Skip to content

Tương lai là trong các lĩnh vực STEM

Tuần trước một người bạn hỏi tôi: “Tại sao nhiều nước bây giờ đang hội tụ vào Khoa học, Công nghệ, Kĩ nghệ và Toán học (STEM). Tại sao có nhu cầu khẩn thiết thế, đặc biệt ở mức đại học?

Tôi bảo anh ấy: “Vì công nghệ đang thay đổi rất nhanh cho nên thế giới của ngày mai sẽ rất khác với hôm nay. Trong tương lai gần, chúng ta sẽ đối diện với nhiều vấn đề với độ phức tạp vượt quá điều chúng ta có thể giải quyết bằng tư duy và giải pháp hiện thời của chúng ta. Chúng ta đang sống trong một thế giới liên nối, nhưng tư duy của chúng ta vẫn còn trong cô lập. Chừng nào chúng ta chưa đổi tư duy của mình một cách nhanh chóng, chúng ta không thể giải quyết được các vấn đề tương lai. Để đổi tư duy, chúng ta phải bắt đầu với giáo dục nơi thanh niên có thể được dạy về giải quyết vấn đề bằng các giải pháp phát kiến. Sinh viên phải học việc hợp lưu của đa lĩnh vực như khoa học sự sống và khoa học máy tính; hoá học và vật lí học; kĩ nghệ và nghệ thuật; lịch sử và khoa học xã hội v.v. Chỉ bằng việc hiểu vài bộ môn đan chéo nhau, họ có thể giải quyết các vấn đề phức tạp mà bắt đầu xảy ra bây giờ.”

Bạn tôi dường như hoang mang: “Nhưng làm sao giáo dục STEM giải quyết được chúng? Chúng ta đã từng dạy các lĩnh vực này nhiều năm rồi, nhưng tôi không thấy sự khác biệt.”

Tôi giải thích: “STEM là lĩnh vực rất rộng với nhiều lĩnh vực con nhưng mọi người nghĩ về STEM như bốn khu vực cô lập thay vì sự hợp lưu của nhiều lĩnh vực con với nhau. Đây là sai lầm chính vì phát kiến thường xảy ra ở chỗ giao giữa các lĩnh vực con này. Chỉ bằng việc hiểu sự hợp lưu của tất cả các lĩnh vực con trong khoa học sự sống, khoa học máy tính, kĩ nghệ, và toán học thì sinh viên mới có thể hiểu được các vấn đề phức tạp đang xảy ra ngày nay. Để thành công trong hai mươi tới năm mươi năm tới, sinh viên phải có khả năng nhìn vào các vấn đề một cách khác vì tất cả chúng đều được liên nối. Sinh viên phải học về nguyên nhân và hậu quả của chúng chứ không học các sự vụ cô lập. Không có tri thức này, mọi người không thể giải quyết được chúng bằng tư duy cô lập hiện thời. Để phát triển khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp này, sinh viên phải hiểu hậu quả của hành động của họ trong hoàn cảnh rộng hơn nhiều. Họ phải nghĩ về thế giới như một toàn thể vì mọi thứ xảy ra, cho dù trong khu vực cô lập, sẽ có tác động lên toàn thế giới. Điều xảy ra hôm nay là kết quả của tư duy cô lập nảy sinh trong nhiều vấn đề mà không người nào và không nước nào có thể một mình giải quyết. Chúng ta đang đối phó với các vấn đề phức tạp như việc ấm lên toàn cầu, những hình mẫu thời tiết cực đoan, và bệnh dịch tàn phá, điều đe doạ mọi người và mọi nước.”

Bạn tôi hỏi: “Nhưng tại sao chúng ta bắt đầu bằng giáo dục? Có giải pháp tốt hơn từ các nguồn khác như chính phủ và công ti kinh doanh không?”

