Tài Liệu Dạy Học Theo Định Hướng Giáo Dục Stem Môn Hóa Học 11.Pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THỊ TRÖC L DẠ HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GI O DỤC STEM MÔN HOÁ HỌC 11 TẠI C C TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CỦA[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THỊ TRÖC L

DẠ HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GI O DỤC STEM MÔN HOÁ HỌC 11 TẠI C C TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CỦA

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

Họ và tên: P T ị Tr L Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 25/12/1991 N i sinh: Qu ng Ng i Quê quán: Qu ng Ng i Dân tộc: Kinh

Chức vụ, đ n vị công tác trước khi học tập, nghiên cứu: Giáo viên trường THPT Long Trường, quận 9, thành phố Hồ Chí Minh

Ch ở riêng ho c địa chỉ liên l c: 115/21 – đường Hồ Văn Tư – phường Trường Thọ, quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

Điện tho i liên l c: 093 404 1008 E-mail: phamthitrucly@thptlongtruong.edu.vn

II QU TRÌNH ĐÀO TẠO:

8/2013-8/2015 Giáo viên trường Cao đ ng ngh Kinh tế Công nghệ TP HCM

8/2015 đến nay Giáo viên trường THPT Long Trường, quận 9, Tp HCM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết qu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 06 năm 2020

Người nghiên cứu

Ph m Thị Tr c Ly

LỜI CẢM ƠN

Tr i qua suốt quá trình học tập lớp Cao học Giáo dục học t i trường Đ i học

Sư ph m Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh cho đến nay, với tình c m chân thành và

l ng biết n sâu sắc, tôi xin bày tỏ những lời tri ân đến: Quý Thầy Cô trong Ban

Giám hiệu, Quý Thầy Cô gi ng d y lớp Cao học Giáo dục học khóa 2018B trường

Đ i học Sư ph m Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, những người đ gi ng d y và

truy n thụ những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt khóa đào t o sau đ i học

Đ c biệt, tôi xin trân trọng c m n PGS TS Dư ng Thị Kim Oanh, người đ tận tình hướng dẫn, chỉ d y và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu luận

văn, đ t o đi u kiện, quan tâm sâu sắc, chu đáo, nhiệt tâm chỉ b o gi p tôi hoàn

thành luận văn này

Tôi xin được chân thành g i lời c m n đến Ban Giám Hiệu và Quý Thầy Cô, học sinh t i các trường THPT của quận 9, đ t o mọi đi u kiện thuận lợi cho việc

thực hiện nghiên cứu của tôi và tích cực h trợ tôi trong quá trình kh o sát, đánh giá

TÓM TẮT LUẬN VĂN

D y học theo định hướng giáo dục STEM là chư ng trình d y học nhằm khắc phục những nhược điểm của giáo dục định hướng nội dung "hàn lâm, kinh viện" Mục

tiêu d y học không chỉ giới h n trong việc truy n thụ hệ thống tri thức chuyên môn mà

nhằm phát triển toàn diện nhân cách thông qua việc phát triển các kỹ năng cho người

học Trên c sở đó, trong những năm gần đây, việc đổi mới phư ng pháp d y học theo

định hướng giáo dục STEM đ di n ra một cách thường xuyên và có hiệu qu nhằm

phát triển các kỹ năng cho người học, ch trọng kỹ năng vận dụng kiến thức trong

những tình huống thực ti n, chu n bị cho con người kỹ năng gi i quyết các tình huống

của cuộc sống và ngh nghiệp

Môn Hóa học 11 giữ vai tr quan trọng trong việc hình thành và phát triển những

kỹ năng cần thiết cho học sinh như gi i quyết vấn đ , thực hành, hợp tác, giao tiếp, tư

duy sáng t o, vận dụng kiến thức Hóa học vào cuộc sống, Nhưng thực tế, việc d y

học theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh vẫn chưa được giáo viên quan tâm

và m nh d n vận dụng M t khác, b n thân học sinh c ng khá thụ động trong việc tự

mình chiếm l nh tri thức, các em chưa thật sự phối hợp tốt với giáo viên để c ng trao

đổi, học tập, nhằm phát huy các kỹ năng của b n thân h n nữa Để góp phần gi p học

sinh phát triển các kỹ năng của b n thân, phát huy hiệu qu kh năng học tập, nâng cao

chất lượng d y học trong trường phổ thông, việc nghiên cứu đ tài: “D ọ t eo

địn ớng giáo ụ STEM n H ọ 11 t i á tr ờng THPT ủ qu n 9,

t n p ố Hồ C Min ” là cần thiết

Luận văn gồm có:

Chương 1: C sở lý luận d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

Chư ng 1 phân tích tổng quan nghiên cứu v d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 trên thế giới và t i Việt Nam Chư ng 1 c ng xác định các

khái niệm c b n; mục đích của giáo dục STEM; phân lo i giáo dục STEM; quy trình

tổ chức giáo dục STEM; các con đường giáo dục STEM qua d y học môn Hóa học 11;

d y học theo định hướng giáo dục STEM và đánh giá trong d y học giáo dục STEM

môn Hóa học 11

Chương 2: Thực tr ng d y học môn Hóa lớp 11 t i các trường THPT của quận 9,

thành phố Hồ Chí Minh

Chư ng 2 phân tích thực tr ng ho t động học môn Hóa học 11 của HS và ho t động d y môn Hóa học của GV Kết qu nghiên cứu cho thấy, hành động học tập tích

cực và kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào GQVĐ thực ti n của HS ở mức độ

thấp Nguyên nhân của thực tr ng này một phần HS do bị mất căn b n kiến thức, d

sao nh ng trong việc học, một phần do phư ng pháp gi ng d y của GV chưa t o được

sự đa d ng, chưa có sự đổi mới gi p HS vận dụng kiến thức đ học vào GQVĐ thực

ti n Phần lớn GV vẫn s dụng phư ng pháp thuyết trình, đàm tho i tái hiện chưa

kh i gợi được sự hứng th , ni m đam mê môn Hóa ở HS

Chương 3: Tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

t i các trường THPT của quận 9, thành phố Hồ Chí Minh

Chư ng 3 xây dựng cấu tr c nội dung môn Hóa học 11 thành các chủ đ STEM Trên cấu tr c nội dung này, đ tài đ đ xuất tổ chức d y học theo định hướng giáo

dục STEM môn Hóa học 11 vào d y học các chủ đ Dựa trên đ xuất này, đ tài thiết

kế 3 chủ đ STEM môn Hóa học 11: Chế chất chỉ thị màu từ thiên nhiên; Hiệu ứng

nhà kính - Hiện tượng nóng lên toàn cầu; Một ngày làm nghệ nhân t i làng gốm Long

Bình - quận 9

Đ tài thực nghiệm sư ph m tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i trường THPT Long Trường, quận 9, TP HCM Kết qu thực

nghiệm cho thấy, việc tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM thật sự gi p HS

hứng th , hành động học tập tích cực h n, phát huy được nhi u kh năng và kỹ năng

b n thân, nhất là kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào GQVĐ thực ti n

Kết qu thực nghiệm sư ph m bước đầu đ chứng minh tính đ ng đắn của gi thuyết khoa học mà luận văn đ nêu ra: Hành động học tập tích cực và kỹ năng vận

dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n của học sinh s được c i thiện

khi giáo viên tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i

các trường THPT của quận 9, thành phố Hồ Chí Minh”

ABSTRACT

STEM educational-oriented teaching is a teaching program that addresses the disadvantages of "academic and academic" content-oriented education The goal of

teaching is not limited to the transmission of the professional knowledge system but

also to develop the holistic personality through the development of skills for learners

