196
HNUE JOURNAL OF SCIENCE
Educational Sciences 2024, Volume 69, Issue 5, pp. 196-205
This paper is available online at http://hnuejs.edu.vn/es
DOI: 10.18173/2354-1075.2024-0130
DEVELOPING REPRESENTATIVE
COMPETENCIES THROUGH STEAM-
BASED LESSON OF SPECIALIZED
VINEGAR FERMENTATION BARREL
IN THE TOPIC OF "MATTER AND ITS
TRANSFORMATIONS" OF 8TH
GRADE SCIENCE
PHÁT TRIN NG LC VN DNG
KIN THC KĨ NG ĐÃ HC
THÔNG QUA BÀI DY STEAM
THÙNG
GIM CHUYÊN DNG
TRONG CH Đ
“CHẤT VÀ S BIẾN ĐI CA CHT
MÔN KHOA HC T NHN LP 8
Nguyen Thi Kim Anh1,*, Vo Van Duyen Em1
and Nguyen Quy Bao2
1Faculty of Education, Quy Nhon University,
Quy Nhon city, Vietnam
2Graduate Student, Faculty of Education,
Ho Chi Minh City University of Education,
Ho Chi Minh city, Vietnam
*Corresponding author: Nguyen Thi Kim Anh,
e-mail: nguyenthikimanh@qnu.edu.vn
Nguyn Th Kim Ánh1,*, Võ Văn Duyên Em1
và Nguyn Quý Bo2
1Khoa Sư phạm, Trường Đại học Quy Nhơn,
thành phố Quy Nhơn, Việt Nam
2Hc vn Cao học, Khoa Sư phạm, Trường Đại học
Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh,
thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
*Tác gi liên h: Nguyn Th Kim Ánh,
e-mail: nguyenthikimanh@qnu.edu.vn
Received October 22, 2024.
Revised December 14, 2024.
Accepted December 30, 2024.
Ngày nhn bài: 22/10/2024.
Ngày sa bài: 14/12/2024.
Ngày nhận đăng: 30/12/2024.
Abstract. STEAM education method helps students
connect learned knowledge with practice. This article
aims to design a STEAM-based lesson titled
Specialized vinegar fermentation barrel within the
theme of "Substances and their transformations"
focusing on enhancing the representative competency
of students in Grade 8 Natural Sciences. The study
involved conducting a survey and implementing
pedagogical experiments based on a cross-sectional
survey method and a pre-and-post-intervention
experimental design with randomized groups. After
the intervention, the proportion of students achieving
the highest competency level (Level 3) increased
significantly, from below 20% to 40-50%, and the
average representative competency score improved
from 6.06 to 7.44 on a 10-point scale. The results of the
pedagogical experiment demonstrated positive
development in learners competencies and
highlighted the feasibility and necessity of integrating
STEAM themes to foster representative competency.
Tóm tắt. Phương thức giáo dục STEAM giúp học
sinh gắn kết giữa kiến thức đã học và thực tiễn. Bài
báo trình bày một thiết kế bài dạy STEAM Thùng
ủ giấm chuyên dụng trong chủ đề “Chất và sự biến
đổi của chất” nhằm phát triển năng lực vận dụng
kiến thức, kĩ năng đã học cho HS khi học môn
Khoa học Tnhiên 8. Nghiên cứu đã tiến hành điều
tra thực trạng thực nghiệm phạm dựa trên
phương pháp nghiên cứu khảo sát cắt ngang
phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kiểm tra
trước và sau tác động đối với các nhóm ngẫu nhiên.
Sau tác động, t lệ học sinh đạt mức độ năng lực
cao nhất (mức 3) tăng lên đáng kể, từ dưới 20% lên
40 - 50%, điểm trung bình năng lực vận dụng kiến
thức, kĩ năng đã học tăng từ 6,06 lên 7,44 trên
thang 10. Kết qucủa thực nghiệm sư phạm đã cho
thấy sự phát triển theo chiều hướng tích cực về
năng lực người học và tính khả thi, cần thiết của
việc vận dụng chủ đề STEAM trong phát triển
năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học.
