STEAM education linked to UNESCO geological heritage in underserved areas: a new approach to innovation in K-12 Education in Cao Bang
Vũ Hồng Vân
Trường Chính trị Hoàng Đình Giong, tỉnh Cao Bằng
Nguyễn Bảo Sơn
Trường THPT Chuyên Cao Bằng, tỉnh Cao Bằng
(Quanlynhanuoc.vn) – Bài viết phân tích thực trạng quản lý và đề xuất hướng tiếp cận mới trong giáo dục STEAM tại vùng miền núi khó khăn, lấy Công viên địa chất toàn cầu UNESCO non nước Cao Bằng làm tài nguyên học tập trọng tâm. Nghiên cứu xây dựng khung phân tích quản lý theo ba trục (thể chế – chính sách; nguồn lực – tổ chức; đánh giá – khuyến khích) để đánh giá bất cập hiện hành và làm rõ đóng góp mới của mô hình học sinh tự thiết kế, chế tạo “Địa tầng Trái Đất và giới thiệu Công viên địa chất toàn cầu UNESCO non nước Cao Bằng”. Thông qua so sánh “trước – sau” mô hình, bài viết làm rõ những thay đổi cơ chế quản lý nhà nước cần thiết nhằm nhân rộng mô hình giáo dục STEAM gắn với di sản tại các vùng đặc biệt khó khăn. Với mong muốn đóng góp một mô hình quản trị cho giáo dục STEAM dựa trên di sản, có thể áp dụng cho các vùng khó khăn.
Từ khóa: Giáo dục STEAM; công viên địa chất toàn cầu; UNESCO; non nước Cao Bằng; quản lý giáo dục; vùng khó khăn.
Abstract: This article analyzes the current state of management and proposes a new approach to STEAM education in remote mountainous regions, using the UNESCO Global Geopark in Cao Bằng as a central learning resource. The study develops a management analysis framework based on three dimensions (institutional-policy; resources-organization; evaluation-incentives) to assess current shortcomings and clarify the new contributions of the student-designed and created model “Earth’s Strata and Introduction to the UNESCO Global Geopark of Cao Bằng”. Through a “before-and-after” comparison of the model, this paper highlights the necessary changes in state management mechanisms to scale up the heritage-based STEAM education model in particularly disadvantaged regions. The paper contributes a governance model for heritage-based STEAM education that can be applied to disadvantaged regions.
Keywords: STEAM education; UNESCO Global Geopark Cao Bang; education management in disadvantaged areas; management framework; visual learning model.
1. Đặt vấn đề
Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo và Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đã định hướng chuyển mạnh từ truyền thụ kiến thức sang phát triển phẩm chất, năng lực người học, trong đó giáo dục STEAM (giáo dục STEAM là một khái niệm dạy học liên ngành kết hợp giữa nghệ thuật với các môn học STEM truyền thống là: khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học), đây là một hướng tiếp cận quan trọng nhờ tính liên môn, thực hành và khuyến khích sáng tạo. Tuy nhiên, tại các vùng miền núi khó khăn như Cao Bằng, việc triển khai STEAM đang đối mặt với nghịch lý: các đô thị có cơ sở vật chất thuận lợi trong khi vùng sâu, vùng xa lại thiếu trầm trọng phòng thí nghiệm, thiết bị công nghệ và đội ngũ giáo viên được đào tạo bài bản.
Tỉnh Cao Bằng là trường hợp điển hình, là địa phương còn nhiều khó khăn về kinh tế – xã hội và hạ tầng giáo dục, nhưng tỉnh sở hữu Công viên địa chất toàn cầu UNESCO non nước Cao Bằng – một “bảo tàng địa chất sống” với hơn 500 triệu năm lịch sử Trái Đất và trên 130 điểm di sản địa chất. Đây là nguồn học liệu tự nhiên quý giá chưa được khai thác hiệu quả cho giáo dục STEAM.
