Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế bài dạy stem nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng và sáng tạo cho học sinh thông qua các chủ đề về hợp chất hữu cơ có nhóm chức - Hóa học trung học phổ thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:81

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm THPT "Thiết kế bài dạy stem nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng và sáng tạo cho học sinh thông qua các chủ đề về hợp chất hữu cơ có nhóm chức - Hóa học trung học phổ thông" giúp học sinh được tiến hành thí nghiệm, được vận dụng kiến thức, kỹ năng hóa học để giải thích các hiện tượng hóa học có trong đời sống, nghiên cứu bản chất HH của các quá trình sản xuất...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế bài dạy stem nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng và sáng tạo cho học sinh thông qua các chủ đề về hợp chất hữu cơ có nhóm chức - Hóa học trung học phổ thông

1 BÁO CÁO SÁNG KIẾN I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến Bước sang thế kỉ XXI, tốc độ phát triển của Khoa học và Công nghệ hết sức nhanh chóng, với những biến đổi liên tục và khôn lường; Sự bùng nổ của cách mạng công nghiệp 4.0 tạo ra cho con người nhiều cơ hội cũng như thách thức. Để giúp cho thế hệ trẻ tận dụng được các cơ hội và đứng vững trước những thách thức của đời sống, vai trò của Giáo dục ngày càng được các quốc gia chú trọng và quan tâm đầu tư hơn bao giờ hết. Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển NL”. Từ những yêu cầu trên giáo dục Stem đã ra đời, trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước trên thế giới. Tại Việt Nam, chỉ thị số 16/CT- TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 04/05/2017 đã đưa ra giải pháp về mặt giáo dục: “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, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông”, đồng thời đưa ra nhiệm vụ: “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ 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” . Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam giáo dục STEM nói riêng vẫn chưa được nghiên cứu sâu. Mặc dù đã có một số nghiên cứu, các bài viết, tài liệu về giáo dục STEM ở Việt Nam tuy nhiên các công trình nghiên cứu bàn về cơ sở lí luận của giáo dục STEM và vận dụng nó vào dạy học bộ môn, đặc biệt là thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn hóa học (HH) còn nhiều hạn chế. Trong chương trình Trung học phổ thông, HH là môn khoa học có sự kết hợp
2 chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, do đó dạy và học HH 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 dạy học thông qua việc giao các nhiệm vụ cho học sinh (HS). Khi đó HS được tiến hành thí nghiệm, được vận dụng kiến thức, kỹ năng HH để giải thích các hiện tượng HH có trong đời sống, nghiên cứu bản chất HH của các quá trình sản xuất... qua đó HS phát triển NL nhận thức và NL hành động, hình thành, phát triển NL, phẩm chất của người lao động mới năng động, sáng tạo. Tuy nhiên, hiện nay những nghiên cứu về dạy học STEM ở môn HH chưa nhiều. Từ những lí do trên chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài “Thiết kế bài dạy stem nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng và sáng tạo cho học sinh thông qua các chủ đề về hợp chất hữu cơ có nhóm chức - Hóa học trung học phổ thông”. II. Mô tả giải pháp 1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến Thực tế ở trường THPT C Nghĩa Hưng, các thầy cô giáo và các em học sinh rất tích cực tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật và ngày hội STEM do Sở và Bộ phát động. Tuy nhiên kết quả đạt được chưa cao do nhận thức về giáo dục STEM còn hạn chế, do chưa có các lớp tập huấn về giáo dục STEM, các chủ đề dạy học liên môn còn ít, các môn học chưa được phối hợp với được nhau. Trong từng môn học các thầy cô chưa tổ chức được các hoạt động khơi dậy hứng thú môn học và chưa phát triển được năng lực vận dụng kiến thức và sáng tạo cho học sinh. Đối với học sinh trong quá trình học các em ít được tiếp cận với thực hành thí nghiệm do cơ sở vật chất còn thiếu thốn, ít được tham dự các chủ đề tích hợp liên môn, các hoạt động ngoại khóa về khoa học kỹ thuật chưa diễn ra nhiều. 1.1. Kết quả điều tra về năng lực vận dụng kiến thức (NLVDKT) và năng lực sáng tạo (NLST) cho học sinh Kết quả điều tra phiếu số 1 (điều tra về NLVDKTKN và NLST) từ 360 HS khối 11 và 12 trường THPT C Nghĩa Hưng như sau:
