Sáng kiến kinh nghiệm THCS: Vận dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Vận dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS" nhằm tổng hợp cơ sở lí luận về giáo dục STEM; Ứng dụng STEM vào giảng dạy một số bài trong chương trình môn Hóa, KHTN 6 THCS; Đổi mới phương pháp giảng dạy, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo của nhà trường và bước đầu định hướng nghề nghiệp cho học sinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THCS: Vận dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS

A. PHẦN MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học là một môn khoa học được xếp vào ngành khoa học tự nhiên với những đặc trưng riêng. Hoá học là bộ môn khoa học thực nghiệm chuyên nghiên cứu các chất, sự biến đổi và ứng dụng của chất. Hóa học có vai trò quan trọng trong cuộc sống con người và ngày càng đóng vai trò rất lớn trong nền kinh tế của thời đại công nghệ. Trong khi đó, cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 ảnh hưởng sâu rộng vào mọi mặt đời sống, xã hội, giáo dục cũng không ngoại lệ. Vì thế đòi hỏi giáo viên phải thay đổi phương pháp, học sinh phải thay đổi cách học. Do vậy, vai trò của giáo viên phải chuyển đổi từ “dạy cái gì”, “điều gì” sang dạy cho học sinh “phải làm gì” và “làm như thế nào”. Phương pháp dạy học STEM đã đáp ứng được yêu cầu đổi mới đó. Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc ít lặp lại trong thế kỷ 21. Các kĩ năng làm việc phải được hình thành ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy giáo viên cũng cần phải thay đổi phương pháp, học sinh học phải được gắn với thực hành. Từ những vấn đề nêu trên, trong năm học 2022 – 2023 tôi đã chọn đề tài: “Vận dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS” để nghiên cứu. Với việc nghiên cứu đề tài này, tôi mong muốn sẽ góp phần giúp giáo viên tiến hành một giờ dạy học hiệu quả tốt hơn; học sinh tiếp cận kiến thức với tâm thế chủ động, hào hứng, đi sâu vào thực tế, giúp các em được được làm, được trải nghiệm, tư duy, tự tay làm các sản phẩm gần gũi với cuộc sống hàng ngày và cao hơn nữa là sản phẩm công nghệ đáp ứng thời 4.0. Đồng thời thực hiện mục tiêu chương trình giáo dục phổ thông 2018. Đây cũng là lí do tôi chọn đề tài này.
II. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1. Mục đích - Tổng hợp cơ sở lí luận về giáo dục STEM. - Ứng dụng STEM vào giảng dạy một số bài trong chương trình môn Hóa, KHTN 6 THCS - Đổi mới phương pháp giảng dạy, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo của nhà trường và bước đầu định hướng nghề nghiệp cho học sinh. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Đề tài này tập trung nghiên cứu về Ứng dụng STEM vào giảng dạy một số bài trong chương trình môn Hóa THCS và môn KHTN. - Tìm ra phương pháp giảng dạy hợp lí với đối tượng học sinh nơi tôi công tác. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đây là SKKN: “Vận dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS” nên tôi tập trung nghiên cứu việc ứng dụng STEM vào một số bài dạy cụ thể trong chương trình môn Hóa 8,9 và KHTN 6 THCS sao cho hợp lí và có hiệu quả. IV. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI Đề tài tập trung nghiên cứu việc ứng dụng STEM vào giảng dạy một số bài cụ thể trong chương trình môn Hóa THCS, KHTN năm học 2022 – 2023. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu một số văn bản, tài liệu liên quan đến phương pháp dạy học, giáo dục Stem. 2. Phương pháp điều tra: Lập các phiếu khảo sát khả năng vận dụng kiến thức Hóa học, Khoa học tự nhiên vào thực tiễn của học sinh THCS. 3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường THCS để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của đề tài 4. Phương pháp thống kê toán học: Phân tích các số liệu điều tra thực trạng và số liệu thực nghiệm sư phạm. 5. Phương pháp hoạt động nhóm, trao đổi thảo luận, so sánh, phân tích, đàm thoại, đọc tài liệu… 6. Phương pháp tổng kết kinh nghiệm.