On that basis, in recent years, the innovation of STEM education-oriented teaching

methods has taken place regularly and effectively in order to develop learners' skills,

focusing on motor skills apply knowledge in practical situations, prepare people with

skills to deal with life and career situations

Chemistry 11 plays an important role in forming and developing the skills necessary for students such as problem solving, practice, cooperation, communication,

creative thinking, and the application of Chemistry knowledge In life, But in fact,

STEM-oriented teaching for students has not been cared and bravely applied by

teachers On the other hand, students themselves are quite passive in acquiring their

own knowledge, they have not really worked well with teachers to exchange and

study, to promote their own skills more In order to help students develop their own

skills, promote their learning ability, improve the quality of teaching in high schools,

research the topic: Teaching STEM-oriented teaching Chemistry 11 at high schools in

District 9, Ho Chi Minh City ”is necessary

The thesis includes:

Chapter 1: Rationale for teaching STEM-oriented Chemistry subject 11 Chapter 1 analyzes the research overview of STEM-11 Chemistry-oriented teaching subjects in the world and in Vietnam Chapter 1 also identifies the basic

concepts; purpose of STEM education; STEM education classification; STEM

educational organization process; STEM education pathways through teaching

Chemistry 11; STEM education-oriented teaching and evaluation in STEM

educational teaching in Chemistry 11

Chapter 2: Current situation of teaching Chemistry Grade 11 at high schools in District 9, Ho Chi Minh City

Chapter 2 analyzes the current situation of Chemistry 11 activities of students and Chemistry teaching activities of teachers Research results show that positive

learning actions and skills to apply Chemistry knowledge into practical problem

solving of students are low The cause of this situation is partly due to the loss of

knowledge base, ease of learning in part, partly because the teacher's teaching method

has not created diversity and there has been no innovation to help students apply

knowledge knowledge learned in practical problem solving Most teachers still use

presentation and conversation (re-enactment) methods that have not elicited interest

and passion in Chemistry in students

Chapter 3: Teaching STEM-oriented education in Chemistry 11 at high schools

in District 9, Ho Chi Minh City

Chapter 3 builds the content structure of Chemistry 11 into STEM topics Based

on this content structure, the topic has proposed teaching STEM-oriented teaching

Chemistry 11 subjects to teach topics Based on this proposal, the thesis designed 3

STEM topics in Chemistry 11: Preparing color indicators from nature; Greenhouse

effect - Global warming; One day being a craftsman at Long Binh pottery village -

District 9

Experimental project pedagogy organized STEM-oriented education in Chemistry 11 at Long Truong High School, District 9, Ho Chi Minh City HCM

Experimental results show that the organization of STEM education-oriented teaching

really helps students to be more interested in learning activities, promoting their own

abilities and skills, especially the skills of apply Chemistry knowledge in practical

problem solving

The initial pedagogical experiment results have proved the correctness of the scientific hypothesis that the thesis has raised: Positive learning actions and skills to

apply Chemistry knowledge to solve practical problems of students will improve when

teachers organize STEM-oriented teaching in Chemistry 11 at high schools in District

9, Ho Chi Minh City ”

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đ tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Khách thể nghiên cứu 3

4 Đối tượng nghiên cứu 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Gi thuyết khoa học 3

7 Ph m vi nghiên cứu 3

8 Phư ng pháp nghiên cứu 4

9 Cấu trúc luận văn 7

C ng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN DẠ HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GI O DỤC STEM MÔN HÓA HỌC 11 8

1.1 Tổng quan nghiên cứu v giáo dục STEM và d y học theo định hướng giáo dục STEM trên thế giới và t i Việt Nam 8

1.1.1 Trên thế giới 8

1.1.2 T i Việt Nam 12

1.2 Các khái niệm c b n 15

1.2.1 Giáo dục 15

1.2.2 STEM 16

1 2 3 Giáo dục STEM 17

1.2.4 D y học 18

1.2.5 D y học theo định hướng giáo dục STEM 18

1.2.6 D y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 19

1.3 Mục đích của giáo dục STEM 19

1.4 Phân lo i giáo dục STEM 20

1.5 Quy trình tổ chức giáo dục STEM 23

1 5 1 Quy trình giáo dục STEM 5E, 6E 24

1 5 2 Quy trình giáo dục STEM TRIAL 26

1.5.3 Quy trình tìm tòi khám phá 27

1 5 4 Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học 28

1 5 5 Quy trình tiếp cận theo lý thuyết thiết kế kỹ thuật 28

1 6 Các con đường giáo dục STEM trong d y học môn Hóa học 11 29

1 6 1 Giáo dục STEM qua tổ chức ho t động tr i nghiệm 29

1 6 2 Giáo dục STEM qua d y học các môn học thuộc l nh vực STEM 32

1.7 D y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 34

1 7 1 Đ c điểm của d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 34

1 7 2 Quan điểm d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 35

1.7.3 Các phư ng pháp d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 37

1 7 4 Phư ng tiện d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 41

1 8 Đánh giá trong d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 42

1 8 1 Nguyên tắc đánh giá trong d y học theo định hướng giáo dục STEM 43

1 8 2 Quy trình đánh giá trong d y học theo định hướng giáo dục STEM 43

1.8.3 Công cụ đánh giá trong d y học theo định hướng giáo dục STEM 44

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 49

C ng 2 THỰC TRẠNG DẠ HỌC MÔN HÓA HỌC 11 TẠI C C TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CỦA QUẬN 9, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 50

2 1 Khái quát v các trường trung học phổ thông của quận 9, TP HCM 50

2 1 1 S lược v lịch s hình thành và phát triển các trường trung học phổ thông của quận 9, TP HCM 50

2.1.2 Giới thiệu các trường THPT của quận 9 thành phố Hồ Chí Minh 51

2 2 Chư ng trình môn Hóa học 11 Trung học phổ thông 57

2 2 1 Mục tiêu d y học môn Hóa học 11 57

2 2 2 Cấu tr c nội dung chư ng trình môn Hóa học 11 57

2 3 Thực tr ng ho t động học môn Hóa học 11 t i các trường trung học phổ thông của quận 9, TP Hồ Chí Minh 58

2 3 1 Nhận thức v vai tr môn Hóa học 11 của học sinh các trường THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 59

2 3 2 Thái độ học tập môn Hóa học của học sinh 11 các trường THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 60

2 3 3 Hành động học tập môn Hóa học trong và ngoài giờ học của học sinh lớp 11 t i

các trường THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 62

2 3 4 Hành động học tập môn Hóa học của học sinh lớp 11 các trường THPT của

quận 9, TP Hồ Chí Minh, khi g p tình huống có vấn đ trong bài học 66

2 3 5 Nguyên nhân nh hưởng tới kết qu học tập môn Hóa học của học sinh lớp 11

các trường THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 67

2 3 6 Kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n của học

sinh lớp 11 các trường THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 69

2 4 Thực tr ng ho t động d y môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP Hồ

Chí Minh 77

2 4 1 Nhận thức v mục tiêu d y học môn Hóa học 11 của giáo viên các trường

THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 77

2 4 2 Phư ng pháp d y học môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP

2 4 8 Phư ng pháp d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 92

2 4 9 Đánh giá kết qu học tập của học sinh khi thực hiện các chủ đ STEM môn

Hóa học 11 94

2 4 10 Thuận lợi và khó khăn khi d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa

học 11 cho học sinh t i các trường THPT của quận 9, TP Hồ Chí Minh 95

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 100

C ng 3 TỔ CHỨC DẠ HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GI O DỤC STEM MÔN

HÓA HỌC 11 TẠI C C TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CỦA QUẬN 9,

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 101

3.1 Cấu trúc nội dung môn Hóa học 11 thành các chủ đ giáo dục STEM 101

3 2 Đ xuất cách thức tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 106

3 2 1 Đ xuất tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM chủ đ CHẾ CH T CHỈ THỊ MÀU TỪ THI N NHI N” 106

