Thiết kế và tổ chức dạy học thí nghiệm phần vật sống khoa học tự nhiên 6 theo định hướng giáo dục steam nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học cơ sở

Thiết kế dạy học thí nghiệm Vật Sống lớp 6 theo STEAM, phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh THCS. Bài viết chia sẻ kinh nghiệm và giải pháp.

• Tác giả: Lê Hoài Linh
• Người hướng dẫn: TS. Lại Phương Liên
• Trường học: Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
• Đề tài: Thiết kế và tổ chức dạy học thí nghiệm phần Vật sống, Khoa học tự nhiên 6 theo định hướng giáo dục STEAM nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học cơ sở
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DẠNH MỤC BIỂU ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
• 1.1. Lịch sử nghiên cứu
• 1.2. Giáo dục STEAM trên thế giới
• 1.3. Giáo dục STEAM ở trong nước
• 1.4. Khái niệm về giáo dục STEAM
• 1.5. Vai trò của giáo dục STEAM
• 1.6. Định hướng giáo dục STEAM trong chương trình giáo dục phổ thông mới
• 1.7. Thí nghiệm trong dạy học theo định hướng GD STEAM
• 1.8. Năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh
• 1.9. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học theo định hướng giáo dục STEAM nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của HS
• 1.10. Cơ sở thực tiễn
• 1.11. Mục đích điều tra
• 1.12. Nội dung, phương pháp điều tra
• 1.13. Đối tượng điều tra
• 1.14. Kết quả điều tra
• 1.15. Tổng kết chương I
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM VÀ TỔ CHỨC TRONG DẠY HỌC PHẦN VẬT SỐNG, KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEAM
• 2.1. Phân tích nội dung thí nghiệm phần Vật sống trong chương trình Khoa học tự nhiên 6 theo định hướng giáo dục STEAM
• 2.2. Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể và Khoa học tự nhiên
• 2.3. Cấu trúc nội dung phần vật sống trong chương trình Khoa học tự nhiên 6
• 2.4. Xây dựng thí nghiệm theo định hướng STEAM
• 2.5. Nguyên tắc xây thí nghiệm theo định hướng STEAM
• 2.6. Quy trình xây dựng thí nghiệm
• 2.7. Thiết kế một số mô hình, thí nghiệm trong dạy học KHTN 6 theo định hướng giáo dục STEAM
• 2.8. Xây dựng quy trình thiết kế bài học STEAM
• 2.9. Nguyên tắc xây dựng bài học STEAM
• 2.10. Quy trình thiết kế bài học STEAM
• 2.11. Quy trình tổ chức dạy học thí nghiệm theo định hướng STEAM
• 2.12. Thiết kế mô hình, thí nghiệm STEAM dạy học chủ để ‘‘ Chống xói mòn đất’’
• 2.13. Thiết kế mô hình, thí nghiệm STEAM dạy học chủ để ‘‘ Thức uống của giới trẻ - Rượu hoa quả’’
• 2.14. Xây dựng công cụ đánh giá
• 2.15. Công cụ đánh giá năng lực nghiên cứu khoa học ở học sinh
• 2.16. Tổng kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nội dung thực nghiệm
• 3.3. Phương pháp thực nghiệm
• 3.4. Địa bàn và đối tượng thực nghiệm
• 3.5. Cách thức thực nghiệm
• 3.6. Phương pháp bố trí thực nghiệm
• 3.7. Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.8. Kết quả thực nghiệm
• 3.9. Kết quả định tính
• 3.10. Kết quả định lượng
• 3.11. Năng lực Nghiên cứu khoa học
• 3.12. Tổng kết chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Thiết kế dạy học thí nghiệm Vật sống KHTN 6

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục, việc thiết kế dạy học thí nghiệm Vật sống KHTN 6 theo định hướng giáo dục STEAM trở nên vô cùng quan trọng. Điều này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. Theo Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI, cần "đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học...", và giáo dục STEAM là một trong những giải pháp hiệu quả. Môn Khoa học tự nhiên, với sự kết hợp các chủ đề khoa học, là nền tảng vững chắc để áp dụng phương pháp này. Giáo dục STEAM không chỉ là xu hướng mà còn là yêu cầu tất yếu trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Điều này đòi hỏi sự thay đổi trong chính sách, nội dung và phương pháp giáo dục, tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới. Do đó, việc thiết kế và tổ chức dạy học thí nghiệm Vật sống KHTN 6 theo định hướng giáo dục STEAM là một nhiệm vụ cấp thiết, nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh THCS, đồng thời giúp các em tiếp cận với các kỹ năng cần thiết của thế kỷ 21. Để đạt được điều này, giáo viên cần trang bị kiến thức, kỹ năng về giáo dục STEAM và có phương pháp sư phạm phù hợp. Quan trọng nhất là tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh chủ động khám phá, sáng tạo, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc đánh giá năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh cũng cần được chú trọng, thông qua các hoạt động thực hành, thí nghiệm và dự án.

