Tài liệu hội thảo định hướng giáo dụcSTEM trong trường Trung học Cơ sở

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
VỤ 
GIÁO DỤC TRUNG HỌC 
CHƯƠNG TRÌNH 
PHÁT TRIỂN GDTrH GIAI ĐOẠN 2 
TÀI LIỆU HỘI THẢO 
ĐỊNH HƯỚNG 
GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC 
(Lưu hành nội bộ) 
- NĂM 2018 -
1 
MỤC LỤC 
PHẦN 1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM ........................... 2 
I. GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................................................ 2 
II. HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM .................................................. 3 
III. ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM .............................................. 5 
IV. BÀI HỌC STEM .............................................................................................. 5 
V. THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM ............................................................................ 8 
VI. TỔ CHỨC THỰC HIỆN BÀI HỌC STEM .................................................. 11 
VII. TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ BÀI HỌC STEM ................................................... 19 
PHẦN 2. MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MINH HỌA (DỰ THẢO) .................................... 21 
CHỦ ĐỀ 1: THIẾT KẾ GIÁ XẾP ĐỒ ................................................................ 22 
CHỦ ĐỀ 2: THẾT BỊ MÔ PHỎNG MÁY BẮN ĐÁ .......................................... 35 
CHỦ ĐỀ 3: MÁY QUAY LI TÂM ĐƠN GIẢN ................................................ 59 
CHỦ ĐỀ 4: MỘT GIẢI PHÁP CHO SỰ NỔI .................................................... 70 
CHỦ ĐỀ 5: PHÂN BÓN HÓA HỌC .................................................................. 78 
CHỦ ĐỀ 7: HỆ TUẦN HOÀN MÁU Ở NGƯỜI ............................................... 86 
CHỦ ĐỀ 8: THIẾT KẾ XE ĐUA MÔ HÌNH ..................................................... 94 
CHỦ ĐỀ 9: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG CHO VƯỜN 
RAU GIA ĐÌNH ................................................................................................ 113 
CHỦ ĐỀ 10: SÁNG TẠO MÁY TÍNH ............................................................. 127 
CHỦ ĐỀ 11: HỆ HÔ HẤP/ RESPIRATORY SYSTEM .................................. 133 
PHẦN 3. HƯỚNG DẪN BIÊN SOẠN CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM BẰNG 
PHẦN MỀM THIẾT KẾ BÀI HỌC .................................................................. 146 
2 
PHẦN 1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM 
 I. GIỚI THIỆU CHUNG 
 1. Khái niệm 
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology 
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được 
sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và 
Toán học của mỗi quốc gia. Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ 
Khoa học Mỹ vào năm 2001. 
Với những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai 
theo những cách khác nhau. Các nhà lãnh đạo và quản lý đề xuất các chính sách để 
thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu 
cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ. Người làm chương trình quán triệt giáo 
dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các 
môn học có liên quan trong chương trình. Giáo viên thực hiện giáo dục STEM 
thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải 
quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển năng 
lực và phẩm chất cho học sinh. 
Nhìn chung, khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức và hành 
động theo cả hai cách hiểu sau đây: 
Một là, TƯ TƯỞNG (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định 
hướng giáo dục toàn diện, THÚC ĐẨY giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, 
Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu 
cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh 
của nền kinh tế. 
Hai là, phương pháp TIẾP CẬN LIÊN MÔN (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, 
toán) trong dạy học với mục tiêu: (1) nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc 
các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán; (2) vận dụng kiến thức liên 
môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; (3) kết nối trường học và cộng đồng; (4) 
định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập; (5) hình thành và phát triển năng 
lực và phẩm chất người học. 
 2. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM 
3 
 Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù 
hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: 
 - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên 
cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công 
nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội 
ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. 
 - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong 
giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn 
đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức 
với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. 
 - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai 
các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện 
các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các 
hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng 
lực cho học sinh. 
 - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục 
STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề 
nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật 
chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông 
cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. 
 - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ 
thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự 
phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. 
Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học 
sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có 
nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. 
 II. HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM 
 1. Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM 
 Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo 
cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá 
trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. 
4 
 Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học 
thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học 
tập. 
 2. Hoạt động trải nghiệm STEM 
 Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí 
nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết 
được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con 
người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để 
thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. 
 Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, 
hợp tác của các bên liên quan như trường phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, 
các trường đại học, doanh nghiệp. 
 Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa 
trường phổ thông với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách 
này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục 
đại học và giáo dục nghề nghiệp. 
 Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức 
câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, 
triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. 
Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kỳ, trong cả 
năm học. 
 Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án 
nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung 
học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được 
sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các 
lĩnh vực STEM. 
 3. Hoạt động nghiên cứu khoa học 
 Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa 
học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau 
thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông 
nghiệp công nghệ cao 
5 
 Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng 
lực, sở tích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải 
quyết các vấn đề thực tiễn. 
 Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật là tiền đề triển khai các dự 
án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung 
học được tổ chức thường niên. 
 III. ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM 
Nhà trường cần đảm bảo có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện tới lĩnh vực 
giáo dục khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán, tin học. Sự coi nhẹ một trong các lĩnh 
vực trên, giáo dục STEM ở phổ thông sẽ không đạt được hiệu quả. 
Cần có sự hiểu biết đầy đủ, toàn diện và thống nhất về nhận thức về giáo dục 
STEM. Kết nối hoạt động giáo dục STEM với các hoạt động dạy học, giáo dục 
đang triển khai tại các cơ sở giáo dục phổ thông đảm bảo tính đồng bộ, hiệu quả khi 
triển khai. 
Cần quan tâm bồi dưỡng đội ngũ giáo viên các môn khoa học, công nghệ, 
toán học, tin học. Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục 
STEM, trong đó, quan tâm triển khai hệ thống các không gian trải nghiệm khoa học 
công nghệ giúp học sinh trải nghiệm và hiện thực hóa các ý tưởng sáng tạo. 
Kết nối với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, các trung tâm 
nghiên cứu, các cơ sở sản xuất để khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất 
hỗ trợ các hoạt động giáo dục STEM. 
IV. BÀI HỌC STEM 
 1. Chu trình STEM 
 Mối quan hệ giữa Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học trong sự phát 
triển của khoa học - kĩ thuật được thể hiện khái quát trong chu trình STEM dưới 
đây. 
6 
Chu trình trên đây bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học và 
Quy trình kĩ thuật. 
 Quy trình khoa học: Xuất phát từ các ý tưởng khoa học, với sự hỗ trợ của 
các công nghệ hiện tại, với công cụ toán học, các nhà khoa học khám phá ra tri thức 
mới. Để thực hiện công việc đó, các nhà khoa học thực hiện quy trình: câu hỏi - giả 
thuyết - kiểm chứng - kết luận. Kết quả là phát minh ra kiến thức mới cho nhân 
loại. 
 Quy trình kĩ thuật: Xuất phát từ vấn đề hay đòi hỏi của thực tiễn, các nhà 
công nghệ sử dụng kiến thức khoa học, toán học sáng tạo ra giải pháp công nghệ 
ứng dụng các kiến thức khoa học đó để giải quyết vấn đề. Để thực hiện việc này, 
các nhà công nghệ thực hiện quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận. 
Kết quả là sáng chế ra các sản phẩm, công nghệ cho xã hội. 
 Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa 
học - kĩ thuật theo mô hình "xoáy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức 
khoa học tăng lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn. 