3 2 2 Đ xuất tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM chủ đ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH – HIỆN TƯỢNG NÓNG LÊN TOÀN CẦU” 113

3 2 3 Đ xuất tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM chủ đ MỘT NGÀY LÀM NGHỆ NH N TẠI LÀNG GỐM LONG B NH – QUẬN 9” 118

3.3 Thực nghiệm sư ph m 121

3.3.1 Mục đích thực nghiệm sư ph m 121

3.3.2 Nội dung thực nghiệm sư ph m 121

3 3 3 Thời gian thực nghiệm 122

3 3 4 Đối tượng và phư ng pháp thực nghiệm sư ph m 122

3 3 5 Đánh giá kết qu thực nghiệm sư ph m 122

3.3.6 Kết qu thực nghiệm sư ph m 123

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 141

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 142

1 Kết luận 142

2 Kiến nghị 143

3 Hướng phát triển đ tài 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO 161

PHỤ LỤC 167

BÀI BÁO KHOA HỌC 215

DANH MỤC C C KÝ HIỆU VÀ C C CHỮ VIẾT TẮT

TT C ữ viết tắt Nội ung ữ viết tắt Ng ĩ tiếng Việt

20 STEAM

Science – Technology –Engineering – Art – Mathematics

Khoa học – Công nghệ – Kỹ thuật – Nghệ thuật – Toán học

DANH MỤC C C BẢNG

B ng 1.1 Tích hợp nội dung STEM trong bài Ancol Hóa học 11) và Glucose (Hóa

học 12 21

B ng 1.2 B ng Rubrics đánh giá kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n 46

B ng 2.1 Các trường trung học phổ thông trên địa bàn quận 9 51

B ng 2.2 Phân phối chư ng trình d y học môn Hóa học 11 58

B ng 2.3 Mức độ nhận thức v vai tr môn Hóa học 11 của HS các trường THPT của quận 9, TP HCM 59

B ng 2.4 Thái độ học tập của HS đối với môn Hóa học 60

B ng 2.5 Hành động học tập của học sinh các trường THPT của quận 9, TP HCM trong giờ học môn Hóa học 11 62

B ng 2.6 Hành động học tập của học sinh các trường THPT của quận 9, TP HCM ngoài giờ học môn Hóa học 11 64

B ng 2.7 Nguyên nhân nh hưởng đến kết qu học tập môn Hóa học của học sinh lớp 11 các trường THPT của quận 9, TP HCM 67

B ng 2.8 Thang đo đánh giá mức độ kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n 70

B ng 2.9 Kết qu đánh giá kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n của học sinh lớp 11 t i các trường THPT quận 9, TP Hồ Chí Minh 71

B ng 2.10 Kết qu vận dụng kiến thức Hóa học vào thực ti n của học sinh 11 t i các trường THPT quận 9, TP Hồ Chí Minh 74

B ng 2.11 Nhận thức của GV v mục tiêu d y học môn Hóa học 11 78

B ng 2.12 Mức độ s dụng các phư ng pháp d y học nội dung lý thuyết 81

B ng 2.13 Mức độ s dụng các phư ng pháp d y học khi d y bài tập 81

B ng 2.14 Mức độ s dụng các phư ng pháp d y học khi d y bài thực hành 82

B ng 2.15 Hình thức tổ chức d y học môn Hóa học 11 84

B ng 2.16 Mức độ s dụng phư ng tiện d y học môn Hóa học 11 86

B ng 2.17 Phư ng pháp kiểm tra - đánh giá kết qu học tập môn Hóa học 11 88

B ng 2.18 Mức độ nhận thức của GV v STEM 90

B ng 2.19 Mối quan tâm v STEM hiện nay của GV môn Hóa học 91

B ng 2.20 Những thuận lợi khi GV tổ chức thực hiện d y học theo định hướng giáo

dục STEM môn Hóa học 11 95

B ng 2.21 Những khó khăn khi GV tổ chức thực hiện d y học theo định hướng giáo

dục STEM môn Hóa học 11 96

B ng 3.1 Cấu tr c nội dung môn Hóa học 11 thành các chủ đ STEM 102

B ng 3.2 Nội dung tích hợp STEM đầy đủ trong chủ đ : Chế chất chỉ thị màu từ thiên

nhiên” môn Hóa học 11 108

B ng 3.3 Nội dung tích hợp STEM đầy đủ trong chủ đ : Hiệu ứng nhà kính - Hiện

tượng nóng lên toàn cầu” môn Hóa học 11 114

B ng 3.4 Nội dung tích hợp STEM đầy đủ trong chủ đ : Một ngày làm nghệ nhân t i

làng gốm Long Bình - quận 9” môn Hóa học 11 118

B ng 3.5 Đối tượng thực nghiệm và đối chứng 122

B ng 3.6 Thái độ học tập môn Hóa học 11 của học sinh trường THPT Long Trường 123

B ng 3.7 Hành động học tập trong giờ học môn Hóa học 11 của học sinh trường

THPT Long Trường 125

B ng 3.8 Kh năng vận dụng kiến thức Hóa học vào GQVĐ thực ti n của học sinh lớp

11, trường THPT Long Trường 126

B ng 3.9 Kết qu đánh giá kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài Axit – Baz – Chất

chỉ thị màu” vào gi i quyết vấn đ thực ti n 1 của học sinh lớp 11, trường THPT Long

Trường 129

B ng 3.10 Kết qu đánh giá kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài Luyện tập hợp chất

của Cacbon” vào GQVĐ thực ti n 2 của HS lớp 11, trường THPT Long Trường 134

B ng 3.11 Kết qu đánh giá kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài Công nghiệp

Silicat” vào GQVĐ thực ti n 3 của HS lớp 11, trường THPT Long Trường 137

DANH MỤC C C HÌNH

Hình 1.1 Tranh v v tác h i rượu của các HS lớp 11A5 trường THPT Phước Long 32

Hình 1.2 Hình minh họa ủ chín trái cây bằng g o 39

Hình 2.1 B n đồ quy ho ch quận 9 50

Hình 2.2 Trường THPT Nguy n Huệ, Quận 9, TP Hồ Chí Minh 52

Hình 2.3 Trường THPT Phước Long, Quận 9, TP Hồ Chí Minh 53

Hình 2.4 Trường THPT Long Trường, Quận 9, TP Hồ Chí Minh 54

Hình 2.5 Trường THPT Nguy n Văn Tăng, Quận 9, TP Hồ Chí Minh 55

Hình 2.6 Trường THPT Dư ng Văn Thì, quận 9, TP Hồ Chí Minh 56

Hình 2.7 Biểu đồ hành động học tập môn Hóa học của HS lớp 11 các trường THPT

của quận 9, TP Hồ Chí Minh, khi g p tình huống có vấn đ trong bài học 66

Hìn 2.8 Mức độ phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức vào GQVĐ thực ti n sau khi

học Hóa Học 11 t i trường 76

Hìn 2.9 S n ph m dự thi ngày hội STEM của trường THPT Long Trường 98

Hình 3.1 Các chủ đ STEM trong nội dung chư ng trình môn Hóa học 11 101

Hìn 3.2 tưởng xây dựng chủ đ : Chế chất chỉ thị màu từ thiên nhiên” 107

Hìn 3.3 Nội dung chủ đ : Hiệu ứng nhà kính - Hiện tượng nóng lên toàn cầu” 113

Hìn 3.4 Thang đo pH chỉ thị màu từ nghệ 128

Hình 3.5 S n ph m th hàn the của HS thuộc lớp thực nghiệm 130

Hình 3.6 S n ph m th hàn the của HS thuộc lớp đối chứng 131

Hìn 3.7 HS lớp thực nghiệm s dụng hoa đậu biếc để xác định tính chất các hóa chất