B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. CƠ SỞ LÍ LUẬN 1. Giáo dục STEM trên thế giới Đầu những năm 90, tại nhiều nước châu Âu và châu Mỹ đã hình thành xu hướng giáo dục mới gọi là giáo dục STEM. Trong chương trình giáo dục STEM, các môn học về khoa học công nghệ không giảng dạy độc lập mà tích hợp lại với nhau thành một môn học thông qua phương pháp giảng dạy bằng dự án, trải nghiệm, thực hành,… Để phát huy tối đa sự sáng tạo của học sinh các cấp họ đã có những chính sách và chương trình cụ thể, thường xuyên tổ chức các hội chợ khoa học (Science fair) từ cấp trường đến cấp quốc gia cũng như hỗ trợ kinh phí cho các trường trung học tập trung vào STEM. 2. Giáo dục STEM ở Việt Nam Chương trình giáo dục phổ thông 2018 định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh, mục tiêu của chương trình nhằm để trả lời cho câu hỏi: Học xong chương trình học sinh làm được gì? Chính vì vậy mà cần phải đổi mới phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh. Các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học cần phải gắn nội dung bài học với những vấn đề thực tiễn và giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh tìm hiểu và giải quyết được vấn đề, thông qua đó tiếp thu tri thức một cách chủ động. Giáo dục STEM cũng xuất phát từ vấn đề nảy sinh trong thực tiễn được xây dựng thành các chủ đề/bài học STEM, thông qua việc giáo viên tổ chức các hoạt động học sẽ giúp học sinh tìm ra được những giải pháp để giải quyết vấn đề mà chủ đề/bài học STEM nêu ra. Trong những năm qua, Đảng, Chính phủ, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có nhiều văn bản chỉ đạo, hướng dẫn thực hiện việc đổi mới giáo dục có liên quan đến giáo dục STEM, cụ thể như: Nghị quyết số 29/NQ–TW Hội nghị lần thứ 8 của Ban chấp hành Trung ương Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo; Công văn số 4612/BGDĐT– GDTrH ngày 03/10/2017 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc hướng dẫn thực hiện chương trình giáo dục phổ thông hiện hành theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất học sinh từ năm học 2017–2018; Kế hoạch số 10/KH–BGDĐT, ngày 7/1/2016 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc ứng dụng ICT trong quản lí các hoạt động giáo dục ở trường trung học năm học 2016–2017, trong đó thí điểm triển khai giáo dục STEM tại
một số trường trung học. Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị 16/CT- TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Chỉ thị của Thủ tướng đề ra những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam. Với Chỉ thị trên, Việt Nam đã chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trinhd GDPT, tạo điều kiện để liên kết các sáng kiến và hoạt động giáo dục STEM đơn lẻ hiện nay. II. CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Thực trạng việc giảng dạy và học tập môn Hóa học, KHTN ở trường THCS Phú Sơn - Thuận lợi + Năm học vừa qua cùng với việc sử dụng sách giáo khoa mới, phòng Giáo dục – Đào tạo huyện Ba Vì đã mở nhiều đợt tập huấn đổi mới phương pháp dạy học, tập huấn giáo dục STEM nhằm nâng cao năng lực sư phạm cho giáo viên. + Nhà trường trang bị đầy đủ các trang thiết bị cần thiết để phục vụ quá trình giảng dạy môn học. + Đội