10 “bí quyết” soạn bài giảng STEM của giáo viên Mỹ

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 dựa trên một bộ tiêu chuẩn trong giáo dục khoa học theo từng bang hoặc theo hệ thống tiêu chuẩn chung của liên bang. Ví dụ: theo tiêu chuẩn mới nhất hiện nay về giáo dục khoa học của Liên bang 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 mục tiêu học sinh thiết kế thiết bị truyền âm, hoặc quan sát sự dao động của nước dưới tác động của âm thanh.

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 bài học sinh động và gắn liền với đời sống hằng ngày. Ngoài ra, các bài học còn giới thiệu những hoạt động thực tế từ các xưởng sản xuất (makerspace) và nơi làm việc (workplace) trong các ngành nghề liên quan đến KH&CN, giúp các em dễ dàng hình dung hơn các công việc, ngành nghề tương lai.

Trong các bài soạn STEM, thông thường các giáo viên lồng ghép với các dự án học tập. Các dự án có thể 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 tế1,2. 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.

Có rất nhiều cách để xây dựng bài học, trong đó khá phổ biến là quy trình 5E: Gắn kết (Engage), Khám phá (Explore), Diễn giải (Explain), Củng cố (Elaborate), Đánh giá (Evaluate). Đây là một công cụ hữu hiệu giúp cho cả người học và người dạy 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 lý thuyết mà thay vào đó, tạo ra các hoạt động thực hành và khám phá. Ngoài ra, theo mô hình dạy học 5E, 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.

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 xây dựng kế hoạch triển khai ý tưởng. Sau khi đã có kế hoạch chi tiết, học sinh bắt tay vào thực hiện ý tưởng với việc vận dụng 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, giúp các em cảm thấy tự tin khi có thể tự mình giải quyết vấn đề thay vì trông chờ vào một giải pháp có sẵn từ giáo viên3.

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 cũng 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.

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 sách, truyện có minh họa5, giúp học sinh dễ hình dung những khái niệm trừu tượng, những hiện tượng hay sự vật mà mắt thường không nhìn thấy được, đồng thời tăng vốn từ vựng để diễn đạt và hình thành tư duy khoa học. Đối với học sinh trung học, các thể loại sách tham khảo cả phi hư cấu và hư cấu gắn 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 sau6.

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... Do vậy STEM được phát triển lên thành STEAM với chữ A thỉnh thoảng được viết trong ngoặc đơn như một cách nhấn mạnh. 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.

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 diễn biến học tập của lớp học và điều kiện thực tế. Do vậy, các giáo viên ở Mỹ ghi nhận tất cả các ý kiến phản hồi của học sinh, đồng thời luôn hào hứng lắng nghe những ý kiến đóng góp 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 học kỳ tiếp theo.

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, có giáo viên thích nêu những vấn đề toàn cầu.

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. 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).

Nguyễn Thành Hải

Chủ nhiệm dự án “STEM on the Move”

Viện nghiên cứu Giáo dục STEM, ĐH Missouri - Mỹ