Phương pháp Giáo dục STEM/STEAM đang trở thành xu hướng giáo dục hiện đại, giúp học sinh phát triển toàn diện về tư duy, kỹ năng và sáng tạo. Bằng cách kết hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Nghệ thuật và Toán học, giáo dục STEAM không chỉ trang bị kiến thức thực tiễn mà còn nuôi dưỡng khả năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện – những năng lực thiết yếu cho công dân trong kỷ nguyên 4.0.
Phương pháp giáo dục STEM/STEAM là gì?
Định nghĩa và khái niệm cốt lõi
- STEM (Science – Technology – Engineering – Mathematics) là mô hình giáo dục tích hợp bốn lĩnh vực nhằm giúp học sinh hiểu mối liên hệ giữa khoa học và đời sống.
- STEAM mở rộng thêm yếu tố Art (Nghệ thuật) để khuyến khích sáng tạo, cảm xúc và thẩm mỹ.
Giáo dục STEM/STEAM hướng đến học qua trải nghiệm, giải quyết vấn đề thực tế và phát triển năng lực toàn diện thay vì chỉ ghi nhớ lý thuyết.
Tầm quan trọng của giáo dục STEM/STEAM
- Giúp học sinh phát triển kỹ năng 4C: tư duy phản biện, giao tiếp, hợp tác, sáng tạo.
- Xây dựng năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn.
- Tạo nền tảng cho định hướng nghề nghiệp sớm trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và nghệ thuật.
- Góp phần chuyển đổi mô hình giáo dục Việt Nam sang hướng ứng dụng, khai phóng và thực học.
Quy trình 5E trong giáo dục STEM/STEAM
Quy trình 5E (Engage – Explore – Explain – Elaborate – Evaluate) là khung cốt lõi trong thiết kế bài học STEM. Chi tiết bao gồm:
- Engage (Gắn kết): Giáo viên khởi đầu bằng hoạt động khơi gợi, đặt câu hỏi, tình huống thực tế để thu hút sự chú ý và liên kết với kiến thức trước đó của học sinh.
- Explore (Khám phá): Học sinh tự mình vận dụng, thử nghiệm, khám phá thông qua hoạt động thực tế, thí nghiệm hoặc mô hình.
- Explain (Giải thích): Học sinh và giáo viên cùng thảo luận, rút ra khái niệm, kiến thức mới từ trải nghiệm vừa làm.
- Elaborate (Áp dụng mở rộng): Học sinh áp dụng kiến thức vào tình huống mới, thử sức mở rộng hoặc phát triển sâu hơn.
- Evaluate (Đánh giá): Đánh giá quá trình và kết quả bằng các hình thức đa dạng: bài tập, thuyết trình, tự đánh giá, peer review,…
Quy trình này giúp cho bài học có sự liên kết, chiều sâu và phát triển đồng thời kiến thức, kỹ năng và thái độ.
Lưu ý: đôi khi người ta cũng dùng tên EDP (Ask – Imagine – Plan – Create – Improve) trong mô hình thiết kế kỹ thuật, nhưng 5E vẫn là khung phổ biến trong giáo dục STEM/STEAM.
Các phương pháp giáo dục STEM/STEAM phổ biến
Hiện nay có 3 hình thức giáo dục STEM/STEAM phổ biến bao gồm Hình thức trải nghiệm (Experiential), Hình thức nghiên cứu khoa học (Research-based), Hình thức dạy học tích hợp (Integrated Learning)
Cùng so sánh đơn giản để hiểu được về cả 3 hình thức này thông qua bảng dưới đây
| Tiêu chí | Hình thức Trải nghiệm (Experiential) | Hình thức Nghiên cứu khoa học (Research-based) | Hình thức Dạy học tích hợp (Integrated Learning) |
| Mục tiêu | Khơi gợi hứng thú, rèn kỹ năng cơ bản | Rèn luyện tư duy nghiên cứu, logic và phân tích | Kết nối kiến thức liên môn, giải quyết vấn đề tổng thể |
| Đối tượng phù hợp | Học sinh tiểu học, THCS | Học sinh THCS, THPT | Tất cả cấp học |
| Đặc trưng | Hoạt động ngắn, vui nhộn, thực hành đơn giản | Có giả thuyết, thí nghiệm, báo cáo kết quả | Liên kết các môn học, gắn liền với sản phẩm cụ thể |
| Ví dụ | Lắp mô hình cầu giấy, robot mini | Nghiên cứu ảnh hưởng ánh sáng đến cây trồng | Dự án “Thành phố xanh” kết hợp Toán, Khoa học, Công nghệ |
| Ưu điểm | Dễ triển khai, tăng hứng thú học tập | Giúp học sinh phát triển tư duy khoa học | Hình thành năng lực tổng hợp, sáng tạo, thực tiễn |
| Hạn chế | Thiếu chiều sâu kiến thức | Đòi hỏi giáo viên có kỹ năng hướng dẫn nghiên cứu | Cần thời gian và sự phối hợp nhiều môn học |
Các phương pháp giáo dục STEM/STEAM phổ biến
Dạy học theo dự án (PBL – Project – Based Learning)
Trong PBL, học sinh thực hiện trọn vẹn một dự án từ việc xác định vấn đề, khảo sát, thiết kế đến triển khai và đánh giá. Mỗi bước đều kích thích các kỹ năng STEM/STEAM và 4C. Giáo viên đóng vai trò hướng dẫn, hỗ trợ và phản hồi.
