Bồi dưỡng năng lực STEM cho giáo viên theo hướng thực hành, có hỗ trợ thường xuyên là giải pháp quan trọng để bảo đảm hiệu quả giáo dục STEM.

Vì sao bắp cải tím chuyển sang màu hồng khi vắt chanh vào làm gỏi? Câu hỏi quen thuộc trong căn bếp trở thành điểm khởi đầu cho một bài học STEM môn Hóa học lớp 11 với chủ đề “Điều chế chất chỉ thị màu tự nhiên tại Trường THPT Trần Phú (TP Đà Nẵng).
Thay vì chỉ tiếp nhận kiến thức về pH và chất chỉ thị màu, học sinh được giao nhiệm vụ điều chế chất chỉ thị tự nhiên từ những nguyên liệu dễ kiếm như bắp cải tím, hoa đậu biếc, hoa dâm bụt hay rau dền đỏ; tìm hiểu cách lấy dịch chiết, thử nghiệm với các dung dịch axit, bazơ và quan sát sự đổi màu.
Sau khi ghi nhận kết quả, các em tính toán chi phí, hoàn thiện quy trình và trình bày phương án trước lớp. Giáo viên tổ chức các hoạt động theo từng bước, từ xác định vấn đề, nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp đến chế tạo, thử nghiệm sản phẩm.
Với chủ đề này, giáo viên không chỉ cần kiến thức Hóa học mà còn phải biết thiết kế nhiệm vụ, hướng dẫn học sinh tìm kiếm giải pháp và tổ chức các bước thử nghiệm. Theo nhóm giáo viên Tổ Hóa học Trường THPT Trần Phú, dạy học theo định hướng STEM tạo cơ hội để học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn kỹ năng phát hiện vấn đề, lập kế hoạch nghiên cứu, giải quyết vấn đề và cải tiến sản phẩm.
Ông Nguyễn Cửu Huy, Hiệu trưởng Trường THPT Trần Phú, cho biết hoạt động STEM ở bậc THPT có yêu cầu cao về chuyên môn, tính đa ngành và liên ngành. Không phải giáo viên nào cũng có đủ kỹ năng để hướng dẫn học sinh thực hiện những nội dung phong phú, đa dạng. Chẳng hạn, giáo viên Vật lý có thể vững kiến thức môn học nhưng vẫn cần bổ sung kỹ năng tổ chức dự án, hướng dẫn học sinh thiết kế và xây dựng sản phẩm.
“Vì vậy, trong bồi dưỡng giáo dục STEM cho đội ngũ giáo viên, không nên chỉ dừng ở việc giới thiệu một số mô hình hoạt động. Giáo viên cần được rèn năng lực thiết kế nhiệm vụ, tổ chức tiến trình, đặt câu hỏi gợi mở và hỗ trợ học sinh tìm giải pháp”, ông Huy phân tích.

Từ những trải nghiệm thực tế khi bồi dưỡng năng lực giáo dục STEM cho giáo viên phổ thông, TS Nguyễn Thị Khánh Hồng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng, nhấn mạnh hiệu quả giáo dục STEM phụ thuộc vào năng lực của người thầy, không nằm ở số lượng thiết bị được trang bị.
Theo TS Nguyễn Thị Khánh Hồng, với giáo dục STEM, giáo viên cần có ba nhóm năng lực cốt lõi: thiết kế bài học, tổ chức hoạt động và đánh giá kết quả học tập. Khi xây dựng chủ đề STEM, giáo viên phải xuất phát từ một vấn đề thực tiễn, sau đó lựa chọn kiến thức liên môn để giải quyết, đồng thời bảo đảm yêu cầu cần đạt của Chương trình giáo dục phổ thông 2018.
Trong tổ chức dạy học, giáo viên chuyển từ vai trò truyền đạt kiến thức sang dẫn dắt để học sinh tự tìm tòi, thử nghiệm và điều chỉnh phương án. Các phương pháp như dạy học theo dự án (PBL), dạy học truy vấn (IBL) có thể được vận dụng linh hoạt theo mục tiêu và nội dung bài học.
Ngoài ra, đánh giá cũng là năng lực cần được chú trọng. “Không thể chỉ căn cứ vào việc sản phẩm cuối cùng có hoạt động được hay không để đánh giá một bài học STEM. Giáo viên cần xây dựng tiêu chí đánh giá cả quá trình, từ cách học sinh xác định vấn đề, lựa chọn phương án thiết kế, thử nghiệm, cải tiến đến khả năng hợp tác và thuyết trình”, TS Nguyễn Thị Khánh Hồng phân tích.
Bà Phạm Thị Thùy Loan, Phó Hiệu trưởng Trường THCS Nguyễn Huệ (phường Hải Châu, TP Đà Nẵng), cho rằng, giáo viên là nhân tố quyết định thành bại của giáo dục STEM.
Bản chất của STEM là dạy học tích hợp và giải quyết vấn đề, không phải đào tạo học sinh thành các nhà khoa học chuyên sâu, vì vậy nhà trường xác định sẽ tập trung bồi dưỡng cho giáo viên theo hướng "đóng vai người học", trực tiếp thực hành thiết kế sản phẩm, trải nghiệm quy trình thử sai trước khi hướng dẫn học sinh.
Trường THCS Nguyễn Huệ định hướng các tổ chuyên môn cần lựa chọn chủ đề xuất phát từ hiện tượng tự nhiên hoặc vấn đề thực tế gần gũi với lứa tuổi, phù hợp điều kiện học tập của học sinh. Trong quá trình thực hiện dự án, giáo viên khuyến khích các em làm việc nhóm, thuyết trình, phản biện và tự tìm giải pháp thiết kế trong những giới hạn phù hợp.

