SKKN Tổ chức dạy học chuyên đề theo STEM trong môn hóa học trung học phổ thông
SKKN Tổ chức dạy học chuyên đề theo STEM trong môn hóa học trung học phổ thông
“TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ THEO STEM TRONG MÔN HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG”
- ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN:
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nhất là đột phá trong một số lĩnh vực công nghệ “thông minh” như kỹ thuật số, tự động hóa, công nghệ về kết nối, dữ liệu, in 3D…, vừa là động lực, vừa tạo điều kiện và môi trường thuận lợi cho tiến hành cách mạng công nghiệp lần thứ 4 gọi là “Cách mạng Công nghiệp 4.0”. Để chuẩ n bị cho cuộ c cá ch mạ ng nà y thì giá o dụ c đó ng vai trò rấ t quan trọ ng. Ngành giáo dục cần đưa ra giả i phá p là chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai, đặc biệt là cho “Cách mạng Công nghiệp 4.0”.
Trong Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể vừa được Ban Chỉ đạo đổi mới chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông thông qua ngày 27/7/2017, đã định hướng giáo dục STEM. Các chuyên gia và ban soạn thảo chương trình đều thống nhất: “Cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên và Tin học, các môn học về công nghệ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.” Hóa học cũng là một trong 4 thành phần của giáo dục STEM. Học sinh sẽ được phát triển khả năng tích hợp kiến thức kỹ năng của các môn học Toán – Kỹ thuật – Công nghệ và Hoá học vào việc nghiên cứu giải quyết một số tình huống thực tiễn.
Tuy nhiên vấn đề lớn nhất trong nền giáo dục truyền thống là sự tách rời giữa bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Toán học (Math). Sự tách rời này tạo ra khoảng cách lớn giữa học và làm; giữa nhà trường (nơi đào tạo nguồn nhân lực) và các doanh nghiệp (nơi sử dụng nguồn nhân lực). HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ mất một khoảng thời gian dài để hiểu các cơ sở lý thuyết, nguyên lý, rồi chuyển chúng thành các ứng dụng thực tế trong khi đó kiến thức đã bị mài mòn. Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật hiện tượng với các ứng dụng và kỹ thuật
cũng rất hạn chế. Đây cũng chính là lí do mà HS Việt Nam sau khi tốt nghiệp THPT khó có thể tìm kiếm được công việc phù hợp.
Mặt khác việc đổi mới phương pháp giảng dạy đang được đặt lên hàng đầu đối với ngành giáo dục. Đó là đổi mới phương pháp, hình thức dạy học phát huy năng lực tích cực, chủ động, sáng tạo của HS. Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt chú trọng rèn luyện tư duy, kĩ năng sống. Tích hợp liên môn trong dạy-học nhằm vận dụng giải quyết vấn đề thực tiễn. Vì vậy g iáo dục STEM được công nhận rộng rãi trên thế giới và trong nước là hướng đi đúng đắn cho vấn đề này.
Tháng 8/2018 Sở Giáo dục và Đào tạo Nam Định đã tổ chức tập huấn dạy học STEM cho các giáo viên. Trườ ng THPT A Hả i Hậ u cũng đã triển khai nhiệm vụ tới các tổ, nhóm chuyên môn về kế hoạch dạy học theo tiếp cận STEM. Trước nhiệm vụ này chúng tôi đã chủ động tìm hiểu qua các tài liệu tập huấn, trang mạng internet,…về STEM.
Từ những lí do trên, chúng tôi chọn sáng kiến: “TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ THEO STEM TRONG MÔN HÓ A HỌ C TRUNG HỌC PH Ổ THÔNG”
II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP:
- Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
Dạy học từ trước đến nay thườ ng là dạy theo phương pháp truyền thống , truyền thụ cho học sinh kiến thức, cách dạy này có nhiều ưu điểm nhưng cũng có các nhược điểm:
| Ưu điểm | Nhược điểm | |
|
Đối với giáo viên |
+ Thuận tiện cho việc dạy của GV về thời gian, phương tiện,..
+ Giáo viên đỡ áp lực về việc hướng dẫn học sinh tìm tòi, áp dụng các kiến |
+ Dạy học chưa thực sự gắn liền với thực tiễn + Giáo viên phải giảng giải rất nhiều nhưng đôi khi chưa đạt được hiệu quả cao vì lý thuyết đôi |
|
||||||||||
– Vớ i họ c sinh:
Do trong giờ họ c chí nh khó a vẫ n là phương phá p dạ y học truyền thống truyề n thụ kiế n thƣ́ c mộ t chiề u nên không gây đượ c hƣ́ ng thú họ c tậ p chohọc sinh. Do vậ y, học sinh thường ngại suy nghĩ, ngại hoạt động, thườ ng chỉ là ngồ i nghe thầ y giả ng bà i và ghi ché p lạ i nhƣ̃ ng nộ i dung chí nh mà giá o viên nhắ c nhơ,̉ ít học sinh mạ nh dạ n trao đổ i vớ i giá o viên và bạ n họ c về những kiến thức đã học hoặc nhƣ̃ ng vấ n đề mà chưa tƣ̀ ng giả i quyế.t
HS cho rằ ng kiế n thƣ́ c môn khoa họ c như Vậ t lí , Hóa học, Sinh họ c… là hoàn toàn tách biệt với nhau.
