp tác hiệu quả giữa các nhà thiên văn học và các nhà giáo dục.
Đầu tiên chúng ta phải xác định mục tiêu của các chương trình dạy học ở các trường học của mỗi nước hoặc mỗi vùng lãnh thổ là gì. Ở đất nước tôi, Canada, khoa học và giáo dục do bản thân các bang chịu trách nhiệm, mặc dù chính phủ cũng giám sát các hoạt động này qua một vài điều phối viên. Mục tiêu đặt ra cho chương trình dạy học khoa học cho học sinh từ lớp 1 đến lớp 8 (6-13 tuổi) tại Ontario là: hiểu được những khái niệm cơ bản của khoa học và công nghệ; phát triển kỹ năng, chiến lược và thói quen tư duy cần thiết cho nghi vấn khoa học và thiết kế công nghệ; và để liên hệ giữa các kiến thức khoc học và công nghệ với nhau và với thế giới bên ngoài nhà trường.
Những mục tiêu này vạch ra nhằm “cho phép học sinh trở thành những thành viên có ích cho xã hội … và để hình thành thái độ thúc đẩy các em sử dụng kiến thức và kỹ năng của mình một cách có trách nhiệm”. Đối với lớp 9-10 (14-15 tuổi), mục đích của chương trình học cũng tương tự, ngoài một điểm thêm vào: “để liên hệ khoa học …với môi trường”. Mục đích chung là “đảm bảo phổ cập khoa học tới bậc trung học cơ sở” (vì nhiều học sinh sẽ không học tiếp khoa học sau lớp 10). Đối với lớp 11-12 (16-17 tuổi), mục tiêu và mục đích của chương trình học vẫn giữ như vậy, nhưng những khóa học và nội dung của chúng nhằm hướng tới con đường tương lai của học sinh − vào đại học, cao đẳng nghệ thuật và công nghệ ứng dụng, hoặc học nghề.
Do vậy, chương trình dạy khoa học bao gồm bốn thành phần: khoa học, công nghệ, xã hội và môi trường. Và nó kỳ vọng cung cấp được: kiến thức, kỹ năng, ứng dụng và thái độ. Thái độ bao hàm cả phạm trù đạo đức. Tôi nghĩ rằng nó bao hàm cả sự trân trọng khía cạnh cảm xúc, thẩm mỹ và văn hóa của khoa học −tất cả những điều này đều có thể tìm thấy trong thiên văn học.
Để bắt đầu, tôi nghĩ rằng rất thú vị khi đặt câu hỏi ngược lại: “tại sao thiên văn học lại không có mặt trong các chương trình dạy học?”. Dưới đây là một vài nguyên nhân:
- Nhìn chung thiên văn học được cho là không liên quan đến những vấn đề hiện thực như sức khỏe, dinh dưỡng, nông nghiệp, môi trường, kỹ thuật và kinh tế; điều này đặc biệt đúng ở các nước đang phát triển;
- Hầu hết các giáo viên có rất ít kiến thức hoặc không có kiến thức về thiên văn học hoặc giảng dạy về lĩnh vực này; thực tế, họ có thể cũng có những sự hiểu biết sai lệch sâu sắc về thiên văn học như học sinh của họ;
- Thiên văn học được cho là đòi hỏi những hoạt động về đêm (“các ngôi sao chỉ xuất hiện về đêm còn sinh viên thì không”), và yêu cầu có những thiết bị phức tạp và đắt tiền như kính thiên văn; nền văn hóa ''không phải phương Tây'' cho là thiên văn học chỉ giành cho “phương Tây”;
- Có thể có xung đột −thực tế và nhận thức− giữa thiên văn học và niềm tin cá nhân như tôn giáo, văn hóa và giả khoa học (một số hành động sai trái được cho là dựa vào khoa học); thực tế, thiên văn học đôi khi cũng bị cho là mang tính chất suy đoán như những lĩnh vực này;
- Nhiều nguồn tài nguyên khả dụng được thiết kế cho những trường học giàu có ở những nước giàu có hoặc để cho những ngôn ngữ, kinh độ và vĩ độ khác;
- Thiên văn học được cho là đi liền với công nghệ cao, với tất cả những hiểm họa thực tế và nhận thức của nó.
Nhiều lý do nêu trên xuất hiện do một quốc gia hoặc vùng lãnh thổ thiếu “truyền thống” thiên văn học. Đây là một lý do nữa để tất cả các thành viên của “cộng đồng thiên văn học” cùng nỗ lực để thúc đẩy sự phát triển của thiên văn học.
Và bây giờ chúng ta sẽ bàn về chủ đề chính của bài báo: Tại sao thiên văn học lại hữu dụng? và Tại sao môn học này nên là một phần của chương trình dạy học?. Những lý do này có thể được chia thành một số nhóm như sau:
- Thiên văn học ăn sâu vào hầu hết các nền văn hóa, là kết quả của những ứng dụng thực tế và ngụ ý triết học của nó.
- Trong lịch sử cách mạng khoa học, thiên văn học nổi bật hơn cả. Trong những danh sách gần đây về“một trăm người có ảnh hưởng nhất thiên nhiên kỷ”, luôn luôn có sự có mặt của một vài nhà thiên văn học.