1.1. Tầm quan trọng của Giáo dục STEAM trong KHTN 6

Giáo dục STEM/STEAM đang rất được quan tâm ở trên thế giới và trong nước, tạo ra một sân chơi sáng tạo cho học sinh, nhằm giúp các em có cơ hội được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại và nâng cao. Bộ Giáo dục và Đào tạo thúc đẩy triển khai giáo dục STEM/STEAM trong chương trình giáo dục phổ thông mới. Do đó, việc lồng ghép các hoạt động STEAM vào KHTN 6 là vô cùng quan trọng, giúp học sinh phát triển toàn diện. Hiểu được tầm quan trọng đó, STEAM sẽ giúp đào tạo thế hệ mới với đủ mọi trình độ và khả năng, trở thành những công dân toàn cầu trong chính cộng đồng của mình.

1.2. Mục tiêu của Dạy học thí nghiệm KHTN 6 Vật sống

Mục tiêu chính là trang bị cho học sinh những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Hơn nữa, các em còn có cơ hội tự đánh giá niềm đam mê, sở thích, trải nghiệm và tài năng của chính mình nhằm cải thiện sự phát triển của mỗi cá nhân. Điều này vô cùng hữu ích cho các em khi theo đuổi những khát vọng tương lai sau khi ra trường.

1.3. Năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh THCS

Năng lực NCKH của HS là khả năng xác định được vấn đề, mục tiêu và những vấn đề ưu tiên, tiến hành NCKH một cách vững chắc, xây dựng các cơ sở bền vững, xác định được giải pháp cho những vấn đề mang tính đột phá. Nói cách khác, NCKH của HS là hoạt động trí tuệ, góp phần biến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo. NCKH sẽ tạo ra những bước đi ban đầu để HS tiếp cận với những tri thức mới, thông qua đó nhằm rèn luyện cho HS khả năng tư duy sáng tạo.

II. Thách thức và vấn đề trong dạy học Vật sống KHTN 6

Mặc dù giáo dục STEAM và phát triển năng lực nghiên cứu khoa học được đánh giá cao, nhưng việc triển khai vào thực tế dạy học Vật sống KHTN 6 vẫn gặp nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn là sự thiếu hụt về nhận thức và cách tiếp cận thống nhất về giáo dục STEAM. Nhiều giáo viên chưa được đào tạo bài bản về phương pháp này, dẫn đến khó khăn trong việc thiết kế bài giảng và tổ chức hoạt động. Theo kết quả điều tra, tỉ lệ giáo viên nhận thức chưa hoàn toàn đúng về giáo dục STEAM chiếm khá cao (69,9% nhận thức đúng nhưng chưa đầy đủ, 17,4% nhận thức chưa đúng). Hơn nữa, chương trình giáo dục phổ thông hiện hành còn nặng về lý thuyết, thiếu tính thực hành, gây khó khăn cho việc tích hợp giáo dục STEAM. Cơ sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm còn hạn chế, đặc biệt ở các trường vùng sâu, vùng xa. Bên cạnh đó, số lượng học sinh trong một lớp quá đông cũng là một trở ngại lớn, khiến giáo viên khó quản lý và hỗ trợ từng học sinh. Ngoài ra, một số giáo viên còn thiếu kinh nghiệm trong việc hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học, dẫn đến khó khăn trong việc hình thành và phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh. Do đó, cần có giải pháp đồng bộ từ việc nâng cao nhận thức, đào tạo giáo viên, đổi mới chương trình, tăng cường cơ sở vật chất đến việc phát triển các phương pháp dạy học phù hợp.