3 Câu 1: Em được các thầy (cô) hướng dẫn VDKTKN để giải quyết những tình huống thực tiễn trong quá trình học ở mức độ nào? Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ Kết quả 90 20 54 18 khảo sát (25,0%) (55,5%) (15,0%) (5,0%) Câu 2: Trong quá trình học môn hóa học, em có được các thầy (cô) tổ chức thảo luận, hợp tác nhóm hay khuyến khích tự sáng tạo làm ra các sản phẩm trên cơ sở vận dụng kiến thức đã học ở mức độ nào? Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ 0 Kết quả 168 138 54 (0,0%) khảo sát (46,7%) (38,3%) (15%) Câu 3: Em VDKTKN đã học để giải thích các hiện tượng, sự vật, sự việc trong cuộc sống ở mức độ nào? Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ Kết quả 81 120 149 10 khảo sát (22,5%) (33,3%) (41,4%) (2,8%) Câu 4: Em quan tâm đến việc VDKTKN đã học để chế tạo ra các sản phẩm phục vụ cuộc sống như thế nào? Ý kiến Không Có nghĩ đến Quan tâm Quan tâm rất quan nhưng không và muốn nhiều và phải tìm tâm biết làm tìm hiểu hiểu bằng mọi cách Kết quả 47 126 160 27 khảo sát (13%) (35%) (44,5%) (7,5%) Câu 5: Em có bao giờ tự làm ra một sản phẩm từ việc vận dụng KTKN đã được học từ môn Hóa học chưa?
4 Ý kiến Chưa Rất hiếm Thỉnh Thường xuyên bao giờ thoảng Kết quả 100 217 36 7 khảo sát (27,8) 60,25%) (10%) (1,95%) Câu 6: Trong quá trình tham gia học môn hóa học, em kết nối những kiến thức từ các môn Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học, Công nghệ ở mức độ nào? Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ Kết quả 36 162 137 25 khảo sát (10%) (45%) (38,06%) (6,94%) Câu 7: Theo em mức độ cần thiết phải hình thành NLVDKTKN và NLST trong học môn hóa học như thế nào? Mức độ Rất cần Cần thiết Bình thường Không cần Kết quả 216 70 72 2 khảo sát (60%) (19,5%) (20%) (5%) Câu 8: Khi học tập môn hóa học, các kỹ năng em được thầy (cô) rèn luyện ở mức độ nào? Mức độ Kỹ năng Trung Rất tốt Tốt Chưa tốt bình Biết tìm kiếm nguồn thông tin từ 66 108 169 17 sách tham khảo và internet, biết (18,33%) (30,0%) (46,94%) (4,73%) cách thu thập và xử lí thông tin Biết thực hiện một số thí nghiệm 54 100 180 26 độc lập theo nhóm (15,0%) (27,78%) (50,0%) (7,22%) Biết dự đoán hiện tượng thí 64 97 162 37 nghiệm, quan sát và phân tích hiện (17,78%) (26,94%) (45,0%) (10,28%) tượng
5 Biết vận dụng kiến thức để giải 59 115 144 42 quyết một số VĐ trong thực tiễn (16,39%) (31,94%) (40,0%) (11,67%) liên quan đến môn HH Biết lập kế hoạch để triển khai một 49 98 135 118 ý tưởng, một đề tài (12,3%) (24,5%) (33,8%) (29,5%) Số liệu điều tra cho thấy HS rất quan tâm đến việc VDKTKN vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, tuy nhiên việc tổ chức dạy học chưa chú trọng đến việc rèn luyện cho HS VDKTKN vào giải thích, giải quyết các vấn đề gắn liền với thực tiễn; chưa phát huy được tính sáng tạo cho HS trong việc vận dụng kiến thức đã học vào thực tế đời sống. 1.2. Kết quả điều tra hiểu biết về Stem của học sinh Câu 1: Em đã từng đọc, xem, hay nghe nói về các vấn đề: stem, giáo dục stem, ngày hội stem, câu lạc bộ stem, cuộc thi robotics chưa? Kết quả: Đã từng Chưa bao giờ Stem 313 – 86,94% 47 – 13,06% Giáo dục stem 172 – 44,78% 188 – 55,22% Ngày hội stem 313 – 86,94% 47 – 13,06% Câu lạc bộ stem 198 – 55% 162 – 45% Cuộc thi robotics 135 – 37,5% 225 – 62,5% Nhân lực stem 21 – 5,83% 339 – 94,17% Kết quả điều cho cho thấy, đa số các em có nghe nói về Stem, câu lạc bộ Stem nhưng nghề nghiệp Stem hay nhân lực Stem và một số cuộc thi liên quan đến Stem thì việc nắm bắt thông tin của các em còn hạn chế. Câu 2: Em vui lòng cho biết: Giáo dục Stem là gì? Hầu hết các HS biết và quan tâm đến Stem đều cho rằng: Giáo dục Stem là một hình thức học tập được kết hợp kiến thức của Khoa học, Toán học, Kỹ thuật, Công nghệ, giúp người học vận dụng các kiến thức, kỹ năng vào thực tế.
