XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỂ DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN HỌC PHẦN PHI KIM – HÓA HỌC 10

Trong một bài phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ, Bill Gates đã từng nói: “Chúng ta không thể duy trì được nền kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ khi chúng ta xây dựng được lực lượng lao động có kiến thức và kỹ năng để sáng tạo”. Bill Gates đặc biệt nhấn mạnh đến vai trò của giáo dục trong việc xây dựng lực lượng lao động này. Ông nói tiếp: “Chúng ta cũng không thể duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ phi chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật”. Từ đó có thể thấy, giáo dục STEM là một sự thay đổi tất yếu theo hướng phát triển và tiến bộ. Đây không phải chỉ là một xu hướng nhất thời mang tính thời thượng mà đây là một hướng đi đúng đắn đã được chứng minh ở các nước tiên tiến đã áp dụng trước chúng ta.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

HÀ THỊ MỸ LINH

XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC

TIỄN HỌC PHẦN PHI KIM – HÓA HỌC 10

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH SƯ PHẠM HÓA HỌC

Hà Nội – 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC

TIỄN HỌC PHẦN PHI KIM – HÓA HỌC 10

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH SƯ PHẠM HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Chung

Sinh viên thực hiện khóa luận: Hà Thị Mỹ Linh

Hà Nội – 2019

LỜI CẢM ƠN

Em xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo trong khoa

Sư phạm, trường Đại học Giáo dục đã tận tình giảng dạy, truyền thụ kiến thức, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập và nghiên cứu tại Trường

Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Hữu Chung đã tận tình hướng dẫn và luôn động viên, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu Sự hiểu biết sâu sắc về khoa học cũng như kinh nghiệm của các thầy

là tiền đề để em đạt được kết quả này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, gia đình, người thân, bạn bè đã luôn quan tâm, ủng hộ, động viên, khích lệ, và giúp đỡ để tôi hoàn thành khóa luận này

Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2019

Sinh viên

Hà Thị Mỹ Linh

MỞ ĐẦU 7

1 Lí do chọn đề tài 7

2 Mục đích nghiên cứu 8

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 9

5 Phạm vi nghiên cứu 9

6 Giả thuyết khoa học 9

7 Phương pháp nghiên cứu 10

8 Cấu trúc khoá luận 10

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA DẠY HỌC HÓA HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 11

1.1.Sơ lược về dạy học STEM 11

1.1.1.Khái niệm STEM 11

1.1.2 Mục đích giáo dục STEM 12

1.1.3 Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM 14

1.1.4 Các kỹ năng của dạy học STEM 15

1.2 Các quan điểm dạy học tích hợp trong STEM 16

1.2.1 Phân loại giáo dục STEM 16

1.2.2 Chủ đề giáo dục STEM 17

1.2.3 Vai trò dạy học STEM trong phát triển năng lực cho học sinh 19

1.2.4 Các con đường giáo dục STEM cho học sinh 19

1.3 Phát triền năng lực vận dụng kiến thức trong dạy học STEM 21

1.3.1 Khái niệm năng lực 21

1.3.2 Các loại năng lực trong dạy học STEM 23

1.3.3 Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong dạy học STEM

24

1.4 Dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục STEM 26

1.4.1 Kiến thức hóa học gắn liền với thực tiễn 26

1.4.2 Cơ sở khoa học của dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục STEM 26

1.5 Thực trạng giáo dục STEM ở THPT hiện nay 32

1.5.1 Từ góc độ chương trình 32

1.5.2 Từ điều tra thực tiễn 33

Tiểu kết chương 1 38

CHƯƠNG II 39

2.1 Mỗi quan hệ giữa Hóa học với các môn học khác 39

2.1.1 Mối liên hệ giữa Hóa học với các môn học 39

2.1.2 Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung môn Hóa học 10 với mục tiêu, nội dung giáo dục STEM 39

2.1.3 Các mức độ dạy học môn Hóa học 10 theo định hướng giáo dục STEM40 2.2 Phân tích nội dung, cấu trúc chương trình nội dung phần phi kim (Hoá học 10) 41

2.2.1 Phân tích nội dung phần phi kim hóa học 10 41

2.3 Xây dựng chủ đề STEM 43

2.3.1 Mục đích, yêu cầu 43

2.3.2 Nguyên tắc xây dựng chủ đề STEM 43

2.3.3 Qui trình xây dựng chủ đề STEM 45

2.4 Tổ chức thực hiện dạy học chủ đề STEM 46

2.5.5 Một số chủ đề STEM 49

2.5 Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.64

2.5.1 Nguyên tắc đánh giá 64

2.5.2 Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập 65

2.5.3 Xây dựng Rubric đánh giá sản phẩm của học sinh 66

2.5.4 Bộ công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 67

Tiểu kết chương 2 71

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72

3.1 Thực nghiệm sư phạm 72

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 72

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 72

3.1.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 73

3.1.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 73

3.1.5 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 74

3.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 78

Tiểu kết chương 3 80

KẾT LUẬN 81

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT NGHĨA TIẾNG VIỆT

THPT Trung học phổ thông

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trong thời đại toàn cầu hoá đang diễn ra mạnh mẽ, cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học – công nghệ là sự bùng nổ của tri thức Điều đó đem lại nhiều cơ hội cũng như thách thức cho các lĩnh vực xã hội, đặc biệt là giáo dục Quá trình toàn cầu hoá yêu cầu nền giáo dục tri thức cao với những đòi hỏi về sự sáng tạo, khả năng vận dụng kiến thức khoa học công nghệ vào sản xuất Hiện nay, để bắt kịp sự thay đổi nhanh chóng của thời đại, ngành giáo dục đang tích cực triển khai đổi mới một cách mạnh mẽ, đồng bộ, toàn diện về cả mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học cũng như phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh để tạo ra được những lớp người lao động mới mà

xã hội đang cần

Một thống kê ở Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm

1950 đến 2007 Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới, có tác động lớn đến sự thay đổi nên kinh tế đổi mới

Trong một bài phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ, Bill Gates đã từng nói:

“Chúng ta không thể duy trì được nền kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ khi chúng ta xây dựng được lực lượng lao động có kiến thức và kỹ năng để sáng tạo” Bill Gates đặc biệt nhấn mạnh đến vai trò của giáo dục trong việc xây dựng lực lượng lao động này Ông nói tiếp: “Chúng ta cũng không thể duy trì được một nền kinh

tế sáng tạo trừ phi chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật”

Từ đó có thể thấy, giáo dục STEM là một sự thay đổi tất yếu theo hướng phát triển và tiến bộ Đây không phải chỉ là một xu hướng nhất thời mang tính thời thượng mà đây là một hướng đi đúng đắn đã được chứng minh ở các nước tiên tiến đã áp dụng trước chúng ta

Ở Việt Nam, định hướng phát triển đất nước sớm trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại, đặc biệt chú trọng tới phát triển kinh tế tri thức Trong chiến lược phát triển công nghiệp Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm

2035 chú trọng đào tạo nguồn nhân lực công nghiệp có kĩ năng, có năng lực sáng tạo; ưu tiên phát triển và chuyển giao công nghệ đối với các ngành Trong đó, Chính phủ đã xác định 3 nhóm ngành công nghiệp lựa chọn ưu tiên phát triển gồm: công nghiệp chế biến chế tạo, điện tử và viễn thông, năng lượng mới và năng lượng tái tạo Để xây dựng được nguồn nhân lực đó, giáo dục cần phải chuẩn

bị một lực lượng thành thạo trong lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật

Vì vậy, trong quá trình hội nhập quốc tế sâu rộng, cơ hội tiếp cận với các

xu thế mới, các mô hình giáo dục mới và học hỏi kinh nghiệm của các nước có nền giáo dục tiên tiến là cần thiết nhằm thay đổi căn bản giáo dục phổ thông tại Việt Nam Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây, hiện nay mới đang ở bước truyền thông và mang tính thử nghiệm, chưa thực sự trở thành một hoạt động giáo dục chính thức trong trường phổ thông

Tuy nhiên, giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho HS thế kỉ 21 sẽ là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của thế giới Do vậy, giáo dục STEM rất cần sự quan tâm và nhận thức của toàn

xã hội

Với các lí do trên tác giả chọn đề tài: “Xây dựng các chủ đề dạy học STEM

nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn học phần phi kim – Hóa học 10”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, xây dựng một số chủ đề STEM liên quan đến nội dung kiến

thức hoá học với các kiến thức liên môn và sử dụng trong dạy học phần phi kim

– Hoá học 10 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học hoá học ở trường phổ thông

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận liên quan đến đề tài: STEM (khái niệm, mục tiêu,

phân loại, …), năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh

- Điều tra thực trạng của dạy học STEM và phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh trong quá trình dạy học hoá học ở một số trường THPT trên địa bàn thành phố Hà Nội

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình sách giáo khoa bộ môn Hoá học hiện hành để tìm hiểu nội dung có thể áp dụng vào thí nghiệm STEM, phân tích mục tiêu, nội dung và cấu trúc phần phi kim – Hoá học 10

- Lựa chọn nội dung, quy trình thiết kế một số chủ đề dạy học STEM

- Nghiên cứu cấu trúc và biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, trên cơ sở đó thiết kế bộ công cụ đánh giá sự phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh thông qua dạy học STEM

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để bước đầu kiểm nghiệm tính khoa học, tính khả thi, tính hiệu quả của những nội dung đã đề xuất trong khoá luận

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học ở trường phổ thông

- Đối tượng nghiên cứu: Các chủ đề dạy học STEM trong phần phi kim - Hoá

học 10 và biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thông qua tổ chức dạy học các chủ đề này

5 Phạm vi nghiên cứu

- Xây dựng 3 chủ đề dạy học STEM

- Quá trình dạy – học của giáo viên – học sinh tại trường THPT Nguyễn Trãi, Ba Đình, Hà Nội

6 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế một số chủ đề dạy học STEM phần phi kim – Hoá học 10 có chất lượng tốt, tổ chức dạy học hợp lí và đem lại hiệu quả thì sẽ phát triển được

năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Hoá học ở trường phổ thông

7 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phối hợp các nhóm phương pháp nghiên cứu sau để thực hiện mục đích

và nhiệm vụ nghiên cứu:

7.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu thu thập tổng quan các vấn đề lí luận có liên quan đến đề tài

- Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống hoá, khái quát hoá,… trong nghiên cứu tổng quan các tài liệu lí luận có liên quan đã thu thập

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra, quan sát, phỏng vấn: Quan sát quá trình dạy học, điều tra về thực trạng dạy học STEM ở các trường THPT tại thành phố Hà Nội, phát triển năng lực cho học sinh

- Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học 03 chủ đề tích hợp phần phi kim Hóa học 10 tại trường THPT để khẳng định tính khả thi và hiệu quả các biện pháp đề xuất

7.3 Phương pháp xử lí thông tin

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm

8 Cấu trúc khoá luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, nội dung khoá luận gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học STEM phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh

Chương 2 Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thông qua dạy học STEM phần phi kim – Hoá học 10

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA DẠY HỌC HÓA HỌC THEO

ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1 Sơ lược về dạy học STEM

Giáo dục theo định hướng STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học - theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, giáo dục STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế

Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay

Giáo dục STEM tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ 21, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thể tác

động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa

1.1.1 Khái niệm STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) [11]

STEM là thuật ngữ rút gọn được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của Mỹ Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ (NSF) vào năm 2001 Trước đó, năm 1990, NSF dùng thuật ngữ SMET tuy nhiên thuật ngữ này có cách phát âm giống từ “SMUT” (một từ có ý nghĩa không tích cực), vì vậy SMET sau nay được đổi thành STEM Hiện nay thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp

Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lý, Hoá học, Sinh học và

Khoa học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày

Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và

đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống

Engineering (Kỹ thuật): phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ

đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kỹ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức qua nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu Kỹ thuật cũng cung cấp cho học sinh những kỹ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất

Mathematics (Toán học): phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện

luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là ngữ cảnh giáo dục và ngữ cảnh nghề nghiệp

Đối với ngữ cảnh giáo dục STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học Giáo dục STEM có thể được hiểu và diễn giải ở nhiều cấp độ như: chính sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, bài học STEM, hoạt động STEM

Đối với ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học

STEM bao gồm cả phụ nữ và dân tộc thiểu số nhằm khai thác tối đa tiềm năng con người của đất nước, tăng cường số lượng HS sẽ theo đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM

Tại Úc, mục tiêu của giáo dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách thức đang nổi lên của việc phát triển một nền kinh tế cho thế kỉ 21

Tuy các phát biểu về mục tiêu giáo dục STEM ở tầm quốc gia có khác nhau nhưng điểm chung cho các mục tiêu đó chính là sự tác động đến người học Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM như là một giải pháp trong cải cách giáo dục của các quốc gia nhằm hướng tới phát triển con người nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển của quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh

Trong luận án này trình bày mục tiêu giáo dục STEM theo nghĩa chung nhất Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm:

- Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho

học sinh

Đó là những kiến thức, kỹ năng liên quan đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học Trong đó học sinh biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn Học sinh biết sử dụng, quản lí

và truy cập Công nghệ Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm

Mục tiêu giáo dục STEM

Phát triển năng lực cốt lõi

Phát triển năng lực

đặc thù STEM

Định hướng nghề nghiệp

- Phát triển các năng lực cốt lõi cho học sinh

Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho học sinh những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỷ 21 Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học, học sinh sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công

- Định hướng nghề nghiệp cho học sinh

Giáo dục STEM sẽ tạo cho học sinh có những kiến thức, kỹ năng mang tính

nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của học sinh Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu

xây dựng và phát triển đất nước

1.1.3 Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM

Hiện nay trong giáo dục truyền thống bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được xây dựng và giảng dạy một cách độc lập Tuy việc dạy theo cách này vẫn giữ một vai trò quan trọng trong việc cung cấp những kiến thức cơ bản thuộc các lĩnh vực trên [7]

Nhưng sự tách rời này cũng sẽ đem đến một khoảng cách lớn giữa học và thực hành, giữa nhà trường và doanh nghiệp bởi nhà trường dạy theo các môn học nhưng cuộc sống thực tiễn thì lại không tồn tại theo các môn độc lập như trong nhà trường mà là những vấn đề mang tính phức hợp

HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ cần thời gian để thích nghi,

để hiểu được làm thế nào để từ cơ sở lí thuyết, nguyên lí, những kiến thức được học trong trường chuyển thành các ứng dụng thực tế Hơn nữa, tư duy liên kết các

sự vật, hiện tượng với các ứng dụng và kĩ thuật cũng rất hạn chế bởi trong chính quá trình giảng dạy định hướng nội dung, HS không có điều kiện để thấy được

những biểu hiện thực tiễn của kiến thức trong cuộc sống…

Khoa học có được những lợi ích từ sự phát triển của Công nghệ, Kĩ thuật và Công nghệ, Kĩ thuật là áp dụng những thành quả của Khoa học vào đời sống Toán học rất cần thiết cho cả Khoa học và Công nghệ, Kĩ thuật, tương tự vậy những

tiến bộ của Khoa học, Công nghệ sẽ kích thích những tiến bộ mới trong Toán

học…

Có thể thấy các lĩnh vực đều thúc đẩy nhau phát triển và hưởng lợi từ sự phát triển của nhau Trong thực tế những mối liên kết thuộc các lĩnh vực STEM ở trên

là những liên kết động và phát triển theo thời gian Các mối liên kết đó phản ảnh

những vấn đề cơ bản của cuộc sống là khám phá thế giới và cải tạo thế giới

Trong giáo dục, dạy học Khoa học là bao gồm cả việc dạy về phương pháp khoa học là một quá trình xây dựng giả thuyết và xác minh Dạy học Hóa học là dạy về sự linh hoạt, sáng tạo và đổi mới Tuy nhiên những thuộc tính này rất khó

để lượng hóa trong dạy học, nhưng những điều này lại rất cần thiết Quá trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong HS nhưng phải cần thời gian và HS cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để kích thích sự sáng tạo

Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và

Toán học nhằm mang đến cho HS những trải nghiệm thực tế thực sự có ý nghĩa

1.1.4 Các kỹ năng của dạy học STEM

Những kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kĩ năng:

- Kỹ năng khoa học: Học sinh được tảng bị những kiến thức về khái niệm,

các nguyên lí, các định luật và các cơ sở lí thuyết của giáo dục khoa học Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế

- Kỹ năng công nghệ: Học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và

truy cập được công nghệ từ những vật dụng đơn giản như chiếc bút, quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng Internet, máy móc

- Kỹ năng kỹ thuật: Học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng

và hiểu được quy trình để làm ra nó Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình Ngoài ra học sinh còn có khả năng

nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến

kỹ thuật

- Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của

toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới Học sinh có kỹ năng toán học

sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kỹ năng toán học vào cuộc sống hàng ngày

1.2 Các quan điểm dạy học tích hợp trong STEM

Dạy học tích hợp là lồng ghép các nội dung thực tế cần thiết vào những nội dung vốn có của một môn học Thí dụ: lồng ghép nội dung giáo dục dân số, giáo dục môi trường, bảo vệ sức khỏe, giáo dục tiết kiệm, … vào nội dung các môn học: địa lí, sinh học, vật lí, hóa học, toán, ngoại ngữ, giáo dục công dân, … Bên cạnh đó, giáo viên sẽ xây dựng môn học tích hợp từ các môn học truyền thống Điều này hoàn toàn phù hợp với giáo dục STEM

1.2.1 Phân loại giáo dục STEM

Việc phân loại giáo dục STEM là cần thiết bởi đó là một trong những cơ sở cho việc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM, phương pháp giáo dục STEM hay xây dựng các chủ đề giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai giáo dục STEM khác nhau

Bảng 1.1 Bảng phân loại STEM

Phân loại dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề

STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu

người học cần vận dụng kiến thức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

STEM khuyết: là loại hình STEM mà người

học không phải vận dụng kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây

dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trong chương trình giáo dục phổ thông Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và nghiên cứu Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn

Phân loại dựa vào mục đích dạy học

STEM dạy kiến thức mới: là STEM được xây

dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà học sinh chưa được học (hoặc được học một phần) Học sinh sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới

STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên

cơ sở những kiến thức học sinh đã được học STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho học sinh năng lực vận dụng lí thuyết vào thực tế Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu

1.2.2 Chủ đề giáo dục STEM

Khi xây dựng một chủ đề giáo dục STEM, một số câu hỏi có thể gặp phải với các giáo viên đó là liệu chủ đề được xây dựng có đúng theo tinh thần STEM hay không hay là một chủ đề tích hợp khoa học đơn thuần Điều gì tạo nên sự khác biệt một chủ đề giáo dục STEM với các chủ đề học tập khác Điều đầu tiên cần phải khẳng định trước hết một chủ đề dạy học theo định hướng STEM phải là một chủ đề mang tính tích hợp Khái niệm STEM hay giáo dục STEM là một khái

niệm rộng và nhiều tầng bậc, do vậy điều này cũng ảnh hưởng tới việc xác định hay cách đánh giá về một chủ đề giáo dục STEM

Chủ đề STEM hướng tới giải quyết các vấn đề trong thế giới thực: Vận

dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề thực tiễn chính là mục tiêu của dạy học theo quan điểm STEM Do vậy, bài học STEM không phải là để giải quyết các vấn đề mang tính tưởng tượng và xa rời thực tế mà nó luôn hướng đến giải quyết các vấn đề các tình huống trong xã hội, kinh tế, môi trường trong cộng đồng địa phương của họ cũng như toàn cầu

Chủ đề STEM định hướng thực hành: Định hướng hành động là một đặc

điểm của quan điểm STEM Chỉ khi chủ đề STEM định hướng thực hành mới đảm bảo hình thành và phát triển năng lực cho học sinh Điều này sẽ giúp học sinh

có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ được hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn và sâu hơn Học sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác Với cách học này, giáo viên không còn là người truyền đạt kiến thức nữa

mà sẽ là người hướng dẫn để học sinh tự xây dựng kiến thức cho chính mình

Chủ đề STEM khuyến khích làm việc nhóm giữa các học sinh: Trên thực tế

có những chủ đề STEM vẫn có thể triển khai cá nhân Tuy nhiên, làm việc theo nhóm là hình thức làm việc phù hợp trong việc giải quyết các nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn Làm việc theo nhóm là một kĩ năng quan trọng trong thế kỉ 21 bên cạnh đó khi làm việc theo nhóm học sinh sẽ được đặt vào môi trường thúc đẩy các nhu cầu giao tiếp chia serys tưởng và cùng nhau phát triển giải pháp

Tư tưởng của dạy học theo định hướng STEM là dựa trên sự kết nối kiến thức của các lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học cũng như gắn với các tình huống thực tiễn Mặt khác, thông qua các ứng dụng trong Kỹ thuật, Công nghệ, các kiến thức Khoa học tự nhiên và Toán học được hiểu một cách sâu sắc và cụ thể hơn

Trong dạy học định hướng STEM, nội dung và phương pháp dạy học không giới hạn ở dạy học lý thuyết mà có sự liên kết giữa lý thuyết và thực hành, giữa

tư duy và hành động thông qua những quy trình kĩ thuật Mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM được xây dựng trên cơ sở của dạy học tích hợp