Hình 3.10 HS lớp thực nghiệm làm các mô hình hậu qu hiệu ứng nhà kính 136

Hình 3.11 HS lớp đối chứng làm các mô hình hậu qu hiệu ứng nhà kính 136

Hình 3.12 HS lớp thực nghiệm th o luận và thực hiện GQVĐ thực ti n 3 138

Hìn 3.13 Tranh v vật liệu gốm của HS lớp đối chứng 139

Hìn 3.14 Tranh v vật liệu gốm của HS lớp thực nghiệm 139

DANH MỤC C C SƠ ĐỒ

S đồ 1.1 Mục đích giáo dục STEM 20

S đồ 1.2 Quy trình giáo dục STEM 5E 24

S đồ 1.3 Quy trình giáo dục STEM TRIAL 26

S đồ 1.4 Tiến trình d y học STEM theo quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học 28

S đồ 1.5 V ng l p thiết kế trong giáo dục STEM 28

S đồ 1.6 Quy trình d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 29

S đồ 1.7 Chu trình học tập tr i nghiệm của David Kolb 1984 30

S đồ 1.8 Chủ đ STEM trong một môn học 32

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Để thực hiện mục tiêu giáo dục các kỹ năng cho học sinh thích ứng sự phát triển

v khoa học và công nghệ trong thế kỷ 21, giáo dục Khoa học Science , Công nghệ

Technology , Kỹ thuật Engineering và Toán học Mathematics hay gọi tắt là STEM

đang được nhi u nước trên thế giới có n n khoa học tiên tiến triển khai sâu rộng trong

chư ng trình giáo dục phổ thông Giáo dục STEM là quan điểm d y học theo hướng

tiếp cận liên môn, gi p HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và

toán học vào gi i quyết một số vấn đ thực ti n trong bối c nh cụ thể

T i Việt Nam, Bộ Giáo dục và Đào t o phối hợp với Hội đồng Anh triển khai chư ng trình thí điểm giáo dục STEM t i một số tỉnh thành, đem l i những kết qu tích

cực [5] Giáo dục STEM chính thức được đưa vào chư ng trình giáo dục phổ thông

mới, thể hiện cụ thể trong từng môn học như Toán học, Vật lý, Hóa học, Sinh học,

Công nghệ, Tin học,v v Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04 tháng 5 năm 2017 của Thủ tướng

Chính phủ nêu rõ:“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 vẫn tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ

thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông”

Bộ Giáo dục và Đào t o có nhiệm vụ: Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công

nghệ, kỹ 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” [23] Như vậy, tổ

chức d y học theo định hướng giáo dục STEM đáp ứng sự phát triển trí tuệ, tính độc

lập sáng t o và hành động học tập tích cực của người học, cách thức tổ chức d y học

này đang được sự quan tâm, bồi dưỡng và vận dụng trong nhi u trường học, lớp học

Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng

Bộ Giáo dục và Đào t o [7] kh ng định: “Hóa học là môn học thuộc nhóm môn khoa

học tự nhi n ở cấp THPT, được HS lựa chọn theo định hướng nghề nghiệp, sở thích và

năng lực của bản thân Môn Hóa học giúp học sinh có được những tri thức cốt lõi về

Hóa học và ứng dụng những tri thức này vào cuộc sống, đồng thời có mối quan hệ với

nhiều lĩnh vực giáo dục khác Cùng với Toán học, Vật lí, Sinh học, Tin học và Công

nghệ, môn Hóa học góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng

giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia tr n thế giới.”

Trong chư ng trình Hóa học phổ thông, Hóa học 11 có nội dung phong ph , đa

d ng và gần g i với thực tế Học sinh không những được tìm hiểu nội dung liên quan

đến kiến thức mà c n có thể liên hệ với các môn liên quan, biết vận dụng, gi i thích

nhi u hiện tượng trong cuộc sống hằng ngày Vì vậy, việc thực hiện d y học theo định

hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM có

nhi u thuận lợi Nhưng thực tế, phần lớn giáo viên t i các trường THPT của quận 9,

TP HCM vẫn chưa ch trọng đến cách d y học này, chưa liên kết được các điểm

chung giữa các môn học, chủ yếu vẫn là cách d y truy n thống: truy n thụ kiến thức

một chi u, luyện các kỹ năng làm bài kiểm tra, bài thi mà ít để ý đến kh năng suy

ngh , rèn luyện tư duy độc lập, sáng t o, phát huy kh năng tìm t i, khám phá của

người học M t khác, b n thân học sinh c ng khá thụ động trong việc tự mình chiếm

l nh tri thức, HS chưa thật sự phối hợp tốt với GV để c ng trao đổi, học tập, nhằm phát

huy các năng lực của b n thân h n nữa Ngoài ra, ho t động d y môn Hóa học đang

chịu áp lực n ng n bởi thi c khiến bầu không khí học tập thiếu sức sống, gây căng

th ng cho c GV và HS

Tuy nhiên, những năm gần đây, nhận thấy tầm quan trọng của các môn học trong rèn luyện, đo lường kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ

thực ti n với xu hướng giáo dục STEM, tổ Hóa học các trường trung học phổ thông

của quận 9, TP HCM đ bước đầu triển khai tổ chức d y học theo định hướng giáo

dục STEM môn Hóa học 11 M c d đ triển khai song c n nhi u bất cập và h n chế

trong quá trình tổ chức

Xuất phát từ những lý do đ nêu, nghiên cứu: “Dạy học theo định hướng gi o

c STEM môn Hóa học 11 tại c c trường trung học ph thông của quận 9, thành

phố Hồ Chí Minh" có ý ngh a lý luận và thực ti n cao

2 Mục tiêu nghiên cứu

Rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n của học sinh qua tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i

các trường THPT của quận 9, TP HCM

3 Khách thể nghiên cứu

Quá trình d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

4 Đối t ợng nghiên cứu

Cách thức tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Đ tài thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

− Nghiên cứu c sở lý luận v d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

− Nghiên cứu thực tr ng d y học môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

− Tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

6 Gi thuyết khoa học

Hiện nay, việc d y học môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP

HCM chủ yếu s dụng phư ng pháp thuyết trình, phư ng pháp đàm tho i tái hiện)

nên hành động học tập tích cực và kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết

- Chủ đ : Chế chất chỉ thị màu từ thiên nhiên

 Chư ng III: Cacbon –Silic

- Chủ đ : Hiệu ứng nhà kính - Hiện tượng nóng lên toàn cầu

- Chủ đ : Một ngày làm nghệ nhân t i làng gốm Long Bình - quận 9

 Trường THPT Nguy n Huệ

 Trường THPT Phước Long

 Trường THPT Long Trường

 Trường THPT Nguy n Văn Tăng

Đ tài thực nghiệm sư ph m tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i trường THPT Long Trường, Quận 9, TP HCM

8 P ng p áp ng iên ứu

8.1 Phương ph p nghiên cứu lý luận

S dụng phư ng pháp nghiên cứu lý luận để phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa các tài liệu nghiên cứu v phư ng pháp d y học, đổi mới phư ng pháp d y

học, STEM, giáo dục STEM và d y học theo định hướng giáo dục STEM Kết qu nghiên

cứu tài liệu là c sở khoa học để xây dựng các vấn đ lý luận v d y học theo định hướng

giáo dục STEM môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

8.2 Phương ph p nghiên cứu thực tiễn

Đ tài s dụng các phư ng pháp nghiên cứu thực ti n sau:

