(SKKN 2022) định hướng giáo dục STEM cho chuyên đề học tập môn hoá học nhằm phát triển năng lực cho học sinh khối 12 trường THPT hàm rồng

Chương trình mới, sách giáo khoa mới được xây dựng theo hướng coi trọng dạy người với dạy chữ, rèn luyện, phát triển cả về phẩm chất và năng lực; phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu và định

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO CHUYÊN ĐỀ HỌC TẬP MÔN HOÁ HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH KHỐI 12

TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG

Người thực hiện: Lê Thị Thu Hằng

Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Hoá học

THANH HOÁ NĂM 2022

MỤC LỤC

1 MỞ ĐẦU

1.2 Mục đích nghiên cứu 2 1.3 Đối tượng nghiên cứu 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu 3 1.5 Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm 3

2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm 3 2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến

kinh nghiệm

5

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 5 2.4 Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục,

với bản thân đồng nghiệp và nhà trường 13

3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

4

4

6

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 404/QĐ-TTg ngày 27 tháng 3 năm 2015 phê duyệt Đề án đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông Chương trình mới, sách giáo khoa mới được xây dựng theo hướng coi trọng dạy người với dạy chữ, rèn luyện, phát triển cả về phẩm chất và năng lực; phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu và định hướng nghề nghiệp cho mỗi học sinh; tăng cường năng lực ngoại ngữ, tin học và các kỹ năng sống, làm việc trong điều kiện hội nhập quốc tế; đẩy mạnh ứng dụng, phát huy thành quả khoa học công nghệ thế giới, nhất là công nghệ giáo dục và công nghệ thông tin Đối với môn Hóa học, việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tiếp cận năng lực, đặc biệt chú trọng 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

Khi Bộ Giáo Dục và Đào Tạo ban hành cuốn: CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MÔN HOÁ HỌC (Dự thảo ngày 19 tháng 01 năm 2018), không ít giáo viên gặp phải khó khăn với những kiến thức hoàn toàn mới được

đề cập trong chương trình, đặc biệt trong bản dự thảo có phần: CHUYÊN ĐỀ HỌC TẬP hoàn toàn mới Để giúp các giáo viên khác có một cách nhìn tổng quan về chương trình sách giáo khoa mới chuẩn bị triển khai ở cấp THPT năm học 2022-2023 cũng như dễ dàng trong tiếp cận phương pháp dạy học, tôi lựa chọn một chủ đề trong CHUYÊN ĐỀ HỌC TẬP của chương trình hóa học 12 để

xây dựng chương trình giáo dục STEM cho bài học với chủ đề: Tách tinh dầu

sả làm thuốc đuổi muỗi.

Với những lí do như trên, tôi đã mạnh dạn đặt tên cho sáng kiến kinh

nghiệm của mình là: “Định hướng giáo dục STEM cho chuyên đề học tập môn Hóa học nhằm phát triển năng lực học sinh khối 12 trường THPT Hàm Rồng”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Giúp các em học sinh lớp 12, học sinh giỏi định hướng phát triển

-Năng lực tư duy sáng tạo, khả năng nghiên cứu khoa học và thực nghiệm

về hoá học hữu cơ tạo ra những sản phẩm chất lượng, an toàn, hiệu quả

- Năng lực tự giải quyết vấn đề

- Năng lực giao tiếp, hợp tác nhóm, khuyến khích tinh thần tự sáng tạo

- Việc nghiên cứu đề tài thành công sẽ nâng cao chất lượng dạy học và cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho đồng nghiệp

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Học sinh lớp12 trường THPT Hàm Rồng

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu sách giáo khoa mới , các tài liệu có liên quan về giáo dục STEM, thông qua mạng internet