Thực tế cho thấy, các trường học chủ yếu dạy lý thuyết về công viên địa chất, thiếu mô hình thực hành sáng tạo do học sinh tự thực hiện và cơ chế quản lý, phối hợp liên ngành đồng bộ. Vấn đề quản lý nhà nước cốt lõi được đặt ra là: Nhà nước cần thay đổi những cơ chế quản lý gì để khuyến khích các mô hình STEAM gắn với di sản, vừa phù hợp với điều kiện thực tiễn vùng khó khăn, vừa phát huy lợi thế đặc thù của địa phương? Nghiên cứu nhằm phân tích thực trạng quản lý theo ba trục đánh giá giá trị của mô hình thực tiễn do học sinh sáng tạo và đề xuất các giải pháp hoàn thiện cơ chế quản lý.
2. Cơ sở lý luận và khung pháp lý
Giáo dục STEAM mở rộng từ STEM bằng cách bổ sung yếu tố nghệ thuật, nhấn mạnh tư duy thiết kế, thẩm mỹ và sáng tạo. Lý thuyết “học sinh là người tạo ra” (student-as-maker) của Seymour Papert khẳng định1, tri thức được kiến tạo thông qua quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm có ý nghĩa. UNESCO coi công viên địa chất là “không gian học tập sống”, đòi hỏi giáo dục phải gắn với thực địa, tích hợp liên ngành và hướng đến phát triển bền vững2.
Khung phân tích quản lý được xây dựng trên ba trục chính, tạo nền tảng cho đóng góp mới của nghiên cứu:
(1) Thể chế – chính sách: đánh giá mức độ đầy đủ và khả thi của hệ thống văn bản quản lý liên quan đến STEAM và giáo dục di sản.
(2) Nguồn lực – tổ chức: phân tích ngân sách, cơ sở vật chất, đội ngũ giáo viên và cơ chế huy động nguồn lực tại chỗ.
(3) Đánh giá – khuyến khích: xem xét tiêu chí đánh giá sản phẩm sáng tạo, cơ chế ghi nhận, khen thưởng và nhân rộng mô hình từ cơ sở.
Khung phân tích được sử dụng để so sánh thực trạng quản lý trước mô hình (quản lý truyền thống, thiếu phối hợp, đánh giá dựa chủ yếu vào kiểm tra viết) với tiềm năng sau mô hình (quản lý hỗ trợ sáng tạo từ cơ sở, phối hợp liên ngành chặt chẽ, đánh giá dựa trên sản phẩm thực tiễn).
Khung pháp lý hiện hành, gồm: Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng về đổi mới giáo dục; Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 về Chương trình giáo dục phổ thông; và Luật Di sản văn hóa năm 2024) đã tạo hành lang ban đầu nhưng vẫn tồn tại những thiếu hụt về cơ chế tài chính, bồi dưỡng giáo viên và tiêu chí đánh giá sản phẩm STEAM sử dụng vật liệu địa phương. Kết quả nghiên cứu này tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về giáo dục STEM/STEAM trong bối cảnh hạn chế nguồn lực, nhấn mạnh vai trò của tài nguyên địa phương và học tập dựa trên dự án (Honey & Kanter, 2013)3, đồng thời, bổ sung góc nhìn quản lý nhà nước trong bối cảnh Việt Nam.
3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu áp dụng cách tiếp cận hỗn hợp (mixed methods), kết hợp định lượng và định tính nhằm vừa đo lường thực trạng vừa giải thích các yếu tố quản lý.
Biến độc lập: năng lực giáo viên (tích hợp liên môn và hướng dẫn thực hành), điều kiện cơ sở vật chất và ngân sách, cơ chế phối hợp liên ngành.
Biến phụ thuộc: mức độ triển khai giáo dục STEAM gắn với di sản địa chất và hiệu quả khai thác di sản trong dạy học.
Giả thuyết nghiên cứu:
H1 (trục Nguồn lực – tổ chức): năng lực của giáo viên (kỹ năng tích hợp liên môn, tổ chức hoạt động thực hành và khai thác di sản địa phương) ảnh hưởng tích cực và có ý nghĩa thống kê đến mức độ triển khai giáo dục STEAM gắn với di sản tại các trường THCS vùng khó khăn.
