12 bước thiết kế giáo án STEM hiệu quả: Có thể bạn chưa biết

12 bước thiết kế giáo án STEM hiệu quả: Có thể bạn chưa biết

Nội dung

Ở nhiều nơi, giáo viên đã được hướng dẫn và yêu cầu thiết kế giáo án STEM. Tuy nhiên, nhiều giáo viên không chuẩn bị giáo án một cách kỹ lưỡng, nghiên cứu một cách sơ sài qua mạng internet, sách vở và báo chí chuyên ngành. Kết quả là trong giáo án có rất ít khoảng trống cho học sinh trao đổi và thảo luận các kiến thức được dạy sau giờ học.

Sau đây, Sylvan Learning giới thiệu đến bạn 12 bước thiết kế giáo án STEM đơn giản giúp các giáo viên có thể thiết kế bài giảng STEM một cách dễ dàng mà vẫn hiệu quả.

12 bước không thể bỏ qua để thiết kế giáo án STEM hiệu quả

1. Thiết kế giáo án STEM bám sát và xoay quanh chủ đề mà trẻ đã được học, hoặc đang học

Hãy xem kỹ các mục tiêu giảng dạy môn Khoa họcToán học cần thiết, lập kế hoạch cho bài giảng của bạn xoay xung quanh những mục tiêu này. Ví dụ: Đề tài “Ngăn chặn xói mòn đất” trong môn Khoa học có thể kết hợp với khái niệm “tốc độ dòng chảy” trong môn Toán.

Một điều cần lưu ý là không nhất thiết mỗi môn học phải được giải quyết như nhau trong mỗi bài giảng. Khoa học có thể là đầu đề cần trẻ giải quyết lúc này, trong khi các khái niệm toán tư duy được đặt ra trong một thử thách khác.

2. Gắn chủ đề học tập với các vấn đề trong đời sống thực tế

Các giáo viên cần mở rộng tầm nhìn, suy nghĩ của học sinh liên quan vấn đề thực tiễn. Ví dụ như trong một buổi học, các em tìm hiểu chủ đề túi khí an toàn trong xe hơi. Một phản ứng hóa học đơn giản và an toàn diễn ra giữa axit axetic (giấm) và natri bicacbonat (muối nở). Điều này tạo ra một loại khí (carbon dioxide) có thể được sử dụng để thổi phồng các túi khí. Các kiến thức kết hợp giữa vật lý và hóa học, giải quyết một vấn đề thường thức sẽ giúp các em yêu thích bài học của mình hơn. Và có nhiều ý tưởng, sáng kiến hơn.

Một lưu ý nhỏ khi thiết kế giáo án STEM là khi hầu hết các giải pháp mà trẻ thiết kế và xây dựng sẽ không thực sự được sử dụng trong các tình huống thực tế, các em vẫn đang xây dựng các nguyên mẫu và mô phỏng các giải pháp cho các vấn đề thực tiễn. Điều này hoàn toàn hữu ích. Các kỹ sư thường xây dựng nguyên mẫu trước khi xây dựng một thiết bị thực tế. Các em vẫn có thể làm quen với việc xây dựng nguyên mẫu và mô phỏng, là những công đoạn không thể thiếu trong thiết kế kỹ thuật.

3. Giao những nhiệm vụ STEM cụ thể

Để tích hợp thành công khoa học và toán học trong một bài học STEM, hãy đảm bảo bạn có khả năng xử lý tốt chủ đề trong cả hai lĩnh vực nội dung. Giáo viên toán thiết kế giáo án STEM thường cần đào sâu hơn nội dung khoa học, và giáo viên dạy khoa học cần hiểu ngôn ngữ và nội dung của các thành phần toán học. Cách tốt nhất là để các giáo viên toán, khoa học và công nghệ cùng nhau nghiên cứu và thiết kế giáo án STEM và đưa ra những đề bài, mục tiêu và đề xuất những giải pháp cụ thể, gần gũi và thiết thực với đời sống.

