Khác với cách soạn bài học như ở Việt Nam, thường dựa vào sách giáo khoa, ở Mỹ các giáo viên thường soạn bài học theo những chủ đề, gắn liền với thực tế và mang phong cách rất riêng của mỗi giáo viên. Dưới đây là bài viết tổng hợp dựa trên buổi trao đổi và tập huấn trực tiếp với hàng trăm giáo viên dạy STEM tại Mỹ mà tôi có dịp làm việc trong các dự án của quỹ Nghiên cứu quốc gia Mỹ (NSF) về giáo dục STEM.

Hình ảnh lớp học STE(A)M tại Học Viện Khám Phá

Luôn bắt đầu bằng những mục tiêu học tập cụ thể

Trước khi bắt đầu vào việc soạn bài dạy STEM, các giáo viên ở Mỹ luôn xác định những kết quả học tập mong muốn học sinh của mình đạt được sau khi kết thúc buổi học hoặc một chương trình học. Những mục tiêu đó thường được dựa trên một bộ tiêu chuẩn trong giáo dục khoa học theo từng bang hoặc theo hệ thống tiêu chuẩn chung của liên bang. Việc xây dựng các mục tiêu học tập dựa trên các tiêu chuẩn này giúp cho các bài soạn STEM của các giáo viên ở Mỹ có tính hệ thống chặt chẽ rất cao, đảm bảo được tính kế thừa từ các bài học trước đó, cũng như giúp học sinh đạt được những kết quả mới tốt hơn.

Ví dụ: theo tiêu chuẩn NGSS, một trong những mục tiêu học tập dành cho trình độ mẫu giáo đến lớp 2 đó là học sinh thực hiện khảo sát có tính khoa học để tìm ra những bằng chứng chứng minh sự dao động của các vật liệu giúp tạo ra âm thanh và ngược lại âm thanh cũng làm cho các vật liệu khác dao động. Dựa vào tiêu chuẩn này, giáo viên có thể đặt ra những mục tiêu học tập đa đạng khác nhau phù hợp với bối cảnh cụ thể của lớp học. Giáo viên có thể đặt mục tiêu học sinh thiết kế thiết bị truyền âm, hoặc quan sát sự dao động của nước dưới tác động của âm thanh.

Xây dựng bài học dựa trên những tình huống thực tế cuộc sống

Những câu chuyện hoặc những vấn đề xảy ra trong thực tế luôn được các giáo viên chọn lọc và đưa vào trong các bài học STEM. Chẳng hạn, hiện tượng hố tử thần xuất hiện ở các thành phố lớn được đưa vào bài học cấu trúc bề mặt trái đất và các mạch nước ngầm. Hoặc câu chuyện NASA phóng tàu thám hiểm vũ trụ lên sao hỏa cũng được giáo viên đưa vào bài học về sự sống.

Thông thường, các tình huống thực tế ấy được các giáo viên chọn lọc từ các tin tức thời sự hoặc phim tài liệu khoa học. Nhờ đó, học sinh cảm thấy những bài học trở nên sinh động và gắn liền với những câu chuyện hằng ngày mà học sinh thường nghe nói đến. Ngoài ra, các bài học còn giới thiệu những hoạt động thực tế từ các xưởng sản xuất (makerspace) và các chỗ làm việc (workplace) trong các ngành nghề liên quan đến khoa học và công nghệ. Điều này giúp cho các học sinh dễ dàng hình dung hơn các công việc, ngành nghề tương lai.

Giáo viên Mỹ truyền cảm hứng và xây dựng tầm nhìn cho học sinh

Trong một buổi dạy học STEM tại trường trung học phổ thông Battle tại thành phố Columbia, Missouri, giáo viên đã giới thiệu về dự án học tập thiết kế xe không người lái. Bắt đầu bài học, giáo viên đưa ra những con số rất ấn tượng: “Dự đoán về tăng trưởng kinh tế trong lĩnh vực xe không người lái đạt giá trị 800 tỷ USD vào năm 2035, và có thể vượt mức 7.000 tỷ USD vào năm 2050. Hãy tưởng tượng nhu cầu về việc làm và các cơ hội nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này lớn như thế nào trong 10 và 20 năm nữa. Chính các em ngồi đây sẽ là những người làm chủ lĩnh vực mới mẻ này.” Cả lớp học hồ hởi, khuôn mặt các em rạng rỡ, thể hiện sự phấn khích khi được bắt tay vào tìm hiểu một lĩnh vực mới đầy hứng thú nhưng cũng không kém phần thách thức trong buổi học STEM.

