Phương ThảoCác sản phẩm STEM đã trở thành một phần không thể thiếu trong lĩnh vực giáo dục hiện đại, giúp trẻ em và học sinh phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng giải quyết vấn đề và hiểu biết về các nguyên lý khoa học một cách thực tiễn. Việc khám phá và tạo ra các sản phẩm stem không chỉ đem lại niềm vui học tập mà còn mở ra nhiều cơ hội để trẻ phát triển khả năng tư duy logic và kỹ năng làm việc nhóm.
Trong bài viết này, hãy cùng FPT Schools đi sâu vào các các sản phẩm STEM phổ biến hiện nay, cùng với những ví dụ cụ thể về cách chúng có thể kích thích sự sáng tạo cũng như giúp học sinh hiểu rõ hơn về thế giới xung quanh.
Giới thiệu về các sản phẩm STEM
Các sản phẩm STEM là những dự án, mô hình hay thiết bị giáo dục được phát triển dựa trên bốn trụ cột Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, hướng tới mục tiêu biến kiến thức trừu tượng thành trải nghiệm học tập cụ thể. Không chỉ dừng ở vai trò đồ chơi hay mô hình trưng bày, mỗi sản phẩm là một thí nghiệm thu nhỏ giúp người học đặt câu hỏi, hình thành giả thuyết, thiết kế thí nghiệm và kiểm chứng kết quả.
Thông qua quá trình chế tạo, lập trình và thử nghiệm, học sinh rèn tư duy phản biện, kỹ năng giải quyết vấn đề và thói quen ghi nhận dữ liệu. Khi phải trình bày nguyên lý hoạt động hoặc tối ưu thiết kế, người học còn phát triển năng lực giao tiếp khoa học và làm việc nhóm. Nhờ đó, bài học trở nên sống động, gắn với thực tiễn và bền vững hơn về mặt ghi nhớ.
Để phát huy tối đa giá trị, sản phẩm STEM nên đi kèm quy trình học tập rõ ràng gồm đặt mục tiêu, thiết kế, chế tạo, thử nghiệm, đánh giá và cải tiến. Giáo viên có thể thiết kế rubrics đánh giá dựa trên tiêu chí chức năng, độ tin cậy, tính sáng tạo, độ an toàn và khả năng thuyết trình. Việc tích hợp tiêu chí bền vững như lựa chọn vật liệu tái chế, tối ưu chi phí và giảm rác thải giúp người học phát triển tư duy công dân toàn cầu.
Các sản phẩm STEM phổ biến
Trong cộng đồng giáo dục quốc tế lẫn Việt Nam, các sản phẩm STEM nổi bật đang thu hút sự quan tâm lớn của học sinh, giáo viên và phụ huynh. Các sản phẩm này thường được thiết kế để phù hợp với từng độ tuổi, từ nhỏ đến lớn, và giúp người học thực hành dưới dạng các dự án cụ thể, dễ tiếp cận.
Xe robot
Xe robot minh họa sinh động mối liên hệ giữa cơ khí, điện và lập trình trong dự án STEM cho học sinh. Từ bìa carton tái chế, mô tơ DC, bánh xe, trục, khung và nguồn pin, nhóm thiết kế khung chịu lực, vị trí trọng tâm, cự ly trục bánh và phương án truyền động phù hợp. Ở mức cơ bản, xe chạy thẳng và rẽ nhờ công tắc hoặc module driver.
Ở mức nâng cao, học sinh dùng Arduino hoặc micro:bit, mạch cầu H và cảm biến vạch line hay siêu âm để tự hành và dừng tránh vật cản. Trong suốt quá trình, các em học cách vẽ phác thảo, cắt dán, đi dây gọn gàng, đo dòng tiêu thụ và kiểm thử nhiều vòng. Phần học thuật gắn với ma sát, mô men, lực kéo, lực cản, tỉ số truyền và mức tiêu thụ năng lượng.
