Thành tựu trong giáo dục STEM bậc học THPT: Phát huy tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề

Theo Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018, giáo dục STEM được tích hợp vào các môn học với định hướng liên môn. Điều này đã tạo ra những thay đổi sâu sắc trong cách dạy và học tại các trường THPT, giúp học sinh vận dụng kiến thức lý thuyết để giải quyết các vấn đề thực tế. Những thành tựu mà giáo dục STEM mang lại đã góp phần đào tạo nên một thế hệ học sinh năng động, tự tin và sẵn sàng đối mặt với những thách thức tương lai.

Học sinh say mê học tập STEM

STEM tại bậc học THPT: Chuyển đổi từ lý thuyết sang thực tiễn

Một trong những thành công nổi bật của giáo dục STEM tại cấp THPT là sự chuyển đổi từ phương pháp học tập thuần lý thuyết sang mô hình thực hành, tích hợp kiến thức liên môn và giải quyết các vấn đề thực tế. Đây là bước ngoặt quan trọng giúp học sinh hiểu rõ hơn mối liên hệ giữa lý thuyết và ứng dụng. Giáo dục STEM khuyến khích học sinh kết hợp kiến thức từ nhiều môn học khác nhau như Toán, Vật lý, Công nghệ và Kỹ thuật để giải quyết các bài toán thực tiễn. Theo ông Nguyễn Văn Tiến, Hiệu trưởng Trường THCS-THPT Việt Úc Hà Nội thì “STEM là phương pháp dạy học vô cùng ý nghĩa và giúp học sinh vận dụng rất nhiều kiến thức liên môn vào giải quyết một hoặc nhiều vấn đề. Ví dụ, trong dự án chế tạo máy bay mô hình điều khiển từ xa, học sinh phải nắm được rất nhiều những nguyên lý lý thuyết để chế tạo thành công. Đầu tiên là các em phải vận dụng kiến thức Toán học để tính toán tỷ lệ, tải trọng; Các định luật Vật lý để đảm bảo được độ dài của sải cánh và thân mô hình, cùng với đó phải biết áp dụng Kỹ thuật để lắp ráp các bộ phận. Sự tích hợp này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về từng môn học mà còn nhận ra giá trị thực tiễn của kiến thức, từ đó tăng cường sự hứng thú trong học tập.”

Giáo dục STEM được triển khai chủ yếu thông qua các dự án học tập, nơi học sinh đóng vai trò trung tâm. Thay vì tiếp thu kiến thức một cách thụ động, các em được khuyến khích tự nghiên cứu, thử nghiệm và tìm kiếm giải pháp. Một ví dụ điển hình là nhóm học sinh tại Hà Nội đã thực hiện dự án chế tạo thiết bị phát hiện học sinh bị bỏ quên trên xe buýt. Dự án này không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng lập trình và lắp ráp cảm biến mà còn giải quyết một vấn đề xã hội cấp bách, nhận được sự đánh giá cao từ cộng đồng. Không chỉ dừng lại ở việc giảng dạy trong lớp học, giáo dục STEM còn hướng tới việc giải quyết các vấn đề thực tế trong cuộc sống. Một số trường đã tổ chức các dự án nghiên cứu về giảm thiểu ô nhiễm nhựa hoặc phát triển hệ thống năng lượng tái tạo. Những dự án này không chỉ giúp học sinh nâng cao kỹ năng mà còn giáo dục các em về trách nhiệm với môi trường và xã hội.

Giáo dục STEM tại cấp THPT cũng đã tạo điều kiện cho học sinh tham gia và đạt thành tích cao trong các cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia và quốc tế. Một ví dụ tiêu biểu là dự án "Robot hỗ trợ người khuyết tật" của một nhóm học sinh lớp 12 đã giành giải Nhất tại cuộc thi Khoa học Kỹ thuật Quốc gia. Robot này tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo, hỗ trợ người khuyết tật trong việc di chuyển và sinh hoạt hàng ngày. Những thành tích này không chỉ chứng minh năng lực sáng tạo của học sinh mà còn khẳng định hiệu quả của giáo dục STEM trong việc phát triển tài năng trẻ. Ngoài ra, giáo dục STEM giúp học sinh nhận ra rằng mỗi vấn đề đều có nhiều cách giải quyết khác nhau, khuyến khích các em tìm kiếm giải pháp tối ưu thông qua việc thử nghiệm và phân tích. Trong một dự án xử lý nước thải, học sinh đã thử nghiệm nhiều phương pháp khác nhau trước khi chọn lọc được phương pháp hiệu quả nhất, đồng thời rút ra các bài học từ những sai lầm ban đầu.

