Chuẩn khoa học NGSS của Mỹ: học tập "ba chiều" và bài học cho chương trình khoa học

Nghiên cứu Đăng ngày 04/10/2026

Tác giả

Ban Biên tập IESDTD tổng hợp

Lĩnh vực

Giáo dục STEM

Từ khóa

NGSS, chuẩn khoa học, thực hành khoa học, khái niệm xuyên suốt, dạy học dựa trên hiện tượng

Tóm tắt

Chuẩn khoa học thế hệ mới (NGSS) của Hoa Kỳ kết hợp ba chiều: thực hành khoa học và kỹ thuật, khái niệm xuyên suốt, ý tưởng cốt lõi. Bài giới thiệu cấu trúc, cách dùng hiện tượng để dẫn dắt bài học, và những gợi ý có thể tham khảo khi dạy Khoa học tự nhiên ở Việt Nam.

Next Generation Science Standards (NGSS – Chuẩn khoa học thế hệ mới) được công bố ở Hoa Kỳ năm 2013, dựa trên Khung giáo dục khoa học phổ thông (A Framework for K-12 Science Education) do Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ ban hành năm 2012. Theo Hiệp hội Giáo viên Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSTA), 20 bang và Đặc khu Columbia, chiếm hơn 36% học sinh Hoa Kỳ, đã áp dụng NGSS; 24 bang khác, chiếm 35% học sinh, xây dựng chuẩn riêng dựa trên khuyến nghị của Khung 2012.

NGSS không phải chương trình hay sách giáo khoa mà là chuẩn đầu ra. Tuy vậy, cách NGSS định nghĩa "biết khoa học" có nhiều điểm đáng tham khảo cho bất kỳ hệ thống giáo dục nào đang chuyển từ dạy kiến thức sang phát triển năng lực.

Vấn đề mà Khung 2012 muốn giải quyết

Khung 2012 nhận định giáo dục khoa học ở Mỹ khi đó chú trọng các sự kiện rời rạc, ưu tiên bề rộng hơn chiều sâu, và không tạo cho học sinh cơ hội trải nghiệm khoa học thực sự được tiến hành như thế nào. Khung đề xuất giáo dục khoa học và kỹ thuật phổ thông nên tập trung vào một số lượng hạn chế các ý tưởng cốt lõi và khái niệm xuyên suốt, và được thiết kế để học sinh liên tục xây dựng, điều chỉnh hiểu biết qua nhiều năm học.

Tầm nhìn của Khung là đến hết lớp 12, mọi học sinh đều cảm nhận được vẻ đẹp của khoa học, có đủ hiểu biết để tham gia thảo luận công cộng về các vấn đề liên quan, là người tiếp nhận thông tin khoa học một cách thận trọng, có thể tiếp tục tự học, và có kỹ năng để theo đuổi nghề nghiệp mình chọn.

Ba chiều của NGSS

Mỗi chuẩn của NGSS là sự kết hợp của ba chiều:

Chiều 1: Thực hành khoa học và kỹ thuật (8 thực hành)

1. Đặt câu hỏi (khoa học) và xác định vấn đề (kỹ thuật)
2. Xây dựng và sử dụng mô hình
3. Lập kế hoạch và tiến hành điều tra
4. Phân tích và diễn giải dữ liệu
5. Sử dụng toán học và tư duy máy tính
6. Xây dựng lời giải thích (khoa học) và thiết kế giải pháp (kỹ thuật)
7. Tranh luận dựa trên bằng chứng
8. Thu thập, đánh giá và truyền đạt thông tin

NGSS phân biệt rõ: tìm tòi khoa học bắt đầu bằng một câu hỏi có thể trả lời qua điều tra; thiết kế kỹ thuật bắt đầu bằng một vấn đề có thể giải quyết qua thiết kế.

Chiều 2: Khái niệm xuyên suốt (7 khái niệm)

Khuôn mẫu, sự giống và khác nhau; nguyên nhân và kết quả; quy mô, tỉ lệ và số lượng; hệ thống và mô hình hệ thống; năng lượng và vật chất; cấu trúc và chức năng; sự ổn định và thay đổi. Đây là những "lăng kính" dùng được ở mọi lĩnh vực khoa học, giúp học sinh nhận ra mối liên hệ giữa sinh học, vật lý, hóa học và khoa học Trái Đất.

Chiều 3: Ý tưởng cốt lõi của các lĩnh vực

Ý tưởng cốt lõi được sắp xếp trong bốn lĩnh vực: khoa học vật chất; khoa học sự sống; khoa học Trái Đất và không gian; kỹ thuật, công nghệ và ứng dụng khoa học. Một ý tưởng được chọn làm cốt lõi khi có tầm quan trọng rộng, là công cụ then chốt để hiểu các vấn đề phức tạp, liên quan đến mối quan tâm của học sinh, và có thể dạy và học qua nhiều lớp với độ sâu tăng dần.

Kỹ thuật được đưa vào môn khoa học

Theo NSTA, một khác biệt lớn của NGSS so với các chuẩn trước là tích hợp các khái niệm kỹ thuật xuyên suốt chương trình khoa học, không tách thành một môn riêng. Phụ lục I của NGSS giải thích rằng nhiều chuẩn trong các lĩnh vực khoa học bắt đầu bằng một thực hành kỹ thuật, và có thêm các chuẩn riêng về thiết kế kỹ thuật ở từng cấp lớp. NGSS chỉ đưa vào những thực hành và ý tưởng kỹ thuật cần thiết cho người công dân có hiểu biết, không phải toàn bộ một chương trình đào tạo kỹ thuật.