Dạy học theo vấn đáp/ tìm tòi (Inquiry – Based Learning)
Phương pháp này khuyến khích học sinh đặt câu hỏi, tự tìm hiểu, thử nghiệm để giải đáp vấn đề. Quá trình đặt câu hỏi – điều tra – phân tích – công bố kết quả giúp học sinh chủ động và phát triển tư duy phản biện.
Dạy học theo quy trình kỹ thuật (EDP – Engineering Design Process)
Mô hình EDP gồm các bước: Ask (Hỏi), Imagine (Tưởng tượng), Plan (Lập kế hoạch), Create (Tạo ra sản phẩm), Improve (Cải tiến). Đây là quy trình xây dựng bài học STEM rất phù hợp khi muốn hướng học sinh phát triển sản phẩm hoặc giải pháp kỹ thuật. Đồng thời, nó cũng là cách cụ thể hoá “quy trình xây dựng bài học STEM” trong thực tế.
Ví dụ: Dự án “Robot mini dọn rác” cho học sinh THCS – vừa lập trình, vừa sáng tạo cơ khí.
Ưu điểm & Những thách thức của phương pháp giáo dục STEM/STEAM
Ưu điểm vượt trội của giáo dục STEM/STEAM
- Phát triển kỹ năng 4C: tư duy phản biện, giao tiếp, hợp tác và sáng tạo – điều rất quan trọng trong kỷ nguyên số
- Kích thích niềm yêu thích khoa học và công nghệ: học sinh được tiếp cận thông qua trải nghiệm thực tế, từ đó tăng hứng thú và động lực học tập.
- Tăng khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn: mô hình STEM đưa học sinh vào các tình huống thực tế, yêu cầu ứng dụng kiến thức liên ngành để giải quyết.
- Định hướng nghề nghiệp sớm: giáo dục STEM/STEAM giúp học sinh khám phá đam mê, năng lực cá nhân và hướng tới các nghề trong khoa học – kỹ thuật – sáng tạo tương lai.
- Tối ưu hoá hiệu quả học tập: nhờ phương pháp tích hợp, học sinh không học rời rạc mà hiểu được sự liên hệ giữa các kiến thức, từ đó nhớ lâu và áp dụng tốt hơn
Những thách thức thường gặp và giải pháp
Những thách thức thường gặp:
- Cơ sở vật chất hạn chế: nhiều trường thiếu thiết bị STEM, không gian lớp học thích hợp.
- Giáo viên thiếu năng lực tích hợp, chưa quen với thiết kế bài học đa môn, thiếu kỹ năng triển khai STEM/STEAM.
- Tốn nhiều thời gian để xây dựng bài giảng tích hợp, soạn giáo án phù hợp với quy trình 5E/EDP.
- Áp lực về quản lý lớp học: khi học sinh làm việc nhóm, thực hành, dễ mất trật tự hoặc không đủ hỗ trợ cá nhân.
Giải pháp đề xuất
- Đầu tư nhẹ nhàng, mô-đun: sử dụng bộ kit STEM đơn giản, vật liệu tái chế, tạo mô hình linh hoạt.
- Tổ chức tập huấn, bồi dưỡng giáo viên: hướng dẫn thiết kế bài giảng tích hợp, chia sẻ kinh nghiệm thực tế.
- Quản lý lớp học linh hoạt: phân nhóm nhỏ, phân vai rõ ràng, kết hợp đánh giá cá nhân và nhóm để nâng cao hiệu quả.