Keywords: STEAM teaching, representative
competency, matter and its transformations, instant
homemade vinegar fermentation.
Từ khóa: Dạy học STEAM, năng lực vận dụng
kiến thức ng đã học, chất sự biến đổi của chất,
lên men giấm cấp tốc tại nhà.
Phát triển năng lực vn dng kiến thức kĩ năng đã học thông qua bài dy STEAM
197
1. M đu
Nhằm giúp người hc phát trin ngun nhân lc chất lượng cao, thúc đẩy duy ng tạo,
gii quyết vn đề thc tiễn và tăng cường tính cnh tranh trong bi cnh toàn cu hóa thì dy hc
STEM đã được ra đời nhm to ra s gn kết liên môn, đa dạng kiến thc v các lĩnh vực khoa
hc, công nghệ, kĩ thuật và toán hc [1]. DH STEM yêu cầu người hc phi tìm tòi, vn dng các
kiến thức để gii quyết các nhim v nhm gii quyết vn trong thc tin. Cùng với đó, đ đáp
ng nhu cu th hiếu ngày càng tăng dần ca xã hi, yếu t ngh thuật và nhân văn (Art) đã được
b sung vào STEM để hình thành nên dy hc STEAM nhm góp phn bi dưỡng v thẩm mĩ
s thu cảm cho người hc. Mc khác, yêu cu dy hc STEM định hướng nhm khuyến khích
dy học STEAM đã được b GD&ĐT quan tâm được th hin tng quang văn s 3089 [2]
và công văn 909 [3].
Đã có nhiều nghiên cu trên thế gii v STEAM như:
nghiên cu v khung khái nim dy hc
STEM STEAM Liên bang Nga vào m 2021 của nhóm tác gi Liudmila V. Shukshina [4]; nghiên
cu cac gi Zhengkun Li o năm 2024 về STEAM trong giáo dc các môn ngh thut, thiết kế
thời đi thut s [5]
;
nghiên cu ca nhóm tác gi Matthew Nyaaba v ưu tiên giáo dục ngay t
giai đoạn đầu học để hướng ti nn giáo dc STEAM toàn din và bn vng [6].
Ti Việt Nam đã một s nghiên cu v STEM, STEAM nhm phát trin phm cht ng lực
ngưi hc như: nghiên cứu ca nhóm c gi Nguyn Thanh Nga v vn dng tiến trình dy hc phát
triển tư duy thiết kế trong giáo dc STEAM; nghiên cu v t chc hoạt đng tri nghim STEM - Art
nhm phát trin năng lực người hc ca tác gi T Kim Chi;
Nhóm tác gi Đặng Văn Sơn đã nghiên
cu v T chc hoạt đng giáo dc STEM trong dy hc mch nội dung “Cht có xung quanh ta”
(Khoa hc T nhiên 6) nhm phát triển năng lc vn dng kiến thức, năng cho học sinh [7];
Các nghiên cu dn hướng đến định hướng giáo dục STEAM như nghiên cứu v T chc dy hc
ch đề “Sc màu Thc vật” (Khoa học T nhiên 8) theo hướng giáo dc STEAM ca nhóm tác
gi Lê Minh Tun Khoa [8].
Biu hin của năng lc vn dng kiến thức kĩ năng đã học (NL VDKTKNĐH) chính là việc
người hc s dng nhng kiến thức, kĩ năng về khoa hc t nhiên (KHTN) đã được học để gii
thích nhng hiện tượng thường gp trong cuc sng hằng ngày. Thêm vào đó, biểu hin ca NL
VDKTKNĐH còn th hin qua việc định hướng cho người hc gii quyết nhng vấn đ v bo
v môi trường, phát trin bn vng ng x, gii quyết nhng vấn đề ca bản thân, gia đình,
cộng đồng.