ngũ giáo viên của nhà trường có trình độ chuyên môn, nhiệt huyết với công việc, tận tâm trong quá trình giảng dạy. +Giáo viên có nhiều cố gắng thay đổi phương pháp giảng dạy của mình theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh thông qua các phương pháp dạy học như: ứng dụng công nghệ thông tin, sử dụng đồ dùng trực quan, sử dụng phương pháp giải quyết vấn đề, thuyết trình…. + Đa số các em học sinh ngoan ngoãn, lễ phép, một số em có tinh thần học tập cao. - Khó khăn +Một bộ phận phụ huynh, học sinh còn coi môn Hóa học là môn phụ, chưa thực sự quan tâm đến môn học. + Chưa phân luồng học sinh nên giữa các lớp cũng như trong cùng một lớp học sinh có trình độ nhận thức khác nhau dẫn đến khó khăn trong quá trình giảng dạy cũng như áp dụng các phương pháp trong dạy học. 2. Trước khi thực hiện đề tài tôi có tiến hành khảo sát đối với các đồng chí giáo viên trong tổ Tự nhiên và 120 học sinh một số vấn đề liên quan đến giáo dục STEM. Kết quả như sau:
1. Với Giáo viên: Tổng Đã nhận thức đầy đủ vai Nắm được các bước xây Có thể xây dựng được số trò của giáo dục STEM dựng chủ đề STEM chủ đề STEM 12 31 % 15,5 % 0% 2. Với Học sinh Câu hỏi Nôi dung Kết quả Số Tỉ lệ % lượng Rất thích 8 6,6 Thích 18 15,0 Câu 1: Sự hứng Bình thường 61 50,8 thú học môn Hóa ở các em thuộc mức nào? Không thích 33 27,5 Câu 2: Em thích học môn Hóa vì: Môn Hóa là một trong những môn thi học sinh giỏi và thi tổ hợp KHTN. 23 19,1 Bài học sinh động, thầy cô dạy vui vẻ, dễ hiểu. 47 39,1 Kiến thức dễ nắm bắt. 20 16,7 Kiến thức gắn thực tế nhiều. 30 25,0 Câu 3: Trong giờ học môn hóa em Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, thích được học thảo luận và làm việc. 40 33,3 như thế nào? Nghe giảng và ghi chép một cách thụ 30 25,0 động.
Được làm các thí nghiệm thực hành để hiểu sâu sắc vấn đề về hóa học. 30 25,0 Làm các bài tập nhiều để ôn thi, kiểm tra. 20 16,7 Câu 4: Nội dung dạy học? Không cần thí nghiệm thực hành nhiều. 30 25,0 Tăng cường học lí thuyết và giải bài tập gắn với kì thi, kiểm tra. 40 41,6 Giảm tải lí thuyết, vận dụng kiến thức đã học để đưa 50 33,3 Kết quả khảo sát cho thấy số lượng học sinh rất yêu thích và thích môn Hóa rất thấp chỉ chiếm 6% và 15%; các em thích học môn Hóa là do giáo viên dạy, và kiến thức gắn với thực tiễn. Các em cũng rất chú trọng các nội dung dạy học gắn với các kì thi chiếm 45%. Rõ ràng qua phân tích thì các em vẫn chủ yếu học theo lối truyền thống nặng về thi cử đối phó, do vậy mà các em ít có yếu tố đam mê nghiên cứu và thực sự yêu thích là rất ít, kĩ năng thực hành rất hạn chế. Vậy đó là lí do tôi muốn đưa phương pháp dạy học STEM lồng ghép vào các bài học và kết hợp với dạy học truyền thống. Từ những cơ sở lí luận và thực tiễn trên, tôi đã xây dựng và vận dụng một tiết học dạy STEM trong KHTN lớp 6 và lồng ghép STEM trong các bài học KHTN 6, Hóa 8 và Hóa 9. III.BIỆN PHÁP THỰC HIỆN 1. Vai trò của giáo dục STEM. Để thực hiện có hiệu quả phương pháp đổi mới giáo dục theo định hướng STEM, trước hết mỗi giáo viên cần nhận thức đầy đủ về vai trò của giáo dục STEM. 1.1. STEM là gì? Thuật ngữ STEM được hiểu như một “tổ hợp đa lĩnh vực” bao gồm: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics). 1.2. Giáo dục STEM là gì?
Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Theo Howard-Brown và Martinez (chuyên gia giáo dục Mỹ), phương pháp giải quyết vấn đề trong dạy học sẽ cho phép sự liên môn giữa các lĩnh vực nói trên. STEM trong trường phổ thông được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống thường ngày. Những sản phẩm này không nhất thiết phải là sản phẩm mới, đừng suy nghĩ rằng các em phải tạo ra điều gì đó mới mẻ mới là STEM, như vậy các em đã là những nhà sáng chế rồi, tất nhiên nếu tạo ra sản phẩm mới thì càng tốt. 1. 3. Các 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 các cơ 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 sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công 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 đề thực tiễn diễn ra trong cuộc sống bằng 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 học trong 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. 1.4. Tầm quan trọng của dạy học STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa quan trọng, 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 sinh. - 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 sinh. - 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. 1.5. Học STEM như thế nào? Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục STEM là phương pháp “Học qua hành” -“Learning by doing”. Phương pháp “Học qua hành” giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ được hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. Học sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với cách học này, giáo viên không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là người hướng dẫn để học sinh tự xây dựng kiến thức cho chính mình. 1.6. Lồng ghép các chủ đề dạy học STEM vào các bài học và kết hợp với dạy học truyền thống. Rõ ràng STEM có rất nhiều ưu điểm tuy nhiên cũng còn một số hạn chế như sau: Thứ nhất là mất nhiều thời gian thực hiện. Một chủ đề thực hiện sẽ mất khá nhiều thời gian ở trên lớp cũng như ngoài lớp nên ảnh hưởng đến việc học tập trên lớp các em cũng như thời gian học tập các môn học khác vì các em cần đầu tư thời gian tương đối nhiều khi thực hiện một chủ đề. Thứ hai trong khi các kì thi hiện tại vẫn chủ yếu rèn luyện trí nhớ kiến thức hàn lâm và nặng về các bài tập tính toán nên các em vẫn phải học để đáp ứng các kì thi, do thói quen học tập cũ nặng về nhồi nhét kiến thức vậy nên chưa chú tâm học tập và trải nghiệm các công việc được giao ở nhà, một số em còn làm theo đối phó và suy nghĩ rằng chưa thiết thực với thi cử hiện hành.
Thứ ba đó là kinh phí thực hiện một số dụng cụ, nguyên liệu khi làm thực hành chưa đầy đủ, và khá tốn kém nên đôi khi giáo viên và các em cũng ngại làm. Thứ tư STEM là phương pháp tích hợp nên chắc chắn giáo viên giảng dạy đòi hỏi phải nắm rõ phương pháp và cách thức tổ chức giảng dạy cũng như trình độ liên môn nhất định vì STEM như là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Đòi hỏi giáo viên phải có trình độ và đam mê công việc nó mất nhiều thời gian và công sức của giáo viên. Do vậy chúng ta nên phối hợp lồng ghép giữa phương pháp học tập truyền thống và giáo dục STEM để học sinh có thể đạt hiệu quả học tập tốt nhất hiện nay. 2. Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng STEM. 2.1. Cách thiết kế chủ đề - Các chủ đề GD STEM có thể là các nội dung hẹp và đơn giản, thiết bị phương tiện thực hiện gọn nhẹ, thời gian thực hiện không dài và thường kết hợp trong một bài học hoặc một phần của bài học nhằm xây dựng hoặc minh họa cho kiến thức của bài học, vận dụng kiến thức của bài học để góp phần hình thành hoặc củng cố một kỹ năng thiết yếu trong cuộc sống. - Các chủ đề giáo dục STEM có nội dung của một dự án: + Nhằm luyện tập, tìm hiểu, giải quyết một vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, liên hệ chủ yếu với kiến thức của một bài học, thiết bị phương tiện thực hiện không quá phức tạp, thời gian và công sức thực hiện không dài. + Hoặc nhằm luyện tập tìm hiểu, giải quyết một vấn đề trong thực tiễn cuộc sống có tính chất tích hợp, liên môn, cần đầu tư nhiều cho các thiết bị phương tiện thực hiện và có thể tốn nhiều thời gian, công sức. 2.2. Về hình thức tổ chức - Các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM có thể tổ chức lồng ghép trong một tiết dạy học, trong một bài học chính khóa; tổ chức trong một tiết dạy học hoặc một bài học ngoại khóa; Các chủ đề dạy học có thể được xây dựng theo chương trình giáo dục nhà trường (đảm bảo sự đăng ký tham gia tự nguyện của học sinh và cha mẹ học sinh) được xây dựng trong kế hoạch giáo dục nhà trường. - Các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM được xây dựng mới hoặc kết hợp với một số giờ học tại phòng học bộ môn trong nhà trường nhằm trang bị một số