Bên cạnh đó, giáo dục STEM còn giúp học sinh phát triển các kỹ năng mềm quan trọng như làm việc nhóm, thuyết trình và quản lý thời gian. Trong các dự án STEM, học sinh thường phải trình bày ý tưởng trước hội đồng đánh giá hoặc tổ chức cộng đồng, từ đó rèn luyện khả năng giao tiếp và tự tin bảo vệ quan điểm của mình. Nhiều sản phẩm STEM do học sinh THPT tạo ra đã được ứng dụng vào thực tiễn, mang lại giá trị thiết thực. Một nhóm học sinh tại miền Trung đã thiết kế hệ thống lọc nước giá rẻ giúp cung cấp nước sạch cho người dân vùng lũ, nhận được sự đánh giá cao từ các cơ quan chức năng.

Vai trò của giáo viên trong giáo dục STEM

Qua một thời gian triển khai, giáo dục STEM đã phát huy vai trò của mình trong trường học. Tuy nhiên, để đạt được những thành công này, vai trò của giáo viên và nhà trường là rất quan trọng. Giáo viên từ vai trò truyền đạt kiến thức đã chuyển sang làm người hướng dẫn, khuyến khích học sinh tự tìm hiểu và sáng tạo. Nhiều trường học đã tổ chức các khóa tập huấn để nâng cao năng lực cho giáo viên trong việc triển khai giáo dục STEM. Trong giáo dục STEM cũng như các phương thức giáo dục tích cực khác, giáo viên đóng vai trò là người tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học của học sinh; học sinh tích cực, tự lực hoạt động học để chiếm lĩnh kiến thức và thực hành vận dụng kiến thức vào giải quyết những vấn đề thực tiễn.

Chẳng hạn, theo nguyên tắc dạy học gắn kiến thức khoa học với ứng dụng của nó, có thể xây dựng bài học theo chủ đề STEM để dạy học về Nguyên lí nhiệt động lực học (Vật lí) gắn với cấu tạo và hoạt động của máy lạnh và động cơ nhiệt (Công nghệ); dạy học kiến thức về dòng điện (Vật lí) gắn với các ứng dụng của nó trong mạng điện gia đình hay cấu tạo và hoạt động của máy phát điện, động cơ điện (Công nghệ); dạy học về dòng điện trong chất điện phân (Vật lí và Hóa học) gắn với công nghệ mạ điện, đúc điện (Công nghệ)… Tương tự như thế, có thể tìm thấy rất nhiều kiến thức trong các môn học thuộc Chương trình giáo dục phổ thông mới mà tôi đã nêu ở trên cùng những ứng dụng của chúng trong thực tiễn để xây dựng các chủ đề giáo dục STEM.

Tiết học STEM về chế tạo mô hình máy bay bay được điều khiển từ xa

Cùng với đội ngũ giáo viên thì, cơ sở vật chất cũng là yếu tố quan trọng để triển khai hiệu quả giáo dục STEM. Các trường học đã đầu tư xây dựng phòng thí nghiệm hiện đại, trang bị máy tính và các thiết bị cần thiết để học sinh có cơ hội thử nghiệm và sáng tạo. Không chỉ vậy, nhiều trường THPT đã hợp tác với các doanh nghiệp công nghệ và tổ chức khoa học để mang lại những trải nghiệm thực tế cho học sinh, đồng thời khuyến khích sự tham gia của các chuyên gia trong các dự án STEM.

Giáo dục STEM tại THPT đã đạt được nhiều kết quả đáng ghi nhận, không chỉ giúp học sinh phát huy khả năng sáng tạo mà còn rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề – một trong những yếu tố thiết yếu của thế kỷ 21. Để STEM tiếp tục là động lực thúc đẩy giáo dục Việt Nam, cần có sự chung tay của toàn xã hội, từ nhà trường, giáo viên, phụ huynh đến các cơ quan quản lý giáo dục và doanh nghiệp. Với định hướng đúng đắn và sự đầu tư hợp lý, STEM sẽ trở thành "chìa khóa vàng" mở ra tương lai đầy triển vọng cho thế hệ trẻ Việt Nam.

Hiền Kim