Xe cần được xây bài kiểm tra như quãng đường tối đa, thời gian hoàn thành đường chạy chữ S, mức ồn và độ bền sau va chạm nhẹ. Từ dữ liệu thu được, rút kinh nghiệm và cải tiến sản phẩm STEM. Hoạt động báo cáo cuối kỳ nhấn mạnh lập luận dựa trên dữ liệu gồm ảnh hiện trường, bảng thông số, đồ thị điện áp và tốc độ, video thực nghiệm. Kết quả không chỉ là một chiếc xe chạy được mà còn là năng lực giải quyết vấn đề theo chu trình thiết kế, thử nghiệm và tối ưu.
Nhiệt kế handmade
Nhiệt kế handmade là một dự án STEM dễ triển khai nhưng giàu giá trị học tập, giúp học sinh hiểu trực tiếp về hiện tượng giãn nở của chất lỏng và cách chuyển đổi biến thiên thể tích thành mức cột nước trong ống. Với vài vật liệu an toàn như chai nhựa, ống hút, keo nến và dung dịch nhuộm màu (nước muối pha màu hoặc rượu isopropyl có màu), người học tự tay lắp ráp, bịt kín và quan sát cột chất lỏng dâng, hạ theo nhiệt độ môi trường.
Dự án khuyến khích kỹ năng đo đạc, ghi chép dữ liệu, vẽ đồ thị và so sánh kết quả theo thời gian, giúp phát triển những năng lực cốt lõi của giáo dục STEM. Giá trị tăng thêm nằm ở bước hiệu chuẩn: đặt ống vào nước đá (gần 0°C) và nước ấm, đánh dấu thang, từ đó nói về sai số, độ lặp lại và tính ổn định của thiết bị. Nhờ cách học “chạm tay vào khoa học”, học sinh thấy rõ vì sao cùng một độ tăng nhiệt nhỏ vẫn tạo ra dịch chuyển cột chất lỏng có thể quan sát được.
Khi mở rộng, giáo viên có thể yêu cầu nhóm đổi loại chất lỏng (nước muối, dầu ăn, cồn) để so sánh độ nhạy; thay đường kính ống hút để bàn về “độ phân giải đo”. Học sinh cũng có thể thiết kế vỏ che, đế chống đổ, nhãn cảnh báo và sổ tay sử dụng để biến mô hình thành sản phẩm STEM cho học sinh có tính hoàn thiện cao. Cuối dự án, nhóm thuyết trình nguyên lý, cách hiệu chuẩn, giới hạn sử dụng như không đo nhiệt độ quá cao, không so với nhiệt kế y tế và đề xuất cải tiến.
Ô tô chạy bằng bóng bay
Ô tô bóng bay là thí nghiệm vật lý vui dựa trên nguyên lý phản lực theo định luật ba Newton, rất phù hợp cho hoạt động STEM tiểu học. Thân xe từ bìa cứng nhẹ, trục bằng que tre, bánh từ nắp chai và ống hút làm vòi khí. Khi nhả bóng, luồng khí phụt ra phía sau tạo lực đẩy xe tiến về trước.
Dự án này là nơi để nói về ma sát lăn, khối lượng, phân bố tải trọng, độ kín của mối nối và ảnh hưởng hình học thân xe đến lực cản không khí. Học sinh đặt giả thuyết như ống dài hơn thì xe đi xa hơn hay yếu đi, bánh lớn có làm xe ổn định hơn, rồi tự kiểm chứng bằng đo đạc.
Ở mức nâng cao,cần lập bảng thí nghiệm theo nguyên tắc thay đổi một biến mỗi lần gồm thể tích bóng, chiều dài ống, khối lượng xe, bề mặt đường chạy. Đồng thời, tính quãng đường trung bình sau nhiều lần thử để giảm nhiễu và trình bày kết quả bằng biểu đồ cột, sơ đồ lực đơn giản và ảnh chụp bố trí thí nghiệm. Cuối cùng, nhóm đề xuất cải tiến như thân khí động học hơn, bánh chính xác hơn bằng in ba chiều, vòng bi giảm ma sát hoặc bộ thu hồi khí cho lần tăng tốc tiếp theo.