1.2.3 Vai trò dạy học STEM trong phát triển năng lực cho học sinh

Khi học theo phương pháp STEM, các nhóm kỹ năng học sinh sẽ được hình thành, rèn luyện và phát triển: Học sinh được rèn luyện 4 nhóm kĩ năng, năng lực sau:

1 Tư duy khoa học

2 Khả năng nhận thức các vấn đề (ứng dụng và tác động đến cuộc sống)

3 Kỹ năng diễn đạt các ý tưởng và giao tiếp với người khác

4 Kỹ năng đánh giá bằng chứng và đưa ra giải pháp

Học sinh sẽ thực sự là những nhà khoa học nhí, tự thiết kế những sản phẩm theo ý tưởng của mình dựa trên những kiến thức học được

1.2.4 Các con đường giáo dục STEM cho học sinh

Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới không có môn học mang tên STEM cụ thể trong chương trình giáo dục phổ thông Giáo dục STEM thường được lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạt câu lạc bộ khoa học, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay được giảng dạy thông qua các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ

Nội dung dưới đây trình bày một số con đường để giáo dục STEM cho HS trong đó tập trung phân tích giáo dục STEM thông qua dạy học các môn học vì đây là hướng nghiên cứu của đề tài [7]

1.2.4.1 Giáo dục STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp

Trên thế giới, các hoạt động giáo dục nhằm phát triển năng lực, sự sáng tạo, phẩm chất và kĩ năng, giáo dục sự nhân văn… được rất nhiều quốc gia quan tâm đặc biệt là các quốc gia tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông theo hướng phát triển năng lực Một số quốc gia gọi đó là hoạt động giáo dục ngoài trời, hoạt động

ngoài giờ lên lớp hay hoạt động trải nghiệm Các hoạt động này thường được xây dựng dựa trên các chủ đề rất đa dạng, một trong số đó liên quan đến khám phá thế giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, Kĩ thuật…

Tuy tên gọi, nội dung khác nhau nhưng nhìn chung các hoạt động trên đều hướng tới việc cung cấp cho HS các tình huống, bối cảnh đa dạng và phong phú đòi hỏi sự phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép HS tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt được kết quả tốt hơn; cung cấp cho HS cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm Bên cạnh đó tại nhiều quốc gia, giáo dục không chỉ phó mặc cho nhà trường mà còn có sự tham gia của các

cá nhân, tổ chức nhằm thúc đẩy sự chung tay góp sức của toàn xã hội trong việc chia sẻ sứ mệnh giáo dục Đây là những điều kiện thuận lợi để giáo dục STEM cho HS

1.2.4.2 Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vực STEM

Mô hình giáo dục STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên khá phổ biến trên thế giới, đặc biệt là ở nước Anh trong đó nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các chủ đề STEM và được giảng dạy theo các cách khác nhau :

+ Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất

Đây là mô hình ở dạng đơn giản nhất, tuỳ theo quy mô của chủ đề mà có thể được thiết kế để dạy trong một tiết hoặc nhiều tiết trong đó GV sẽ phân chia thời gian để HS tham gia các hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các giải pháp hay cách thức để giải quyết vấn đề; thu thập thông tin, bằng chứng và cuối cùng là tổng kết, rút ra các kiến thức

+ Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học

Chủ đề STEM dạng này bao trùm nhiều hơn một môn học Về bản chất, các môn học sử dụng chung một vấn đề, một bối cảnh Các GV dạy mỗi môn học khác nhau sẽ dạy chủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trong một môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình Ví dụ như về chủ đề “Chất lượng nguồn nước”, GV môn Hoá Học sẽ cho HS tìm hiểu dưới góc độ nghiên cứu về

độ pH trong nước trong khi đó GV môn Sinh học dạy HS theo định hướng STEM

tập trung vào nghiên cứu loài sinh vật trong nguồn nước đó và ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước như thế nào hay GV môn Địa lí có thể hướng dẫn HS tìm hiểu

ở góc độ là nguồn nước bắt đầu từ đâu, cấu tạo địa chất có ảnh hưởng như thế nào tới nguồn nước…

+ Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp

Chủ đề STEM dạng này khá phức tạp, nó có sự liên kết kiến thức giữa các môn rất chặt chẽ Các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên môn riêng của mình Nhưng những nội dung được giải quyết trong môn học trước

sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau Các môn học phải được phối hợp với nhau để dạy những nội dung có tính chất gối nhau Như trên đã đề cập, mô hình này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các môn học đảm bảo cho những gì HS được học ở môn này sẽ là tiền đề, điều kiện về kiến thức, kĩ năng để các em có thể học được ở môn tiếp theo Thứ hai nó đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa các

GV phụ trách các môn học, bất kì một sự thay đổi nào về kiến thức, về thời gian… cũng làm hưởng đến mô hình

1.3 Phát triền năng lực vận dụng kiến thức trong dạy học STEM

1.3.1 Khái niệm năng lực

Có rất nhiều các tác giả các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đưa ra khái niệm năng lực

Theo từ điển tâm lí học ( Vũ Dũng 2000) “ Năng lực là tập hợp các tính chất

hay phẩm chất của tâm lý cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong, tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định”

Theo John Erpenbeck “ Năng lực được tri thức làm cơ sở, được sử dụng như

khả năng, được qui định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và được hiện thực hóa qua ý chí”

Theo Weinert (2001) “Năng lực là những khả năng và kỹ xảo học được hoặc

sãn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sãn sàng

về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt”

Theo các tác giả Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường “Năng lực là một thuộc

tính phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm”

Như vậy năng lực là sự vận động tổng hợp các tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, để giải quyết các vấn đề, các nhiệm vụ trong các tình hống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết

Người học có năng lực hành động về một loại/lĩnh vực hoạt động nào đó cần hội đủ các dấu hiệu cơ bản sau:

- Có kiến thức hay hiểu biết hệ thống/ chuyên sâu về loại/ lĩnh vực hoạt động

đó

- Biết cách tiến hành hoạt động hiệu quả và đạt kết quả phù hợp với mục đích (bao gồm xác định mục tiêu cụ thể, cách thức/ phương pháp thực hiện hành động/ lựa chọn được các giải pháp phù hợp và cả các điều kiện, phương tiện để đạt mục đích)

- Hành động có kết quả, ứng phó linh hoạt, hiệu quả trong những điều kiện mới, không quen thuộc

Từ đó, có thể đưa ra một định nghĩa về năng lực hành động là: khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí để thực hiện thành công một loại công việc trong một bối cảnh nhất định

Năng lực của học sinh (HS) là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức,

kĩ năng, thái độ phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp

lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực cần đảm bảo các yêu cầu sau: + Mục tiêu dạy học phải mô tả và hình thành được năng lực cho học sinh + Trong các môn học phải mô tả được năng lực đặc thù của môn học

+ Năng lực là sự kết hợp của tri thức, hiểu biết, khả năng , mong muốn… + Xây dựng và lựa chọn phương pháp phù hợp với định hướng phát triển năng lực

+ Cần chú trọng đồng thời phát triển năng lực chung và năng lực chuyên môn cho học sinh

