Không gian sáng chế (Makerspaces) là môi trường học tập sáng tạo mang đến cho học sinh cơ hội thực hành để khám phá, mày mò và sáng tạo bằng cách sử dụng các khái niệm khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM). Mục đích của Không gian sáng chế STEM trong trường học để cung cấp cho học sinh một môi trường hấp dẫn và kích thích trí tò mò, thúc đẩy sự sáng tạo, tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề, giúp các em phát triển các kỹ năng và kiến thức cần thiết để thành công trong thế giới ngày càng phát triển theo hướng công nghệ ngày nay.

1. Tại sao cần không gian sáng chế STEM? 

Một trong những lợi ích quan trọng nhất của việc có một không gian sáng chế STEM trong trường học là nó có thể giúp thu hẹp khoảng cách và cân bằng thành tích giữa các học sinh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng những học sinh thường xuyên hoạt động ở phòng không gian sáng chế có thành tích học tập tốt hơn, có tỷ lệ tốt nghiệp cao hơn và có nhiều khả năng theo đuổi sự nghiệp trong các lĩnh vực STEM trong tương lai. Ngoài ra, không gian sáng chế có thể giúp đẩy mạnh tinh thần và động lực học của học sinh, điều này có thể dẫn đến kết quả học tập tốt hơn và thái độ học tập tích cực hơn.

Hơn nữa, Không gian sáng chế cũng có thể thúc đẩy sự đa dạng và toàn diện trong các lĩnh vực STEM bằng cách tạo cơ hội cho học sinh từ các nhóm ít được đại diện khám phá các môn học STEM theo cách toàn diện và hấp dẫn. Hơn nữa, Không gian sáng chế cũng có thể giúp phát triển các kỹ năng thế kỷ 21 của học sinh như tư duy phản biện, hợp tác, sáng tạo và giao tiếp, những kỹ năng cần thiết để thành công trong lực lượng lao động ngày nay.

Ngoài ra, Không gian sáng chế có thể được sử dụng để đưa giáo dục STEM vào cuộc sống bằng cách cung cấp cho học sinh trải nghiệm học tập có tính thực tế và có ý nghĩa với cuộc sống. Điều này có thể giúp học sinh bổ sung đa dạng kiến thức và phát triển mối quan tâm đối với các môn học STEM và cũng giúp chuẩn bị cho các em sẵn sàng cho sự nghiệp tương lai trong các lĩnh vực STEM.

2. Lập kế hoạch và chuẩn bị xây dựng không gian sáng chế STEM

Khi xây dựng một Không gian sáng chế STEM, một trong những điều đầu tiên cần xác định là tìm một không gian phù hợp. Không gian này phải đủ rộng để cho ít nhất từ 1 đến 2 lớp có thể hoạt động cùng một thời điểm, đảm bảo không gian cho học sinh triển khai các hoạt động từ cá nhân đến hoạt động làm việc nhóm.

Các thiết bị lớn như tủ, bàn học, ghế sử dụng trong lớp học linh hoạt, dễ dàng có thể di chuyển, đáp ứng được nhiều nhu cầu sử dụng với đa dạng các chức năng, có thể chứa các tài liệu và thiết bị nhỏ sẽ được sử dụng và học sinh dễ dàng tiếp cận. Lý tưởng nhất là không gian nên được đặt ở khu vực trung tâm của trường, dễ dàng quan sát thấy và thuận tiện di chuyển, điều này sẽ giúp quảng bá Không gian sáng chế và khuyến khích học sinh sử dụng.

Khi tạo Không gian sáng chế STEM, điều quan trọng là chọn tài liệu và thiết bị sẽ hỗ trợ học sinh học tập và tham gia vào đa dạng các môn học. Một số vật liệu và thiết bị phổ biến thường được sử dụng trong Không gian sáng chế với đa dạng mục đích sử dụng bao gồm:

Máy in 3D:

Những máy này có thể được sử dụng để tạo các đồ vật từ các thiết kế kỹ thuật số và thường được sử dụng trong các dự án thiết kế và kỹ thuật. Ví dụ: học sinh sử dụng máy in 3D để tạo các bộ phận cho robot mà họ đang chế tạo hoặc tạo nguyên mẫu cho sản phẩm mà họ đang thiết kế.