Giá đỡ điện thoại
Giá đỡ điện thoại DIY là bài toán tĩnh học thu nhỏ giúp học sinh cảm nhận trực tiếp về trọng tâm, đòn bẩy và tam giác chịu lực. Từ vật liệu rẻ như que gỗ, bìa cứng, in ba chiều hoặc gỗ tái chế, nhóm thiết kế góc nghiêng phù hợp cho chế độ xem, thêm gờ chặn, chọn chân đế rộng để chống trượt và xử lý bề mặt tiếp xúc bằng mút cao su. Người học thử nhiều phương án khớp nối như keo, bu lông nhỏ, mộng lắp, sau đó đo tải tối đa, độ ổn định khi chạm màn hình và góc nhìn không chói dưới ánh sáng phòng.
Để nâng chuẩn sản phẩm STEM, giáo viên gợi ý tiêu chí đánh giá gồm tải trọng an toàn theo Newton, hệ số ma sát, mặt tiếp xúc bảo vệ máy, khả năng gấp gọn, thẩm mỹ và chi phí vật liệu. Nhóm có thể thêm tính năng như rãnh luồn cáp sạc, kẹp dây, khung xoay, khe tản nhiệt, hoặc phiên bản giá đỡ cho lớp học STEM phục vụ quay video thí nghiệm. Kết thúc, học sinh thuyết trình nguyên lý, lý do chọn vật liệu, phân tích lỗi như nứt, nghiêng, rung và đưa ra bản hướng dẫn cho người dùng khác.
Mô hình tàu vũ trụ
Mô hình tàu vũ trụ truyền cảm hứng về khoa học không gian và tích hợp cơ khí, điện, lập trình trong dự án STEM liên môn. Ở mức cơ bản, nhóm dựng thân tàu có nhiều khoang, cánh ổn định, khớp nối bằng nam châm để hiểu về tách tầng và lý do cần giảm khối lượng. Ở mức nâng cao, nhóm lắp servo xoay anten, đèn LED giả lập tấm pin mặt trời, cảm biến ánh sáng để gập mở tấm pin. Học sinh có thể dùng micro:bit hoặc Arduino phát dữ liệu nhiệt độ và độ sáng lên bảng hiển thị.
Trong quá trình lắp ráp, các em học cách cân bằng khối lượng, sắp xếp dây điện và quản lý nguồn an toàn ở mức 3,7 đến 5 volt. Cần lên kế hoạch thử gồm kiểm tra cơ cấu gập mở nhiều chu kỳ, thử rung nhẹ, đo thời lượng pin, sau đó ghi nhật ký để đánh giá độ tin cậy. Phần thuyết trình cuối nhấn mạnh công năng, an toàn và các hướng cải tiến như mô phỏng bệ phóng hoặc chế độ tự hành theo nguồn sáng, qua đó học sinh hình dung con đường nghề nghiệp công nghệ và hàng không vũ trụ.
Máy tưới cây tự động bằng chai nhựa
Máy tưới cây tự động từ chai nhựa kết hợp tư duy xanh và tự động hóa căn bản, phù hợp cho hoạt động STEM trồng cây tại trường. Vật liệu gồm chai nhựa làm bình chứa, bơm mini năm volt hoặc van nhỏ giọt, ống silicon, cảm biến độ ẩm đất, Arduino hoặc micro:bit và nguồn dự phòng. Hệ thống đo độ ẩm, so với ngưỡng và kích hoạt bơm theo chu kỳ, nhờ đó cây được tưới đủ và tránh úng.
Học sinh xây dựng cách đặt ngưỡng, dùng vùng trễ để chống bật tắt liên tục, ghi nhật ký độ ẩm và thời điểm để tinh chỉnh. Bản mở rộng có thể thêm tấm pin mặt trời mini, màn hình hiển thị hoặc điều khiển từ xa qua Bluetooth hoặc Wi Fi. Dự án rèn kỹ năng thiết kế vỏ chống nước, bố trí dây gọn, chọn đầu tưới phù hợp từng chậu và tính toán lượng nước theo diện tích bề mặt đất.
