Võ Thị Hải - Lê Thị Cẩm Tú - Trần Minh Đức
TAI NGHE - MẮT NHÌN - ĐẦU NGHĨ - TAY LÀM là “combo trọn bộ” của mô hình giáo dục STEM tại Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành của chúng tôi
Giáo dục STEM là mô hình giáo dục tích hợp, theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) nhằm trang bị cho người học những kiến thức khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kĩ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematic). Thay vì dạy các môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập tích hợp dựa trên các giả lập, mô hình, và ứng dụng thực tiễn. Năng động nắm bắt xu hướng dạy học hiện đại và đáp ứng yêu cầu của chương trình mới, Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành đã tiên phong, mạnh dạn ứng dụng giáo dục STEM vào dạy học các môn KHTN một cách mạnh mẽ, tạo nên sự thay đổi về tư duy dạy học của giáo viên và tư duy học tập của học sinh.
THÁCH THỨC VÀ CƠ HỘI
Là trường thực hành sư phạm của trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành có thuận lợi rất lớn trong việc triển khai mô hình giáo dục STEM. Hoạt động học tập nâng cao trình độ giáo viên, tập huấn về chuyên môn, tham gia các hội nghị, hội thảo về dạy học STEM hay cập nhật các phương pháp, kĩ thuật dạy học tiến bộ, … được thực hiện thường xuyên và hiệu quả bởi đội ngũ các chuyên gia đến từ nhiều cấp khác nhau như Bộ Giáo dục và Đào tạo, Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội và Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Bên cạnh đó, Nhà trường còn có lợi thế trong việc tuyển dụng nguồn giáo viên trẻ chất lượng cao là sinh viên tốt nghiệp từ trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Nhà trường được các khoa như Hóa học, Sinh học, Vật lí, Sư phạm Kĩ thuật, … tạo điều kiện sử dụng các máy móc, thiết bị, không gian để dạy thực hành và STEM. Đặc biệt, Ban Giám hiệu Nhà trường rất quan tâm tới đổi mới phương pháp, hình thức dạy học và kiểm tra đánh giá, chú trọng vận dụng kiến thức khoa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn cuộc sống và nâng cao năng lực thích ứng của học sinh.
Một lợi có thể kể đến khác là từ năm học 2013-2024, trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành được thí điểm tự chủ Chương trình Nhà trường theo công văn 791 của Bộ GD&ĐT. Trong đó, kế hoạch dạy học các môn học được xây dựng thành các chủ đề, dự án học tập, hoạt động trải nghiệm, tăng cường liên môn, giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức. Chính sự kết nối các kiến thức liên quan giữa các môn học đã tạo thuận lợi cho giáo viên có thể dễ dàng tổ chức được các bài học, chủ đề theo định hướng giáo dục STEM.
Bên cạnh những thuận lợi kể trên, có không ít những khó khăn mà thầy và trò nhà trường phải đối diện trong những năm gần đây. Đầu tiên, phải kể đến ảnh hưởng từ sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ và kinh tế xã hội, kéo theo sự biến động lớn về cơ cấu nghề nghiệp và khối thi đại học của học sinh trong các trường phổ thông tại Việt Nam và đặc biệt là khu vực Hà Nội. Do đó, số lượng học sinh lựa chọn tổ hợp môn học KHTN ngày càng giảm, dẫn đến sự thiếu hụt về đối tượng người học, khó khăn trong triển khai mô hình giáo dục STEM. Cơ sở vật chất của Nhà trường còn hạn chế, không đủ các phòng thực hành, thí nghiệm; không gian trải nghiệm còn nhỏ hẹp, chưa đáp ứng tốt nhu cầu tổ chức hoạt động dạy học STEM. Bên cạnh đó, đội ngũ giáo viên đáp ứng tốt việc giảng dạy theo mô hình STEM còn mỏng.
Tuy nhiên, với tình yêu nghề và nhận thức được lợi ích từ mô hình giáo dục STEM đối với sự trưởng thành của học sinh, các thầy giáo, cô giáo Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành đã không ngừng nỗ lực, sáng tạo, biến những khó khăn thành cơ hội khám phá, trải nghiệm mới về môn học.