HS có kĩ năng vận dụng kiến thức đã học đặc biệt là việc vận dụng kiến thƣ́ c liên môn và o giả i thí ch cá c hiệ n tượ ng và giả i quyế t vấ n đề cò n hạ n chế .
Hoạt động chủ yếu của học sinh là học thuộc lý thuyết và luyện tập các bài tập tính toán. Học sinh thường chỉ được quan sá t giá o viên mô tả thí nghiệ m qua hì nh vẽ hoặ c video , ít được tham gia thực hành thí nghiệm hay chủ yếu đượ c thƣ̣ c hà nh thí nghiệ m trong cá c tiế t thƣ̣ c hà nh. Do đó , cơ hộ i để cá c cá c em hiể u sâu kiế n thƣ́ c , rèn luyện kĩ năng thực nhiệm và phát triển năng lực giải quyế t vấ n đề và sá ng tạ o gặ p nhiề u hạ n chế .
– Vớ i phương phá p dạ y họ c:
Qua kế t quả tổ ng hợ p cá c phiế u điề u tra ý kiế n củ a giá o viên , phỏng vấn trƣ̣ c tiế p, tham khả o giá o á n, dƣ̣ giờ giả ng dạ y củ a cá c giá o viên Vậ t lí , Hóa học, Sinh họ c và một số môn học khác chúng tôi nhận thấy:
Các giáo viên đã vậ n dụ ng cá c phương phá p dạ y họ c hiệ n đạ i (dạy học phân hó a, dạy học gắn với thực tiễn ) vào mộ t số tiế t dạ y như dạ y họ c theo trạ m, theo gó c và dạ y họ c theo dƣ̣ á n và o tổ chƣ́ c giả ng dạ y để phá t huy tí nh tƣ̣ lƣ̣ c , tích cực và phát triển các năng lực của học sinh nhưng còn rất hạn chế . Do mộ t số nguyên nhân khá ch quan và chủ quan như : thờ i gian bó hẹ p vớ i mộ t thờ i lượ ng nhấ t đị nh; áp lực về thi đua , thi cƣ̉ củ a họ c sinh , chỉ tiêu về thành tích để học sinh đạt điểm trên trung bình cuối năm học,…
Hầ u hế t cá c giá o viên vẫ n thườ ng xu yên vậ n dụ ng phương phá p dạ y họ c truyề n thố ng là truyề n thụ mộ t chiề u . Các giáo án của giáo viên chủ yếu là tóm tắ t nộ i dung kiế n thƣ́ c ở sá ch giá o khoa , chưa phân rõ cá c hoạ t độ ng và cá c hoạ t độ ng chưa theo tiế n trì nh của kiểu dạy học giải quyết vấn đề . Vai trò tổ chƣ́ c , đị nh hướ ng củ a giá o viên chưa thể hiệ n rõ . Trong quá trì nh giả ng dạ y, nhiề u khi giáo viên vẫn làm thay học sinh trong các nhiệm vụ học tập như giảng giải , thuyế t trì nh, giải thích, nhấ n mạ nh nhƣ̃ ng kiế n thƣ́ c cơ bả n , trọng tâm cho học sinh, ngay cả phầ n ƣ́ ng dụ ng thƣ̣ c tiễ n giá o viên cũ ng trì nh bày sơ sài do kiến thƣ́ c đó không vậ n dụ ng nhiề u trong việ c giả i bà i tậ p. Như vậ y giá o viên hầ u như
truyề n đạ t kiế n thƣ́ c mộ t chiề u, học sinh là người tiếp nhận kiến thức một cách thụ độ ng.
Trong quá trì nh họ c tậ p, học sinh ít được quan sát và tiến hành thí nghiệm do
giáo viên ngại làm thí nghiệm hoặc do khả năng sdửụng thiết bị thí nghiệm của giáo
viên cò n hạ n chế . Điề u đó là m cho kĩ năng thƣ̣ c hà nh và sƣ̣ sá ng tạ o củ a họ c sinh không đượ c rè n luyệ n và phá t triể.n
Trong quá trì nh dạ y họ c, giáo viên đưa ra các câu hỏi hay tình huống có vấ n
đề cho học sinh. Tuy nhiên nhƣ̃ ng câu hỏ i là m nả y sinh vấ n đê, hay nhƣ̃ ng câu hỏ i
phát biểu vấn đề còn rời rạ,clàm cho học sinh không thấy được cái nhìn tổng quát về vấ n đề cầ n giả i quyế.tDo đó khả năng tư duy lgoic sẽ bị hạ n chê.́
Hầ u hế t cá c giá o viên không chế tạ o thêm dụ ng cụ thí nghiệ m , chưa tậ n dụng hết dụng cụ thí nghiệm có sẵn vì ngại sử dụng và khả năng sử dụng thí nghiệ m trong giả ng dạ y cò n hạ n chế . Mặ t khá c về phí a họ c sinh, giáo viên cũng chưa tậ n dụ ng đượ c sƣ̣ sá ng tạ o củ a cá c em để khuyế n khí ch cá c em trong việ c thiế t kế và chế tạ o cá c dụ ng cụ thí nghiệ m.