Trường THCS Nguyễn Huệ đã hình thành nhóm giáo viên nòng cốt được đặt trong định hướng hỗ trợ chuyên môn ngay tại trường. Những giáo viên có kinh nghiệm triển khai STEM có thể chia sẻ cách xây dựng chủ đề, tổ chức dự án và hướng dẫn học sinh thử nghiệm sản phẩm với đồng nghiệp.
Nhu cầu bồi dưỡng giáo dục STEM của giáo viên rất lớn, nhưng khác nhau giữa các vùng và các môn học. TS Nguyễn Thị Khánh Hồng đề xuất tổ chức bồi dưỡng theo hình thức kết hợp giữa trực tiếp và trực tuyến (Blended Learning), tạo điều kiện để giáo viên vừa thực hành, trao đổi chuyên môn, vừa chủ động nghiên cứu tài liệu trên nền tảng số.
Theo đó, mỗi giáo viên cần có một bài dạy cụ thể để áp dụng ngay tại lớp học sau tập huấn. Quá trình bồi dưỡng cũng cần được nối tiếp bằng hoạt động hỗ trợ, tư vấn và trao đổi khi giáo viên triển khai thực tế. Đây là khâu thường bị bỏ qua, khiến những kiến thức tiếp nhận trong tập huấn chưa được vận dụng đầy đủ vào bài dạy.
Một hệ sinh thái giáo dục STEM bền vững không thể chỉ dựa vào các sự kiện đơn lẻ mà cần chuyển biến từ chính đội ngũ giáo viên phổ thông. Khi giáo viên phổ thông làm chủ được các phương pháp giáo dục STEM, họ sẽ trở thành những “người truyền lửa” hiệu quả nhất tại cơ sở.
Ngoài tập huấn năng lực tổ chức giáo dục STEM cho giáo viên phổ thông, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng đã ký kết với 10 trường THCS và THPT để chia sẻ tài nguyên dạy học, phối hợp phát triển chương trình STEM tích hợp AI và công nghệ số.
TS Nguyễn Linh Nam - Phó Hiệu trưởng nhà trường coi đây là những “mắt xích quan trọng” để xây dựng nền tảng vững chắc cho nhiệm vụ đào tạo nhân lực chất lượng cao. Việc chuyển giao này không chỉ là trao đi kiến thức mà cùng nhau xây dựng một hệ sinh thái đổi mới sáng tạo chung giữa hai cấp học.
TS Nguyễn Thị Khánh Hồng: “Bồi dưỡng năng lực STEM cho giáo viên phổ thông cần gắn với những công việc giáo viên trực tiếp thực hiện, như lựa chọn vấn đề thực tiễn, xây dựng nhiệm vụ học tập, xác định kiến thức liên môn, tổ chức thử nghiệm và xây dựng tiêu chí đánh giá. Giáo viên cũng cần được thực hành xử lý những tình huống phát sinh trong lớp học, thay vì chỉ nghe giới thiệu phương pháp hoặc tham khảo mô hình có sẵn”.