Giáo dục STEM ở tiểu học: hoạt động theo nhóm lớp, đánh giá bằng sản phẩm và báo cáo phụ huynh

Giáo dục STEM ở tiểu học là cách cho trẻ giải một thử thách gần với đời sống. Các em dùng kiến thức khoa học, toán, công nghệ và kỹ thuật để làm ra một sản phẩm, rồi tự thử và sửa sản phẩm đó. Với trung tâm STEM, robotics hay câu lạc bộ trong trường, một chương trình chạy được cần ba điều. Thứ nhất, chủ đề hợp với từng nhóm lớp (lớp một, lớp hai và lớp ba đến lớp năm). Thứ hai, mỗi buổi đi theo chuỗi từ thử thách tới sản phẩm. Thứ ba, trẻ được đánh giá bằng quan sát cùng sản phẩm thay vì điểm số, để phụ huynh nghe báo lại thấy dễ hiểu.^[1]

Giáo dục STEM ở tiểu học khác gì giờ thủ công hay lắp ráp?

STEM là cách gọi gộp bốn lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Ở bậc tiểu học, điểm khác với giờ thủ công nằm ở chỗ ai ra quyết định. Giờ thủ công thường có mẫu sẵn, cả lớp làm ra những sản phẩm gần giống nhau. Một hoạt động STEM thì đưa ra vấn đề và vài ràng buộc, còn cách giải do trẻ chọn. Sản phẩm có thể hỏng, và việc sửa nó chính là phần học. Lắp ráp theo sách hướng dẫn cũng vậy: nếu trẻ chỉ làm theo từng hình mà không phải chọn hay thử gì, đó là luyện tay, chưa phải thiết kế.^[1][2]

Bài này viết cho trung tâm STEM, robotics và đơn vị dạy câu lạc bộ. Nội dung gồm chọn hoạt động, tổ chức buổi, đánh giá, báo cáo phụ huynh và phối hợp với trường. Bài không soạn giáo án theo chương trình của Bộ. Phần khái niệm chung, các mô hình và phương pháp, bạn có thể đọc ở các bài tổng quan trong mục tin tức của Thisme.

Trẻ tiểu học học STEM được gì?

• Quan sát và đặt câu hỏi: vì sao chiếc thuyền này nổi còn chiếc kia chìm.
• Đo đếm đơn giản: đếm khối, đo bằng gang tay, rồi chuyển sang thước khi đã quen.
• Làm theo trình tự và tự kiểm tra sau mỗi bước.
• Làm việc nhóm: chia việc, chờ lượt, nghe ý của bạn.
• Trình bày: kể lại mình đã làm gì và vì sao chọn cách đó.

Có một điều trẻ học được mà giờ học thông thường ít có chỗ cho nó: coi thất bại là dữ liệu. Quy trình thiết kế kỹ thuật vốn lặp lại theo vòng làm mẫu, thử rồi cải tiến. Khi cây cầu giấy sập, giáo viên không hỏi “ai làm hỏng”. Câu hỏi đúng là “cầu gãy ở đâu, lần sau đổi gì”. Trẻ được phép sai nhiều lần trong một buổi, miễn là lần sau khác lần trước.^[2]

Bộ Giáo dục và Đào tạo hướng dẫn gì về STEM cấp tiểu học?

Bộ đã có văn bản riêng hướng dẫn triển khai giáo dục STEM trong giáo dục tiểu học. Số hiệu, ngày ban hành và nội dung nên lấy thẳng từ bản gốc trên hệ thống văn bản của Chính phủ hoặc cổng thông tin của Bộ. Đừng chép lại từ các trang tổng hợp. Sau khi tìm thấy bản gốc, hãy kiểm tra thêm xem đã có văn bản mới hơn sửa đổi hay thay thế chưa. Khi đọc, nên ghi lại những nhóm thông tin sau.^[8]

• Các hình thức tổ chức được nêu, chẳng hạn bài học STEM trong môn học hay hoạt động trải nghiệm, nếu văn bản thật sự viết như vậy.
• Vai trò của nhà trường, giáo viên và các đơn vị phối hợp.
• Những môn học hoặc mạch nội dung được gắn với hoạt động STEM.
• Yêu cầu về thiết bị, điều kiện tổ chức và an toàn.

^[8]

Với trung tâm, giá trị của việc đọc văn bản nằm ở khâu đối chiếu. Câu lạc bộ nên bổ trợ cho bài trên lớp, không dạy trùng và không mâu thuẫn. Cách làm đơn giản là hỏi giáo viên chủ nhiệm hoặc tổ chuyên môn xem học kỳ này các lớp đang học chủ đề nào trong môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học hay Công nghệ. Sau đó, chọn thử thách mở rộng từ chủ đề ấy thay vì lặp lại bài trên lớp.

