Nhiều bậc phụ huynh thường cảm thấy lo lắng hoặc đau đầu khi chứng kiến con mình sẵn sàng ngồi hàng giờ đồng hồ để mày mò với những khối nhựa Lego, tháo tung một chiếc xe đồ chơi chạy pin chỉ để xem bên trong có gì, hay lén thu gom những vỏ hộp carton, chai nhựa cũ để "chế tạo" ra một mô hình robot kỳ dị.
Thay vì xem đó là những trò nghịch ngợm làm bừa bộn nhà cửa hay phá phách đồ đạc, các nhà giáo dục hiện đại nhìn nhận những hành động này dưới một lăng kính hoàn toàn khác. Đó chính là những dấu hiệu sơ khởi, rõ ràng và sống động nhất cho thấy đứa trẻ đang sở hữu những tố chất bẩm sinh vô cùng phù hợp với giáo dục STEM, một mô hình giáo dục tích hợp bốn lĩnh vực cốt lõi bao gồm Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics).
STEM không phải là những định lý toán học khô khan, những công thức vật lý trừu tượng nằm im trên trang giấy, mà là việc ứng dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn của cuộc sống. Khi một đứa trẻ tự tay lắp ráp một mô hình từ những chi tiết nhỏ, trẻ không chỉ đang giải trí mà thực chất đang tham gia vào một quy trình kỹ thuật thu nhỏ. Quá trình này đòi hỏi bộ não phải thực hiện các thao tác tư duy không gian, tính toán sự cân bằng về trọng lực, lựa chọn vật liệu phù hợp và liên tục thử nghiệm để tìm ra giải pháp tối ưu. Đây chính là biểu hiện sinh động của chu trình thiết kế kỹ thuật, một cấu phần cốt lõi trong giáo dục STEM nhằm khuyến khích tư duy logic và khả năng giải quyết vấn đề một cách có hệ thống.
Đam mê chế tạo từ các vật liệu có sẵn cũng phản ánh khả năng sáng tạo không giới hạn và tư duy linh hoạt, những tố chất giúp trẻ không bị đóng khung trong những lối mòn có sẵn mà luôn tìm kiếm những góc nhìn, những phương pháp tiếp cận mới mẻ.
Trò chơi lắp ráp là công cụ tuyệt vời để phát triển trí thông minh không gian của trẻ. Trí thông minh không gian là khả năng hình dung, thao tác và tái tạo các vật thể trong không gian ba chiều bằng tâm trí. Nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực giáo dục và tâm lý học đã chứng minh rằng trẻ em thường xuyên chơi các trò chơi lắp ráp khối xây dựng có xu hướng đạt kết quả cao hơn đáng kể trong các bài kiểm tra toán học và tư duy hình khối sau này. Khi nhìn vào một bản vẽ thiết kế hai chiều và cố gắng hiện thực hóa nó thành một mô hình ba chiều đứng vững được, bộ não của trẻ phải hoạt động hết công suất để xử lý các khái niệm về tỷ lệ, hình học, sự đối xứng và sự phối hợp tay - mắt.
Hơn thế nữa, năng lực kỹ thuật thực sự được hình thành khi trẻ bước qua giai đoạn lắp ráp theo hướng dẫn sẵn có và bắt đầu tự sáng tạo ra những mô hình của riêng mình. Lúc này, trẻ bắt đầu đối mặt với những thất bại mang tính kỹ thuật như mô hình bị đổ do lệch trọng tâm, các khớp nối không khớp nhau do sai lệch kích thước, hoặc cấu trúc không đủ vững chắc để chịu lực. Thay vì từ bỏ, niềm đam mê mãnh liệt sẽ thúc đẩy trẻ tự tìm kiếm nguyên nhân, điều chỉnh thiết kế và thử nghiệm lại từ đầu. Quá trình liên tục thử sai này không chỉ xây dựng nên kỹ năng tư duy kỹ thuật đỉnh cao, khả năng quản lý rủi ro mà còn rèn luyện cho trẻ một tinh thần bền bỉ, kiên trì đối mặt với thử thách.
Khi trẻ bắt đầu gom góp những vật dụng tưởng chừng bỏ đi như lõi giấy vệ sinh, nắp chai, dây chun, vỏ hộp sữa để tạo ra một món đồ chơi mới, đó là lúc tư duy thiết kế sáng tạo chính thức được kích hoạt.
Khác với việc sử dụng những bộ đồ chơi đắt tiền được sản xuất công nghiệp vốn đã có sẵn công năng rõ ràng, việc chế tạo từ vật liệu tái chế buộc trẻ phải nhìn thấy tiềm năng mới từ những vật dụng cũ. Trẻ phải tự đặt câu hỏi làm thế nào để biến một chiếc hộp giấy thành thân tàu, làm thế nào để dùng dây chun làm động cơ kéo cho một chiếc xe tự chế. Đây chính là nền tảng của kỹ năng đổi mới sáng tạo, khả năng tối ưu hóa nguồn lực có sẵn và tư duy bền vững trong thiết kế công nghiệp hiện đại.
Tư duy thiết kế còn gắn liền với khả năng thấu hiểu nhu cầu và tìm kiếm giải pháp thực tế. Ví dụ, trẻ có thể chế tạo ra một dụng cụ kẹp rác tự chế chỉ vì muốn giúp bà ngoại không phải cúi lưng khi dọn vườn, hoặc làm một hộp đựng bút nhiều ngăn để góc học tập của mình gọn gàng hơn. Khi hành động chế tạo được dẫn dắt bởi mục đích giải quyết một vấn đề cụ thể, trẻ đang thực hành tư duy thiết kế lấy con người làm trung tâm.
Để giúp phụ huynh có một cái nhìn hệ thống và khoa học, việc quan sát các hành vi "nghịch ngợm" hằng ngày của con có thể được bóc tách thành những năng lực cốt lõi trong mô hình giáo dục STEM.
• Năng lực phân tích hệ thống: Trẻ thích tháo tung đồ vật để khám phá cấu trúc bên trong thực chất đang học cách vận hành của một hệ thống tổng thể thông qua từng linh kiện nhỏ. Trẻ sẽ tự nhận thức được mối quan hệ nhân quả: bánh răng này xoay sẽ tác động đến trục bánh xe kia, hay dòng điện từ viên pin phải đi qua công tắc thì bóng đèn mới phát sáng.
• Tư duy toán học trực quan: Không cần những bài toán khô khan trên giấy, việc tính toán xem cần bao nhiêu khối gạch để xây một tòa tháp đối xứng mà không bị đổ chính là lúc trẻ đang vận dụng hình học không gian, ước lượng khối lượng và trọng tâm một cách vô thức nhưng vô cùng chính xác.
• Khả năng quản trị thất bại: Trong thế giới của STEM, không có sản phẩm nào hoàn hảo ngay từ phiên bản đầu tiên. Khi mô hình lắp ráp của con bị sụp đổ, việc con lẳng lặng nhặt lại từng mảnh ghép, suy nghĩ xem mình sai ở đâu và bắt đầu làm lại chính là lúc tư duy linh hoạt và sự kiên trì bền bỉ được tôi luyện một cách tự nhiên nhất.