Tôi giải thích: “Khó thay đổi tư duy của những người này vì họ được đào tạo để nghĩ trong chỗ cô lập trong một thời gian dài. Dễ hơn là bắt đầu với thanh niên vì họ là tương lai. Nếu anh nhìn vào các vấn đề chính ngày nay như việc ấm lên toàn cầu điều tạo ra hạn hán và nạn đói ở nhiều nước. Làm sao anh giải quyết được nó vì không nước nào sẽ thừa nhận rằng nền công nghiệp và chế tạo của họ chịu trách nhiệm cho vấn đề này? Những vấn đề này là ở đây ngày nay, nhưng mọi người không thể giải quyết được chúng, cho nên họ chỉ nói về chúng mà không có bất kì giải pháp thực sự nào. Nhưng vấn đề này đang ngày càng tồi tệ hơn vì thế hệ trẻ sẽ phải sống với những vấn đề này và chịu đựng hậu quả. Để giải quyết những vấn đề phức tạp này, chúng ta phải bắt đầu với giáo dục, đặc biệt giáo dục đại học bằng việc phát triển các phương pháp học mới để xây dựng tri thức và năng lực của sinh viên.  Người tốt nghiệp đại học của tương lai phải có năng lực về mặt kĩ thuật, phải có thái độ học cả đời, và hiểu các hậu quả của điều họ làm. Đây là lí do tại sao công nghệ phải KHÔNG được dạy trong khu vực cô lập mà là tổ hợp của khoa học xã hội, đạo đức và nhân văn. Vấn đề hiện thời là do tư duy cô lập về công nghệ nơi các nhà khoa học đang hội tụ vào điều họ làm bất kể tới các hậu quả. Bao nhiêu người nhớ khi những người doanh nghiệp và tài chính chỉ nghĩ về lợi nhuận mà không nghĩ tới các hậu quả dẫn tới cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008. Khi những người quản lí chế tạo chỉ quan tâm tới việc tăng năng suất, họ không chú ý tới ô nhiễm điều gây ảnh hưởng tới hàng triệu người và gây ra mọi kiểu bệnh tật trên thế giới. Việc dùng công nghệ mà không có đạo đức là vấn đề nền tảng mà chúng ta gặp phải ngày nay vì cách tư duy cô lập của chúng ta. Thanh niên ngày nay bị ám ảnh với công nghệ, nhưng họ không chú ý tới các hậu quả của phế thải công nghệ mà họ đã giúp tạo ra. Bằng việc hợp lưu các lĩnh vực này trong giáo dục STEM, sinh viên có thể học nhiều hơn về nguyên nhân và hậu quả cho nên họ sẽ cẩn trọng hơn thế hệ trước. Ngày nay, với Internet, sinh viên có thể học bất kì cái gì họ muốn từ bất kì đâu, nhưng với việc bùng nổ tri thức hiện thời, sinh viên cần học “cách học nhanh” và “cách đọc nhiều hơn” để cho họ có thể tiếp tục cải tiến tri thức của họ về hoàn cảnh mới. Để làm như vậy, họ cần trang bị cho bản thân họ các nền tảng này vì gần như mọi phát kiến xảy ra trong tương lai sẽ dựa trên việc hợp lưu của bốn lĩnh vực này.”

Bạn tôi không được thuyết phục: “Anh có chắc tương lai sẽ dựa trên các lĩnh vực STEM mà không phải là cái gì đó khác?”