STEM/STEAM giúp phát triển kỹ năng 4C và định hướng nghề nghiệp
Như đã đề cập, giáo dục STEM/STEAM chính là “mảnh đất màu mỡ” để trồng và vun dưỡng kỹ năng 4C – bốn năng lực cốt lõi trong thế kỷ 21 gồm: Critical Thinking (Tư duy phản biện), Communication (Giao tiếp), Collaboration (Hợp tác) và Creativity (Sáng tạo).
Khác với mô hình học truyền thống, trong lớp học STEM/STEAM, học sinh học thông qua hành động – “learning by doing”. Chính quá trình này giúp các em rèn luyện kỹ năng tự nhiên, bền vững và có tính ứng dụng cao.
Critical Thinking – Tư duy phản biện
Trong các dự án STEM, học sinh không được cung cấp sẵn đáp án mà phải tự đặt câu hỏi, phân tích vấn đề và tìm lời giải hợp lý nhất.
Ví dụ, khi học sinh thực hiện dự án “Robot dọn rác tự động”, các em phải tự đặt câu hỏi:
- Robot nên nhận diện vật cản bằng cảm biến nào
- Làm thế nào để Robot di chuyển chính xác
- Giải pháp nào tiết kiệm năng lượng hơn
Những câu hỏi như vậy buộc học sinh suy nghĩ đa chiều, đánh giá logic và đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu, hình thành nền tảng tư duy phản biện vững chắc.
Communication – Giao tiếp hiệu quả
Mỗi dự án STEM thường được triển khai theo nhóm. Học sinh phải trình bày ý tưởng, phản biện và thuyết phục người khác – đó chính là quá trình rèn kỹ năng giao tiếp học thuật và sáng tạo.
VNSEA thường tổ chức hoạt động “STEM Day” – nơi học sinh trình bày sản phẩm như robot mini, mô hình năng lượng gió, hệ thống tưới cây thông minh trước bạn bè và giảng viên. Những buổi “STEM Day” này giúp học sinh rèn sự tự tin, khả năng trình bày và kỹ năng storytelling – những năng lực cực kỳ cần thiết trong thời đại toàn cầu hóa.
Collaboration – Hợp tác trong môi trường đa kỹ năng
Giáo dục STEM/STEAM đòi hỏi học sinh làm việc nhóm liên ngành, mỗi người phụ trách một phần khác nhau: người viết mã, người thiết kế mô hình, người phân tích dữ liệu, người thuyết trình.
Chính sự phụ thuộc lẫn nhau trong tiến độ dự án giúp các em học cách lắng nghe, phối hợp, chia sẻ và tôn trọng ý kiến người khác.
Ví dụ: trong dự án “Thiết kế mô hình nhà thông minh tiết kiệm điện”, nhóm học sinh gồm:
- Bạn A phụ trách lập trình hệ thống cảm biến ánh sáng.
- Bạn B thiết kế khung mô hình bằng vật liệu tái chế.
- Bạn C chịu trách nhiệm tính toán hiệu suất năng lượng.
- Bạn D làm báo cáo & thuyết trình.
⇒ Kết quả: học sinh không chỉ hoàn thành dự án mà còn rèn kỹ năng teamwork thực chiến, rất giống môi trường làm việc thật sau này.
Creativity – Sáng tạo và đổi mới không giới hạn
“Không có giới hạn cho ý tưởng trong STEM.”
Giáo dục STEM/STEAM khuyến khích học sinh tự tạo ra sản phẩm độc đáo từ kiến thức liên môn.
Chẳng hạn, dự án “Robot dọn rác” trong chương trình STEAM của VNSEA giúp học sinh vừa học kỹ thuật (Robotics, Điện tử), vừa thể hiện tình yêu với môi trường và sáng kiến bảo vệ môi trường tốt hơn.
⇒ Chính sự kết hợp giữa kỹ thuật và xã hội này giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo toàn diện, không chỉ “làm đúng” mà còn “làm khác biệt”.
Định hướng nghề nghiệp từ phương pháp giáo dục STEM/STEAM và lợi thế cạnh tranh trong kỷ nguyên số
- Khi được trải nghiệm đa dạng các dự án STEM/STEAM, học sinh tự khám phá sở trường và đam mê của bản thân:
- Giỏi lập trình → có thể theo đuổi nghề kỹ sư phần mềm, robot, AI.
- Yêu thích mỹ thuật và công nghệ → hướng đến thiết kế đồ họa, nghệ thuật số.
- Thích nghiên cứu, phân tích số liệu → tiềm năng trở thành nhà khoa học dữ liệu, chuyên gia môi trường.
⇒ Không còn mơ hồ với câu hỏi “sau này em nên làm gì?”, học sinh được trải nghiệm thật – hiểu rõ năng lực – chọn đúng hướng đi nghề nghiệp.
