Lan tỏa giáo dục STEM qua những sáng tạo học trò

Giáo dục STEM không nhằm tạo ra những “nhà khoa học nhí” sớm, mà hướng đến hình thành ở học sinh (HS) năng lực tư duy khoa học, khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn, tinh thần sáng tạo và trách nhiệm với cộng đồng.

Từ những câu hỏi rất đời thường trong lớp học về môi trường, năng lượng, sản xuất và đời sống, các thầy cô và HS ở Trường Tiểu học Hòa Lộc và Trường THCS Thanh Đức đã từng bước biến kiến thức thành hành động thông qua các dự án STEM cụ thể, tạo dấu ấn tại sân chơi học thuật quốc gia- Cuộc thi “HNUE Olympic STEM 2025”.

Trong quá trình luyện tập, giáo viên thường xuyên đặt ra các câu hỏi mở, tạo tình huống giả định để học sinh tập phản xạ.

STEM bắt đầu từ cuộc sống

Theo thầy Đặng Văn Phúc, giáo viên trực tiếp hướng dẫn dự án của nhóm HS Nguyễn Quỳnh Anh, Nguyễn Quốc Đạt và Phạm Hoàng Phát cho biết, ở bậc tiểu học, giáo dục STEM không đặt nặng việc tạo ra sản phẩm phức tạp, mà chú trọng giúp HS biết quan sát, đặt câu hỏi và từng bước hình thành cách nghĩ khoa học.

Từ định hướng đó, ý tưởng “Mô hình nông trại xanh” được hình thành. Bài toán đặt ra không chỉ là trồng cây, mà là làm thế nào để nông trại vận hành hiệu quả, tiết kiệm điện- nước, hạn chế tác động xấu đến môi trường và có thể áp dụng trong thực tế. Đây cũng chính là tinh thần của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018: HS học thông qua trải nghiệm, giải quyết vấn đề thực tiễn và phát triển năng lực cá nhân.

“Mô hình nông trại xanh” được xây dựng dựa trên việc kết hợp năng lượng mặt trời và năng lượng gió để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng và tưới nước tự động. Hệ thống cảm biến độ ẩm được thiết kế để tự động tưới cây khi đất khô và tự ngắt khi đủ ẩm, qua đó giúp tiết kiệm nước và điện năng. Tích hợp hệ thống lọc nước nhằm góp phần đảm bảo nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất.

Tất cả các bộ phận được sắp xếp khoa học trên một không gian thu nhỏ, dễ quan sát, dễ vận hành và phù hợp với lứa tuổi tiểu học. Chia sẻ về tên gọi sản phẩm, em Phạm Hoàng Phát cho biết: “Nhóm đặt tên là “Mô hình nông trại xanh” vì mong muốn xây dựng một mô hình vừa trồng cây vừa bảo vệ môi trường. “Xanh” không chỉ là màu của cây cối, mà là cách con người đối xử với môi trường xung quanh”.

Còn em Nguyễn Quốc Đạt cho biết nhóm đặc biệt quan tâm đến việc giảm rác thải nhựa, bảo vệ nguồn nước và sử dụng các nguồn năng lượng tự nhiên. Theo Đạt, những nội dung này các em được học trong sách vở, nhưng thông qua hoạt động STEM, các em được “làm thật”, “thấy thật” và từ đó hiểu sâu hơn giá trị của từng hành động nhỏ trong cuộc sống hàng ngày. Một điểm nổi bật của dự án là việc sử dụng vật liệu tái chế.

Nhóm HS tận dụng que kem, chai nhựa, ống hút, bìa carton, hộp nhựa đã qua sử dụng để chế tạo mô hình. Cách làm này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn mang giá trị giáo dục rõ rệt, giúp HS hình thành ý thức bảo vệ môi trường ngay từ chính quá trình sáng tạo.

Hoàng Phát kể nhóm dùng que kem để làm nhà và hàng rào, bìa carton làm nền mô hình. Quỳnh Anh chia sẻ, nhóm tận dụng hộp nhựa làm bể nước và ống hút làm hệ thống tưới. Những chi tiết giản dị ấy cho thấy giáo dục STEM không đòi hỏi phải đầu tư lớn về vật chất, mà quan trọng là ý tưởng, cách tổ chức hoạt động và sự đồng hành của giáo viên.

Phát triển năng lực học sinh

Theo thầy Đặng Văn Phúc, khi tổ chức các hoạt động STEM, thầy không ưu tiên HS có thành tích học tập cao nhất, mà chú trọng đến những năng lực cốt lõi theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Đó là năng lực tự chủ- tự học, giao tiếp- hợp tác, giải quyết vấn đề- sáng tạo, cùng với năng lực khoa học, công nghệ và tính toán. Mỗi HS trong nhóm có thế mạnh riêng, nhưng quan trọng hơn là khả năng phối hợp, chia sẻ và hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình làm việc.

Chính sự bổ trợ đó giúp nhóm vận hành như một tập thể thống nhất: người mạnh về ý tưởng, người khéo tay trong chế tạo, người tự tin khi thuyết trình. Để HS không bị “lạc” trong quá trình sáng tạo, thầy Phúc hướng dẫn nhóm thực hiện theo quy trình thiết kế kỹ thuật gồm 5 bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất và lựa chọn giải pháp; chế tạo- thử nghiệm- đánh giá; cuối cùng là chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh.

Trong đó, giai đoạn thử nghiệm và cải tiến được xem là quan trọng nhất. Không ít lần mô hình gặp trục trặc, hệ thống chưa hoạt động như mong muốn. Thay vì làm thay HS, thầy Phúc kiên nhẫn gợi mở để các em tự tìm nguyên nhân và cách khắc phục. Theo thầy, sai sót không phải là thất bại, mà là cơ hội để HS học hỏi và hoàn thiện sản phẩm, từ đó hình thành tư duy khoa học bền vững: dám thử, dám sai và biết điều chỉnh.

Không chỉ dừng lại ở việc làm ra sản phẩm, HS còn được rèn luyện kỹ năng thuyết trình và phản biện. Mỗi em đều trực tiếp tham gia trình bày và bảo vệ mô hình, được phân công nội dung rõ ràng nhưng vẫn nắm chắc toàn bộ sản phẩm. Trong quá trình luyện tập, giáo viên thường xuyên đặt ra các câu hỏi mở, tạo tình huống giả định để HS tập phản xạ, trả lời mạch lạc và logic.

Quỳnh Anh cho biết: “Các em cũng được khuyến khích đặt câu hỏi cho nhau, để hình thành tư duy phản biện và kỹ năng làm việc nhóm”. Nhờ quá trình rèn luyện này, khi đứng trước hội đồng đánh giá, các em thể hiện sự tự tin, bình tĩnh và chủ động- những phẩm chất quan trọng không chỉ trong học tập mà còn trong cuộc sống sau này.

Từ một mô hình nông trại xanh, các em học được cách quan sát cuộc sống, đặt câu hỏi, tìm giải pháp và cùng nhau hành động vì môi trường. Đó cũng chính là giá trị cốt lõi mà giáo dục STEM hướng đến: không chỉ tạo ra sản phẩm, mà nuôi dưỡng những công dân tương lai có tư duy khoa học, tinh thần hợp tác và trách nhiệm với cộng đồng.(Còn tiếp)

Bài, ảnh: CAO HUYỀN