Tôi giải thích: “STEM là bốn cột trụ của giáo dục tương lai nơi các giải pháp phát kiến có thể được tìm ra. Ngày nay mọi người chú ý tới khoa học và công nghệ, nhưng anh không thể thực hiện được chúng mà không có kĩ nghệ và toán học vì tất cả chúng đều có quan hệ. Nếu anh nhìn vào tiến bộ công nghệ hiện thời, anh sẽ sửng sốt với tốc độ của phát kiến. Vài năm trước đây anh có nghĩ tới xe hơi có thể tự lái không? Nhưng hôm nay xe tự lái có khắp nơi, và gần như mọi công ti xe hơi đều xây dựng xe không người lái. Cứ nghĩ về anh bước lên xe không người lái, nhấn nút rồi rồi xuống kiểm email, gửi tin nhắn, hay nghe nhạc khi xe biết đường tốt nhất đưa anh về nhà. Nó không còn là viễn tưởng khoa học nữa mà là thực tại. Tháng trước, Uber bắt đầu cung cấp việc đi xe tự lái ở Pittsburgh và chẳng mấy chốc sẽ bành trướng sang các thành phố khác. Tuần trước tôi đã gọi Uber để đi ra sân bay dùng xe không người lái, và nó đi tốt. Công nghệ thay đổi nhanh và không có áp dụng của nhiều lĩnh vực công nghệ cùng nhau, xe không người lái sẽ không bao giờ xảy ra. Đó là lí do tại sao tôi nghĩ việc học STEM cho phép sinh viên là một phần của tương lai nơi họ sẽ thiết kế hệ thống vận tải mới hoàn toàn khác biệt vì tương lai là bây giờ.”

“Ngày nay thanh niên chơi trò chơi máy tính trên laptops và điện thoại di động cùng bạn bè họ, nhưng chẳng mấy chốc họ chơi với robot thông minh. Khi lĩnh vực trí tuệ nhân tạo đang bùng nổ với phần mềm học máy phức tạp mới,  robot thông minh có thể cạnh tranh với con người trong mọi lĩnh vực. Tôi nghĩ trong năm năm nữa, chúng ta sẽ thấy nhiều công nghệ trí tuệ nhân tạo trong mọi robot và điều đó sẽ làm thay đổi mọi lĩnh vực và mọi ngành công nghiệp. Như xe hơi có thể tự lái, robots có thể làm nhiều điều con người ngày nay đang làm trong chế tạo, xây dựng, văn phòng, nội trợ, v.v. Tôi nghĩ chẳng mấy chốc mọi người có thể mua các robot có thể nấu cơm, lau nhà, quét sàn, và chăm nom trẻ con vì tôi đã thấy bản mẫu của những robots này trong phòng thí nghiệm ở Carnegie Mellon. Câu hỏi của tôi là vì robot có thể tiếp quản nhiều việc mà con người đang làm ngày nay, tại sao tiếp tục đi tới trường và học các việc làm mà chẳng mấy chốc có thể bị tiếp quản bởi robots? Tại sao không học về xây dựng robots? Tại sao không học về trí tuệ nhân tạo? Tại sao không học kĩ nghệ phần mềm để viết các thuật toán học máy phức tạp?  Đó là lí do tại sao tôi khuyến khích sinh viên học STEM vì chúng là nghề nghiệp của tương lai.

 

—English version—

 

The future is in STEM fields

Last week a friend asked me: “Why many countries are now focusing on Science, Technology, Engineering and Math (STEM). Why is there such an urgent need, especially at the university level?

I told him: “Because technology is changing very fast so the world of tomorrow will be very different from today. In the near future, we will face many problems with complexities far exceeding what we can handle by our current thinking and solution. We are living in an interconnected world, but our thinking is still in isolation. Unless we are changing our thinking quickly, we cannot solve the future problems. To change the thinking, we must begin with the education where young people can be taught about solving problems by innovation solutions. Students must learn the convergence of multiple fields such as life science and computer science; chemical science and physical science; engineering and arts; history and social science etc. Only by understand several cross-disciplines, they can solve complex problems that begin to happen now. “

My friend seemed confused: “But how do STEM education solve them? We have been teaching these fields for years, but I do not see the difference.”

