Tìm kiếm bài viết

Chu trình STEM là gì? 8 phương pháp thực hành STEM hiệu quả

Chu trình STEM đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng và phát triển giáo dục STEM, góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy. Trong bối cảnh nhu cầu về nhân lực ngành công nghệ thông tin không ngừng tăng cao, việc tích hợp chu trình STEM một cách hợp lý, khoa học vào chương trình học là điều cần thiết đối với giáo dục hiện đại. Vậy chu trình STEM thực chất là gì? Đâu là những phương pháp ứng dụng STEM hiệu quả mà giáo viên nên áp dụng? Hãy cùng KiddiHub khám phá chi tiết trong bài viết sau!

Chu trình STEM là gì?

Lần đầu tiên được giới thiệu bởi Francis Vigeant vào ngày 3 tháng 5 năm 2017, chu trình STEM ra đời nhằm lý giải vì sao học sinh ở mọi cấp độ đều cần được tiếp cận với STEM – bởi lẽ các kỹ năng STEM không chỉ phục vụ học tập mà còn là những năng lực thiết yếu trong cuộc sống. Trọng tâm của chu trình này nằm ở tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề – hai yếu tố then chốt hỗ trợ trẻ phát triển tư duy độc lập và hiểu sâu hơn về thế giới xung quanh. Đây cũng chính là nền tảng tạo nên một thế hệ lao động chất lượng cao, sẵn sàng cho những cơ hội nghề nghiệp rộng mở trong tương lai.

Khi nhắc đến chu trình STEM, chúng ta đang đề cập đến mối quan hệ khăng khít giữa bốn lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học – những trụ cột tạo nên đổi mới và phát triển toàn diện.

Khoa học mang đến kiến thức thông qua quá trình quan sát, đặt câu hỏi, thí nghiệm và kiểm chứng giả thuyết.
Kỹ thuật tiếp nhận nền tảng khoa học đó để thiết kế, thử nghiệm và đánh giá các giải pháp thực tiễn cho các vấn đề trong cuộc sống.
Công nghệ là kết quả mở rộng từ các giải pháp kỹ thuật, góp phần mở đường cho những khám phá mới, đặt ra các câu hỏi sâu sắc hơn, đồng thời hỗ trợ quá trình lặp lại và cải tiến sản phẩm.
Toán học giữ vai trò trung tâm trong chu trình này, giúp định lượng, phân tích dữ liệu và truyền tải kết quả một cách chính xác. Nó đảm bảo rằng mọi phát hiện và quy trình có thể được kiểm chứng và tái lập.

Trong môi trường giáo dục, điều quan trọng là học sinh và cả giáo viên đều hiểu rõ mối liên hệ giữa các lĩnh vực này. Thực tế cho thấy, khi đặt câu hỏi như “Khoa học là gì?” hay “Kỹ thuật có vai trò gì?”, nhiều người vẫn đưa ra những định nghĩa khác nhau. Điều này cho thấy nhu cầu cấp thiết về một định hướng STEM rõ ràng và thống nhất, điều mà Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia (NRC) đang nỗ lực xây dựng thông qua các hướng dẫn giáo dục STEM hiệu quả.

Quy trình xây dựng bài học STEM bao gồm những nội dung gì?

Căn cứ theo Tiểu mục 1, Mục III của Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH ban hành năm 2020, việc triển khai bài học STEM cần đảm bảo một số nội dung cốt lõi, được xây dựng dựa trên chu trình STEM và các nguyên tắc giáo dục liên ngành. Cụ thể như sau:

Nội dung bài học gắn với chương trình và thực tiễn cuộc sống:
Bài học STEM phải bám sát chương trình giáo dục phổ thông, đồng thời kết nối với các vấn đề thực tiễn trong đời sống, khoa học và công nghệ. Học sinh được khuyến khích chủ động tìm kiếm giải pháp cho các tình huống thực tế, qua đó chiếm lĩnh tri thức và đạt được yêu cầu của bài học. Kiến thức có thể thuộc một hoặc nhiều môn học, nhưng cần được tích hợp để giải quyết trọn vẹn vấn đề đặt ra.
Dựa trên chu trình thiết kế kỹ thuật trong giáo dục STEM:
Các bài học được xây dựng theo chu trình STEM, cụ thể là chu trình thiết kế kỹ thuật gồm 8 bước: xác định vấn đề; tìm hiểu kiến thức nền; đề xuất giải pháp; lựa chọn phương án tối ưu; chế tạo nguyên mẫu; thử nghiệm – đánh giá; thảo luận – chia sẻ; điều chỉnh – hoàn thiện.
Dựa trên chu trình này, bài học được chia thành 5 hoạt động chính:
1. Nhận diện vấn đề hoặc yêu cầu tạo ra một sản phẩm thực tiễn gắn với nội dung học tập.
2. Khám phá kiến thức nền và đưa ra các phương án thiết kế phù hợp với tiêu chí đã xác định.
3. Trình bày giải pháp thiết kế và sử dụng kiến thức để chứng minh lựa chọn phương án tối ưu.
4. Thực hành chế tạo sản phẩm, thử nghiệm và đánh giá hiệu quả trong quá trình thực hiện.
5. Chia sẻ sản phẩm đã hoàn thành, đánh giá, điều chỉnh và cải tiến nếu cần thiết.
Phương pháp giảng dạy hướng đến hành động và khám phá:
Bài học STEM đặt học sinh vào trung tâm của quá trình học tập thông qua hoạt động khám phá, nghiên cứu và sáng tạo. Học sinh chủ động xác định giải pháp, hợp tác nhóm, trao đổi ý tưởng và điều chỉnh mô hình khi cần. Các hoạt động học tập được mở về phương pháp thực hiện nhưng cụ thể về tiêu chí và sản phẩm đầu ra.
Tổ chức dạy học linh hoạt, tăng cường làm việc nhóm:
Hình thức tổ chức bài học cần khơi gợi hứng thú học tập, hỗ trợ học sinh kiến tạo kiến thức mới và vận dụng vào thực tiễn. Có thể tổ chức linh hoạt trong hoặc ngoài lớp học, tuy nhiên cần đảm bảo học sinh phát triển kỹ năng hợp tác, giao tiếp, tư duy và giải quyết vấn đề. Mỗi thành viên trong nhóm đều cần có nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể.
Thiết bị và nguồn lực giảng dạy phù hợp, tiết kiệm:
Việc sử dụng thiết bị trong bài học STEM cần tận dụng tối đa các công cụ sẵn có theo danh mục thiết bị tối thiểu. Đồng thời khuyến khích khai thác vật liệu gia dụng, công nghệ dễ tiếp cận với chi phí thấp nhưng đảm bảo an toàn. Bên cạnh đó, có thể tích hợp các tài nguyên số như thí nghiệm ảo, phần mềm mô phỏng để học sinh chủ động trong quá trình học, cả trong và ngoài lớp học.