Chọn chủ đề và hoạt động theo nhóm lớp

Khi đi từ lớp nhỏ lên lớp lớn, nguyên tắc chung là tăng dần mức tự lập, số bước và độ chính xác khi đo. Bộ chuẩn khoa học NGSS của Mỹ là một ví dụ quốc tế: bộ chuẩn này chia kỹ năng thiết kế kỹ thuật theo dải lớp K-2 và 3-5. Cách chia ấy chỉ để tham chiếu, không phải chuẩn của Việt Nam.^[6]

Lớp một, lớp hai: khám phá bằng giác quan và lắp ghép đơn giản

• Vật nổi, vật chìm: thả đồ vật quen thuộc vào chậu nước và đoán trước kết quả.
• Cây và hạt: gieo hạt, quan sát mầm lớn lên qua các buổi.
• Cầu giấy và thuyền giấy: gấp, thả, sửa.
• Con dốc và đồ chơi lăn: đổi độ dốc, xem vật lăn xa hơn hay gần hơn.

Ở nhóm này, mỗi hoạt động nên có ít bước và hướng dẫn bằng hình thay vì chữ. Sản phẩm nên xong ngay trong buổi để trẻ mang về. Trẻ thường làm theo cặp hoặc nhóm rất nhỏ, có giáo viên dẫn dắt từng bước. Khi cần đo, cho trẻ đếm khối hay đo bằng gang tay trước. Thước kẻ để dành cho lúc các em đã hiểu vì sao phải đo.

Lớp ba đến lớp năm: thiết kế có tiêu chí, đo đạc và robot cơ bản

• Tháp chịu lực từ giấy, ống hút hoặc que gỗ.
• Xe chạy bằng dây chun hoặc bóng bay.
• Mạch điện đơn giản với pin, bóng đèn nhỏ và công tắc.
• Robot lập trình bằng khối kéo thả.
• Bộ lọc nước từ cát, sỏi và bông.

Học sinh lớn hơn có thể tự đặt tiêu chí, ví dụ “xe phải chạy thẳng qua vạch đích”. Các em ghi số đo vào phiếu và so sánh nhiều lần thử. Robot giáo dục hợp với nhóm này vì trẻ thấy ngay kết quả của từng lệnh mình viết và sửa được lỗi tại chỗ. Khi làm việc nhóm, nên giao vai rõ: người đo, người ghi, người dựng, người trình bày. Sau mỗi buổi thì đổi vai.^[5]

Độ dài buổi, sĩ số và dụng cụ an toàn

Không có một con số chung cho độ dài buổi hay sĩ số. Đơn vị nên tự chốt theo nhóm lớp, số giáo viên và trợ giảng có mặt, và loại dụng cụ dùng trong buổi. Một buổi chỉ có giấy và băng dính khác hẳn buổi có keo nóng hay pin. Cách chốt thực tế là dạy thử một buổi và bấm giờ từng phần. Sau đó, ghi lại sĩ số mà người lớn trong phòng vẫn quan sát được mọi nhóm.

• Khởi động: một câu hỏi hoặc trò chơi ngắn gắn với chủ đề.
• Giao thử thách: nêu vấn đề, tiêu chí và vật liệu được dùng.
• Dựng: nhóm làm phiên bản đầu tiên của sản phẩm.
• Thử: kiểm tra theo tiêu chí, ghi lại kết quả.
• Sửa: đổi một điểm rồi thử lại.
• Trình bày: mỗi nhóm kể ngắn mình đã làm gì.
• Dọn dẹp và kiểm đếm dụng cụ: dành hẳn thời gian riêng, không dồn vào phút cuối.

Về chi tiết nhỏ, Ủy ban An toàn Sản phẩm Tiêu dùng Hoa Kỳ (CPSC) có hướng dẫn riêng. Hướng dẫn này chủ yếu áp dụng cho đồ chơi dành cho trẻ dưới ba tuổi. Đây không phải quy định của Việt Nam, và học sinh tiểu học đã lớn hơn. Dù vậy, cách nghĩ vẫn dùng được khi chọn linh kiện: chi tiết càng nhỏ thì càng dễ rơi, dễ mất và khó kiểm soát trong một phòng đông trẻ.^[7]

• Kéo: lớp nhỏ dùng kéo đầu tròn; dụng cụ cắt sắc chỉ dùng ở bàn có người lớn đứng cạnh.
• Keo nóng: đặt ở một khu riêng, người lớn cầm súng keo hoặc giám sát trực tiếp; trẻ không tự cắm điện.
• Pin và nam châm nhỏ: giáo viên giữ trong hộp có nắp, phát ra và thu về theo số đã đếm.
• Chi tiết nhỏ: chia sẵn vào khay theo nhóm để dễ nhận ra khi thiếu.

