Tìm kiếm bài viết

Một số cách dạy học theo chủ đề STEM hiệu quả

Trong những năm gần đây, giáo dục stem đã trở thành tâm điểm trong giáo dục hiện đại. Từ bậc mầm non đến phổ thông, việc tích hợp chủ đề STEM vào chương trình học nhằm phát triển tư duy logic, khả năng giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh ngày càng được chú trọng. Vậy chủ đề STEM là gì, có vai trò như thế nào trong giáo dục và được triển khai ra sao trong thực tiễn? Hãy cùng Kiddihub khám phá chi tiết ngay trong bài viết dưới đây.

STEM là gì? Tại sao chủ đề STEM lại quan trọng trong giáo dục hiện đại?

Chủ đề STEM là viết tắt của bốn lĩnh vực then chốt trong giáo dục hiện đại: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Không giống như cách dạy truyền thống thường tách biệt từng môn học, giáo dục theo chủ đề STEM chú trọng vào việc tích hợp kiến thức liên môn, giúp học sinh vận dụng tổng hợp các kỹ năng và tư duy để giải quyết những vấn đề thực tiễn một cách hiệu quả và sáng tạo.

Ví dụ điển hình cho việc áp dụng chủ đề STEM là khi học sinh tham gia chế tạo mô hình xe chạy bằng năng lượng gió. Trong quá trình đó, các em sẽ vận dụng kiến thức khoa học để hiểu nguyên lý gió tạo lực đẩy, áp dụng toán học để tính toán kích thước và góc quay hợp lý, khai thác công nghệ để lựa chọn vật liệu phù hợp và sử dụng kỹ thuật để lắp ráp các bộ phận thành một hệ thống hoàn chỉnh.

Giáo dục STEM đang dần trở thành một xu hướng tất yếu trong hệ thống giáo dục toàn cầu nhờ những lợi ích vượt trội mà nó mang lại cho người học trong thế kỷ 21. Cụ thể, những lý do khiến giáo dục STEM ngày càng được áp dụng rộng rãi bao gồm:

Phát triển kỹ năng tư duy phản biện và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả: Thông qua các dự án thực hành theo chủ đề STEM, học sinh được rèn luyện khả năng phân tích tình huống, đánh giá các phương án và lựa chọn giải pháp phù hợp, từ đó hình thành tư duy phản biện sâu sắc và năng lực xử lý vấn đề trong thực tiễn.
Khuyến khích sự sáng tạo và tinh thần dám thử nghiệm: Các hoạt động học tập theo mô hình STEM luôn tạo điều kiện cho học sinh đưa ra ý tưởng mới, mạnh dạn thử nghiệm, học hỏi từ sai lầm và liên tục cải tiến, đây là nền tảng để phát triển tư duy đổi mới và sáng tạo bền vững.
Kết nối chặt chẽ giữa kiến thức học thuật và thực tiễn cuộc sống: Một trong những điểm nổi bật của giáo dục STEM là khả năng giúp học sinh hiểu rõ vai trò và ứng dụng của các kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong đời sống hàng ngày, từ đó tăng tính thực tiễn và hứng thú trong học tập.
Trang bị những kỹ năng thiết yếu để thích nghi với thị trường lao động tương lai: Trong bối cảnh thế giới không ngừng thay đổi bởi công nghệ, giáo dục STEM giúp học sinh sớm tiếp cận với các kỹ năng như làm việc nhóm, tư duy hệ thống, khả năng giao tiếp, lập kế hoạch và giải quyết vấn đề, những năng lực mà các nhà tuyển dụng hiện đại đánh giá rất cao.

Những lợi ích nổi bật khi dạy học theo chủ đề STEM

Việc áp dụng phương pháp học tập theo chủ đề STEM không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc và toàn diện hơn mà còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực, góp phần phát triển toàn diện năng lực của các em trong môi trường giáo dục hiện đại. Cụ thể, các lợi ích nổi bật của việc học theo chủ đề STEM có thể được tóm tắt như sau:

Tăng cường khả năng tư duy logic và kích thích sáng tạo không ngừng

Phương pháp học STEM đòi hỏi học sinh phải liên tục quan sát, phân tích các vấn đề, đề xuất các giải pháp mới và thực hiện các thí nghiệm để kiểm chứng. Quá trình này giúp các em phát triển tư duy logic khi nhận diện và xây dựng mối liên hệ chặt chẽ giữa các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Đồng thời, việc tự mình thiết kế và thử nghiệm các sản phẩm mới cũng giúp học sinh bộc lộ và nuôi dưỡng khả năng sáng tạo, một yếu tố quan trọng để phát triển trong thế kỷ 21.

Phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề một cách linh hoạt và hiệu quả

Các bài học theo chủ đề STEM thường xoay quanh việc tìm ra lời giải cho những thách thức thực tế như cách tưới cây tiết kiệm nước, hoặc làm thế nào để thiết kế một chiếc xe chạy nhanh hơn mà vẫn tiết kiệm năng lượng. Quá trình tư duy và thực hành giải quyết các vấn đề này giúp học sinh nâng cao kỹ năng phản biện, tư duy hệ thống và khả năng đưa ra quyết định chính xác, đây là những năng lực cốt lõi mà bất kỳ người học nào cũng cần trang bị để thích nghi với sự thay đổi liên tục của thế giới.

Nâng cao kỹ năng làm việc nhóm và giao tiếp hiệu quả

Không chỉ tập trung vào kiến thức cá nhân, giáo dục STEM còn tạo điều kiện để học sinh phát triển kỹ năng hợp tác khi tham gia vào các dự án nhóm. Việc cùng nhau chia sẻ ý tưởng, thảo luận và phối hợp thiết kế sản phẩm giúp các em rèn luyện khả năng giao tiếp, lắng nghe, thuyết trình và làm việc nhóm, những kỹ năng mềm quan trọng được các nhà tuyển dụng đánh giá cao trong môi trường làm việc hiện đại.

Gắn kết kiến thức học thuật với ứng dụng thực tiễn trong cuộc sống hàng ngày

Khác với phương pháp truyền thống chỉ chú trọng vào việc truyền tải lý thuyết, học theo chủ đề STEM giúp học sinh nhận ra mối liên hệ mật thiết giữa kiến thức trên lớp với các vấn đề thực tế trong cuộc sống. Nhờ đó, các em không chỉ hiểu bài tốt hơn mà còn cảm thấy hứng thú hơn khi được vận dụng kiến thức vào việc thiết kế, thử nghiệm và giải quyết các tình huống cụ thể, từ đó nâng cao khả năng áp dụng kiến thức vào thực tế một cách linh hoạt và hiệu quả.

Hướng dẫn lựa chọn chủ đề STEM phù hợp cho từng đối tượng và điều kiện giảng dạy

Việc lựa chọn chủ đề STEM sao cho phù hợp không chỉ dựa vào sở thích hay xu hướng chung, mà còn phải cân nhắc kỹ lưỡng theo đặc điểm phát triển của học sinh cũng như điều kiện thực tế của môi trường giảng dạy. Để đảm bảo hiệu quả tối ưu trong quá trình dạy học, giáo viên và phụ huynh có thể tham khảo một số tiêu chí quan trọng dưới đây nhằm lựa chọn chủ đề phù hợp nhất:

Lựa chọn theo độ tuổi và trình độ của học sinh

Mỗi cấp học đều có những đặc điểm phát triển nhận thức và kỹ năng riêng biệt, do đó chủ đề STEM cần được điều chỉnh phù hợp với từng nhóm tuổi. Đối với trẻ mầm non và tiểu học, các chủ đề nên đơn giản, dễ hiểu, mang tính trực quan cao và có thể thực hiện qua các hoạt động thủ công, giúp các em dễ dàng quan sát và tương tác.

Ở bậc trung học cơ sở chủ đề cần có độ phức tạp vừa phải, đòi hỏi học sinh vận dụng tư duy kỹ thuật cơ bản và kiến thức đã học để giải quyết vấn đề. Trong khi đó, học sinh trung học phổ thông nên được tiếp cận những chủ đề mang tính ứng dụng cao, kết hợp giữa phân tích dữ liệu, lập trình và thiết kế mô hình thực tế, nhằm phát triển kỹ năng chuyên sâu và tư duy hệ thống.