H2 (trục Nguồn lực – tổ chức và Thể chế – chính sách): điều kiện cơ sở vật chất, ngân sách và cơ chế huy động nguồn lực địa phương ảnh hưởng đáng kể đến khả năng học sinh tham gia thiết kế, chế tạo sản phẩm STEAM.
H3 (trục Thể chế – chính sách và Đánh giá – khuyến khích): cơ chế phối hợp liên ngành giữa Sở Giáo dục và Đào tạo, Ban Quản lý Công viên Địa chất và các sở liên quan ảnh hưởng tích cực đến hiệu quả khai thác di sản UNESCO trong giáo dục STEAM và khả năng nhân rộng các mô hình sáng tạo từ cơ sở.
Đối tượng khảo sát gồm 245 người: 15 cán bộ quản lý giáo dục, 45 giáo viên các môn Khoa học tự nhiên, Lịch sử – Địa lý, Công nghệ, Mỹ thuật; 180 học sinh lớp 6 – 8 và 5 cán bộ Ban Quản lý Công viên Địa chất. Khảo sát được thực hiện tại 6 trường THCS thuộc thành phố Cao Bằng, phường Hà Quảng và phường Nguyên Bình (2023 – 2025), bảo đảm tính đại diện giữa vùng trung tâm và vùng sâu, vùng xa.
Bảng 1. Thông tin mẫu khảo sát
| Đối tượng | Số lượng (n) | Tỷ lệ (%) |
| Cán bộ quản lý | 15 | 6,1 |
| Giáo viên | 45 | 18,4 |
| Học sinh | 180 | 73,5 |
| Ban Quản lý Geopark | 5 | 2,0 |
| Tổng | 245 | 100 |
Công cụ thu thập dữ liệu bao gồm bảng hỏi thang đo Likert 5 mức, phỏng vấn bán cấu trúc và phân tích văn bản quản lý. Dữ liệu định lượng được xử lý bằng SPSS 26.0 với thống kê mô tả, Independent Samples t-test và One-way ANOVA. Dữ liệu định tính được phân tích theo phương pháp phân tích nội dung. Hệ số Cronbach’s Alpha của các thang đo đạt từ 0,78 – 0,85.
Bảng 2. Nhận thức của giáo viên về triển khai STEAM (n=45)
| Nội dung | Tỷ lệ đồng ý (%) | Giá trị trung bình (Mean) | Độ lệch chuẩn (SD) |
| Tôi hiểu rõ về khái niệm giáo dục STEAM | 48,9 | 3,12 | 1,08 |
| Tôi tự tin tổ chức hoạt động STEAM | 31,1 | 2,78 | 0,95 |
| Nhà trường có đủ cơ sở vật chất cho STEAM | 24,4 | 2,53 | 1,02 |
| Tôi đã được tập huấn về dạy học STEAM | 28,9 | 2,67 | 1,11 |
| Tôi quan tâm đến việc lồng ghép di sản địa phương vào bài dạy | 82,2 | 4,02 | 0,87 |
Bảng 3. Hứng thú và nhận thức của học sinh về hoạt động STEAM gắn với di sản (n=180)
| Nội dung | Tỷ lệ đồng ý (%) | Giá trị trung bình (Mean) | Độ lệch chuẩn (SD) |
| Em thích các hoạt động học tập có thực hành, làm sản phẩm | 87,2 | 4,31 | 0,76 |
| Em đã từng tham gia làm mô hình STEAM | 38,9 | 2,95 | 1,21 |
| Em hiểu biết về Công viên Địa chất Non Nước Cao Bằng | 71,1 | 3,87 | 0,92 |
| Em mong muốn được tham gia các dự án sáng tạo | 83,3 | 4,15 | 0,81 |
| Em thấy tự hào hơn về quê hương sau khi tìm hiểu về Geopark | 76,7 | 3,94 | 0,88 |
Bảng 4. Đánh giá của cán bộ quản lý về cơ chế phối hợp liên ngành (n=15)
| Nội dung | Tỷ lệ đồng ý (%) | Giá trị trung bình (Mean) | Độ lệch chuẩn (SD) |
| Có cơ chế phối hợp chính thức giữa Sở GD&ĐT và Ban Quản lý Geopark | 20,0 | 2,40 | 0,91 |
| Ngân sách địa phương có bố trí kinh phí cho hoạt động STEAM | 26,7 | 2,53 | 0,99 |
| Có quy định về đánh giá sản phẩm sáng tạo của học sinh | 13,3 | 2,07 | 0,88 |
| Giáo viên được khuyến khích và hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học | 40,0 | 3,13 | 0,74 |
| Cần có văn bản hướng dẫn cụ thể về STEAM gắn với di sản | 93,3 | 4,47 | 0,64 |
Kết quả kiểm định thống kê cho thấy, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa vùng trung tâm và vùng sâu về mức độ tự tin tổ chức STEAM của giáo viên (F (1,43) = 6,82, p = 0,012) và mức độ tham gia làm mô hình của học sinh (t (178) = 3,92, p < 0,001). Những khác biệt này làm nổi bật nhu cầu chính sách hỗ trợ riêng biệt cho vùng khó khăn.