Sắp xếp các bài học thành những dự án học tập

Trong các bài soạn STEM, thông thường các giáo viên lồng ghép với các dự án học tập. Các dự án thường kéo dài vài buổi học trong đó yêu cầu các học sinh làm việc theo nhóm hoặc làm việc cá nhân, trên cơ sở vận dụng kiến thức của các bài học đa ngành (Multidisciplinary Problem-Based Learning – MPBL) hoặc liên ngành (Interdisciplinary/Transdisciplinary Problem-Based Learning – I/TPBL) để cùng tạo một sản phẩm gắn liền với thực tế[1],[2]. Chẳng hạn, các bài học về thực vật được phát triển thành dự án trồng cây không dùng đất, hay dự án thu thập các mẫu lá. Tùy theo trình độ của lớp học mà các dự án có thể đi từ đơn giản, thực hiện tại lớp học hoặc tại nhà, đến những dự án phức tạp, đòi hỏi phải đi thực tế hoặc tìm hiểu các nguồn dữ liệu từ trên mạng hoặc tại các thư viện, bảo tàng.

Dự án học tập trong lớp tại Học Viện Khám Phá

Xây dựng quy trình học tập theo 5 bước

Có rất nhiều cách để xây dựng bài học, một trong những cách khá phổ biến mà các giáo viên dạy STEM ở Mỹ thường chọn đó là mô hình dạy học 5E, viết tắt của 5 bước: Gắn kết (Engage), Khám phá (Explore), Diễn giải (Explain), Củng cố (Elaborate), Đánh giá (Evaluate).

Mô hình dạy học 5E trở thành một công cụ hiệu hữu hiệu giúp cho cho cả người học và người dạy đều cảm thấy bài học có tính hệ thống, liền mạch, có cơ hội phát triển theo tâm lý thích được tự khám phá và kiến tạo kiến thức.

Quy trình dạy học này giúp giáo viên giảm được thời lượng dạy quá nhiều lý thuyết mà thay vào đó, tạo ra các hoạt động thực hành và khám phá. Ngoài ra, theo mô hình dạy 5E này, học sinh từng bước khám phá kiến thức mới dựa trên các kiến thức đã biết trước đó, có thể cá nhân hóa quá trình học của mình, tạo được sự gắn kết với quá trình học hơn.

Gần đây, mô hình 5E còn được mở rộng thành 6E (thêm yếu tố công nghệ – Engineering) và 7E (thêm yếu tố Khơi gợi – Elicit, và Mở rộng  Extend) tùy theo đặc thù của từng buổi học. Mặc dù vậy, mô mình cốt lõi 5E vẫn được vận dụng phổ biến nhất.

Thúc đẩy kỹ năng thực hành qua quy trình thiết kế công nghệ

Với những bài học cần tích hợp các kỹ năng vận dụng kiến thức khoa học vào giải quyết các vấn đề mang tính kỹ thuật và công nghệ, thông thường giáo viên soạn bài học dựa trên quy trình thiết kế công nghệ.

Quy trình này bắt đầu từ việc học sinh nêu ra các vấn đề, sau đó đề xuất các giải pháp dựa trên trí tưởng tượng và kiến thức đã học.

Tiếp theo học sinh phải xây dựng một kế hoạch để có thể triển khai ý tưởng. Sau khi đã có kế hoạch chi tiết, học sinh bắt tay vào việc thực hiện ý tưởng với việc vận dụng và rèn luyện các kỹ năng thực hành, thiết kế. Sản phẩm tạo ra sẽ được kiểm tra và đánh giá. Nếu phát hiện sự cố hoặc chưa hoàn thiện, học sinh có thể điều chỉnh hoặc gia cố lại.