Sau đó, xây bài kiểm tra theo dõi độ ẩm bảy ngày, so sánh với chậu đối chứng tưới tay, đo lượng nước tiêu thụ và đánh giá độ ổn định nguồn. Báo cáo cuối mô tả dữ liệu, đề xuất cải tiến như cảm biến mưa, lịch tưới theo thời tiết, cảnh báo bình cạn. Học sinh thấy rõ công nghệ giải quyết vấn đề thật trong bối cảnh phát triển bền vững.
Thùng rác tự động mở nắp
Thùng rác tự động là dự án STEM với Arduino rất thực dụng, phục vụ nhu cầu vệ sinh và an toàn. Phiên bản phổ biến dùng cảm biến siêu âm để đo khoảng cách, servo để điều khiển nắp, Arduino Uno làm bộ điều khiển và nguồn năm volt. Khi tay tiến gần, nắp bật mở trong thời gian định trước rồi tự đóng.
Học sinh cần học cách đọc cảm biến, lọc nhiễu bằng trung bình trượt, đặt ngưỡng kích hoạt, viết logic chống rung nắp và đi dây gọn, an toàn. Bản nâng cao có thể dùng cảm biến thụ động hồng ngoại, cảm biến nắp đóng kín, còi và đèn báo đầy, vỏ in ba chiều chống kẹt.
Khía cạnh kỹ thuật đi cùng trách nhiệm với môi trường vì giảm chạm tay và tăng vệ sinh, đồng thời khuyến khích phân loại rác. Nhóm lập kế hoạch kiểm thử gồm số lần mở đóng bền bỉ, độ trễ phản hồi, mức ồn, thời lượng pin. Dữ liệu giúp tối ưu góc servo, thời gian mở và ngưỡng khoảng cách. Hoàn thiện dự án bằng hộp bảo vệ mạch, hướng dẫn sử dụng và cảnh báo an toàn điện, từ đó mô hình trở thành sản phẩm STEM cho lớp học có giá trị sử dụng thực tế.
Xem thêm: Phương Pháp Steiner Là Gì Và Lợi Ích Đối Với Sự Phát Triển Toàn Diện Của Trẻ
Lợi ích của việc chế tạo các sản phẩm STEM trong giáo dục
Phát triển tư duy phản biện và giải quyết vấn đề
Các sản phẩm STEM đặt học sinh vào bối cảnh có mục tiêu rõ ràng và ràng buộc thực tế. Khi thiết bị không hoạt động như mong muốn, các em phải xác định nguyên nhân, đề xuất giả thuyết và thử nghiệm phương án. Mỗi vòng thử sai giúp hình thành tư duy phản biện thay vì chỉ ghi nhớ công thức. Học sinh học cách đọc dữ liệu, so sánh kết quả và chọn lời giải tối ưu. Nhờ vậy tư duy giải quyết vấn đề trở thành thói quen bền vững trong giáo dục STEM.
Bên cạnh đó, sản phẩm STEM buộc người học thiết kế quy trình làm việc mạch lạc. Các em lên kế hoạch vật liệu, công cụ, mốc thời gian và tiêu chí đánh giá. Việc dự báo rủi ro, chuẩn bị phương án dự phòng và ghi nhật ký giúp quá trình minh bạch. Khi trình bày kết quả, học sinh phải bảo vệ luận điểm bằng bằng chứng. Năng lực lập luận dựa trên dữ liệu được nuôi dưỡng tự nhiên qua hoạt động STEM.
Kết nối liên môn và hiểu biết bối cảnh
Sản phẩm STEM cho phép kết nối Toán, Lý, Hóa, Công nghệ trong một nhiệm vụ thống nhất. Ví dụ máy tưới tự động gắn kiến thức cảm biến với hàm ngưỡng, lưu lượng nước và an toàn điện. Học sinh thấy rõ công thức không đứng riêng mà gắn với lựa chọn linh kiện và thiết kế mạch. Bối cảnh thực tế giúp khái niệm trừu tượng trở nên dễ hiểu và đáng nhớ. Điều này làm tăng động lực học tập và khả năng chuyển giao kiến thức.