công cụ thực hành thông dụng để tiến hành một số tiết học về GD STEM tại phòng bộ môn; tổ chức thành một cuộc thi trong phạm vi hẹp của nhóm hoặc lớp hay tổ chức thành một cuộc thi trong phạm vi rộng trong nhà trường hoặc rộng hơn. Các nội dung này phải được tính toán phù hợp và đảm bảo việc thực hiện đầy đủ nội dung chương trình. 2.3. Một số định hướng về xây dựng một chủ đề giáo dục STEM 2.3.1. Về nội dung: - Nội dung đề tài hẹp, thiết bị đơn giản, nhằm góp phần hình thành hoặc minh hoạ cho kiến thức khoa học; Nội dung đề tài hẹp, thiết bị đơn giản, nhằm rèn luyện vận dụng các kiến thức khoa học. - Đề tài dạng một dự án trong thực tiễn cuộc sống, thiết bị và kiến thức không phức tạp, thời gian thực hiện không dài; Đề tài dạng một dự án trong thực tiễn cuộc sống, thiết bị và kiến thức khá phức tạp, cần nhiều thời gian thực hiện. - Trong tổ chức thực hiện chính khoá hay ngoại khóa, các chủ đề GD STEM đều phải xác định các mục tiêu cần đạt được sau khi thực hiện đề tài, chủ đề. 2.3.2. Về thời lượng thực hiện: Thời lượng thực hiện các Chủ đề GD STEM theo yêu cầu của đề tài, chủ đề. 2.3.3.Các bước xây dựng chủ đề STEM: - Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình các môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học. - Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học. - Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề
Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sảnphẩm. - Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động: + Hoạt động 1: Xác định vấn đề + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp; + Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế + Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đã lựa chọn, thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo + Hoạt động 5:Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo. 3. Ứng dụng STEM trong giảng dạy môn Hóa THCS, môn KHNT. Năm học 2022 – 2023 là năm đầu tiên tôi nghiên cứu về ứng dụng của STEM trong dạy học đồng thời với đặc thù của môn Hóa, KHTN nên tôi cũng chỉ mạnh dạn đưa ra một số chủ đề có thể vận dụng STEM ở mức độ đơn giản nhất phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường, của học sinh tôi trực tiếp giảng dạy. Cụ thể: CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ ĐO THỜI GIAN Chương trình KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 Chủ đề thiết kế tổ chức hoạt động theo bài dạy STEM trên lớp học Thời lượng thực hiện: 1 tiết Thời điểm tổ chức chủ đề: Sau khi học xong bài: Đo thời gian, Một số vật liệu thông dụng Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học bài học STEM được thực hiện theo qui trình sau: KHBD THÔNG THƯỜNG (CV KHBD STEM 5512) Hoạt động 1: Xác định vấn đề/ Xác định sản Hoạt động 1:Mở đầu/ Xác định nhiệm phẩm cần làm và tiêu chí sản phẩm vụ học tập Hoạt động 2 + 3: Nghiên cứu kiến thức nền và đề Hoạt động 2: Hình thành kiến thức xuất giải pháp, Lựa chọn giải pháp (và bảo vệ giải mới/ Thực thi nhiệm vụ pháp)
Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá Hoạt động 3: Luyện tập Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh Hoạt động 4: Vận dụng Đối với bài dạy STEM chúng tôi xây dựng bài dạy với 5 hoạt động theo như bảng trên. Mỗi hoạt động được tổ chức theo 4 bước bao gồm: + Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ + Bước 2: Tổ chức thực hiện nhiệm vụ + Bước 3: Thảo luận, báo cáo + Bước 4: Kết luận và đánh giá Yêu cầu về các thành tố của năng lực KHTN: - Giải quyết vấn đề thực tiễn (cụ thể là biết làm đồng hồ cát từ vật liệu tái chế đơn giản) - Giao tiếp, ngôn ngữ: (Từ kiến thức bài Đo thời gian và bài một số vật liệu thông dụng biểu đạt được kế hoạch và chế tạo được đồng hồ cát.) - Mô hình hóa KHTN: Đưa ra được các phương án để làm. 3.1. MÔ TẢ CHỦ ĐỀ Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về Bài đo thời gian, Bài Một số vật liệu thông dụng- KHTN 6. Thiết kế và chế tạo những chiếc đồng hồ cát đo được thời gian. 3.2. MỤC TIÊU a. Kiến thức: - Vận dụng được các kiến thức về Bài đo thời gian, Bài Một số vật liệu thông dụng- KHTN 6 để chế tạo được đồng hồ cát đo thời gian theo tiêu chí cụ thể. - Vận dụng kiến thức đo thời gian- Bài đo thời gian, Bài Một số vật liệu thông dụng- KHTN 6 một cách sáng tạo để giải quyết các vấn đề tương tự. b. Kĩ năng: - Tính toán, vẽ được bản thiết kế đồng hồ đảm bảo các tiêu chí đề ra. - Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế. - Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được các ý kiến thảo luận. - Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm.
