SKKN Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực cho học sinh

SKKN Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực cho học sinh

 

MỤC LỤC

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN…………………………………………………… 1

I.ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN……………………………………. 2

  1. MÔ TẢ GIẢI PHÁP…………………………………………………………………………… 5

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN……………………………………………………….. 6

  1. Vấn đề dạy học STEM  trên thế giới và tại Việt Nam…………………….. 6
  2. Một số vấn đề về STEM và phát triển năng lực…………………………….. 7
    1. Khái niệm …………………………………………………………….. 7
    2. Giáo dục ………………………………………………………………. 9
    3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM…………………………………….. 9
    4. Một số vấn đề về phẩm chất và năng lực………………………………. 10
  1. Quy trình xây dựng chủ đề STEM………………………………………. 16
  • Thiết kế tiến trình dạy học STEM………………………………………… 17

CHƯƠNG II:  MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM

  1. CHỦ ĐỀ STEM THEO PHƯƠNG THỨC HỌC TRÊN LỚP………….. 21

Chủ đề 1: Chế tạo mô hình bảng tuần hoàn bằng nguyên liệu tái chế ..22 Chủ đề 2: Làm giấm ăn từ hoa quả…………………………………………………….. 36

  1. CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM BẰNG PHƯƠNG THỨC TRẢI NGHIỆM 42 Chủ đề 1: Làm nước tẩy rửa enzym sinh học……………………………………….. 44

Chủ đề 2: Làm đậu phụ………………………………………………………… 49

Chủ đề 3:  Làm sữa chua………………………………………………………. 53

Chủ đề 4: Chế tạo test thử nhận biết hàn the trong thực phẩm……….. 58

Chủ đề 5: Gói bánh chưng xanh……………………………………………… 67

  • Hiệu quả do sáng kiến đem lại…………………………………………………………… 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………………… 72

 

BÁO CÁO SÁNG KIẾN I.ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN

Để thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XI, đặc biện là Nghị quyết Trung ương số 29-NQ/TW ngày 04 thánh 11 năm 2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo , nhằm đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế[1] .Ngày 28/12/2018 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[2].

Trong đó chú trọng vào hình thành và phát triển năng lực cũng như phẩm chất của người học. Chương trình vừa được thông qua có sự thay đổi rất lớn ở cấp Trung học phổ thông (THPT), hướng đến định hướng nghề nghiệp từ lớp 10. Cấp THPT được gọi là giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp có sự thay đổi khá

lớn. Trong đó, các môn Vật lý, Hóa học, Sinh học thuộc nhóm môn Khoa học tự nhiên được lựa chọn theo định hướng nghề nghiệp không chỉ đòi hỏi HS nắm vững những kiến thức, kỹ năng cơ bản mà còn chú trọng yêu cầu vận dụng kiến thức, kỹ năng vào thực hành, giải quyết các tình huống trong học tập và cuộc sống…

Nhằm tiếp tục thực hiện chương trình giáo dục phổ thông hiện hành theo định hướng phát triển năng lực, phẩm chất người học. Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Công văn 4612/BGDĐT-GDTrH ngày 03/10/2017 về hướng dẫn thực hiện chương trình giáo dục phổ thông hiện hành theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất học sinh[3]

Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ  [4]: “…Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông”. Và đưa ra nhiệm vụ [4] “…Thúc đẩy triển khai giáo dục về Khoa học, Công   nghệ,

 

Kỹ thuật và Toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 – 2018…”

Để thực hiện chỉ thị trên,Ngày 14/08/2020 Bộ GD-ĐT ban hành công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về hướng dẫn việc triển khai thực hiện giáo dục STEM  trong giáo dục trung học [5]

Trong chương trình Trung học phổ thông Hóa học là môn khoa học có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, do đó dạy và học hóa học không chỉ dừng lại ở việc truyền đạt và lĩnh hội kiến thức khoa học mà còn phải nâng cao tính thực tế của môn học. Chính vì vậy, Giáo dục STEM đòi hỏi người GV dạy học thông qua việc giao các nhiệm vụ cho HS. Khi đó HS được tiến hành thí nghiệm, được vận dụng kiến thức, kĩ năng hóa  để giải thích các hiện tượng hóa  có trong đời sống, nghiên cứu bản chất hóa học của các quá trình sản xuất. Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học qua đó HS phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động, hình thành, phát triển phẩm chất của người lao động mới năng động, sáng tạo.