Mặ c dù , kiế n thƣ́ c về ƣ́ ng dụ ng thƣ̣ c tế cũ ng nhiề u nhưng thờ i lượ ng và thờ i gian cho dạ y họ c chí nh khó a là í t nên các giáo viên thường ưu tiên nhƣ̃ ng
kiế n thƣ́ c hà n lâm giú p cho họ c sinh có thể giả i đượ c nhƣ̃ ng bà i tậ p nặ ng về toá n học để có thể vượt qua các bài kiểm tra kiến thức . Do đó , kĩ năng giải quyết vấn đề đặc biệt là những vấn đề thực tiễn của học sinh không được phát triển.
Theo nghiên cƣ́ u củ a cá c nhà khoa họ c:
Chúng ta nhớ Những gì ta
10% Đọc
20% Nghe
30% Thấy
40% Nghe và thấy (phương tiện nghe nhìn)
50% Nói (đối thoại với thầy, thảo luận nhóm…)
60% Trải nghiệm (Phát biểu ý kiến, đóng kịch, sắm vai, thực tập trong phòng thí nghiệm hay hiện trường để áp dụng các điều đã học…)
90% Nói, làm và được lặp đi lặp lại
Vì vậy dạy học theo STEM là điề u hế t sức cần thiết và quan trọng.
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến:
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
- ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH GIÁO DỤC STEM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
- Trên thế giới
Trên toàn thế giới, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò của giáo dục STEM.
Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)… Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng.”
Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016: “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học”, Giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của giáo dục STEM, Tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân. Và học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ hợp lý và khả năng rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân vào trước đây. “Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục STEM”,
Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu, cho biết Israel phải làm nhiều hơn nữa để thúc đẩy nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được công nghệ của mình. “Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở độ tuổi trẻ”, Shechtman nói trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại vào tuần trước. “Tất cả
trẻ em đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải nâng cao trình độ của một số giáo viên”.
Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu: Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước. Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi khoa học thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm chán.
Bên cạnh đó các nước đều đã và đang phát triển mạnh mẽ Giáo dụcSTEM: Mỹ, Úc, Canada, Thổ Nhĩ Kỳ,…
2. Tại Việt Nam
Nhận thấy tiềm năng và những lợi ích thiết thực của Giáo dục STEM, đặc biệt là tạo một sân chơi sáng tạo cho các em học sinh thuộc độ tuổi từ Tiểu học đến Trunghọc phổ thông nhằm tạo sân chơi trí tuệ, sáng tạo và bổ ích giúp các em có cơ hội được tham gia các hoạt động có tính khoa học, hiện đại và nâng cao, Công ty Cổ phần DTT Eduspec đã lần đầu tên giới thiệu chương trình Giáo dục STEM vào Việt Nam từ năm 2011 tại hai thành phố lớn là Hà Nội và thành phố Hồ chí Minh, và sau đó là Đà Nẵng vào năm 2013, Cần Thơ 2016. Đến nay, đã có hàng chục ngàn học sinh tại các thành phố này theo học và đã tham dự nhiều cuộc thi Robothon Quốc tế, Khoa học máy tính, Internet vạn vật trong suốt những năm qua.
Năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Liên minh STEM tổ chức ngày hội STEM lần đầu tiên, tiếp theo đó là nhiều sự kiện tương tự trên toàn quốc nổi bật là Ngày hội STEM quốc gia đã được tổ chức liên tục hàng năm.
Vào năm học 2015 – 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chương trình giáo dục đào tạo.
Dự án thí điểm “Áp dụng phương pháp giáo dục STEM của Vương quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016- 2017” được triển khai từ tháng 1/2016. Tháng 2 vừa qua, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ GD – ĐT tổ chức giai đoạn 4 của dự án – rà soát và đánh giá phương pháp giáo dục theo định hướng STEM (Khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán) tại 15 trường THCS và THPT thuộc Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh.
Sở Giáo dục và đào tạo Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Cần Thơ, Đà Nẵng đều đã có chỉ đạo: Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp khoa học
– công nghệ – kỹ thuật – toán (Science – Technology – Engineering – Mathematic: STEM) trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan.
