1
Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Lý do chọn đề tài
Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 với xu hướng phát triển dựa trên nền tảng
tích hợp cao độ của hệ thống kết nối số hóa, vật lí, sinh học và khâu đột phá là sự
phát triển của trí tuệ nhân tạo, Internet kết nối vạn vật, robot, công nghệ nano, công
nghệ sinh học,… đang làm thay đổi căn bản nền sản xuất của thế giới, tạo ra những
cơ hội rất lớn nhưng cũng đặt ra thách thức không nhỏ cho mỗi quốc gia. Phát triển
nguồn nhân lực chất lượng cao là một trong những lĩnh vực chịu sự tác động mạnh
mẽ và trực tiếp nhất từ cuộc cách mạng này. Hiện nay, Việt Nam đang hòa chung
xu thế hội nhập mạnh mẽ của khu vực và thế giới. Để cạnh tranh trong nền kinh tế
khu vực và toàn cầu, giáo dục và nghề nghiệp STEM (gồm: Khoa học (Science),
Công nghệ (Technology), Kĩ thuật (Engineering) và Toán (Maths)) phải là ưu tiên
quốc gia, vì người lao động có hiểu biết về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán
học sẽ đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng bền vững và ổn định của nền
kinh tế. Điều này đặt ra cho GD-ĐT sứ mệnh to lớn là chuẩn bị đội ngũ nhân lực
chất lượng cao để đáp ứng yêu cầu phát triển của đất nước. Do vậy, cách giáo dục
và tiếp cận vấn đề thực tế cuộc sống trong tương lai sắp tới cần được thay đổi phù
hợp theo tư duy mới. Giáo dục STEM được xem là một bước đi quyết liệt của đổi
mới giáo dục phổ thông hiện nay. Tích hợp các môn học là điều thiết yếu trong
giáo dục STEM để chuẩn bị cho học sinh có kiến thức và kĩ năng liên ngành để có
thể sống và đối mặt với những vấn đề phức tạp của thế giới ngày này cũng như đủ
điều kiện, năng lực để có thể cạnh tranh trong thị trường lao động toàn cầu. Với
tầm quan trọng như vậy, giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông cần phải
được quan tâm và tạo điều kiện hơn nữa.
Đối với môn Hóa học, việc đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng
phát triển năng lực thông qua thiết kế hoạt động dạy học cho mỗi nội dung, mỗi
chủ đề học tập là trọng tâm của chương trình mới. Một trong các phương pháp giáo
dục được lựa chọn là kết hợp giáo dục STEM trong dạy học nhằm phát triển cho
học sinh khả năng tích hợp các 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. Như vậy, mục tiêu giáo dục STEM không nhằm đào tạo ngay ra những nhà
khoa học hay để tạo ra các sản phẩm có tính thương mại, cạnh tranh, mà nhằm tạo
ra những con người tương lai, có đầy đủ phẩm chất, năng lực, bản lĩnh để thích
nghi với cuộc sống hiện đại, như các năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp
và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Giáo dục STEM cũng giúp các
em phát triển các năng lực chuyên môn ở dạng tích hợp; khơi gợi niềm say mê học
tập cho học sinh và giúp các em khám phá tiềm năng của bản thân.
Trong chương trình Hóa học lớp 11 có một hợp chất rất phổ biến trong đời
sống hàng ngày, nó có rất nhiều ứng dụng trong đời sống đó là Ancol. Qua khảo
sát thực tế việc tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM, mặc dù
2
đã triển khai song giáo viên vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn trong việc thiết kế
cũng như tổ chức các hoạt động dạy học. Với mong muốn đưa ra một gợi ý tham
khảo cho GV trong việc thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Ancol, giúp học sinh
được trải nghiệm sáng tạo các vấn đề trong lí thuyết đến thực tiễn của cuộc sống
nên tôi đã mạnh dạn viết đề tài “Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Ancol gắn
với phát triển năng lực sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM”.
1.2 . Mục tiêu, ý nghĩa, tính mới của đề tài
Đề tài nghiên cứu phương pháp “ Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề Ancol
theo định hướng giáo dục STEM” nhằm nâng cao sự liên hệ giữa lý thuyết với
thực tiễn, thực hiện hiệu quả đổi mới phương pháp dạy học. Ngoài ra, đề tài còn
phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo, tạo tính hứng thú trong học tập, giúp học
sinh được trải nghiệm, đưa bộ môn Hóa học về với thực tiễn cuộc sống, đưa không
gian dạy học ra khỏi phạm vi của lớp học để học sinh được thực hành và trải
nghiệm nhiều hơn kiến thức đã được học. Phương pháp thiết kế và tổ chức dạy học
chủ đề theo định hướng giáo dục STEM mà tôi đưa ra trong đề tài không chỉ dừng
lại ở việc áp dụng cho phạm vi kiến thức Ancol mà có thể áp dụng thiết kế cho các
kiến thức Hóa học chương trình GDPT hiện hành và cả chương trình PT mới 2018.
