Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và tổ chức chủ đề STEM trong dạy học chương năng lượng Hóa học 10 SGK kết nối tri thức

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến thể hiện được rõ ràng sử dụng kiến thức tích hợp liên môn, giúp học sinh hiểu biết vận dụng kiến thức gắn bó với đời sống con người khơi dậy niềm đam mê học tập học sinh với tình yêu thương con người, đất nước, ý thức bảo vệ môi trường bảo vệ sức khỏe cho bản thân và cộng đồng đó là trải nghiệm sáng tạo “năng lượng hóa học”.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và tổ chức chủ đề STEM trong dạy học chương năng lượng Hóa học 10 SGK kết nối tri thức

***************************************************** SỞ O Ụ V OT ON N TRƢỜN T PT QUỲ ÂU S N K ẾN K N N M ề tài: “XÂY ỰN V TỔ Ứ Ủ Ề STEM TRON Y Ọ ƢƠN NĂN LƢỢN Ó Ọ 10 S K KẾT NỐ TR T Ứ ” LĨN VỰ : HÓA Ọ Tác giả : ặng Thị óa ầm Thị òa Tổ bộ môn : Khoa học tự nhiên Năm thực hiện : 2022 - 2023 Số điện thoại : 0334536811 - 0977606672 *****************************************************
MỤC LỤC PHẦN : ẶT VẤN Ề ......................................................................... 3 1.1. Lý do chọn đề tài………………….………………........................... 3 1.2. Tính khoa học, tính mới …………………………………………… 3 1.3. Mục đích nghiên cứu.......................................................................... 4 1.4. Đối tượng nghiên cứu........................................................................ 4 1.5. Phương pháp nghiên cứu.................................................................... 4 1.6. Giả thuyết khoa học........................................................................... 4 PHẦN II: NỘI DUNG............................................................................. 4 2.1. Cơ sở lí luận....................................................................................... 4 2.2. Nội dung:............................................................................................ 5 2.3. Các phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM…....… 7 2.4. Cở sở thực tiễn…………...............................................................… 8 2.5. Tổng quan chung về giáo dục stem chương năng lượng hóa học … 10 2.6. Thiết kế dạy học theo định hướng giáo dục stem chương năng 11 lượng hóa học........................................................................................... 2.7. Phân tích nội dung, cấu trúc chương trình nội dung phần chương 13 năng lượng Hoá học 10............................................................................ 2.8. Kết quả kiểm tra đánh giá ……….................................................… 40 2.9. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất ..… 43 PHẦN III: KẾT LUẬN ......................................................................... 47 3.1. Lời kết …………………………...............................................…… 47 3.2. Kiến nghị............................................................................................ 47 TÀI LI U THAM KHẢO ………............................................……… 48 1
N MỤ TỪ V ẾT TẮT Từ viết đầy đủ Từ viết tắt Dạy học dự án DHDA Dự án DA Phương pháp dạy học PPDH Giáo viên GV Học sinh HS Sáng kiến kinh nghiệm SKKN Trung học phổ thông THPT Đối chứng ĐC Thực nghiệm TN Trắc nghiệm khách quan TNKQ Giải quyết vấn đề GQVĐ Khoa học kỹ thuật KHKT 2
Phần I: ẶT VẤN Ề 1.1. Lý do chọn đề tài. Trong chương trình giáo dục phổ thông mới. Hóa học là môn học thuộc nhóm môn khoa học tự nhiên, được học sinh lựa chọn theo định hướng nghề nghiệp, sở thích và năng lực của bản thân. Cùng với các bộ môn Toán học, Vật lý, Sinh học, Tin học và công nghệ môn Hóa học góp phần thúc đẩy giáo dục Stem một trong những xu hướng giáo dục được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Giáo dục Stem được hiểu là trang bị cho học sinh những kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Các kiến thức cùng với kĩ năng phải được tích hợp, lồng ghép và hỗ trợ lẫn nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu về nguyên lí mà còn đi đôi với hành tạo ra được những sản phẩm trong đời sống hàng ngày. Thực tế cho thấy việc tổ chức thực hiện các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục Stem vẫn chưa