Từ năm 2015, các tỉnh thành như Nam Định, Hải Phòng, Nghệ An, Hải Dương, Đồng Tháp đã và đang triển khai nhiều hoạt động về giáo dục STEM.
Nhiều trường học trong cả nước đã tổ chức đào tạo STEM với hàng ngàn lượt giáo viên và hàng trăm ngàn lượt học sinh từ các khóa ngắn hạn đến đưa vào chương trình chính khóa ví dụ như: Hà Nội, Đà Nẵ ng, Thành Phố Hồ Chí Minh,…
II. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
- Khái niệm STEM
- STEM là các viết lấy chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science, Technology, Engineering,
- Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học, và Khoa học Trái đất.
- Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của học
- Engineering (Kỹ thuật): tích hợp kiến thức của nhiều môn học qua quá trình thiết kế kỹ thuật, từ đó cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học.
- Maths (Toán học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt
Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp
- Đối với ngữ cảnh giáo dục, STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học. Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, bài học STEM, hoạt động
- Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học.
2. Các kỹ năng STEM
Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho học sinh các kỹ năng có thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đạingày nay. Vâng, đó chính là kỹ năng STEM. Kỹ năng STEM được hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kỹ năng là: Kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng toán học.
Kỹ năng khoa học: là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và cáccơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sửdụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập đượccông nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất như quạt mo, bút chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con người thì được coi là công nghệ.
Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đềthực tiễn diễn ra trong cuộc sốngbằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình
sản xuất để tạo ra đối tượng. Hiểu một cách đơn giản, học sinh được trang bị kỹ
năng kỹ thuật là có khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán họctrong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
3. Năng lực của học sinh theo STEM
- Năng lực sáng tạo của học sinh theo STEM. Sáng tạo được hiểu là một quá trình hoạt động của con người trong việc phát hiện ra vấn đề và tìm ra cách thức để giải quyết được vấn đề đó đạt hiệu quả. Căn cứ sơ đồ cấu trúc năng lực sáng tạo, đặc điểm tâm lý nhận thức của học sinh trung học, các tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM, có thể chỉ ra một số biểu hiện sáng tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh như sau:
+ Tự lực phát hiện vấn để mới, tình huống mới từ những tình huống quen thuộc liên quan đến kỹ thuật
+ Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận, lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các học sinh khác, với giáo viên, với chuyên gia,… Từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải pháp kỹ thuật đã có.
+ Tự đề xuất được giải pháp kỹ thuật phù hợp đem lại hiệu quả cao mà không tham khảo các giải pháp đã có.
+ Trong những tình huống mới, với những điều kiện và hoàn cảnh mới có thể tự vận dụng, biến đổi hay sáng tạo tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen thuộc để giải quyết vấn đề.
+ Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật. Thực chất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc, các bộ phận kỹ thuật hay các yếu tố bản trong mối tương quan giữa chúng.
+ Trong những điều kiện cho trước có thể hình thành mô hình đề xuất hoặc dự đoán hệ quả suy ra từ giả thuyết hay đưa ra phương án kiểm tra giả thuyết và hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất.
+ Tự thiết kế sơ đồ nguyên lý, bản vẽ kỹ thuật thể hiện cấu tạo, chức năng của đối tượng kỹ thuật đang nghiên cứu.
- Năng lực tư duy kỹ thuật của học sinh theo giáo dục STEM. Tư duy kỹ thuật là loại tư duy nhằm giải quyết bài toán có tính chất kĩ thuật xuất hiện trong lĩnh vực lao động kỹ thuật. Năng lực tư duy kỹ thuật có biểu hiện:
+ Sử dụng được và hiểu bản chất của ngôn ngữ kỹ thuật
+ Hình thành khái niệm kỹ thuật trong mối tương quan chặt chẽ với những khái niệm đã lĩnh hội từ trước
+ Hành động thử – tìm tòi, kiểm tra bảo dưỡng khảo sát, đo đạc,…
+ Hành động thiết kế kỹ thuật, vẽ sơ đồ nguyên lý
+ Vận dụng các nguyên lý, quá trình, hay hệ thống kỹ thuật để giải quyết các bài toán nảy sinh trong lĩnh vực lao động kỹ thuật.
- Trong dạy học STEM, năng lực kĩ thuật và năng lực sáng tạo không tách rời năng lực hướng nghiệp.
Theo GS. TSKH Đỗ Đức Thái, thành viên Ban Phát triển CT GDPT tổng thể, Chủ biên CT môn Toán cho biết, khi áp dụng STEM, chúng ta được nhiều thứ. Cụ thể là :
Thứ nhất, giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.
Thứ hai, giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.
Thứ ba, giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết.
