Giáo dục STEM lớp 5: Nhận thức đúng về dạy học tích hợp

Dạy học STEM không chỉ cung cấp kiến thức, mà còn giúp học sinh lớp 5 rèn luyện kỹ năng sống. Từ đó xây dựng tư duy đổi mới sáng tạo, đáp ứng yêu cầu giáo dục hiện đại và định hướng nghề nghiệp tương lai.

Dạy học tích hợp trong giáo dục STEM là cơ sở quan trọng để xây dựng và triển khai hiệu quả Chương trình GDPT 2018, nhằm phát triển năng lực toàn diện của người học.

Dạy học tích hợp không chỉ đơn thuần là việc kết hợp các môn học, mà còn đòi hỏi sự liên kết các kiến thức, kỹ năng từ nhiều lĩnh vực nhằm giải quyết các vấn đề thực tiễn một cách hiệu quả và xuất phát từ nhu cầu thực tiễn khi kiến thức trong đời sống không tồn tại riêng lẻ mà có mối liên hệ chặt chẽ với nhau.

Việc tích hợp kiến thức cũng giúp tiết kiệm thời gian, tránh trùng lặp nội dung giữa các môn học. Thay vì học rời rạc từng môn, học sinh có thể học một chủ đề từ nhiều khía cạnh, giúp tăng cường hứng thú học tập và tạo điều kiện phát triển khả năng tự học.

Phát triển năng lực toàn diện

Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Phương pháp giáo dục STEM khuyến khích học sinh đặt câu hỏi, tìm hiểu và giải quyết các vấn đề thực tiễn qua thực hành, đồng thời rèn luyện khả năng tư duy logic, sáng tạo và phân tích khi đối mặt với các tình huống thực tế. Hướng dẫn học sinh cách xác định vấn đề, lên kế hoạch và thực hiện giải pháp.

Năng lực hợp tác và giao tiếp: Qua các dự án STEM, học sinh làm việc nhóm, chia sẻ ý tưởng và cải tiến sản phẩm. Thúc đẩy kỹ năng giao tiếp, hợp tác và làm việc trong nhóm để hoàn thành các dự án STEM.

Năng lực công nghệ và kỹ thuật: Học sinh được tiếp cận sớm với công nghệ, giúp hình thành tư duy khoa học hiện đại.

Ứng dụng vào đời sống thực tế: STEM giúp kết nối kiến thức trong sách giáo khoa với các tình huống thực tế như: Khoa học, gồm các bài học về tự nhiên, môi trường; Toán học, vận dụng kỹ năng tính toán, đo lường vào việc thiết kế hoặc chế tạo; Công nghệ, làm quen với các bước kỹ thuật cơ bản qua các dự án sáng tạo.

Thúc đẩy tư duy tích cực, sáng tạo: Giúp học sinh lớp 5 không chỉ tìm kiếm kiến thức, mà còn biết cách trăn trở với các câu hỏi tại sao và làm như thế nào? Tăng khả năng tự học, tự khám phá và đam mê với các lĩnh vực khoa học.

Đáp ứng xu hướng giáo dục hiện đại: Phù hợp với yêu cầu Chương trình GDPT 2018 và STEM liên môn giúp thực hiện mục tiêu phát triển năng lực của học sinh.

Chuẩn bị kỹ năng cho tương lai (Khám phá và định hướng nghề nghiệp): Giúp học sinh nhận thức được ứng dụng của STEM trong cuộc sống và gợi mở hứng thú với các ngành nghề liên quan trong tương lai. Giúp các em sẵn sàng với thế giới công nghệ và khoa học đang thay đổi nhanh chóng.

Các yếu tố cần thiết

Lựa chọn chủ đề: Chủ đề gần gũi, hấp dẫn và phù hợp liên quan đến chương trình lớp 5 gắn với đời sống hằng ngày của học sinh. Ví dụ: Tiết kiệm năng lượng, xử lý rác thải, ứng dụng công nghệ vào đời sống, làm mô hình nhà tiết kiệm năng lượng, khám phá Hệ Mặt trời…

Tích hợp kiến thức liên môn: Đảm bảo chủ đề kết hợp ít nhất hai lĩnh vực trong STEM, không gượng ép tích hợp, chỉ tập trung vào những kiến thức thực sự cần thiết: Khoa học (hiểu vấn đề), Công nghệ (ứng dụng), Tiếng Việt (ngôn ngữ), Toán học (tính toán), Mĩ thuật (trang trí)...

Học theo dự án: Khuyến khích học sinh thực hành thông qua các hoạt động nhóm và sáng tạo sản phẩm. Tăng tính thực hành bằng cách tổ chức các dự án nhỏ như: Làm đèn LED mini (kết hợp mạch điện), thiết kế hệ thống lọc nước mini, lập kế hoạch trồng cây xanh thông minh. Có thể tổ chức thành buổi học nhóm hoặc dự án kéo dài nhiều buổi để học sinh thực sự tham gia sâu vào quá trình STEM.