1.3.2 Các loại năng lực trong dạy học STEM

Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc của chúng Có nhiều loại năng lực khác nhau, việc mô tả cấu trúc và các thành phần năng lực cũng khác nhau

Cấu trúc năng lực được mô tả là sự kết hợp của bốn năng lực thành phần sau:

Năng lực chuyên môn: Khả năng thực hiện các nhiệm vụ chuyên môn cũng

như đánh giá kết quả một cách độc lập, có phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn (bao gồm cả khả năng tư duy logic, phân tích, tổng hợp và trừu tượng, khả năng nhận biết các mối quan hệ hệ thống và quá trình)

Năng lực phương pháp: Là khả năng hành động có kế hoạch, định hướng

mục đích trong việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề Trung tâm của năng lực phương pháp là những phương thức nhận thức, xử lý, đánh giá, truyền thụ và giới thiệu trình bày tri thức Nó được tiếp nhận qua việc học phương pháp luận – giải quyết vấn đề

Năng lực xã hội: Là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống xã

hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau với sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác Trọng tâm là:

- Ý thức được trách nhiệm của bản thân cũng như của những người khác, tự chịu trách nhiệm, tự tổ chức

- Có khả năng thực hiện các hoạt động xã hội, khả năng cộng tác và giải quyết xung đột

Năng lực cá thể: Khả năng xác định, suy nghĩ và đánh giá được những cơ

hội phát triển cũng như những giới hạn của mình, phát triển được năng khiếu cá nhân cũng như xây dựng kế hoạch cho cuộc sống riêng và hiện thực hoá kế hoạch đó; những quan điểm, chuẩn giá trị đạo đức và động cơ chi phối các hành vi ứng

xử

Từ cấu trúc của khái niệm năng lực cho thấy giáo dục định hướng phát triển năng lực không chỉ nhằm mục tiêu phát triển năng lực chuyên môn bao gồm tri

thức, kỹ năng chuyên môn mà còn phát triển năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể Những năng lực này không tách rời nhau mà có mối quan

hệ chặt chẽ Năng lực hành động được hình thành trên cơ sở có sự kết hợp các năng lực này

Trong quá trình dạy và học, năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh chia thành hai nhóm chính là đó là nhóm năng lực chung (năng lực cốt lõi)

và nhóm năng lực chuyên biệt (năng lực đặc thù)

1.3.3 Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong dạy học STEM

1.3.3.1 Khái niệm NLVDKT

NLVDKT vào thực tiễn là một trong những năng lực căn bản mà bất cứ HS nào cũng cần phải có, việc hoàn thiện hay mức độ đạt được năng lực này như thế nào phụ thuộc nhiều yếu tố khách quan và chủ quan

Có nhiều quan điểm liên quan đến NLVDKT vào thực tiễn Trong đó, tác giả Trịnh Lê Hồng Phương định nghĩa: “NLVDKT vào thực tiễn là khả năng người học sử dụng những kiến thức, kĩ năng đã học trên lớp hoặc học qua trải nghiệm thực tế của cuộc sống để giải quyết những vấn đề đặt ra trong những tình huống đa dạng và phức tạp của đời sống một cách hiệu quả và có khả năng biến đổi nó NLVDKT thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức” [tr 120]

Theo chúng tôi, NLVDKT là khả năng của bản thân người học tự giải quyết những vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu quả bằng cách áp dụng kiến thức đã lĩnh hội vào những tình huống, những hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó

NLVDKT của HS là khả năng của HS có thể vận dụng các kiến thức đã học

để giải quyết thành công các tình huống học tập hoặc tình huống thực tế trong đời sống hằng ngày

1.3.3.2 Các thành tố của NLVDKT

Cũng như các loại năng lực khác, NLVDKT được cấu thành bởi:

- Hệ thống kiến thức mà người học có được

- Khả năng quan sát, phân tích tình huống

- Khả năng tìm ra giải pháp để giải quyết tình huống

- Xây dựng kế hoạch để giải quyết tình huống

- Thực hiện kế hoạch, rút kinh nghiệm [12]

1.3.3.3 Các biểu hiện của NLVDKT

Theo chúng tôi, NLVDKT của HS THPT với các biểu hiện như sau[12]:

- Nêu đúng các kiến thức về tình huống cần giải quyết

- Phân tích được tình huống; phát hiện được vấn đề đặt ra của tình huống

- Lập kế hoạch để giải quyết tình huống đặt ra

- Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến tình huống

- Đưa ra được giải pháp giải quyết tình huống

- Đặt ra các tình huống mới, trao đổi với bạn bè, thày cô và tiến hành giải quyết tình huống đó

- Bước đầu nghiên cứu khoa học

1.3.3.4 Các biện pháp phát triển năng lực VDKT

Từ việc xác định tầm quan trọng của việc VDKT, các thành tố của NL VDKT, qua quá trình giảng dạy và nghiên cứu, chúng tôi đề xuất một số biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho HS như sau:

- Trước hết, giáo viên cần trang bị cho học sinh của mình nền tảng kiến thức

cơ bản một cách vững chắc

- Đưa ra các tình huống để học sinh vận dụng kiến thức theo các cấp độ từ

dễ đến khó, tăng cường các tình huống gắn liền với bối cảnh cụ thể (thực tiễn đời sống, thí nghiệm thực hành), tăng cường câu hỏi mở, câu hỏi yêu cầu học sinh sử dụng kiến thức nhiều bài, nhiều lĩnh vực, câu hỏi tích hợp

- Tạo điều kiện cho HS tự đưa ra các tình huống cần giải quyết cho các bạn cùng nhóm, lớp

- Khuyến khích học sinh lập nhóm, cùng tìm hiểu, nghiên cứu một số vấn đề mang tính thực tế, cấp thiết: lập kế hoạch, thực nghiệm, báo cáo kết quả (dù thành

công hay thất bại) Để đặt nền tảng cho năng lực VDKT, chúng tôi chú trọng đến việc trang bị cho HS kệ thống kiến thức hóa học gắn liền với thực tiễn[12]

1.4 Dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục STEM

1.4.1 Kiến thức hóa học gắn liền với thực tiễn

Theo chúng tôi, việc đưa các kiến thức hóa học gắn liền với thực tiễn trong quá trình dạy học đem lại nhiều lợi ích:

- Học sinh tiếp nhận kiến thức đó một cách tự nhiên, nhớ kiến thức được lâu hơn, hiểu được tầm quan trọng của kiến thức trong thực tiễn, từ đó tăng hứng thú học tập và tìm hiểu kiến thức

- Kích thích học sinh tìm hiểu, giải thích các hiện tƣợng thực tiễn đời sống, đặt các giả thuyết và nghiên cứu

- Có kiến thức thực tiễn sẽ thúc đẩy việc gắn kiến thức lý thuyết và thực hành trong nhà trường với thực tiễn đời sống, đẩy mạnh thực hiện dạy học theo phương châm "học đi đôi với hành"