chú trọng khâu thiết kế, mới tập trung nhiều vào thi công. Qua đó, việc thiết kế chủ đề dạy học theo theo định hướng giáo dục Stem là cấp thiết, mang lại những lợi ích thiết thực cả về mặt kiến thức lẫn các kĩ năng giải quyết các vấn đề cho học sinh. Như vậy, thiết kế bài dạy theo phương pháp stem gắn với nội dung chương trình giáo dục phổ thông mới, giúp học sinh nắm được kiến thức môn học và giải quyết được quy luật trong thực tiễn, ngoài ra việc học đi đôi với hành này sẽ kích thích, gây hứng thú cho học sinh tham gia hoạt động, từ đó giúp các em phát triển được năng lực cần thiết và góp phần nâng cao hiệu quả. Vì lý do trên chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng và tổ chức chủ đề stem trong dạy học chƣơng năng lƣợng hóa học 10 SGK kết nối tri thức”. Tuy nhiên đây là một chương mới đối với học sinh lớp 10 và không tránh được sự sai sót, chúng tôi rất mong được sự giúp đỡ của các đồng nghiệp, cùng các em học sinh để hoàn thiện bài viết hơn nữa. 1.2. Tính khoa học, tính mới Sáng kiến thể hiện được các nội dung đó là: - Chuyển từ giáo dục mang tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang giáo dục chú trọng việc hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động sáng tạo và vận dụng kiến thức liên môn, tìm tòi các vấn đề thực tiễn. - Sáng kiến thể hiện được rõ ràng sử dụng kiến thức tích hợp liên môn, giúp học sinh hiểu biết vận dụng kiến thức gắn bó với đời sống con người khơi dậy niềm đam mê học tập học sinh với tình yêu thương con người, đất nước, ý thức bảo vệ môi trường bảo vệ sức khỏe cho bản thân và cộng đồng đó là trải nghiệm sáng tạo “năng lƣợng hóa học”. - Hình thành và phát triển phẩm chất, tư tưởng, ý chí, tình cảm, giá trị, kĩ năng sống và những năng lực chung cần có ở con người trong xã hội hiện đại nói chung và các em học sinh lớp 10 THPT nói riêng. 3
- Hình thức tổ chức: Đa dạng, phong phú, mềm dẻo, linh hoạt, mở về không gian, thời gian, quy mô, đối tượng và số lượng. Học sinh có nhiều cơ hội trải nghiệm với các mức độ khác nhau (giáo viên, phụ huynh, nhà hoạt động xã hội, chính quyền, doanh nghiệp,...) - Kiểm tra, đánh giá: Nhấn mạnh đến năng lực tìm tòi học hỏi, khai thác các tài liệu liên quan đến vấn đề học tập và định hướng cách khai thác thông tin từ tài liệu thu thập được một cách có hiệu quả, năng lực tự nghiên cứu và làm việc nhóm, năng lực thực hiện sản phẩm, năng lực thuyết trình giúp học sinh tự tin giao tiếp trước đám đông và khả năng thuyết trình các sản phẩm do chính các em tìm tòi. 1.3. Mục đích nghiên cứu. Có rất nhiều vấn đề mà ta có thể khai thác, nhưng chúng tôi chọn đề tài này bao gồm các mục đích sau: - Rèn luyện cho học sinh kĩ năng khai thác, tìm tòi thông tin thực tế từ đó tìm hiểu trong thực tế có các hiện tượng xung quanh. - Xây dựng chủ đề dạy học theo nội dung tích hợp stem vào bài giảng hóa học 10 THPT để dạy tốt và học tốt môn hóa học. 1.4. ối tƣợng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là phương pháp dạy học stem, tích hợp liên môn. - Dạy học theo định hướng STEM trong bộ môn hóa học. - Các năng lực học sinh đạt được thông qua dạy học stem. - Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn. 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu : - Đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia. Đề thi học sinh giỏi, đề thi olympic hóa học nghệ an hàng năm. - Dựa vào thực tiễn của quá trình giảng dạy và lấy ý kiến của đồng nghiệp về mức độ khả thi của đề tài. 1.6. Giả thuyết khoa học: Trong quá trình giảng dạy, nếu giáo viên xây dựng được phương pháp dạy học theo phương pháp STEM, xây dựng được các dự án học tập đúng đắn một cách khoa học thì sẽ giúp học sinh hứng thú trong học tập phát huy tính tích cực cho học sinh góp phần nân cao phát triển toàn diện trong quá tình học môn hóa học. Phần II: NỘI DUNG 2.1. ơ sở lý luận 4