NHÌN LẠI MỘT CHẶNG ĐƯỜNG
Rộng về quy mô, đa dạng về phương pháp
Ở Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành, giáo dục STEM được triển khai trên quy mô tất cả các khối lớp và các môn học như Vật lí, Hóa học, Sinh học (KHTN), Công nghệ, Toán học và Tin học. Từ đầu mỗi năm học, các tổ nhóm chuyên môn đã đánh giá, phân tích và lựa chọn ra các chủ đề, bài học phù hợp với mô hình dạy học STEM với mong muốn phát huy tối đa năng lực sáng tạo, chủ động chiếm lĩnh kiến thức của học sinh.
Để có một tiết học hoặc một chủ đề triển khai theo dạy học STEM, các giáo viên đã áp dụng linh hoạt, hài hoà, hợp lí các phương pháp, có thể kể đến như (i) phương pháp điều tra, (ii) phương pháp chuyên gia, (iii) phương pháp thực nghiệm sư phạm, … Trong đó, với phương pháp thực nghiệm sư phạm, giáo viên cần tiến hành thực nghiệm dạy học ở 2 nhóm (i) lớp học thực nghiệm và (ii) lớp học đối chứng. Cả lớp học đối chứng và lớp học thực nghiệm đều được thực hiện trên cùng một đối tượng học sinh như nhau, đảm bảo đồng đều về trình độ, lứa tuổi và thời gian. Sự đa dạng về phương pháp và kĩ thuật dạy học mang đến bầu không khí học tập sôi nổi, hấp dẫn với học sinh và là nguồn động lực to lớn để thầy cô tiếp tục khắc phục khó khăn và nhân rộng mô hình, nâng cao chất lượng các giờ học. Bên cạnh đó, học với mô hình STEM, học sinh được trực tiếp làm việc, tạo ra sản phẩm cá nhân và nhóm, mang đến những nhận thức mới mẻ, bất ngờ và thú vị cho môn học.
Các kế hoạch bài dạy theo định hướng dạy học STEM được chuẩn bị kĩ lưỡng với sự kết hợp, bổ trợ cho nhau của các kiến thức về Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Toán học, Tin học,… sau đó, được triển khai ở phạm vi các tổ chuyên môn theo quy trình nghiên cứu bài học. Quy trình tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM để phát triển năng lực sáng tạo của học sinh bao gồm các bước:
Phong phú về hình thức tổ chức
Hiện tại, Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành đã, đang và sẽ tiếp tục triển khai mô hình giáo dục STEM dưới cả 3 hình thức: (i) dạy học STEM trong các môn học, (ii) trải nghiệm STEM và (iii) nghiên cứu khoa học. Cả 3 hình thức đều được đầu tư bài bản, tương hỗ cho nhau, cùng tạo ra một hệ sinh thái giáo dục STEM hiệu quả.
- Dạy học STEM trong các môn học
Tại Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành, dạy học theo mô hình STEM được triển khai thường xuyên và rộng khắp trong các môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học (KHTN), Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học, do đó, bám sát chương trình của các môn học, không làm phát sinh thêm thời gian học tập mà còn phát huy được tính năng động, sáng tạo, tự chủ của giáo viên và học sinh trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức.
Tính riêng năm học 2022-2023, toàn trường đã có tổng 35 bài học/chủ đề được thực hiện dạy học theo mô hình STEM. Các tiết học STEM biến những tiết học khô khan nhiều kiến thức phức tạp trở nên gần gũi, dễ hiểu và khó quên. Trong các giờ Sinh học, học sinh không phải nhớ phân tử ADN gồm có mấy chuỗi, có bao nhiêu loại nucleotide; không chỉ học quy trình làm sữa chua gồm có 5 bước mà được tận tay thực hành làm nên những mẻ sữa thơm ngon. Cấu trúc phức tạp của tế bào nhân thực bao gồm nhân, ti thể, lục lạp, peroxisome, lysosome, bộ máy golgi, lưới nội chất cũng trở nên gần gũi và dễ nhận diện nhờ các mô trình trực quan, sinh động do chính các học sinh tìm tiểu và tạo ra. Nhờ đó, kiến thức sẽ được ghi nhớ một cách tự nhiên và hiệu quả nhất. Khi được tận mắt chiêm ngưỡng hoặc thưởng thức các sản phẩm của chính mình, học sinh thêm yêu và tự hào về bản thân, môn học.
