Trong lộ trình đổi mới của Chương trình GDPT 2018, giáo dục STEM đã trở thành một “từ khóa” then chốt. Việc triển khai giáo dục STEM ở cấp THCS sao cho hiệu quả và phù hợp với nguồn lực của từng nhà trường vẫn là bài toán khiến nhiều thầy cô trăn trở. Bài viết này inteX sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan, thực tế và những giải pháp cụ thể dành riêng cho bậc trung học cơ sở.
1. STEM ở cấp THCS là gì?
Nói một cách đơn giản, STEM ở cấp THCS là phương pháp giáo dục tích hợp 4 lĩnh vực: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics).
Ở bậc Tiểu học, STEM thường dừng lại ở mức độ khơi gợi hứng thú qua các trò chơi lắp ghép. Nhưng bước sang cấp THCS (từ lớp 6 đến lớp 9), STEM đòi hỏi sự tư duy sâu hơn. Học sinh không chỉ “chế tạo” mà phải giải thích được nguyên lý dựa trên kiến thức liên môn. Từ đó giải quyết các vấn đề thực tế của địa phương hoặc đời sống.
2. Tổng quan giáo dục STEM ở cấp THCS
Việc triển khai STEM tại trường cấp 2 hiện nay không còn là hoạt động tự phát mà đã có hành lang pháp lý rõ ràng (điển hình là Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH).
2.1. Các mô hình triển khai phổ biến ở cấp THCS
Tùy vào điều kiện cơ sở vật chất, các nhà trường có thể lựa chọn 3 hình thức sau:
- Dạy học các môn khoa học theo bài học STEM: Đây là hình thức phổ biến nhất. Các thầy cô thiết kế lại bài học trong chương trình chính khóa thành các dự án nhỏ. (Ví dụ: Thay vì chỉ học lý thuyết về “Áp suất”, học sinh sẽ được giao dự án “Thiết kế hệ thống tưới cây tự động”).
- Hoạt động trải nghiệm STEM: Tổ chức dưới dạng ngày hội (STEM Day), tham quan các cơ sở nghiên cứu hoặc các xưởng sản xuất thực tế.
- Hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật: Dành cho nhóm học sinh có năng khiếu, định hướng tham gia các kỳ thi như ViSEF (Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia).
2.2. Chương trình giáo dục STEM ở cấp THCS gồm những gì?
Lớp 6 – 7: Khám phá & Trải nghiệm
- STEM Môi trường (Eco-STEM): Thiết kế hệ thống lọc nước tự nhiên, chế tạo “thùng rác thông minh” phân loại rác thải, hoặc dự án nông nghiệp đô thị (trồng cây thủy canh).
- Năng lượng tái tạo: Chế tạo xe chạy bằng năng lượng mặt trời, mô hình máy phát điện gió từ vật liệu tái chế.
- Nhập môn lập trình: Làm quen với tư duy thuật toán thông qua lập trình kéo thả (Scratch) để tạo ra các trò chơi giáo dục hoặc câu chuyện tương tác.
Lớp 8 – 9: Sáng tạo và làm chủ công nghệ
- Hệ thống tự động hóa (Smart System): Thiết kế mô hình “Nhà thông minh” (Smart Home) với đèn tự động bật tắt, hệ thống cảnh báo cháy hoặc tưới cây tự động dựa trên cảm biến độ ẩm.
- Khoa học Robotics chuyên sâu: Đây là lúc bộ kit Vro Box phát huy tối đa sức mạnh. Học sinh không chỉ lắp ráp mà phải lập trình để robot giải quyết các nhiệm vụ phức tạp như: Robot dò đường, Robot vận chuyển hàng hóa trong kho, hoặc Robot cứu hộ.
- Cơ khí & Kết cấu: Thử thách xây dựng mô hình cầu vượt nhịp lớn, máy cánh tay thủy lực hoặc thiết kế tàu thủy chạy bằng động cơ điện.