- Kiến thức hóa học gắn liền với thực tiễn là cơ sở để học sinh giải quyết các

tình huống, bài tập hóa học thực tiễn

1.4.2 Cơ sở khoa học của dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục STEM

Tư tưởng của dạy học theo định hướng STEM là dựa trên sự kết nối kiến thức của các lĩnh vực chuyên môn: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học, cũng như gắn với các tình huống thực tiễn Những kiến thức Toán học, Khoa học

tự nhiên là cơ sở của Kĩ thuật và Công nghệ Mặt khác, thông qua các ứng dụng trong Kĩ thuật, Công nghệ, các kiến thức Khoa học tự nhiên và Toán học được hiểu một cách sâu sắc và cụ thể hơn Bên cạnh đó, giáo dục STEM còn giúp người học có khả năng vận dụng các kiến thức liên môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật

và Toán học để giải quyết các tình huống phức hợp trong cuộc sống và nghề nghiệp

Trong dạy học theo định hướng STEM, nội dung và PPDH không giới hạn ở dạy học lí thuyết mà có sự liên kết giữa lí thuyết và thực hành, giữa tư duy và

hành động thông qua những quy trình kĩ thuật Chủ đề dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục SEM được xây dựng dựa trên các cơ sở khoa học sau đây:

- Dạy học tích hợp định hướng kết quả đầu ra

Giáo dục định hướng kết quả đầu ra nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn

bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Chương trình dạy học định hướng kết quả đầu ra không quy định những nội dung dạy học chi tiết mà quy định những kết quả đầu ra mong muốn của quá trình đào tạo [5] Đặc điểm này sẽ ảnh hưởng đến việc xây dựng chủ đề, xác định mục tiêu và lựa chọn các nội dung học tập để xây dựng bài học STEM

- Dạy học tích hợp nhằm phát triển năng lực cho HS

Dạy học tích hợp là một trong những quan điểm giáo dục nhằm nâng cao năng lực của người học [1] Dạy học tích hợp là định hướng về nội dung và PPDH, trong đó GV tổ chức, hướng dẫn để HS biết huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập; thông qua

đó hình thành những kiến thức, kĩ năng mới; phát triển được những năng lực cần thiết, nhất là năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống [2] Đặc điểm này là cơ sở cho việc xây dựng các hoạt động trong giáo dục STEM

- Dạy học tích hợp biểu hiện cách tiếp cận lấy người học làm trung tâm Dạy học lấy người học là trung tâm đòi hỏi người học là chủ thể của hoạt động học, họ phải tự học, tự nghiên cứu để tìm ra kiến thức bằng hành động của chính mình, người học không chỉ được đặt trước những kiến thức có sẵn ở trong bài giảng của GV mà phải tự đặt mình vào tình huống có vấn đề của thực tiễn, cụ

thể và sinh động của nghề nghiệp rồi từ đó tự mình tìm ra cái chưa biết, cái cần khám phá học để hành, hành để học, tức là tự tìm kiếm kiến thức cho bản thân Trong dạy học lấy người học làm trung tâm đòi hỏi người học tự thể hiện mình, phát triển năng lực làm việc nhóm, hợp tác với nhóm, với lớp Sự làm việc theo nhóm này sẽ đưa ra cách thức giải quyết đầy tính sáng tạo, kích thích các thành viên trong nhóm hăng hái tham gia vào giải quyết vấn đề Đặc điểm này là căn cứ để xác định các loại hình giáo dục STEM, là căn cứ để xây dựng các hoạt động trong giáo dục STEM

- Nội dung được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức giữa các môn học với nhau và với thực tiễn cuộc sống Thực hiện môn học tích hợp, các quá trình học tập không bị cô lập với cuộc sống hàng ngày, các kiến thức gắn với kinh nghiệm sống của HS và được liên hệ với các tình huống cụ thể, có ý nghĩa đối với HS Khi đó HS được dạy sử dụng kiến thức trong những tình huống cụ thể và việc giảng dạy kiến thức không chỉ là lí thuyết mà còn phục vụ thiết thực cuộc sống con người, để làm người lao động, công dân tốt…

Mặt khác, các kiến thức sẽ không lạc hậu do thường xuyên cập nhật với cuộc sống [1] Đây là cơ sở để xây dựng các ngữ cảnh trong giáo dục STEM

1.4.2.2 Dạy học định hướng phát triển năng lực

Giáo dục STEM là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp

HS không chỉ hiểu biết về nguyên lí mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày [4]

Do vậy dạy học theo định hướng phát triển năng lực là một trong các cơ sở khoa học của giáo dục STEM được thể hiện ở các nội dung cơ bản sau:

- Hệ thống mục tiêu được mô tả tường minh rõ ràng về hệ thống các năng lực

Khác với dạy học định hướng nội dung, dạy học định hướng năng lực tập trung vào kết quả học tập của HS tức là quan tâm tới “đầu ra” Đây là cơ sở cho việc lựa chọn nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức và kiểm tra đánh giá

nhằm đảm bảo kết quả đầu ra như mong muốn Do vậy, trong dạy học định hướng năng lực kết quả học tập hay là mục tiêu thường được mô tả thông qua hệ thống các năng lực một cách chi tiết, rõ ràng có thể quan sát và đánh giá được Đặc điểm này của dạy học định hướng năng lực là cơ sở khoa học quan trọng trong việc xây dựng mục tiêu giáo dục STEM và bảng kiểm đánh giá các năng lực của HS thông qua bài học STEM

- Dạy học dựa trên định hướng hành động

Tư tưởng của dạy học dựa trên định hướng hành động là: người học sẽ học tốt nhất khi được trực tiếp tham gia vào hoạt động học tập trải nghiệm; kiến thức phải được khám phá bởi chính các cá nhân nếu nó có ý nghĩa quan trọng với họ hoặc tạo ra sự khác biệt trong hành vi của họ và người học sẽ có quyết tâm cao khi họ được tự do thiết lập các mục tiêu học tập của mình và có thể chủ động theo đuổi nó trong một khuôn khổ nhất định [10] Dạy học theo dự án là một hình thức điển hình của dạy học định hướng hành động, trong đó HS tự lực thực hiện trong nhóm một nhiệm vụ học tập phức hợp, gắn với các vấn đề thực tiễn, kết hợp lí thuyết và thực hành, có tạo ra các sản phẩm có thể công bố Trong dạy học theo

dự án, có thể vận dụng nhiều lí thuyết và quan điểm dạy học hiện đại như lí thuyết kiến tạo, dạy học định hướng HS, dạy học hợp tác, dạy học tích hợp, dạy học khám phá, sáng tạo, dạy học theo tình huống và dạy học định hướng hành động

Do vậy, vận dụng dạy học định hướng hành động có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng nguyên lí giáo dục kết hợp lí thuyết với thực tiễn, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội của giáo dục STEM Đây là cơ sở trong việc lựa chọn PPDH trong giáo dục STEM

- Tư tưởng dạy học tích hợp liên môn và định hướng vận dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn

Dạy học tích hợp liên môn là dạy học những nội dung kiến thức liên quan đến hai hay nhiều môn học "Tích hợp" là nói đến phương pháp và mục tiêu của hoạt động dạy học còn "liên môn" là đề cập tới nội dung dạy học Các chủ đề liên môn, tích hợp có tính thực tiễn nên sinh động, hấp dẫn, có ưu thế trong việc tạo

ra động cơ, hứng thú học tập cho HS [6]