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 năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, trải nghiệm, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học. Để thực hiện tốt mục tiêu về đổi mới căn bản, toàn diện GD&ĐT theo Nghị quyết số 29-NQ/TW, cần có nhận thức đúng về bản chất của đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học và một số biện pháp đổi mới phương pháp dạy học theo hướng này. Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hoá đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động, do đó cũng đặt ra những yêu cầu mới cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân lực. Một trong những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục mang tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng việc hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn và vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết vấn đề. Chính từ những điều đó mà chúng tôi chọn đề tài "Xây dựng và tổ chức chủ đề stem trong dạy học chƣơng năng lƣợng hóa học 10 SGK kết nối tri thức ". 2.2. Nội dung - Giáo dục STEM: là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. - Nghiên cứu khoa học là một quá trình hành động, tìm hiểu, quan sát và thí nghiệm dựa vào các dữ liệu, tài liệu đã được thu thập giúp phát hiện ra những bản chất và quy luật chung của sự vật và hiện tượng. Thông qua đây, bạn có thể tìm hiểu về các kiến thức mới hay tìm ra những ứng dụng trong kỹ thuật, mô hình mới với ý nghĩa thực tiễn. - Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông. Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: + Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư. + 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 5
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. + Hướng nghiệp, phân luồng. + Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0: Học sinh được cung cấp các kiến thức về công nghệ sẽ có khả năng sử dụng công nghệ thành thạo để hỗ trợ để đem lại tính hiệu quả cao hơn, nhanh hơn, chính xác trong công việc. Trong nền giáo dục không có Công nghệ (T) và Kĩ thuật (E) thì học sinh chỉ được trang bị những kĩ năng về lí thuyết về khái niệm, nguyên lí, công thức, định luật mà không được trang bị kiến thức để áp dụng vào thực tiễn. Vì vậy việc kết hợp các kĩ năng về STEM ngày càng trở nên quan trọng. - Tiến trình khoa học trong giáo dục STEM: Trong giáo dục STEM, thông qua tiến trình khoa học, học sinh có thể sử dụng các nghiên cứu khoa học để tự khám phá thế giới tự nhiên. Đây là một cách để đặt câu hỏi và trả lời các câu hỏi khoa học bằng cách quan sát và thực hiện các thí nghiệm. Tiến trình khoa học cung cấp cho học sinh cơ hội được thực hiện các hoạt động: + Đặt câu hỏi về những gì học sinh muốn tìm hiểu thêm. + Dự đoán hoặc đưa ra giả thuyết trả lời câu hỏi. + Kiểm tra giả thuyết bằng cách lập kế hoạch và tiến hành các thí nghiệm hoặc quan sát. + Theo dõi và ghi lại những gì xảy ra Sử dụng thông tin thu được từ các quan sát thí nghiệm phân tích và rút ra kết luận. 2.2.1. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề. Hoạt động 2: Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền. Hoạt động 3: Hoạt động giải quyết vấn đề. 2.2.2. Chú ý khi soạn bài học STEM: - Xây dựng bài học stem về chủ đề sẽ dạy. - Liên hệ chủ đề của bài học với một vấn đề thực tiễn. - Xác định rõ thử thách stem mà học sinh sẽ thực hiện. 6
- Xác định tiêu chí đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập. - Áp dụng quy trình thiết kế công nghệ để xây dựng kế hoạch bài học. 2.3. ác phƣơng pháp dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM 2.3.1. Dạy học dự án Về bản chất, dạy học dự án là một PPDH, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn, kết hợp lí thuyết với thực hành tạo ra các sản phẩm có thể giới thiệu được. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao từ việc xác định mục tiêu, lập kế hoạch đến việc thực hiện dự án và đánh giá kết quả thực hiện dự án. Hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm. Kết quả dự án là những sản phẩm hành động có thể giới thiệu được. Tiến trình dạy học dự án được mô tả bằng sơ đồ sau: Hình 1: Tiến trình dạy học dự án Dạy học dự án có những đặc điểm sau: Định hướng thực tiễn, định hướng hứng thú người học, định hướng hành động, định hướng kỹ năng mềm, định hướng sản phẩm, tính tự lực cao của người học, cộng tác làm việc, mang tính phức hợp. Từ các đặc điểm này, ta thấy rằng bản chất của dạy học dự án là người học lĩnh hội kiến thức và kỹ năng thông qua việc giải quyết một bài tập tình huống gắn với thực tiễn, kết thúc dự án người học phải tạo ra sản phẩm cụ thể. Điều này rất phù hợp với định hướng giáo dục STEM đề tài đang nghiên cứu. 2.3.2. Phương pháp dạy học theo nhóm nhỏ GV tổ chức cho HS hoạt động trong những nhóm nhỏ để HS cùng thực hiện một nhiệm vụ nhất định trong một thời gian nhất định. Trong nhóm, dưới sự chỉ đạo của nhóm trưởng, HS kết hợp giữa làm việc cá nhân, làm việc theo cặp, chia sẻ kinh nghiệm và hợp tác cùng nhau để giải quyết nhiệm vụ được giao. 7
