Con Đường STEM Từ Gốc Đến Ngọn
Tới đây, giáo dục STEM đã trở thành một xu hướng quan trọng của giáo dục hiện đại. Cụ thể là chính phủ ban hành đã ban hành Nghị quyết 71 thúc đẩy phát triển giáo dục STEM ở trường phổ thông. 90 chương trình STEM của 23 trường ĐH được Bộ GD-ĐT phê duyệt tham gia đề án nhân lực công nghệ cao giai đoạn 2025 - 2035 và định hướng tới năm 2045
Khoảng hơn 100 trường học đã đầu tư các phòng STEM, các bộ robot giáo dục, các bộ lập trình và thiết bị công nghệ nhằm giúp học sinh tiếp cận với khoa học và kỹ thuật từ sớm.
Tuy nhiên, một câu hỏi được đặt ra:
Liệu STEM hiện nay có thực sự là STEM đúng nghĩa hay không?
Tại nhiều nơi, STEM đang được triển khai theo hướng tập trung vào các bộ robot hoàn chỉnh hoặc các hoạt động ngoại khóa. Học sinh có thể lắp ráp một chiếc xe robot, lập trình để robot chạy theo vạch hoặc tránh vật cản. Những hoạt động này tạo hứng thú rất lớn nhưng đôi khi lại chưa giúp học sinh hiểu được bản chất của khoa học và công nghệ.
Robot có thể chạy, nhưng học sinh chưa hiểu vì sao nó chạy.
Robot có thể tránh vật cản, nhưng học sinh chưa hiểu cảm biến hoạt động như thế nào.
Robot có thể phát sáng, nhưng học sinh chưa hiểu vai trò của điện trở, transistor hay diode trong hệ thống.
Vậy thực tế là học sinh đang học cách sử dụng công nghệ chứ không học cách tạo ra công nghệ.
Chúng tôi đưa ra ý tưởng của thiết bị STEM Từ Gốc Đến Ngọn như sau:
Bước 1: Bộ thiết bị dạy học STEM từ sách giáo khoa
STEM phải bắt đầu từ sách giáo khoa, STEM không nên tách rời chương trình học chính khóa, STEM cần được xây dựng từ chính những kiến thức mà học sinh đang học trên lớp.
Từ các môn Khoa học, Khoa học tự nhiên, Công nghệ, toán học và Tin học, giáo viên có thể tổng hợp nhiều bài học, nhiều chủ đề có liên quan để xây dựng thành những bộ thiết bị STEM phục vụ cho việc khám phá, thực hành và sáng tạo.
Ví dụ: Chủ đề ánh sáng có thể kết hợp với cảm biến ánh sáng và hệ thống đèn tự động,….
Như vậy, STEM không còn là một hoạt động bên ngoài chương trình học mà trở thành một phương pháp giúp học sinh hiểu sâu hơn những kiến thức đang học trong sách giáo khoa.
Phần này chúng tôi đặt tên là: Bộ thiết bị dạy học STEM từ sách giáo khoa
Bước 2: Bộ STEM khám phá linh kiện điện tử.
Mọi thiết bị điện tử hiện đại đều được tạo thành từ những linh kiện cơ bản.
Một chiếc điện thoại, một chiếc máy tính hay một con robot giáo dục đều được hình thành từ những linh kiện nhỏ bé như: Điện trở, Tụ điện, Cuộn cảm, Diode, LED, Transistor, ….
Tuy nhiên, phần lớn học sinh hiện nay gần như không có cơ hội được tiếp xúc và tìm hiểu trực tiếp về những linh kiện này.
Chúng tôi đề xuất xây dựng một bộ học tập STEM về linh kiện điện tử cơ bản, giúp học sinh:
- Nhận biết linh kiện.
- Hiểu chức năng của từng linh kiện.
- Thực hiện các thí nghiệm đơn giản.
- Tự chế tạo các mạch điện ứng dụng, những cảm biến đơn giản. Từ đó hiểu nguyên lý những module, cảm biến,… có sẵn trên thị trường.
Phần này chúng tôi đặt tên là: Bộ STEM khám phá linh kiện điện tử.
Bước 3: Bộ cảm biến – Arduino – chế tạo robot và hệ thống thông minh.
Sau khi hiểu được linh kiện điện tử cơ bản, học sinh sẽ tiếp tục tìm hiểu về các cảm biến và cơ cấu chấp hành (các loại động cơ). Tạo cầu nối giữa điện tử và thế giới thực.
Học sinh được làm quen với: Cảm biến ánh sáng, Cảm biến nhiệt độ, Cảm biến độ ẩm, Động cơ DC, động cơ Servo, Động cơ bước, Arduino,…
Học sinh sẽ học cách sử dụng, điều khiển các cảm biến, động cơ,.. Từ đó học sinh sẽ có hiểu biết về các hệ thống tự động hóa hiện đại.
Khi đã hiểu về linh kiện và cảm biến, học sinh hoàn toàn có thể tự thiết kế và chế tạo các mô hình công nghệ.
Các cơ cấu cơ khí không nhất thiết phải đắt tiền. Học sinh có thể sử dụng: Gỗ mỏng, bìa carton, mica, chi tiết in 3D,…
Để tạo ra các sản phẩm như: Robot đơn giản, nhà thông minh, hệ thống tưới cây, báo cháy,…
Quan trọng hơn, học sinh hiểu được vì sao những hệ thống đó hoạt động.
Robot hoàn chỉnh là ngọn, không phải là gốc. Một học sinh chỉ biết lắp ráp robot sẽ học được cách sử dụng công nghệ. Nhưng một học sinh hiểu từ điện trở, diode, transistor, cảm biến, động cơ … sẽ học được cách tạo ra công nghệ.
Theo tôi, đó mới là mục tiêu cốt lõi của STEM.
