Dự án steam là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa và khái niệm cơ bản về dự án STEAM

Dự án STEAM là hình thức học tập tích hợp năm lĩnh vực: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Nghệ thuật (Arts), và Toán học (Mathematics). Mục tiêu của mô hình này là kết nối lý thuyết với thực hành, phát triển tư duy phản biện, khả năng giải quyết vấn đề, kỹ năng hợp tác và sáng tạo thông qua các hoạt động thiết kế và thực hiện sản phẩm.

Khác với cách tiếp cận tách biệt theo từng môn học truyền thống, dự án STEAM khuyến khích học sinh giải quyết các vấn đề thực tiễn bằng cách áp dụng đồng thời kiến thức từ nhiều lĩnh vực. Quá trình học tập xoay quanh một câu hỏi hoặc thách thức trung tâm, từ đó học sinh chủ động nghiên cứu, thử nghiệm, điều chỉnh và xây dựng sản phẩm cụ thể.

Một dự án STEAM hiệu quả thường bao gồm các yếu tố cốt lõi sau:

• Một tình huống gắn với thực tế đời sống hoặc xã hội
• Nội dung tích hợp ít nhất 2 lĩnh vực trong STEAM
• Hoạt động thực hành/hợp tác có mục tiêu rõ ràng
• Kết quả đầu ra hữu hình (sản phẩm, mô hình, trình bày)

Nguồn: Edutopia – What Is STEAM Education?

Nguồn gốc và sự phát triển của mô hình STEAM

STEAM là sự phát triển từ mô hình STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics), vốn được khởi xướng vào đầu những năm 2000 tại Hoa Kỳ trong bối cảnh khủng hoảng nhân lực ngành kỹ thuật – công nghệ. Mô hình này nhằm thúc đẩy việc giảng dạy tích hợp và nâng cao năng lực cạnh tranh công nghệ quốc gia. Đến năm 2006, khái niệm STEAM ra đời khi Viện Thiết kế Rhode Island (RISD) đề xuất đưa yếu tố nghệ thuật vào STEM để bổ sung năng lực sáng tạo, cảm thụ thẩm mỹ và tư duy thiết kế.

Việc thêm yếu tố Nghệ thuật không làm mất đi tính học thuật của mô hình gốc, mà tạo ra sự toàn diện hơn trong cách tiếp cận. Sáng tạo không chỉ được giới hạn trong nghệ thuật thị giác mà còn bao gồm thiết kế kỹ thuật, giải pháp kỹ thuật số, giao tiếp khoa học và trình bày ý tưởng. Yếu tố "A" mang lại cho học sinh kỹ năng trình bày thuyết phục, khả năng kể chuyện bằng dữ liệu và tư duy thiết kế lấy con người làm trung tâm.

So sánh sự phát triển giữa hai mô hình:

Tiêu chí	STEM	STEAM
Khởi nguồn	Chính sách giáo dục khoa học - công nghệ Mỹ	Do các trường thiết kế và sáng tạo đề xuất
Mục tiêu chính	Phát triển kỹ thuật, công nghệ và toán học	Thêm yếu tố cảm xúc, thiết kế, biểu đạt nghệ thuật
Phạm vi áp dụng	Trường học, viện nghiên cứu STEM	Trường học, bảo tàng, trung tâm sáng tạo

Nguồn: Johns Hopkins University – What is STEAM?

Các thành phần cấu thành của một dự án STEAM

Một dự án STEAM hiệu quả cần được thiết kế theo chu trình học tập tích cực, trong đó học sinh tham gia vào quá trình đặt vấn đề, khám phá, thiết kế, thử nghiệm, phản biện và trình bày. Dự án không chỉ tập trung vào sản phẩm cuối cùng mà nhấn mạnh quá trình tư duy và kỹ năng hình thành trong suốt quá trình làm việc.

Một số yếu tố bắt buộc khi xây dựng dự án:

• Vấn đề có thật, mang tính liên ngành
• Yêu cầu học sinh làm việc nhóm hoặc cá nhân theo hướng giải quyết vấn đề
• Sản phẩm hoặc mô hình mang tính ứng dụng hoặc truyền thông

Dự án STEAM cần đảm bảo có sự tích hợp ít nhất ba trụ cột trong số năm lĩnh vực S-T-E-A-M. Ví dụ:

Tên dự án	Lĩnh vực liên quan	Thành phẩm
Thiết kế nhà chống bão	Kỹ thuật – Khoa học – Toán	Mô hình nhà và báo cáo cấu trúc
Robot phân loại rác	Công nghệ – Kỹ thuật – Nghệ thuật	Robot tự lập trình và poster thuyết minh
Thiết kế áp phích truyền thông Covid-19	Khoa học – Nghệ thuật – Công nghệ	Poster đồ họa và thuyết trình

Lợi ích của giáo dục theo mô hình STEAM

Giáo dục STEAM mang lại nhiều giá trị vượt ra ngoài khuôn khổ kiến thức sách vở, giúp học sinh hình thành các năng lực học tập suốt đời. Thay vì học để thi, học sinh được học để làm, để tư duy và để sáng tạo. Các kỹ năng như hợp tác, giao tiếp, phân tích hệ thống, và tư duy thiết kế được phát triển một cách tự nhiên qua trải nghiệm thực hành.

STEAM khuyến khích học sinh chủ động giải quyết các vấn đề thực tiễn, từ đó tạo động lực học tập bền vững và tăng khả năng chuyển giao kiến thức. Học sinh được học cách thất bại an toàn, phản biện có cơ sở và đưa ra quyết định dựa trên bằng chứng – những kỹ năng thiết yếu trong thế kỷ 21.