6 Câu 3: Trong quá trình học tập, em đã được học một chủ đề Stem nào chưa? Nếu có, em vui lòng cho biết tên chủ đề là gì? Chưa học Đã học - Thuốc thử axit – bazơ từ hoa hồng đỏ, bắp cải tím 300 60 - Làm nến từ sáp parafin, sáp (83,33%) (16,67%) ong, sáp đậu nành - Thuốc thử hàn the trong thực phẩm - từ củ nghệ tươi Câu 4: Em vui lòng nêu ý kiến của bản thân về quan điểm sau: “Giáo dục Stem là cần thiết đối với tất cả học sinh”. Nhiều em HS đồng ý, theo các em thì giáo dục Stem có vai trò là trang thiết bị kiến thức cho người học thông qua trải nghiệm, thực hành và ứng dụng. Các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ kết hợp với nhau để giúp người học giải quyết các vấn đề thực tế. Thông qua các hoạt động Stem, người học sẽ biết cách vận dụng lý thuyết vào thực tiễn và phát triển kỹ năng thích ứng được với đòi hỏi trí tuệ của thế kỷ XXI. Kết quả điều tra cho thấy, hầu hết HS đều cho rằng dạy học phát triển NLVDKT KN và sáng tạo vào cuộc sống là rất quan trọng, nhiều HS đều có hiểu biết nhất định về Stem, muốn được trải nghiệm và phát huy được năng lực sáng tạo của mình. Tuy nhiên, việc dạy học Stem nhằm phát triển NL cho HS còn hạn chế. 2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến 2.1. Một số vấn đề về stem 2.1.1. Stem là gì? Stem là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học), thuật ngữ này được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học của mỗi quốc gia.
7 Khi đề cập tới Stem, giáo dục Stem, cần nhận thức và hành động theo cả hai cách hiểu sau đây: Một là, tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, thúc đấy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế. Hai là, phương pháp tiếp cận liên môn (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán) trong dạy học với mục tiêu: Nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán. Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các VĐ thực tiễn. Kết nối trường học và cộng đồng. Định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập. Hình thành và phát triển NL và phẩm chất người học. 2.1.2. Phân loại các loại hình giáo dục Stem Các loại hình giáo dục Stem được phân loại dựa trên nhiều cơ sở. Cụ thể được trình bày trong sơ đồ dưới đây:
8 Hình 2.1. Phân loại loại hình giáo dục Stem Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, ở bậc THPT giáo dục Stem được triển khai dưới hình thức câu lạc bộ Stem, HS sẽ tham gia vào các hoạt động trải nghiệm, hoạt động nghiên cứu khoa học. 2.1.3. Các đặc trưng của hoạt động dạy học Stem Các đặc trưng của hoạt động dạy học STEM được mô tả dưới đây: Hình 2.2. Các đặc trưng của hoạt động dạy học STEM - Thứ nhất là: Hoạt động dạy học Stem gắn với các tình huống và VĐ thực tiễn. Các VĐ này có thể gắn với cá nhân hoặc cộng đồng, có liên quan đến các VĐ kinh tế, xã hội, môi trường cần đưa ra giải pháp và cần nỗ lực để thực hiện. - Thứ hai là: Hoạt động dạy học Stem thường được mô phỏng theo quy trình thiết kế kỹ thuật. HS có thể thực hiện nhiệm vụ thông qua hướng dẫn trực tiếp của GV hoặc văn bản hoặc video, HS đặt ra các VĐ với bản thân gặp phải, tìm hiểu nguyên lí hoạt động của sản phẩm, các bước chế tạo… - Thứ ba là: Hoạt động dạy học Stem dẫn HS vào chuỗi hoạt động tìm tòi, khám phá có kết thúc mở trong quy trình không quá ràng buộc. Nếu có điều ràng buộc chỉ là những vật liệu được cung cấp sẵn hoặc giới hạn điều kiện vận dụng của sản phẩm. Tuy nhiên việc ràng buộc không làm giảm tính sáng tạo của HS mà tăng tính thích ứng, tăng khả năng giải quyết VĐ trong hoàn cảnh cụ thể.
