Giáo dục STEAM là mô hình giáo dục đang nhận được sự quan tâm của các nhà giáo dục tại Việt Nam và trên thế giới. Đây được xem như mô hình giáo dục cải tiến của giáo dục STEM bằng việc tích hợp thêm yếu tố nghệ thuật khai phóng. Hiện nay đã có nhiều công trình và tài liệu nghiên cứu dành riêng cho giáo dục STEAM, tuy nhiên vẫn chưa có sự thống nhất trong cách triển khai dạy học để làm bật lên yếu tố nghệ thuật khai phóng của mô hình giáo dục này. Chúng tôi đề xuất tiến trình dạy học phát triển tư duy thiết kế của học sinh thông qua giáo dục STEAM, qua đó làm bật lên yếu tố nghệ thuật khai phóng. Bài báo nghiên cứu tổng quan về giáo dục STEAM, phân tích yếu tố nghệ thuật khai phóng có nhiều cơ hội thực hiện trong giáo dục STEAM, trình bày quá trình tư duy thiết kế và các pha đóng mở tư duy để rèn luyện khả năng phối hợp tư duy trực giác và tư duy phân tích của học sinh. Kết quả nghiên cứu cho thấy tiến trình dạy học phát triển tư duy thiết kế có nhiều tiềm năng để thực hiện giáo dục STEAM trong giáo dục phổ thông tại Việt Nam, góp phần phát triển phẩm chất và năng lực học sinh.