Hiện tượng: "điểm neo" của bài học

Một hướng dẫn của NGSS năm 2016 (giấy phép CC BY 3.0) giải thích vai trò của hiện tượng. Hiện tượng tự nhiên là các sự kiện quan sát được mà ta có thể dùng kiến thức khoa học để giải thích hoặc dự đoán. Theo hướng dẫn, hiện tượng từ lâu là "mảnh ghép bị thiếu" trong giáo dục khoa học, vốn thường dạy kiến thức chung mà học sinh khó vận dụng vào bối cảnh thực.

Khi bài học xoay quanh một hiện tượng, trọng tâm chuyển từ "học về một chủ đề" sang "tìm ra vì sao hoặc bằng cách nào một điều xảy ra". Ví dụ của hướng dẫn: thay vì học riêng về quang hợp và nguyên phân, học sinh xây dựng lời giải thích dựa trên bằng chứng để trả lời câu hỏi một cái cây lớn lên như thế nào. Học sinh trả lời được câu hỏi "học cái này để làm gì?" trước khi biết "cái này" là gì.

Hướng dẫn cũng chỉ ra một số hiểu lầm:

Hướng dẫn cũng nhấn mạnh tính phù hợp: hiện tượng phải giúp học sinh xây dựng đúng phần kiến thức mục tiêu ở lớp đó; nếu học sinh cần biết sẵn kiến thức mục tiêu mới tìm hiểu được hiện tượng, thì hiện tượng đó hợp với kiểm tra hơn là với bài học mở đầu. Hiện tượng nên gần gũi với học sinh và cộng đồng; ví dụ, nếu học sinh chưa từng thấy cát nóng, giáo viên có thể dùng mặt sân bê tông nóng.

Những điểm có thể tham khảo cho Việt Nam

Chương trình giáo dục phổ thông 2018 của Việt Nam cũng hướng đến phát triển năng lực, và môn Khoa học tự nhiên được mô tả là cùng các môn Toán, Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học thực hiện giáo dục STEM. Một số ý tưởng của NGSS có thể gợi mở cho việc thiết kế bài dạy:

• Kết hợp ba chiều trong cùng một yêu cầu. Một mục tiêu bài học tốt nêu cả việc học sinh làm gì (thực hành), với kiến thức nào (ý tưởng cốt lõi), qua lăng kính nào (khái niệm xuyên suốt). Ví dụ: "Xây dựng mô hình (thực hành) giải thích vì sao mặt nước ao nóng lên chậm hơn mặt đất (ý tưởng về năng lượng), xét theo năng lượng và vật chất (khái niệm xuyên suốt)."
• Dùng khái niệm xuyên suốt để nối các phân môn. Với môn Khoa học tự nhiên ở trung học cơ sở, các khái niệm như "hệ thống", "năng lượng và vật chất", "cấu trúc và chức năng" là cầu nối tự nhiên giữa nội dung vật lý, hóa học, sinh học.
• Chọn hiện tượng địa phương. Nước lũ, xâm nhập mặn, sương muối, cá chết hàng loạt, nồi cơm điện tự ngắt... đều là hiện tượng gần gũi có thể neo một chuỗi bài học.
• Dạy "ít mà sâu". Khung 2012 cảnh báo việc ưu tiên bề rộng. Khi thời lượng hạn chế, nên chọn một số ý tưởng then chốt và trở lại chúng nhiều lần với độ sâu tăng dần.
• Thận trọng khi so sánh. NGSS ra đời trong bối cảnh liên bang của Mỹ, nơi mỗi bang tự quyết chuẩn và chương trình. Điều có thể học hỏi là cách tư duy về năng lực khoa học, không phải sao chép cấu trúc chuẩn.

Nguồn tham khảo

1. National Research Council (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas – Summary. The National Academies Press. https://www.nationalacademies.org/read/13165/chapter/2
2. NGSS. Three Dimensions. https://www.nextgenscience.org/three-dimensions
3. National Science Teaching Association. How Are the Standards Different? https://www.nsta.org/how-are-standards-different
4. NGSS (2016). Using Phenomena in NGSS-Designed Lessons and Units (CC BY 3.0). https://www.nextgenscience.org/sites/default/files/Using%20Phenomena%20in%20NGSS.pdf
5. NGSS Lead States (2013). Appendix I – Engineering Design in the NGSS. https://www.nextgenscience.org/sites/default/files/Appendix%20I%20-%20Engineering%20Design%20in%20NGSS%20-%20FINAL_V2.pdf
6. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Chương trình giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể (ban hành kèm Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT). https://luatvietnam.vn/giao-duc/thong-tu-32-2018-tt-bgddt-ban-hanh-chuong-trinh-giao-duc-pho-thong-moi-169745-d1.html

Trích dẫn bài viết

Ban Biên tập IESDTD tổng hợp (2026). Chuẩn khoa học NGSS của Mỹ: học tập "ba chiều" và bài học cho chương trình khoa học. Viện Khoa học giáo dục và phát triển Công nghệ số. https://iesdtd.edu.vn/nghien-cuu/ngss-hoc-tap-khoa-hoc-ba-chieu