Với hình thức bài học STEM ở tiểu học hiện nay, các hoạt động được thiết kế chủ yếu theo tiến trình thiết kế kĩ thuật, tất nhiên trong tiến trình đó có thể lồng ghép quy trình nghiên cứu khoa học ở 1 số hoạt động nhưng ở mức độ đơn giản.

Thực hiện giáo dục STEM ở năm học 2024 - 2025, trường TH Trung Sơn II đã tổ chức nhiều chuyên đề về dạy học STEM cho đội ngũ giáo viên, trong phạm vi bài viết nhà trường xin giới thiệu Qui trình tổ chức giáo dục STEM mà GV đang thực hiện như sau:

1.1. Quy trình thiết kế kĩ thuật

Thiết kế kĩ thuật là quá trình phát hiện vấn đề cần giải quyết, cần đổi mới trong thực tiễn; đề xuất giải pháp kĩ thuật, công nghệ để giải quyết; tạo sản phẩm kĩ thuật, công nghệ; thử nghiệm và đánh giá mức độ đáp ứng của sản phẩm theo các tiêu chí đặt ra.

                      Sơ đồ quy trình thiết kế kĩ thuật 

Bước 1. Xác định vấn đề

Vấn đề có thể được xác định thông qua quan sát thế giới tự nhiên, môi trường sống, qua đọc tài liệu, qua khảo sát nhu cầu,... Với học sinh tiểu học, giáo viên thường chủ động đặt ra tình huống để khơi gợi ý tưởng sản phẩm từ học sinh. Sản phẩm được đề xuất thực hiện cần được làm rõ các yêu cầu cụ thể theo các tiêu chí để làm cơ sở cho quá trình nghiên cứu, thiết kế và chế tạo.

Ví dụ: Giáo viên dẫn dắt học sinh về nhiệm vụ thiết kế chế tạo xe đồ chơi từ vật liệu tái chế. Trong đó, giáo viên có thể đề cập vấn đề đồ chơi sử dụng pin có thể không an toàn. Từ đó, giáo viên đặt ra nhiệm vụ chế tạo xe đồ chơi với yêu cầu xe hoạt động dựa trên tính chất đàn hồi của vật liệu và sử dụng vật liệu tái chế.

Bước 2. Nghiên cứu kiến thức nền

Để giải quyết nhiệm vụ được đặt ra, học sinh sẽ tìm hiểu các thông tin liên quan. Thông tin tìm hiểu tổng quan có thể được thực hiện thông qua đọc sách, tài liệu, thiết bị minh họa, mẫu… Giáo viên tổ chức các hoạt động để học sinh suy nghĩ, nêu các thắc mắc về thông tin hay kiến thức về sản phẩm. Giáo viên có thể khuyến khích học sinh hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm. Tùy vào mức độ của học sinh tiểu học, giáo viên cần xây dựng các hoạt động khám phá phù hợp, liên kết chặt chẽ với vấn đề cần giải quyết để tạo ra sản phẩm theo tiêu chí hoặc yêu cầu đã đặt ra.

Ví dụ: Toán lớp 3: Làm bảng nhân chia tiện ích học sinh phải có kiến thức về bảng nhân chia, cấu tạo bảng, cách sử dụng, tiện ích của bảng,..... Ở bước này, học sinh sẽ trình bày các ý tưởng của mình thông qua hiểu biết để vẽ minh họa và sáng tạo ý tưởng.

Bước 3. Đề xuất và lựa chọn giải pháp

Trong giai đoạn này, học sinh đề xuất các giải pháp dựa trên các thông tin, kiến thức đã tìm hiểu được. Giáo viên cần tạo không gian cho học sinh sáng tạo, song đồng thời cần phải có hướng dẫn phù hợp để việc đề xuất ý tưởng có sự gắn kết với các kiến thức đã tìm hiểu ở hoạt động trước đó. Giáo viên có thể tổ chức để học sinh chia sẻ các ý tưởng thiết kế của mình với nhau để từ đó có thể giúp các em điều chỉnh và hoàn thiện thiết kế.

Ví dụ:  Xe có 4 bánh và bánh xe cần phải có dạng hình tròn nên có thể sử dụng các nắp chai; hay để xe chạy không cần sử dụng pin thì có thể tạo ra chuyển động nhờ vào vật liệu đàn hồi như dây cao su hoặc bóng bay… Ở bước này, học sinh sẽ trình bày các ý tưởng của mình thông thông qua vẽ minh họa và chú thích.

