Giáo dục hiện đại đang chứng kiến sự chuyển dịch mạnh mẽ về cách tổ chức nội dung học tập, khi các phương pháp truyền thống dần bộc lộ hạn chế trong việc phát triển tư duy và khả năng vận dụng kiến thức. Thay cho lối học tách rời từng môn, xu hướng tích hợp ngày càng được chú trọng nhằm giúp người học tiếp cận kiến thức một cách hệ thống và logic hơn. Từ đó, mô hình STEM là gì trở thành chủ đề được quan tâm rộng rãi, gắn với nhu cầu đổi mới phương pháp giảng dạy và nâng cao chất lượng giáo dục theo hướng gắn kết tri thức với thực tiễn.
Mô hình STEM là gì? Khái niệm và bản chất giáo dục STEM
Mô hình STEM được hiểu là một phương pháp giáo dục tích hợp bốn lĩnh vực học thuật gồm Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Điểm cốt lõi của mô hình này không nằm ở số lượng môn học mà ở cách tổ chức nội dung, yêu cầu người học sử dụng đồng thời kiến thức từ nhiều lĩnh vực để giải quyết vấn đề hoặc hoàn thành nhiệm vụ cụ thể.
Giáo dục STEM nhấn mạnh mối liên hệ giữa tư duy, hành động và kết quả.
STEM không phải là việc dạy bốn môn học một cách song song hay độc lập. Thay vào đó, kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học được kết nối trong cùng một hoạt động học tập, giúp người học nhận diện mối quan hệ giữa các lĩnh vực. Cách tiếp cận này tạo điều kiện để người học nhìn nhận vấn đề toàn diện hơn, thay vì tiếp cận từng phần rời rạc.
Bản chất giáo dục STEM thể hiện rõ ở định hướng giải quyết vấn đề. Người học không chỉ tiếp nhận kiến thức mà còn tham gia vào quá trình phân tích, thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh giải pháp. Nhờ đó, kiến thức học thuật được gắn với bối cảnh ứng dụng cụ thể, góp phần hình thành tư duy tổng hợp và khả năng vận dụng linh hoạt.
Cấu trúc 4 lĩnh vực cốt lõi của mô hình STEM
Science đóng vai trò cung cấp nền tảng kiến thức khoa học về các hiện tượng tự nhiên và quy luật cơ bản. Đây là cơ sở để người học quan sát, đặt giả thuyết và lý giải các hiện tượng xảy ra xung quanh.
Technology giữ vai trò là công cụ và phương tiện hỗ trợ học tập. Công nghệ giúp người học thu thập dữ liệu, xử lý thông tin, mô phỏng ý tưởng và trình bày kết quả học tập một cách trực quan hơn.
Engineering tập trung vào tư duy thiết kế và xây dựng giải pháp. Người học được hướng dẫn cách phân tích yêu cầu, đề xuất phương án, thiết kế mô hình, thử nghiệm và cải tiến dựa trên phản hồi thực tế.
Mathematics đảm nhiệm chức năng đo lường, tính toán và lập luận logic. Toán học giúp người học lượng hóa vấn đề, kiểm tra giả thuyết và đưa ra kết luận có cơ sở, đồng thời hỗ trợ các bước thiết kế và đánh giá trong quá trình giải quyết vấn đề.
Đặc điểm và phương pháp triển khai mô hình STEM
Một đặc điểm nổi bật của mô hình STEM là cách tổ chức nội dung học theo chủ đề tích hợp. Thay vì học từng môn riêng lẻ, nội dung được xây dựng xoay quanh một vấn đề hoặc nhiệm vụ yêu cầu sự kết hợp của nhiều lĩnh vực kiến thức.
Phương pháp triển khai phổ biến là học tập thông qua dự án và nhiệm vụ thực hành. Người học tham gia vào toàn bộ quá trình, từ xác định vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện thử nghiệm đến đánh giá kết quả. Quá trình này đòi hỏi tư duy độc lập và khả năng làm việc có kế hoạch.
Vai trò của giáo viên trong mô hình STEM chuyển từ truyền đạt kiến thức sang hướng dẫn và hỗ trợ. Giáo viên thiết kế tình huống học tập, đặt câu hỏi gợi mở và tạo điều kiện để người học tự khám phá, qua đó phát huy tính chủ động trong học tập.
Kỹ năng hình thành từ mô hình STEM
Thông qua các hoạt động học tập tích hợp, người học phát triển năng lực phân tích và lập luận đa chiều khi phải xem xét vấn đề từ nhiều góc độ khác nhau. Việc liên tục thử nghiệm và điều chỉnh giải pháp góp phần hình thành tư duy linh hoạt.
Khả năng sáng tạo cũng được thúc đẩy khi người học phải đề xuất ý tưởng mới, thiết kế phương án và cải tiến sản phẩm dựa trên yêu cầu đặt ra. Đây là yếu tố quan trọng giúp người học không bị giới hạn bởi khuôn mẫu có sẵn.