Các tiết Hóa học theo mô hình STEM mang đến cho học sinh thật nhiều trải nghiệm bất ngờ, thú vị, gợi nên sự tò mò và thôi thúc học sinh bởi biết bao câu hỏi cần được giải đáp về mặt khoa học. Học sinh có thể trở thành một nhà hóa học, tự mình xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố, từ đó, không cần thụ động học thuộc mà tự nhiên nhớ mãi không quên vị trí, đặc điểm, tính chất của chúng. Các bài học như Pha chế nước muối sinh lý, Điều chế tinh dầu xả, tinh dầu bưởi, tinh dầu chanh, Điều chế phân bón từ rác, Chế tạo xà phòng từ nguyên liệu thiên nhiên,… không chỉ tạo sự hứng khởi cho học sinh trong quá trình thực hiện mà còn mang tới niềm tự hào, hãnh diện, cảm giác đạt được thành tựu khi tạo nên những sản phẩm có thể dùng được. Những bài học về Tái chế vật dụng hữu ích từ rác thải kim loại, Chế tạo nước rửa bát từ rác thải hữu cơ,… giáo dục cho học sinh biết trân quý tài nguyên thiên nhiên, biết tiết kiệm trong cuộc sống và có trách nhiệm hơn với cộng đồng.
Lần lượt, các tiết học Vật lí, Toán học, Công nghệ, Tin học… đều có thể vận dụng mô hình giáo dục STEM để triển khai hấp dẫn và thuyết phục hơn. Trong môn Vật lí, học sinh được học Chế tạo pin điện hóa, trong đó, pin được chế tạo từ các loại rau, củ, quả, thậm chí là từ nước thải, sau đó, dùng chính pin điện hóa đó để thiết kế cho bản thân và gia đình một hệ đèn ngủ thân thiện, tiết kiệm. Trong môn Toán học, các kiến thức hình hộp khô khan và tưởng chừng chẳng liên quan gì đến thực tế cuộc sống cũng có thể được vận dụng để thiết kế và xây dựng các mô hình nhà, bàn ghế, tủ,… và thậm chí được vận dụng trong thiết kế các loại xe đua khí động học một cách hấp dẫn. Trong tất cả các khối lớp và môn học, môn Công nghệ là môn học gần gũi và dễ lựa chọn mô hình giáo dục STEM, có thể kể đến các chủ đề như Mô hình trồng rau sạch tại nhà, Nhân giống cây trồng tại nhà, Truyền và biến đổi chuyển động, Mạch điện dân dụng, Robot dò đường,…
Giá trị to lớn mà dạy học STEM trong các môn học mang lại là sau khi tìm hiểu kiến thức nền, thông qua quá trình trải nghiệm, học sinh được chủ động, sáng tạo đề xuất các chất liệu, cách thức, hình thức tạo ra sản phẩm học tập. Học sinh có cơ hội để thuyết trình, bày tỏ quan điểm để bảo vệ sản phẩm học tập của mình, được phân tích, đánh giá, phản biện sản phẩm của nhóm bạn. Từ đó, mỗi cá nhân và nhóm học sinh đều có cơ hội để nhận được những góp ý mang tính xây dựng từ giáo viên và học sinh khác và có cơ hội điều chỉnh thiết kế, quy trình thực hiện, tạo nên các sản phẩm học tập tối ưu.
Mô hình tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực - Sinh học lớp 10 được thiết kế sáng tạo, đa dạng về hình dáng và màu sắc.
Bài học lên men Lactic và lên men Etylic được vận dụng để tạo nên những sản phẩm dùng được như sữa chua, dưa muối, nếp cẩm,…
Trong các giờ học STEM, học sinh được chủ động sáng tạo ý tưởng, thiết kế mô hình và hoàn thiện sản phẩm
Vận dụng kiến thức trung điểm của đoạn thẳng trong chế tạo cầu bập bênh trong môn Toán 6
Mỗi giờ học STEM mang tới cho học sinh cảm giác thành công vì đã tự mình làm ra được các sản phẩm độc đáo, có tính ứng dụng như: piano hoa quả, đèn ngủ, robot, ..