9 - Thứ tư là: Hoạt động dạy học Stem hướng tới việc định hướng nghề nghiệp. Hoạt động dạy học Stem tạo cơ hội cho HS giải quyết các nhiệm vụ của nghề nghiệp liên quan đến Stem. HS hiểu yêu cầu cần có của nghề nghiệp Stem, tùy vào khả năng, sở trường của bản thân từ đó HS có thể hình thành thái độ đối với nghề nghiệp trong tương lai. - Thứ năm là: Hoạt động dạy học Stem có nội dung Toán học và Khoa học liên kết chặt chẽ. Kiến thức, kỹ năng Khoa học và Toán học là nền tảng để HS huy động vào giải quyết VĐ thông qua công cụ Kỹ thuật, từ đó rút ra các quy trình Công nghệ. - Thứ sáu là: Hoạt động dạy học Stem không có câu trả lời đúng duy nhất, thiết kế, thử nghiệm, điều chỉnh cũng là nội dung quan trọng trong hoạt động học. Khi tiến hành các giải pháp, việc thất bại và điều chỉnh cũng là một phần của quá trình học. - Thứ bảy là: Hoạt động dạy học Stem hướng tới việc phát triển phẩm chất và NL của HS. Việc VDKTKN của nhiều lĩnh vực khác nhau của Stem giúp HS phát triển phẩm chất và NL. Đặc biệt, việc giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn tạo ra cơ hội cho HS thể hiện NL ở mức độ cao trong quá trình phát triển NL và phẩm chất. Các đặc trưng trên định hướng tổ chức dạy học một chủ đề Stem. Để thiết kế một chủ đề dạy học theo định hướng Stem hoặc dạy học Stem, GV cần căn cứ vào các đặc trưng này. 2.1.4. Vai trò của giáo dục Stem Hình 2.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục Stem
10 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: - 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 học, 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 phân 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, các trường đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất. 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 phổ thông, HS 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 phổ thông cũng là cách thức thu hút HS 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. 2.1.5. Quy trình xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng Stem Trên cơ sở các tiêu chí xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng Stem, tác giả xác định quy trình xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng Stem như sau:
11 Hình 2.4. Quy trình xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng Stem - Bước thứ nhất: Lựa chọn chủ đề dạy học Stem. GV khi lựa chọn chủ đề cần bám sát vào khung chương trình học, điều kiện thực tại của địa phương, trình độ cũng như lứa tuổi HS… - Bước thứ hai: Xác định các VĐ cần giải quyết trong chủ đề. Các VĐ cần giải quyết là những VĐ mà HS có thể giải quyết được khi thực hiện quá trình học tập. - Bước thứ ba: Xác định các kiến thức cần thiết để giải quyết các VĐ. Căn cứ vào VĐ cần giải quyết, mục tiêu chủ đề để GV xác định kiến thức liên quan. Để đảm bảo tính chính xác và tường minh thì mỗi chủ đề cần chỉ rõ nội dung kiến thức, kỹ năng của từng lĩnh vực mà HS cần huy động để giải quyết VĐ. - Bước thứ tư: Xác định mục tiêu dạy học của chủ đề. Xác định mục tiêu chủ đề là xác định các kiến thức, kỹ năng, thái độ HS sẽ đạt được và NL hình thành và phát triển sau khi học xong chủ đề. Về kiến thức thì mục tiêu là kiến thức sẽ học còn kiến thức cũ (kiến thức nền) và kiến thức cơ sở khoa học sẽ là bổ trợ tạo điều kiện cho HS rèn luyện và phát triển NL. Về kỹ năng, mục tiêu