Năng lực vn dng kiến thc th hin phm cht, nhân ch ca con ni trong quá trình
hoạt động để tha mãn nhu cu chiếm lĩnh tri thc” [9]. Năng lực VDKTKNĐH là giai đoạn cui ca
quá trình HS chuyn các kiến thc lí thuyết đã học thành nhng hot động thc tin trong cuc sng
thông qua các sn phm hc tập. Đã nhiu nghiên cu v năng lực VDKTKNĐH cho HS như:
Thanh Oai Phan Th Thanh Hi o m 2019 đã nghiên cu v vic s dng bài tập đ rèn luyn
ng vận dng kiến thức, năng đã hc cho HS trong dy hc Sinh hc THPT[10]; nghn cu ca
nhóm tác gi Đặng Th Thun An vy dng và s dng bài tp thc tin nhm phát trin năng lực
vn dng kiến thức, kĩ ng cho hc sinh trong dy hcn Hóa hc trung hc ph thông [11]; Nm
c gi n Dun Em đã nghiên cứu v vic vn dng kết hp nh 5E và STEM trong n
KHTN 8 nhm phát triển NL VDKTKH [12]. Tuy nhiên, vic vn dng dy hc STEAM nhm phát
triển NL VDKTKNĐH chưa nhận được s quan tâm bi theo kho sát t giáo viên thì NL
VDKTKNĐH là mộtng lực đòi hi rt nhiu đầu tư trong quá tnh son ging của người dy s
đầu tư nghiên cứu bài hc của người hc thì mi th hình thành và phát trin.
Đim mnh ca STEAM cnh ớng đến kh năng gii quyết vấn đề thc tin trong cuc sng
ca ngưi hc. Cùng với đó, NL VDKTKH chính là cơ sở để đánh giá việc người hc vn dng
thuyết vào thc tin. T điểm chung đó cho thy rng gia dy học STEAM và NL VDKTKNĐH có
mi liên kết ơng trợ ln nhau. Nghiên cứu này đưc xây dng da trên vic thiết kế t chc dy
hc STEAM trong ch đề “Cht và s biến đi ca chấttrong môn Khoa học T nhn (KHTN) lp 8
NTK Ánh*, VVD Em & NQ Bo
198
nhm chng minh nh hiu qu, kh thi thông qua thc nghiệm phm. Mc khác, da vào s kết hp
gia các kiến thc nhiu lĩnh vực trong STEAM giúp người hc hoàn thin v c ng lực và phm
chất theo định hướng phát trin ca chương trình giáo dục ph thông 2018 ti Vit Nam.
2. Ni dung nghiên cu
2.1. sở lí lun v dy hc STEAM trong môn Khoa hc T nhiên
2.1.1. Khái nim hình dy hc STEM/STEAM
Dy hc STEAM ra đio nhng năm 1990 tại M nhm top phn to ngun nn lc yêu
khoa hc cơ bản và có năng lc trong nghiên cu, gii quyết các vấn đề để đáp ng viu cu ca xã
hi giai đoạn cui thế k 20. STEM thut ng viết tt ca c t Science (Khoa hc), Technology
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tn hc) [13]. Dy hc STEAM s ci tiến t
nh dy hc STEM. Vi mc đích bổ sung tính sáng to và thẩm vào bốn lĩnh vực ca STEM
thì yếu t Art - ngh thuật đã đưc b sung o STEAM chính thức ra đời o những m đầu ca
thế k 21 [14]. th i v STEAM vi các đặc điểm như sau:
- Dy hc STEAM tích hp v Khoa hc, Công nghệ, thuật, Ngh thut, Toán hc.
- Là hoạt động định hướng thực hành định hướng sn phm.
- Định ng hng tnh thành xúc cm tích cc, hoàn thiệnn, thể, cho người hc,
sở ban đầu nh thành nim tin, giá tr và thái độ của ngưi hc.
- T óc chân tay được kết hp cht ch giúp giải png năng ng, thần kinh, bp.
- Ni học được hoạt động, tương c trực tiếp vi đối tượng hoạt động và các đối tượng hot
động được thiết kế thành các mô-đun định ớng năng lực cho người học, quan đim dy hc ch
cc hoá HS.
- Nhn mnh vic hc tp trong những điu kin phc hợp nhưng vẫn đảm bo nm chc kiến thc
bản, n luyn nhng kĩ năng bản.