4. Mộ t số phương phá p và kĩ thuậ t tổ chức dạ y họ c tích cực trong chuyên đề dạy họctheo STEM
- Các phương pháp dạy học tích cực
4.1.1. Khái niệm dạy học tích hợp
- Dạy học tích hợp là một giải pháp giáo dục cho việc thực hiện dạy học tiếp cận năng lực dựa trên việc tổ chức dạy học xung quanh một chủ đề yêu cầu sử dụng kiến thức, kĩ năng, phương pháp của nhiều môn học trong tiến trình tìm tòi nghiên cứu.
- Trong dạ y họ c tí ch hợ p , học sinh dưới sự chỉ đạo và hướng dẫn của giáo viên thực hiện việc chuyển đổi liên tiếp các thông tin từ ngôn ngữ của môn học này sang ngôn ngữ của môn học khác ; học sinh học cách sử dụng phối hợp các kiế n thƣ́ c, kĩ năng và những thao tác để giải quyết một tình huống phức hợp
- thườ ng gắ n vớ i thƣ̣ c tiễ Nhờ quá trì nh đó , học sinh nắm vững kiến thức, hình thành khái niệm, phát triển năng lực và các phẩm chất.
4.1.2. Dạy học nêu va ̀ giải quyết vấn đề
- Khái niệm
Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là PPDH trong đó GV tạo ra những tình huống có vấn đề, điều khiển HS phát hiện vấn đề, hoạt động tự
giác, tích cực, chủ động, sáng tạo để giải quyết vấn đề và thông qua đó chiếm lĩnh tri thức, rèn luyện kĩ năng và đạt được những mục đích học tập khác. Đặc trưng cơ bản của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là “tình huống gợi vấn đề” vì “Tư duy chỉ bắt đầu khi xuất hiện tình huống có vấn đề” (Rubinstein).
- Quy trình thực hiện dạ y họ c nêu vấ n đề Bước 1. Phát hiện hoặc thâm nhập vấn đề Phát hiện vấn đề từ một tình huống gợi vấn đề
Giải thích và chính xác hóa tình huống (khi cần thiết) để hiểu đúng vấn đề được đặt ra.
Phát biểu vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết vấn đề đó.
Bước 2. Tìm giải pháp: Theo sơ đồ sau:
Bước 3. Trình bày giải pháp
HS trình bày lại toàn bộ từ việc phát biểu vấn đề tới giải pháp. Nếu vấn đề là một đề bài cho sẵn thì có thể không cần phát biểu lại vấn đề.[4] Bước 4. Nghiên cứu sâu giải pháp
Tìm hiểu những khả năng ứng dụng kết quả
Đề xuất những vấn đề mới có liên quan nhờ xét tương tự, khái quát hóa, lật ngược vấn đề,… và giải quyết nếu có thể.
4.1.3. Phương pháp dạy học theo dựán.
- Một số khái niệm liên quan:
Dạy học theo dự án (DHTDA) là một phương pháp dạy học, lấy học sinh làm trung tâm, trong đó người học dưới sự chỉ đạo của GV thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, tạo ra các sản phẩm. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao trong toàn bộ quá trình học tập, từ việc xác định mục đích, lập kế họach, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện. Làm việc nhóm là hình thức cơ bản của DHTDA.
- Tiến trình thiết kế quá trình dạy học theo hình thức dự án.
Bước 1. Xác định chủ đề
- GV và HS đề xuất ý tưởng, xác định đề tài và mục đích của dự án. Cần tạo ra một tình huống chứa đựng một vấn đề, hoặc đặt một nhiệm vụ cần giải quyết, trong đó chú ý đến việc liên hệ với hoàn cảnh thực tiễn xã hội và đời sống. Cần chú ý đến hứng thú của người học cũng như ý nghĩa xã hội của đề tài.
Bước 2. Lập kế hoạch thực hiện dự án
- GV chia lớp thành các nhóm nhỏ và giới thiệu các tài liệu hỗ trợ. Đồng thời GV đưa ra tiêu chí đánh giá dự án.
- Sau đó các nhóm sẽ bàn bạc thống nhất đề cương cũng như kế hoạch cho việc thực hiện dự án.
- Trong việc xây dựng kế hoạch cần xác định công việc cần làm, người thực hiện, cách thức thực hiện, thời gian dự kiến hoàn thành và sản phẩm tạo được, kinh phí thực hiện dự án.
