Tạo dựng không gian thực hành STEM hiệu quả

Nguyễn Huy Anh, Chủ tịch Câu lạc bộ Robotics GreenAms hướng dẫn giáo viên Trường Hữu nghị 80 sử dụng phần mềm Cubico.

Trong các chỉ đạo chiến lược gần đây, Tổng Bí thư Tô Lâm khẳng định, khoa học-công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số là động lực then chốt của phát triển quốc gia, yêu cầu giáo dục chủ động đi trước trong chuẩn bị nguồn nhân lực. Trên tinh thần đó, việc triển khai phòng thực hành STEM được xác định là nhiệm vụ nhằm chuẩn hóa hạ tầng học tập, thúc đẩy đổi mới phương thức giáo dục và mở rộng cơ hội tiếp cận tri thức hiện đại cho học sinh trên toàn quốc.

Từ dòng chảy STEM...

Nếu coi giáo dục STEM là một dòng chảy, thì những phòng STEM vừa được thắp sáng ở nhiều địa phương chính là những điểm nguồn đầu tiên - nơi tri thức rời khỏi trang sách để mở ra không gian của trải nghiệm, thử nghiệm và sáng tạo.

Trong dòng chảy ấy, những học sinh như Nguyễn Anh Kiệt (lớp 8A1), thành viên đội SuperNova của Trường trung học cơ sở Cầu Giấy (Hà Nội), đang tiếp cận STEM theo một cách rất khác so với trước đây. Với Kiệt, phòng STEM của nhà trường không chỉ là nơi học tập, mà giống như một phòng lab thu nhỏ theo chuẩn quốc tế - nơi em được làm quen với robot, lập trình bằng tiếng Anh và rèn luyện kỷ luật của nghiên cứu khoa học. Ở đó, mỗi cú chạy lệch quỹ đạo của robot không khiến các em nản lòng, mà mở ra những vòng suy ngẫm, trao đổi và điều chỉnh không ngừng giữa Kiệt và các bạn. Qua những lần thử-sai-sửa, từng lỗi nhỏ dần trở thành những bài học lớn, vừa thách thức vừa cuốn hút. “Nhờ được thực hành thường xuyên, chúng em tự tin hơn trước mỗi cuộc thi”, Kiệt chia sẻ. Với em, phòng STEM chính là điểm tựa cho những bước đi đầu tiên trên hành trình bước vào thế giới công nghệ toàn cầu.

Điều đáng chú ý là dòng chảy ấy không dừng lại ở các đô thị có điều kiện thuận lợi. Tại Trường trung học phổ thông Thuận Châu (Sơn La), STEM bước ra khỏi lớp học, gắn trực tiếp với nương rẫy và môi trường sống. Học sinh thiết kế mô hình tưới tiết kiệm nước, theo dõi độ ẩm đất, thử nghiệm các giải pháp năng lượng tái tạo quy mô nhỏ. Thông qua các dự án khoa học kỹ thuật, học sinh đi trọn quy trình từ đặt vấn đề, thử nghiệm, phân tích dữ liệu đến báo cáo kết quả, qua đó hình thành năng lực tư duy khoa học và giải quyết vấn đề từ thực tiễn.

Dòng chảy ấy tiếp tục lan tới cả những địa phương được cho là khó khăn nhất về điều kiện học tập. Tại Trường trung học phổ thông Đạm Ri (Lâm Đồng), ngay sau khi tiếp nhận, phòng STEM được định hướng như một “trạm sáng tạo” mở, nơi học sinh tiếp cận trọn vẹn quy trình từ thiết kế, mô phỏng đến chế tạo và thử nghiệm. Việc tích hợp Robotics, AI-IoT và dạy học theo trạm tạo nên chuỗi trải nghiệm liền mạch, trong đó mỗi kết luận đều được chứng minh bằng dữ liệu; mỗi giải pháp được kiểm chứng bằng mô hình.

Nhìn tổng thể, những “điểm nguồn” ấy đang dần nối lại thành một dòng chảy liền mạch - từ khoảnh khắc học sinh lần đầu chạm tay vào khoa học đến quá trình hình thành năng lực. Vấn đề còn lại là làm thế nào để dòng chảy ấy được nâng lên thành lời giải ở tầm hệ thống.

... Đến một hệ thống năng lực

Được phát triển bởi học sinh Câu lạc bộ Robotics của Trường trung học phổ thông chuyên Hà Nội- Amsterdam (Ams), Cubico là phần mềm robot ảo cho phép học sinh thực hành đầy đủ quy trình STEM - từ thiết kế, lắp ráp, lập trình đến mô phỏng và thử nghiệm - mà không phụ thuộc vào robot vật lý. Cubico không chỉ là một giải pháp kỹ thuật, mà là lời đáp cho một bài toán lớn hơn của giáo dục STEM: Làm thế nào để dòng chảy sáng tạo không bị chặn lại bởi rào cản thiết bị.

Từ những chuyến đi tới các trường còn nhiều khó khăn, nhóm học sinh Ams nhận ra trở ngại lớn nhất không nằm ở năng lực hay hứng thú của người học, mà ở chi phí đầu tư linh kiện và phòng lab. Lựa chọn robot ảo, Phạm Đình Minh Sơn cùng các bạn không tìm cách “thay thế” thiết bị, mà mở ra một con đường khác: Giữ trọn tinh thần STEM ngay cả trong điều kiện thiếu thốn. Như chia sẻ của Nguyễn Huy Anh, Chủ tịch Câu lạc bộ Robotics GreenAms, điều quan trọng không phải là công cụ học tập đắt tiền, mà là trao cho học sinh quyền tự nghĩ, tự làm và tự sáng tạo.