c. Phẩm chất: - Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học. - Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao. - Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp. - Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm. d. Năng lực: - Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng đo thời gian- Bài đo thời gian- KHTN 6. - Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện; Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá. 3.3. THIẾT BỊ - Các thiết bị học tập: Giấy A4, mẫu bản kế hoạch, … - Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm đồng hồ cát đo thời gian: Tuỳ loại đồng hồ HS chọ lựa chế tạo: + Bìa cứng, bìa màu, chai nhựa trong, nắp nhựa, cát đã lọc rang khô có thể nhuộm màu.. + Kéo, dao, keo dính, la bàn, đĩa CD, que nhỏ, mắc áo nhôm. + Bút màu, bút dạ dầu, bút màu nước, thước kẻ, compa, thước đo độ, bút chì. + Một vài đồ dùng khác theo ý tưởng của HS. 3.4. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ ĐỒNG HỒ CÁT a. Mục đích của hoạt động - Học sinh nắm vững yêu cầu Thiết kế đồng hồ cát: Đo được thời gian. - Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức thời gian để lên ý tưởng. b. Nội dung hoạt động - Tìm hiểu về một số loại đồng hồ đo thời gian và kiến thức đo thời gian để làm đồng hồ. - Xác định nhiệm vụ thiết kế đồng hồ cát đo thời gian với tiêu chí: Đo được thời gian. c. Sản phẩm học tập của học sinh - Mô tả và giải thích được một cách định tính về nguyên lí đo thời gian. - Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạođồng hồ cát đo thời gian
d. Cách thức tổ chức - Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về một đồng hồ đo thời gian nhóm định làm, chuẩn bị thêm các dụng cụ cần thiết. - Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm đôi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung. - Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng là cách làm đồng hồ cát đo thời gian, giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu để giải thích bằng tính toán thông qua việc thiết kế, chế tao đồng hồ. Hoạt động 2+3. NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ a. Mục đích của hoạt động Học sinh hình thành kiến thức đo thời gian, đề xuất được giải pháp và xây dựng bản đồng hồ đo thời gian. b. Nội dung hoạt động - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến thức trọng tâm: + Đo thời gian dựa vào bóng của vật dưới ánh nắng mặt trời. + Đo thời gian dựa vào lượng cát chảy xuống. + Trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra. Chứng minh đồng hồ đo được thời gian chính xác c. Sản phẩm của học sinh - Học sinh xác định và ghi được thông tin, kiến thức về đồng hồ đo thời – nguyên lí đo. - Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng được bản thiết kế đồng hồ đo thời gian. d. Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh: + Nghiên cứu kiến thức trọng tâm: Đo thời gian + Xây dựng bản thiết kế đồng hồ theo yêu cầu; + Lập kế hoạch trình bày và bảo vệ bản thiết kế. - Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm:
+ Tự đọc và nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tìm kiếm thông tin trên Internet…- Có thể tham khảo cách làm : https://youtu.be/MIwKGWcCLMw- Làm đồng hồ đo thời gian từ chai nhựa cũ https://youtu.be/lpcuRWO5kho- Làm đồng hồ đo thời gian từ giấy bìa https://youtu.be/VjsVGNxR2FQ-Làm đồng hồ đo thời gian từ đĩa CD + Đề xuất và thảo luận các ý tưởng ban đầu, thống nhất một phương án thiết kế tốt nhất + Xây dựng và hoàn thiện bản thiết kế đồng hồ + Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo - Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết. Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM ĐỒNG HỒ ĐO THỜI GIAN a. Mục đích của hoạt động - Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế đồng hồ đo thời gian đảm bảo yêu cầu đặt ra. - Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần. b. Nội dung hoạt động - Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để tiến hành chế tạo đồng hồ đo thời gian theo bản thiết kế. - Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh c. Sản phẩm của học sinh Mỗi nhóm có một sản phầm là một đồng hồ đo thời gian đã được hoàn thiện và thử nghiệm. d. Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ: + Sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để chế tạo đồng hồ đo thời gian theo bản thiết kế + Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm. - Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm và hoàn thiện sản phẩm theo nhóm. - Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần.
Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM ĐỒNG HỒ ĐO THỜI GIAN a. Mục đích của hoạt động Các nhóm học sinh giới thiệu đồng hồ đo thời gian bằng vật liệu trước lớp, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phầm. b. Nội dung hoạt động - Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp. - Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra: + Khả năng đo thời gian; Hình thức của đồng hồ; Chi phí để chế tạo đồng hồ. - Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm. + Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét từ giáo viên và các nhóm khác; + Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm; + Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo đồng hồ đo thời gian. c. Sản phẩm của học sinh Đồng hồ đo thời gian đã chế tạo được và nội dung trình bày báo cáo của các nhóm. d. Cách thức tổ chức - Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn sản phầm trước lớp và tiến hành thảo luận, chia sẻ. - Học sinh trình diễn cách làm đồng hồ. Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề xuất các phương án điều chỉnh, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ - Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết. 3.5. Tổng kết - Giáo viên hệ thống lại các nội dung kiến thức đã vận dụng trong chủ đề. - Nhận xét tinh thần, thái độ của cá nhân, nhóm học sinh khi hoạt động. - Giáo viên tích hợp giáo dục cho học sinh biết quan tâm, chia sẻ với mọi người xung quanh. Biết tận dụng những vật liệu xung quanh để tạo ra những sản phẩm thiết thực. Biết trân trọng những gì mình làm ra dù là nhỏ nhất. 3.6. Hướng dẫn dặn dò - Tiếp tục làm các sản phẩm đồng hồ đo thiết thực khác.
Ngoài chủ đề trên, một số bài học có thể ứng dụng STEM vào giảng dạy: Lớp Bài dạy/ Không ứng dụng Ứng dụng STEM chủ đề STEM KHTN 6 Bài 11: Một Học sinh biết những vật - Học sinh vận dụng kiến thức để (sách số vật liệu liệu thông dụng và ứng làm các sản phẩm bằng giấy như Chân thông dụng dụng của chúng. hộp quà, thiệp 8/3, đồng hồ, bản Trời đồ Việt Nam, mũ sinh nhật, hộp Sáng đựng bút, hộp quà bằng giấy. Làm Tạo) các sản phẩm bằng tre, gỗ như nhà sàn, đồng hồ cát… Bài 26: Học sinh tìm hiểu lợi - Học sinh vận dụng kiến thức để Thực hành ích của vi khuẩn, biết làm sữa chua tại nhà và các nhóm quan sá vi các bước làm sữa chua. mang đến lớp trình bày sản phẩm. khuẩn. Tìm hiểu các bước làm sữa chua. Bài 36: - Học sinh biết được vai - Học sinh vận dụng kiến thức trên Nước trò của nước trong đời để làm một số sản phẩm: (Tiết 2) sống và sản xuất. + Vẽ tranh cổ động bảo vệ môi - Học sinh biết các trường nước. nguyên nhân, các biện + Chế tạo máy lọc nước mini từ 8 pháp bảo vệ nguồn vật liệu đơn giản sỏi, cát, bông, nước, tránh gây ô than hoạt tính. nhiễm. + Chế tạo nước rửa bát từ chanh, muối, giấm. Chế tạo nước rửa bát từ quất, muối, giấm. Bài 26: Sắt - Học sinh biết tính chất - Học sinh vận dụng kiến thức trên vật lí, ứng dụng của sắt. để làm một số sản phẩm máy hút sắt vụn bằng cách chế tạo nam 9 châm điện. Bài 45: - Học sinh biết tính chất - Học sinh vận dụng kiến thức trên Rượu etylic vật lí, hóa học và ứng để làm thuốc trừ sâu sinh học từ dụng của rượu etylic. tỏi, ớt, gừng và rượu etylic.