| Công việc | Người thực hiện | Cách thức thực hiện | Thời gian hoàn thành | Sản phẩm dự kiến |
Bước 3. Thực hiện dự án
- Các thành viên trong nhóm sẽ giải quyết các công việc cần làm, thực
hiện kế hoạch đề ra, tiến hành thu thập thông tin, chia sẻ và thảo luận trong nhóm. Khi làm việc cá nhân hay nhóm phải chú ý là kết hợp giữa lý thuyết và
thực hành. GV kiểm tra, theo dõi, đôn đốc việc thực hiện dự án để kịp thời can thiệp sư phạm cần thiết để giúp HS về phương pháp tự học, tự nghiên cứu, hợp tác làm việc nhóm, viết báo cáo,…
Bước 4. Tổng hợp kết quả và báo cáo sản phẩm
- GV tổ chức cho các nhóm học sinh báo cáo kết quả và thảo luận. Kết quả thực hiện dự án có thể được viết dưới dạng: thu hoạch; báo cáo; trình bày trên Power Point; các sản phẩm vật chất được tạo ra qua hoạt động thực hành; những hành động phi vật chất như diễn một vở kịch; tổ chức một sinh hoạt nhằm tạo ra các tác động xã hội. Sản phẩm của dự án có thể được trình bày giữa các nhóm HS, giới thiệu trong trường hay ngoài xã hội.
Bước 5. Đánh giá
- Giáo viên và học sinh cùng đánh giá sản phẩm dự án của từng nhóm theo tiêu chí đánh giá đã đề ra (tự đánh giá, đánh giá lẫn nhau, GV đánh giá). Từ đó rút ra những kinh nghiệm cho dự án tiếp
- Trong thực tế, khi áp dụng quy trình DHTDA, chúng ta có thể xen kẽ các bước tùy theo hoàn cảnh.Vì vậy việc phân chia các bước trong quy trình chỉ mang tính tương đối.
4.1.4. Tổ chức dạy học theo trạm
- Khái niệm cơ bản
Dạy học theo trạm là cách thức tổ chức dạy học đặt dấu nhấn vào việc tổ chức nội dung dạy học thành từng nhiệm vụ nhận thức độc lập của các nhóm HS khác nhau. HS có thể thực hiện nhiệm vụ theo cặp, theo nhóm hoặc hoạt động cá nhân theo một thứ tự linh hoạt.
HS có thể bắt đầu từ một nhiệm vụ tại một trạm bất kì
Việc phân hóa trong dạy học theo trạm khả là linh hoạt, đa dạng. Có thể thực hiện phân hóa theo nội dung bằng cách xây dựng những nhiệm vụ tự chọn với mức độ khó dễ khác nhau. Cũng có thể tổ chức dạy học theo trạm với sự phân hóa về mức độ hướng dẫn cụ thể, chi tiết hay là khái quát, định hướng chung thông qua hệ thống phiếu trợ giúp.
- Tiến trình thiết kế quá trình dạy học theo trạ
Bước 1: Lựa chọn nội dung hệ thống trạm học tập
Mỗi hệ thống trạm gồm các trạm học tập, nhiệm vụ ở các trạm học tập độc lập với nhau. Nội dung hệ thống trạm có thể là kiến thức của một bài học hoặc một phần kiến thức xác định.
Các kiến thức độc lập với nhau trong một bài học có thể xây dựng thành một hệ thống trạm.
Bướ c 2: Xây dựng nội dung các trạm
Ở mỗi trạm học tập có thể xây dựng các loại nhiệm vụ phong phú. Các nhiệm vụ ở các trạm có thể xây dựng được thể hiện trong bảng sau
| Nhiệm vụ | Phiếu học tập | Vật liệu đi kèm |
| Tiến hành thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm |
Cần có ảnh chụp các thiết bị, ô dành cho việc vẽ bố trí thí nghiệm, các câu hỏi, câu định hướng việc tiến hành thí nghiệm |
Các thiết bị thí nghiệm |
|
Giải thích hiện tượng |
Có ảnh chụp hiện tượng, yêu cầu giải thích hiện tượng, có thể sử dụng các kĩ thuật ra bài tập dưới dạng điền khuyết | Có thể chuẩn bị dụng cụ để tạo ra hiện tượng cần giải thích |
| Làm việc mới máy tính: chạy phần mềm mô phỏng, xem clips, | Cần có ảnh chụp màn hình, các hướng dẫn chi tiết cách sử dụng máy tính, nhiệm vụ cần thực hiện: | Máy tính có chứa tư liệu dạy học kĩ thuật số tương ứng |
| sử dụng phần mềm | quan sát, mô tả, tóm tắt, ghi số liệu… | |
| Giải bài tập | Cần có nội dung bài tập, yêu cầu | |
| Quan sát một thiết bị kĩ thuật và mô tả lại nguyên tắc cấu tạo của nó | Ảnh chụp thiết bị kĩ thuật, Ô để vẽ nguyên tắc cấu tạo, khung để viết nguyên tắc hoạt động |
Thiết bị kĩ thuật |
| Đọc các nguồn thông tin và tóm tắt thông tin quan trọng | Mô tả rõ ràng nội dung nhiệm vụ: đọc, tóm tắt dưới dạng bảng biểu hay sơ đồ tư duy |
Văn bản cần đọc |
Bước 3. Tổ chức dạy học theo trạm
- Chuẩn bị nguyên vật liệu cho từng trạm
- Thống nhất nội quy làm việc theo trạm với HS
- HS tiến hành các nhiệm vụ học tập trong từng trạm
- Tổng kết, hệ thống hóa kiến thức.