Bảng 5. So sánh mức độ tự tin tổ chức hoạt động STEAM của giáo viên giữa vùng trung tâm và vùng sâu, vùng xa (One-way ANOVA)
| Nhóm | n | Mean | SD | F | df | p | η² |
| Vùng trung tâm | 15 | 3.40 | 0.74 | 6.82 | 1, 43 | .012 | 0.14 |
| Vùng sâu, vùng xa | 30 | 2.47 | 0.92 |
Kết quả One-way ANOVA cho thấy, có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về mức độ tự tin tổ chức hoạt động STEAM giữa hai nhóm giáo viên, F (1, 43) = 6.82, p = .012, η² = 0.14 (kích thước hiệu ứng trung bình). Giáo viên tại vùng trung tâm (M = 3.40) tự tin hơn đáng kể so với giáo viên vùng sâu, vùng xa (M = 2.47).
Bảng 6. So sánh nhận thức và hứng thú của học sinh (Independent Samples t-test)
| Chỉ số (n=180) | Vùng trung tâm (n=60) Mean (SD) | Vùng sâu, vùng xa (n=120) Mean (SD) | t | df | p | Cohen’s d |
| Thích các hoạt động học tập có thực hành, làm sản phẩm | 4.45 (0.68) | 4.24 (0.79) | 1.78 | 178 | .077 | 0.28 |
| Đã từng tham gia làm mô hình STEAM | 3.45 (1.12) | 2.70 (1.18) | 3.92 | 178 | <.001 | 0.65 |
| Hiểu biết về Công viên Địa chất Non Nước Cao Bằng | 4.12 (0.85) | 3.75 (0.94) | 2.41 | 178 | .017 | 0.41 |
| Mong muốn tham gia các dự án sáng tạo | 4.28 (0.72) | 4.09 (0.84) | 1.45 | 178 | .149 | 0.24 |
| Thấy tự hào hơn về quê hương sau khi tìm hiểu Geopark | 4.15 (0.81) | 3.84 (0.90) | 2.23 | 178 | .027 | 0.36 |
4. Kết quả nghiên cứu
4.1. Thực trạng quản lý theo khung phân tích (trước mô hình)
Ứng dụng khung quản lý ba trục cho thấy những bất cập rõ nét:
Thể chế – chính sách: chưa có văn bản quy định cụ thể về STEAM gắn di sản; phối hợp liên ngành chủ yếu mang tính sự kiện.
Nguồn lực – tổ chức: tỷ lệ trường có phòng học bộ môn đạt chuẩn chỉ 28,7%; 73,3% cán bộ quản lý cho biết chưa có kinh phí riêng cho STEAM; 68,9% giáo viên chưa tự tin tổ chức hoạt động STEAM.
Đánh giá – khuyến khích: 86,7% cán bộ thừa nhận thiếu tiêu chí đánh giá sản phẩm sáng tạo của học sinh.
Những hạn chế này khiến việc khai thác di sản địa chất chủ yếu dừng ở mức lý thuyết, chưa phát huy vai trò của sáng tạo từ cơ sở.
