Thiết Kế Và Tổ Chức Dạy Học Chủ Đề STEM “Xe Thu Gom Đinh Sắt” Trong Dạy Học Vật Lý 9

Khám phá thiết kế và tổ chức dạy học STEM với chủ đề xe thu gom đinh sắt trong chương trình vật lý lớp 9, nâng cao kỹ năng học tập.

• Tác giả: Trương Thị Thắm
• Người hướng dẫn: TS. Phùng Việt Hải
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí
• Đề tài: Thiết Kế Và Tổ Chức Dạy Học Chủ Đề STEM “Xe Thu Gom Đinh Sắt” Trong Dạy Học Vật Lí 9
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Tổng quan đề tài nghiên cứu
• 0.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.6. Phương pháp nghiên cứu
• 0.7. Cấu trúc của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
• 1.1. Lý luận về giáo dục STEM
• 1.1.1. Khái niệm về giáo dục stem
• 1.1.2. Vai tró, ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông
• 1.1.3. Các hình thức tổ chức các chủ đề STEM
• 1.1.4. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM
• 1.1.5. Các bước xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM
• 1.1.6. Một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEM
• 1.1.7. Bồi dưỡng năng lực sáng tạo trong dạy học các chủ đề STEM
• 1.1.7.1. Khái niệm năng lực sáng tạo
• 1.1.7.2. Các biểu hiện của NL sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM
• 1.1.7.3. Một số biện pháp phát triển NLST của học sinh trong dạy học các chủ đề STEM
• 1.1.7.4. Tiêu chí đánh giá tính sáng tạo của học sinh trong dạy học chủ đề STEM
• 1.2. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM “XE THU GOM ĐINH SẮT” NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 9
• 2.1. Phân tích nội dung chương “Điện lực học” – Vật lí 9 theo định hướng STEM
• 2.2. Phân tích nội dung kiến thức
• 2.3. Một số chủ đề dạy học theo hướng giáo dục STEM
• 2.4. Thiết kế chủ đề STEM “Xe thu gom đinh sắt” – Vật lí 9
• 2.4.1. Mô tả chủ đề
• 2.4.2. Thiết bị dạy học và học liệu
• 2.4.3. Tiến trình dạy học
• 2.4.4. Xây dựng bộ công cụ đánh giá trong chủ đề « Xe thu gom đinh sắt »
• 2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Đối tượng và thời gian thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Những thuận lợi và khó khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Tóm tắt

I. Giới thiệu Dạy Học STEM Xe Thu Gom Đinh Sắt Vật Lý 9

Giáo dục STEM đang trở thành xu hướng giáo dục được chú trọng trên toàn thế giới, đặc biệt là trong bối cảnh hội nhập và cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Dạy học STEM trang bị cho học sinh kiến thức và kỹ năng cần thiết trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, tích hợp và lồng ghép chúng để học sinh có thể thực hành và tạo ra sản phẩm ứng dụng trong cuộc sống. Tại Việt Nam, giáo dục STEM được kỳ vọng mang lại hiệu quả to lớn trong đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục. Chủ đề “Xe thu gom đinh sắt” trong Vật lý 9 là một ví dụ điển hình, kết hợp kiến thức về điện từ học, cơ học, và kỹ năng thiết kế để tạo ra sản phẩm hữu ích.

1.1. Tổng Quan Về Giáo Dục STEM và Ứng Dụng

Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận liên ngành, tích hợp kiến thức và kỹ năng từ Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học để giải quyết các vấn đề thực tế. Trong ngữ cảnh Vật lý 9, ứng dụng STEM giúp học sinh hiểu sâu sắc các khái niệm như từ trường, lực điện từ, và nguyên lý hoạt động của động cơ điện. Việc xây dựng xe thu gom đinh sắt là một dự án STEM điển hình, khuyến khích học sinh vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Dạy Học STEM Trong Vật Lý

Dạy học STEM trong Vật lý không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn phát triển các kỹ năng mềm quan trọng như tư duy phản biện, giải quyết vấn đề, làm việc nhóm, và sáng tạo. Theo tài liệu gốc, giáo dục STEM giúp học sinh “vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị”. Qua việc thiết kế và chế tạo xe thu gom đinh sắt, học sinh được trải nghiệm quá trình nghiên cứu, thiết kế, thử nghiệm, và cải tiến sản phẩm, từ đó nâng cao khả năng tự học và khám phá khoa học.