Dạy học tích hợp liên môn không chỉ chú ý tích cực hoá HS về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn Tăng cường việc học tập trong nhóm, đổi mới quan hệ GV - HS theo hướng cộng tác Đặc điểm này của dạy học định hướng năng lực là cơ sở để xây dựng các chủ đề giáo dục STEM gắn với thực tiễn cuộc sống

- Đánh giá trong dạy học định hướng năng lực là đánh giá quá trình

Về bản chất, đánh giá năng lực là đánh giá khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng thực hiện nhiệm vụ của HS và việc đánh giá này là đánh giá cả quá trình vì

sự tiến bộ của HS [9] Đánh giá quá trình là những phản hồi cần thiết cho cả GV

và HS về những hiểu biết hiện tại và phát triển kĩ năng nhằm xác định những bước tiếp theo [8]

Đánh giá quá trình được xem là một phương thức tạo động lực học tập cho người học hiệu quả và có tác động ngay tức thì đến quá trình học Đánh giá trong dạy học định hướng năng lực sẽ là cơ sở để xây dựng nội dung đánh giá trong quy trình giáo dục STEM

1.4.2.3 Môn Hóa học trong chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam

Nội hàm môn Hóa học trong chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam là

cơ sở khoa học quan trọng trong việc xây dựng các chủ đề và nội dung giáo dục STEM

- Về mục tiêu tổng quát môn Hóa học

Hoá học là ngành khoa học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, nghiên cứu

về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của chất Hoá học kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm, là cầu nối các ngành khoa học tự nhiên khác như Vật lý, Sinh học, Y dược và Địa chất học Những tiến bộ trong lĩnh vực hóa học gắn liền với sự phát triển của những phát hiện mới trong các lĩnh vực của các ngành Sinh học, Y học và Vật lý Hoá học đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống, sản xuất, góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội Những thành tựu của hoá học được ứng dụng vào các ngành vật liệu, năng lượng, dược phẩm, công nghệ sinh học , nông - lâm - ngư nghiêp, khoa học vũ trụ

Trong nhà trường phổ thông, 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 Môn Hoá học ở trường phổ thông có mối quan hệ với nhiều lĩnh vực giáo dục khác Cùng với Toán học, Tin học và Công nghệ, môn Hoá học góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới

Chương trình môn Hoá học cấp trung học phổ thông đảm bảo tính khoa học

(cơ bản, hiện đại), kế thừa và phát triển các nội dung giáo dục của môn Khoa học

tự nhiên ở trung học cơ sở theo cấu trúc đồng tâm kết hợp cấu trúc tuyến tính nhằm mở rộng và nâng cao kiến thức, kỹ năng cho học sinh Ở cấp trung học cơ

sở, thông qua môn Khoa học tự nhiên, học sinh mới làm quen với một số kiến thức hoá học cơ bản ở mức độ định tính, mô tả trực quan, chưa hiểu rõ cơ sở của

cấu tạo chất và bản chất của quá trình biến đổi hoá học Chương trình Hoá học

lớp 10 trang bị cho học sinh các kiến thức cơ sở hóa học chung về cấu tạo chất và quá trình biến đổi hoá học, là cơ sở lý thuyết chủ đạo để học sinh giải thích được bản chất, nghiên cứu được quy luật hoá học ở các nội dung hoá học vô cơ ở lớp

11 và hoá học hữu cơ ở lớp 12

Điểm mới quan trọng nhất trong Chương trình môn Hóa học là định hướng tăng cường bản chất hoá học của đối tượng; giảm bớt và hạn chế các nội dung phải ghi nhớ máy móc cũng như phải tính toán theo kiểu “toán học hoá”, ít đi vào bản chất hoá học và thực tiễn

Để phát triển phẩm chất và năng lực của người học, Chương trình môn Hóa học chú trọng trang bị các khái niệm công cụ và phương pháp sử dụng công cụ, đặc biệt là giúp học sinh có kỹ năng thực hành thí nghiệm, kỹ năng vận dụng các tri thức hoá học vào việc tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn, đáp ứng được yêu cầu của cuộc sống

Chương trình môn Hóa học vận dụng các phương pháp giáo dục tích cực

hóa hoạt động của người học, nhằm khơi gợi hứng thú, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, tăng cường các hoạt động trải nghiệm, rèn luyện kỹ

năng cho học sinh Cách đánh giá kết quả giáo dục cũng được đổi mới để hỗ trợ việc phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh

1.5 Thực trạng dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở THPT

1.5.1 Từ góc độ chương trình

Theo nghĩa rộng có thể nói chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam đã quan tâm đến giáo dục STEM, các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật được đưa vào giảng dạy trong tất cả các bậc học

Tuy nhiên, chương trình và sách giáo khoa hiện hành ở Việt Nam chưa được xây dựng như một chỉnh thể mang tính xuyên suốt từ các cấp học, các môn học, hoạt động giáo dục; một số nội dung các môn học và hoạt động giáo dục chưa cân đối, chưa phù hợp với đối tượng Nội dung chương trình, sách giáo khoa hiện hành tuy bước đầu đã được xây dựng theo quan điểm tích hợp và phân hóa nhưng việc thực hiện dạy học tích hợp và phân hóa chưa có hiệu quả cao, chưa đạt được yêu cầu của mục tiêu chương trình [3]

Theo nghĩa hẹp dựa trên các yêu cầu của giáo dục STEM, nhất là hiệu quả tích hợp các môn học và vận dụng thực tế có thể thấy chương trình giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay chưa thực sự có giáo dục STEM

Nếu như ở bậc tiểu học, ít nhiều có tinh thần tích hợp trong chương trình như

bộ môn Tìm hiểu Tự nhiên và Xã hội, Khoa học thì lên THCS và THPT các môn học này lại độc lập, mới tích hợp ở một số nội dung trong từng môn học riêng lẻ

Chương trình các môn Toán học, Khoa học tự nhiên, Kĩ thuật và Công nghệ được xây dựng theo cách tiếp cận nội dung, chưa coi trọng yêu cầu hình thành và phát triển năng lực Do thiếu sự gắn kết giữa kiến thức, kĩ năng của các môn học nên chương trình các môn Khoa học tự nhiên còn nặng về kiến thức hàn lâm, nhẹ

về yêu cầu thực hành, vận dụng đã dẫn đến tình trạng phần lớn HS, sinh viên thiếu

kĩ năng thực hành nghề nghiệp, ứng dụng CNTT, thiếu chủ động, sáng tạo, hạn chế vận dụng kiến thức vào sản xuất và đời sống

1.5.2 Từ điều tra thực tiễn

1.5.2.1 Thực trạng dạy học môn Hóa học

Để tìm hiểu về thực trạng dạy học môn Hóa học phổ thông dưới góc độ định hướng giáo dục STEM, chúng tôi đã tiến hành điều tra 30 GV môn Hóa học ở cả

TP Hà Nội và 40 học sinh để đưa ra kết quả khách quan nhất

PHIẾU ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH HỌC MÔN HÓA HỌC CỦA

HỌC SINH THPT

Nhằm mục đích nghiên cứu đề tài: “Xây dựng các chủ đề dạy học STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn” chúng tôi mong nhận được những ý kiến khách quan từ các em Xin chân thành cám ơn!

Lớp:

Trường: Quận:

Giờ chúng mình cùng làm trắc nghiệm nha!