Bước 4. Thực hành chế tạo, thử nghiệm và đánh giá

Học sinh dựa vào bản thiết kế đã hoàn thiện để thực hiện chế tạo sản phẩm. Ở bước này, học sinh cần thực hiện thao tác kĩ thuật kết hợp sử dụng các nguyên vật liệu phù hợp. Do đó, để đảm bảo được tính hiệu quả của hoạt động này, giáo viên cần có dự kiến về nguyên vật liệu và công cụ có thể cung cấp cho học sinh để định hướng từ hoạt động thiết kế hoặc giới hạn trong nhiệm vụ học tập của học sinh.

Ví dụ: Chẳng hạn, với hoạt động chế tạo xe đồ chơi, giáo viên có thể yêu cầu học sinh tận dụng chai nhựa đã qua sử dụng để có nguồn nguyên liệu đáp ứng cho hoạt động chế tạo.

Bước 5. Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

Hoạt động chia sẻ một lần nữa giúp học sinh củng cố lại các khái niệm hay kiến thức đã chiếm lĩnh được sau quá trình thiết kế chế tạo sản phẩm. Giáo viên có thể hỗ trợ bằng các câu hỏi gợi ý về nội dung chia sẻ, cách thức chia sẻ để học sinh có thể làm quen và dần dần hình thành thói quen cũng như kĩ năng chia sẻ kết quả.

Ví dụ: 1. Học sinh trình bày về cách làm xe đồ chơi, tập trung làm rõ cách sử dụng vật liệu đàn hồi phù hợp để giúp xe chuyển động được. Học sinh chia sẻ và biểu diễn cách sử dụng sản phẩm để các bạn cùng trao đổi và góp ý.

           2. Học sinh chia sẻ về tiện ích của bảng nhân chia tiện ích, vận dụng để thực hành trải nghiệm nhanh các bài tập.

1.2. Hình thức tổ chức hoạt động giáo dục STEM ở cấp tiểu học

a. Bài học STEM

Trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong các lĩnh vực liên quan đến STEM, phù hợp với nội dung cụ thể trong chương trình các môn học như Tự nhiên và Xã hội, Khoa học, Công nghệ, Tin học, Toán, Mĩ thuật… góp phần hình thành phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh.

Tuỳ vào đặc điểm của nội dung bài học, mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh được xác định trong bài học, thời lượng thực hiện, điều kiện thực tiễn của nhà trường (cơ sở vật chất, năng lực của giáo viên, học sinh…), có thể triển khai bài học STEM theo các quy trình phù hợp đã được trình bày ở mục 1.4. Tuy nhiên, dù triển khai theo quy trình nào, bài học STEM cần đảm bảo một số các yêu cầu sau:

* Bài học STEM có nội dung bám sát chương trình giáo dục phổ thông ở cấp tiểu học với các môn học liên quan. Yêu cầu này nhằm đảm bảo học sinh có cơ hội tìm hiểu/khám phá/hình thành kiến thức kĩ năng trong chương trình môn học, vận dụng các kiến thức, kĩ năng đó để giải quyết các vấn đề học tập hoặc thực tiễn đặt ra trong bài học STEM. Từ đó, học sinh đạt được các yêu cầu cần đạt đã

được quy định đối với những nội dung liên quan đến bài học đã được quy định trong chương trình.

* Nội dung dạy học và các vấn đề đặt ra trong bài học STEM gắn kết với bản chất, nguyên lí khoa học của thế giới tự nhiên và các vấn đề của thực tiễn.

* Trong bài học STEM, thông qua các hoạt động học tập tích cực theo quy trình khám phá khoa học hoặc thiết kế kĩ thuật, học sinh được tạo cơ hội tham gia các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động và tạo ra sản phẩm học tập.

* Trong bài học STEM, học sinh được tăng cường hoạt động nhóm đa dạng, hiệu quả để giải quyết vấn đề.

* Bài học STEM ưu tiên sử dụng các thiết bị, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận với chi phí tối thiểu để đảm bảo tất cả đối tượng học sinh trong lớp đều có thể tham gia.

b. Hoạt động trải nghiệm STEM

Hoạt động trải nghiệm STEM là hình thức tổ chức các hoạt động giáo dục STEM thông qua câu lạc bộ STEM, ngày hội STEM, dự án học tập STEM hoặc các hoạt động trải nghiệm STEM trong thực tế.

       Một số hình ảnh sản phẩm STEM của học sinh trường TH Trung Sơn II

   Sản phẩm tiết Toán - lớp 3C                                                                                         Niềm vui vừa hoàn thành xong sản phẩm - Lớp 4E