12 hướng đến là kỹ năng nào cần rèn luyện. Về NL, GV cần bám sát vào cấu trúc của NL chung và NL đặc thù để xác định những NL nào cần hình thành và phát triển cho HS. - Bước thứ năm: Xây dựng nội dung các hoạt động dạy học của chủ đề. Mỗi hoạt động dạy học, GV cần: Xác định mục tiêu; Xác định phương tiện và tư liệu học tập; Dự kiến thời gian và cơ sở vật chất của hoạt động dạy học; Xây dựng kế hoạch tổ chức hoạt động dạy học; Xác định và xây dựng công cụ ĐG. - Bước thứ sáu: Lập kế hoạch dạy học chủ đề. Thực chất là xây dựng tiến trình kịch bản của các hoạt động dạy học chủ đề. - Bước thứ bảy: Tổ chức dạy học và ĐG chủ đề. Quá trình dạy học được thực hiện theo kế hoạch đã xây dựng, tuy nhiên GV cũng cần linh hoạt tùy vào điều kiện thực tế. Quá trình dạy học đạt hiệu quả ở mức độ nào sẽ được ĐG dựa vào sự ĐG của GV trên các phương diện: Đúng tiến độ; Mức độ đạt được các mục tiêu đã đề ra; Sự hứng thú của HS; Tính khả thi của chủ đề với điều kiện thực tế… 2.1.6. Tiêu chí xây dựng chủ đề Stem - Tiêu chí 1: Chủ đề Stem hướng tới giải quyết các VĐ trong thực tiễn. Trong các hoạt động học theo định hướng STEM, HS được yêu cầu tìm hướng giải quyết cho các VĐ thực tiễn kinh tế, xã hội, môi trường. - Tiêu chí 2: Chủ đề Stem cần hướng tới việc thúc đẩy HS VDKT trong lĩnh vực Stem để giải quyết VĐ thực tiễn. GV cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội dung từ các các môn trong Stem. Từ đó, HS dần thấy rằng Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học không phải là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các VĐ. - Tiêu chí 3: Chủ đề Stem định hướng hành động. Đây là một tiêu chí của dạy học theo định hướng Stem, nhằm hình thành và phát triển NL kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm cho HS. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tiễn. - Tiêu chí 4: Chủ đề Stem phải khích lệ được làm việc hợp tác giữa các
13 HS. Việc giải quyết các VĐ thực tiễn đòi hỏi HS phải huy động KTKN không những của cá nhân mà còn cả một nhóm kiến tạo. Khi được làm việc theo nhóm, HS sẽ được đưa vào tình huống thúc đẩy nhu cầu giao tiếp và chia sẻ ý tưởng, sáng tạo cùng nhau để phát triển. Hình 2.4. Tiêu chí của chủ đề dạy học theo định hướng Stem 2.1.7. Quy trình xây dựng bài học Stem - Căn cứ vào kinh nghiệm bản thân và từ thực tế nội dung chương trình và sách giáo khoa môn Hóa học trong chương trình giáo dục phổ thông tại Việt Nam, tôi xây dựng quy trình chung lựa chọn và thực hiện một số chủ đề theo định hướng giáo dục Stem gồm 5 bước cụ thể như sau : Bước 1 • Xây dựng chủ đề Bước 2 • Xây dựng nội dung học tập theo định hướng Stem Bước 3 • Thiết kế nhiệm vụ học tập Bước 4 • Tổ chức thực hiện Bước 5 • Đánh giá
14 2.1.8. Tiến trình tổ chức dạy học Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề a. Chuyển giao nhiệm vụ - Nhiệm vụ ban đầu giao cho HS có thể là yêu cầu tìm hiểu một nội dung nào đó với ý đồ làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu. - Nhiệm vụ giao cho HS phải đảm bảo tính vừa sức để lôi cuốn được HS tham gia thực hiện; tránh những nhiệm vụ quá dễ hoặc quá khó, không tạo được hứng thú đối với HS. Ví dụ: Nghiên cứu quy trình làm giấm ăn; giải thích (cần học lí thuyết); đề xuất và thử nghiệm quy trình làm giấm ăn theo tiêu chí đặt ra. a) Hoạt động HS tìm tòi, nghiên cứu vấn đề HS thực hiện hoạt động này nhằm xác định vấn đề cần giải quyết và kiến thức có liên quan cần sử dụng để GQVĐ. b. Báo cáo và thảo luận Căn cứ vào kết quả hoạt động tìm tòi, nghiên cứu của HS, GV tổ chức cho các nhóm HS báo cáo, thảo luận, xác định vấn đề cần giải quyết. c. Nhận xét, đánh giá Trên cơ sở các sản phẩm của cá nhân và nhóm HS, GV đánh giá, nhận xét, giúp HS nêu được các vấn đề cần tiếp tục giải quyết, xác định được các tiêu chí cho giải pháp cần thực hiện để GQVĐ đặt ra. Từ đó định hướng cho hoạt động tiếp theo của HS. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (tổ chức dạy học các kiến thức có liên quan theo chương trình giáo dục phổ thông; sử dụng thời gian phân phối của chương trình cho nội dung tương ứng) a. Học kiến thức mới HS được hướng dẫn hoạt động học kiến thức mới có liên quan, bao gồm hoạt động nghiên cứu tài liệu khoa học (sách giáo khoa), làm bài tập, thí nghiệm, thực hành để nắm vững kiến thức. b. Giải thích về quy trình/thiết bị đã tìm hiểu Vận dụng kiến thức mới vừa học và các kiến thức đã biết từ trước, HS cố
15 gắng giải thích về nội dung đã được tìm hiểu. Qua đó xác định được những vấn đề cần tiếp tục hoàn thiện theo yêu cầu của nhiệm vụ học tập. c. Báo cáo và thảo luận GV tổ chức cho các nhóm trình bày về kiến thức mới đã tìm hiểu và vận dụng chúng để giải thích những kết quả đã tìm tòi, khám phá được trong hoạt động 1. d. Nhận xét, đánh giá Căn cứ vào kết quả báo cáo và thảo luận của các nhóm HS, GV nhận xét, đánh giá, "chốt" kiến thức, kỹ năng để HS ghi nhận và sử dụng; làm rõ hơn vấn đề cần giải quyết; xác định rõ tiêu chí của sản phẩm ứng dụng mà HS phải hoàn thành trong Hoạt động 3. Hoạt động 3: Giải quyết vấn đề a. Đề xuất giả thuyết khoa học(giải pháp) GQVĐ Căn cứ vào tiêu chí của sản phẩm, HS đề xuất giả thuyết khoa học hoặc giải pháp GQVĐ. Khuyến khích HS thảo luận theo nhóm để đề xuất các ý tưởng khác nhau, sau đó thống nhất lựa chọn giải pháp khả thi nhất. b. Thử nghiệm giải pháp HS lựa chọn dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế; phân tích số liệu; phân tích kết quả thử nghiệm và rút ra kết luận. c. Báo cáo và thảo luận GV tổ chức cho các nhóm HS báo cáo kết quả và thảo luận. d. Nhận xét, đánh giá Trên cơ sở sản phẩm học tập của HS, GV nhận xét, đánh giá; HS ghi nhận các kết quả và tiếp tục chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm. 2.2. Một số vấn đề về năng lực 2.2.1. Khái niệm năng lực Năng lực (competency) có nguồn gốc từ tiếng Latinh “competentia”. Hiện nay, có nhiều cách hiểu về “năng lực”:
16 NL có thể được phát biểu như sau: NL là khả năng vận dụng một cách linh hoạt tất cả những yếu tố kiến thức, kỹ năng, tình cảm, thái độ, động cơ cá nhân,… để giải quyết các VĐ trong học tập, công việc và cuộc sống. 2.2.2. Cấu trúc chung của năng lực NL cá nhân được bộc lộ ở hành động nhằm đáp ứng những yêu cầu được đặt ra trong bối cảnh cụ thể hay nói khác đi NL ở đây là NL hành động. NL hành động được cấu thành bởi: NL chuyên môn; NL phương pháp; NL xã hội; NL cá thể. NL cần hình thành và phát triển cho HS phổ thông được mô tả bằng sơ đồ sau đây: Hình 2.5. Các năng lực hình thành và phát triển cho học sinh phổ thông - Năng lực cốt lõi: Là năng lực cơ bản, thiết yếu mà bất kì ai cũng cần phải có để sống, học tập và làm việc hiệu quả. - Năng lực đặc biệt: Là những năng khiếu về trí tuệ, văn nghệ, thể thao, kỹ năng sống,... nhờ tố chất sẵn có ở mỗi người. Cũng theo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, năng lực cốt lõi gồm năng lực chung và năng lực chuyên môn. a) Năng lực chung là năng lực được tất cả các môn học và hoạt động giáo dục góp phần hình thành, phát triển như: năng lực tự chủ và tự học, năng lực