4.1.5. Phương phá p bà n tay nặ n bộ t
Phương pháp Bàn tay nặn bột là một phương pháp dạy học tích cực dựa trên thí nghiệm tìm tòi- nghiên cứu, áp dụng cho việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên.
Bàn tay nặn bột chú trọng đến việc hình thành kiến thức cho học sinh bằng các thí nghiệm tìm tòi nghiên cứu để chính các em tìm ra câu trả lời cho các vấn đề được đặt ra trong cuộc sống thông qua tiến hành thí nghiệm, quan sát, nghiên cứu tài liệu hay điều tra…
Để giảng dạy theo phương pháp BTNB cũng cần phải đảm bảo các nguyên tắc cơ bản sau:
- HS cần phải hiểu rõ câu hỏi đặt ra hay vấn đề trọng tâm của bài học. Để đạt được yêu cầu này, bắt buộc học sinh phải tham gia vào bước hình thành các câu hỏi.
- Tự làm thí nghiệm là cốt lõi của việc tiếp thu kiến thức khoa học.
- Tìm tòi nghiên cứu khoa học đòi hỏihọc sinhnhiều kĩ năng. Một trong các kĩ năng cơ bản đó là thực hiện một quan sát có chủ đích.
- Học khoa học không chỉ là hành động với các đồ vật, dụng cụ thí nghiệm màhọc sinhcòn cần phải biết lập luận, trao đổi; biết viết cho mình và cho người khác hiểu.
- Dùng tài liệu khoa học để kết thúc quá trình tìm tòi – nghiên cứu.
- Khoa học là một công việc cần sự hợp tác.
4.2. Các kĩ thuật dạy học
4.2.1. Kĩ thuật KWL
KWL do Donna Ogle giới thiệu năm 1986, vốn là một hình thức tổ chức dạy học hoạt động đọc hiểu. Học sinh bắt đầu bằng việc động não tất cả những gì các em đã biết về chủ đề bài đọc. Thông tin này sẽ được ghi nhận vào cột K của biểu đồ. Sau đó học sinh nêu lên danh sách các câu hỏi về những điều các em muốn biết thêm trong chủ đề này. Những câu hỏi đó sẽ được ghi nhận vào cột W của biểu đồ. Trong quá trình đọc hoặc sau khi đọc xong, các em sẽ tự trả lời cho các câu hỏi ở cột W. Những thông tin này sẽ được ghi nhận vào cột L. (Trích từ Ogle, D.M. (1986). K-W-L: A teaching model that develops active reading of expository text. Reading Teacher, 39, 564-570).
Mục đích sử dụng biểu đồ KWL: Biểu đồ KWL phục vụ cho các mục đích
sau:
- Tìm hiểu kiến thức có sẵn của học sinh về bài đọc
- Đặt ra mục tiêu cho hoạt động đọc
- Giúp học sinh tự giám sát quá trình đọc hiểu của các em
- Cho phép học sinh đánh giá quá trình đọc hiểu của các
- Tạo cơ hội cho học sinh diễn tả ý tưởng của các em vượt ra ngoài khuôn khổ bài đọc.
Sử dụng biểu đồ KWL như thế nào?
- Chọn bài đọc. Phương pháp này đặc biệt có hiệu quả với các bài đọc mang ý nghĩa gợi mở, tìm hiểu, giải thích
- Tạo bảng KWL. Giáo viên vẽ một bảng lên bảng, ngoài ra, mỗi học sinh cũng có một mẫu bảng của các em. Có thể sử dụng mẫu
| K | W | L |
| …… | …… | …… |
- Đề nghị học sinh động não nhanh và nêu ra các từ, cụm từ có liên quan đến chủ đề. Cả giáo viên và học sinh cùng ghi nhận hoạt động này vào cột K. Hoạt động này kết thúc khi học sinh đã nêu ra tất cả các ý tưởng. Tổ chức cho học sinh thảo luận về những gì các em đã ghi nhận.
4.2.2. Kĩ thuật “Động não”
Động não (công não) là một kỹ thuật nhằm huy động những tư tưởng mới mẻ, độc đáo về một chủ đề của các thành viên trong thảo luận. Các thành viên được cổ vũ tham gia một cách tích cực, không hạn chế các ý tưởng (nhằm tạo ra “cơn lốc” các ý tưởng). Kỹ thuật động não do Alex Osborn (Mỹ) phát triển, dựa trên một kỹ thuật truyền thống từ Ấn độ.
Quy tắc của động não
- Không đánh giá và phê phán trong quá trình thu thập ý tưởng của các thành viên;
- Liên hệ với những ý tưởng đã được trình bày;
- Khuyến khích số lượng các ý tưởng;
- Cho phép sự tưởng tượng và liên tưởng.