Câu 1: Các em có yêu thích các môn khoa học tự nhiên (toán, lí, hóa…) không?

A Có

B Không

Câu 2: Có nghe cụm từ : “giáo dục STEM ” trước đây không?

xuyên

Thi thoảng

Hiếm khi Nghe GV giảng và ghi chép

Đọc trong SGK để trả lời câu hỏi

Trao đổi, thảo luận với bạn để giải quyết

PHIẾU ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH DẠY HỌC MÔN HÓA HỌC CỦA

GIÁO VIÊN THPT TẠI ĐỊA BÀN HÀ NỘI

Nhằm mục đích nghiên cứu đề tài: “Xây dựng các chủ đề dạy học STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn” chúng tôi mong nhận được những ý kiến khách quan từ quý thầy cô Xin chân thành cám ơn!

Công tác tại:

Thâm niên giảng dạy:

Câu 1: Quý thầy/cô đã từng nghe cụm từ :“giáo dục STEM” chưa?

A Đã từng

B Chưa

Câu 2: Các thầy/cô có hiểu rõ “giáo dục STEM” ?

A Có

B Không

Câu 3: Các hoạt động trong giờ học hóa học hiện tại

Các hoạt động

Mức độ hoạt động Thường

xuyên

Thi thoảng

Hiếm khi Giảng và để HS ghi chép

Để HS trao đổi, thảo luận với bạn để giải

quyết một vấn đề

Cho HS làm thí nghiệm hoặc thực hành

Để HS đưa ra các vấn đề mà em quan tâm

trong bài học

Hướng dẫn HS giải quyết các vấn đề học

tập dựa vào kiến thức đã học

1.5.2.2 Xử lí kết quả

a Đối với học sinh

xuyên

Thi thoảng

Hiếm khi

Nghe GV giảng và ghi chép 82% 17% 1% Đọc trong SGK để trả lời câu hỏi 77% 19% 4% Trao đổi, thảo luận với bạn để giải quyết một

b Đối với giáo viên

Quý thầy/cô đã từng nghe

xuyên

Thi thoảng

Hiếm khi

Nghe GV giảng và ghi chép 69% 22% 9%

Để học sinh trao đổi, thảo luận với bạn để giải

quyết một vấn đề

11% 24% 65%

Cho HS làm thí nghiệm hoặc thực hành 13% 30% 57%

Để HS tự đưa ra các vấn đề mà em quan tâm

trong bài học

15% 22% 63%

Hướng dẫn HS giải quyết các vấn đề học tập

dựa vào kiến thức đã học

10% 21% 69%

Hình 1.1Biểu đồ thể hiện các hoạt động của học sinh trong giờ Hóa học

Nhận xét: Từ kết quả trên ta thấy rằng, định hướng giáo dục STEM còn khá mới mẻ, chưa thực sự được áp dụng trong chương trình dạy học một cách hợp lí Trong giờ học giáo viên chủ yếu dạy theo phương pháp thuyết trình (hơn 60% thường xuyên), học sinh lắng nghe và ghi chép Các hoạt động trao đổi, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề cũng áp dụng nhưng không phổ biến

đưa ra các vấn

đề giải quyết các vấn đề

Tiểu kết chương 1

Trong chương này nghiên cứu đã trình bày tổng quan cơ sở lí luận của dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục STEM Những nội dung chính của chương này có thể tóm tắt như sau:

Thứ nhất: Giáo dục STEM bản chất là dạy học tích hợp của các lĩnh vực là Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học

Thứ hai: Giáo dục STEM không chỉ cung cấp cho HS những kiến thức về mặt lí thuyết mà còn tạo cơ hội cho HS được trải nghiệm, vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề của cuộc sống gắn với bối cảnh thực tiễn, thông qua

đó phát triển các năng lực chung ở HS Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn rất quan trọng với HS

Tiến hành điều tra quá trình dạy và học môn hóa học ở trường THPT nhằm cung cấp các thông tin một cách khách quan nhất Ta thấy mặc dù định hướng giáo dục STEM đã được nước ta quan tâm từ khá lâu, nhưng vẫn chưa thực sự được áp dụng một cách triệt để nhằm giúp học sinh nâng cao chất lượng học tập

CHƯƠNG II XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN

2.1 Mỗi quan hệ giữa Hóa học với các môn học khác

2.1.1 Mối liên hệ giữa Hóa học với các môn học

Mối liên hệ liên môn của Hoá học với các môn học khác là sự phản ánh mối liên hệ tác động qua lại của Hoá học với các khoa học tự nhiên vào trong nội dung và phương pháp dạy học của Hoá học nhằm đảm bảo hình thành những hiểu

biết nhất quán và toàn diện về tự nhiên, đồng thời cũng hình thành cả thế giới quan duy vật biện chứng nhất quán cho học sinh Con đường thực hiện mối liên

hệ môn trong quá trình dạy học nói chung, trong dạy học Hoá học, Vật lí, và Sinh học nói riêng có hiệu quả sư phạm thiết thực, to lớn Nó không chỉ giúp tiết kiệm thời gian, sức lực của giáo viên và học sinh mà còn có tác dụng kích thích hứng thú học tập, tăng cường khả năng tư duy, hoạt động độc lập sáng tạo của học sinh, giúp cho việc giáo dục chủ nghĩa duy vật biện chứng, kết quả là nâng cao chất lượng học tập, nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học

2.1.2 Mối quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung môn Hóa học 10 với mục tiêu, nội dung giáo dục STEM

Về bản chất, giáo dục STEM là giáo dục tích hợp kiến thức của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong một nội dung học tập cụ thể Về mục tiêu, giáo dục STEM nhằm bảo đảm cho HS có những kĩ năng về STEM Mục tiêu này nhằm trang bị cho mỗi người học những kiến thức, sự hiểu biết về các khái niệm

và quan trọng là kĩ năng tư duy đến từ việc trải nghiệm các nội dung thuộc giáo dục STEM Giáo dục STEM nhằm xây dựng một lực lượng lao động có năng lực nhằm đáp ứng nguồn cung các nghề nghiệp liên quan đến lĩnh vực STEM được

dự kiến sẽ tăng mạnh trong tương lai gần Tăng cường tính cạnh tranh nguồn nhân lực trong bối cảnh toàn cầu hóa Giáo dục STEM nhằm mục đích đào tạo tốt nhất cho các chuyên gia/nhân tài về lĩnh vực STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM còn nhằm mục đích tăng cường sự quan tâm, tham gia của phụ nữ và dân tộc thiểu số

đến các lĩnh vực STEM nhằm khai tác tối đa tiềm năng con người của đất nước Đối chiếu mục tiêu môn Hóa học 10 với mục tiêu của giáo dục STEM cho thấy

có nhiều điểm tương đồng, cả hai đều hướng tới định hướng HS vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế

Từ những dữ liệu trên cho thấy mục tiêu của môn Hóa học và mục tiêu của giáo dục STEM có nhiều điểm chung Về mạch nội dung có nhiều điểm tương đồng bởi môn Hóa học bản chất cũng đã mang tính tích hợp Đây là cơ sở để triển khai dạy học môn Hóa học theo định hướng giáo dục STEM

2.1.3 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