17 giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. b) Năng lực chuyên môn là năng lực được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định như năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chất. 2.2.3. Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng 2.2.3.1. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng Hiện nay, có nhiều khái niệm liên quan đến NLVDKTKN: - “Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng” là khả năng của bản thân người học tự giải quyết những VĐ đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu quả bằng cách áp dụng các KTKN, kinh nghiệm đã có vào các tình huống, hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức”. - Trong Chương trình Giáo dục phổ thông môn Hoá học năm 2018 đã đề cập NLVDKTKNđã học là một trong ba thành phần của năng lực hóa học (NLHH). NLHH gồm NL nhận thức HH, NL tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ HH, NLVDKTKN đã học. 2.2.3.2. Năng lực thành phần của năng lực vận dụng kiến thức kỹ năng * Các năng lực thành phần của NLVDKTKN gồm: – Năng lực phát hiện, giải thích hiện tượng tự nhiên và ứng dụng của HH trong cuộc sống. – Năng lực phản biện, đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn. – Năng lực vận dụng kiến thức tổng hợp để đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn và đề xuất một số phương pháp, biện pháp, mô hình, kế hoạch giải quyết vấn đề. – Năng lực định hướng nghề nghiệp – Năng lực ứng xử với tình huống của bản thân và xã hội. * Các biểu hiện của NLVDKTKN: - Vận dụng được kiến thức HH để phát hiện, giải thích được một số hiện
18 tượng tự nhiên, ứng dụng của HH trong cuộc sống. - Vận dụng được kiến thức HH để phản biện, ĐG ảnh hưởng của một VĐ thực tiễn. - Vận dụng được kiến thức tổng hợp để ĐG ảnh hưởng của một VĐ thực tiễn và đề xuất một số phương pháp, biện pháp, mô hình, kế hoạch giải quyết VĐ. - Định hướng được nghề nghiệp sau khi tốt nghiệp THPT. - Ứng xử hợp lý trong các bối cảnh có liên quan đến bản thân, gia đình và cộng đồng, phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường. 2.2.4. Năng lực sáng tạo (NLST) Các nhà nghiên cứu tâm lí học đã đưa ra định nghĩa về “năng lực sáng tạo”: “Là khả năng tạo cái mới hoặc giải quyết vấn đề một cách mới mẻ của con người” hay “Là khả năng tạo ra cái mới có giá trị của cá nhân dựa trên tổ hợp các phẩm chất độc đáo của cá nhân đó”. Có thể nói, những quan niệm về năng lực sáng tạo nói trên đều thống nhất cho rằng đó là khả năng tạo ra cái mới có giá trị dựa trên những phẩm chất độc đáo của cá nhân như tư duy sáng tạo, động cơ sáng tạo và ý chí. * Các biểu hiện của năng lực sáng tạo: - Khả năng phát hiện ra những điểm tương đồng, khác biệt cũng như mối liên hệ giữa nhiều sự vật, hiện tượng khác nhau trong đời sống. - Khả năng giải quyết vấn đề bằng nhiều con đường, cách thức khác nhau; phân tích, đánh giá vấn đề ở nhiều phương diện, góc nhìn khác nhau. - Khả năng phát hiện ra những điều bất hợp lí, những bất ổn hay những quy luật phổ biến trong những hiện tượng, sự vật cụ thể dựa trên sự tinh tế, nhạy cảm và khả năng trực giác cao của chủ thể. 2.2.5. Một số biện pháp phát triển năng lực VDKTKN và NLST cho học sinh - Trước hết, GV cần thay đổi cách dạy học, chuyển từ dạy học định hướng nội dung sang dạy học phát triển NL. GV là người tổ chức, hướng dẫn, chỉ đạo,