8.2.1 Phương pháp khảo sát bằng bảng hỏi

S dụng phư ng pháp kh o sát b ng hỏi để tìm hiểu thực tr ng ho t động học môn Hóa học 11 của HS và thực tr ng ho t động d y của GV t i các trường THPT của quận 9,

TP HCM Bên c nh đó, phư ng pháp kh o sát bằng b ng hỏi c n được s dụng để tìm

hiểu nhận thức của GV v STEM, sự thay đổi v kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào

GQVĐ thực ti n của HS sau khi tham gia các ho t động v STEM

Phư ng pháp kh o sát bằng b ng hỏi được thực hiện trên 200 học sinh lớp 11 và

24 giáo viên t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

 B ng hỏi dành cho học sinh gồm các nội dung sau:

- Nhận thức của học sinh v vai tr của môn Hóa học 11

- Thái độ học tập môn Hóa học 11 của học sinh

- Hành động học tập tích cực của HS trong và ngoài giờ học môn Hóa học 11

- Kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n của học sinh

lớp 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

- Yếu tố nh hưởng đến kết qu học tập môn Hóa học 11 của HS

 B ng hỏi dành cho Giáo viên gồm các nội dung sau:

- Mục tiêu d y học môn Hóa học 11

- PPDH môn Hóa học 11 PPDH lý thuyết, bài tập và thực hành

- Hình thức tổ chức d y học môn Hóa học 11

- Phư ng tiện d y học môn Hóa học 11

- Đánh giá kết qu học tập môn Hóa học 11

- Nhận thức của GV v d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

- Cấu tr c nội dung d y học thành các chủ đ theo định hướng giáo dục STEM

môn Hóa học 11

- Phư ng pháp d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

- Đánh giá kết qu học tập của HS khi thực hiện các chủ đ STEM môn Hóa học 11

- Thuận lợi và khó khăn khi d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

8.2.2 Phương pháp phỏng vấn

Đ tài s dụng phư ng pháp phỏng vấn để tìm hiểu thực tr ng d y học môn Hóa học 11 của giáo viên t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

Phư ng pháp phỏng vấn được thực hiện trên khách thể là GV và HS

 Nội dung phỏng vấn giáo viên:

- Nhận thức của giáo viên v vai tr môn Hóa học 11

- Nội dung d y học môn Hóa học 11

- Phư ng pháp d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

- Hình thức tổ chức d y học môn Hóa học 11

- Đánh giá kết qu học tập môn Hóa học 11

- Thuận lợi và khó khăn khi tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM

 Nội dung phỏng vấn học sinh:

- Nhận thức của học sinh v vai tr của môn Hóa học 11

- Thái độ học tập môn Hóa học 11 của học sinh

- Hành động học tập tích cực của HS trong và ngoài giờ học môn Hóa học 11

- Kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực ti n của HS đ t được sau khi GV tổ chức chủ đ d y học theo định hướng giáo dục STEM

- Yếu tố nh hưởng đến kết qu học tập môn Hóa học 11 của HS

8.2.3 Phương pháp quan sát

Vận dụng phư ng pháp quan sát nhằm thu thập thông tin định tính v thực tr ng học môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP HCM Phư ng pháp này c n

được s dụng để thu thập các thông tin v kết qu d y học theo định hướng giáo dục

STEM, v kết qu vận dụng kiến thức Hóa học vào GQVĐ thực ti n của HS khi học môn

Hóa học 11 theo định hướng STEM t i các trường THPT của quận 9, TP HCM

Đ tài quan sát ho t động d y của giáo viên qua vận dụng các phư ng pháp d y học, hình thức tổ chức d y học, giáo án Đ tài c ng quan sát thái độ, hành động học

tập của học sinh khi học môn Hóa học 11

8.2.4 Phương pháp nghi n cứu sản phẩm hoạt động giáo dục

Đ tài vận dụng phư ng pháp nghiên cứu s n ph m ho t động giáo dục để nghiên cứu kế ho ch gi ng d y, giáo án của giáo viên, đồng thời nghiên cứu các s n

ph m ho t động cụ thể của học sinh trong suốt quá trình tham gia học tập để có sự

nhận xét, đánh giá chính xác sự phát triển kỹ năng của học sinh Trong đó, các s n

ph m ho t động học tập của học sinh là các thí nghiệm của chất chỉ thị màu từ thiên

nhiên lên mọi dung dịch trong đời sống, các mô hình hiệu ứng nhà kính và các s n

ph m từ gốm do học sinh n n

8.2.5 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

S dụng phư ng pháp thực nghiệm sư ph m để kiểm nghiệm tính đ ng đắn của

gi thuyết khoa học: kỹ năng vận dụng kiến thức Hóa học vào gi i quyết vấn đ thực

ti n của HS s được c i thiện khi tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM

môn Hóa học 11 cho HS t i các trường THPT của quận 9, TP HCM”

8.3 Phương ph p thống kê to n học

Đ tài s dụng phần m m Excel và thống kê để x lí, phân tích kết qu kh o sát thực tr ng ho t động học và d y môn Hóa học 11 t i các trường THPT của quận 9, TP

Hồ Chí Minh Bên c nh đó, phư ng pháp thống kê c n được s dụng để phân tích các

kết qu nghiên cứu thực nghiệm sư ph m

9 Cấu trúc lu n văn

Luận văn gồm có các phần sau:

- Mở đầu

- Chương 1: C sở lý luận d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

- Chương 2: Thực tr ng d y học môn Hóa học 11 t i các trường trung học phổ

thông của quận 9, thành phố Hồ Chí Minh

- Chương 3: Tổ chức d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11

t i các trường trung học phổ thông của quận 9, thành phố Hồ Chí Minh

- Kết luận và kiến nghị

- Tài liệu tham kh o

- Phụ lục

C ng 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN DẠ HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG

GI O DỤC STEM MÔN HÓA HỌC 11

1.1 Tổng quan nghiên cứu về giáo ụ STEM và d y họ t eo địn ớng giáo

ụ STEM trên thế giới và t i Việt Nam

1.1.1 Trên thế giới

Nghiên cứu v giáo dục STEM đang được rất nhi u nhà giáo dục quan tâm Theo thống kê của Josh Brown 2012 , trong giai đo n 2007 - 2010 t i Mỹ có 60 bài

báo khoa học liên quan trực tiếp đến giáo dục STEM được xuất b n từ 8 t p chí nổi

tiếng trong l nh vực giáo dục của Mỹ [35]

Với mục đích nghiên cứu xu hướng giáo dục STEM, Yuan-Chung Yu và cộng sự

đ tập hợp và phân tích các tài liệu v giáo dục STEM trong c sở dữ liệu ISI giai đo n

từ 1992 – 2013 Từ năm 2008 cho tới nay, xu hướng nghiên cứu v giáo dục STEM phát

triển rất m nh, 2008 có 15 bài báo đến năm 2013 số lượng đ tăng lên gần 100 bài báo

Trong giai đo n này, Mỹ là quốc gia có nhi u nghiên cứu v giáo dục STEM nhất với

200 công trình 52 , Anh với 36 công trình 9 35 ; Hà Lan, c m i quốc gia có 16

nghiên cứu 4,16 ; các quốc gia Tây Ban Nha, Ixaren, Thổ Nh Kỳ, Canada, Đức, Đài

Loan tổng cộng có 67 công trình; các quốc gia c n l i trên thế giới có 50 công trình

Nghiên cứu c ng chỉ ra 5 l nh vực liên quan đến giáo dục STEM gồm: Giáo dục học;

Tâm lý học; Kỹ thuật; Dịch vụ khoa học chăm sóc sức khỏe và Khoa học máy tính [73]