 2. Năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư 
Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, tốc độ phát triển của 
khoa học - công nghệ theo chu trình STEM ngày một tăng cao; vòng đời của công 
nghệ (thể hiện trong mỗi sản phẩm công nghệ) ngày càng ngắn; lượng tri thức khoa 
học được sản sinh với tốc độ ngày càng cao; cơ cấu nghề nghiệp trong xã hội thay 
Technology 
(Công nghệ) 
Knowledge 
(Kiến thức) 
Science 
(Khoa học) 
Mathematic 
(Toán học) 
Engineering 
(Kĩ thuật) 
7 
đổi nhanh chóng... đòi hỏi con người phải có đủ năng lực để thích ứng. Những năng 
lực đó được thể hiện rõ từ chu trình STEM nói trên. Cụ thể như sau: 
 - Trước thực tiễn và trình độ công nghệ hiện tại, con người cần có tư duy 
phản biện để đặt ra những câu hỏi khoa học, xác định những vấn đề cần giải quyết. 
 - Để trả lời câu hỏi khoa học hay giải quyết vấn đề, con người cần có tư duy 
sáng tạo để đề xuất được "giả thuyết khoa học" hay "giải pháp giải quyết vấn đề". 
 - "Giả thuyết khoa học" nếu được kiểm chứng là đúng sẽ trở thành tri thức 
khoa học mới; "giải pháp giải quyết vấn đề" nếu được thử nghiệm thành công sẽ 
sinh ra công nghệ mới. 
 Để thực hiện tốt việc phát hiện và giải quyết vấn đề như trên đòi hỏi con 
người cần có nhiều năng lực như: năng lực tự chủ và tự học; năng lực giao tiếp và 
hợp tác; năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; năng lực ngôn ngữ, tính toán, tìm 
hiểu tự nhiên và xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mĩ. 
 3. Các hoạt động trong bài học STEM 
 Các năng lực mà con người cần có để đáp ứng được những đòi hỏi của sự 
phát triển khoa học - công nghệ trong cuộc Cách mạng 4.0 kể trên cũng chính là 
những năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh và đã được mô tả trong 
chương trình giáo dục phổ thông mới. 
 Để thực hiện được mục tiêu phát triển các năng lực đó cho học sinh, trong 
quá trình dạy học cần phải tổ chức hoạt động dạy học trong giáo dục phổ thông cho 
học sinh được hoạt động học phỏng theo chu trình STEM. Nghĩa là học sinh được 
hoạt động học theo hướng "trải nghiệm" việc phát hiện và giải quyết vấn đề (sáng 
tạo khoa học, kĩ thuật) trong quá trình học tập kiến thức khoa học gắn liền với ứng 
dụng của chúng trong thực tiễn. Như vậy, giáo dục STEM là phương thức giáo dục 
tích hợp, trong đó học sinh được thực hiện các loại hoạt động chính sau: 
 1. Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề 
 Trong các bài học STEM, học sinh được đặt trước các nhiệm vụ thực tiễn: 
giải quyết một tình huống hoặc tìm hiểu, cải tiến một ứng dụng kĩ thuật nào đó. 
Thực hiện nhiệm vụ này, học sinh cần phải thu thập được thông tin, phân tích được 
tình huống, giải thích được ứng dụng kĩ thuật, từ đó xuất hiện các câu hỏi hoặc xác 
định được vấn đề cần giải quyết. 
 2. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền 
8 
 Từ những câu hỏi hoặc vấn đề cần giải quyết, học sinh được yêu cầu/hướng 
dẫn tìm tòi, nghiên cứu để tiếp nhận kiến thức, kĩ năng cần sử dụng cho việc trả lời 
câu hỏi hay giải quyết vấn đề. Đó là những kiến thức, kĩ năng đã biết hay cần dạy 
cho học sinh trong chương trình giáo dục phổ thông. Hoạt động này bao gồm: 
nghiên cứu tài liệu khoa học (bao gồm sách giáo khoa); quan sát/thực hiện các thí 
nghiệm, thực hành; giải các bài tập/tình huống có liên quan để nắm vững kiến thức, 
kĩ năng. 
 3. Hoạt động giải quyết vấn đề 
 Về bản chất, hoạt động giải quyết vấn đề là hoạt động sáng tạo khoa học, kĩ 
thuật, nhờ đó giúp cho học sinh hình thành và phát triển các phẩm chất và năng lực 
cần thiết thông qua việc đề xuất và kiểm chứng các giả thuyết khoa học hoặc đề 
xuất và thử nghiệm các giải pháp kĩ thuật. Tương ứng với đó, có hai loại sản phẩm 
là "kiến thức mới" (dự án khoa học) và "công nghệ mới" (dự án kĩ thuật). 