Khi đặt sản phẩm vào đời sống, học sinh cân nhắc cả yếu tố thẩm mỹ, bền vững và chi phí. Các em so sánh vật liệu, đánh giá tác động môi trường và đề xuất tái sử dụng. Bài học vì thế vượt khỏi phạm vi một tiết thí nghiệm ngắn. Người học hiểu vì sao giải pháp tốt phải phù hợp người dùng và điều kiện sử dụng. Đó là giá trị cốt lõi của giáo dục STEM hướng đến năng lực thực hành.
Nâng cao kỹ năng số và năng lực công nghệ
Dự án STEM cho học sinh rèn kỹ năng đo đạc, lập trình cơ bản và khai thác phần mềm mô phỏng. Các em biết dùng bảng tính để xử lý dữ liệu, vẽ đồ thị và đọc xu hướng. Khi tiếp cận vi điều khiển, học sinh làm quen với biến, điều kiện và vòng lặp. Kiến thức công nghệ được hấp thụ qua mục tiêu tạo sản phẩm hoàn chỉnh. Năng lực số nhờ đó phát triển theo cách tự nhiên và bền chắc.
Sản phẩm STEM cũng giúp học sinh chú ý đến an toàn và chuẩn kỹ thuật. Các em học quy tắc dùng nguồn thấp áp, cách đi dây gọn và kiểm thử chức năng. Việc viết tài liệu hướng dẫn và sơ đồ kết nối giúp tiêu chuẩn hóa thiết kế. Học sinh dần hình thành thói quen kiểm chứng trước khi đưa vào sử dụng. Đây là nền tảng quan trọng để tiến tới các dự án công nghệ phức tạp hơn.
Hợp tác nhóm và giao tiếp khoa học
Trong hoạt động STEM, một người khó hoàn thành sản phẩm từ đầu đến cuối. Học sinh phải phân vai như thiết kế, lắp ráp, lập trình và thử nghiệm. Quá trình phối hợp yêu cầu lắng nghe, phản hồi mang tính xây dựng và tôn trọng thời hạn. Khi phát sinh khác biệt, cả nhóm học cách thương lượng để giữ mục tiêu chung. Kỹ năng hợp tác nhờ vậy trưởng thành qua trải nghiệm thật.
Mỗi dự án kết thúc bằng phần thuyết trình và phản biện. Học sinh tóm tắt mục tiêu, mô tả nguyên lý, báo cáo dữ liệu và chỉ ra giới hạn. Khả năng trình bày rõ ràng giúp ý tưởng được chấp nhận dễ dàng hơn. Từ đó hình thành năng lực giao tiếp khoa học, vốn là kỹ năng thế kỷ hai mươi mốt quan trọng. Sản phẩm STEM trở thành phương tiện rèn luyện giao tiếp dựa trên bằng chứng.
Nuôi dưỡng sáng tạo và tư duy thiết kế
Giáo dục STEM khuyến khích đặt câu hỏi và thử ý tưởng mới mà không sợ sai. Học sinh tự phác thảo, tạo nguyên mẫu nhanh và kiểm tra cảm giác sử dụng. Mỗi lần cải tiến là một dịp học về tối ưu hóa hình dạng, vật liệu và quy trình. Sản phẩm không dừng ở việc chạy được mà hướng tới trải nghiệm tốt hơn. Tư duy thiết kế vì thế được rèn luyện qua từng vòng lặp.
Khi sáng tạo có mục tiêu, học sinh học cách cân bằng giữa độc đáo và khả thi. Các em đánh giá xem biến đổi nào đem lại hiệu quả rõ rệt với chi phí chấp nhận được. Từ đó biết ưu tiên nguồn lực và tránh hoàn thiện quá mức ở giai đoạn sớm. Kỹ năng lựa chọn là phần khó và quan trọng của sáng tạo. Sản phẩm STEM giúp rèn luyện kỹ năng này một cách thực tế.
