Quy trình xây dựng bài học STEM chuẩn bao gồm 12 bước, hoạt động STEM cần tuân thủ quy trình này một cách chặt chẽ để đảm bảo chất lượng cũng như hiệu quả của mỗi một hoạt động.
1. Chủ đề dạy cần xuyên suốt cả quy trình học STEM
Quy trình xây dựng bài học STEM chuẩn bắt đầu từ việc lựa chọn chủ đề dạy học STEM xuyên suốt quy trình dạy học STEM. Đây là bước đầu tiên, quan trọng trong việc xây dựng được bài học STEM chất lượng và hiệu quả.
Ở bước này, người xây dựng bài học STEM cần căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và tình hình thực tiễn để xác định chủ đề dạy học phù hợp với độ tuổi, nhận thức, khả năng tiếp thu và mức độ hữu ích của chủ đề đối với người học.
Ví dụ, đối với học sinh lớp 6, các em đang được học về các kiến thức vật lý, trong đó có nguyên lý đòn bẩy. Vậy thì nguyên lý đòn bẩy có thể được lựa chọn làm một chủ đề dạy học STEM phù hợp với học sinh lớp 6.
2. Kết nối chủ đề STEM với các vấn đề thực tế
Sau khi xác định được chủ đề dạy học STEM, giáo viên cần kết nối chủ đề STEM đã xác định với một vấn đề trong thực tế. Ở bước này, giáo viên cần sử dụng kinh nghiệm, kiến thức cá nhân để liên kết chủ đề STEM với một vấn đề, tình huống chân thực, gần gũi, có tính thực tế cao. Đặc biệt, vấn đề này phải được giải quyết thông qua những kiến thức, kỹ năng mà học sinh được trang bị thông qua môn học.
Ví dụ: Nguyên lý đòn bẩy đã được người xưa vận dụng để chế tạo máy bắn đá nhằm tiêu diệt quân địch trong cuộc chiến chống giặc ngoại xâm.
3. Xác định vấn đề STEM mà học sinh cần giải quyết
Sau khi đã lựa chọn được chủ đề STEM và kết nối chủ đề ấy với một vấn đề đã và đang tồn tại trong thực tế, giáo viên cần xác định cụ thể nhiệm vụ mà học sinh cần giải quyết trong bài học này. Đó có thể là nhiệm vụ sử dụng kiến thức để xác định và giải quyết vấn đề, hoặc vận dụng kỹ năng để kiến tạo sản phẩm.
Ví dụ: Vấn đề STEM mà học sinh cần giải quyết trong chủ đề nguyên lý đòn bẩy là hiểu nguyên lý và có khả năng ứng dụng nguyên lý này vào chế tạo mô hình máy bắn đá.
4. Các tiêu chí đánh giá kết quả học STEM của học sinh
Các tiêu chí đánh giá kết quả học STEM của học sinh là tiêu chuẩn quan trọng để định hình một hoạt động STEM được coi là thành công. Dựa trên những tiêu chí này, học sinh cũng dễ dàng điều chỉnh hoạt động của mình để đáp ứng được những yêu cầu của bài học. Đồng thời, giáo viên cũng dễ dàng đánh giá quá trình và kết quả học tập của học sinh.
Muốn lập được các tiêu chí đánh giá kết quả học STEM của học sinh một cách chuẩn xác, giáo viên cần xác định được mục tiêu chính của bài học và những mục tiêu phụ mong muốn học sinh đạt được.
Một số tiêu chí đánh giá kết quả học STEM thường thấy có thể kế đến:
- Mức độ chuẩn bị cho bài học
- Mức độ đóng góp, đề xuất ý tưởng
- Khả năng thực hiện, triển khai ý tưởng
- Chất lượng của sản phẩm STEM...
Ví dụ: Một trong những tiêu chí đánh giá kết quả học STEM của học sinh ở chủ đề nguyên lý đòn bẩy là học sinh ứng dụng thành công nguyên lý vào chế tạo một mô hình máy bắn đá hoạt động được.
5. Sử dụng quy trình thiết kế kỹ thuật giúp học sinh lập kế hoạch
Mô hình giáo dục STEM có nhiệm vụ giúp học sinh làm quen với quy trình thiết kế kỹ thuật ngay trong các bài học STEM. Chính bởi vậy, việc đưa ra một quy trình thiết kế kỹ thuật sẽ là hướng dẫn quan trọng giúp trẻ giải quyết vấn đề một cách khoa học và cụ thể.
Các bước cơ bản trong quy trình thiết kế kỹ thuật thường có:
- Nghiên cứu
- Tìm hiểu yêu cầu thiết kế
- Nghiên cứu khả thi
- Hình thành ý tưởng
- Thiết kế sơ bộ
- Thiết kế chi tiết
- Hoạch định sản xuất
Dựa vào tính chất, đặc điểm của từng chủ đề của mỗi bài học STEM, giáo viên có thể đưa ra những hướng dẫn, yêu cầu cụ thể, chi tiết cho từng bước trong quy trình xây dựng bài học STEM này.
6. Giúp học sinh xác định thử thách
Giúp học sinh xác định thử thách, hay nói cách khác là giáo viên cần đưa ra câu hỏi và yêu cầu học sinh thực hành giải quyết một vấn đề cụ thể. Điều này khiến các em nảy sinh sự tò mò với kiến thức và vấn đề của bài học, giúp các em tự đặt ra các câu hỏi, và chủ động tìm tòi, đưa ra giải pháp để giải quyết vấn đề.