 - Đối với hoạt động sáng tạo khoa học: kết quả nghiên cứu là những đề xuất 
mang tính lí thuyết được rút ra từ các số liệu thu được trong thí nghiệm kiểm chứng 
giả thuyết khoa học. Ví dụ: tìm ra chất mới; yếu tố mới, quy trình mới tác động đến 
sự vật, hiện tượng, quá trình trong tự nhiên... 
- Đối với hoạt động sáng tạo kĩ thuật: kết quả nghiên cứu là sản phẩm mang 
tính ứng dụng thể hiện giải pháp công nghệ mới được thử nghiệm thành công. Ví 
dụ: dụng cụ, thiết bị mới; giải pháp kĩ thuật mới... 
V. THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM 
 1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM 
 Để tổ chức được các hoạt động nói trên, mỗi bài học STEM cần phải được 
xây dựng theo 6 tiêu chí sau: 
 Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn 
 Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, 
kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp. 
 Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật 
 Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ 
việc xác định một vấn đề - hoặc một yêu cầu thiết kế - đến sáng tạo và phát triển 
một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện: (1). xác định vấn đề - (2). 
9 
nghiên cứu kiến thức nền – (3). đề xuất nhiều ý tưởng cho các giải pháp – (4). lựa 
chọn giải pháp tối ưu – (5). phát triển và chế tạo một mô hình (nguyên mẫu) – (6). 
thử nghiệm và đánh giá – (7). hoàn thiện thiết kế. Trong quy trình thiết kế kĩ thuật, 
các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng 
nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. 
Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp. 
 Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động 
tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm 
 Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo 
hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn 
các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao 
và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. 
Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết 
kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và 
thiết kế hoạt động khám phá của bản thân. 
 Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động 
nhóm kiến tạo 
 Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ là 
một việc dễ. Tuy nhiên, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu tất cả giáo viên STEM 
ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng làm việc nhóm, sử dụng cùng một ngôn 
ngữ, tiến trình và mong đợi cho học sinh. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt 
động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác. 
 Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và 
toán mà học sinh đã và đang học 
 Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục 
đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ và toán. Lập kế hoạch để 
hợp tác với các giáo viên toán, công nghệ và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của 
việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã 
cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ và toán không phải là các 
môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề. Điều đó có 
liên quan đến việc học toán, công nghệ và khoa học của học sinh. Tiêu chí 6: 
Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là 
một phần cần thiết trong học tập 
10 
 Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một 
vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối 
ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các 
phương án giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải 
quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn 
đề và sáng tạo trong dạy học STEM. 
 2. Quy trình xây dựng bài học STEM 
 Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học 
 Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện 
tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị 
công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài 
học. Những ứng dụng đó có thể là: Hiện tượng tán sắc ánh sáng - Tính chất sóng 
của ánh sáng - Máy quang phổ lăng kính; Hiện tượng khúc xạ và phản xạ ánh sáng 
- Gương cầu và thấu kính - Ống nhòm, kính thiên văn; Sự chìm, nổi - lực đẩy Ác-
si-mét - Thuyền/bè; Hiện tượng cảm ứng điện từ - Định luật Cảm ứng điện từ và 
Định luật Lenxơ - Máy phát điện/động cơ điện; Vật liệu cơ khí; Các phương pháp 
gia công cơ khí; Các cơ cấu truyền và biến đổi chuyển động; Các mối ghép cơ khí; 
Mạch điện điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Sữa chua/dưa muối - Vi sinh vật - 
Quy trình làm sữa chua/muối dưa; Thuốc trừ sâu - Phản ứng hóa học - Quy trình xử 
lí dư lượng thuốc trừ sâu; Hóa chất - Phản ứng hóa học - Quy trình xử lí chất thải; 
Sau an toàn - Hóa sinh - Quy trình trồng rau an toàn... 
 Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết 
 Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao 
cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được 
những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn 
(đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với 
STEM vận dung) để xây dựng bài học. Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giao 
cho học sinh thực hiện trong các bài học có thể là: Thiết kế, chế tạo một máy quang 
phổ đơn giản trong bài học về bản chất sóng của ánh sáng; Thiết kế, chế tạo một 
ống nhòm đơn giản khi học về hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng; Chế tạo bè 
nổi/thuyền khi học về Định luật Ác - si - mét; Chế tạo máy phát điện/động cơ điện 
khi học về cảm ứng điện từ; Thiết kế mạch lôgic khi học về dòng điện không đổi; 
Thiết kế robot leo dốc, cầu bắc qua hai trụ, hệ thống tưới nước tự động, mạch điện 
11 
cảnh báo và điều khiển cho ngôi nhà thông minh; Xây dựng quy trình làm sữa 
chua/muối dưa; Xây dựng quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu trong rau/quả; Xây 
dựng quy trình xử lí hóa chất ô nhiễm trong nước thải; Quy trình trồng rau an 
toàn 
 Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề 
 Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định 
rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề 
xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. Đối 
với các ví dụ nêu trên, tiêu chí có thể là: Chế tạo máy quang phổ sử dụng lăng kính, 
thấu kính hội tụ; tạo được các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Chế tạo ống 
nhòm/kính thiên văn từ thấu kính hội tụ, phân kì; quan sát được vật ở xa với độ bội 
giác trong khoảng nào đó; Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa với tiêu chí cụ thể 
của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dưỡng...); Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ 
sâu với tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lí); Quy trình trồng rau 
sạch với tiêu chí cụ thể ("sạch" cái gì so với rau trồng thông thường)... 
 Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. 
 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và 
kĩ thuật dạy học tích cực với 3 loại hoạt động học đã nêu ở trên. Mỗi hoạt động học 
được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải 
hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học 
(ở trường, ở nhà và cộng đồng). 
 Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học 
của học sinh bên ngoài lớp học. 
VI. TỔ CHỨC THỰC HIỆN BÀI HỌC STEM 
 1. Quy trình chung 
 - Xác định vấn đề: giao nhiệm vụ cho học sinh (hoạt động tìm hiểu thực tiễn, 
công nghệ), giúp học sinh phát hiện vấn đề, làm rõ tiêu chí của sản phẩm. 
 Để tổ chức hoạt động này, giáo viên cần lựa chọn một tình huống gắn với 
ứng dụng của kiến thức cần dạy trong thực tiễn để giao cho học sinh tìm hiểu, xác 
định vấn đề cần giải quyết. Tùy thuộc nội dung cụ thể mà nhiệm vụ này có thể 
được thực hiện hoàn toàn trên lớp hoặc giao cho học sinh tìm hiểu một phần trước 
khi tổ chức thảo luận trên lớp để xác định vấn đề/tiêu chí của sản phẩm. 
12 
 Ví dụ: Khi tổ chức dạy học về định luật Ác-si-mét, giáo viên có thể chuẩn bị 
một số dụng cụ có thể kết thành bè nổi để giao cho học sinh thực hiện với yêu cầu 
sử dụng cùng một số lượng dụng cụ nhưng bè có thể chở được khối lượng càng lớn 
càng tốt. Giáo viên cần hướng dẫn học sinh xác định rõ vấn đề cần giải quyết, đặc 
biệt là làm rõ tiêu chí của chiếc bè theo yêu cầu của nhiệm vụ. 
 Khi dạy về quần thể vi sinh vật, giáo viên có thể giao cho học sinh làm sữa 
chua từ một số nguyên liệu nào đó. Nếu được giao nhiệm vụ trước khi đến lớp thì 
học sinh có thể đã tìm hiểu về cách làm sữa chua/dưa muối trước khi đến lớp. Trên 
lớp, giáo viên yêu cầu học sinh trình bày và giải thích, từ đó xác định rõ tiêu chí 
của sản phẩm sữa chua/dưa muối sẽ phải hoàn thành theo tiêu chí đề ra. 