II. Xác Định Vấn Đề Thu Gom Đinh Sắt Thách Thức Vật Lý 9

Việc thu gom đinh sắt vụn, đặc biệt trong các xưởng cơ khí hoặc công trình xây dựng, là một vấn đề thực tế đòi hỏi giải pháp hiệu quả. Phương pháp thủ công tốn nhiều thời gian và công sức, đồng thời tiềm ẩn nguy cơ gây tai nạn. Do đó, việc thiết kế một chiếc xe thu gom đinh sắt tự động là một giải pháp STEM sáng tạo, kết hợp kiến thức Vật lý, Kỹ thuật, và Công nghệ để giải quyết vấn đề này. Thách thức đặt ra là làm thế nào để tạo ra một thiết bị an toàn, hiệu quả, và dễ sử dụng.

2.1. Phân Tích Bài Toán Thực Tế Về Thu Gom Đinh Sắt

Bài toán thu gom đinh sắt không chỉ là một vấn đề đơn giản mà còn liên quan đến an toàn lao động và hiệu quả sản xuất. Theo tài liệu, giáo dục STEM tập trung vào “các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp”. Việc xây dựng xe thu gom đinh sắt giúp học sinh hiểu rõ hơn về ứng dụng của Vật lý trong thực tế, đồng thời rèn luyện kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề.

2.2. Các Yêu Cầu Kỹ Thuật Cho Xe Thu Gom Đinh Sắt Hiệu Quả

Để xây dựng một chiếc xe thu gom đinh sắt hiệu quả, cần xác định rõ các yêu cầu kỹ thuật như: lực hút của nam châm điện, khả năng di chuyển linh hoạt, dung tích chứa đinh sắt, và nguồn năng lượng sử dụng. Các yếu tố này cần được cân nhắc kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế và chế tạo, đảm bảo sản phẩm đáp ứng được nhu cầu thực tế.

2.3. Khó khăn khi dùng phương pháp truyền thống

Việc thu gom đinh sắt bằng phương pháp thủ công thường mất thời gian và công sức. Ngoài ra, việc này còn tiềm ẩn nguy cơ tai nạn do đinh sắt sắc nhọn có thể gây thương tích. Xe thu gom đinh sắt giúp giảm thiểu những rủi ro này bằng cách tự động hóa quy trình thu gom. Chính vì vậy, giáo dục STEM giúp học sinh hình thành các ý tưởng sáng tạo dựa trên những vấn đề gặp phải trong cuộc sống.

III. Phương Pháp Thiết Kế STEM Xe Thu Gom Đinh Sắt Vật Lý 9

Quy trình thiết kế STEM cho xe thu gom đinh sắt bao gồm các bước: nghiên cứu kiến thức nền về điện từ học, cơ học, và kỹ thuật điện, đề xuất ý tưởng thiết kế, lựa chọn giải pháp tối ưu, chế tạo mô hình, thử nghiệm và đánh giá, và cuối cùng là hoàn thiện thiết kế. Trong quá trình này, học sinh cần vận dụng kiến thức Vật lý 9 về nam châm điện, động cơ điện, và mạch điện để xây dựng một sản phẩm hoạt động hiệu quả. Sự sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề được phát huy tối đa.

3.1. Lựa Chọn Vật Liệu và Linh Kiện Cho Xe Thu Gom

Việc lựa chọn vật liệu và linh kiện phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của dự án STEM. Nam châm điện cần có lực hút đủ mạnh để thu gom đinh sắt, động cơ điện cần có công suất phù hợp để di chuyển xe, và mạch điện cần được thiết kế an toàn và ổn định. Ngoài ra, cần xem xét đến tính sẵn có và giá thành của các vật liệu và linh kiện.

3.2. Xây Dựng Mạch Điện Cho Nam Châm Điện và Động Cơ Điện

Mạch điện là thành phần không thể thiếu trong xe thu gom đinh sắt. Việc thiết kế mạch điện cần đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho nam châm điện và động cơ điện, đồng thời có các biện pháp bảo vệ để tránh quá tải hoặc ngắn mạch. Học sinh cần nắm vững kiến thức về điện trở, cường độ dòng điện, và hiệu điện thế để thiết kế mạch điện một cách chính xác và an toàn.

IV. Ứng Dụng Vật Lý Thí Nghiệm Xe Thu Gom Đinh Sắt Hiệu Quả

Sau khi chế tạo, xe thu gom đinh sắt cần được thử nghiệm và đánh giá để kiểm tra hiệu quả hoạt động. Các tiêu chí đánh giá bao gồm: khả năng thu gom đinh sắt, tốc độ di chuyển, thời gian hoạt động liên tục, và độ an toàn. Dựa trên kết quả thử nghiệm, học sinh có thể điều chỉnh và cải tiến thiết kế để nâng cao hiệu suất của sản phẩm. Đây là giai đoạn quan trọng để học sinh áp dụng kiến thức Vật lý vào thực tế và rèn luyện kỹ năng thực hành.

