STEM là viết tắt của Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học), chỉ cách dạy học gộp bốn lĩnh vực này lại qua những dự án giải quyết vấn đề thật, thay vì học rời từng môn. Trẻ không chỉ học "lực là gì" trong sách mà phải dựng một cây cầu bằng ống hút chịu được mười đồng xu, đo, thử, thấy sập, sửa lại.
Trẻ có thể bắt đầu từ tuổi mầm non với hoạt động quan sát, đong đếm, lắp ghép đơn giản; tiểu học làm dự án nhỏ có đo đạc; trung học cơ sở mới đi sâu vào lập trình, điện tử, thiết kế có tính toán. Điều cốt lõi không nằm ở bộ đồ chơi đắt tiền mà ở quy trình: đặt câu hỏi, thử, sai, cải tiến. Phần dưới giải thích từng chữ cái, phân biệt STEM với STEAM và robotics, kèm hoạt động làm được tại nhà.
Bốn chữ cái và cách chúng gắn vào nhau
Khoa học là phần đặt câu hỏi về thế giới và kiểm chứng: vì sao đá chìm còn gỗ nổi, cây cần ánh sáng thế nào. Công nghệ là công cụ con người làm ra để giải quyết việc, từ cái kéo, cái thước đến máy tính, cảm biến. Kỹ thuật là quá trình thiết kế và chế tạo một giải pháp trong giới hạn vật liệu, thời gian. Toán học là ngôn ngữ để đo, đếm, so sánh và dự đoán.
Trong một bài học STEM đúng nghĩa, bốn phần này xuất hiện cùng lúc. Ví dụ dự án "làm chiếc thuyền giấy bạc chở được nhiều bi nhất": trẻ dùng khoa học để hiểu vật nổi nhờ đẩy được nhiều nước, dùng kỹ thuật để thử các hình dạng thuyền, dùng toán để đếm bi, so kích thước, ghi kết quả, và dùng công nghệ ở mức đơn giản như kéo, thước, cân bếp.
Thuật ngữ STEM được dùng phổ biến từ đầu những năm 2000 trong giáo dục ở Mỹ, rồi lan ra nhiều nước. Ở Việt Nam, Bộ Giáo dục và Đào tạo có Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020 hướng dẫn triển khai giáo dục STEM ở trường trung học, trong đó nói rõ STEM là phương thức dạy học gắn với các môn chứ không phải một môn học riêng, và chương trình giáo dục phổ thông 2018 đưa môn Tin học và Công nghệ vào từ lớp 3. Cách triển khai mỗi trường mỗi khác, nên hãy hỏi trường của con cụ thể họ làm gì trên lớp.
Học qua dự án: chu trình thiết kế kỹ thuật
Linh hồn của STEM là chu trình lặp lại dưới đây. Một lớp học hay một buổi làm ở nhà đều có thể đi theo đúng các bước này:
- Hỏi: vấn đề là gì, giới hạn là gì? Ví dụ: làm cái giá đỡ điện thoại chỉ bằng bìa và băng dính, nghiêng đủ để xem phim.
- Tưởng tượng: nghĩ ra càng nhiều cách càng tốt, chưa chê ý nào. Trẻ nói, vẽ phác, chỉ trỏ.
- Lên kế hoạch: chọn một cách, vẽ sơ đồ, liệt kê vật liệu cần.
- Làm: cắt, dán, lắp. Người lớn hỗ trợ khâu nguy hiểm như dùng dao rọc giấy, súng bắn keo nóng.
- Thử: đặt điện thoại lên, xem có đổ không, góc có vừa không. Ghi lại kết quả.
- Cải tiến: chỗ nào yếu, sửa gì, rồi thử lại. Vòng lặp này mới là phần học nhiều nhất.
Một sản phẩm thất bại ở lần thử đầu không phải là bài làm hỏng. Câu hỏi người lớn nên đặt là "con thấy nó đổ ở chỗ nào, vì sao, lần sau con định đổi gì?" chứ không phải "sao làm sai thế".