- Thiên văn học có ứng dụng thực tế rõ ràng trong: giữ chuẩn thời gian; làm lịch; thay đổi hàng ngày, theo mùa và dài hạn của thời tiết; hàng hải; ảnh hưởng của bức xạ Mặt trời, thủy triều, và tác động của thiên thạch và sao chổi tới Trái đất.
- Thiên văn học là một ngành khoa học tiên phong thúc đẩy sự tiến bộ của các ngành vật lý nói chung bằng cách cung cấp cho các ngành này một phòng thí nghiệm thiên nhiên vĩ đại −vũ trụ− ở đó các nhà khoa học đối mặt với những môi trường khác xa với bất kỳ cái gì có thể tìm trên Trái đất. Thiên văn học thúc đẩy sự tiến bộ của ngành địa chất bằng cách cung cấp cho nó những thí dụ về hành tinh và mặt trăng ở các môi trường khác nhau, với tính chất khác nhau.
- Những tính toán thiên văn đã thúc đẩy sự phát triển các ngành toán học như lượng giác học, logarit và giải tích; và ngày nay những tính toán này thúc đẩy sự phát triển của máy tính: các nhà thiên văn học sử dụng một tỉ lệ lớn lượng thời gian trên các hệ siêu máy tính của thế giới.
- Thiên văn học tạo ra nhiều phát triển công nghệ, như những bộ ghi nhận vô tuyến nhiễu thấp, nhiều máy đo trải từ nhũ tương ảnh đến camera điện, và các kỹ thuật xử lý ảnh ngày nay thường xuyên được sử dụng trong y học, viễn thám,... Kiến thức của thiên văn học thiết yếu cho loài người để có thể tiếp tục khám phá không gian.
- Bản chất của thiên văn học đòi hỏi quan sát từ các kinh và vĩ độ khác nhau và do đó thúc đẩy hợp tác quốc tế. Nó cũng đòi hỏi sự quan sát trong nhiều năm, nhiều thập kỷ và thế kỷ, do đó nó kết nối các thế hệ và các nền văn hóa tại các thời điểm khác nhau.
- Thiên văn học vén mở nguồn gốc vũ trụ, vị trí của chúng ta trong không và thời gian. Nó nghiên cứu nguồn gốc vũ trụ, thiên hà, sao, hành tinh, các nguyên tử và phân tử của sự sống −và có thể ngay cả bản thân sự sống. Nó giải quyết một trong những câu hỏi cơ bản nhất −có phải chúng ta cô đơn trong vũ trụ?
- Thiên văn học thúc đẩy nhận thức về môi trường, qua những bức ảnh chụp Trái đất từ ngoài không gian và qua nhận thức rằng chúng ta có thể là sự sống duy nhất trong vũ trụ.
- Thiên văn học phơi bày một vũ trụ rộng lớn, biến đổi và tuyệt đẹp −vẻ đẹp của bầu trời đêm, sự tráng lệ của nhật thực, sự thú vị của một lỗ đen. Thiên văn học minh họa thực tế rằng khoa học có cả giá trị văn hóa cũng như kinh tế. Nó truyền cảm hứng cho các nghệ sĩ và nhà thơ.
- Thiên văn học thúc đẩy trí tò mò, trí tưởng tượng và cảm nhận về khám phá và phát hiện.
- Thiên văn học cung cấp cho ta một ví dụ về phương pháp tiếp cận tới ‘phương pháp khoa học’ −quan sát, mô phỏng và lý thuyết, tương phản với phương pháp tiếp cận lý thuyết và thực nghiệm thông thường.
- Thiên văn học, nếu được dạy đúng cách, có thể thúc đẩy suy nghĩ dựa trên lý trí và hiểu biết bản chất khoa học qua những ví dụ từ lịch sử khoa học và từ những vấn đề hiện nay như giả khoa học;
- Thiên văn học, trong lớp học, có thể được sử dụng để minh họa nhiều khái niệm vật lý như hấp dẫn, ánh sáng và phổ.
- Bằng cách dạy cho sinh viên về kích thước và tuổi của các vật thể trong vũ trụ, thiên văn học đem lại sinh viên trải nghiệm tốt hơn về suy nghĩ trừu tượng, về độ lớn của thời gian, khoảng cách và kích thước.
- Thiên văn học là môn học đa ngành; "tiếp cận tổng hợp" và "kết nối đan xen" là những khái niệm ngày càng trở nên quan trọng trong việc phát triển chương trình học ở các trường học hiện đại.
- Thiên văn học thu hút giới trẻ tới khoa học và công nghệ, và do đó vào những công việc trong các lĩnh vực này.
- Thiên văn học có thể thúc đẩy và tăng cường nhận thức, hiểu biết và sự tôn trọng của công chúng ở mọi lứa tuổi với khoa học và công nghệ.
- Thiên văn học là một sở thích không đắt đỏ và hết sức thú vị của hàng triệu người trên thế giới.
Phạm Ngọc Điệp dịch từ bản gốc bài báo "Why astronomy is useful and should be included in the school curriculum?" của John R. Percy đăng trong cuốn "Teaching and Learnign Astronomy" (Cambridge University Press).
Hà Nội ngày 18/12/2013
Phạm Ngọc Điệp