Ví dụ, khi đưa ra đề bài về túi khí, bạn cần đặt ra câu hỏi túi khí được sử dụng như thế nào. Có nhiều cách sử dụng túi khí mà trẻ có thể dễ hình dung, như là làm thiết bị bảo vệ khuỷu tay hoặc đầu gối trong thể thao, hoặc làm túi khí ô tô giúp giữ an toàn. Bạn có thể yêu cầu trẻ thiết kế một túi khí chống cháy, bơm hơi nhanh chóng để giữ an toàn khi xảy ra tai nạn với chi phí tiết kiệm nhất. Như vậy, trẻ phải vận dụng kết hợp nhiều kiến thức lý hóa lẫn toán tư duy để hoàn thành bài tập này mà vẫn hào hứng.

4. Hướng dẫn phương pháp đánh giá hiệu quả để trẻ hiểu phương hướng thực hiện

12 bước thiết kế giáo án STEM hiệu quả: Có thể bạn chưa biết

Khi bạn thiết kế giáo án STEM, bài học STEM cần nêu ra được các tiêu chí và ràng buộc mà học sinh phải đáp ứng khi thiết kế các giải pháp cho một vấn đề cụ thể. Nói một cách đơn giản, đây là các tiêu chí để "chấm điểm": Khi nào thì giải pháp của các em được xem là thành công? Thiết bị hoặc nguyên mẫu của nhóm sẽ phải như thế nào để giải quyết vấn đề hoặc để mô phỏng một giải pháp thành công?

Ví dụ như với đề bài ở phía trên, để có thể kiểm tra hiệu quả của túi khí hạn chế thương tích, bạn hướng dẫn các em sử dụng trứng luộc như hành khách trong thí nghiệm để đánh giá kết quả của thí nghiệm. Chính xác thì học sinh sẽ tiến hành các bước thí nghiệm này như thế nào, và cần đo những gì? Đó là những câu hỏi mà giáo viên dạy học STEM phải giải quyết.

5. Hướng dẫn quy trình thiết kế kỹ thuật để giúp các em lập kế hoạch

Mô hình giáo dục STEM có trọng tâm giúp trẻ làm quen với Quy trình Thiết kế Kỹ thuật (the Engineering Design Process – EDP) trong các bài học STEM. Đây là khái niệm quan trọng, hướng dẫn trẻ quy trình giải quyết vấn đề một cách khoa học và cụ thể.

Các bước thường có trong Quy trình Thiết kế Kỹ thuật :

  • Nghiên cứu: Tìm hiểu nguồn thông tin, dữ liệu liên quan đến vấn đề cần giải quyết. Các dữ liệu này cần liên quan trực tiếp, ví dụ như các giải pháp sẵn có, chi phí và nhu cầu thực tế. Trẻ có thể nghiên cứu qua internet, sách báo, catalogue, các kết quả nghiên cứu đã được công bố…
  • Tìm hiểu yêu cầu thiết kế: Định nghĩa vấn đề, đưa ra danh sách các yêu cầu mà giải pháp phải đáp ứng và phân tích các yêu cầu này. Trong đời thực, đây là các phân tích nghiên cứu khả thi.
  • Nghiên cứu khả thi: Lên lịch thực hiện, tổng hợp nguồn lực thực hiện, và các dự kiến, ước tính cho bước tiếp theo. Đây là bước cung cấp thông tin giúp ra quyết định hành động.
  • Hình thành ý tưởng: Trong việc lập kế hoạch dự án, đây là bước đưa ra các ý tưởng cũng như đánh giá các ưu khuyết điểm, thuận lợi và bất lợi của ý tưởng được đưa ra. Bước này giúp hạn chế lỗi, quản lý tốt chi phí, đánh giá rủi ro có thể xảy ra cũng như khả năng thành công của dự án.
  • Thiết kế sơ bộ: Đây là bước kết nối giữa ý tưởng thiết kế và thiết kế chi tiết. Các yêu cầu đối với hệ thống cần được thiết kế được cụ thể hóa thông qua sơ đồ, bảng biểu, và phác thảo sơ bộ dự án.
  • Thiết kế chi tiết: Giai đoạn hoàn tất xử lý các vật liệu. Kết quả là các bản vẽ chi tiết.
  • Hoạch định sản xuất: Lập kế hoạch để sản xuất hàng loạt, với các công cụ dụng cụ cần có để phục vụ sản xuất, các quy trình sản xuất bao gồm cả thử nghiệm sản phẩm cuối cùng, với các tiêu chuẩn thử nghiệm cụ thể.