Mẫu một hoạt động STEM tiểu học: từ thử thách đến sản phẩm

Khung dưới đây dựa trên quy trình thiết kế kỹ thuật, gồm xác định vấn đề, lên ý tưởng, làm mẫu, thử và cải tiến. Khung có thêm bước trình bày của học theo dự án, khi trẻ giới thiệu sản phẩm cho người khác.^[2][4]

• Nêu tình huống: “Gấu bông cần qua sông, hãy làm cho bạn ấy một cây cầu.”
• Hỏi và tưởng tượng: trẻ hỏi về vật liệu và khoảng cách, rồi nghĩ ra nhiều cách làm.
• Lên phương án: mỗi nhóm chọn một cách, vẽ phác hoặc kể lại cho giáo viên.
• Dựng mẫu: làm bằng đúng vật liệu được phát.
• Thử: đặt vật nặng lên cầu và xem cầu chịu được đến đâu.
• Cải tiến: tìm chỗ yếu, sửa một điểm, thử lại.
• Trình bày: nhóm kể đã thử những gì và lần nào cầu vững nhất.

^[2]

Ví dụ cụ thể là thử thách làm cầu giấy chịu được nhiều đồng xu nhất. Vật liệu gồm vài tờ giấy, băng dính, kéo và một túi đồng xu, cùng hai chồng sách làm hai bờ sông. Tiêu chí là cầu phải bắc qua khoảng trống giữa hai chồng sách và chỉ dùng vật liệu được phát. Cầu không được dán xuống sách, và chịu càng nhiều đồng xu càng tốt. Trong lúc trẻ làm, giáo viên có thể dùng vài câu hỏi gợi mở sau.

• Con nghĩ cầu sẽ gãy ở chỗ nào?
• Nếu gấp tờ giấy lại thì cầu thay đổi ra sao?
• Lần thử này khác lần trước ở điểm nào?
• Nhóm bạn làm gì khác mà cầu chịu được nhiều hơn?

Cùng một hoạt động có thể dạy cho cả hai nhóm lớp. Với lớp nhỏ, rút ngắn khoảng trống giữa hai bờ. Giáo viên làm mẫu một cách gấp giấy, rồi cả lớp cùng đếm xu thành tiếng. Với lớp lớn, để nhóm tự đặt thêm tiêu chí và ghi số xu sau mỗi lần thử vào bảng. Giáo viên giới hạn lượng giấy được dùng, và nhóm phải giải thích vì sao thiết kế cuối cùng chịu được nhiều hơn.

Đánh giá bằng quan sát và sản phẩm thay vì điểm số

Cách đánh giá hợp với STEM tiểu học là đánh giá quá trình. Giáo viên theo dõi trẻ trong lúc làm và phản hồi ngay để trẻ điều chỉnh, thay vì chờ cuối khóa chấm một bài kiểm tra. Công cụ chính là một phiếu quan sát ngắn. Phiếu phải đủ gọn để ghi ngay trong buổi mà giáo viên không phải rời mắt khỏi lớp.^[3]

• Đặt câu hỏi: trẻ có hỏi hoặc đoán trước khi làm không.
• Thử lại sau thất bại: khi sản phẩm hỏng, trẻ bỏ cuộc hay sửa tiếp.
• Hợp tác: trẻ có chia việc, lắng nghe và nhường lượt không.
• Giải thích sản phẩm: trẻ nói được mình đã làm gì và vì sao.

Mỗi tiêu chí được ghi theo mức mô tả bằng lời: đang làm quen, làm được, tự làm và giúp bạn. Kèm theo là bằng chứng như ảnh sản phẩm, đoạn video lần thử và phiếu ghi số đo do chính trẻ viết. Về sau, những bằng chứng này là nguyên liệu cho báo cáo gửi phụ huynh.

Khi có nhiều giáo viên, hãy thống nhất tiêu chí trước khi vào kỳ. Cả nhóm cùng xem ảnh và video của vài sản phẩm mẫu, mỗi người tự xếp mức, rồi so với nhau cho đến khi cách hiểu khớp. Trung tâm có thể dùng công cụ như Đánh giá và chứng nhận của Thisme. Khi đó, với bài thực hành, AI đối chiếu tiêu chí chấm và soạn phản hồi dự thảo để người chấm hiệu chỉnh. Đơn vị đào tạo vẫn quyết định quy tắc và nhận xét chính thức.

Báo cáo cho phụ huynh như thế nào để dễ hiểu?