Hình 2. Tiến trình dạy học theo nhóm nhỏ 2.3.3. Dạy học giải quyết vấn đề Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề cho HS gồm các bước 4 bước theo sơ đồ sau: Hình 3. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề 2.4. ơ sở thực tiễn 2.4.1. Thực trạng tổ chức dạy học môn óa học theo định hƣớng STEM ở một số trƣờng T PT trên địa bàn tỉnh Nghệ n Từ năm học 2014-2015, giáo dục STEM đã được Bộ GD-ĐT đưa vào một số văn bản hướng dẫn khuyến khích triển khai ở các nhà trường, đặc biệt sau khi Thủ tướng ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ GD-ĐT đã triển khai thí điểm và đến nay giáo dục STEM đã được triển khai đồng loạt trên phạm vi toàn quốc. Riêng ở tỉnh ta, giáo dục STEM đã được Sở GD&ĐT đưa vào hướng dẫn nhiệm vụ 8
năm học ở bậc học Tiểu học và Trung học từ năm học 2017 - 2018. Chính vì thế trong những năm gần đây, việc đổi mới phương pháp dạy học môn hóa học ở trường THPT đã có một số chuyển biến tích cực. Trong mỗi tiết dạy, giáo viên đã quan tâm đến việc chuyển từ học tập một chiều, thụ động sang học tập chủ động, chú trọng năng lực thực hành cho HS. Các hình thức dạy học tích cực đã được vận dụng làm cho việc học tập HS trở nên hứng thú hơn. Đồng thời với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin được áp dụng vào quá trình dạy học, việc học của HS thuận lợi rất nhiều, tạo điều kiện để HS có thể tự mình khám phá tri thức mới theo nhiều cách khác nhau chứ không phụ thuộc quá nhiều vào giáo viên. Tuy nhiên năng lực của GV trong việc tiếp cận với chương trình đổi mới phương pháp dạy học ở các trường và các địa phương không đồng đều. - Nhiều GV chỉ chú trọng việc rèn luyện các dạng bài tập để luyện thi đại học, học sinh học để vượt qua các kì thi. - Nhiều giáo viên chưa thực sự hiểu rõ bản chất và quy trình của phương pháp giáo dục STEM. Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng dạy học STEM trong dạy học Hóa học ở trường THPT chúng tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra đối với GV và HS với mục đích thu thập thông tin, phân tích khó khăn, thuận lợi của thực trạng dạy học STEM môn Hóa học ở trường phổ thông. Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, quá trình tổ chức dạy học STEM các GV ở các trường 2.4.2. ối tƣợng khảo sát Đối tượng khảo sát: 20 GV dạy bộ môn Hóa học ở trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An và 100 HS trường THPT Quỳ châu. Thời gian khảo sát: Từ tháng 9/2021 đến tháng 12/2022. 2.4.3. Phƣơng pháp khảo sát - Sử dụng phiếu điều tra để khảo sát ý kiến của giáo viên. - Trao đổi, thu thập thông tin, ý kiến của các giáo viên môn Hóa học ở một số trường trung học phổ thông nơi tôi đang dạy và một số học sinh trường lân cận. - Trao đổi, tiếp xúc với học sinh các khối lớp 10 đồng thời nghiên cứu vở ghi chép và bài làm của học sinh để nắm được điều kiện, tâm tư, tình cảm, nhu cầu, khả năng và phương pháp học tập môn Hóa học của học sinh. - Thống kê, xử lí số liệu và phân tích, tổng hợp ý kiến. 2.4.4. Kết quả khảo sát Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra, kết quả cho thấy như sau: Đối với giáo viên 9
Hình 4: Thống kê mức độ cần thiết dạy học môn Hóa học theo định hướng stem trong trường THPT Đối với học sinh: Hình 5: Thống kê sự hứng thú của HS khi tham gia hoạt động STEM Như vậy thông qua khảo sát GV và HS chúng tôi nhận thấy nhìn chung các GV đều thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết của dạy học môn Hóa học theo định hướng STEM, tuy nhiên vấn đề vẫn là triển khai, tổ chức dạy học theo định hướng STEM như thế nào cho hiệu quả và phù hợp với điều kiện dạy học ở trường phổ thông. Mặc dù một số GV đã thực hiện, nhưng vẫn còn lúng túng, hạn chế. Đối với các em HS, việc đưa STEM vào dạy học là rất cần thiết bởi những hiệu quả mà nó mang lại trong giáo dục là to lớn. Một mặt thực hiện được những mục tiêu của GDPT đó là phát triển các năng lực cốt lõi của HS và năng lực đặc thù của môn học, mặt khác nó tác động tích cực đến thái độ, tâm lý người dạy bởi sự hứng thú, niềm đam mê, yêu thích khoa học của các em. 2.5. Tổng quan chung về giáo dục STEM chƣơng “NĂN LƢỢN Ó Ọ ”: 3 tiết * Tiết 1: Tìm hiểu Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt – biến thiên enthalpy của phản ứng. * Tiết 2: Luyện tập, liên hệ thực tế và khơi nguồn sáng tạo cho học sinh với dự án “STEM NĂN LƢỢN Ó Ọ ”. 10