Cuối cùng, học sinh sẽ có cơ hội chia sẻ thành quả của mình với bạn bè hoặc cộng đồng. Dựa trên phản hồi của cộng đồng, các vấn đề mới lại nảy sinh và quy trình lại tiếp tục lặp lại. Việc dạy học theo quy trình thiết kế công nghệ không chỉ giúp học sinh thực hành  những kỹ năng giống như những kỹ sư thực thụ trong các bộ phận làm nghiên cứu và phát triển sản phẩm, mà quan trọng hơn đó là giúp cho học sinh cảm thấy tự tin hơn vào bản thân khi tự mình có thể giải quyết được những vấn đề thay vì trông chờ vào một giải pháp có sẵn từ các giáo viên[3].

Chia sẻ bài soạn với đồng nghiệp

Việc soạn bài giảng của các giáo viên Mỹ luôn được chia sẻ trong các nhóm giáo viên bộ môn (ở đây gọi là PLC – Professional Learning Community)[4]. Các giáo viên thường dùng một kho chứa đám mây ảo (cloud storage) để chia sẻ các dữ liệu cho nhau. Ngoài ra, các giáo viên thường trao đổi và chia sẻ các cơ hội có sẵn tại trường học hoặc tại địa phương để làm phong phú thêm nội dung bài học. Chẳng hạn, có giáo viên viết đề cương xin quỹ tài trợ từ các tổ chức giáo dục phi chính phủ cho các chương trình dạy học ngoài trời, hoặc đi tham quan các trung tâm nghiên cứu khoa học.

Một điều thú vị là các hội phụ huynh (Parent-Teacher Association – PTA) có rất nhiều người có chuyên môn tình nguyện tham gia vào các hoạt động ngoại khóa của trường.

Gắn các bài học với việc đọc sách và tra cứu

Trong các bài soạn STEM, giáo viên Mỹ thường liên hệ và giới thiệu rất nhiều loại sách tham khảo khác nhau. Đối với học sinh tiểu học, thường là các loại sách tranh ảnh, truyện kể với các hình ảnh minh họa sinh động[5], không chỉ giúp học sinh dễ hình dung về những khái niệm trừu tượng, những hiện tượng hay sự vật mà mắt thường không nhìn thấy được, mà còn giúp cho các em cơ hội tăng vốn từ vựng để diễn đạt và hình thành tư duy khoa học. Đối với các học sinh ở trình độ trung học, các thể loại sách tham khảo cả phi hư cấu (non-fiction) và hư cấu (fiction) gắn liền với chủ đề bài học đều được khuyến khích đọc thêm, giúp học sinh mở rộng kiến thức chuyên ngành và phát triển kỹ năng đọc hiểu và kỹ năng viết về sau[6]. Hầu hết các trường học tại Mỹ đều có thư viện rất lớn và có hệ thống mượn sách ebook liên thông giữa các thư viện. Đây cũng chính là một trong những điểm nổi bật của các chương trình giáo dục STEM tại Mỹ.

 “Mở” và đi từ STEM đến STEAM

Giáo dục STEM không chỉ gói gọn trọng sự liên môn giữa các nhóm kiến thức khoa học tự nhiên mà giờ đây các giáo viên đã chủ động lồng ghép thêm các yếu tố về văn hóa, xã hội, nhân văn, nghệ thuật (gọi chung là các môn nghệ thuật khai phóng – liberal arts). Do vậy STEM đã được phát triển lên thành STEAM. Thỉnh thoảng STEAM được viết thành STE(A)M với chữ A được viết trong ngoặc đơn với chủ đích diễn tả các chương trình học có nhấn mạnh các môn nghệ thuật khai phóng trên nền tảng của giáo dục STEM nói chung.

Việc soạn các bài học STEM luôn dành một khoảng không gian cho việc kết nối với các chủ đề về xã hội, văn hóa, và các môn nghệ thuật. Ở đó, học sinh được khuyến khích vận dụng óc sáng tạo về các môn nghệ thuật, các kiến thức về lịch sử và nhân văn để tạo ra một sản phẩm mới, có giá trị và ý nghĩa cho xã hội. Chẳng hạn, các em học sinh lớp 6 ở đây được làm quen với phần mềm SketchUp và Google Earth (cả hai đều miễn phí) để vẽ những khu vui chơi dành cho các trẻ em ở những vùng nông thôn khó khăn.

