Giáo dục STEM đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự kết nối giữa các môn học: Toán, Tin học, Khoa học tự nhiên và Công nghệ. Ngoài ra, dạy học phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh thông qua mô hình giáo dục STEM là một trong những mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018. Trong số các năng lực đặc thù cần phát triển cho sinh viên, năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học là một trong ba thành phần của năng lực khoa học. Việc dạy và học theo mô hình giáo dục STEM hoàn toàn phù hợp với việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học cho học sinh. Trong bài viết này, tác giả áp dụng phương pháp phân tích tài liệu để làm rõ một số vấn đề cơ bản về dạy học STEM và năng lực vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã học. Theo đó, tác giả đề xuất quy trình thiết kế, tổ chức dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học cho học sinh. Quá trình này được minh họa qua ví dụ thiết kế chủ đề dạy học STEM “Đo chất lượng không khí” môn Khoa học tự nhiên lớp 6.STEM education plays an important role in creating connections between subjects: Mathematics, Informatics, Natural Sciences and Technology. In addition, teaching to develop students’ qualities and competencies through the STEM education model is one of the goals of the 2018 general education Curriculum. Among the specific competencies that need to be developed for students, the competency to apply learned knowledge and skills is one of the three components of scientific competency. Teaching and learning according to the STEM education model is completely suitable for developing the competency to apply learned knowledge and skills for students. In this article, the author applies the document analysis method to clarify some basic issues about STEM teaching and the competency to apply learned knowledge and skills. Accordingly, the author proposes a process of designing and organizing STEM teaching in the direction of developing the competency to apply learned knowledge and skills for students. The process is illustrated through the example of designing the STEM teaching topic “Measuring air quality” in Natural Science 6.