- Phương pháp thuyết trình, vấn đáp, phiếu học tập

- Phương pháp tích hợp liên môn

- Kiểm tra đánh giá rút kinh nghiệm

1.5 Những điểm mới của SKKN

Phương pháp học truyền thống sẽ truyền đạt kiến thức cho học sinh một cách độc lập Toán là toán, văn là văn, khoa học là khoa học, không hề liên

quan, liên kết với nhau Còn STEM thì hoàn toàn ngược lại, truyền đạt các kiến

thức đan xen, lồng ghép, kết hợp lý thuyết và thực hành Mô hình đặt học sinh vào môi trường đa yếu tố như môi trường thực tế Nhờ đó các em sẽ không bỡ ngỡ, có thể xử lý nhuần nhuyễn khi gặp phải ngoài đời thực

Chương trình giáo dục STEM trang bị cho học sinh kiến thức đa lĩnh vực, các kỹ năng mềm, liên tục cho học sinh tiếp cận với thực hành Nhờ đó các em

có thể sử dụng làm chủ công nghệ, khai thác công nghệ để giải quyết các vấn đề cuộc sống, phục vụ công việc, trở thành công dân thực thụ trong xã hội 4.0

Với những chuyên đề học tập: thực hành trải nghiệm các chuyên đề hóa học hữu cơ – chương trình 12, tôi đã thiết kế bài soạn đầy đủ các hoạt động, các tiêu chí, các bước khi triển khai hình thức giáo dục STEM làm tư liệu tham khảo cho bản thân và đồng nghiệp

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm

Giáo dục STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được

sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật

và Toán học của mỗi quốc gia Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001 Với những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai theo những cách khác nhau Các nhà lãnh đạo

và quản lý đề xuất các chính sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ Người làm chương trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các môn học có liên quan trong chương trình Giáo viên thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh Nhìn chung, 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 ĐẨY 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: (1) nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán; (2) vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; (3) kết nối trường học và cộng đồng; (4) định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập; (5) hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất người học

Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là xây dựng cho học sinh có kỹ năng có thể được sử dụng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay

Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận liên ngành tạo ra sự kết hợp hài

hòa giữa các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học để mang đến cho học sinh những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa , ở đó các bạn học

sinh được áp dụng kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa

trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, được truyền đạt đan xen và kết dính lẫn nhau cho học sinh trên cơ sở học thông qua thực hành và hướng đến giải quyết các vấn đề thực tiễn

Ngoài ra, giáo dục STEM còn chú trọng trang bị cho học sinh những kỹ năng mềm cần thiết cho sự thành công trong công việc sau này như kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, tư duy phản biện…

Việc dạy và học STEM tăng tính hấp dẫn với học sinh, giúp học sinh hiểu sâu hơn vấn đề để đạt được hiểu quả của việc học hơn và hơn nữa cũng giúp học sinh nhìn nhận ra được sự liên hệ được những gì được học

Với phương pháp giáo dục STEM, học sinh được thực hành các thí nghiệm khoa học, nhờ đó giúp phát triển trí sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn

đề Với 4 lĩnh vực của mình, là khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học được lồng ghép vào nhau, giúp các em học sinh vừa có thể nắm kiến thức lại có kỹ năng thực hành để tạo ra hay nắm được cách tạo ra các sản phẩm trong thực tiễn

Không chỉ vậy, STEM cung cấp cho các em kỹ năng mềm trong việc giải quyết vấn đề, kỹ năng cộng tác trong nhóm, kỹ năng giao tiếp và tư duy phản biện Trong STEM các em luôn được hoạt động theo nhóm nhằm rèn luyện các kỹ năng tốt nhất, thích ứng với các điều kiên

Các sản phẩm của các em khi hoàn thành sẽ được trình bày, được giới thiệu, các em phải giải thích cho người nghe về mô hình, hoạt động Nhờ đó tăng khả năng thuyết trình, giúp các em tự tin và cởi mở hơn STEM chính là việc áp dụng những cái cũ cùng với thiết bị thông minh