Bên cạnh đó, hoạt động nhóm trong STEM rèn luyện kỹ năng phối hợp và trao đổi ý tưởng. Người học học cách phân công nhiệm vụ, lắng nghe quan điểm khác nhau và điều chỉnh cách tiếp cận nhằm đạt kết quả chung. Việc vận dụng kiến thức vào bối cảnh cụ thể giúp người học nâng cao khả năng áp dụng kiến thức học thuật vào thực tiễn.
Mục tiêu và định hướng phát triển của mô hình STEM
Một mục tiêu quan trọng của giáo dục STEM là xây dựng nền tảng kiến thức khoa học và công nghệ có tính hệ thống cho người học. Cách tiếp cận tích hợp giúp kiến thức được kết nối logic, giảm tình trạng học rời rạc.
STEM cũng hướng tới việc khuyến khích học tập gắn với khám phá và nghiên cứu. Khi được tham gia vào các hoạt động thực hành, người học dễ hình thành động lực học tập tích cực và chủ động tìm tòi kiến thức mới.
Ngoài ra, mô hình này hỗ trợ định hướng học tập và nghề nghiệp bằng cách giúp người học nhận diện mối liên hệ giữa kiến thức trong nhà trường và các lĩnh vực nghề nghiệp liên quan đến khoa học, kỹ thuật và công nghệ.
Ví dụ thực tế về mô hình STEM trong hoạt động học tập
Một ví dụ điển hình minh họa cho mô hình STEM là hoạt động xây dựng cầu giấy. Người học được giao nhiệm vụ thiết kế một cây cầu bằng giấy có khả năng chịu tải nhất định.
Để hoàn thành nhiệm vụ, người học cần vận dụng kiến thức khoa học nhằm hiểu nguyên lý chịu lực, sử dụng toán học để tính toán kích thước và phân bố trọng lượng, áp dụng tư duy kỹ thuật trong thiết kế cấu trúc, đồng thời khai thác công cụ công nghệ để mô phỏng hoặc trình bày phương án.
Thông qua quá trình thực hiện, người học không chỉ tạo ra sản phẩm mà còn trải nghiệm đầy đủ quy trình giải quyết vấn đề, từ xác định yêu cầu đến đánh giá và điều chỉnh giải pháp, qua đó rút ra bài học về tư duy và phương pháp làm việc.
Mô hình STEM khác gì so với cách học truyền thống
Sự khác biệt đầu tiên nằm ở cách tổ chức nội dung học tập. STEM xây dựng nội dung xoay quanh vấn đề hoặc dự án, trong khi cách học truyền thống thường chia nhỏ kiến thức theo từng môn học.
Vai trò của người học cũng thay đổi rõ rệt. Người học trong mô hình STEM tham gia chủ động vào quá trình học, thay vì chỉ tiếp nhận kiến thức một chiều.
Ngoài ra, cách tiếp cận và xử lý kiến thức trong STEM gắn liền với hoạt động thực hành, giúp người học kết nối kiến thức học thuật với bối cảnh cụ thể và nâng cao khả năng vận dụng.
Điều kiện triển khai mô hình STEM hiệu quả
Năng lực chuyên môn và khả năng thiết kế bài học của giáo viên giữ vai trò quan trọng trong quá trình triển khai STEM. Giáo viên cần có khả năng xây dựng hoạt động học tập tích hợp và hướng dẫn người học thực hiện dự án.
Bên cạnh đó, chương trình và kế hoạch học tập cần được thiết kế phù hợp để đảm bảo sự liên kết giữa các lĩnh vực. Môi trường học tập cùng các công cụ hỗ trợ như tài liệu và thiết bị kỹ thuật góp phần tạo điều kiện cho hoạt động học tập diễn ra thuận lợi.
Giá trị dài hạn của mô hình STEM đối với giáo dục
Mô hình STEM ảnh hưởng đến cách tiếp cận học tập khi đặt trọng tâm vào tư duy và trải nghiệm. Người học quen với việc phân tích vấn đề, tìm kiếm giải pháp và đánh giá kết quả.
Bên cạnh đó, STEM góp phần phát triển năng lực tổng hợp, giúp người học kết nối kiến thức từ nhiều lĩnh vực khác nhau. Về tổng thể, mô hình này đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng giáo dục theo hướng chú trọng khả năng vận dụng kiến thức và tư duy độc lập.
Từ cách tiếp cận tích hợp đến phương pháp học tập dựa trên nhiệm vụ, mô hình STEM là gì có thể được xem là một hướng giáo dục giúp người học tiếp cận tri thức theo cấu trúc logic và gắn với bối cảnh thực tế. Khi được triển khai đúng định hướng, STEM hỗ trợ phát triển tư duy, năng lực giải quyết vấn đề và khả năng kết nối kiến thức học thuật, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục theo hướng chú trọng trải nghiệm và tư duy.
Trí Nhân