12 bước thiết kế giáo án STEM hiệu quả: Có thể bạn chưa biết

Trẻ cần được làm quen với các bước thực hiện dự án như trên ở cấp độ đơn giản hơn, nhưng sẽ rất có ích nếu trẻ có thể hình dung một cách cụ thể các bước giải quyết vấn đề tương tự trong học tập và đời sống.

6. Giúp trẻ hiểu rõ đề bài cần giải quyết

Bài học STEM của bạn cần đưa ra câu hỏi và yêu cầu trẻ thực hành giải quyết vấn đề. Điều này kích hoạt sự tò mò của trẻ, giúp các em đặt ra những câu hỏi hay và chuyển giao trách nhiệm học tập từ giáo viên sang học sinh.

Trong giờ học STEM, bạn (giáo viên) sẽ không cho học sinh biết cách giải quyết vấn đề. Trẻ sẽ tự mình đưa ra quyết định và đưa ra giải pháp, có thể kèm theo sự hướng dẫn để giúp họ đi đúng hướng khi cần. Giải pháp của mỗi nhóm có thể khác nhau. Mọi ý tưởng dù khác biệt đều được hoan nghênh, miễn là chúng khả thi và thực tế. Không tìm ra giải pháp cũng không sao, dù sao các em cũng có thể áp dụng những gì học được để cải thiện giải pháp của mình.

7. Khuyến khích trẻ tham gia nghiên cứu giải pháp

Giao cho trẻ các bài đọc, xem các video và làm các thử nghiệm nhỏ. Đây là bước gợi ý cho trẻ các kiến thức giúp giải quyết vấn đề mà trẻ cần thực hiện.

8. Đưa ra hoạt động thu hút trẻ tham gia hoạt động nhóm

Trước và trong giờ học STEM, bạn sẽ cần cung cấp hướng dẫn có chủ đích để giúp học sinh làm việc nhóm hiệu quả. Bao gồm các hướng dẫn thực hành cũng như lưu ý về các hành vi phù hợp cũng như kỹ năng tương tác của mỗi em với bạn cùng nhóm. Có như vậy, các hoạt động STEM mới giúp trẻ hình thành các kỹ năng giao tiếp và kỹ năng làm việc nhóm cần thiết.

9. Hướng dẫn các nhóm chọn ý tưởng để thử nghiệm và sau đó tạo mẫu thử

Ví dụ như trong hoạt động thiết kế túi khí nói trên, các em có thể chọn cho mình hệ thống túi khí mà các em thấy có tỷ lệ hóa chất tiết kiệm chi phí nhất, cùng một thiết bị mà các em cho là sẽ vận chuyển tốt nhất. Hãy để trẻ tìm hiểu và xây dựng một mẫu thử của hệ thống túi khí.

10. Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thử nghiệm và đánh giá mẫu thử

12 bước thiết kế giáo án STEM hiệu quả: Có thể bạn chưa biết

Tạo điều kiện cho các em thử nghiệm mẫu và thu thập dữ liệu để đánh giá mức độ hoạt động của các mẫu thử này. Sau đó, hướng dẫn các em phân tích dữ liệu và đánh giá mẫu có đáp ứng các tiêu chí ban đầu được đưa ra hay không.

11. Tạo cơ hội chia sẻ quá trình nghiên cứu giữa các nhóm với nhau

Đừng quên điều này khi thiết kế giáo án STEM. Tổ chức buổi trình bày để các nhóm có thể chia sẻ quá trình thử nghiệm, giải thích với cả lớp về giải pháp của mình.

12. Khuyến khích trẻ làm lại nếu có thời gian

Sau khi chia sẻ và học hỏi kinh nghiệm, tốt nhất là trẻ có điều kiện để làm lại dự án để cho ra kết quả tốt hơn, và có thể là tốt nhất.

Trên đây, Sylvan Learning Việt Nam đã giới thiệu 12 bước thiết kế giáo án STEM hiệu quả và thành công. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn có ý tưởng áp dụng mô hình giáo dục STEM đạt được kết quả tốt nhất nhé!

Vui lòng nhập lại thông tin, chúng tôi sẽ gọi lại bạn