Để từng bước đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông, làm tiền đề, cơ sở thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông mới, cần xây dựng theo các chủ đề từng môn hoặc tích hợp liên môn ở các môn học STEM. Các chủ đề STEM cần theo hướng rất linh hoạt và có thể triển khai dưới nhiều hình thức.

7 bước xây dựng chủ đề STEM

Để xây dựng một chủ đề STEM theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh, TS Nguyễn Chí Thành – Trường ĐH Giáo dục (ĐHQG Hà Nội) – cho rằng, nên thực hiện theo 7 bước.

Bước 1: Xác định đối tượng, thời gian, hình thức tổ chức STEM. Theo đó, đối tượng cần xác định phù hợp với chủ đề trên cơ sở nội dung bám sát chương trình phổ thông của Bộ GD&ĐT. Đối tượng học sinh nên theo lớp, từ lớp 1 - 12. 

Về thời gian: Cần xác định thời gian phù hợp, gồm cả thời gian chuẩn bị, thời gian thực hiện. Mỗi chủ đề nên xây dựng thời gian thực hiện trên lớp từ 60 - 90 phút. Về hình thức tổ chức: Có thể tổ chức trong giờ học chính khóa tại các phòng STEM của nhà trường, hoặc tại các cơ sở sản xuất, phòng STEM các doanh nghiệp, các trường đào tạo nghề.

Bước 2: Nêu vấn đề thực tiễn. Giáo viên nên vấn đề thực tiễn bằng nhiều hình thức, như: Một câu chuyện, một tình huống thực tiễn, bài tập thực tiễn, dự án học tập giải quyết các vấn đề thực tiễn, hoạt động trải nghiệm sáng tạo, hoạt động nghiên cứu khoa học… làm cho học sinh xuất hiện nhu cầu giải quyết vấn đề thực tiễn.

Bước 3: Đặt câu hỏi định hướng, hình thành ý tưởng của chủ đề, hệ thống kiến thức STEM trong chủ đề. Các câu hỏi tập trung vào các nội dung: Chủ đề nhằm mục đích gì? Nhiệm vụ chính trong chủ đề là gì? Chủ đề có ý nghĩa gì trong thực tiễn? Kiến thức môn học STEM nào liên quan?... Ý tưởng chủ đề hướng tới các vấn đề thực tiễn gì liên quan để giải quyết được vấn đề thực tiễn? Xây dựng thống kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề. Kiến thức các môn STEM liên quan cần xác định trọng tâm, liên quan trực tiếp chủ đề, do đó khi xây dựng chủ đề STEM cần phải hợp tác giữa giáo viên các bộ môn.

Bước 4: Xác định mục tiêu của chủ đề. Theo đó, cần xác định mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và thái độ cần đạt được sau khi thực hiện chủ đề STEM cho học sinh. Mục tiêu cần rõ ràng, có tính khả thi phù hợp với năng lực học sinh và điều kiện địa phương.

Bước 5: Chuẩn bị các mẫu vật, hóa chất, dụng cụ, vị trí để thực hiện chủ đề STEM. Trên cơ sở nội dung, mục tiêu chủ đề, giáo viên chuẩn bị hoặc hướng dẫn học sinh chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất, dụng cụ… cần thiết để tổ chức thực hiện chủ đề.

Bước 6: Xác định được quy trình (các hoạt động hoặc chuỗi hoạt động) kĩ thuật giải quyết vấn đề thực tiễn bằng ứng dụng STEM và thực hiện được các hoạt động giải quyết vấn đề thực tiễn. Giáo viên xây dựng quy trình tổ chức, thực hiện chủ đề STEM theo các hoạt động một cách rành mạch, dễ thực hiện. Tuy nhiên, ở mức độ cao hơn, giáo viên chỉ nêu mục tiêu chủ đề, yêu cầu đạt được, cung cấp cơ sở vật chất cần thiết, yêu cầu học sinh tự xây dựng các bước và thực hiện chủ đề. Một trong những giá trị cốt lõi chương trình thực hiện chủ đề STEM là truyền cảm hứng về khả năng sáng tạo của cá nhân, giúp phát triển các đặc điểm cá nhân sáng tạo: Tính trôi chảy, tính linh hoạt, tính độc đáp, tỉnh tỉ mỉ.

Bước 7: Báo cáo kết quả, nêu các kiến nghị, đề xuất mới. Sau khi thực hiện chủ đề, học sinh báo cáo kết quả quá trình ứng dụng STEM giải quyết vấn đề thực tiễn, có thể đề xuất một số vấn đề mới phát sinh, ý tưởng mới liên quan đến chủ đề. Giáo viên kết luận vấn đề, tổng kết.

Các hoạt động trong dạy học STEM