2.1. Thiếu hụt nguồn lực và trang thiết bị thí nghiệm

Thực tế, trong các nguyên nhân đưa ra ở trên thì các nguyên nhân “chưa nắm rõ quy trình/cách thức tổ chức dạy học STEAM”, “Không có phương tiện hỗ trợ để thực hiện dạy học STEAM” là những nguyên nhân chủ yếu hạn chế việc áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng STEAM vào giảng dạy môn KHTN với tỉ lệ chiếm 73,9% số phiếu. Bên cạnh đó nguyên nhân “Thầy/cô thiếu nguồn tài liệu tham khảo thích hợp” cũng chiếm tỉ lệ lớn (69,6%).

2.2. Khó khăn trong việc tích hợp kiến thức liên môn

Việc xây dựng nội dung phải huy động kiến thức tổng hợp của các môn học thuộc lĩnh vực STEAM nhằm rèn luyện kĩ năng STEAM và vận dụng các kiến thức tổng hợp, các kinh nghiệm sẵn có của người học vào giải quyết vấn đề thực tiễn của người học, không chỉ vận dụng kiến thức cũ mà còn có thể lĩnh hội các kiến thức mới có liên quan là một thách thức lớn.

2.3. Năng lực NCKH của học sinh THCS còn hạn chế

Từ kết quả điều tra thu được, cho thấy rằng năng lực NCKH ở HS còn khá yếu, sự khác biệt rất rõ ràng ở những nội dung khác nhau: Với 8 tiêu chí đánh giá năng lực nghiên cứu ở trên, khi khảo sát ở HS thì có tới 5/8 tiêu chí nhận được kết quả nhỏ hơn giá trị 50%. Vì vậy việc phát triển năng lực NCKH cho HS THCS sẽ đòi hỏi nhiều thời gian, công sức của các GV.

III. Phương pháp Thiết kế bài giảng STEAM KHTN 6 hiệu quả

Để giải quyết những thách thức trên, việc thiết kế bài giảng STEAM KHTN 6 cần được thực hiện một cách khoa học và sáng tạo. Trước hết, giáo viên cần nắm vững lý thuyết và quy trình giáo dục STEAM, đồng thời tìm hiểu kỹ nội dung chương trình Vật sống KHTN 6. Sau đó, lựa chọn các chủ đề phù hợp với định hướng STEAM, gắn liền với thực tiễn cuộc sống của học sinh. Quan trọng nhất là xây dựng các hoạt động thực hành, thí nghiệm, dự án, tạo cơ hội cho học sinh chủ động khám phá, trải nghiệm, vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề. Các hoạt động này cần đảm bảo tính khoa học, sư phạm, vừa sức với học sinh, đồng thời khuyến khích sự sáng tạo, hợp tác, tư duy phản biện. Để hỗ trợ giáo viên, cần có nguồn tài liệu tham khảo phong phú, đa dạng, bao gồm các bài giảng mẫu, các thí nghiệm tự chế, các dự án STEAM thành công. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà trường, gia đình và cộng đồng, tạo môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh nghiên cứu khoa học.

3.1. Lựa chọn chủ đề và tích hợp kiến thức liên môn

Cần tinh giản những kiến thức mang tính hàn lâm, tăng cường kiến thức thực tiễn, tạo điều kiện để người học được trải nghiệm. Khi xây dựng chủ đề, kế hoạch dạy học cần lựa chọn những nội dung và những tri cơ bản thuộc lĩnh vực STEAM, phù hợp với những điều kiện, với hoàn cảnh thực tiễn và trải nghiệm của HS.

3.2. Xây dựng hoạt động thực hành thí nghiệm sáng tạo

Thí nghiệm được xây dựng dựa trên nhu cầu học tập và gắn liền với đời sống, học sinh tự trải nghiệm chính vì vậy nó nâng cao hứng thú học tập cho học sinh. Thông qua các hoạt động thực tiễn gắn với môi trường với cộng đồng xung quanh để nâng cao hứng thú, phát huy khả năng sáng tạo của học sinh.

3.3. Sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ dạy học

Việc đưa Công nghệ số vào chương trình giảng dạy STEAM để giúp học sinh bắt kịp xu thế của thời đại là vô cùng quan trọng. Sử dụng các phần mềm SketchUp, Google Earth để minh họa, giúp các em có hứng thú học tập hơn.