STEM, STEAM và robotics khác nhau thế nào
Ba từ này hay bị dùng lẫn trong quảng cáo các lớp học. Bảng dưới tách ra cho dễ chọn:
| STEM | STEAM | Robotics | |
|---|---|---|---|
| Thành phần | Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán | STEM cộng thêm A là Arts (nghệ thuật, thiết kế, có khi cả ngôn ngữ, nhân văn) | Một nhánh trong STEM: thiết kế, lắp ráp và lập trình robot |
| Trọng tâm | Giải quyết vấn đề bằng kiến thức liên môn | Như STEM, nhấn mạnh sáng tạo, thẩm mỹ, kể chuyện | Cơ khí, điện tử, lập trình điều khiển |
| Ví dụ hoạt động | Lọc nước đục bằng cát, sỏi, than | Thiết kế đèn ngủ hình con vật có mạch điện đơn giản | Lập trình xe robot đi theo vạch đen |
| Cần thiết bị | Thường là vật liệu rẻ quanh nhà | Vật liệu thủ công, màu vẽ, thêm linh kiện đơn giản | Bộ lắp ráp, bo mạch, máy tính hoặc máy tính bảng |
Robotics là một con đường hấp dẫn vào STEM, nhưng không phải là STEM duy nhất. Một đứa trẻ chưa có bộ robot nào vẫn có thể học STEM rất tốt với giấy, ống hút, chai nhựa và một người lớn chịu cùng hỏi "vì sao". Ngược lại, lớp robot chỉ cho trẻ lắp theo sách hướng dẫn từng bước thì ít tính STEM hơn tên gọi.
Hoạt động theo độ tuổi làm được tại nhà
Mầm non (3–5 tuổi): quan sát, phân loại, đong đếm. Thả các đồ vật vào chậu nước rồi đoán trước cái nào nổi, cái nào chìm; trồng hạt đậu trong cốc bông ẩm đặt cạnh cửa sổ, mỗi ngày đo chiều cao bằng que kem; xếp tháp bằng cốc giấy xem được mấy tầng; trộn màu nước để thấy vàng với xanh dương ra xanh lá. Mỗi hoạt động 15–20 phút là đủ, quan trọng là để trẻ đoán trước rồi tự xem kết quả. Luôn có người lớn ngồi cạnh khi chơi với nước và vật nhỏ.
Tiểu học (6–10 tuổi): dự án nhỏ có đo đạc. Làm cầu bằng ống hút và băng dính, đếm xem chịu được bao nhiêu đồng xu; thả dù bằng túi nylon từ ban công tầng hai, đo thời gian rơi với các cỡ dù khác nhau; làm bình lọc nước từ chai nhựa cắt đôi, bông, cát, sỏi rồi so độ trong; chế xe chạy bằng bóng bay. Trẻ ghi kết quả vào bảng tự kẻ, so sánh và rút ra nhận xét. Tuổi này bắt đầu làm quen lập trình kéo thả.
Trung học cơ sở (11–14 tuổi): thiết kế có tính toán. Dựng mạch điện có pin, đèn LED, công tắc; làm trạm đo nhiệt độ, độ ẩm bằng bo mạch và cảm biến; thiết kế hệ thống tưới cây tự động; viết chương trình nhỏ bằng ngôn ngữ dạng chữ. Trẻ tự đặt câu hỏi nghiên cứu, ví dụ "loại đất nào giữ ẩm lâu nhất", tự thiết kế cách thử công bằng (giữ các yếu tố khác như nhau). Người lớn chuyển dần từ người hướng dẫn sang người hỏi vặn.
Cách nhận ra một lớp STEM tử tế
Khi đi xem lớp, xin học thử hoặc hỏi kỹ giáo viên. Một lớp STEM tốt thường có những dấu hiệu sau:
- Trẻ được tự tay làm phần lớn thời gian, giáo viên nói ngắn rồi để trẻ thử. Lớp mà trẻ ngồi xem giáo viên làm mẫu cả buổi thì gần với lớp nghe giảng hơn.
- Có vấn đề mở, nhiều đáp án: mỗi nhóm ra một kiểu cầu, một kiểu thuyền khác nhau, chứ không phải cả lớp lắp ra cùng một sản phẩm giống hệt.
- Được phép thất bại và làm lại, có thời gian cho vòng cải tiến.
- Không chấm điểm, không xếp hạng trẻ. Thay vào đó, giáo viên nhận xét quá trình: con đã thử mấy cách, sửa gì, giải thích được vì sao không. Nhận xét viết bằng lời, mô tả việc trẻ làm được, giúp trẻ hứng thú lâu hơn bảng điểm.