I explained: “STEM is a very broad area with many subfields but people only think of STEM as four isolated areas instead of the convergence of many subfields together. This is a major mistake because innovations often happen at the intersection among these subfields. Only by understand the convergence of all the subfields in life science, computer science, engineering,  and mathematics then students can understand the complex issues that are happening today. To succeed in the next twenty to fifty years, students must be able to look at problems differently as they are all inter-connected. Students must learn about their causes and effects and not an isolated incident. Without this knowledge, people cannot solve them by currently isolated thinking. To develop the ability to solve these complex problems, students must understand the consequence of their action in a much broader context. They must think of the world as a whole because everything that happens, even in an isolated area, will have an impact on the whole world. What happens today is the result of an isolated thinking resulting in many problems that no one and no country can solve alone. We are dealing with complex problems such as global warming, severe weather patterns, and devastating diseases that threaten everyone and every country.”

My friend asked: “But why do we start with education? Is there a better solution from other sources such as the governments and business companies?”

I explained: “It is difficult to change the thinking of these people as they are trained to think in isolation for a long time. It is easier to start with younger people because they are the future. If you look at major problems today such as global warming that creates drought and famine in many countries. How do you solve it because no country would admit that their industries and manufacturers are responsible for this problem? These problems are here today, but people could not solve them, so they only talk about them without any real solutions. But the matter is getting worst because the younger generation will have to live with these problems and suffer the consequences. To solve these complex problems, we must start with education, especially college education by developing new learning methods to build students’ knowledge and competency.  College graduates of the future must be technically competent, have a lifelong learning attitude, and understand the consequences of what they do. This is why technology should NOT be taught in an isolated area but the combination of social science, ethics, and humanity. The current problem is due to the isolated thinking of technology where scientists are focusing on what they do regardless of the consequences. How many people remember when business and finance people are only thinking about profits without the consequences that led to the financial crisis of 2008. When manufacturing managers only concern about increase productivity, they do not pay attention to the pollution that affects millions of people and caused all type of diseases in the world. The use of technology without ethics is the fundamental problem that we have today because of our isolated thinking. Young people today are obsessed with technology, but they have not pay attention to the consequences of the technology wastes that they have helped created. By the convergence of these fields in STEM education, students can learn more about causes and consequences so they would be more careful than the previous generation. Today, with the Internet, students can learn anything they want from anywhere, but with the current knowledge explosion, students need to learn “how to learn fast” and “how to read more” so that they can continuously to improve their knowledge of new contexts. To do so, they need to equip themselves with these foundations because almost every innovation that happens in the future will be based on the convergence of these four fields.”

My friend was not convinced: “Are you sure the future will be based on STEM fields but not something else?

I explained: “STEM is the four pillars of the future education where innovation solutions can be found. Today people pay attention to science and technology, but you cannot implement them without engineering and math because they are all related. If you look at current technology progress, you will be amazed at the speed of innovations. A few years ago would you think a car can drive itself? But today the self-driving car is all over the place, and almost every car companies are building driverless cars. Just think about you step into the driverless car, push the button then sit down to check email, send text messages, or listen to music when the car knows the best way to take you home. It is not science fiction anymore but a reality. Last month, Uber began to offer rides in self-driving cars in Pittsburgh and soon will expand to other cities. Last week I called Uber to go to the Airport using a driverless car, and it went well. Technology changes fast and without the application of several technology fields together, driverless car, will never happen. That is why I think by studying STEM allows students to be a part of the future where they will design new transportation systems that are completely difference because the future is now.”

“Today young people play computer games on laptops and mobile phone with their friends, but soon they will play with smart robots. As the field of artificial intelligence is exploding with new complex machine learning software,  smart robots could compete with people in every area. I think in another five years, we will see more artificial intelligence technology in every robot and it will change every field and every industry. As the car can drive itself, robots can do many things people do today in manufacturing, construction, office, housework, etc. I think soon people can buy robots that can cook, do laundry, sweep the floor, and take care of the children because I saw a prototype of these robots in the laboratory at Carnegie Mellon. My question is since robots can take over many jobs that people are doing today, why continue to go to school and learn the jobs that soon can be taken over by robots? Why not learning about building robots? Why not learning about Artificial Intelligence? Why not study software engineering to write complex machine learning algorithms?  That is why I encourage students to study STEM because they are the career of the future.