Giờ học STEM mang lại cho học sinh cơ hội để được trải nghiệm, chiêm nghiệm và điều chỉnh
- Trải nghiệm STEM
Hình thức trải nghiệm STEM được phụ trách bởi Câu lạc bộ Khoa học của Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành. Câu lạc bộ được thành lập với mục đích tạo sân chơi và môi trường sinh hoạt, trao đổi ý tưởng thực nghiệm và sáng tạo khoa học từ những thứ đơn giản mà hữu ích, cần thiết trong cuộc sống dành cho các học sinh yêu thích khoa học. Câu lạc bộ chủ động thiết kế các buổi sinh hoạt thường niên với nhiều chủ đề khác nhau như chế tạo nến thơm, son dưỡng môi, xà phòng handmade, nước tẩy rửa hữu cơ từ nguyên liệu tự nhiên; chế tạo đàn piano từ hoa quả, thắp sáng bóng đèn LED bằng pin điện hóa,… Từ đó, học sinh dần được thắp lửa tình yêu khoa học, lan toả sự tò mò, năng lực khám phá và mở ra những đề xuất mới mẻ, ấp ủ cho các đề tài nghiên cứu khoa học sâu hơn.
Học sinh CLB SPC chế tạo robot
Học sinh CLB SPC tổ chức workshop làm nước hoa khô
Học sinh CLB SPC tổ chức workshop làm son dưỡng
Song song với các sinh hoạt nội bộ, Câu lạc bộ Khoa học còn chịu trách nhiệm cho các hoạt động trải nghiệm STEM dành cho học sinh toàn trường trong những dịp đặc biệt. Một số sự kiện như Chào học sinh lớp 6, Chào học sinh lớp 10, ngày hội đổi đồ Moitainai,… có sự góp mặt của trải nghiệm STEM. Và đặc biệt, những ý tưởng khoa học thú vị của câu lạc bộ còn là đề tài rất hấp dẫn đối với học sinh nước ngoài mỗi khi Nhà trường đón đoàn giao lưu quốc tế đến từ Nhật Bản, Singapore, Đan Mạch,… Thành viên Câu lạc bộ Khoa học còn mang theo những thí nghiệm thú vị của mình khi thực hiện các chuyến giao lưu tại các nước bạn, thu hút không ít sự tò mò đối với học sinh. Có thể nói, hoạt động trải nghiệm STEM là niềm tự hào của thầy và trò Câu lạc bộ Khoa học, giúp lan tỏa tình yêu khoa học tới những người xung quanh.
Học sinh học lập trình thực tế ảo VR/AR
Học sinh đang chế tạo loa điện mini
Học sinh hàn mạch cho robot
Học sinh Nguyễn Tất Thành hướng dẫn các bạn học sinh Singapore làm piano từ quả chuối
Học sinh Nguyễn Tất Thành hướng dẫn các bạn học sinh Đan Mạch làm chất chỉ thị acid, base từ nước bắp cải tím
Học sinh Nguyễn Tất Thành hướng dẫn học sinh Myazaki – Nhật Bản nghiên cứu về ô nhiễm nguồn nước
- Nghiên cứu khoa học kĩ thuật
Song song với dạy học STEM trong môn học và trải nghiệm STEM, hoạt động nghiên cứu khoa học của học sinh được Nhà trường đặc biệt coi trọng. Nghiên cứu khoa học là một hoạt động thường niên, bền vững, cũng là thế mạnh của Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành, giúp kích thích tư duy sáng tạo, liên hệ giữa lí thuyết và thực tiễn cuộc sống, tạo hứng thú trong học tập và khơi dậy đam mê, năng khiếu nghiên cứu khoa học chuyên sâu cho học sinh. Thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học, học sinh được tiếp cận và phát triển nhiều năng lực như tìm kiếm tài liệu, sáng tạo ý tưởng, lập kế hoạch, thực hành, thực nghiệm, viết báo cáo, giao tiếp và tư duy phản biện. Hàng năm, Nhà trường đều tổ chức hoặc tham gia các cuộc thi như Nhà sáng tạo trẻ, Thiết kế và sáng tạo robot, Khoa học kĩ thuật từ quy mô cấp trường Nguyễn Tất Thành đến Đại học Sư Phạm, quốc gia và quốc tế. Nhờ các cuộc thi như vậy, rất nhiều thế hệ học sinh Nguyễn Tất Thành đã được kích hoạt tiềm năng nghiên cứu, phát hiện thế mạnh của bản thân và có những bước đột phá trong định hướng lựa chọn nghề nghiệp tương lai.
