Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học-theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày.

Theo đó, nội dung bài học theo chủ đề (được gọi chung là bài học) STEM gắn với việc giải quyết tương đối trọn vẹn một vấn đề, trong đó học sinh được tổ chức tham gia học tập một cách tích cực, chủ động và biết vận dụng kiến thức vừa học để giải quyết vấn đề đặt ra; thông qua đó góp phần hình thành phẩm chất năng lực cho học sinh.

Tùy thuộc vào đặc thù từng môn học và điều kiện cơ sở vật chất, giáo viên có thể áp dụng linh hoạt các hình thức tổ chức giáo dục STEM như: dạy học các môn học theo bài học STEM, tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM và tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật.

Môn Vật lí ở cấp trung học phổ thông có nhiều nội dung kiến thức gắn liền với các hiện tượng xảy ra trong thực tế đời sống, lao động sản xuất và khoa học kĩ thuật. Chính vì vậy, dạy học môn Vật lí ở trường phổ thông có ưu thế khi tổ chức dạy học theo hình thức giáo dục STEM, đặc biệt với loại hình bài học STEM.

Trong khuôn khổ đề tài khoa học và công nghệ cấp tỉnh “Phát triển giáo dục STEM ở tỉnh Thái Nguyên theo hướng chuyển đổi số đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới và phát triển năng lực ngoại ngữ cho học sinh” do PGS.TS Từ Quang Tân làm chủ nhiệm, nhóm nghiên cứu cấp Trung học phổ thông đã tiến hành thử nghiệm và quay video cho 3 tiết trên lớp bài học STEM “Moment lực, cân bằng của vật rắn. Chế tạo mô hình cần trục tháp đơn giản” môn Vật lí 10 tại trường THPT Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.  

Trong bài học STEM “Moment lực, cân bằng của vật rắn. Chế tạo mô hình cần trục tháp đơn giản” môn Vật lí 10, xuất phát từ việc đề xuất giải pháp sử dụng cần trục tháp để giải quyết khó khăn trong thực tiễn khi vận chuyển vật liệu, thiết bị xây dựng lên các cao trình nhằm đảm bảo tiến độ thực hiện công trình và hiệu quả kinh tế cao, học sinh đứng trước những vấn đề học tập: “Trong thực tiễn người ta đã thiết kế, chế tạo cần trục tháp như thế nào để có thể nâng vật liệu xây dựng với khối lượng khác nhau lên các cao trình? Để thiết kế và chế tạo mô hình cần trục tháp đơn giản ta cần vận dụng những kiến thức, kĩ năng gì? Vận dụng những kiến thức, kĩ năng đó như thế nào để thiết kế và chế tạo mô hình cần trục tháp đơn giản?”

Quá trình thực hiện bài học STEM, học sinh được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập, thực hiện nhiệm vụ học tập, làm thí nghiệm để tìm tòi, khám phá kiến thức và vận dung kiến thức thông qua các hoạt động: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền về moment lực, điều kiện cân bằng của vật rắn; đề xuất giải pháp và lựa chọn giải pháp; chế tạo, thử nghiệm và đánh giá; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Thông qua bài học, học sinh được phát triển năng lực đặc thù của môn Vật lí, đồng thời phát triển năng lực chung và phẩm chất chủ yếu được quy định trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 như năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, phẩm chất trung thực, phẩm chất trách nhiệm...

Các giờ học STEM được diễn ra với sự hưởng ứng nhiệt liệt từ phía Ban Giám hiệu nhà trường, phía Tổ chuyên môn, giáo viên phổ thông và sự hợp tác đầy hào hứng của các em học sinh. Hy vọng rằng, trong thời gian tới, những nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp cho các trường phổ thông nói chung và trường trung học phổ thông nói riêng trong việc cải thiện chất lượng giảng dạy, giúp các giáo viên áp dụng phương pháp sư phạm hiệu quả hơn, đồng thời phát triển kỹ năng học tập và tư duy sáng tạo của học sinh. Những kết quả nghiên cứu này có thể hỗ trợ tạo ra một môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự hứng thú và đam mê học hỏi của các em, từ đó nâng cao kết quả học tập và sự phát triển toàn diện của học sinh.

Dưới đây là một số hình ảnh của các tiết dạy học STEM tại Trường Trung học phổ thông Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.

Lớp học của cô giáo Cao Thị Thúy Hải với bài học STEM “Moment lực, cân bằng của vật rắn.

Chế tạo mô hình cần trục tháp đơn giản”

Học sinh thuyết trình về sản phẩm Bản thiết kế “Mô hình cần trục tháp đơn giản”

Học sinh thuyết trình về sản phẩm Bản thiết kế “Mô hình cần trục tháp đơn giản”

Nhóm học sinh báo cáo sản phẩm “Mô hình cần trục tháp đơn giản"

Học sinh nhận xét về sản phẩm “Mô hình cần trục tháp đơn giản”

Trưng bày sản phẩm “Mô hình cần trục tháp đơn giản” của các nhóm