Lợi ích tổng hợp:

• Thúc đẩy sáng tạo và tư duy mở
• Phát triển năng lực học tập tích cực
• Tăng tính linh hoạt trong giải quyết vấn đề
• Gắn kết các kỹ năng học thuật và thực tế

Nguồn: We Are Teachers – Benefits of STEAM Education

Ví dụ thực tiễn về dự án STEAM trong lớp học

Trong môi trường lớp học, các dự án STEAM có thể triển khai linh hoạt theo cấp học, năng lực học sinh và điều kiện cơ sở vật chất. Một dự án hiệu quả thường bắt đầu từ một vấn đề thực tiễn gần gũi với học sinh, có thể liên quan đến môi trường, năng lượng, sức khỏe, công nghệ hoặc cộng đồng.

Ví dụ về các dự án STEAM đã triển khai thành công:

• Khối tiểu học: “Làm đèn pin từ pin cúc áo và ống hút” – học sinh tìm hiểu dòng điện, mạch kín và thiết kế sản phẩm sử dụng được.
• Khối THCS: “Làm mô hình hệ tuần hoàn nước” – tích hợp địa lý, khoa học tự nhiên, thiết kế mô hình và trình bày giải thích.
• Khối THPT: “Xây dựng hệ thống lọc nước tự chế” – ứng dụng vật lý dòng chảy, hóa học, kỹ thuật kết cấu và thuyết trình kết quả.

Chu trình thực hiện dự án STEAM thường tuân theo 5 bước chính:

1. Ask – Đặt câu hỏi và xác định vấn đề
2. Imagine – Tìm ý tưởng giải pháp
3. Plan – Lập kế hoạch và thiết kế
4. Create – Chế tạo và kiểm tra sản phẩm
5. Improve – Đánh giá, chỉnh sửa và hoàn thiện

Chu trình này giúp học sinh phát triển khả năng tư duy thiết kế, phản biện và hợp tác nhóm trong suốt quá trình học.

Phân biệt giữa STEAM và các mô hình giáo dục khác

STEAM thường bị nhầm lẫn hoặc dùng thay thế cho STEM, song hai mô hình này có những điểm khác biệt rõ rệt. Trong khi STEM tập trung vào kỹ thuật, công nghệ và tư duy logic thì STEAM thêm yếu tố sáng tạo, cảm thụ nghệ thuật và thiết kế truyền thông vào quá trình học tập.

So sánh giữa STEAM và mô hình truyền thống:

Tiêu chí	Giáo dục truyền thống	STEAM
Phân môn	Học từng môn riêng biệt	Tích hợp liên ngành
Phương pháp	Ghi nhớ, lý thuyết	Thực hành, khám phá
Vai trò học sinh	Thụ động tiếp nhận	Chủ động kiến tạo
Đánh giá	Thi trắc nghiệm, bài kiểm tra	Sản phẩm, quá trình, phản biện

Nguồn: National Science Teaching Association – STEAM vs. STEM

Đánh giá kết quả học tập trong dự án STEAM

Đánh giá trong mô hình STEAM chú trọng cả vào sản phẩm đầu ra và quá trình thực hiện. Các tiêu chí đánh giá bao gồm tính sáng tạo, tính khoa học, khả năng giải thích ý tưởng, mức độ hợp tác và kỹ năng trình bày. Phương pháp thường dùng là rubric (bảng tiêu chí) định lượng theo từng mức độ hoàn thành.

Có thể mô hình hóa điểm đánh giá như sau: $S = 0.3P + 0.2T + 0.3C + 0.2R$ với $S$ là điểm tổng, $P$ là điểm sản phẩm, $T$ là điểm tư duy kỹ thuật, $C$ là điểm hợp tác nhóm, và $R$ là điểm phản biện và trình bày.

Để đảm bảo công bằng và toàn diện, nên kết hợp nhiều hình thức đánh giá:

• Đánh giá của giáo viên dựa trên biểu mẫu
• Tự đánh giá của học sinh về vai trò và đóng góp
• Đánh giá chéo giữa các nhóm học sinh

Thách thức khi triển khai dự án STEAM trong thực tế

Dù mang lại nhiều giá trị, việc triển khai STEAM tại các cơ sở giáo dục còn gặp nhiều khó khăn. Phần lớn giáo viên chưa được đào tạo bài bản về tích hợp liên môn, thiếu tài nguyên thực hành và chưa có khung chương trình chính thống rõ ràng. Nhiều trường vẫn ưu tiên thi cử hơn là sáng tạo, khiến STEAM bị xem là hoạt động phụ.

Các trở ngại thường gặp:

• Thiếu thiết bị và vật tư thí nghiệm
• Thời lượng tiết học hạn chế, khó triển khai dự án dài
• Giáo viên chưa quen với phương pháp dạy học theo dự án
• Không có hệ thống đánh giá chuẩn hóa

Giải pháp khả thi gồm:

• Tổ chức các khoá tập huấn STEAM cho giáo viên
• Tận dụng vật liệu tái chế, thiết bị rẻ tiền trong thiết kế sản phẩm
• Hợp tác với doanh nghiệp, trung tâm sáng tạo để mở rộng nguồn lực
• Thiết kế dự án ngắn (mini-projects) phù hợp với thời lượng học

Tài liệu tham khảo

1. Edutopia – What Is STEAM Education?
2. Johns Hopkins University – What is STEAM?
3. We Are Teachers – Benefits of STEAM
4. National Science Teaching Association – STEAM vs. STEM
5. Education Week – What is STEAM?