Nhờ vào sự lồng ghép giữa lý thuyết và thực tiễn, các em học sinh không còn thấy những cỗ máy công nghệ cao quá xa lạ và khó hiểu như trước Với các

em mọi thứ được tới gần hơn, dễ hiểu hơn

Cũng nhờ vào quá trình các em phải tự tay và làm ra các sản phẩm thực tiễn giúp các em có được cái nhìn tư duy, tổng quát, sự kiên nhẫn, sự sáng tạo

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

2.2.1 Đối với giáo viên

- Về phía bản thân là một giáo viên hóa học, mặc dù trong tiết dạy đã sử dụng nhiều phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực như hoạt động nhóm, chuyên gia, nêu vấn đề, phát vấn học sinh nhưng hiệu quả chưa được cao do thời gian trên lớp hạn chế

- Dạy học chưa định hướng được nghề nghiệp cho học sinh

2.2.2 Về phía học sinh:

- Các em thụ động trong việc tiếp cận và phụ thuộc nhiều vào những kiến thức được giáo viên cung cấp mà chưa có ý thức tìm tòi, sáng tạo cũng như chưa tìm được niềm vui, sự hưng phấn sau mỗi buổi học

- Học sinh chưa biết được quy trình nghiên cứu khoa học

- Chưa định hướng được nghề nghiệp, không biết mình thích nghề gì và nghề gì phù hợp với năng lực của mình

2.3 Các giải pháp đã được sử dụng để giải quyết vấn đề

Sau đây tôi xin trình bày 1 chuyên đề học tập thuộc khối 12 theo bản dự thảo năm 2018 của Bộ GD & ĐT về đổi mới sách giáo khoa

2.3.1 Tên chủ đề:TÁCH TINH DẦU SẢ LÀM THUỐC ĐUỔI MUỖI

2.3.2 Mô tả chủ đề: Tinh dầu sả được biết đến với nhiều công dụng về việc

chữa một số bệnh như cảm lạnh, đau bụng do lạnh Tinh dầu sả chứa citral,

quả góp phần tích cực trong việc phòng chống sốt xuất huyết, đặc biệt là ở trẻ con Hương thơm của tinh dầu sả khiến côn trùng bị mất kiểm soát và không thể phân biệt được hướng bay, từ đó không thể lại gần được chúng ta Mặt khác, những hoạt chất từ tinh dầu sả có tác động sinh hóa đặc biệt làm rối loạn hệ thần kinh muỗi, côn trùng Từ đó, làm chúng không xác định được mục đích, phương hướng và rơi vào trạng thái tê liệt Đây là phương pháp tự nhiên, an toàn để phòng tránh côn trùng gây bệnh, không dùng hóa chất độc hại và tốt cho sức khỏe con người

Các thành phần hóa học chính của tinh dầu sả là citral, geraniol và

citronellol còn có tác dụng sát trùng Nó chứa 65-85% thành phần citral và hoạt động như myrcene, có tác dụng kháng khuẩn và làm thuốc giảm đau citronellol

và geranilol

Ngoài ra, trong tinh dầu sả còn chứa nhiều camphene, dipentene đều là

những thành phần hóa học tốt cho sức khỏe đồng thời góp phần tạo nên hương thơm và nhiều công dụng cho tinh dầu sả

Không chỉ chứa những thành phần hóa học có lợi cho sức khỏe, tinh dầu

sả còn chứa nhiều loại vitamin E, B6, B12 giúp làm đẹp da, hỗ trợ giảm thâm mụn, và giảm tình trạng lão hóa do tuổi tác…

Cách làm tinh dầu sả khá đơn giản, HS sẽ nghiên cứu, chế tạo lọ tinh dầu sả

Địa điểm tổ chức: Lớp học

Môn học phụ trách chính: môn Hóa học

- Nội dung kiến thức: Hoá học hữu cơ và những ứng dụng thực tiễn

- Liên môn: công nghệ: chế tạo thiết bị chưng cất lôi cuốn hơi nước, Vật lý: Pha khí, lỏng