Bộ công cụ Robotics:

Bộ công cụ Robotics chẳng hạn như Lego Mindstorms, Vex Robotics hoặc Arduino, là một cách tuyệt vời để giới thiệu cho học sinh các khái niệm về lập trình và kỹ thuật. Chúng có thể được sử dụng trong nhiều dự án khác nhau, chẳng hạn như chế tạo robot có thể điều hướng trong mê cung hoặc hoàn thành một nhiệm vụ hoặc lập trình robot để thực hiện các hành động cụ thể.

Thiết bị thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR):

Những công nghệ này đang ngày càng trở nên phổ biến trong các Không gian sáng chế STEM và có thể được sử dụng để cung cấp cho học sinh những trải nghiệm thực tế trong nhiều môn học. Ví dụ: VR có thể được sử dụng để tạo các chuyến đi thực tế ảo đến những nơi khó hoặc không thể đến thăm trực tiếp, trong khi AR có thể được sử dụng để nâng cao trải nghiệm trong thế giới thực, như lớp sinh học, bằng cách phủ thông tin kỹ thuật số lên thế giới thực.

Thiết bị Cơ khí và Điện tử:

Có thể sử dụng các vật liệu như bảng mạch, điện trở, tụ điện và các linh kiện điện tử khác để dạy học sinh về điện tử cơ bản và các khái niệm lập trình. Ngoài ra học sinh cũng cần bổ sung kinh nghiệm sử dụng những vật dụng cơ khí, hỗ trợ trong các hoạt động kỹ thuật hoặc lắp ghép. Những vật liệu này có thể được sử dụng để xây dựng các mạch đơn giản, chẳng hạn như báo động kích hoạt bằng ánh sáng hoặc các hệ thống phức tạp hơn  như robot điều khiển bằng điện thoại thông minh.

Công cụ chế biến gỗ:

Từ những công cụ cơ bản như cưa, búa, đục và tua vít, cho đến những thiết bị tiên tiến như máy cắt CNC, máy khoan, máy ép gỗ,.. có thể được sử dụng để dạy học sinh về chế biến gỗ và nghề mộc. Chúng có thể được sử dụng để tạo ra đa dạng mẫu sản phẩm phục vụ cho các dự án khoa học kỹ thuật, chẳng hạn như đồ chơi bằng gỗ, chuồng chim hoặc các đồ nội thất, gia dụng,..

Vật liệu dệt và may:

Những vật liệu như vải, chỉ và máy may có thể được sử dụng để dạy học sinh về nghệ thuật dệt và thiết kế. Học sinh có thể tạo quần áo, túi xách và thậm chí cả trang phục của riêng mình.

Thiết bị quay phim và chụp ảnh:

Các thiết bị như máy ảnh, giá ba chân và phần mềm chỉnh sửa, có thể được sử dụng để dạy học sinh về quay phim và chụp ảnh. Học sinh có thể tạo video, hoạt hình tĩnh và ảnh của riêng mình.

3. Ví dụ thực tế

Nhiều trường học trên khắp thế giới đã triển khai Không gian sáng chế STEM và một số trong số đó đã đạt được thành công lớn. Ví dụ, các trường Trung học Công nghệ cao ở San Diego, California có một không gian sáng chế được trang bị đầy đủ và nó được tích hợp vào chương trình giảng dạy của tất cả các môn học và học sinh đã hoàn thành các dự án như chế tạo ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời, thiết kế và in 3D bàn tay giả cho con người đang cần và tạo ra một robot tự động có thể điều hướng trong mê cung.

Một ví dụ khác là Trung tâm Đổi mới MakerBot tại Phòng thí nghiệm Brooklyn ở Thành phố New York, nơi sinh viên được tiếp cận với máy in 3D, máy cắt laser và các công cụ sản xuất tiên tiến khác, đồng thời đã hoàn thành các dự án như thiết kế và in tay giả, tạo ra các sản phẩm nghệ thuật tương tác, cài đặt và tạo nguyên mẫu cho các sản phẩm mới.

Tổng kết

Thầy Cô đang quan tâm, muốn tìm hiểu về Giáo dục STEM, cách áp dụng phương pháp STEM vào lớp học, hãy tham khảo ngay “Khoá đào tạo Nhà giáo dục STEM cấp chứng nhận ISA-STEM.org” của International STEM Association nhé!

Bài viết được biên soạn bởi International STEM Association, xin vui lòng không được sao chép dưới mọi hình thức.