Đặc biệt, trong giờ học STEM, giáo viên sẽ chỉ giúp học sinh xác định chính xác thử thách của bài học, kèm theo sự hướng dẫn để các em đi đúng hướng khi cần thiết. Giáo viên không có vai trò cho học sinh biết cách giải quyết vấn đề, để mỗi nhóm có thể đưa ra những giải pháp khác nhau. Các ý tưởng của các em sẽ đều được hoan nghênh, miễn là chúng khả thi và thực tế.
Ví dụ: Thử thách trong bài học STEM về nguyên lý đòn bẩy là làm thế nào để mô hình máy bắn đá có thể tạo ra lực bắn mạnh nhất?
7. Thu hút nhóm học sinh nghiên cứu nội dung
Việc thu hút nhóm học sinh nghiên cứu nội dung cũng cần được lên kế hoạch chi tiết. Điều này có thể được thực hiện thông qua việc cung cấp hướng dẫn có chủ đích để giúp học sinh làm việc nhóm hiệu quả.
Trong đó, các hướng dẫn thực hành, những lưu ý về các hành vi phù hợp, kỹ năng tương tác với bạn cùng nhóm sẽ là những kiến thức cần thiết và hữu ích cho quá trình làm việc nhóm của học sinh. Chỉ khi các em nắm được những kiến thức ấy và thực hành trong quá trình xây dựng bài học STEM, các em mới hình thành được các kỹ năng giao tiếp và kỹ năng làm việc nhóm cần thiết.
8. Khuyến khích nhóm học sinh phát triển ý tưởng để giải quyết vấn đề
Ở bước khuyến khích học sinh phát triển ý tưởng để giải quyết vấn đề, giáo viên có thể chuẩn bị những học liệu liên quan tới thử thách và giao cho các nhóm học sinh nghiên cứu. Đây là bước gợi ý các em chủ động nghiên cứu và thu thập kiến thức, từ đó tự mình đưa ra các cách khác nhau để giải quyết vấn đề được đặt ra trong môn học.
Ví dụ: Giáo viên cho học sinh xem video hướng dẫn chế tạo mô hình máy bắn đá bằng cách tái chế chai, lọ, cốc nhựa.
Giáo viên có thể khuyến khích các nhóm học sinh phát triển ý tưởng cho bài học bằng cách cho các em xem những video hướng dẫn thực hiện sản phẩm tương tự bài học. Ảnh: Internet.
9. Hướng dẫn các nhóm lựa chọn ý tưởng làm hình mẫu và triển khai
Không có duy nhất một hình mẫu lý tưởng nào cho cách giải quyết vấn đề được đặt ra trong bài học STEM. Chính bởi vậy, giáo viên cần hướng dẫn để các em đưa ra những lựa chọn mà bản thân cho là tối ưu khi giải quyết thử thách của bài học.
Ví dụ: Các em được tự do lựa chọn tỉ lệ của đòn bẩy để vừa tiết kiệm chi phí vừa tạo ra lực bắn mạnh nhất.
10. Tạo điều kiện cho quá trình thử nghiệm và đánh giá mẫu
Thực tế, để có thể đưa ra một giải pháp tối ưu nhất cho thử thách của môn học, các nhóm học sinh cần được thử nghiệm và đánh giá. Vậy nên, ở bước thứ 10 của quy trình xây dựng bài học STEM, giáo viên cần lên kế hoạch cho việc tạo điều kiện cho các em được thử nghiệm mẫu và thu thập dữ liệu để đánh giá hiệu quả, mức độ hoạt động của các mẫu thử.
Từ đó, giáo viên hướng dẫn các em phân tích dữ liệu và đánh giá mẫu thử đó có đáp ứng các tiêu chí được đưa ra hay không, có tối ưu so với các lựa chọn khác hay không.
Ví dụ: Tạo điều kiện để các em thử nghiệm độ bắn xa của từng mô hình máy bắn đá với những tỉ lệ chế tạo khác nhau.
11. Tạo cơ hội chia sẻ quá trình nghiên cứu giữa các nhóm với nhau
Việc tạo cơ hội để các nhóm học sinh chia sẻ quá trình, kinh nghiệm nghiên cứu là một bước quan trọng khi thiết kế giáo án STEM. Giáo viên có thể thực hiện điều này thông qua việc tổ chức các buổi cho phép học sinh chia sẻ kinh nghiệm, giải thích về phương pháp của mình với cả lớp.
Điều này không chỉ khiến các em được ôn tập lại kiến thức mà còn tạo điều kiện để các em trao đổi kinh nghiệm, đưa ra những giải pháp tối ưu hơn cho bài học STEM của mình.
12. Thiết kế lại nếu có thời gian
Sau khi được nghe chia sẻ từ các nhóm khác và tự đưa ra đánh giá về hiệu quả của từng giải pháp, hãy cho học sinh cơ hội được thiết kế lại sản phẩm của mình theo phương pháp mà các em cho là hiệu quả nhất. Đây là một cơ hội thực hành thứ hai giúp các em nắm vững kiến thức hơn, đồng thời hài lòng hơn với sản phẩm của mình.
Có thể nói, để tạo nên một bài học STEM hiệu quả, người xây dựng cần tuân thủ 12 bước của quy trình xây dựng bài học STEM trên. Để tìm hiểu các thông tin liên quan tới trải nghiệm các chủ đề STEM THCS, quý vị phụ huynh và học sinh có thể xem thêm tại đây.