4.2. Mô hình thực tiễn và tiềm năng thay đổi quản lý (Sau/Tiềm năng mô hình)
Mô hình “Địa tầng Trái Đất và giới thiệu Công viên địa chất toàn cầu UNESCO non nước Cao Bằng” được học sinh THCS tự thiết kế và chế tạo dưới dạng xoắn ốc ba chiều, tái hiện các thời kỳ địa chất chính và giá trị tiêu biểu của công viên. Sản phẩm sử dụng vật liệu phổ thông (fomex, đất nặn, màu vẽ) kết hợp linh kiện điện tử cơ bản và lập trình Arduino để điều khiển ánh sáng LED và âm thanh song ngữ. Tổng chi phí khoảng 1,2 – 1,5 triệu đồng. Đây là đóng góp mới của nghiên cứu trong việc đề xuất một mô hình quản trị giáo dục STEAM phù hợp với bối cảnh vùng khó khăn thông qua khai thác tài nguyên di sản địa phương.
Mô hình thể hiện tính tích hợp STEAM rõ nét: Science (kiến thức địa chất, tiến hóa sinh giới); Technology (lập trình Arduino); Engineering (thiết kế kết cấu, lắp ráp mạch); Arts (hình khối, phối màu); Mathematics (tỷ lệ, logic lập trình). Sản phẩm gắn trực tiếp với Chương trình GDPT 2018, đặc biệt các môn Giáo dục địa phương, Lịch sử – Địa lý, Sinh học, Mỹ thuật và Công nghệ.
Quá trình xây dựng mô hình có thể được xem như một quy trình nghiên cứu khoa học thu nhỏ, bao gồm các bước: (1) xác định vấn đề (kiến thức địa chất trừu tượng, khó hiểu); (2) tìm kiếm và xử lý thông tin (nghiên cứu tài liệu về địa tầng, Geopark); (3) đề xuất ý tưởng thiết kế (hình xoắn ốc, tích hợp công nghệ); (4) thực nghiệm chế tạo (lắp ráp mô hình, viết code, kiểm thử); (5) trình bày kết quả (giới thiệu, phản biện).
Từ kết quả phân tích thực trạng và các rào cản trong triển khai giáo dục STEAM tại vùng khó khăn, nghiên cứu đề xuất mô hình quản lý giáo dục STEAM dựa vào khai thác di sản địa phương như một giải pháp tích hợp nhằm nâng cao hiệu quả thực thi chính sách (xem Hình 3).
Mô hình này khác với các mô hình quản lý giáo dục truyền thống ở chỗ chuyển trọng tâm từ đầu tư thiết bị sang khai thác nguồn lực di sản địa phương, đồng thời thiết lập cơ chế phối hợp liên ngành và đánh giá dựa trên sản phẩm học sinh. Đây là cách tiếp cận phù hợp với bối cảnh vùng khó khăn, nơi hạn chế về công nghệ nhưng giàu tài nguyên học tập tự nhiên. So sánh tiềm năng sau mô hình:
(1) Thể chế – chính sách: cần ban hành quy định phối hợp liên ngành chính thức và công nhận sản phẩm học sinh là hình thức đánh giá thay thế.
(2) Nguồn lực – tổ chức: huy động linh hoạt vật liệu địa phương và linh kiện cơ bản, cho phép các trường sử dụng ngân sách cho vật tư tiêu hao.
(3) Đánh giá – khuyến khích: xây dựng bộ tiêu chí đánh giá sản phẩm STEAM ưu tiên tính sáng tạo, tính khả thi chi phí thấp và giá trị giáo dục địa phương.
Kết quả kiểm định giả thuyết xác nhận H1, H2 và H3 ở mức ý nghĩa thống kê (p < 0,05), cho thấy năng lực giáo viên, điều kiện cơ sở vật chất và cơ chế phối hợp liên ngành là các yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu quả triển khai STEAM gắn di sản. Kết quả phân tích thống kê (ANOVA, t-test) cho thấy các yếu tố thuộc ba trục quản lý có ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đến triển khai STEAM (p < 0,05), qua đó hỗ trợ chấp nhận các giả thuyết H1, H2 và H3 ở mức độ phù hợp với dữ liệu khảo sát.