 Khi học về các phản ứng hóa học, giáo viên có thể đặt ra yêu cầu học sinh đề 
xuất quy trình xử lý một chất ô nhiễm nào đó (ví dụ như dư lượng thuốc sâu trong 
thực phẩm). Tùy theo điều kiện cụ thể mà giáo viên có thể giao cho cả lớp tìm cách 
xử lí một chất nào đó cụ thể hoặc có thể giao cho học sinh tự tìm hiểu và lựa chọn 
chất mà mình sẽ xử lí (khi đó trong lớp sẽ có thể có các nhóm học sinh khác nhau 
lựa chọn các chất khác nhau để xử lí). 
 - Nghiên cứu kiến thức nền: cung cấp tài liệu khoa học và hướng dẫn học 
sinh thực hiện (hoạt động nghiên cứu, tiếp nhận kiến thức), giúp học sinh tiếp thu 
được kiến thức, kĩ năng theo yêu cầu cần đạt của chương trình. 
 Từ vấn đề cần giải quyết kèm theo sản phẩm phải hoàn thành với các tiêu chí 
cụ thể, học sinh cần phải nghiên cứu về kiến thức có liên quan cần sử dụng trong 
việc giải quyết vấn đề, thiết kế sản phẩm. Đây là những kiến thức thuộc chương 
trình giáo dục phổ thông mà học sinh phải học. Giáo viên (của môn học triển khai 
dự án STEM và các môn học có liên quan) có nhiệm vụ tổ chức, hướng dẫn để học 
sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu bổ trợ để tiếp nhận kiến thức. Hoạt động 
này được thực hiện trên lớp theo thời lượng được phân phối của các môn học 
nhưng cần lưu ý là phải tăng cường hướng dẫn để học sinh tự lực nghiên cứu sách 
giáo khoa (trên lớp và ở nhà) để tiếp nhận kiến thức, dành nhiều thời gian trên lớp 
để tổ chức cho học sinh trình bày, thảo luận, thí nghiệm, thực hành để nắm vững 
kiến thức, kĩ năng theo yêu cầu cần đạt của chương trình giáo dục phổ thông. 
 Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền cũng bao hàm cả yêu cầu luyện tập vận 
dụng kiến thức để trả lời các câu hỏi và làm các bài tập để đáp ứng yêu cầu cần đạt 
về kiến thức, kĩ năng của chương trình giáo dục phổ thông. 
13 
 - Giải quyết vấn đề: học sinh được hướng dẫn để đề xuất các giả thuyết khoa 
học/giải pháp giải quyết vấn đề; rút ra các hệ quả có thể kiểm chứng/lựa chọn giải 
pháp khả thi; thiết kế thí nghiệm kiểm chứng/thiết kế mô hình hoặc mẫu thử 
nghiệm; tiến hành thí nghiệm kiểm chứng/chế tạo mô hình hoặc mẫu thử nghiệm; 
phân tích số liệu thực nghiệm/thử nghiệm và đánh giá; rút ra kết luận khoa 
học/hoàn thiện mô hình hoặc mẫu thiết kế. 
 Sau khi đã học được kiến thức, kĩ năng theo yêu cầu của chương trình các 
môn học có liên quan, học sinh cần vận dụng để thiết kế, thử nghiệm và hoàn thành 
sản phẩm ứng dụng. Tương ứng với hai loại sản phẩm nói trên, học sinh sẽ thực 
hiện hoạt động này theo hai quy trình khác nhau: quy trình khoa học (đề xuất giả 
thuyết - rút ra hệ quả - thí nghiệm kiểm chứng - thu thập và xử lý số liệu - kết luận 
khoa học); quy trình kĩ thuật (đề xuất giải pháp - lựa chọn giải pháp - thiết kế mẫu 
thử nghiệm - thử nghiệm và đánh giá - hoàn thiện sản phẩm). 