Trong chương trình giáo dục phổ thông mới 2018 bộ môn hóa học, vai trò trong việc giảng dạy STEM là hết sức quan trọng kết hợp với các bộ môn khác như Toán học, Vật lí, Tin học, Công nghệ nhằm phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh

Vì vậy tôi chọn đề tài “Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng

STEM nhằm phát triển  năng lực cho học sinh ”

 

II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP

  • Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến

Qua nhiều năm thực tế giảng dạy tôi thấy thực trạng giáo dục ở cơ sở như sau

  • Về phía giáo viên :
    • Hiện nay một số giáo viên chỉ chú trọng đến dạy học truyền thụ kiến thức vì áp lực thi cử mà chưa quan tâm nhiều đến việc dạy học phát triển năng lực cho học sinh
    • Có nhiều giáo viên đã tiếp cận với các phương pháp dạy và kỹ thuật dạy học tích cực để giảng dạy trên lớp nhằm phát huy các năng lực của học sinh, tuy nhiên thời lượng có hạn nên các phương pháp chỉ là hình thức mà chưa đi sâu cụ thể để giải quyết một vấn đề cụ thể đặc biệt là vấn đề liên quan đến thực tế , đời sống
    • Trong quá trình giảng dạy giáo viên chưa tích hợp được với nhiều bộ môn do kiến thức về các bộ môn khác còn hạn chế
    • Trong các bài học nhiều giáo viên còn chưa chú trọng vận dụng những kiến thức để liên hệ và giải quyết các vấn đề thực tiễn
    • Về phía bản thân là một giáo viên hóa học, mặc dù trong có tiết dạy đã sử dụng nhiều phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực như hoạt động nhóm, chuyên gia, nêu vấn đề, phát vấn học sinh nhưng hiệu quả chưa được cao do thời gian trên lớp hạn chế.
    • Dạy học chưa định hướng được nghề nghiệp cho học sinh
  • Về phía học sinh
    • Nhiều học sinh còn tiếp nhận kiến thức một cách thụ động , không có tính sáng tạo, không giải thích được các hiện tượng tự nhiên, không giải quyết được các tình huống phát sinh trong cuộc sống
    • Nhiều học sinh chưa yêu thích môn hóa học nói riêng và môn khoa học tự nhiên nói chung do tâm lí ngại suy nghĩ, ngại tìm tòi, ngại khám phá

 

  • Nhiều học sinh kiến thức hàn lâm rất tốt nhưng không được thực hành nhiều, do đó khi bắt tay vào làm thì lúng túng, vụng về. Nhiều học sinh mặc dù hiểu biết nhiều nhưng kỹ năng phản biện thuyết trình kém không thể hiện được hết ý tưởng của mình
  • Học sinh chưa chủ động trong công việc, chưa có khả năng lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch vì vậy khả năng sáng tạo còn hạn chế
  • Học sinh chưa tích hợp được nhiều môn học để giải thích cũng như chế tạo ra những sản phẩm mong muốn
  • Học sinh chưa biết được quy trình nghiên cứu khoa học, thử nghiệm nên thường có tâm lí chán nản, không kiên trì
  • Chưa định hướng được nghề nghiệp, không biết mình thích nghề gì và nghề gì phù hợp với năng lực của mình.

Như vậy với phương pháp dạy học truyền thống, học sinh khó có thể rèn luyện, phát triển được các năng lực của bản thân.Việc đưa phương pháp giáo dục STEM vào giảng dạy là góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh.

2.Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN

  1. Vấn đề dạy học STEM  trên thế giới và tại Việt Nam

Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay đòi hỏi sức sáng tạo rất lớn của con người. Giáo dục STEM chính là điều kiện thuận lợi nhất giúp học sinh tích hợp kiến thức các môn khoa học, kỹ thuật và công nghệ trên nền tảng toán học nhằm hiện thực hóa các ý tưởng trong sáng tạo khoa học và kỹ thuật. Chính vì vậy, hiện nay STEM đang được phổ biến hơn 70 nước, trong đó có khoảng 40 nước đã đưa mô hình STEM vào chương trình dạy học. Diễn đàn và triển lãm giáo dục STEM quốc tế lần thứ 6 đã quy tụ 120 nước trên khắp thế giới. Tại diễn đàn, các nhà lãnh đạo, nhà nghiên

 

cứu giáo dục và giáo viên đã thảo luận về những thách thức và triển vọng trong tương lai của giáo dục STEM trên thế giới.