5. Hàm ý chính sách và kiến nghị
Dựa trên khung phân tích và so sánh trước – sau, nghiên cứu đề xuất các thay đổi cơ chế quản lý sau:
5.1. Đối với Bộ Giáo dục và Đào tạo
Bổ sung tiêu chí đánh giá sản phẩm STEAM sử dụng vật liệu địa phương, chi phí thấp vào hệ thống đánh giá hoạt động trải nghiệm và thi khoa học kỹ thuật (2026 – 2027). Xây dựng khung hướng dẫn quốc gia tích hợp giáo dục di sản địa chất UNESCO vào giáo dục địa phương cấp THCS, kèm mô hình mẫu (thí điểm 2026 – 2027).
5.2. Đối với UBND tỉnh Cao Bằng
Ban hành quy định phối hợp liên ngành rõ trách nhiệm, nguồn kinh phí và quy trình (2025 – 2026). Bố trí kinh phí thường xuyên cho vật tư tiêu hao, trải nghiệm thực địa và nhân rộng mô hình đến 100% trường THCS trong vùng Geopark giai đoạn 2026 – 2028. Tổ chức tập huấn thực hành “cầm tay chỉ việc” và Ngày hội STEAM – Geopark cấp tỉnh thường niên.
5.3. Đối với Ban Quản lý Công viên Địa chất và Ủy ban UNESCO Việt Nam
Thiết lập “Góc giáo dục Geopark” tại các điểm tham quan chính và xây dựng tài liệu giáo dục di sản chuyên biệt cho học sinh THCS (song ngữ Việt – Anh). Lồng ghép sản phẩm STEAM của học sinh vào chiến lược truyền thông, quảng bá Geopark. Ghi nhận mô hình là thực hành tiêu biểu và thúc đẩy trao đổi kinh nghiệm trong mạng lưới Công viên địa chất toàn cầu.
6. Kết luận
Nghiên cứu khẳng định, giáo dục STEAM tại vùng khó khăn không nhất thiết đòi hỏi thiết bị công nghệ hiện đại hay chi phí đầu tư lớn. Việc khai thác tài nguyên di sản địa phương kết hợp với sáng tạo của học sinh có thể tạo ra mô hình hiệu quả, phù hợp và bền vững. Mô hình thực tiễn tại Cao Bằng là minh chứng sống động cho cách tiếp cận “từ cơ sở”, góp phần nâng cao chất lượng dạy học, lan tỏa nhận thức về di sản UNESCO và thúc đẩy phát triển bền vững địa phương.
Để mô hình được nhân rộng, cần xây dựng hành lang pháp lý rõ ràng và cơ chế hỗ trợ đồng bộ từ trung ương đến địa phương. Sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp quản lý nhà nước sẽ biến tiềm năng di sản thành nguồn lực giáo dục quan trọng, góp phần thực hiện thành công đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục ở các vùng đặc biệt khó khăn.
Chú thích:
1. Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas. Basic Books.
2. UNESCO (2021). UNESCO Global Geoparks: Celebrating earth heritage, sustaining local communities. UNESCO Publishing.
3. Honey, M., & Kanter, D. E. (Eds.) (2013). Design, make, play: Growing the next generation of STEM innovators. Routledge.
Tài liệu tham khảo:
1. Ban Chấp hành Trung ương Đảng (2013). Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo.
2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ban hành Chương trình giáo dục phổ thông.
3. Sở Giáo dục và Đào tạo Cao Bằng (2024). Báo cáo tổng kết năm học 2023–2024.
4. Thủ tướng Chính phủ (2021). Quyết định số 1230/QĐ-TTg ngày 15/7/2021 phê duyệt Chương trình bảo tồn và phát huy bền vững giá trị di sản văn hóa Việt Nam, giai đoạn 2021-2025.
5. UNESCO (2018). Hồ sơ đề cử Công viên địa chất toàn cầu UNESCO non nước Cao Bằng.