 Thời gian giành cho hoạt động này chủ yếu là ngoài giờ lên lớp (sử dụng thời 
lượng dành cho hoạt động trải nghiệm của các môn học). 
 2. Kĩ thuật tổ chức các hoạt động dạy học 
Khi thiết kế mỗi hoạt động học để tổ chức cho học sinh thực hiện cần đảm 
bảo các tiêu chí sau: 
 - Mục tiêu: mô tả rõ yêu cầu cần đạtvà sản phẩm học tập mà học sinh phải 
hoàn thành khi thực hiện hoạt động. 
 - Nội dung: mô tả rõ nội dung và cách thức thực hiện hoạt động (học sinh 
phải làm gì? làm như thế nào? làm ra sản phẩm gì?). 
 - Sản phẩm: mô tả dự kiến sản phẩm mà học sinh có thể hoàn thành; những 
khó khăn, sai lầm học sinh có thể mắc phải. 
 - Đánh giá: phương án đánh giá các sản phẩm dự kiến của học sinh (tập trung 
làm rõ nguyên nhân khó khăn, sai lầm, chưa hoàn thiện của sản phẩm); chỉnh sửa, 
hoàn thiện sản phẩm để học sinh ghi nhận, sử dụng. 
 Với những tiêu chí trên, cần tổ chức hoạt động học của học sinh trong các 
bài học STEM như sau: 
 Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề 
14 
 - Mục tiêu: Cần xác định rõ mục tiêu của hoạt động này là tìm hiểu, thu thập 
thông tin, "giải mã công nghệ" để từ đó học sinh có hiểu biết rõ ràng về một tình 
huống thực tiễn; nguyên lí hoạt động của một thiết bị công nghệ hoặc một quy trình 
công nghệ; xác định được vấn đề cần giải quyết hoặc đòi hỏi của thực tiễn theo 
nhiệm vụ được giao; xác định rõ tiêu chí của sản phẩm phải hoàn thành. 
 - Nội dung: Với mục tiêu nói trên, nội dung của hoạt động này chủ yếu là tìm 
tòi, khám phá tình huống/hiện tượng/quá trình trong thực tiễn; tìm hiểu quy trình 
công nghệ; nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị công nghệ. Tùy 
vào điều kiện cụ thể mà hoạt động này được tổ chức theo các hình thức khác nhau: 
nghiên cứu qua tài liệu khoa học (kênh chữ, hình, tiếng); khảo sát thực địa (tham 
quan, dã ngoại); tiến hành thí nghiệm nghiên cứu. 
 Cùng một nội dung, tùy vào điều kiện, có thể tổ chức cho học sinh hoạt động 
ở trên lớp hoặc ngoài thực tiễn. Ví dụ: Cùng một yêu cầu nghiên cứu quy trình chăn 
nuôi có thể được tổ chức cho học sinh hoạt động trên lớp thông qua video hoặc tài 
liệu in; cũng có thể tổ chức cho học sinh đến tham quan thực tế tại một trại chăn 
nuôi; cũng có thể yêu cầu học sinh tìm hiểu tại chính gia đình mình. 
 Vấn đề quan trọng là giáo viên phải giao cho học sinh thật rõ ràng yêu cầu 
thu thập thông tin gì và làm gì với thông tin thu thập được.Để thực hiện hoạt động 
này có hiệu quả, yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân hết sức quan trọng, sau đó 
mới tổ chức để học sinh trình bày, thảo luận về những gì mình thu thập được kèm 
theo ý kiến của cá nhân học sinh về những thông tin đó (trong nhóm, trong lớp). 
 - Sản phẩm: Yêu cầu về sản phẩm (của hoạt động này) mà học sinh phải 
hoàn thành là những thông tin mà học sinh thu thập được từ việc tìm hiểu thực tiễn; 
ý kiến của cá nhân học sinh về hiện tượng/quá trình/tình huống thực tiễn hoặc quy 
trình, thiết bị công nghệ được gi