Từ một sáng kiến trong nhà trường, Cubico được chia sẻ tới nhiều địa phương, nơi học sinh Ams không chỉ mang theo kinh nghiệm mà còn đặt những viên gạch đầu tiên cho hoạt động STEM từ con số 0. Chính sự lan tỏa ấy cho thấy: STEM chỉ thật sự có giá trị khi được coi là hạ tầng hình thành năng lực, chứ không phải một hoạt động ngoại khóa hay phong trào ngắn hạn.

Theo Kỹ sư Đỗ Hoàng Sơn, thành viên Liên minh STEM Việt Nam, giáo dục STEM hiện nay ở nhiều nơi mới dừng ở mức phổ cập trong khi nút thắt lớn nhất nằm ở cấp độ STEM Innovation - nơi học sinh có thể nghiên cứu, chế tạo và tham gia hệ sinh thái đổi mới sáng tạo quốc tế. Chính trong bối cảnh đó, chương trình xây dựng các phòng STEM đạt chuẩn quốc tế tại nhiều địa phương trong thời gian qua được nhìn nhận như một can thiệp thể chế có chủ đích: Mỗi phòng STEM không chỉ phục vụ một trường, mà phải được xác định là hạt nhân đào tạo dùng chung, có trách nhiệm lan tỏa phương pháp, học liệu và chuẩn vận hành cho nhiều trường chung quanh. Khi được tổ chức theo logic liên thông-dùng chung, chia sẻ và đo lường bằng kết quả - những hạt giống như Ams hay cubico sẽ không còn lẻ loi, mà gặp được nền đất phù hợp để nảy mầm trên diện rộng, đưa STEM từ “dòng chảy của sáng kiến” trở thành hệ thống năng lực ở tầm quốc gia.

Thúc đẩy một hệ thống STEM hiệu quả

Thực tiễn từ Trường trung học cơ sở Vĩnh Trại (Lạng Sơn) cho thấy, để một lab STEM không trở thành “phòng trưng bày công nghệ”, điều quyết định không phải ở thiết bị, mà ở cách vận hành: Có kỷ luật, có lộ trình và có thước đo. Sau tập huấn, nhà trường không dừng ở tinh thần hưởng ứng, mà nhanh chóng chuyển hóa kiến thức thành chương trình hành động cho cả năm học, từ tổ chức dạy học đến quản trị phòng lab.

Theo cô Hiệu trưởng Nguyễn Hồng Ngân, phòng STEM phải được đưa vào nhịp sống thường nhật của nhà trường. Học sinh tiếp cận STEM theo lộ trình tăng dần, từ làm quen an toàn và đo đạc ở lớp 6; học liên môn theo trạm ở lớp 7; triển khai dự án có sản phẩm và dữ liệu ở lớp 8; đến ươm mầm ý tưởng khoa học-kỹ thuật ở lớp 9. Mỗi cấp học có đầu ra cụ thể, mỗi hoạt động đều được kiểm chứng bằng sản phẩm.

Song song với học sinh, chuẩn hóa đội ngũ được coi là điều kiện tiên quyết. Một lực lượng giáo viên nòng cốt được đào tạo bài bản làm “xương sống” vận hành phòng lab, đồng thời lan tỏa năng lực cho đồng nghiệp qua bồi dưỡng nội bộ. Phòng STEM vì thế không thuộc về một vài cá nhân, mà trở thành năng lực chung của nhà trường.

Đáng chú ý là cách Trường trung học cơ sở Vĩnh Trại đặt phòng lab trong logic mạng lưới. Từ câu lạc bộ mũi nhọn, sự kiện Open Lab đến kho học liệu số dùng chung và hệ thống KPI đo được-báo cáo được, mọi hoạt động đều hướng tới chia sẻ và liên thông. Cam kết của nhà trường được gói gọn trong một nguyên tắc: Vận hành bằng kỷ luật, đo bằng dữ liệu, chứng minh bằng sản phẩm và lan tỏa bằng mạng lưới.

Từ góc nhìn sư phạm, Phó Giáo sư, Tiến sĩ Tưởng Duy Hải (Trường đại học Sư phạm Hà Nội) khẳng định, không phòng STEM nào có thể tự vận hành nếu thiếu một hệ sinh thái nâng đỡ. Nếu thi cử và đánh giá vẫn thiên về trắc nghiệm, giáo viên thiếu bồi dưỡng thường xuyên, phụ huynh chưa đồng hành, STEM rất dễ rơi vào hình thức; ngược lại, khi phòng STEM gắn với đổi mới đánh giá, chia sẻ học liệu và liên thông giữa các trường, nó sẽ trở thành mạch ngầm nuôi dưỡng đổi mới.

Nếu trước đây xã hội nỗ lực xóa “nhà tạm” để bảo đảm an sinh, thì hôm nay giáo dục cần dứt khoát xóa “trường tạm” bằng việc xác lập phòng STEM như hạ tầng hình thành năng lực quốc gia. Khi được vận hành trong một thiết kế thể chế thống nhất, các phòng STEM sẽ chuyển giáo dục STEM từ phong trào sang nền tảng chiến lược chuẩn bị nguồn nhân lực cho kỷ nguyên khoa học-công nghệ và đổi mới sáng tạo.

THU TRANG