- Làm việc nhóm có phân vai: người đo, người ghi, người lắp, đổi vai giữa các buổi.
- An toàn được nói rõ: kính bảo hộ khi cần, dụng cụ sắc và súng keo nóng có người lớn giám sát, không cho trẻ nhỏ chơi với pin cúc, nam châm nhỏ.
- Phụ huynh được xem sản phẩm và nghe trẻ kể quá trình, không chỉ nhận ảnh đẹp chụp sản phẩm hoàn chỉnh.
Câu hỏi nên đặt cho trung tâm: một buổi học trẻ làm gì, thiết bị có phải mua riêng không, tỷ lệ giáo viên trên học sinh, và trẻ được mang sản phẩm về không. Đừng chọn lớp chỉ vì quảng cáo có chữ "robot" hay "AI".
Bố mẹ không giỏi khoa học có đồng hành được không
Được, và thường còn tốt hơn bạn nghĩ. Vai trò của bố mẹ trong STEM không phải là người biết hết đáp án, mà là người đặt câu hỏi và cùng thử. Khi con hỏi "vì sao bầu trời màu xanh", thay vì vội trả lời hay vội tra mạng, hãy hỏi lại "con nghĩ vì sao?", nghe con đoán, rồi cùng tìm hiểu. Câu "bố mẹ cũng không biết, mình cùng thử xem" dạy trẻ một điều quý: không biết là bình thường, quan trọng là cách đi tìm.
Những việc nhà hằng ngày là phòng thí nghiệm miễn phí. Nấu ăn có đong đếm, nhiệt độ, sự thay đổi trạng thái như nước sôi, trứng chín. Đi chợ có tính tiền, so cân nặng. Sửa cái quạt, thay bóng đèn có cơ khí và điện. Cho con cầm thước đo, cầm cân, đếm giờ, ghi số liệu là đã học STEM.
Điều nên tránh: biến hoạt động thành bài kiểm tra, so con với bạn cùng lớp, hay làm hộ cho sản phẩm đẹp để chụp ảnh. Một cây cầu xiêu vẹo do con tự làm có giá trị học tập hơn cây cầu thẳng tắp bố mẹ dựng giùm.
Câu hỏi thường gặp
Trẻ mấy tuổi thì nên cho đi học lớp STEM?
Không có tuổi bắt buộc. Trẻ mầm non học STEM tốt nhất qua chơi ở nhà và ở trường với hoạt động quan sát, lắp ghép. Lớp STEM có cấu trúc thường phù hợp từ khoảng 5–6 tuổi, khi trẻ tập trung được 45–60 phút. Quan trọng hơn tuổi là con có hứng thú hay không.
Học STEM có giúp con học giỏi Toán hơn không?
STEM giúp trẻ thấy toán được dùng vào việc thật như đo, đếm, so sánh, nên nhiều trẻ hứng thú với toán hơn. Nhưng STEM không thay thế việc luyện kỹ năng tính toán cơ bản. Hai việc bổ trợ cho nhau chứ không cái nào thay cái nào.
Trẻ hiếu động, khó ngồi yên có học STEM được không?
Thường là hợp, vì STEM cho trẻ đứng dậy, cầm nắm, đi lại, thử nghiệm thay vì ngồi nghe. Nên chọn hoạt động ngắn, có kết quả thấy ngay như thả dù, phóng tên lửa bằng chai nước, xếp tháp. Chia dự án dài thành nhiều chặng nhỏ và cho trẻ nghỉ giữa chừng.
Có cần mua bộ đồ chơi STEM đắt tiền không?
Không cần. Phần lớn hoạt động STEM cho trẻ nhỏ chỉ cần giấy, bìa các tông, ống hút, băng dính, chai nhựa, cốc giấy, hạt giống. Bộ đồ chơi chuyên dụng tiện vì có sẵn linh kiện và hướng dẫn, nhưng chỉ đáng mua khi con đã thực sự thích và dùng thường xuyên.
Thời gian học STEM bao nhiêu mỗi tuần là hợp lý?
Với trẻ nhỏ, hai ba hoạt động mỗi tuần, mỗi lần 15–30 phút là đủ, lồng vào sinh hoạt thường ngày. Trẻ tiểu học có thể làm dự án kéo dài vài buổi. Nên giữ cảm giác vui, dừng khi con mệt và để con được chọn đề tài mình tò mò.