2.1.2. Khái nim Năng lc vn dng kiến thc ng đã học vào thc tin
Năng lực vn dng kiến thc kĩ năng đã học vào thc tin là kh năng của người hc
trong vic vn dng, tng hp nhng kiến thc, kinh nghim, kĩ năng, ti độ để gii quyết
hiu quc vấn đề ca thc tin liên quan đến nội dung đã học.
Cu trúc ca năng lực VDKTKH gồm 3 thành t và có các biu hiện được th hin
qua Bng 1 [15], [16] (xem mã QR.1)
Cu trúc và bng t các biu hin ca năng lc VDKTKNĐH ca hc sinh Trung
hc cơ s trongn KHTN thông qua dy hc STEAM đưc biu th Bng 2 (xem
QR.2)
2.2. Tm quan trng ca yếu t ngh thut trong STEAM
Trong giai đoạn pt trin mnh m ca kĩ thut s, s ng to yếu t duy nht làm cho con
ngưi tr n t tri thống lĩnh được y móc. Trong dy hc STEAM, s ng to đưc th hin
nét thông qua yếu t ngh thut [17]. Ngh thuật được biu hin thông qua vicm hoàn thin hơn
c yếu t n ngi ca sn phm sau khi đã thực hin xong phn thiết kế ct i. Thông qua hot động
y giúp ngưi hc tăng khả năng ng tạo, tư duy phản bin vc vn đề trong ngh thuật như phi
u, ng màu, cht liu,.. p phần thúc đẩy s phát trin ca ng lực gii quyết vấn đề. Mc khác,
ngh thut chính là yếu t thut người quant khi nhìn vào mt sn phẩm, gp người quan sát bc
l đưc nhng nhn đnh, ý kiến, suy nghĩ v sn phm mình đang quan t. Thông qua đó giúp tạo
điu cho s phát trin ca năng lực giao tiếp, tư duy trực quan giữa ngưi thiết kế sn phẩm và người
quan sát. Ngh thut cũng chính sở định ng thẩm cho học sinh [18].
QR.2
QR.1
Phát triển năng lực vn dng kiến thức kĩ năng đã học thông qua bài dy STEAM
199
Trong mi ch đề STEAM thì yếu t ngh thuật đưc biu hin khác nhau, nng một s đim
chung cơ bản như: màu sắc, s kết hp gia các đường nét, hoa văn, ánh sáng hoặc âm thanh ca sn
phm,... Tóm li, yếu t Art trong STEAM chính là phn tinh chế ca sn phm sau khi đã được thc
hin hoàn thin giai đoạn thô STEM. đây chính yếu t người sn xut cn chú trọng để
th thu t, kích thích s hng t của nời quan t đối vi sn phẩm mà mình đã nghn cu và chế
to. Bên cnh đó, bc trung hc cơ sở giai đoạn ngưi hc có nhng s chuyn biến rõ rt v
m, sinh n vic y dng nhng kế hoch bài dy ớng đến hoàn thiện đức, trí, th, m
nng cn thiết. Mà bên trong STEAM đã bao qt được c bn yếu tố, đức trong qua u cu phm
cht, trí thông qua yêu cu v kiến thc, th thông qua th cht ca người hc trong các công vic nghiên
cu km phá, m thông qua vn đề ngh thut trong hoàn thin sn phm.
2.3. Định hướng ng dng STEAM trong ging dy n Khoa hc T nhiên lp 8
Trong chương trình n KHTN, người hc s đưc rèn luyn pt trin ba thành phn ng lực
NL nhn thc KHTN, NL tìm hiu t nhiên, NL VDKTKH nhằm giúp ni hc i nhìn toàn
din v thế gii t nhiên dưới nhiều góc độ. C th đi với cơng tnh KHTN 8, ni hc đưc tìm
hiu v nhng biến đổi vt và biến đổi hoá hc nhằm đưa ra s phân bit gia hai biến đổi này. Bên
cnh đó, người học cũng được m hiu v c kiến thc năng thực hành trong ni dung phn ng
hoá hc, nội dung năng ng ca phn ứng và ni học được n luyn các năng viết phương trình
tính toán c đại ng hoá hc. Mt khác, các vấn đề v tc độ phn ứng ng đưc y dng nhm
giúp ngưi hc lun gii đưc các vấn đề v s thay đổi tốc độ phn ứng thưng gp trong thc tin
cuc sống. Hơn thế na ch đề n tiền đề để phát trin ni dung kiến thc hoá hc và sinh hc thông
qua phn m hiu v phân n hoá hc, tương quan gia s dng phân n hoá học đối vi sinh vật, đất
đai, con người [16].