Sự triển khai đa dạng và đồng loạt tiết học STEM ở các nhóm môn KHTN, Toán học, Công nghệ và Tin học đã mang tới cho học sinh rất nhiều thắc mắc khoa học, những vấn đề thực tiễn cần được giải quyết. Do đó, hàng năm, cuộc thi “Nhà sáng tạo trẻ” cấp trường Nguyễn Tất Thành đã thu hút được sự tham gia nhiệt tình của học sinh từ lớp 6 đến lớp 12. Tính riêng năm học 2022-2023, đã có tổng số 21 đề tài tham gia từ các nhóm chuyên môn Sinh, Hoá, Lí, Công nghệ, trong đó, có 12 đề tài được vào vòng chung kết của cuộc thi. Cùng trong năm học 2022-2023, học sinh nhà trường đã đóng góp 08 đề tài tham gia cuộc thi “Sáng tạo STEM dành cho thanh thiếu niên năm 2022” do Trung tâm Phân tích và Dự báo - Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam phối hợp với Ban chấp hành Đoàn thanh niên - Bộ GD&ĐT tổ chức. Trong đó, đề tài của nhóm học sinh học sinh Vũ Minh Trang, Lê Hoàng Minh Phú, Nguyễn Vân Chi, Phùng An Khanh, Đào Trần Anh Diệp lớp 8A6 đạt Giải Nhì toàn quốc với tên gọi “Ứng dụng sóng siêu âm trong việc tạo lập thiết bị hỗ trợ người khiếm thị” do Thầy Lưu Minh Đức – giáo viên Vật lí hướng dẫn.
Hàng năm, Nhà trường tổ chức cuộc thi Khoa học kĩ thuật cấp trường, thu hút đông đảo học sinh tham dự, tính riêng năm học 2022-2023 có tới 26 đề tài lọt vào vòng Chung kết. Các công trình nghiên cứu khoa học hết sức phong phú, đa dạng trên nhiều lĩnh vực Khoa học tự nhiên, Khoa học xã hội, Kĩ thuật và Công nghệ, … Cùng năm 2022-2023, Nhà trường có 12 đề tài tham gia cuộc thi Khoa học kĩ thuật cấp trường ĐH Sư phạm Hà Nội, trong đó có 2 đề tài đạt Giải Nhất và được tham gia cuộc thi cấp quốc gia, mang về cho thầy và trò Nhà trường 01 Giải Ba của học sinh Vũ Uyển Nhi lớp 10D3 và 01 Giải triển vọng của học sinh Nguyễn Duy Hải Đăng và Vũ Quang Bình lớp 10A3. Năm học 2020-2021, hai học sinh Nguyễn Nguyệt Minh lớp 10A1 và Vũ Đức Minh lớp 10N1 đã đạt Giải Nhất quốc gia và được thay mặt cho Việt Nam tham gia vòng thi quốc tế. Hàng năm, học sinh nhà trường còn tham gia nhiều cuộc thi Khoa học kĩ thuật và Hội thảo khoa học Quốc tế như Olympic STEM Quốc tế, Hội thảo Quốc tế Elementz Fair – Singapore, Liên minh toàn cầu về Phát triển bền vững (GALESS), Cuộc thi Sáng tạo và Phát minh Quốc tế - Pháp, Olympic Phát minh và Sáng chế thế giới (WICO) – Hàn Quốc, Cuộc thi Khoa học dành cho học sinh các nước ASEAN+3,… Đó là minh chứng rõ ràng nhất cho ngọn lửa đam mê khoa học và tinh thần “vượt khó”, “vượt nghèo” của thầy và trò Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành. Thành công của việc nghiên cứu khoa học không chỉ thể hiện ở các giải thưởng, những tấm huy chương mà còn là sự trải nghiệm, khám phá, trưởng thành của học sinh.
Học sinh Nguyễn Tất Thành đạt giải Nhất Quốc gia cuộc thi KHKT năm 2020
Học sinh Nguyễn Tất Thành đạt giải Ba Quốc gia cuộc thi KHKT năm 2023
Học sinh NTT được HCV cuộc thi WICO 2023 tại Hàn Quốc
Lời kết
Mô hình giáo dục STEM góp phần không nhỏ tạo nên chân dung học trò Nguyễn Tất Thành “bản lĩnh, tự tin, sáng tạo, thích ứng, ham học hỏi,…”. Những minh chứng và con số biết nói trên là kết quả của sự nỗ lực, vận dụng linh hoạt các điều kiện vật chất, nhân lực của thầy và trò Trường THCS và THPT Nguyễn Tất Thành để theo đuổi ước mơ chinh phục đỉnh cao tri thức. Thành tựu bước đầu này đặt nền móng vững chắc, ghi dấu ấn phát triển và trưởng thành của giáo dục STEM dưới mái trường mang tên Bác.