Ngoài ra, trên thế giới có một số khuynh hướng nghiên cứu v giáo dục STEM như: lịch s hình thành, quá trình phát triển, tầm quan trọng của giáo dục STEM tiêu

biểu là các tác gi Morrison, Amanda Roberts, David W White, William E Dugger,

Ryan Brown,… Những nghiên cứu theo hướng này tập trung tìm hiểu v b n chất của

STEM, vai tr của STEM trong lịch s phát triển khoa học công nghệ của loài người,

những nhận thức v STEM và giáo dục STEM [37], [56], [59], [63]

Bekir Yildirim 2016 phân tích 34 nghiên cứu khác nhau để chỉ ra tác động của giáo dục STEM với việc nâng cao hứng th và động c đối với các l nh vực STEM,

phát triển năng lực GQVĐ, năng lực khoa học c ng như kết qu học tập của HS [72]

Giáo dục STEM là một hướng nghiên cứu c b n Trong chư ng trình giáo dục phổ thông hệ 12 năm của Mỹ, mô t cụ thể v khung lý thuyết giáo dục STEM, tổng

quan nghiên cứu những kinh nghiệm giáo dục STEM, những nghiên cứu liên quan đến

việc thiết kế tích hợp những tr i nghiệm STEM, ngữ c nh cho việc triển khai giáo dục

STEM [50]

Nghiên cứu v d y và học bắt nguồn từ hướng dẫn thực tế, Felder và Brent

2016 phác th o một cách tiếp cận tập trung vào nghiên cứu hướng tới người học, đ

được chứng minh để th c đ y một lo t các kết qu học tập trong khoa học, công nghệ,

kỹ thuật và toán học [46] Felder và Brent tổ chức các khóa học cho người học hiểu rõ

mục tiêu học tập, phân lo i mục tiêu giáo dục của Bloom, xây dựng chính sách chấm

điểm, cách viết và lập kế ho ch khóa học Ngoài ra, Felder và Brent c ng hướng dẫn

người học c i thiện việc gi ng d y, làm cho buổi học có hiệu qu , phát triển các kỹ

năng như kỹ năng gi i quyết vấn đ , kỹ năng giao tiếp, kỹ năng tư duy sáng t o, kỹ

năng tư duy phê phán, kỹ năng làm việc nhóm và kỹ năng tự học Tác gi trình bày

một lo t các chiến lược dựa trên nghiên cứu thực tế như lấy người học làm trung tâm

để thiết kế gi ng d y các khóa học và đánh giá việc học gi p HS phát triển các kỹ năng

đ t hiệu suất cao

Kelley, T R , và Knowles, J G 2016 trình bày quá trình tích hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong bối c nh xác thực có thể phức t p như những

thách thức toàn cầu đ i hỏi một thế hệ chuyên gia STEM mới Do đó, sinh viên thường

không quan tâm đến khoa học và toán học khi học theo cách cô lập và tách rời, thiếu

kết nối với các khái niệm xuyên suốt và các ứng dụng trong thế giới thực [15] Bài viết

vận hành các khái niệm chính của giáo dục STEM và kết hợp học tập các lý thuyết để

xây dựng một khung giáo dục STEM tích hợp h trợ nghiên cứu sâu h n v giáo dục

Gần đây, đ có một số nghiên cứu đ cập đến yếu tố Nghệ thuật Art trong giáo dục STEM và đ xuất v d y học liên ngành STEAM [42], [57], [65]

Bên c nh những nghiên cứu v giáo dục STEM, hiện nay nhi u trường Đ i học

ở Mỹ đ có những chư ng trình đào t o th c s v d y học giáo dục STEM Các

chư ng trình này hướng tới việc đào t o ra thế hệ những nhà l nh đ o, những nhà giáo

dục STEM thế kỷ 21 với những hiểu biết sâu rộng v tính chất liên ngành của STEM

và những cách tiếp cận mới cho việc gi ng d y và học tập các nội dung STEM Các

khóa học được thiết kế để truy n c m hứng cho các GV ni m đam mê v l nh vực

STEM và những kh năng để có thể gi ng d y nội dung STEM một cách hấp dẫn

C ng với việc triển khai các nghiên cứu v giáo dục STEM, đ tài c n nghiên cứu ho t động giáo dục STEM của một số quốc gia trên thế giới

a) T i Mỹ Giáo dục STEM không ph i là vấn đ quá mới, nhưng gần đây nó dành được sự quan tâm lớn của quốc gia qua luật liên bang Mối quan tâm này đến từ những nghiên

cứu cho thấy sự gi m s t v năng lực giữa HS Mỹ và các HS quốc gia khác trong môn

Toán học và Khoa học [55]

Ngay từ năm 1990, chính phủ Mỹ đ xây dựng 6 mục tiêu giáo dục và một trong

số đó là cần thiết phát triển HS thông th o v Toán học và Khoa học Phát triển năng

lực c nh tranh toàn cầu là kết qu của sáng kiến c nh tranh nước Mỹ được đ xuất bởi

tổng thống George W Bush trong năm 2006 [41] Sáng kiến này mong đợi một chính

sách nhằm th c đ y sự phát triển những thành tựu đ t được của HS thuộc các l nh vực

Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [34]

Hiệp hội Thống đốc quốc gia Mỹ xuất b n tác ph m: Những vấn đ xây dựng Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học” với những khuyến cáo cho hệ thống giáo

dục 12 năm b o đ m cho tất c HS tốt nghiệp có những năng lực STEM ở mức cao Có

ba khuyến cáo quan trọng cho những nhà ho ch định chính sách phát triển các công cụ

nhằm xây dựng những vấn đ liên quan đến STEM một cách toàn diện gồm: yêu cầu

xây dựng một cách nghiêm t c chư ng trình giáo dục STEM trong hệ đào t o 12 năm;

c i thiện d y và học STEM trên ph m vi toàn quốc; h trợ các mô hình mới tập trung

vào sự ph hợp để chắc chắn rằng tất c các HS đ u có những kỹ năng STEM sau khi

tốt nghiệp

Báo cáo c ng đưa ra những gợi ý v một sự c i cách cần thiết với các trường công lập hướng đến sự c nh tranh toàn cầu một cách hiệu qu bởi hệ thống chư ng

trình hiện t i rời r c không liên quan tới các phư ng pháp truy n thống Học sinh

không còn quan tâm tới các chủ đ mà không liên quan với đời sống hiện t i [67]

Dưới thời tổng thống Barack Obama, Chính phủ Mỹ khuyến khích các trường phổ thông xây dựng các lớp học v STEM, hợp tác với các trường Đ i học,

các doanh nghiệp gi p phát triển giáo dục STEM trong nhà trường T i trường

trung học Hàng không ở thành phố Long Island, New York, học sinh được tr i

nghiệm th vị tập trung vào giáo dục STEM v các l nh vực thuộc ngành Khoa học

hàng không và Công nghiệp v trụ Trong các lớp học truy n thống, nhà trường có

các vật thể bay để học sinh thực hành s a chữa Đây là ví dụ điển hình cho triết lí

giáo dục được Bộ Giáo dục Mỹ đ xuất v sự thay đổi trong các trường trung học,

gi p việc học của học sinh trở nên cần thiết và hứng th h n [43]

Qua kế ho ch g p gỡ và hội th o thường xuyên, GV làm việc như một người h trợ HS trong việc t o ra những kiến thức một cách liên hoàn từ chi u ngang” giữa các

môn học và chi u dọc” giữa các bậc học [47] Một trong các chiến lược chung nhất ở

Mỹ hướng tới STEM là nâng cao yêu cầu v Toán học và Khoa học đối với học sinh

tốt nghiệp Cách tiếp cận này là c sở gi p nhà trường có thể tác động tới tất c HS

Từ năm học 2007 - 2008, các bang ở Mỹ tăng đáng kể số điểm tín chỉ tốt nghiệp

ở các trường phổ thông từ 2 2 đối với môn Toán học và 2 0 đối với môn Khoa học lên