Ch đề cht s biến đổi ca cht trong môn KHTN 8 gm ba ni dung ln: phn
ng hoá hc; Tốc đ phn ng và cht xúc tác; Acid - Base - pH - Oxide - Mui và phân
n hhc [16]. Đưc th hin c th t l thông qua mã QR.3.
Cu trúc i hc STEAM da trên cu ca ca bài hc STEM vi 5 hot động chính,
th hin 8 bước ca quy tnh thiết kế kĩ thuật n sau [2]: Hoạt động 1: c định vn đề;
Hoạt động 2: Nghiên cu kiến thc nền và đề xut gii pháp; Hoạt động 3: La chn gii
pháp; Hoạt đng 4: Chế to mu, th nghiệm đánh g; Hoạt đng 5: Chia s, tho lun,
điu chnh. Mối tương quan giữa năng lực VDKTKNĐH, dạy hc STEAM các công c
đánh gđưc th hin thông qua bng 4 (mã QR.4).
Trong chương trình KHTN 8 nhóm tác giả đã xây dựng đưc mt s ch đ STEAM
nhm phát triển ng lực VDKTKNĐH như: Công c đo pH cho đt trng đơn giản ti nhà
,
Thùng gim chuyên dụng,… (Xem thêm các chủ đề mã QR.5
).
2.4. Thc trng vn dng dy hc STEM/STEAM trong môn Khoa hc T nhiên lp 8
s quan tâm đến vic pt trin năng lực vn dng kiến thức, năng đã học ca hc sinh
Mc đích kho sát: Go viên (GV): Kho sát thc trng áp dng STEM/STEAM trong dy hc,
nhng k kn, thách thc. S quan m ca GV đến năng lực VDKTKH ca người hc;
Hc sinh (HS): Mc độ hng thú khi tham gia vào ch đề STEM/STEAM n KHTN.
Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cu kho sát ct ngang (Cross-sectional surveys).
Công c: Phiếu kho t nh cho GV và HS (Xem mã QR.6).
Kết qu kho sát ý kiến ca 217 HS và 16 GV ca các trường: THCS Lê Hng Phong,
THCS Đình Chinh thuộc TP. Phan Rang - Tháp Chàm và Trường THCS Nguyễn n Linh, Tng
Lương Thế Vinh thuc huyn Ninh Hi, tnh Ninh Thun vào tháng 12/2023 (xem kết qu kho t
QR.6) cho thy n sau:
GV đã sự hiu biết v STEM/STEAM mc khá và mc tt chiếm t l rt cao (95%). Bên
cnh đó, GV ng đã có sự nhìn nhn v khác biết gia STEM và STEAM. Việc đầu để trin khai
QR.3
QR.4
QR.6
QR.5
NTK Ánh*, VVD Em & NQ Bo
200
giáo dc STEAM tại cơ s thông qua c hình thức nchuyên đề, câu lc b, hội thi,… cũng đã đưc
chú trng thc hin. Tuy nhiên gần 50% GV đưc kho sát vn ch s dng i dy STEM/STEAM mt
ln trong c m học và ng lực VDKTKNĐH của ni học chưa được quan tâm để phát triển đúng
mc. c GV đưc kho t cho rng ng lc vn dng kiến thức, kĩ ng đã học hội được phát
trin thông dy hc STEM/STEAM. Pơng pp,thuật mà GV tng s dng để phát triển ng
lc VDKTKNĐH là phương pháp dạy hc gi quyết vấn đ (95,2%), dy hc d án (52,4%), kĩ thut
đồ duy (95,2%), thuật động não - công o (90,5%). Khó khăn hạn chế đi vi vic dy hc
STEM/STEAM và phát triển ng lực VDKTKNĐH xuất phát t c nguyên nhân sau: hn chế v điu
kiện đánh giá HS, khó khăn trong lựa chn ch đề phù hp vi năng lc của người hc, thiếu công c
ging dy, hc sinh thiếu ch động và không đủ thời gian đ thc hin nhim v do áp lc đim s,…
Phn lớn HS được kho sát tr li rng đã được tiếp cn vi các ch đề STEM trong các môn hc
như: KHTN, công nghệ, toán… thông qua các hoạt đng tri nghim, nghiên cu trong thc tế và các
em rt hứng thú khi được hc tp thông qua ch đề STEM/STEAM. Tuy nhiên, HS cho rng s ng
ch đ STEM/STEAM mà các em tham gia còn rất ít, hơn 68% đưc kho sát cho biết rng ch tham
gia vào mt ch đề trong mt năm học.n cạnh đó, cácng cụ s dụng để đánh giá HS hầu hết vn
thông qua nh thc kim tra trên giy. HS c nhn rng GV đã quan tâm và thường xun giúp c
em pt triển năng lực VDKTKNĐH thông qua các hoạt động vn dng kiến thức đã học o gii thích
vn đ thc tin.