IV. Hướng dẫn Tổ chức hoạt động STEAM Vật sống KHTN 6 hiệu quả

Việc tổ chức hoạt động STEAM Vật sống KHTN 6 hiệu quả đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và phương pháp sư phạm linh hoạt. Giáo viên cần tạo môi trường học tập mở, khuyến khích học sinh đặt câu hỏi, thảo luận, tranh luận. Các hoạt động cần được thiết kế theo hướng học sinh là trung tâm, giáo viên là người hướng dẫn, hỗ trợ. Cần chia lớp thành các nhóm nhỏ, giao nhiệm vụ cụ thể cho từng nhóm, tạo cơ hội cho học sinh hợp tác, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm. Trong quá trình thực hiện hoạt động, giáo viên cần theo dõi, đánh giá quá trình học tập của học sinh, kịp thời điều chỉnh phương pháp dạy học. Kết thúc hoạt động, cần có phần tổng kết, đánh giá, rút kinh nghiệm, giúp học sinh củng cố kiến thức, kỹ năng. Ngoài ra, cần tạo điều kiện cho học sinh trình bày sản phẩm, chia sẻ kết quả nghiên cứu, tạo động lực cho học sinh tiếp tục nghiên cứu khoa học. Các hoạt động ngoại khóa, tham quan, thực tế cũng là một phần quan trọng của giáo dục STEAM, giúp học sinh mở rộng kiến thức, kết nối kiến thức với thực tiễn.

4.1. Tạo môi trường học tập mở và khuyến khích tương tác

Giáo viên cần tạo môi trường học tập mở, khuyến khích học sinh đặt câu hỏi, thảo luận, tranh luận. Các hoạt động cần được thiết kế theo hướng học sinh là trung tâm, giáo viên là người hướng dẫn, hỗ trợ.

4.2. Phân chia nhóm và giao nhiệm vụ cụ thể

Cần chia lớp thành các nhóm nhỏ, giao nhiệm vụ cụ thể cho từng nhóm, tạo cơ hội cho học sinh hợp tác, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm. Hoạt động nhóm giúp các em hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình học tập, giải quyết các vấn đề.

4.3. Đánh giá quá trình và kết quả học tập STEAM

Trong quá trình thực hiện hoạt động, giáo viên cần theo dõi, đánh giá quá trình học tập của học sinh, kịp thời điều chỉnh phương pháp dạy học. Kết thúc hoạt động, cần có phần tổng kết, đánh giá, rút kinh nghiệm, giúp học sinh củng cố kiến thức, kỹ năng.

V. Ứng dụng thực tiễn Thí nghiệm STEAM Vật sống KHTN 6

Có rất nhiều thí nghiệm STEAM có thể được ứng dụng trong dạy học Vật sống KHTN 6. Ví dụ, thí nghiệm về sự nảy mầm của hạt, giúp học sinh tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của thực vật, từ đó vận dụng kiến thức vào trồng trọt. Thí nghiệm về quá trình quang hợp, giúp học sinh hiểu rõ vai trò của ánh sáng, nước, khí cacbonic đối với sự sống của cây xanh. Thí nghiệm về sự phân loại thế giới sống, giúp học sinh nhận biết và phân biệt các nhóm sinh vật khác nhau. Các thí nghiệm này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển năng lực nghiên cứu khoa học, kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo. Giáo viên có thể khuyến khích học sinh tự chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản từ vật liệu tái chế, tăng tính sáng tạo và tiết kiệm chi phí.

5.1. Thí nghiệm về sự nảy mầm của hạt và các yếu tố ảnh hưởng

Thí nghiệm về sự nảy mầm của hạt, giúp học sinh tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của thực vật, từ đó vận dụng kiến thức vào trồng trọt. Với thí nghiệm này, các em học sinh có thể tự tay gieo trồng và chăm sóc cây, hiểu được vai trò của mình trong quá trình sinh trưởng của cây.

5.2. Thí nghiệm về quá trình quang hợp và vai trò của ánh sáng

Thí nghiệm về quá trình quang hợp, giúp học sinh hiểu rõ vai trò của ánh sáng, nước, khí cacbonic đối với sự sống của cây xanh. Các em có thể quan sát được sự thay đổi màu sắc của lá cây khi có ánh sáng và không có ánh sáng.

5.3. Thí nghiệm phân loại thế giới sống và nhận biết sinh vật

Thí nghiệm về sự phân loại thế giới sống, giúp học sinh nhận biết và phân biệt các nhóm sinh vật khác nhau. Qua thí nghiệm, các em có thể biết thêm nhiều loại sinh vật xung quanh mình, từ đó nâng cao kiến thức về khoa học tự nhiên.