* Tiết 3: Giáo án STEM với dự án “TRON QU TRÌN ỐT Y N ÊN L U”. Sử dụng phương pháp dạy học dự án, phân công học sinh theo nhóm nhỏ để tìm hiểu các thí nghiệm. Nhóm 1: Tìm hiểu thí nghiệm quá trình đốt cháy than, xăng dầu. Nhóm 2: Tìm hiểu thí nghiệm về phản ứng vôi tôi hoặc quá trình pha viên sủi vitamin C vào nước vào mùa hè uống giải khát. Nhóm 3: Tìm hiểu thí nghiệm về quá trình nấu chín thức ăn. Nhóm 4: Tìm hiểu thí nghiệm về nhiệt lượng kế. 2.6. T ẾT KẾ Y Ọ T EO ỊN ƢỚN O Ụ STEM ƢƠN NĂN LƢỢN Ó Ọ 10 2.6.1. Các mức độ dạy học môn Hóa học 10 theo định hướng giáo dục STEM - Lồng ghép bộ phận: Ở mức độ này, GV sẽ dạy một phần kiến thức của bài học theo định hướng giáo dục STEM. Các hoạt động STEM ở mức độ này thường được thiết kế đơn giản, không quá phức tạp về nội dung, cách thức triển khai và điều kiện cơ sở vật chất. Chủ đề STEM mức độ này quan tâm nhiều đến trải nghiệm của HS trong quá trình giải quyết vấn đề. - Lồng ghép toàn phần: Ở mức độ này, GV sẽ dạy toàn bộ kiến thức của bài học thông qua một chủ đề STEM. Về bản chất là GV sử dụng chủ đề STEM như là xuất phát điểm cho quá trình nhận thức của HS. HS sẽ thông qua trải nghiệm với chủ đề STEM để rút ra kiến thức của bài học. - Dạy học STEM trên cơ sở phối hợp nhiều bài: Theo cách này chủ đề STEM sẽ được xây dựng trên cơ sở kiến thức của nhiều bài học và được dạy xuyên suốt qua nhiều tiết học. Chủ đề STEM sẽ được thiết kế dưới dạng một dự án STEM. Với cách này thì việc dạy học thường được diễn ra hai giai đoạn là giai đoạn học tập “trực tiếp” và giai đoạn học tập “gián tiếp”. Giai đoạn học tập “trực tiếp” là người học được cung cấp về những kiến thức có liên quan và phục vụ cho thực hiện dự án sau này. Điều này đảm bảo rằng các khái niệm cơ bản, các ý tưởng mà HS sẽ phải thực hiện đã được GV cung cấp đầy đủ ở các lĩnh vực khác nhau. Sang giai đoạn học “gián tiếp” HS sẽ được làm việc theo nhóm cùng nhau khám phá, thiết kế, xây dựng, triển khai dự án học tập của mình trên cơ sở những khái niệm, kiến thức thu nhận được từ giai đoạn học “trực tiếp” và hiểu biết của bản thân từ cuộc sống thực tiễn. HS được khuyến khích sự chia sẻ những hiểu biết của mình, khả năng của mình ở những lĩnh vực riêng biệt để cùng nhau tổng hợp lại thành kiến thức chung. 2.6.2. iáo viên truyền cảm hứng và xây dựng tầm nhìn cho học sinh 11
Trong một buổi dạy học STEM tại trường trung học phổ thông Quỳ châu chúng tôi đã giới thiệu về dự án “QUÁ TRÌNH ĐỐT CHÁY NHIÊN LIỆU”. Học sinh rất tò mò và đầy hứng thú. Bắt đầu bài học, giáo viên cho học sinh xem một đoạn video của đài truyền hình nghệ an NTV “ nguy hại từ việc lạm dụng Ủ rơm để tạo khí ga”. Hãy tưởng tượng xem những quá trình ủ rơm, ủ phân chuồng để tạo ra khí ga chắc đã an toàn chưa? Liệu chúng ta có giải pháp gì thay thế cho mà vẫn đảm bảo năng suất cho môi trường sạch không? Nhu cầu về việc làm, các cơ hội nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này lớn như thế nào trong 10 và 20 năm nữa. Chính các em ngồi đây sẽ là những người làm chủ lĩnh vực gần như không mới nhưng luôn hấp dẫn này.” Cả lớp học hồ hởi, khuôn mặt các em rạng rỡ, thể hiện sự phấn khích khi được bắt tay vào tìm hiểu một lĩnh vực mới đầy hứng thú nhưng cũng không kém phần thách thức trong buổi học STEM. 2.6.3. Sắp xếp các tiết học thành một dự án học tập Đối với chương “Năng lượng hóa học” có 3 tiết học, nhưng chúng tôi lồng ghép các tiết học thành một dự án. Dự án kéo dài ba tiết học trong đó yêu cầu các học sinh làm việc theo nhóm hoặc làm việc cá nhân, Tùy theo trình độ của lớp học mà các dự án có thể đi từ đơn giản, thực hiện tại lớp học hoặc tại nhà, đến những dự án phức tạp, đòi hỏi phải đi thực tế hoặc tìm hiểu các nguồn dữ liệu từ trên mạng hoặc tại các thư viện, bảo tàng. 