Tích hợp với chương trình học chính khóa để nâng cao hiệu quả giảng dạy

Chọn lựa chủ đề STEM nên gắn liền với nội dung của các môn học chính khóa như Toán học, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, nhằm giúp học sinh dễ dàng liên kết kiến thức mới với những gì đã học. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm bớt áp lực học tập thêm, tạo điều kiện để các em phát triển kỹ năng một cách toàn diện và tự nhiên hơn.

Phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất và tài nguyên của nhà trường

Trong quá trình chọn chủ đề, giáo viên cần cân nhắc đến khả năng đáp ứng nguyên vật liệu và trang thiết bị hỗ trợ trong trường học. Các chủ đề nên ưu tiên sử dụng những nguyên liệu dễ tìm, chi phí thấp và dễ triển khai trong phạm vi lớp học hiện tại, nhằm đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của hoạt động học tập mà không gây áp lực tài chính cho nhà trường hay phụ huynh.

Mang tính thực tiễn cao và khuyến khích thực hành, ứng dụng vào đời sống

Một tiêu chí quan trọng không thể bỏ qua khi lựa chọn chủ đề STEM là khả năng gắn kết với các vấn đề thực tế trong cuộc sống hàng ngày. Các chủ đề nên xoay quanh các lĩnh vực như bảo vệ môi trường, tiết kiệm năng lượng, an toàn giao thông, sức khỏe hay công nghệ thân thiện với xã hội. Việc hướng đến ứng dụng thực tế không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về vai trò của kiến thức mà còn tăng động lực học tập và khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống.

Một số chủ đề STEM tiêu biểu phù hợp với từng cấp học và khả năng nhận thức của học sinh

Để giúp giáo viên và phụ huynh dễ dàng lựa chọn và áp dụng các chủ đề STEM một cách hiệu quả, dưới đây là tổng hợp các đề tài tiêu biểu được thiết kế phù hợp theo từng cấp học, vừa đảm bảo tính khoa học vừa khơi gợi sự hứng thú, phát triển năng lực tư duy của học sinh ở từng giai đoạn:

Chủ đề STEM dành cho học sinh mầm non và tiểu học

Ở giai đoạn đầu này, các chủ đề nên hướng đến những hoạt động thực hành đơn giản, trực quan và dễ tiếp cận, giúp trẻ làm quen với các khái niệm khoa học cơ bản và phát triển tư duy sáng tạo, chẳng hạn như:

Thiết kế và xây dựng cầu giấy có khả năng chịu lực để hiểu về cấu trúc và sức bền vật liệu
Tạo ra chiếc xe di chuyển bằng sức đẩy của bóng bay nhằm khám phá nguyên lý chuyển động và lực đẩy
Thiết kế mô hình nhà chống nóng giúp trẻ nhận biết về cách cách nhiệt tự nhiên trong môi trường sống
Xây dựng hệ thống tưới cây nhỏ giọt đơn giản để tìm hiểu cách tiết kiệm nước và bảo vệ môi trường
Quan sát và phân tích vòng tuần hoàn nước để hiểu về chu trình tự nhiên trong hệ sinh thái

Chủ đề STEM dành cho học sinh trung học cơ sở

Ở cấp bậc này, học sinh có khả năng vận dụng tư duy logic và kỹ thuật cơ bản, vì vậy các chủ đề được thiết kế với độ khó tăng lên và có tính ứng dụng thực tiễn cao hơn như:

Chế tạo máy phát điện đơn giản sử dụng nam châm và cuộn dây để hiểu về nguyên lý cảm ứng điện từ
Tạo đồng hồ nước bằng ống nhựa nhằm khám phá cơ chế hoạt động của thiết bị đo thời gian thủ công
Thiết kế hệ thống cảnh báo lũ với cảm biến và thiết bị báo động giúp nâng cao ý thức bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai
Tái chế rác thải thành các sản phẩm có ích nhằm thúc đẩy sáng tạo và bảo vệ môi trường sống
Xây dựng robot di chuyển theo ánh sáng giúp phát triển kỹ năng lập trình và điều khiển tự động