Định hướng nghề nghiệp sớm và ý thức công dân số
Tiếp xúc đa dạng dự án STEM cho phép học sinh thử vai kỹ sư, nhà phân tích dữ liệu hoặc nhà thiết kế sản phẩm. Qua trải nghiệm, các em hiểu công việc yêu cầu kiến thức nào và thói quen làm việc ra sao. Điều này hỗ trợ lựa chọn môn học và lộ trình bậc cao phù hợp. Học sinh thấy được con đường vào các lĩnh vực công nghệ, kỹ thuật và khoa học ứng dụng. Định hướng nghề nghiệp vì thế bớt mơ hồ và cảm tính.
Song song, sản phẩm STEM gắn với trách nhiệm xã hội và đạo đức sử dụng công nghệ. Các em học về quyền riêng tư dữ liệu, bản quyền tài nguyên và an toàn trong phòng thí nghiệm. Khi triển khai sản phẩm cho cộng đồng, học sinh cân nhắc khả năng tiếp cận của người dùng. Ý thức công dân số được nuôi dưỡng qua quyết định thiết kế hằng ngày. Đây là nền tảng để phát triển bền vững trong môi trường số.
Tăng động lực học tập và thái độ chủ động
Các sản phẩm STEM biến lớp học thành nơi khám phá, nơi câu hỏi được khuyến khích. Khi thấy kết quả cụ thể, học sinh hiểu kiến thức giúp ích cho mục tiêu hiện tại. Thành công nhỏ thúc đẩy các em kiên trì vượt qua khó khăn tiếp theo. Động lực nội tại nhờ vậy tăng lên theo mỗi mốc tiến độ. Lớp học trở nên sôi nổi và gắn kết hơn.
Thái độ chủ động được hình thành khi học sinh tự đặt kế hoạch học và tự đánh giá. Các em biết tìm tài liệu, đặt câu hỏi cho chuyên gia và thử nghiệm có kiểm soát. Tinh thần làm chủ giúp rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng. Mỗi tiến bộ nhỏ đều có thể đo lường bằng dữ liệu. Giáo dục STEM vì thế tạo ra văn hóa học tập bền bỉ và có mục tiêu.
Đánh giá theo năng lực và minh chứng bằng dữ liệu
Với sản phẩm STEM, đánh giá không chỉ là điểm số cuối kỳ. Giáo viên quan sát tiến trình, chất lượng hợp tác, nhật ký thử nghiệm và bản trình bày. Rubric (phiếu tự đánh giá) rõ ràng giúp phản hồi cụ thể và kịp thời. Học sinh hiểu điểm mạnh, điểm cần cải thiện và hành động tiếp theo. Việc đánh giá nhờ vậy trở nên công bằng và khích lệ nỗ lực.
Minh chứng dữ liệu là phần trọng tâm của đánh giá theo năng lực. Học sinh thu thập số đo, ảnh, video và bảng kết quả để chứng minh hiệu quả. Khi so sánh trước sau, các em thấy tác động của thay đổi thiết kế. Từ đó học cách kết luận thận trọng dựa trên bằng chứng. Sản phẩm STEM tạo môi trường đánh giá gắn với thực tiễn và có chiều sâu.
Các các sản phẩm STEM không chỉ giúp trẻ phát triển kiến thức về các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học mà còn nuôi dưỡng khả năng sáng tạo, tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề trong cuộc sống. Các dự án như nhiệt kế handmade, xe robot carton hay mô hình tàu vũ trụ đều là những hoạt động thiết thực, giúp trẻ vừa học vừa chơi một cách hiệu quả. Qua đó, chúng ta có thể thấy rõ tầm quan trọng của STEM trong việc phát triển thế hệ tương lai toàn diện, sẵn sàng đối mặt với những thử thách của cuộc sống mới.
Xem thêm: Giáo Dục STEM Là Gì? Khám Phá Phương Pháp Giáo Dục Của Thời Đại 4.0
Thanh Ngân
FSC ST AN