Tạo môi trường học tập khuyến khích sáng tạo. Cho phép học sinh thử nghiệm, sai lầm và điều chỉnh. Với học sinh lớp 5, giáo dục STEM thường được thực hiện thông qua các hoạt động như chế tạo mô hình, lập trình cơ bản, thí nghiệm khoa học hoặc giải các bài toán ứng dụng. Những mục tiêu này giúp các em xây dựng nền tảng vững chắc để tiếp tục học tập ở các cấp độ cao hơn.

Tập trung vào giải quyết vấn đề: Dễ thực hiện, phù hợp với điều kiện thực tế. Tổ chức nhóm từ 4 - 6 học sinh, phân công nhiệm vụ rõ ràng, phù hợp: Người lập kế hoạch, người thực hiện, người ghi chép, người thuyết trình. Hướng dẫn học sinh tự khám phá và giải quyết vấn đề thay vì chỉ nhận câu trả lời từ giáo viên.

Phát triển kỹ năng học sinh: Tích hợp không chỉ để truyền đạt kiến thức, mà còn giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy, hợp tác và tự học. Khuyến khích sáng tạo và tư duy đổi mới. Giúp học sinh phát triển khả năng suy nghĩ sáng tạo và linh hoạt khi đối diện với những thách thức mới. Đặt ra câu hỏi hoặc tình huống thực tế để học sinh tìm giải pháp. Phát huy kỹ năng tư duy phản biện, làm việc nhóm và sáng tạo của học sinh.

Xây dựng bài học theo quy trình STEM

Xác định vấn đề: Học sinh khám phá vấn đề thực tiễn cần giải quyết. Xác định rõ mục tiêu học sinh cần đạt được (kiến thức, kỹ năng, thái độ). Xây dựng kế hoạch bài học đơn giản, dễ hiểu và khả thi.

Nghiên cứu và lập kế hoạch: Tìm hiểu kiến thức liên quan và đưa ra giải pháp.

Thiết kế và thử nghiệm: Chế tạo hoặc xây dựng mô hình, kiểm tra và cải thiện. Dùng các tài liệu, thiết bị có sẵn hoặc dễ chuẩn bị. Tận dụng vật liệu tái chế, dụng cụ đơn giản như que gỗ, chai nhựa, giấy, bìa cứng, que kem, ống hút, dây thừng... Sử dụng công nghệ: Máy tính, ứng dụng học tập, hoặc tài liệu số để hỗ trợ.

Chia sẻ và đánh giá: Trình bày sản phẩm, thảo luận, rút kinh nghiệm. Đánh giá dựa trên cả quá trình (hợp tác, sáng tạo, giải quyết vấn đề) và kết quả (chất lượng sản phẩm, khả năng ứng dụng thực tế). Đánh giá kỹ năng làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy phản biện. Khen ngợi nỗ lực và khuyến khích cải thiện, giúp học sinh phát triển kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo và kết nối kiến thức lý thuyết với thực tế một cách hiệu quả.

Tiến trình bài học STEM có thể theo quy trình các bước sau:

Khởi động: Khơi gợi hứng thú qua câu hỏi, video, hoặc tình huống thực tế.

Khám phá: Cho học sinh thực hành thí nghiệm hoặc tham gia hoạt động trải nghiệm.

Sáng tạo: Hướng dẫn học sinh làm sản phẩm STEM, như mô hình, bài thuyết trình.

Kết nối: Học sinh giải thích sản phẩm, rút ra bài học và ứng dụng thực tế.

Một số ví dụ cụ thể

Dạy học chủ đề “Trồng cây trong vỏ trứng”.

Học sinh sẽ thực hiện hoạt động trồng cây con trong các vỏ trứng rỗng, bao gồm các bước như chuẩn bị vỏ trứng, cho đất vào vỏ, gieo hạt, tưới nước và quan sát sự phát triển của cây theo thời gian. Phát triển nhiều kỹ năng như quan sát, sáng tạo, làm việc nhóm và ý thức bảo vệ môi trường.

Từ đó, giúp học sinh hình thành tư duy tổng hợp, khả năng giải quyết vấn đề và yêu thích học tập thông qua các hoạt động thực tiễn. Đây là một hoạt động đơn giản nhưng có thể tích hợp kiến thức từ nhiều môn học khác nhau:

Tích hợp khoa học: Học sinh được tìm hiểu về quá trình nảy mầm và phát triển của cây, bao gồm vai trò của đất, nước, ánh sáng và nhiệt độ đối với sự sinh trưởng. Giáo viên có thể giải thích thêm về việc tái sử dụng vỏ trứng để cung cấp canxi cho đất, giúp cây phát triển khỏe mạnh hơn.

Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường: Thông qua việc tận dụng vỏ trứng, học sinh hiểu được ý nghĩa của tái chế rác thải hữu cơ, từ đó hình thành ý thức bảo vệ môi trường. Ngoài ra, các em có thể thảo luận về những cách tái chế sáng tạo khác để giảm thiểu rác thải.

Tích hợp mỹ thuật: Học sinh trang trí vỏ trứng bằng cách tô màu hoặc vẽ hình lên vỏ trước khi trồng cây. Việc này giúp kích thích khả năng sáng tạo và tăng hứng thú học tập. Sau khi cây phát triển, các em có thể sắp xếp và trưng bày sản phẩm để tạo góc xanh trong lớp học.

Tích hợp công nghệ: Học sinh ghi lại sự phát triển của cây bằng hình ảnh hoặc video theo từng ngày. Những tài liệu này có thể được sử dụng để tạo ra một bài thuyết trình hoặc báo cáo về quá trình trồng cây. Giáo viên cũng có thể hướng dẫn học sinh tìm kiếm thêm thông tin về các loại cây có thể trồng bằng phương pháp này.

Tích hợp toán học: Học sinh đo lường lượng nước tưới, ghi lại chiều cao của cây ở từng giai đoạn và lập bảng so sánh sự phát triển trong những điều kiện khác nhau. Hoạt động này giúp rèn luyện khả năng quan sát, thu thập dữ liệu và xử lý thông tin.

Tích hợp tiếng Việt: Giáo viên yêu cầu học sinh viết một đoạn văn ngắn mô tả quá trình trồng cây hoặc cảm nghĩ của mình khi tham gia hoạt động. Đây là cơ hội để các em rèn luyện kỹ năng viết và diễn đạt ý tưởng.

Môn Toán: Tính diện tích và thể tích.

Chủ đề: Tính diện tích bề mặt và thể tích hình hộp chữ nhật.

Học sinh nắm vững khái niệm về diện tích và thể tích cũng như cách áp dụng chúng vào các tình huống thực tế. Phát triển tư duy tổng hợp, khả năng làm việc nhóm và kỹ năng trình bày. Thông qua các hoạt động thực hành và giải quyết vấn đề, học sinh sẽ nhận ra ý nghĩa thiết thực của kiến thức toán học trong cuộc sống và tạo hứng thú học tập, yêu thích môn học hơn.

Với toán học: Đây là nội dung cốt lõi khi học sinh cần nắm được công thức tính diện tích bề mặt và thể tích hình hộp chữ nhật. Trong thực tế, kiến thức về diện tích bề mặt và thể tích được ứng dụng rộng rãi trong các vấn đề liên quan đến đo đạc và sản xuất. Ví dụ, học sinh có thể tính diện tích bề mặt để xác định lượng vật liệu cần thiết khi làm một chiếc hộp hoặc tính thể tích để đo sức chứa của hộp đựng

Tích hợp công nghệ: Giáo viên có thể giới thiệu một số phần mềm thiết kế 3D đơn giản hoặc ứng dụng trực tuyến giúp mô phỏng hình hộp chữ nhật. Học sinh sẽ dùng công cụ này để tạo hình hộp, thay đổi các kích thước và tính toán lại diện tích bề mặt và thể tích. Điều này giúp học sinh làm quen với công nghệ và cách áp dụng toán học vào thiết kế.

Tích hợp mỹ thuật: Học sinh có thể thực hiện một hoạt động thực hành như tạo mô hình hộp chữ nhật từ giấy hoặc bìa cứng. Sau khi làm mô hình, các em được yêu cầu đo các kích thước của hộp và tính toán lại diện tích, thể tích dựa trên các kích thước đó. Hoạt động này giúp học sinh hình dung rõ hơn về hình khối trong không gian và tăng khả năng sáng tạo.

Tích hợp kỹ năng sống: Giáo viên có thể đưa ra các tình huống thực tế như tính thể tích của một thùng nước hoặc tính diện tích bề mặt cần sơn của một chiếc hộp gỗ. Điều này giúp học sinh hiểu rằng việc học toán không chỉ để giải các bài tập trên lớp, mà còn có thể áp dụng vào cuộc sống hàng ngày, phát triển khả năng giải quyết vấn đề thực tế.

Tích hợp tiếng Việt: Sau khi hoàn thành hoạt động, giáo viên có thể yêu cầu học sinh viết một đoạn văn ngắn mô tả quá trình thực hiện, các bước tính toán và những khó khăn gặp phải. Hoạt động này giúp rèn luyện kỹ năng viết, khả năng trình bày vấn đề một cách logic và rõ ràng.