Lắng nghe ý kiến từ phía học sinh và tự đánh giá

Biên soạn giáo án STEM không phải là công việc làm một lần là xong mà đó là quá trình thường xuyên điều chỉnh và thay đổi tùy theo những diễn biến học tập của lớp học và các điều kiện thực tế thay đổi. Do vậy, các giáo viên ở Mỹ thường ghi nhận tất cả các ý kiến phản hồi của học sinh, đồng thời giáo viên luôn hào hứng cho những ý kiến đóng góp mới làm cho bài học hấp dẫn hơn. Quá trình tự đánh giá lại các bài soạn thường được giáo viên làm ngay sau mỗi buổi học. Một vài ghi chú nhỏ sẽ giúp ích cho các giáo viên tổng hợp lại sau mỗi cuối học kỳ để tiếp tục hoàn thiện các bài soạn cho một học kỳ mới tiếp theo.

Lớp học STE(A)M của Học Viện Khám Phá dành cho các bạn trường tiểu học Vinschool

Phong cách riêng của giáo viên

Trong thời gian làm việc với hàng trăm giáo viên dạy STEM tại Mỹ, tôi chưa bao giờ bắt gặp bài soạn STEM nào giống nhau, mỗi giáo viên đều có một cách tiếp cận trình bày bài giảng rất riêng. Có giáo viên thích nêu những vấn đề của địa phương (local issues), có giáo viên thích nêu những vấn đề toàn cầu (global issues). Về phương pháp dạy học, có giáo viên chọn dạy theo một vài phương pháp mang tính xuyên suốt, nhưng cũng có giáo viên chọn kết hợp đa dạng các phương pháp trong mỗi buổi học. Có giáo viên chú trọng vào  làm việc nhóm, nhưng cũng có giáo viên chú trọng vào việc gửi các nhận xét và phản hồi cho từng cá nhân. Ngoài ra, có giáo viên hứng thú liên hệ nội dung bài học STEM với các phim thiếu nhi nổi tiếng, nhưng cũng có giáo viên thích những bài hát hoặc bản nhạc đề cập các khái niệm khoa học. Mỗi phương pháp dạy học đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng. Việc áp dụng một cách linh hoạt, tùy theo từng chủ đề, nội dung và bối cảnh của lớp học được xem là giải pháp tốt nhất giúp cho học sinh cảm thấy yêu thích bài học hơn. Các giáo viên thường chia sẻ với tôi một ý khá giống nhau là sự đang dạng là chìa khóa của sự sáng tạo (diversity is the key to creativity).

Một điểm đặc trưng trong giáo dục của nước Mỹ là khuyến khích yếu tố đa dạng văn hóa và chủng tộc, hơn thế nữa, các chiến dịch khuyến khích người Mỹ gốc Phi tham gia nhiều hơn vào các ngành nghề STEM cũng được đẩy mạnh trong thời gian gần đây, đã giúp cho các chương trình giáo dục STEM thêm nhiều màu sắc mới mẻ.

Tiến sỹ Nguyễn Thành Hải

Nghiên cứu sinh tiến sỹ Chuyên ngành giáo dục STEM – ĐH.Missouri – Mỹ


[1] Basham, J. D., Israel, M., & Maynard, K. (2010). An ecological model of STEM education: Operationalizing STEM for all. Journal of Special Education Technology, 25(3), 9-19.

[2] Clark, B., & Button, C. (2011). Sustainability transdisciplinary education model: interface of arts, science, and community (STEM). International Journal of Sustainability in Higher Education, 12(1), 41-54.

[3] Capraro, R. M., Capraro, M. M., & Morgan, J. R. (Eds.). (2013). STEM project-based learning: An integrated science, technology, engineering, and mathematics (STEM) approach. Springer Science & Business Media.

[4] Bolam, R., McMahon, A., Stoll, L., Thomas, S., Wallace, M., Greenwood, A., … & Smith, M. (2005). Creating and sustaining effective professional learning communities (Vol. 637). Research report.

[5] Mahzoon-Hagheghi, M., Yebra, R., Johnson, R. D., & Sohn, L. N. (2018). Fostering a Greater Understanding of Science in the Classroom through Children’s Literature. Texas Journal of Literacy Education, 6(1), 41-50.

[6] Lefever-Davis, S., & Pearman, C. J. (2015). Reading, Writing and Relevancy: Integrating 3R’s into STEM. The Open Communication Journal, 9(1).

Comments