Thc trng trên cho thy vic vn dng dy hc STEAM nhm pt triển năng lực VDKTKNĐH
cn thiết trong giai đoạn chuyển đổi chương trình giáo dục n nhiu khó khăn như hiện nay.
2.5. Thiết kế t chc dy hc STEAM nhm phát trin năng lc vn dng kiến thc,
năng đã hc môn Khoa hc T nhiên lp 8 trong ch đề Chất và s biến đi ca cht”
Kế hoch bài dy STEAM minh ho Thùng gim chuyên dng.
Áp dng quy trình thiết kế kĩ thut trong i dy STEM.
* Xác đnh ch đ STEAM:
+ Ni dung “Tốc độ phn ng và cht xúc tác” trong môn KHTN 8 giúp HS nhận thc được vai
trò ca tc độ phn ng cht c c trong c phn ng hoá hc din ra xung quanh cuc sng. Giúp
trang b cho hc sinh nhng kiến thc thc tin v chế biến thc phm, bo qun thc phm, lên men
thc phm, s khác bit v tốc độ ca các qtrình h học như ăn mòn, đốt cy,
+ Vn đề thc tin: Nhu cu s dng giấm ăn hằng ngày ti các gia đình luôn được nhiu người
quan m, tuy nhiên mt s loi gim ăn tn thị trưng hin nay cht lượng kém và kng đm bo
đưc trong quy trình lên men hoc s dng acetic acid trong ng nghip để pha chế gim. vy, vic
t ch ngun cung cp gim cho gia đình sẽ hn chế được các nguy cơ gây hi v sc khoẻ, đồng thi
n giúp gim thiểu lượng rác thi nha nhm tiến ti pt trin bn vng.
+ Kiến thc nn: Phn ng n men gia ancol etylic và oxygen tạo ra acetic acid và c; Khái
nim v tốc độ phn ng mt s yếu t ảnh ởng đến tốc độ phn ng; Thí nghim quan sát thc
tin v tốc đ phn ng;
Thc hin ch đ STEAM Thùng gim chuyên dng để HS vn dng các kiến thc v tc độ
phn ng và cht xúc c nhm xây dng thiết b to gim ăn t ngun ngun liệu đa dng có sn ti
gia đình.
* Mc tiêu bài hc:
Năng lực nhn thức KHTN (NT): u đưc mt s vai tròng dng ca vi khun trong thc
tiễn; Trình y được ng dng của acetic acid đi vi con người khi nồng độ 2 - 5%;
Năng lực tìm hiu t nhiên (TH): Trình bày được ng thc hoá hc ca giấm ăn; Đề xuất được
phương án m hiu v mt s tính cht ca mt s vt liu, nguyên liu, thông dng; Đề xut, la chn
phương án sử dng thiết b công ngh nhm kim st c yếu t ảnh hưởng đến tc độ phn ng. Tiến
nh được thí nghim quan sát thc tin v tc độ phn ng.