2.6.4. Xây dựng quy trình học tập theo 5 bƣớc Có rất nhiều cách để xây dựng bài học, ở đây chúng tôi sử dụng một trong những cách khá phổ biến mà các giáo viên dạy STEM thường chọn đó là mô hình dạy học 5E, viết tắt của 5 bước: Gắn kết (Engage), Khám phá (Explore), Diễn giải (Explain), Củng cố (Elaborate), Đánh giá (Evaluate), Mô hình dạy học 5E trở thành một công cụ hiệu hữu hiệu giúp cho cho cả người học và người dạy đều cảm thấy bài học có tính hệ thống, liền mạch, có cơ hội phát triển theo tâm lý thích được tự khám phá và kiến tạo kiến thức. 2.6.5. Thúc đẩy kỹ năng thực hành qua quy trình thiết kế công nghệ “Năng lượng hóa học” là bài học cần tích hợp kiến thức liên môn và các kỹ năng vận dụng kiến thức khoa học vào giải quyết các vấn đề mang tính kỹ thuật và công nghệ. Quy trình này bắt đầu từ việc học sinh nêu ra các vấn đề, sau đó đề xuất các giải pháp dựa trên các tình huống thực tế và kiến thức đã học. Tiếp theo học sinh phải xây dựng một kế hoạch để có thể triển khai ý tưởng. Sau khi đã có kế hoạch chi tiết, học sinh bắt tay vào việc thực hiện ý tưởng với việc vận dụng và rèn luyện các kỹ năng thực hành, thiết kế. Sản phẩm tạo ra sẽ được kiểm tra và đánh giá. Nếu phát hiện sự cố hoặc chưa hoàn thiện, học sinh có thể điều chỉnh hoặc làm lại. Cuối cùng, học sinh sẽ có cơ hội chia sẻ thành quả của mình với bạn bè, thầy cô 2.6.6. hia sẻ bài soạn với đồng nghiệp 12
Việc soạn bài giảng theo chủ đề luôn được chia sẻ trong nhóm giáo viên bộ môn để nhằm làm cho bài học hoàn chỉnh hơn, phong phú hơn. Ngoài ra, học sinh còn chia sẽ với phụ huynh của mình trong cả quá trình học và thực hiện sản phẩm, một điều đáng vui mừng là có rất nhiều phụ huynh có kiến thức chuyên môn bên ngành hóa học, sinh học, nghiên cứu khoa học nên góp phần để dự án hoàn chỉnh hơn. 2.6.7. ắn các bài học với việc đọc sách và tra cứu Trong các bài soạn STEM, chúng tôi thường liên hệ và giới thiệu rất nhiều loại sách tham khảo khác nhau, những địa chỉ web chính thống, những bản tin thời sự,… không chỉ giúp học sinh mở rộng kiến thức chuyên ngành và phát triển kỹ năng đọc hiểu, kỹ năng viết về sau mà còn giúp cho các em cơ hội tăng vốn từ vựng để diễn đạt và hình thành tư duy khoa học. 2.6.8. Lắng nghe ý kiến từ phía học sinh và tự đánh giá Biên soạn giáo án STEM không phải là công việc làm một lần là xong mà đó là quá trình thường xuyên điều chỉnh và thay đổi tùy theo những diễn biến học tập của lớp học và các điều kiện thực tế thay đổi. Do vậy, chúng tôi thường ghi nhận tất cả các ý kiến phản hồi của học sinh, đồng thời giáo viên luôn hào hứng cho những ý kiến đóng góp mới làm cho bài học hấp dẫn hơn. Quá trình tự đánh giá lại các bài soạn thường được giáo viên làm ngay sau mỗi buổi học, điều này giúp ích cho các giáo viên tổng hợp lại sau mỗi cuối học kỳ để tiếp tục hoàn thiện các bài soạn cho một học kỳ mới tiếp theo. 2.6.9. Phong cách riêng của giáo viên Tuy trong quá trình soạn bài chúng tôi luôn cần sự góp ý của nhóm chuyên môn và bài soạn có thể luôn thay đổi theo hướng tích cực nhằm để học sinh có những tiết học phong phú hơn nhưng chúng tôi vẫn cần phải có một cách tiếp cận với học sinh riêng, trình bày bài giảng rất riêng. Với chương “ Năng lượng hóa học” chúng tôi thì lại bắt đầu với những bữa pha C sủi, nấu thức ăn hàng ngày của các em trong mỗi gia đình, rồi mới đến những tin tức thời sự của các địa phương,… Việc áp dụng một cách linh hoạt, tùy theo từng chủ đề, nội dung và bối cảnh của lớp học được xem là giải pháp tốt nhất giúp cho học sinh cảm thấy hứng thú và yêu thích bài học hơn. 2.7. Phân tích nội dung, cấu trúc chƣơng trình nội dung phần chƣơng năng lƣợng oá học 10 2.7.1. Phân tích nội dung phần chƣơng năng lƣợng hóa học 10 a. Kiến thức Học sinh nắm vững: - Học sinh nắm được kiến thức về năng lượng hóa học - Biết sử dụng năng lượng như thế nào là năng lượng sạch b. Kĩ năng - Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận về tính chất hoá học. 13
- Quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp và dự đoán tính chất của các chất. - Lập phương trình hoá học, đặc biệt phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá – khử. - Giải các bài tập định tính và định lượng liên quan đến kiến thức trong chương. c. Thái độ - Có ý thức vận dụng kiến thức trong chương để lí giải những biện pháp, quy trình kĩ thuật trong sản xuất và hiện tượng thực tiễn trong đời sống. - Học sinh ý thức bảo vệ môi trường, có thái độ đúng đắn đối với các nguyên nhân gây ô nhiễm không khí và nguồn nước. - Giáo dục lòng say mê học tập, ý thức vươn lên chiếm lĩnh khoa học, kỹ thuật và phương pháp tư duy nghiên cứu khoa học. d. Phát triển năng lực Phát triển năng lực chung và các năng lực đặc thù môn Hoá học. Cụ thể: Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hoá học. Năng lực sử dụng ngôn ngữ. Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào đời sống. Năng lực tự học Trong đó năng lực giải quyết vấn đề được biểu hiện như sau: + Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống. + Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất. + Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề; suy ngẫm về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới. + Xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới. + Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và cuộc sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi ro và có dự phòng. 2.7.2. ấu trúc chƣơng trình chƣơng năng lƣợng hóa học *Tiết 1: Tìm hiểu Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt – biến thiên enthalpy của phản ứng . Mục tiêu bài học 1. Năng lực 14
1.1. Năng lực chung - Năng lực tự chủ tự học: HS chủ động tích cực tìm hiểu về phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt, biến thiên enthalpy của phản ứng, nghiêm túc thực hiện nhiệm vụ, trả lời câu hỏi. - Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Từ kiến thức đã học HS vận dụng giải quyết các nhiệm vụ học tập. - Năng lực giao tiếp và hợp tác: Biết chủ động giao tiếp khi có vấn đề thắc mắc. Thông qua làm việc nhóm nâng cao khả năng trình bày ý kiến của bản thân, tự tin thuyết trình trước đám đông. 1.2. Năng lực óa học - Năng lực nhận thức kiến thức hóa học: + Trình bày được khái niệm phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt; điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và thường chọn nhiệt độ 25oC hay 2980K). + Trình bày được khái niệm enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) và biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) của phản ứng hoa học. + Nêu được ý nghĩa của dấu và giá trị . - Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: + Tìm hiểu, đưa ra được các ví dụ và rút ra kết luận về sự thay đổi nhiệt độ của các quá trình xảy ra trong tự nhiên. - Năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học + Tiến hành được thí nghiệm về phản ứng thu nhiệt, tỏa nhiệt. 2. Phẩm chất - Trung thực: Thật thà, ngay thẳng trong kết quả làm việc nhóm. - Trách nhiệm: Có tinh thần trách nhiệm cao để hoàn thành tốt nhiệm vụ được phân công. . Thiết bị dạy học và học liệu 1. Giáo viên: Kế hoạch dạy học. Bài giảng powerpoint. Hệ thống các câu hỏi 2. Học sinh: Sách giáo khoa. Đọc trước bài ở nhà. . UỖ O T ỘN oạt động 1: Mở đầu a. Mục tiêu - Kích thích hứng thú, tạo tư thế sẵn sàng học tập và tiếp cận nội dung bài học. b. Nội dung - Nêu vấn đề và dẫn dắt vào nội dung bài học. 15
c. Sản phẩm (1) Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt. (2) Phản ứng than cháy trong không khí là phản ứng tỏa nhiệt. d. Tổ chức hoạt động học - Ổn định lớp. - Đặt vấn đề: Đêm giao thừa hằng năm, các gia đình quây quần bên nhau để đón giây phút bước sang năm mới. Một hoạt động không thể thiếu để chúc mừng cũng như cầu mong sự may mắn đó là bắn pháo hoa. Để tạo nên những màn pháo hoa đẹp mắt với ánh sáng rực rỡ sắc màu, người ta tạo ra các phản ứng hóa học kèm theo sự thay đổi năng lượng. Viên pháo hoa được bắn lên, thuốc súng phát nổ trong không khí, tạo ra âm thanh và một lượng nhiệt rất lớn. Lượng nhiệt này đốt cháy muối kim loại trong viên pháo hoa và tạo ra ánh sáng đa sắc màu. Khi phản ứng hóa học trong viên pháo xảy ra đã tạo ra một lượng nhiệt lớn tỏa ra môi trường. - GV dẫn dắt vào ví dụ trọng tâm về quá trình đốt cháy của nhiên liệu luôn sinh nhiệt và một số phản ứng nhiệt phân cần cung cấp nhiệt. - GV đưa ra các hình ảnh cho HS quan sát (tương tự SGK hoặc các hình ảnh hay hiện tượng trong tự nhiên khác): - Đặt câu hỏi: Cho các phản ứng sau: (3) Phản ứng nung vôi: CaCO3 → CaO + CO2 (4) Phản ứng than cháy trong không khí: C + O2 → CO2 Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào là tỏa nhiệt, phản ứng nào là thu nhiệt? - GV dẫn dắt vào bài. 16