Tại Việt Nam, từ năm học 2013-2014 đến nay, giáo dục STEM đã được triển khai trong chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan, gắn với  đổi mới phương pháp và hình thức tổ chức dạy học thông qua xây dựng và thực hiện các chủ đề/dự án học tập gắn với thực tiễn. Hàng năm, Bộ GD-ĐT tổ chức Cuộc thi nghiên cứu khoa học kĩ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học và chọn cử học sinh tham dự Hội thi khoa học kỹ thuật quốc tế (Intel ISEF) tại Hoa Kỳ. Chính thức tham dự Intel ISEF từ năm 2012 đến nay, năm nào học sinh Việt Nam cũng đoạt giải tại hội thi này. Trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ Giáo dục Trung học năm học 2014 – 2015, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải quyết vấn đề, các phương pháp thực hành, dạy học theo dự án trong các môn học; tích cực ứng dụng CNTT phù hợp với nội dung bài học. Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn học liên quan. Năm 2016 Bộ Giáo dục và Đào  tạo đã phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm về giáo dục STEM cho 14 trường THCS và THPT tại các tỉnh thành như Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định

II.   Một số vấn đề về STEM và phát triển năng lực

 

  1. Khái niệm STEM[6]

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường  được sử  dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế

 

công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác

 

Science

 

Engineering the STEM cycle

 

 

Hình 1:Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com)

“Science” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn với “Công nghệ” hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, luôn đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các “Kiến thức” khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mô tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng “Kiến thức” khoa học để thiết kế, sáng  tạo ra công nghệ mới. Như vậy, trong chu trình STEM, “Science” được hiểu không chỉ là “Kiến thức” thuộc các môn khoa học (như Vật lí, Hoá học, Sinh học) mà bao hàm “Quy trình khoa học” để phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, “Engineering” trong chu STEM không chỉ là “Kiến thức” thuộc lĩnh vực “Kĩ thuật” mà bao hàm”Quy trình kĩ thuật” để sáng tạo ra “Công nghệ” mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật

 

theo mô hình “xoáy ốc” mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học  tăng

lên và cùng với nó là công nghệ phát triển ở trình độ cao hơn.

 

2.   Giáo dục STEM[6]

Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn (“công nghệ” hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề (“công nghệ” mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và  giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá  trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo “Quy trình khoa học” (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và “Quy trình kĩ thuật” để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp (“công nghệ” mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học.

Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế – xã hội.

3.   Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM[6]

Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:

  • Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất.

 

  • Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM:Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học
  • Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học
  • Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.
  • Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

4.   Một số vấn đề về phẩm chất và năng lực

Theo từ điển tâm lí học, : “NL là tập hợp các tính chất hay phẩm chất của  tâm lí cá nhân, đóng vai trò là điều khiển bên trong, tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định”.

“NL là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề    trong các tình huống thay đổi thuộc các lĩnh vực nghề

 

nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động” [7]

“NL là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khá như hứng thú, niềm tin, ý chí…NL của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề  của cuộc sống”.

Theo Chương trình Giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo xác định: “NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,…thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể” [8]

Trong sáng kiến này tôi sử dụng khái niệm NL theo chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể.

 

 

Hình 2: Năng lực và phẩm chất của HS

 

5.Giáo dục STEM với phát triển năng lực của HS

 

Mục tiêu giáo dục STEM
Phát triển năng lục cốt lõi

 

-Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho học sinh đó  là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học trong đó HS biết liên kết các kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn .Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm

-Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS trong giáo dục STEM  nhằm trang bị cho  HS những cơ hội và thách thức trong nền kinh tế cạch tranh toàn cầu, HS sẽ được phát huy khả năng phản biện, khả năng hợp tác để thành công

-Giáo dục STEM định hướng nghề nghiệp cho học sinh là tạo cho HS có những kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp tương lai của HS. Từ đó góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực phẩm chất tốt, đặc biệt trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước

6.Các phương thức giáo dục STEM

  1. Dạy học các môn học theo phương thức giáo dục STEM

Đây là phương thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn.

 

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

Leave a Comment