2.3. Thách thức và giải pháp khắc phục khi triển khai STEM cho học sinh cấp 2
Triển khai STEM chưa bao giờ là dễ dàng, đặc biệt là với áp lực về thời gian và chương trình.
| Thách thức | Giải pháp khắc phục cho nhà trường |
| Thiếu quỹ thời gian | Tích hợp vào các tiết thực hành hoặc hoạt động giáo dục ngoài giờ lên lớp. |
| Kinh phí hạn hẹp | Ưu tiên các dự án STEM tái chế từ chai nhựa, bìa carton… |
| Giáo viên ngại đổi mới | Tổ chức các buổi sinh hoạt chuyên môn liên môn để thầy cô hỗ trợ nhau về kiến thức kỹ thuật/tin học. |
Tìm hiểu thêm: Các Lỗi Thường Gặp Khi Tổ Chức Hoạt Động STEM Ở THCS
3. Học cụ thường dùng khi học STEM cho học sinh THCS
Học cụ không chỉ là công cụ, mà là “ngôn ngữ” để học sinh giao tiếp với kiến thức. Mà nó cần đảm bảo tính chính xác về kỹ thuật và khả năng mở rộng sáng tạo.
3.1. Vật liệu tái chế và dụng cụ chế tác cơ bản
Đây là bước khởi đầu kinh tế cho mọi nhà trường để triển khai các dự án STEM về kỹ thuật và môi trường:
- Vật liệu: Bìa carton, chai nhựa, que kem, ống hút, dây chun.
- Dụng cụ: Súng bắn keo, dao rọc giấy an toàn, băng dính điện, kìm cắt.
- Ứng dụng: Chế tạo mô hình nhà chống động đất, cầu dân dụng, máy lọc nước mini.
3.2. Bộ Kit Robot Vro Box – Giải pháp “All-in-one” cho nhà trường
Nếu giáo viên đang tìm kiếm một công cụ vừa đáp ứng được tiêu chuẩn thi đấu, vừa dễ dàng đưa vào giáo án chính khóa. Vro Box là lựa chọn hàng đầu.
- Đặc điểm nổi bật: Vro Box không đơn thuần là một bộ đồ chơi. Mà là một hệ sinh thái học tập. Nó bao gồm các khung cơ khí chắc chắn, động cơ công suất cao và mạch điều khiển tích hợp.
- Lợi thế cho giáo viên:
- Tương thích hoàn toàn với các phần mềm lập trình phổ biến.
- Đi kèm tài liệu hướng dẫn chi tiết theo lộ trình từ cơ bản đến nâng cao.
- Học sinh có thể tự lắp ráp nhiều hình dạng robot khác nhau từ cùng một bộ kit. Giúp tiết kiệm chi phí đầu tư cho nhà trường.
- Ứng dụng: Thử thách robot mê cung, robot đá bóng hoặc tham gia các cuộc thi Robotics cấp trường, cấp tỉnh.
3.3. Vi điều khiển và Linh kiện điện tử
Dành cho các dự án lập trình và tự động hóa phức tạp hơn trong chương trình Tin học và Công nghệ:
- Mainboard: Arduino Uno R3 (phù hợp học lập trình C++ cơ bản). Micro:bit (phù hợp lập trình kéo thả cho lớp 6, 7).
- Cảm biến (Sensors): Cảm biến siêu âm (đo khoảng cách). Cảm biến độ ẩm đất (làm vườn thông minh). Cảm biến ánh sáng.
- Phần mềm bổ trợ: Tinkercad – Công cụ cứu cánh giúp học sinh “lắp mạch ảo” trên máy tính trước khi thực hành thật, giúp giảm thiểu rủi ro cháy nổ linh kiện.
Bảng so sánh nhanh 3 học cụ phổ biến:
| Loại học cụ | Phù hợp với | Ưu điểm |
| Vật liệu tái chế | Dự án Kỹ thuật lớp 6 | Chi phí 0 đồng, bảo vệ môi trường. |
| Hệ sinh thái Vro Box | CLB Robot, Thi đấu | Bền, chuyên nghiệp, hỗ trợ giáo án sẵn. |
| Arduino/Micro:bit | Dự án Lập trình lớp 8, 9 | Tính tùy biến cao, chuẩn kỹ thuật quốc tế. |
Tìm hiểu thêm: Sản Phẩm STEM THCS Là Gì? Học Sinh Cần Hiểu Gì Trước Khi Làm
Kết luận:
Giáo dục STEM ở cấp THCS cốt lõi nằm ở việc học sinh được sai – sửa – sáng tạo. Khi nhà trường và giáo viên thay đổi cách tiếp cận. Đó chính là lúc chúng ta mở ra cánh cửa giúp học sinh làm chủ kỹ năng và tư duy của thế kỷ 21.