Chủ đề STEM dành cho học sinh trung học phổ thông

Ở giai đoạn cuối cấp, các chủ đề STEM có độ phức tạp cao hơn, hướng đến ứng dụng công nghệ hiện đại và giải quyết các vấn đề thực tiễn, ví dụ như:

Mô phỏng hệ thống nhà thông minh (smart home) tích hợp nhiều cảm biến và điều khiển tự động nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống
Phát triển hệ thống lọc nước sử dụng than hoạt tính kết hợp với cát để cải thiện và bảo vệ nguồn nước sạch
Lập trình mô phỏng hệ thống đèn giao thông nhằm tối ưu hóa lưu thông và giảm thiểu tai nạn giao thông
Sử dụng vi điều khiển Arduino để điều khiển máy bơm nước trong các ứng dụng tưới tiêu tự động hiệu quả
Nghiên cứu và phát triển sản xuất điện năng từ nguồn năng lượng mặt trời, hướng tới giải pháp năng lượng xanh và bền vững

Một số ví dụ cụ thể và tiêu biểu về các chủ đề STEM nổi bật theo từng cấp học

Để giúp người dạy và học dễ dàng hình dung và áp dụng vào thực tế, dưới đây là một số ví dụ cụ thể về các chủ đề STEM điển hình, được thiết kế phù hợp với từng cấp học nhằm phát triển kiến thức, kỹ năng và sự sáng tạo của học sinh một cách hiệu quả:

Dự án làm xe chạy bằng bóng bay dành cho học sinh tiểu học

Mục tiêu chính của dự án này là giúp các em hiểu rõ về nguyên lý lực đẩy và chuyển động trong vật lý thông qua hoạt động trải nghiệm thực tế. Các học sinh sẽ được sử dụng những vật liệu đơn giản như bóng bay, ống hút nhựa, giấy bìa cứng và bánh xe nhựa để thiết kế, chế tạo một chiếc xe nhỏ có khả năng chạy bằng sức đẩy của không khí từ bóng bay. Hoạt động bao gồm các bước thiết kế mô hình xe, lắp ráp các bộ phận, sau đó tiến hành thử nghiệm tốc độ chạy và điều chỉnh để tối ưu hiệu suất.

Làm mô hình hệ thống lọc nước dành cho học sinh trung học cơ sở

Dự án này hướng đến việc giúp học sinh hiểu sâu về quy trình lọc nước, một khía cạnh quan trọng trong bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Học sinh sẽ được cung cấp các vật liệu như cát, than hoạt tính, sỏi, chai nhựa tái chế và vải lọc để tạo nên một mô hình lọc nước đơn giản nhưng hiệu quả. Quá trình thực hiện bao gồm việc xây dựng các lớp lọc theo đúng thứ tự, sau đó kiểm tra và đánh giá hiệu quả của mô hình qua việc lọc nước bẩn thành nước sạch.

Thiết kế và lập trình hệ thống nhà thông minh dành cho học sinh trung học phổ thông

Đây là một chủ đề STEM mang tính ứng dụng cao, giúp học sinh vận dụng kiến thức lập trình và điều khiển thiết bị điện tử trong thực tế. Các em sẽ sử dụng bộ vi điều khiển Arduino, kết hợp với các cảm biến nhiệt độ và mô hình nhà mini để xây dựng một hệ thống nhà thông minh có khả năng tự động bật/tắt đèn, quạt theo điều kiện môi trường. Hoạt động này bao gồm việc lắp đặt phần cứng, viết mã lập trình điều khiển và kiểm tra thử nghiệm hệ thống hoạt động đúng như mong đợi.

Dạy học theo chủ đề STEM là xu hướng đổi mới mạnh mẽ và bền vững trong giáo dục thế kỷ 21. Các chủ đề này không chỉ truyền đạt kiến thức mà còn giúp học sinh phát triển toàn diện về năng lực tư duy, kỹ năng sống và phẩm chất công dân toàn cầu. Mỗi chủ đề STEM không chỉ là bài học, mà còn là hành trình trải nghiệm, khám phá và lớn lên cùng tri thức.

Đăng bởi:

Nhóm công khai

102K thành viên

20+ bài viết mỗi ngày

Từ trong bụng đến giảng đường