8 Phương pháp thực hành STEM

Năm 2011, Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ (NRC) đã đưa ra một khung định nghĩa mới, làm rõ cách thức vận hành hiệu quả của chu trình STEM trong giáo dục. Theo đó, một chu trình STEM đạt hiệu quả cao cần:

Khơi gợi sự hứng thú và kết nối với trải nghiệm thực tế của học sinh.
Phát triển dựa trên nền tảng kiến thức sẵn có của các em.
Tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào các hoạt động học tập mang tính trải nghiệm, từ đó duy trì sự chủ động và đam mê khám phá.

Chu trình STEM được hiểu là một quá trình học tập có hệ thống, giúp định hướng và phát triển năng lực cho học sinh thông qua việc dẫn dắt từ những gì các em đã biết, sau đó mở rộng bằng các hoạt động khoa học và kỹ thuật cụ thể. Việc sử dụng từ "thực hành" không phải là ngẫu nhiên – nó thể hiện sự nhấn mạnh vào quá trình học tập trải nghiệm, phù hợp với định hướng của Tiêu chuẩn Khoa học Thế hệ Mới (NGSS), tập trung vào sự kết nối giữa nội dung, phương pháp và tốc độ học phù hợp với từng đối tượng học sinh.

Dưới đây là 8 phương pháp thực hành STEM chủ chốt – những kỹ năng nền tảng trong chu trình STEM, giúp học sinh học tập hiệu quả hơn:

Đặt câu hỏi khoa học và xác định vấn đề kỹ thuật.
Xây dựng và sử dụng các mô hình học tập.
Lên kế hoạch và thực hiện điều tra, nghiên cứu.
Phân tích dữ liệu và rút ra ý nghĩa từ dữ liệu đó.
Vận dụng toán học và tư duy tính toán để giải quyết tình huống.
Hình thành lý thuyết khoa học và thiết kế giải pháp kỹ thuật.
Tham gia vào tranh luận và lập luận dựa trên bằng chứng cụ thể.
Thu thập, đánh giá và truyền đạt thông tin một cách rõ ràng.

Trên thực tế, chương trình học hiện hành ở nhiều nơi vẫn chưa trang bị đầy đủ cho học sinh các kỹ năng kể trên. Đây không phải là những kỹ năng mà học sinh có thể tự nhiên lĩnh hội trong môi trường học tập truyền thống. Chúng cần được xây dựng có định hướng và phát triển qua thời gian với sự hỗ trợ từ giáo viên.

Đây chính là những năng lực tư duy bậc cao, đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá một chu trình STEM có thực sự hiệu quả hay không. Để đạt được điều này, việc giảng dạy cần đạt đến một mức độ chuẩn bị kỹ lưỡng, nơi mà học sinh không chỉ học để biết, mà còn học để làm chủ và ứng dụng vào thực tiễn.

Ý nghĩa của chu trình STEM

Chu trình STEM không chỉ là một phương pháp học tập, mà còn là hành trình khơi dậy tư duy và khả năng sáng tạo. Thông qua từng bước khám phá và giải quyết vấn đề, người học – đặc biệt là trẻ em – được rèn luyện tư duy phản biện, học cách đặt câu hỏi và tìm ra lời giải phù hợp.

Bên cạnh đó, chu trình này còn giúp phát triển kỹ năng hợp tác, lắng nghe và làm việc nhóm – những yếu tố thiết yếu trong thế giới hiện đại. Việc tiếp cận kiến thức thông qua trải nghiệm thực tiễn cũng giúp trẻ ghi nhớ lâu hơn, hiểu sâu hơn và thấy được mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tế.

Đặc biệt, với tính ứng dụng cao, chu trình STEM có thể linh hoạt triển khai trong nhiều tình huống và lĩnh vực khác nhau, từ giáo dục đến đời sống hàng ngày, góp phần hình thành một thế hệ năng động, sáng tạo và biết cách thích nghi với mọi thay đổi.

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về chu trình STEM – một phương pháp học tập hiện đại giúp phát triển tư duy logic, sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề. Việc áp dụng chu trình STEM không chỉ mang lại hiệu quả trong giáo dục mà còn tạo nền tảng vững chắc cho trẻ trong tương lai. Hãy cùng khuyến khích trẻ khám phá, thử nghiệm và học hỏi thông qua những trải nghiệm thực tiễn đầy hứng thú này!

Đăng bởi:

Nhóm công khai

102K thành viên

20+ bài viết mỗi ngày

Từ trong bụng đến giảng đường