19 trợ giúp cho quá trình học tập của HS. HS chủ động, tích cực tìm hiểu và lĩnh hội kiến thức. - Thứ hai: GV cần tạo hứng thú học tập cho HS, khuyến khích động viên HS tham gia nhiệt tình vào hoạt động học. Luôn tạo cơ hội giải quyết VĐ học tập thông qua việc VDKTKN của HS, đồng thời cố hỗ trợ kịp thời khi các em gặp khó khăn. - Thứ ba: GV cần tích cực đổi mới phương pháp dạy học (PPDH), sử dụng các PPDH tích cực như dạy học theo dự án, phương pháp trò chơi, phương pháp trực quan… Bên cạnh đó GV tăng cường sử dụng các kỹ thuật dạy học tích cực như kỹ thuật khăn trải bàn, kỹ thuật động não, kỹ thuật mảnh ghép, kỹ thuật sơ đồ tư duy… - Thứ tư: GV tăng cường sử dụng có hiệu quả các phương tiện dạy học như: máy chiếu, đồ dùng học tập sáng tạo, phiếu hỏi, bảng biểu... - Thứ năm: GV phối kết hợp các PPDH tích cực, phương tiện dạy học, bài tập HH nhất là bài tập HH gắn liền với thực tiễn nhằm kích thích HS tìm tòi, khám phá, sáng tạo và VDKTKN đã học vào thực tế cuộc sống. - Thứ sáu: GV đổi mới cách kiểm tra ĐG, cần ĐG quá trình và ĐG thường xuyên quá trình rèn luyện NLVDKTKN của HS, từ đó kịp thời điều chỉnh tác động và khuyến khích HS VDKTKN, kinh nghiệm đã có vào các tình huống thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. Ngoài ra, GV sử dụng nhiều hình thức dạy học như dạy học theo định hướng STEM, dạy học trải nghiệm, … Các hình thức học tập này đòi hỏi HS phải tích cực và huy động nguồn lực của bản thân để hoàn thành nhiệm vụ học tập. Như vậy, có thể nói dạy học theo định hướng STEM là một biện pháp để phát triển NLVDKTKN và sáng tạo cho HS. Để thực hiện nhiệm vụ học tập STEM, người học cần vận dụng kiến thức của Khoa học, Toán, Kỹ thuật, Công nghệ cũng như huy động kinh nghiệm, kỹ năng của bản thân. Nó giúp HS phát triển khả năng VDKTKN và sáng tạo ở các tình huống khác nhau trong thực tiễn.
20 2.3. Thiết kế bộ công cụ đánh giá (ĐG) sự phát triển NLVDKTKN và sáng tạo của HS 2.3.1. Xác định tiêu chí và các mức độ ĐG Để ĐG NL của HS thì người GV cần phải thu thập các minh chứng thể hiện rõ các tiêu chí được mô tả trong cấu trúc NL. Kết quả ĐG tốt sẽ giúp GV ĐG chính xác đường phát triển NL của HS. Để ĐG được sự phát triển của NLVDKTKN và sáng tạo ở HS, phải xác định được các biểu hiện của NL này và xây dựng bộ tiêu chí, công cụ ĐG. Các tiêu chí xây dựng phù hợp với biện pháp tác động sẽ giúp GV ĐG chính xác sự phát triển NL của HS. Dựa trên cấu trúc của NLVDKTKN đã trình bày ở mục 1.5.2, chúng tôi xác định tiêu chí ĐG NLVDKTKN thông qua dạy học Stem với 10 tiêu chí thể hiện ở Bảng 2.1. Bảng 2.1: Các tiêu chí và mức độ ĐG NLVDKTKN thông qua dạy học Stem Tiêu chí Mức độ Thành tố (biểu hiện) 1 2 3 4 NL vận 1. Phát hiện Phát hiện Phát hiện Phát hiện Phát hiện dụng kiến được VĐ được VĐ được VĐ được VĐ được VĐ thức đã thực tiễn thực tiễn thực tiễn thực tiễn thực tiễn liên học để liên quan liên quan liên quan quan đến giải thích đến chủ đề đến chủ đề đến chủ chủ đề Stem chứng Stem nhưng Stem nhưng đề Stem một cách minh VĐ chưa đầy đủ còn chậm một cách nhanh chóng thực tiễn. chính xác cần có sự đầy đủ. đầy đủ chính hướng dẫn xác. của GV 2. Nêu Nêu được Nêu được Nêu được Nêu được được kiến kiến thức kiến thức kiến thức kiến thức kỹ thức, kỹ kỹ năng đã kỹ năng đã kỹ năng năng đã học năng đã học liên học liên đã học hoặc cần tìm