Đề tài lần đầu tiên được nghiên cứu và áp dụng dạy thử ngiệm tại trường
THPT A, bước đầu tạo cho học sinh lòng yêu thích với bộ môn Hóa học, các tiết
học không còn nặng nề về kiến thức mà còn hình thành cho học sinh các năng lực
sáng tạo, vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn và định
hướng nghề nghiệp trong tương lai. Tôi tin chắc rằng nếu học sinh được học Hóa
học theo định hướng giáo dục STEM sẽ giúp các em phát huy được tối đa khả năng
sáng tạo cũng như hình thành các kỹ năng cần thiết để có thể trở thành những công
dân toàn cầu bắt kịp xu thế của cuộc cách mạng 4.0.
1.3 . Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu:
- Nghiên cứu lý luận dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM;
- Nghiên cứu các hình thức tổ chức dạy học Hoá học;
- Trên cơ sở hệ thống kiến thức sách giáo khoa, sách giáo viên, sách tham
khảo và thông qua kinh nghiệm học tập giảng dạy của bản thân, xây dựng các kế
hoạch dạy học phù hợp.
Phương pháp thực nghiệm và thống kê. Thực nghiệm sư phạm để kiểm
nghiệm tính thực tiễn và hiệu quả của phương án đã đề xuất.
Phương pháp quan sát.
Phương pháp phân tích, tổng hợp.
3
1.4. Phạm vi nghiên cứu đề tài
Nghiên cứu áp dụng cho học sinh khối 11 tại đơn vị công tác trong năm học
2019 – 2020 và 2020 -2021.
Nghiên cứu quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề dạy học Ancol gắn
với phát triển năng lực sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM
Phạm vi và khả năng nhân rộng cho tất cả các đối tượng học sinh khối 11,
áp dụng cho dạy học đại trà ở tất cả các trường THPT.
4
PHẦN II. NỘI DUNG
2.1. Lý thuyết và thực tiễn của dạy học theo định hướng giáo dục STEM gắn
với phát triển năng lực sáng tạo
2.1.1. Cơ sở lý thuyết
2.1.1.1. Giáo dục STEM là gì ?
Có nhiều định nghĩa khác nhau về giáo dục STEM:
-
Giáo dục STEM là cách tiếp cận các lĩnh vực khoa học và toán học bằng
cách tích hợp công nghệ và kĩ thuật từ mẫu giáo đến lớp 12 (Bybee, 2010).
-
STEM là một cách học liên ngành theo phương pháp liên hệ các thực tiễn
cuộc sống với các ngành khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (Lantz,
2009).
-
STEM được hình thành từ 4 lĩnh vực:
S
cience (khoa học),
T
echnology
(công nghệ),
E
ngineering (kĩ thuật),
M
athematics (toán học), trong đó kĩ thuật
và công nghệ được xem là yếu tố thứ yếu so với khoa học và toán học. Giáo
dục STEM là tích hợp việc dạy và học các nội dung lí thuyết và thực hành các
kiến thức về toán học và khoa học thông qua việc tích hợp các yếu tố kĩ thuật
và công nghệ có liên quan (Carlaetal, 2016).
Từ những cách diễn giải khác nhau ở trên, cũng có thể tiếp cận theo một
quan điểm chung nhất rằng giáo dục STEM là phương thức dạy học tích hợp
bao gồm các yếu tố khoa học, toán học, công nghệ và kĩ thuật, nhằm giải quyết
các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống.
STEM là viết tắt của các từ Science,
Technology, Engineering và Maths.
Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và
Khoa học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến
thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hằng ngày.
Technology (Công nghệ): Phát triển khả năng sử dụng, quản lý, tìm hiểu và
đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh tìm hiểu về công nghệ
được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ tới cuộc sống.
Engineering (Kỹ thuật): Phát triển sự hiểu biết của học sinh về cách công
nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp
kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu.
Kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh nhưng kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở
khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thông hay xây
dựng các quy trình sản xuất.
Maths (Toán học): Là môn học nhằm 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 ra.
5
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. Trong định hướng giáo dục STEM, HS là trung tâm, giáo viên (GV) là
người đóng vai trò tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học của HS, HS chủ
động, tích cực chiếm lĩnh kiến thức và thực hành vận dụng kiến thức vào giải quyết
những vấn đề thực tiễn trong cuộc sống. Vì vậy, giáo dục STEM chú trọng phát
triển kĩ năng, hình thành năng lực và phẩm chất của HS đáp ứng yêu cầu mới trong
sự phát triển của cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra. Tùy vào từng đối tượng khác
nhau mà mục tiêu giáo dục STEM sẽ khác nhau. Với HS phổ thông, việc theo học
các môn học STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp
tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, HS sẽ chủ
động học tập, từ đó khuyến khích các em có định hướng rõ ràng khi chọn chuyên
ngành cho các bậc học cao hơn.
2.1.1.2. Vai trò và ỹ nghĩa của giáo dục STEM
Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù
hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:
- 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 và Toán học. Học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán
học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Học sinh biết sử dụng, quản lý và truy cập
Công nghệ. Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.
- Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị
cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn
cầu của thế kỷ 21. Ngoài các năng lực đặc thù của các môn học, 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 chung và năng lực sáng tạo cho học sinh.
- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Thông qua các hoạt động STEM,
kiến thức sẽ được vận dụng, học sinh mới dễ dàng nhận thức và hình dung được