Thực hiện trong tiết “Trải nghiệm sáng tạo” lớp 12

2.3.3 Mục tiêu

* Sau chủ đề, HS có khả năng

- Tổng hợp lại kiến thức đại cương của hoá học Hữu cơ: Tính chất vật lý

cơ bản của HCHC (nhiệt độ nóng chảy, khả năng hoà tan trong các dung môi, tinh chế và tách chất, ), một số phản ứng hữu cơ cơ bản có khả năng tạo các sản phẩm hữu dụng trong cuộc sống

- Nắm bắt những ứng dụng thực tiễn của Hoá học trong cuộc sống hàng ngày

* Kỹ năng

- Thực nghiệm các quy trình sản xuất những sản phẩm hoá học có tính ứng dụng cao từ các hợp chất tự nhiên (1 nguồn nguyên liệu sản xuất hoá chất sạch, an toàn và chi phí hợp lí)

* Phẩm chất

- Có ý thức bảo vệ sức khỏe

- Nhận thức thú vị và trực quan hơn đối với kiến thức các môn khoa học tự nhiên

- Nhận thấy sự vận dụng kiến thức môn học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

* Định hướng phát triển năng lực:

- Năng lực nghiên cứu khoa học và thực nghiệm về hoá học hữu cơ

- Năng lực giải quyết vấn đề

- Năng lực giao tiếp, hợp tác nhóm

2.3.4 Thiết bị:

- Máy tính, máy chiếu

- Phim:

+ Ứng dụng của Hoá học hữu cơ

+ Một số clip một số sản phẩm tinh dầu sả và tinh dầu khác như chanh, quế, hoa hồng…

+ Một số clip về quy trình chưng cất tinh dầu

2.3.5 Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU TÁCH TINH DẦU TỪ CỦ SẢ

(Tiết 1 – 45 phút)

a Mục đích:

Sau hoạt động này, HS có khả năng:

+ Nêu được những đặc tính phổ biến của tinh dầu (màu sắc, hương liệu, ứng dụng, )

+ Xác định được nhiệm vụ dự án với các yêu cầu

- Quy trình sản xuất một số sản phẩm tinh dầu dựa trên các đặc tính vật lý, hóa học của các hợp chất hữu cơ thiên nhiên

- Chế tạo từ vật liệu dễ kiếm

- Có đủ thông tin về thành phần hóa học của các nguyên liệu, lượng chất

sử dụng và tạo thành

b Nội dung:

- GV tổ chức cho HS thực nghiệm quan sát, phân biệt màu, mùi (đặc trưng của tinh dầu sả)

- GV cho HS xem clip về thực tiễn việc làm dụng chưng cất tinh dầu, làm nước hoa

- GV thông báo, phân tích và thống nhất với học sinh các tiêu chí đánh giá của sản phẩm

- GV hướng dẫn học sinh về tiến trình dự án và yêu cầu học sinh ghi vào nhật ký học tập

Bước 1: Nhận nhiệm vụ

Bước 2: Tìm hiểu kiến thức, kĩ năng liên quan

Bước 3: Lập bản phương án và báo cáo

Bước 4: Làm sản phầm

Bước 5: Báo cáo và đánh giá sản phẩm

GV giao nhiệm vụ các nhóm tìm hiểu kiến thức và kĩ năng liên quan trước khi lập bản thiết kế sản phẩm

c Dự kiến sản phẩm của học sinh:

- Bản tổng kết các tính chất vật lý, hóa hoc, sinh học của sản phẩm

- Bản mô tả quy trình sản xuất sản phẩm lựa chọn

- Bản tiêu chí đánh giá sản phẩm

- Bản ghi nhận nhiệm vụ, kế hoạch dự án và phân công công việc

2.3.6 Cách thức tổ chức hoạt động của học sinh

Bước 1: Đặt vấn đề

GV: Tinh dầu sả là một loại dung dịch được chiết xuất từ cây sả- một trong những loại cây rất quen thuộc tại Việt Nam được sử dụng làm gia vị hoặc cũng

có thể là thuốc rất tốt bởi những chất dinh dưỡng có trong nó Tinh dầu sả đem đến cho người sử dụng rất nhiều những công dụng tốt, cụ thể đó là:

 Tạo hương thơm, làm sạch không khí

 Bảo vệ sức khỏe, giảm cân, giảm đau nhức chân tay

 Khử trùng, sát khuẩn vết thương

 Ngăn ngừa lão hóa da

 Nuôi dưỡng tóc chắc khỏe

Với những công dụng tuyệt vời mà tinh dầu sả đem lại cùng với đó sả lại

là loại cây lành tính, quen thuộc của người Việt thế nên loại tinh dầu này được

sử dụng rất nhiều trong đời thường Tinh dầu sả rất dễ được tách ra từ củ sả Vậy chúng ta sẽ làm thế nào, quy trình tách tinh dầu như thế nào?

Bước 2: HS làm thực nghiệm khám phá

- GV cho một loạt các lọ nhỏ chứa các tinh dầu khác nhau: Mùi hoa hồng, mùi quế, mùi dứa, mùi sả HS sẽ phân biệt và gọi tên các mùi hương, và cho biết thường thấy các mùi đó ở đâu?

Bước 3: Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm

+ Tìm hiểu đặc tính của tinh dầu

+ Lựa chọn nguyên liệu và quy trình sản xuất phù hợp

+ Tìm hiểu các thông tin hoá học thông qua hoạt động sản xuất: thành phần hoá học, ứng dụng của các tính chất vật lý và hoá học của các hợp chất hữu cơ tự nhiên

+ Tự đánh giá được mức độ hoàn thành nhiệm vụ tạo sản phẩm có ưu, nhược điểm gì

+ Điểm cộng cho các nhóm hiệu suất cao, tinh dầu sạch

Bước 4: GV thống nhất kế hoạch triển khai tiếp theo

Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết 1

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền

và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm để báo cáo

1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm)

Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết 2

Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản

phẩm

1 tuần (HS tự học ở nhà theo nhóm)

Hoạt đồng 5: Trưng bày sản phẩm và

phản biện

Tiết 3

- GV nhấn mạnh là nhóm có 1 tuần để nghiên cứu tổng hợp lại kiến thức nền có liên quan (có báo cáo tiến trình hoạt động trong Hồ sơ học tập của nhóm)

- Các nhóm triển khai xây dựng bản thiết kế quy trình sản xuất sản phẩm để báo cáo trong tuần tiếp theo

- Bài trình bày bản thiết kế sẽ được đánh giá trong bảng tiêu chí đánh giá

“Bài báo cáo kiến thức” và “Bản phương án điều chế”

Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC VỀ HỢP CHẤT THIÊN

NHIÊN VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH DẦU

a Mục đích:

- Học sinh tìm hiểu được tại sao nhu cầu về hương liệu tự nhiên đang là

xu hướng của người tiêu dùng

- Quan sát các thực nghiệm thấy tính chất vật lý của các chất hữu cơ khá

đa dạng: Đặc tính có có mùi hương của các hợp chất hữu cơ Khả năng chưng cất, tách chiết các hợp chất thiên nhiên

- Hiểu về một số phản ứng hoá học đặc trưng để tạo ra các sản phẩm ứng dụng thực tiễn

- Học sinh tìm kiếm các nguồn thông tin để nâng cao hiệu suất thu tinh dầu

b Nội dung:

Từ yêu cầu/ tiêu chí sản phẩm, HS tự tìm hiểu các kiến thức nền liên quan

từ SGK, tài liệu tham khảo hay tìm hiểu trên internet… nhằm hoàn thành câu hỏi, bài tập được giao và từ đó có kiến thức để thiết kế, tiến hành quy trình sản xuất, HS sẽ trình bày những kiến thức mình tự học được thông qua việc trình