VI. Kết luận và Xu hướng phát triển STEAM KHTN 6 tương lai

Thiết kế và tổ chức dạy học thí nghiệm Vật sống KHTN 6 theo định hướng giáo dục STEAM là một hướng đi đúng đắn, phù hợp với xu thế phát triển của giáo dục hiện đại. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển năng lực nghiên cứu khoa học, kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo, phẩm chất đạo đức. Để phương pháp này được triển khai rộng rãi và hiệu quả, cần có sự quan tâm, hỗ trợ từ các cấp quản lý giáo dục, sự nỗ lực của đội ngũ giáo viên, sự phối hợp của gia đình và cộng đồng. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu, phát triển các bài giảng STEAM phù hợp với chương trình KHTN 6, đồng thời xây dựng các tiêu chí đánh giá năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh một cách khoa học và khách quan.

6.1. Đánh giá hiệu quả của phương pháp STEAM và bài học kinh nghiệm

Cần xây dựng các tiêu chí đánh giá Năng lực Nghiên cứu khoa học một cách toàn diện. Cần thu thập ý kiến của học sinh, giáo viên sau mỗi bài học. Trên cơ sở đó rút ra các bài học kinh nghiệm và có những cải tiến phù hợp.

6.2. Phát triển nguồn tài liệu và cộng đồng chia sẻ kinh nghiệm STEAM

Cần có nguồn tài liệu tham khảo phong phú, đa dạng, bao gồm các bài giảng mẫu, các thí nghiệm tự chế, các dự án STEAM thành công. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà trường, gia đình và cộng đồng, tạo môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh nghiên cứu khoa học.

6.3. Đào tạo và bồi dưỡng giáo viên về giáo dục STEAM

Nâng cao nhận thức và kỹ năng cho đội ngũ giáo viên về giáo dục STEAM. Có thể tổ chức các buổi tập huấn, hội thảo để giáo viên được tiếp cận với những kiến thức mới và trao đổi kinh nghiệm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Lịch sử nghiên cứu 1. Giáo dục STEAM trên thế giới Những năm đầu của thế kỉ XX, Mỹ thiếu hụt nghiêm trọng nguồn nhân lực chất lượng cao liên quan đến các ngành nghề như khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học, chính phủ nước này đã có nhiều chính sách thu hút nguồn nhân lực. Ví dụ như chính sách cấp Visa cho các sinh viên tốt nghiệp các ngành nghề thuộc các lĩnh vực về: khoa học, kĩ thuật, công nghệ và toán.

Năm 2001, các nhà quản lý khoa học tại Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) mới chính thức cho ra mắt sáng kiến giáo dục STEM, trước đó là SMET, thay cho khoa học, toán học, kĩ thuật và công nghệ (Science, Mathemetics, Engineering and Technology). Thời gian đầu, STEM phát huy tác dụng rất tốt. Nhưng người ta nhanh chóng phát hiện tổ hợp 4 lĩnh vực này vẫn còn nhiều thiếu sót. Sau một thời gian nghiên cứu lại, các nhà hoạch định giáo dục thấy rằng, tuy STEM là định hướng của sự đổi mới, song lại thiếu đi yếu tố cần thiết cho sự thay đổi và tiến bộ – chính là yếu tố sáng tạo.

Do đó, họ quyết định bổ sung thêm yếu tố Nghệ thuật vào STEM, tạo thành tổ hợp STEAM hoàn chỉnh như ngày nay[42]. Vào tháng 1 năm 2013, nhóm các đại biểu Hạ viện Hoa Kỳ và Thượng viện Hoa Kỳ đã họp đề xuất các kế hoạch về đưa giáo dục STEAM vào các chương trình giáo dục tại Hoa Kỳ. Kể từ đó, các nghiên cứu về giáo dục STEAM bắt đầu được quan tâm. Các trường ĐH lớn tại Hoa Kỳ cũng bắt đầu mở các chương trình đào tạo giáo viên và cao học về giáo dục STEAM.

Chẳng hạn như University of San Diego và William Paterson University có chương trình thạc sĩ giáo dục chuyên về STEAM. Hoa Kỳ được xem là “cái nôi” của giáo dục STEAM hiện đại. Tại quốc gia này, STEAM được đưa vào chương trình giáo dục từ cấp Tiểu học, thông 6 qua đa dạng các đầu sách tham khảo được minh họa sống động, giúp học sinh dễ dàng hình dung được các khái niệm có phần trừu tượng và khó hiểu so với độ tuổi của các em. Năm 2007 Georgette Yakman đã thúc đẩy và tích hợp thiết kế và nghệ thuật trong các lĩnh vực STEM.

