DESIGNING A STEM TOPIC IN GRADE 10 INFORMATICS INSTRUCTION TO ENHANCE STUDENTS’ PROBLEM-SOLVING AND CREATIVITY COMPETENCIES

DESIGNING A STEM TOPIC IN GRADE 10 INFORMATICS INSTRUCTION TO ENHANCE STUDENTS’ PROBLEM-SOLVING AND CREATIVITY COMPETENCIES

Duong Bich Thao dbthao@ctu.edu.vn School of Education - Can Tho University Campus 2, 3/2 street, Ninh Kieu ward, Can Tho City, Vietnam.
Pham Thi Hang* phang8492@gmail.com School of Education - Can Tho University Campus 2, 3/2 street, Ninh Kieu ward, Can Tho City, Vietnam.
Nguyen Hoang Ngoc Phung nghoangngphung@gmail.com School of Education - Can Tho University Campus 2, 3/2 street, Ninh Kieu ward, Can Tho City, Vietnam.
Summary: 
In the context of the 2018 General Education curriculum, this study designed a STEM topic, “Smart Home,” for Grade 10 Informatics, based on the engineering design process and integrating Internet of Things and Artificial Intelligence technologies to enhance students’ problem-solving and creativity competencies. A pedagogical experiment was conducted with 44 grade 10 students at Can Tho University Elite High School. Students’ competence development was assessed using a five-point Likert-scale questionnaire administered before and after the intervention, which demonstrated high reliability (Cronbach’s Alpha > 0.89). The findings showed improvements across all six dimensions of problem-solving and creativity competencies, with mean scores increasing from 2.68 to 2.93 in the pre-intervention phase to 3.48 to 3.73 in the post-intervention phase. Results of the Paired-Samples T-Test indicated that these improvements were statistically significant (p < 0.001). The findings suggest that STEM instruction organized through the engineering design process effectively promotes the development of problem-solving and creativity competencies among grade 10 Informatics students.
Keywords: 
STEM education
problem-solving and creativity competencies
engineering design process
Grade 10 Informatics
artificial intelligence.
Refers: 

[1] Anugrah, T. M. G., Winarno, N., Suwarma, I. R., Fadly, W. & Sihombing, R. A. (2025). Science, Technology, Engineering, Mathematics - Engineering Design Process with Earthquake-Proof House Project to improve students’ STEM Literacy. Jurnal IPA & Pembelajaran IPA, 9(2), pp.462-476. https://doi. org/10.24815/jipi.v9i2.45137

[2] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018a). Chương trình Giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT- BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo).

[3] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018b). Chương trình Giáo dục phổ thông - Môn Tin học (ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT - BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo).

[4] Bộ Giáo dục và Đào tạo. (2020a). Công văn số 3089/ BGDĐT-GDTrH Triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học.

[5] Bộ Giáo dục và Đào tạo. (2020b). Công văn số 5512/ BGDĐT-GDTrH Xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch giáo dục của nhà trường.

[6] Coufal, P. (2022). Project-Based STEM learning using educational robotics as the development of student Problem-Solving competence. Mathematics, 10(23), p.4618. https://doi.org/10.3390/math10234618

[7] Đặng Đông Phương, Vũ Quốc Thắng, Nguyễn Đức Anh & Lê Hải Mỹ Ngân. (2021). Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM Robot hút bụi đơn giản theo quy trình thiết kế kĩ thuật cho học sinh trung học cơ sở. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, 18(8), p.1495. https://doi. org/10.54607/hcmue.js.18.8.3022(2021)

[8] Hafiz, N. R. M. & Ayop, S. K. (2019). Engineering Design Process in STEM Education: A Systematic Review. International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences, 9(5), pp.676-697.

[9] Lê Huy Hoàng. (2021). Giáo dục STEM trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018: Định hướng và tổ chức thực hiện. Tạp chí Giáo dục. https://tcgd. tapchigiaoduc.edu.vn/index.php/tapchi/article/ view/301

[10] Nguyễn Bùi Hậu, Lê Huyền Thương & Trần Lê Huyền. (2024). Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học “Chuyên đề học tập Tin học 10 - Định hướng Khoa học máy tính”. Tạp chí Giáo dục, 24(2), tr.27 32. https://tcgd.tapchigiaoduc.edu.vn/index.php/ tapchi/article/view/1361

[11] Nguyễn Thị Nhị & Lê Xuân Trí. (2020). Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh khi dạy học chủ đề “Máy bơm nước tự động” ở trường trung học cơ sở theo mô hình giáo dục STEM. Tạp chí Khoa học Giáo dục Việt Nam. http://vjes.vnies. edu.vn/vi/phat-trien-nang-luc-giai-quyet-van-de va-sang-tao-cho-hoc-sinh-khi-day-hoc-chu-de may-bom-nuoc-tu

[12] Parlak, S., Tokel, N. & Çakiroğlu, Ü. (2024). Reverse Engineering in Robotics Classrooms: Boosting creative thinking and problem solving. International Journal of Computer Science Education in Schools, 7(1). https://doi.org/10.21585/ijcses. v7i1.227

[13] Phạm Thị Kim Huệ & Nguyễn Thị Thanh Hòa. (2024). Design Some STEM Topics Integrating AI & IoT Technology in Teaching Informatics and Technology Grade 10. Saudi Journal of Engineering and Technology, 9(3), pp.135-141. https://doi. org/10.36348/sjet.2024.v09i03.003

[14] Phạm Thị Kim Huệ, Nguyễn Thị Thanh Hòa & Trần Thị Thu Trang. (2025). The Design of a Stem-Themed Model for a Smart Home Integrated with AI & IoT Technologies for High School Students. East African Scholars Journal of Engineering and Computer Sciences, 8(02), pp.30–38. https://doi.org/10.36349/ easjecs.2025.v08i02.003.

[15] Phạm Thế Long (Tổng Chủ biên), Đào Kiến Quốc (Chủ biên), Bùi Việt Hà, Lê Chí Ngọc & Lê Kim Thư. (2022a). Tin học 10 (Tái bản lần thứ hai). NXB Giáo dục Việt Nam.

[16] Phạm Thế Long (Tổng Chủ biên), Bùi Việt Hà (Chủ biên), Lê Việt Thành, Trương Võ Hữu Thiên. (2022b). Chuyên đề học tập Tin học 10 - Định hướng Khoa học máy tính. NXB Giáo dục Việt Nam.

[17] Stefanova, I., Ivanova, M. & Bogdanova, G. (2025). А STEM lesson in informatics: The importance of technological environment. Science Series “Innovative STEM Education”, 7, pp.108-116. https://doi.org/10.55630/STEM.2025.0709

Articles in Issue