oạt động 2: ình thành kiến thức oạt động 2.1. Phản ứng tỏa nhiệt. Phản ứng thu nhiệt a. Mục tiêu - Trình bày được khái niệm phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt. - Tiến hành được thí nghiệm về phản ứng thu nhiệt, tỏa nhiệt. b. Nội dung - Sử dụng phương pháp đàm thoại gợi mở, phương pháp trực quan và dạy học theo nhóm để tìm hiểu về phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng thu nhiệt. c. Sản phẩm P ỂU Ọ TẬP SỐ 1 * Thí nghiệm 1: Hiện tượng: MgO tan dần, sau phản ứng thu được dung dịch không màu. PTHH: MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O  Phản ứng thu nhiệt * Thí nghiệm 2: Hiện tượng:Sau phản ứng thu được muốiCH3COONa, có khí CO2 thoát ra. PTHH: 15CH3COOH + 10NaHCO3 → 10CH3COONa + 2H2O + 20CO2  Phản ứng tỏa nhiệt * Phản ứng thu nhiệt hấp thụ năng lượng từ môi trường xung quanh, trong khi phản ứng tỏa nhiệt giải phóng năng lượng ra môi trường xung quanh Các phản ứng hóa học khi xảy ra luôn kèm theo sự giải phóng hoặc hấp thụ năng lượng gọi là năng lƣợng hóa học Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng ở dạng nhiệt. Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt. d. Tổ chức hoạt động học - GV: Các phản ứng hóa học khi xảy ra luôn kèm theo sự giải phóng hoặc hấp thụ năng lượng gọi là năng lƣợng hóa học - GV chia lớp thành các nhóm (từ 4-5 thành viên) và thực hiện nhiệm vụ trong phiếu học tập số 1. 17
P ẾU Ọ TẬP SỐ 1 Nhiệm vụ: Thực hiện hai thí nghiệm (trong phiếu hướng dẫn thí nghiệm) và trả lời các câu hỏi. a. Nêu hiện tượng và viết PTHH ở hai thí nghiệm trên. b. Cho biết phản ứng nào là tỏa nhiệt, phản ứng nào là thu nhiệt. c. Khi làm thí nghiệm, làm thế nào để biết một phản ứng là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? d. Rút ra kết luận về phản ứng thu nhiệt, phản ứng tỏa nhiệt. - GV mời các nhóm trình bày sản phẩm đáp án. - Mời các nhóm còn lại nhận xét. - GV chốt kiến thức. Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng ở dạng nhiệt. Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt. Mở rộng: - GV cho xem video sự thay đổi nhiệt độ của phản ứng trung hòa: - GV mời học sinh nhận xét sự thay đổi nhiệt độ trong phản ứng trung hòa. - GV chốt kiến thức. - Phản ứng xảy ra khi pin được sử dụng trong điện thoại, máy tính… giải phóng năng lượng dưới dạng điện năng. oạt động 2.2. Biến thiên enthalpy của phản ứng a. Mục tiêu - Trình bày được khái niệm biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) của phản ứng hoa học. - Tìm hiểu, đưa ra được các ví dụ và rút ra kết luận về sự thay đổi nhiệt độ của các quá trình xảy ra trong tự nhiên. - Nêu được ý nghĩa của dấu và giá trị . b. Nội dung 18
- Sử dụng phương pháp đàm thoại gợi mở và làm việc nhóm để tìm hiểu về biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng hóa học. c. Sản phẩm - Biến thiên enthalpy chuẩn (hay nhiệt phản ứng chuẩn) của một phản ứng hoá học là nhiệt kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn - Điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar và nhiệt độ 25 oC (hay298 K). - Phương trình nhiệt hoá học là phương trình phản ứng hoá học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu (cđ) và sản phẩm (sp) P ẾU Ọ TẬP SỐ 2 1. Phản ứng (1) có > 0 ⇒ Phản ứng thu nhiệt. Phản ứng (2) có < 0 ⇒ Phản ứng toả nhiệt. 2. Điều kiện thường (nhiệt độ và áp suất) có sự khác so với điều kiện chuẩn. Điều kiện thường sẽ tùy thuộc vào thời tiết, áp suất và vị trí địa lí khác nhau. Các điều kiện thường được quy về tiêu chuẩn để thực hiện các đo lường trong thí nghiệm, cho phép so sánh kết quả thí nghiệm giữa các phòng thí nghiệm với nhau. 3. Phản ứng (2) toả ra lượng nhiệt lớn hơn nên xảy ra thuận lợi hơn. 4. Sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân CaCO3 d. Tổ chức hoạt động học 1. Biến thiên enthalpy - GV mời HS nêu khái niệm biến thiên enthalpy, kí hiệu, khái niệm phương trình nhiệt hóa học. - GV chốt kiến thức. - GV hướng dẫn HS phân tích ví dụ SGK. 2. Biến thiên enthalpy chuẩn - GV chia lớp thành các cặp, yêu cầu HS thảo luận các câu hỏi: 19