4.1. Các Bước Thử Nghiệm và Đánh Giá Xe Thu Gom Đinh Sắt

Quá trình thử nghiệm và đánh giá xe thu gom đinh sắt bao gồm các bước: chuẩn bị khu vực thử nghiệm, thu thập dữ liệu về số lượng đinh sắt thu gom được, đo tốc độ di chuyển của xe, và kiểm tra độ an toàn của mạch điện. Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích và so sánh với các tiêu chí đã đặt ra để đánh giá hiệu quả của sản phẩm.

4.2. Điều Chỉnh và Cải Tiến Thiết Kế Dựa Trên Kết Quả

Dựa trên kết quả thử nghiệm, học sinh cần phân tích các điểm mạnh và điểm yếu của thiết kế, từ đó đề xuất các giải pháp điều chỉnh và cải tiến. Ví dụ, nếu lực hút của nam châm điện chưa đủ mạnh, cần tăng số vòng dây hoặc tăng cường độ dòng điện. Nếu xe di chuyển chậm, cần thay đổi động cơ điện có công suất lớn hơn hoặc giảm trọng lượng của xe.

4.3. Tối ưu hiệu suất của xe thu gom đinh sắt

Để xe thu gom hoạt động hiệu quả, cần tối ưu các yếu tố như lực hút nam châm, tốc độ di chuyển và dung lượng pin. Giáo dục STEM chú trọng các kỹ năng thực hành, thí nghiệm và sản xuất các sản phẩm. Thông qua đó, học sinh phát triển tư duy sáng tạo, tự tìm tòi và học hỏi.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Dự Án STEM Xe Thu Gom

Dự án STEM về xe thu gom đinh sắt là một hoạt động học tập sáng tạo và bổ ích, giúp học sinh vận dụng kiến thức Vật lý 9 vào thực tế, rèn luyện kỹ năng thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, và giải quyết vấn đề. Đồng thời, dự án cũng khơi gợi niềm đam mê khoa học và kỹ thuật, khuyến khích học sinh theo đuổi các ngành nghề liên quan đến STEM trong tương lai. Hướng phát triển của dự án có thể là tích hợp thêm các tính năng tự động hóa, sử dụng năng lượng tái tạo, hoặc mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.

5.1. Đánh Giá Hiệu Quả Của Dự Án STEM Đối Với Học Sinh

Hiệu quả của dự án STEM có thể được đánh giá dựa trên các tiêu chí như: mức độ hiểu biết kiến thức Vật lý, kỹ năng thiết kế và chế tạo, khả năng làm việc nhóm, và sự sáng tạo trong giải quyết vấn đề. Theo tài liệu, giáo dục STEM giúp học sinh “hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất”. Việc thực hiện dự án xe thu gom đinh sắt giúp học sinh phát triển toàn diện các kỹ năng cần thiết cho tương lai.

5.2. Tiềm Năng Ứng Dụng và Phát Triển Của Xe Thu Gom Đinh Sắt

Chiếc xe thu gom đinh sắt không chỉ là một sản phẩm học tập mà còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong thực tế, đặc biệt là trong các xưởng cơ khí, công trình xây dựng, và khu công nghiệp. Việc phát triển và thương mại hóa sản phẩm này có thể mang lại lợi ích kinh tế và xã hội lớn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. LÍ LUẬN VỀ GIÁO DỤC STEM VÀ VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH 1. Lý luận về giáo dục STEM 1. Khái niệm về giáo dục stem Giáo dục STEM trong trường trung học là quan điểm dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [4].

Các kiến thức và kĩ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được tổ chức dạy học tích hợp theo chủ đề nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề thực tiễn mang lại hiệu quả và có giá trị. STEM là cách viết lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science, Technology, Engineering, Maths. Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hằng ngày. STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia.

Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác.[3] Technogogy (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống. 13 Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. Maths (Toán học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra.

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp. + Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động STEM.

+ Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Vai tró, ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.

14 - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Các hình thức tổ chức các chủ đề STEM 1. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường.

Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống.

Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. 15 Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp.

Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật.

Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM 1. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp.

Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định một vấn đề - hoặc một yêu cầu thiết kế - đến sáng tạo và phát triển một giải pháp. Theo quy trình này, học sinh thực hiện: (1). nghiên cứu kiến thức nền – (3). đề xuất nhiều ý tưởng cho các giải pháp – (4).

lựa chọn giải pháp tối ưu – (5). phát 16 triển và chế tạo một mô hình (nguyên mẫu) – (6). thử nghiệm và đánh giá – (7). hoàn thiện thiết kế.

Trong quy trình thiết kế kĩ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải pháp. Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Trong các bài học STEM, hoạt động học của học sinh được thực hiện theo hướng mở có " khuôn khổ " về các điều kiện mà học sinh được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh.

Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động khám phá của bản thân. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ là một việc dễ.