Định nghĩa phong trào là "Khoa học và Công nghệ, được giải thích thông qua Kỹ thuật và Nghệ thuật, tất cả đều dựa trên các yếu tố của Toán học." Kể từ đó, STEAM đã được hỗ trợ rộng rãi bởi những người ủng hộ bao gồm Sesame Street và Trường Thiết kế Rhode Island[41]. Trường dạy nghề thiết kế Rhode Island được xem là trường đi đầu tại Mỹ xây dựng chương trình giáo dục theo cách tiếp cận STEAM. Ở New Zealand, định hướng STEAM được triển khai theo hướng thúc đẩy tư duy logic và phản biện, đề cao các hoạt động ứng dụng thực tiễn. Quốc gia này chủ trương áp dụng phương thức dạy học lấy học sinh làm trung tâm và học dựa tập dựa trên dự án.

Học sinh sẽ được chủ động trong suốt quá trình nghiên cứu bài học và trình bày ý tưởng trước lớp, sau đó giáo viên mới góp ý giúp các em điều chỉnh. New Zealand còn đưa Công nghệ số vào chương trình giảng dạy STEAM để giúp học sinh bắt kịp xu thế của thời đại. Yếu tố nghệ thuật và sáng tạo cũng được các trường tại đây tập trung phát triển. Tại Israel, trẻ em được tiếp xúc với STEAM từ những năm Mẫu giáo, qua 3 bộ môn Khoa học, Công nghệ và Toán.

Đến cấp bậc Tiểu học, các em sẽ được học đủ tất cả bộ môn thuộc STEAM, chủ yếu khai thác từ các hoạt động sống hằng ngày. Ở cấp Trung học, học sinh sẽ được học kiến thức liên ngành STEAM thay vì các phân môn độc lập. Mục tiêu là trang bị cho các em cả hiểu biết lẫn khả năng vận dụng. Quốc gia này còn thường xuyên phối hợp với các tập đoàn công nghệ lớn như Google và IBM để mang lại cho học sinh nhiều chương trình trải nghiệm thực tế [42].

Trong những năm gần đây các nghiên cứu về STEM được nhiều các nhà giáo dục trên thế giới nghiên cứu và tiếp tục phát triển. Theo thống kê của Josh Brown - Trường đại học Illinois giai đoạn 2007 - 2010 tại Mỹ có 60 bài 7 báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất bản từ 8 tạp chí nổi tiếng trong lĩnh vực giáo dục của Mỹ, điều này cho thấy cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về giáo dục STEM [41]. Hiện tại, giáo dục STEM đã và đang được triển khai tại hầu hết các nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Như vậy, có thể thấy rằng giáo dục STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Thậm chí tại Canada người lao động nhập cư có các kỹ năng STEM sẽ được hưởng các phúc lợi xã hội tốt hơn so với người dân lao động bản xứ.

Chính phủ Canada đánh giá cao những người nhập cư có các kỹ năng STEM, họ cho rằng đây là nguồn lao động chính cho họ và rằng người nhập cư có kỹ năng STEM sẽ thúc đẩy các ngành nghề kinh tế của đất nước này phát triển, đặc biệt làm tăng khả năng giao thương quốc tế. Giáo dục STEAM ở trong nước Khác với các nước trên thế giới giáo dục STEAM du nhập vào Việt Nam bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho học sinh từ cấp tiểu học đến phổ thông trung học do các công ty công nghệ trong nước, phối hợp cùng các tổ chức nước ngoài. Sau đó, nhiều trường quốc tế và tư thục bắt đầu chính thức đưa định hướng STEAM vào chương trình giảng dạy, ngay từ những bậc học đầu tiên. Năm 2011, với sự phối hợp của Hội đồng Anh, Bộ GD&ĐT đã tiến hành mô hình thí điểm “Phòng lab tích hợp STEM bằng tiếng Anh” - một trong những nội dung của giáo dục STEM tại 14 trường ở Hà Nội, TPHCM, Đà Nẵng [51].