3 0 và 2 7 [40] Bên c nh đó, các GV c ng thường xuyên được tham gia các khoá bồi

dưỡng nghiệp vụ v gi ng d y STEM từ c b n đến chuyên sâu Truy n thông v giáo

dục STEM tới các bậc phụ huynh luôn được chính phủ Mỹ quan tâm bởi họ chính là

những người đóng thuế để chính phủ thực hiện các ho t động phát triển giáo dục

b T i Malaysia

Kế ho ch giáo dục của Malaysia giai đo n 2013 - 2015 gồm 11 l nh vực then chốt trong số đó là cung cấp quy n bình đ ng tiếp cận n n giáo dục đ t chất lượng

quốc tế Thiếu Công nghệ biến ngh d y học thành sự lựa chọn ngh nghiệp và dựa

vào công nghệ thông tin để mở rộng quy mô chất lượng học tập trên toàn Malaysia Dự

báo của kế ho ch giáo dục trong tư ng lai, các trường học của Malaysia đang chuyển

dịch theo hướng kỹ thuật số toàn diện h n Bộ Giáo dục Malaysia khuyến khích trường

học kết hợp với các đối tác để thực hiện những chuyển đổi giáo dục với nhi u chư ng

trình đ được bổ sung vào nhà trường như: Robotics, E-learning, truy n thông đa

phư ng tiện trong gi ng d y…

Xu hướng trong giáo dục của Malaysia cho thấy, STEM đang trở nên phổ biến

và quan trọng h n STEM có ở khắp mọi n i và định hình cuộc sống hàng ngày HS

được tiếp x c với giáo dục STEM có c hội nhận được việc làm và tiếp cận việc làm

có thu nhập tốt h n Vì vậy, các trường học có chất lượng tốt ở Malaysia đang tiếp

nhận các môn liên quan đến STEM ngày càng nhi u h n [15]

Hiện nay, Malaysia đ xây dựng chư ng trình gi ng d y mang tính tìm hiểu dựa trên các bối c nh, các câu hỏi và vấn đ , bên c nh đó Malaysia c ng xây dựng các

nguồn lực d y và học v STEM một cách toàn diện

D y học STEM, STEAM hiện đang được quan tâm khá nhi u D y học STEM, STEAM vận dụng đa d ng các phư ng pháp và kỹ thuật d y học tích cực, phát huy

được nhi u năng lực của HS Nghiên cứu v Phát triển các kỹ năng của thế kỷ 21

trong d y học Hóa học, c hội và thách thức của d y học STEAM trong việc học Hóa

học”, nhóm nhà nghiên cứu Đ i học Negeki Jakarta, Indonesia đ nghiên cứu các kỹ

năng thế kỷ 21 học tập, hiểu biết và các kỹ năng sống của HS ở hai trường trung học

công lập và tư thục trong các chủ đ v hydrocacbon, dầu mỏ, độ h a tan và axit trong

Hóa học 10 và 11 kết hợp với phư ng pháp dự án tích hợp từng thành phần STEAM

trong học tập Kết qu cho thấy, HS đ phát triển tư duy phê phán và sáng t o, kỹ năng

GQVĐ, kỹ năng cộng tác và lập luận, trách nhiệm, l nh đ o và kh năng đánh giá

thông tin [68]

Như vậy, giáo dục STEM trên thế giới đ được triển khai sâu rộng ở nhi u quốc gia, trong nhi u l nh vực khác nhau, là c sở, n n t ng cho định hướng giáo dục Việt

Nam giai đo n hiện nay Tuy nhiên, l nh vực STEM v Hóa học ít được quan tâm

nghiên cứu, nhất là cách thức phát triển kỹ năng vận dụng Hóa học vào gi i quyết vấn

đ thực ti n cho HS

1.1.2 Tại Việt Nam

Thực ti n triển khai giáo dục STEM ở Việt Nam rất đa d ng, đây c ng là đi u

tư ng đồng với các nước khác trong khu vực như Thái Lan hay Indonesia Các lo i

hình giáo dục từ các trung tâm tư nhân tới các ho t động triển khai theo các công văn

của Bộ GD-ĐT đ u có những tác động nhất định tới nhận thức, kh năng vận hành

giáo dục STEM của giáo viên ở trường phổ thông [22]

Trên tinh thần đó, đ có nhi u tài liệu, công trình nghiên cứu v giáo dục STEM, các PPDH phát huy tính tích cực của HS, kh năng vận dụng liên môn kiến

thức của GV Các nghiên cứu v d y học theo định hướng giáo dục STEM t i Việt

Nam gồm:

Nghiên cứu v giáo dục STEM/STEAM từ tr i nghiệm thực hành đến tư duy sáng t o, Nguy n Thành H i 2019 đ nghiên cứu khái niệm STEM, hướng dẫn hiểu

sao cho đ ng v giáo dục STEM, gi i thích khái niệm STEM tích hợp Bên c nh đó,

Nguy n Thành H i trình bày chi tiết cách học và d y STEM theo quy trình tích hợp 5E

gồm: Engage Gắn kết , Explore Kh o sát , Explain Gi i thích , Elaborate Mở rộng

và Evaluate Đánh giá và cách đưa yếu tố nghệ thuật vào trong giáo dục để STEM trở

thành STEAM Ngoài ra, Nguy n Thành H i c n đ cập đến môi trường học tập

STEM v học tập tr i nghiệm thực tế trong giáo dục STEM, đ c biệt là chiến lược xây

dựng và duy trì các câu l c bộ STEM Nguy n Thành H i c ng đưa ra một số bài gi ng

mẫu và các phiếu học tập theo quy trình 5E đ cập ở trên Khi nói v yêu cầu đưa ý

thức khoa học đến với HS một cách tự nhiên, tác gi đ dựa vào quan điểm Jacques

Rousseau: Ta không nên d y trẻ nhỏ khoa học; mà h y để trẻ nếm tr i nó” Câu nói

đ n gi n nhưng bộc lộ c triết lý và phư ng pháp gi ng d y STEM [10]

Nghiên cứu v giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông, Nguy n Văn Biên, Tưởng Duy H i và các cộng sự 2019 đ nghiên cứu v c sở khoa học của giáo dục

STEM Trong phần c sở, các tác gi s lược vài nét v giáo dục STEM gồm một số

quan niệm v giáo dục STEM, các nghiên cứu, xu hướng giáo dục STEM trên thế giới

và t i Việt Nam Bên c nh đó, phần c sở c ng nói rõ mục tiêu, nội dung tích hợp,

phư ng tiện, phư ng pháp và hình thức d y học tích cực như d y học theo dự án, d y

học nêu và gi i quyết vấn đ , d y học tìm t i khám phá, d y học dựa trên tr i nghiệm