Mặt khác, trong bối cảnh thế giới đang chuyển dịch sang nền kinh tế tri thức và công nghệ cao, những nghề nghiệp gắn với STEM/STEAM đang trở thành “xương sống” của lực lượng lao động mới:
- Kỹ sư trí tuệ nhân tạo (AI Engineer)
- Nhà phát triển robot và tự động hóa
- Nhà thiết kế trải nghiệm kỹ thuật số (UX/UI Designer)
- Chuyên gia năng lượng tái tạo, môi trường xanh
Theo báo cáo của WEF 2024, hơn 70% công việc trong tương lai sẽ yêu cầu năng lực liên quan đến STEM và công nghệ.
⇒ Do đó, trang bị kỹ năng STEM/STEAM từ sớm chính là lợi thế cạnh tranh dài hạn cho thế hệ trẻ Việt Nam.
Cách xây dựng 1 bài học STEM/STEAM hiệu quả: hướng dẫn chi tiết
4 nguyên tắc vàng khi thiết kế bài học STEM/STEAM
- Tích hợp liên môn rõ ràng: phải xác định và liên kết các kiến thức S, T, E, M (và A nếu STEAM) một cách hợp lý, không lồng khập khiễng.
- Gắn với thực tiễn: chọn vấn đề thực tế gần gũi với học sinh, có ứng dụng rõ ràng và ý nghĩa.
- Tính thử thách hợp lý: bài học phải đủ khó để kích thích tư duy nhưng không quá cao để làm nản lòng học sinh.
- Tính mở – khuyến khích đa giải pháp: tạo điều kiện để học sinh tự chọn phương án, sáng tạo giải pháp riêng và trải nghiệm khác nhau.
5 bước quy trình xây dựng bài học STEM chuẩn mực
Xác định mục tiêu STEAM & vấn đề thực tiễn
- Nên bắt đầu từ một vấn đề thực tế (ví dụ: ô nhiễm nước, năng lượng tái tạo, robot nhỏ)
- Mục tiêu cần rõ ràng: kiến thức liên môn, kỹ năng 4C, sản phẩm đầu ra
Lựa chọn kiến thức liên môn cần tích hợp
- Phân chia vai trò S, T, E, M (và A nếu STEAM) trong bài
- Ví dụ: phần khoa học giải thích hiện tượng, phần công nghệ/ kỹ thuật thiết kế mô hình, phần toán hỗ trợ tính toán, phần nghệ thuật để tạo bản vẽ hoặc trang trí
Thiết kế sản phẩm đầu ra (Output)
- Quy định rõ sản phẩm mà học sinh cần làm (mô hình, poster, ứng dụng, video, robot…)
- Sản phẩm này là kim chỉ nam cho toàn bộ quá trình
Lập kế hoạch hoạt động theo quy trình 5E hoặc EDP
- Chia thời gian cho từng bước: Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate
- Ghi rõ hoạt động, vai trò giáo viên và học sinh, dụng cụ cần chuẩn bị
Xây dựng tiêu chí đánh giá 4C (sản phẩm + quá trình)
- Tiêu chí cụ thể cho mỗi kỹ năng: e.g. sáng tạo (đa ý tưởng, mới mẻ), hợp tác (chia vai, hỗ trợ nhóm), giao tiếp (trình bày rõ ràng), tư duy phản biện (lập luận – phản biện)
- Kết hợp tự đánh giá, đánh giá đồng đội và giáo viên.
Phương pháp giáo dục STEM/STEAM – với quy trình 5E, các phương pháp dạy học tích hợp và nhấn mạnh trải nghiệm – chính là lời giải cho bài toán đổi mới giáo dục trong thế kỷ 21. Nó giúp chuyển từ “dạy theo sách” sang “học từ thực tế”, từ truyền đạt sang trao quyền cho học sinh.
Nếu bạn là phụ huynh, giáo viên hoặc nhà trường, hãy bắt đầu tìm hiểu và áp dụng mô hình STEM/STEAM (như các chương trình, khóa học tại vnsea.edu.vn) để tạo nền tảng kiến thức, kỹ năng và định hướng tương lai cho học sinh. VNSEA cam kết cung cấp chương trình STEM/STEAM chất lượng, cập nhật xu hướng mới, dựa trên nghiên cứu và thực tiễn, giúp học sinh phát triển toàn diện và tự tin trong kỷ nguyên mới.
VNSEA – Trung tâm Giáo dục Kỹ năng & Trải nghiệm Sáng tạo
📞 0971 904 499 – 0978 291 429
📧 info@bizmo.vn.com