Theo chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng chính phủ ngày 04/5/2017 với nội dung như sau: " Cần tập trung thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, Ngoại Ngữ, Tin Học trong giáo dục phổ thông"[7]. Ngoài ra, Thủ tướng yêu cầu bộ Giáo Dục và Đào Tạo thúc đẩy chủ yếu đào 8 tạo các môn giáo dục STEM với mục đích đưa thế hệ trẻ phát triển theo một hướng mới và phát triển như trên thế giới đã làm được. Hiện nay, giáo dục STEAM đang được áp dụng ở mọi cấp học tại Việt Nam. Khối Mầm non và Tiểu học, giáo viên sẽ khuyến khích các bé tự do thử sức với nhiều ý tưởng khác nhau, và không để cho cảm giác “sợ sai” kiềm chế khả năng của mình.

Mang lại cho các em học sinh một nền tảng kiến thức thực tế ngay từ khi còn nhỏ. Ở bậc trung học, STEAM đòi hỏi kỹ năng đánh giá về nghề nghiệp, sở thích, cơ hội và sự phát triển. Thông qua việc thực hiện các dự án thực tế các em được học và áp dụng những kiến thức từ nền tảng đến chuyên sâu. Học sinh còn có cơ hội tự đánh giá niềm đam mê, sở thích, trải nghiệm và tài năng của chính mình nhằm cải thiện sự phát triển của mỗi cá nhân.

Điều này vô cùng hữu ích cho các em khi theo đuổi những khát vọng tương lai sau khi ra trường. Từ những nổi bật trên, thấy rằng STEAM là phương hướng của sự đổi mới và tiến bộ, giúp học sinh bắt kịp, thậm chí đón đầu các xu thế của thời đại mới. Hiểu được tầm quan trọng đó, tôi tin rằng STEAM sẽ giúp đào tạo thế hệ mới với đủ mọi trình độ và khả năng, trở thành những công dân toàn cầu trong chính cộng đồng của mình. Một số công trình nghiên cứu về giáo dục STEAM Ông Nguyễn Vinh Hiển đã đưa ra những cơ sở lý luận của giáo dục STEAM ông chỉ rõ “Giáo dục/dạy học STEAM không phải là vấn đề hoàn toàn mới nhưng là một bước phát triển mới của lí luận và thực tiễn dạy học trên thế giới, hướng tới đào tạo ra con người có những kĩ năng của thế kỉ XXI, năng động, phát hiện và giải quyết sáng tạo, hiệu quả các vấn đề thực tế, thích ứng với cuộc sống thường xuyên thay đổi của thời đại mới.

Mục tiêu của giáo dục STEAM tương đồng với mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mới” [20]. Mai Văn Hưng trong các tài liệu [24] [25], “Giáo dục STEM: 9 Để học sinh thích ứng với môi trường lao động 4. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam; số 7 (724), Tr. ISSN 1859-4794 và “Giáo dục STEM, STEAM, STREAM và những đề xuất đổi mới chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam hiện nay”.

Hội thảo Giáo dục 2017, Ủy ban Văn hóa Giáo dục, Thanh niên, thiếu niên và nhi đồng Quốc hội khóa XIV đã trình bày khá đầy đủ các vấn đề về STEAM như so sánh, phân biệt giữa giáo dục STEM với STEAM và các phương pháp giáo dục khác nêu được ưu điểm và hạn chế của từng loại đồng thời đưa ra được các đề xuất để phát triển năng lực của học sinh thông qua hoạt động giáo dục STEAM. Trong luận án nghiên cứu của Lê Xuân Quang (2017) về “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng GD STEM”. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Phần lớn học sinh cảm thấy thoải mái, tự giác trong học tập, phát triển năng lực hợp tác, năng lực giải quết vấn đề và sáng tạo của học sinh trong quá trình tham gia xây dựng nội dung bài học, phù hợp với định hướng của BGD&ĐT trong công văn số 5555/BGDĐT - GDTrH ngày 8/10/2014 về các tiêu chí đánh giá bài học đang được thực hiện trong cả nước hiện nay.[34] Từ đó có thể nhận thấy rằng giáo dục STEM/STEAM đang rất được quan tâm ở trên thế giới và trong nước. Nhận thấy tiềm năng và những lợi ích thiết thực của giáo dục STEM, đặc biệt là giáo dục STEAM tạo ra một sân chơi sáng tạo cho các em học sinh, nhằm giúp các em có cơ hội được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại và nâng cao.

Bộ Giáo dục và Đào tạo thúc đẩy triển khai giáo dục STEM/STEAM trong chương trình giáo dục phổ thông mới.