Ngoài ra, các tác gi c ng xây dựng quy trình và tổ chức thực hiện giáo dục STEM ở

trường phổ thông Quy trình tổ chức thực hiện giáo dục STEM gồm quy trình tìm tòi

khám phá, quy trình 6E, quy trình TRIAL, quy trình dựa trên ho t động thiết kế kỹ

thuật và quy trình tổ chức ho t động STEM trên lớp học Các tác gi c ng phân tích

chi tiết giáo dục STEM trong từng môn học và trong ho t động giáo dục Trong môn

Hóa học, khái quát hóa đ c điểm môn Hóa học, nêu rõ c hội giáo dục STEM và các

biện pháp tổ chức giáo dục STEM Cuối c ng, đưa ra một số chủ đ giáo dục STEM

như v ng tuần hoàn của nước, xây dựng thiết bị giữ ấm vật nuôi, thiết kế hệ thống tưới

nước tự động [2] Đây là cuốn sách cung cấp các góc nhìn tổng thể h n v giáo dục

STEM phát triển năng lực và định hướng ngh nghiệp của học sinh

Nghiên cứu v thiết kế và tổ chức d y học chủ đ STEM cho học sinh THCS và THPT, Nguy n Thanh Nga và cộng sự 2018 đ trình bày khá rõ c sở lý luận v giáo

dục STEM trong trường THCS và THPT Các tác gi tìm hiểu v thuật ngữ STEM,

giáo dục STEM, mục tiêu giáo dục STEM, phân lo i giáo dục STEM, chủ đ giáo dục

STEM và thông qua giáo dục STEM phát triển năng lực sáng t o, tư duy kỹ thuật, năng

lực hướng nghiệp của HS Nguy n Thanh Nga và cộng sự đ chỉ ra sự vận dụng d y

học theo dự án và d y học mở mang tính thiết kế để tổ chức d y học chủ đ STEM

Các tác gi đ xây dựng chủ đ giáo dục STEM trong trường THCS và THPT Một vài

chủ đ liên quan đến Hóa học như chủ đ STEM ph ng chống tác h i của thuốc lá, chủ

đ pin điện hóa và thực hành tổ chức d y học các chủ đ giáo dục STEM trong trường

THCS và THPT [19]

Nguy n C m Thanh đ đ xuất mô hình MUSIC eMpowerment: trao quy n, Usefulness: hữu ích; Success: thành công; Interest: quan tâm; Caring: chăm sóc trong

ho t động tr i nghiệm sáng t o kỹ thuật theo tiếp cận STEM Nghiên cứu này s dụng

phư ng pháp định tính để thực hiện việc thiết kế và xây dựng ho t động tr i nghiệm

sáng t o kỹ thuật cho học sinh, sinh viên bằng mô hình MUSIC theo tiếp cận STEM

Nghiên cứu được phối kết hợp giữa các phư ng pháp phân tích và tổng hợp, so sánh và

phân lo i nội dung những thành tựu và kết qu nghiên cứu đ công bố, để nhìn nhận

khách quan các khái niệm STEM, kỹ năng STEM, khái niệm MUSIC và mô hình

MUSIC Nghiên cứu áp dụng cho đối tượng học sinh và sinh viên ở Việt Nam Thiết

kế được thực hiện t i khoa Sư ph m kỹ thuật, trường Đ i học Sư ph m Hà Nội [26]

Nghiên cứu d y học tích hợp phát triển năng lực học sinh – Khoa học tự nhiên,

Đ Hư ng Trà đ xây dựng nội dung d y học theo định hướng phát triển năng lực

Trên c sở đó, các tác gi đ xây dựng quy trình d y học tích hợp cho một số giáo án

cụ thể với việc vận dụng các phư ng pháp và kỹ thuật d y học tích cực, kết hợp với

đánh giá năng lực trong d y học tích hợp [30]

Dự án thí điểm Áp dụng phư ng pháp tiếp cận STEM vào bối c nh Việt Nam trong năm 2016 – 2017” của Hội đồng Anh t i Việt Nam với Bộ GD&ĐT Việt Nam

đ nhắm tới 15 trường THCS và THPT t i các tỉnh thành như Hà Nội, H i Dư ng,

H i Ph ng, Qu ng Ninh và Nam Định Đây là những bước đi quan trọng nhằm phát

triển chư ng trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia

Trên c sở phân tích tổng quan nghiên cứu đưa ra một số kết luận sau:

- STEM là c sở cho những chính sách quan trọng của các quốc gia trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, phục vụ mục tiêu phát triển và c nh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới

- Giáo dục STEM đang trở thành một xu hướng giáo dục mang tính toàn cầu

- Nghiên cứu v giáo dục STEM thu h t được nhi u sự quan tâm của các nhà giáo dục trên thế giới Các nghiên cứu đ làm sáng tỏ b n chất, vai tr và tầm quan trọng của giáo dục STEM trong bối c nh toàn cầu hóa hiện nay

- Giáo dục STEM tuy mới xuất hiện t i Việt Nam nhưng đ dành được sự quan tâm của cộng đồng và các c quan chức năng đ c biệt từ phía Bộ GD&ĐT Tuy nhiên, một số vấn đ sau đây chưa được đ cập ho c chưa được làm sáng tỏ

và đây là những vấn đ mà đ tài s nghiên cứu:

- C sở khoa học và khung lý luận của giáo dục STEM nói chung, d y học theo định hướng giáo dục STEM môn Hóa học 11 nói riêng

- Phư ng pháp luận xây dựng chủ đ giáo dục STEM

- Tiêu chí v một chủ đ giáo dục STEM, cấu tr c của nhiệm vụ STEM Tóm l i, tổng quan các nghiên cứu v giáo dục STEM cho thấy, việc nghiên cứu

c sở luận, đ xuất cách thức tổ chức khoa học có ý ngh a quan trọng nâng cao chất

lượng giáo dục STEM trong d y học môn Hóa học bậc THPT ở Việt Nam

Trần Thị Hư ng 2014 nhận định: Giáo dục là hoạt động truyền thụ và lĩnh

hội kinh nghiệm xã hội từ thế hệ trước cho thế hệ sau nhằm chuẩn bị cho thế hệ sau

tham gia lao động sản xuất và đời sống xã hội” [5, tr 7]

Trần Thị Tuyết Oanh 2006 cho rằng: Giáo dục (theo nghĩa rộng) là quá trình

tác động có mục đích, có tổ chức, có kế hoạch, có nội dung và bằng phương pháp khoa

học của nhà giáo dục tới người được giáo dục trong các cơ quan giáo dục, nhằm hình

thành nhân cách cho họ Giáo dục (theo nghĩa hẹp) là quá trình hình thành cho người

được giáo dục lý tưởng, động cơ, tình cảm, niềm tin, những nét tính cách của nhân

cách, những hành vi, thói quen cư xử đúng đắn trong xã hội thông qua việc tổ chức

cho họ các hoạt động và giao lưu” [21, tr 22]

Nguy n Sinh Huy 1995 : Theo nghĩa hẹp, giáo dục bao gồm các quá trình hoạt

động nhằm tạo ra cơ sở khoa học của thế giới quan, lý tưởng đạo đức, thái độ thẩm mỹ đối

với hiện thực của con người kể cả việc phát triển nâng cao thể lực ” [14, tr 24]

Như vậy, giáo dục là một quá trình mà trong đó kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm của người này truy n t i sang người khác qua gi ng d y, đào t o hay nghiên

cứu để từ đó định hướng h trợ m i cá nhân phát huy tối đa ưu điểm và sở thích của

b n thân khiến họ trở thành chính mình, đóng góp được tối đa năng lực cho x hội

trong khi vẫn thỏa m n được quan điểm, sở thích và thế m nh của b n thân

1.2.2 STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science Khoa học , Technology Công nghệ , Engineering Kỹ thuật và Mathematics Toán học [64] Thuật ngữ này lần đầu

tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Hoa Kỳ NSF vào năm 1990

Hiện nay, thuật ngữ STEM được d ng trong nhi u ngữ c nh khác nhau, phổ biến nhất là ngữ c nh giáo dục và ngữ c nh ngh nghiệp [29]

 Trong ngữ c nh giáo dục, STEM nhấn m nh sự quan tâm của giáo dục đối với các l nh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán STEM quan tâm đến việc

d y học tích hợp các môn học trên gắn với thực ti n để nâng cao năng lực cho

HS

 Trong ngữ c nh ngh nghiệp, STEM được hiểu là ngh nghiệp thuộc các l nh

vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, ví : nhóm ngành ngh v

CNTT; Y sinh; Kỹ thuật; Điện t và Truy n thông…