Các bước tiến hành
- Người điều phối dẫn nhập vào chủ đề và xác định rõ một vấn đề;
- Các thành viên đưa ra những ý kiến của mình: trong khi thu thập ý kiến, không đánh giá, nhận xét. Mục đích là huy động nhiều ý kiến tiếp nối nhau;
- Kết thúc việc đưa ra ý kiến;
- Đánh giá:
Lựa chọn sơ bộ các suy nghĩ, chẳng hạn theo khả năng ứng dụng
- Có thể ứng dụng trực tiếp;
- Có thể ứng dụng nhưng cần nghiên cứu thêm;
Hoặc xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY
Các thầy cô cần file word liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education
Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại: Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT
Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa
- Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
- Tổng hợp bài tâp phương pháp dồn chất xếp hình
- 100 câu lý thuyết đếm hóa hữu cơ lớp 12 thi TN THPT
- 200 câu lý thuyết đếm hóa học lớp 12 có đáp án ôn thi TN THPT
- Tổng hợp kĩ thuật phương pháp giải bài tập peptit đầy đủ chi tiết
- Tổng hợp bài tập hữu cơ hay và khó có lời giải chi tiết
- Biện luận công thức phân tử muối amoni hữu cơ đầy đủ chi tiết
- Giải bài tập chất béo theo phương pháp dồn chất
- Tổng hợp 50+ bài tập chất béo có lời giải chi tiết
- Tổng hợp bài tập vô cơ hay và khó có lời giải chi tiết
- Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
- Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
- Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học
- Tổng hợp đề thi THPT QG 2021 file word có lời giải chi tiết
- Tổng hợp đề thi HSG lớp 12 môn hoá học
- Tổng hợp đề thi giữa học kì 1 môn hóa cả 3 khối 10 11 12
- Tổng hợp đề thi học kì 1 lớp 12 môn hóa học
- Tổng hợp đề thi học kì 1 lớp 11 môn hóa học
- Tổng hợp đề thi học kì 1 lớp 10 môn hóa học
- Tổng hợp đề thi giữa học kì 2 cả ba khối 10 11 12
- Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 12 môn hóa học
- Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 11 môn hóa học
- Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 10 môn hoá học
- Tổng hợp các chuyên đề hóa học lớp 10
- Tổng hợp các chuyên đề hóa học lớp 11
- Tổng hợp các chuyên đề hóa học lớp 12
- Tổng hợp 23 phương pháp giải bài tập môn hóa học
- Tư duy NAP về tính bất biến của kim loại
- Tư duy NAP về tính bất biến của hỗn hợp chứa hợp chất
- Tư duy NAP đi tắt đón đầu kết hợp với các định luật bảo toàn
- Tư duy NAP phân chia nhiệm vụ H+
- Vận dụng linh hoạt và liên hoàn các định luật bảo toàn
- Bài toán vận dụng tư duy điền số điện tích có lời giải chi tiết
- Bài toán khử oxit kim loại bằng H2 CO hoặc C có lời giải chi tiết
- Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối có lời giải chi tiết
- Bài toán kim loại tác dụng với axit HCl H2SO4 có lời giải chi tiết
- Lý thuyết và bài tập kim loại tác dụng với axit HNO3 có lời giải chi tiết
- Lý thuyết và bài tập điện phân có lời giải chi tiết
- Bài toán đồ thị cơ bản trong hóa học có lời giải chi tiết
- Bài toán đồ thị nâng cao có lời giải chi tiết
- Bài toán CO2 SO2 tác dụng với dung dịch kiềm có lời giải chi tiết
- Bài toán nhỏ từ từ H+ vào dung dịch HCO3- và CO32- có lời giải chi tiết
- 30+ bài toán nhiệt nhôm có lời giải chi tiết
- Bài toán hỗn hợp Na K Ca Ba và oxit tác dụng với nước có lời giải chi tiết
- Bài toán hỗn hợp Al Na K Ca Ba tác dụng với nước có lời giải chi tiết
- Bài toán hỗn hợp kết tủa của BaCO3 và Al(OH)3 có lời giải chi tiết
- Các dạng toán nâng cao về sắt và các hợp chất của sắt có lời giải chi tiết
- Bài toán liên quan tới phản ứng Fe2+ tác dụng với Ag+ có lời giải chi tiết
- Bài tập tổng hợp hóa học vô cơ 12 có lời giải chi tiết
- Bài toán nhiệt phân và cracking ankan
- Các bài toán đặc trưng về anken và ankin
- Bài toán cộng H2 Br2 vào hiđrocacbon không no mạch hở
- Vận dụng tinh tế công thức đốt cháy vào bài toán đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon
- Vận dụng tư duy dồn chất giải toán hiđrocacbon
- Tư duy xếp hình cho cacbon trong bài toán hiđrocacbon
- Tổng hợp đáp án tất cả các module môn hóa học THPT