• Trẻ đã làm gì: một câu về thử thách của buổi hoặc học phần.
• Ảnh sản phẩm, càng tốt nếu có thêm ảnh lần thử chưa thành công.
• Một kỹ năng thể hiện rõ, viết bằng việc cụ thể trẻ đã làm.
• Một điều phụ huynh có thể thử cùng con ở nhà.

Hãy viết bằng lời thường, tránh thuật ngữ và không so sánh trẻ với bạn khác. Một tin nhắn mẫu có thể như sau: “Hôm nay con làm cầu giấy cho gấu bông. Lần đầu cầu sập, con đề xuất gấp tờ giấy lại và lần sau cầu đứng được. Ở nhà, anh chị có thể hỏi con vì sao gấp giấy giúp cầu khỏe hơn.” Phụ huynh hay hỏi “con có tiến bộ không”. Câu trả lời thuyết phục nhất là chuỗi ảnh sản phẩm và nhận xét qua nhiều buổi, không phải một lời hứa.

Phối hợp với trường khi dạy câu lạc bộ STEM

• Trước kỳ học: chốt lịch, phòng, sĩ số, danh sách học sinh, người phụ trách phía trường và phía trung tâm.
• Gửi trường bản mô tả chương trình gồm mục tiêu, chủ đề từng buổi, dụng cụ, quy tắc an toàn và cách đánh giá, kèm phần đối chiếu với hướng dẫn của Bộ.
• Trong kỳ: điểm danh mỗi buổi, báo trường khi học sinh vắng nhiều buổi liền.
• Khi có thay đổi như đổi giáo viên, đổi phòng hay học bù: báo cho cả người phụ trách phía trường lẫn phụ huynh.

Khi trung tâm chạy nhiều lớp ở nhiều điểm trường, bảng tính và tin nhắn bắt đầu lệch nhau. Quản lý lớp học của Thisme hỗ trợ lập lịch, giữ phòng, kiểm tra sức chứa, điểm danh, ghi lý do vắng, đổi lịch và học bù. Sản phẩm cũng theo dõi thiết bị, tài liệu và yêu cầu hậu cần theo từng buổi. Bạn không cần chuyển mọi lớp cùng lúc. Có thể thử với một nhóm lớp hoặc một chu kỳ mới, chốt quy tắc lịch, điểm danh, đổi buổi và người được thông báo.

Phân công giảng viên giữa các điểm trường là khâu dễ vỡ nhất, ví dụ khi một người bị xếp hai lớp trùng giờ ở hai nơi. Quản lý giảng viên giúp lọc người phù hợp, phát hiện xung đột lịch và lưu quyết định phân công. Khi có thay đổi, sản phẩm cho người điều phối biết lớp nào bị ảnh hưởng.

Giữ chương trình nhất quán khi mở rộng lớp và điểm trường

Trung tâm càng mở rộng càng dễ gặp một vấn đề quen thuộc: hoạt động hay nhưng rời rạc, mỗi giáo viên dạy một kiểu. Mỗi lần đổi người phụ trách, cấu trúc lại phải dựng từ đầu. Hệ quả là phụ huynh ở điểm này nhận một kiểu nhận xét, còn phụ huynh ở nơi khác nhận kiểu khác.

Cách xử lý là dùng một hồ sơ chương trình chung. Với sản phẩm Thiết kế và quản lý chương trình, mỗi mục tiêu được nối với học phần, hoạt động, cách đánh giá, điều kiện tiên quyết và khối lượng dự kiến. Nhờ vậy, mọi bên hiểu vai trò của từng phần. AI gợi ý cấu trúc, trình tự, hoạt động và phương án đánh giá. Người thiết kế cùng chuyên gia của trung tâm chỉnh từng đề xuất và phê duyệt, và mọi thay đổi đều có phiên bản cùng lịch sử duyệt. Việc soạn chi tiết bài học và vận hành lớp được thống nhất riêng khi cần.

Có thể trung tâm hoặc câu lạc bộ của bạn đang có nhiều hoạt động hay nhưng rời rạc. Nếu muốn sắp lại thành chương trình giáo dục STEM ở tiểu học theo nhóm lớp, có mục tiêu, trình tự, cách đánh giá và người duyệt rõ ràng, hãy đăng ký buổi khảo sát. Chúng ta sẽ cùng bắt đầu từ một chương trình ưu tiên, theo những việc đã thống nhất.

Nguồn tham khảo

1. Science, technology, engineering, and mathematics (Wikipedia)
2. Engineering design process (Wikipedia)
3. Formative assessment (Wikipedia)
4. Project-based learning (Wikipedia)
5. Educational robotics (Wikipedia)
6. Next Generation Science Standards (Wikipedia)
7. Small Parts for Toys and Children's Products (U.S. CPSC)
8. Hệ thống văn bản Chính phủ (vanban.chinhphu.vn)