IV. KẾT QUẢ THỰC HIỆN Qua một thời gian tìm tòi, nghiên cứu, thực hiện đề tài trên lớp 6C và lớp 8, 9 là các lớp tôi trực tiếp giảng dạy trong năm học 2022 - 2023 tôi đã khảo sát và thu được kết quả như sau: 1. Với Giáo viên: Tổn Đã nhận thức đầy Nắm được các Có thể xây dựng g số đủ vai trò của giáo bước xây dựng chủ được chủ đề dục STEM đề STEM STEM Trước thực hiện 12 31 % 15,5 % 0% Sau thực hiện 12 100 % 100 % 70 % 2. Với Học sinh Tổng Đã được Đã vận dụng các kiến thức Thích học số tiếp cận với Hóa học để tạo ra các sản môn Hóa chủ đề phẩm đơn giản ứng dụng STEM trong cuộc sống Trước thực hiện 120 0% 17 % 30 % Sau thực hiện 120 100 % 60 % 50 %
Với kết quả trên tôi thấy việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM bước đầu đã mang lại kết quả khá tích cực: - Đối với bản thân: Đã nhận thức được đầy đủ vai trò của giáo dục STEM. Bước đầu đã ứng dụng STEM vào giảng dạy ở một số bài trong chương trình môn KHTN 6 và Hóa 8, 9. Đồng thời đã giúp các đồng chí giáo viên trong tổ hiểu được vai trò, sự cần thiết của giáo dục STEM trong giai đoạn hiện nay. - Với các đồng chí giáo viên trong tổ: Đến nay, phần lớn đã có thể thiết kế một chủ đề giáo dục STEM cơ bản trong chương trình bộ môn mình giảng dạy. - Đối với học sinh: Không khí giờ học thay đổi, đa số các em có hứng thú học tập, việc trao đổi tranh luận sôi nổi hơn, mạnh dạn trình bày ý kiến của mình trước lớp. Khả năng ghi nhớ kiến thức cao hơn. Đặc biệt học sinh đã vận dụng được những kiến thức đã học vào thực tiễn để tạo ra những sản phẩm cần thiết trong cuộc sống hàng ngày. Ngoài ra, qua một số bài dạy tôi cũng đã tư vấn, bước đầu định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 9. Nhiều em có lực học trung bình hoặc điều kiện khó khăn đã xác định đi học nghề sau khi tốt nghiệp THCS. C. KẾT LUẬN – KHUYẾN NGHỊ I. KẾT LUẬN Những điều tôi trình bày trên đây là kinh nghiệm rút ra từ thực tế trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng STEM vào giảng dạy môn Hóa THCS, KHTN. Kết quả thu được qua thực hiện đề tài bước đầu cho thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM là hiệu quả và có tính khả thi. Việc dạy học môn Hoá, KHTN theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề, hợp tác, tư suy cho HS. Giáo dục STEM là cần thiết và phù hợp với bối cảnh giáo dục Việt Nam nói chung và việc dạy học môn Hóa, KHTN ở trường phổ thông hiện nay. Với sáng kiến kinh nghiệm này, tôi hy vọng sẽ góp phần nhỏ bé của mình vào việc giúp giáo viên và học sinh trường chúng tôi nói riêng, các đồng nghiệp và học sinh trường bạn nói chung thực hiện việc dạy và học môn hóa, KHTN tốt hơn; nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy trong chương trình đổi mới giáo dục hiện nay. Về phía bản thân, tôi