Tiếp cận liên môn qua giáo dục STEM

Giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học mà chủ yếu trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để phát triển trong thế giới công nghệ, tạo hứng thú học tập trong việc tiếp cận kiến thức khoa học.

Dạy học gắn với ứng dụng thực tế
Thầy giáo Phan Tiến Dậu, giáo viên Trường THPT Trần Phú (quận Hải Châu, TP Đà Nẵng) đã triển khai chủ đề “Các cây cầu trên sông Hàn” và xây dựng các nhiệm vụ định hướng STEM. Học sinh đóng vai trong các ngành nghề khác nhau như kỹ sư xây dựng, điện, hóa học, hướng dẫn viên du lịch… để thực hiện nhiệm vụ dưới dạng các dự án học tập.

Với dự án học tập “Em là kĩ sư điện thông minh”, nhóm học sinh sẽ thiết kế, chế tạo mô hình thiết bị sản xuất điện chiếu sáng hệ thống đèn trên cầu tận dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Sản phẩm của nhóm là mô hình máy phát điện “Bước chân năng lượng” được lắp ráp từ các linh kiện dễ tìm, giá thành rẻ, đơn giản nhưng dễ lắp ráp, sử dụng lâu dài.

Ông Vũ Đình Chuẩn – nguyên Vụ trưởng Vụ Trung học phổ thông, Bộ GD&ĐT nhận xét rằng: “Không có vấn đề nào trong thực tế cuộc sống được giải quyết bằng cách vận dụng kiến thức đơn môn cả. Bài toán thực tế thì bao giờ cũng thiếu dữ kiện. Trong khi đó, Chương trình giáo dục phổ thông 2018 hướng đến hình thành phẩm chất, năng lực của người học. Hoạt động trải nghiệm vì vậy là hoạt động giáo dục bắt buộc, trong đó nhấn mạnh tới sự huy động tổng hợp các kiến thức từ nhiều lĩnh vực để học sinh áp dụng vào thực tế”.

Khảo sát kết quả sản phẩm mô hình máy phát điện cho thấy mỗi lần nhấn tay lên thiết bị làm hệ đàn hồi nén từ 1cm đến 1,2 cm làm 3 đèn led sáng báo hiệu có điện. Kết quả đo ngẫu nhiên điện áp và cường độ dòng điện của 10 lần bằng nhấn tay/dẫm chân tại phòng thí nghiệm cho thấy lượng điện mà máy này phát ra đủ để thắp sáng đèn led trong thời gian ngắn. Nếu dùng thêm mạch chỉnh lưu và tăng áp có thể đưa nguồn này lên hiệu điện thế cao hơn.

Thầy Phan Tiến Dậu cho biết, để hoàn thành dự án “Em là kỹ sư điện thông minh”, học sinh phải vận dụng được các kiến thức liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện, cấu tạo và hoạt động đèn led. Các em cũng phải biết các phương pháp tạo ra điện, cách sử dụng motor, lò xo, mica, điốt, dây dẫn, keo dán; vẽ được Bản vẽ kỹ thuật về sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị (bước chân năng lượng), quy trình gia công, lắp ráp mô hình…

TS Nguyễn Thị Anh Thư – Phó Trưởng khoa Khoa học công nghệ tiên tiến, Trường ĐH Bách khoa (ĐH Đà Nẵng) nhận xét: “Giáo viên phổ thông cho rằng cứ đưa được càng nhiều kiến thức cho học sinh càng tốt. Thế nhưng, việc tiếp nhận kiến thức một cách thụ động lại có nhiều hạn chế. Với những dự án học tập, học sinh sẽ có được kỹ năng tìm tòi, giải quyết vấn đề, tăng hứng thú học tập vì thấy tính ứng dụng của bài học vào thực tiễn”.

“Kỹ thuật” triển khai giáo dục STEM
Trong vai học sinh, 80 giáo viên đến từ các trường THCS và THPT, tham gia tập huấn giáo dục STEM do Sở GD&ĐT Khánh Hòa tổ chức, đã có những trải nghiệm thú vị với tiết học mẫu. Với tiết học Chất chỉ thị, thầy cô sử dụng dung dịch cải tím và các nguyên liệu được cung cấp để đổi màu cho các dung dịch khác, pha chế nên nhiều loại nước uống với đủ màu sắc bắt mắt để chuẩn bị cho hội trại của trường. Những học sinh vốn là giáo viên đã có một tiết học đầy hào hứng khi trao đổi, bàn luận, thử nghiệm, sáng tạo và chờ đợi thành quả.

TS Nguyễn Thị Anh Thư cho rằng, với triển khai hoạt động STEM theo phương pháp Học theo dự án (Project Based Learning - PBL), giáo viên cần lưu ý phải chọn những vấn đề gần gũi với học sinh để tăng sự hứng thú và phải có ý nghĩa. Học sinh phải có cơ hội được trình bày và lựa chọn các phương án mà các em cho là tối ưu. Vì vậy, đây phải là một quy trình mở và đáp án chỉ là tối ưu trong tình huống đó, nếu tình huống thay đổi thì sẽ có những đáp án khác thay thế..

Có cùng quan điểm như vậy, ông Vũ Đình Chuẩn cho rằng, với giáo dục STEM, sẽ có nhiều phương án đúng để giải quyết một tình huống. Thậm chí, phương án sai cũng là một sự cần thiết. Nếu sai, học sinh sẽ quay lại làm lại giả thiết.

Theo thầy Phan Tiến Dậu, với các dự án giáo dục STEM, giáo viên phải xây dựng một kênh hướng dẫn cho học sinh. Cách đặt vấn đề cho học sinh phải phù hợp với lứa tuổi, không quá mông lung. Nếu thầy cô đưa ra một số giới hạn thì học sinh sẽ tìm được những giải pháp thiết kế phù hợp. Với điều kiện hiện nay của các trường phổ thông, có thể tổ chức các chuyên đề tích hợp – liên môn theo hướng giáo dục STEM. Điều này có thể thực hiện được vì nguyên liệu, giá thành để làm ra các sản phẩm tương đối rẻ, đơn giản, dễ tìm.

Thông qua thực hiện các dự án giáo dục STEM cũng đã hình thành và phát triển được năng lực, góp phần định hướng nghề nghiệp của học sinh, là cơ sở để các em có thể tự tin lựa chọn được nghề nghiệp phù hợp với bản thân sau khi tốt nghiệp THPT. Theo thống kê, hàng năm, chỉ có khoảng 36% học sinh THPT theo học các lĩnh vực STEM, trong khi đây là giải pháp để thúc đẩy phát triển khoa học, công nghệ, kỹ thuật. - Ông Vũ Đình Chuẩn