Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng dạy học STEM phần Hóa học phi kim lớp 11 nhằm phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh

 1 
 BÁO CÁO SÁNG KIẾN 
I. ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN 
 Để đáp ứng xu thế phát triển và hội nhập của thế kỷ XXI , nhiều nƣớc trên thế 
giới đã và đang quan tâm đến vấn đề đổi mới giáo dục phổ thông và giáo dục đại học. Ở 
nƣớc ta trong những năm qua, công cuộc đổi mới giáo dục đã đƣợc Đảng, nhà nƣớc và 
toàn xã hội quan tâm. Hiện nay, ngành giáo dục đang tích cực triển khai đổi mới một 
cách mạnh mẽ, đồng bộ, toàn diện về cả mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp, phƣơng tiện 
dạy học, cũng nhƣ phƣơng pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh (HS) để 
tạo ra đƣợc những lớp ngƣời lao động mới mà xã hội đang cần. Đó là con ngƣời có khả 
năng đáp ứng đƣợc những đòi hỏi của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất 
nƣớc. 
 Trong chƣơng trình giáo dục phổ thông, Hoá học là môn học thuộc nhóm môn 
khoa học tự nhiên, đƣợc học sinh lựa chọn theo định hƣớng nghề nghiệp, sở thích và 
năng lực của bản thân. Cùng với Toán học, Vật lí, Sinh học, Tin học và Công nghệ, 
môn Hoá học góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hƣớng giáo dục 
đang đƣợc coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới. 
 Giáo dục STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những 
con ngƣời có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trƣờng làm việc có tính sáng tạo cao 
với những công việc đòi hỏi trí óc của thế kỷ 21. Chính vì vậy, Giáo dục STEM đòi hỏi 
ngƣời GV dạy học thông qua việc giao các nhiệm vụ cho HS. Khi đó HS đƣợc tiến 
hành thí nghiệm, đƣợc vận dụng kiến thức, kĩ năng hóa để giải thích các hiện tƣợng có 
trong đời sống, nghiên cứu bản chất hóa học của các quá trình sản xuất. Khi triển khai 
các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các 
nhiệm vụ học; đƣợc làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học qua đó HS 
phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động, hình thành, phát triển phẩm chất 
của ngƣời lao động mới năng động, sáng tạo. Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích 3 
 * Đối với học sinh: 
 - Phần lớn HS chƣa có định hƣớng nghề nghiệp cho tƣơng lai nên ý thức học tập 
bộ môn chƣa cao, HS chỉ thích môn nào mình học có kết quả cao. 
 - Đa số HS còn học thụ động, chƣa hứng thú tham gia xây dựng bài. 
 - Nhiều HS tỏ ra lúng túng, không tìm ra cách xử lí, ngay cả những vấn đề tƣởng 
chừng hết sức cơ bản trong cuộc sống hàng ngày. Vì thế, làm sao để HS có thể yêu 
thích học bộ môn? 
 - Trong quá trình học tập, HS ít đƣợc hoạt động, nặng về nghe giảng, ghi chép rồi 
học thuộc, ít đƣợc suy luận, động não. Thời gian dành cho HS hoạt động trong một tiết 
học là quá ít, kể cả hoạt động tay chân và hoạt động tƣ duy. HS chƣa đƣợc trở thành 
chủ thể hoạt động. 
 - Hình thức hoạt động của HS cũng đơn điệu, chủ yếu là nghe thầy đọc và chép 
vào vở, HS ít đƣợc động não và thƣờng ít đƣợc chủ động tích cực. Do vậy, phƣơng 
pháp học của HS là thụ động, ít tƣ duy, sáng tạo và thƣờng gặp khó khăn khi giải quyết 
những bài tập liên quan đến thực tế. Các hình thức hoạt động của thầy cô và các 
phƣơng pháp dạy chƣa chú trọng vào việc hình thành phƣơng pháp tƣ duy, rèn luyện 
cho HS năng lực sáng tạo. Các hiện tƣợng đƣợc giải thích chƣa đúng nhận thức khoa 
học bộ môn. Đối với hoá học, phƣơng pháp nhận thức khoa học là GV phải rèn luyện 
cho HS biết giải quyết vấn đề từ đơn giản đến phức tạp trong học tập chính là chuẩn bị 
cho các em có khả năng sáng tạo, giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. 
II.1.2. Tính cấp thiết của đề tài. 
 Qua các phiếu điều tra khảo sát cho thấy số lƣợng HS yêu thích và thích môn hóa 
học rất thấp chỉ chiếm 23,1%; HS thích học vì môn hóa học là do môn hóa học là một 
trong những môn thi tốt nghiệp THPT chiếm 41,7% và kiến thức gắn với thực tiễn 
31,7%. HS cũng rất chú trọng các nội dung dạy học gắn với các kì thi chiếm 41,7%. 
 Qua phân tích thì các em vẫn chủ yếu học theo lối truyền thống nặng về thi cử 
đối phó, do vậy mà các em ít có yếu tố đam mê nghiên cứu và thực sự yêu thích là rất ít, 5 
 Công nghệ, mặc dù không phải là một lĩnh vực, theo nghĩa chặt chẽ nhất, bao 
gồm toàn bộ hệ thống con ngƣời và tổ thức, kiến thức, tiến trình, và thiết bị dùng để tạo 
ra và thao tác các đồ vật (tạo tác) công nghệ, cũng nhƣ chính các đồ vật đó. 
 Kỹ thuật, vừa là một chỉnh thể kiến thức - về thiết kế và chế tạo các sản phẩm 
nhân tạo - vừa là một quá trình giải quyết vấn đề. Quá trình này chịu ảnh hƣởng của các 
ràng buộc. Một trong số đó là các quy luật tự nhiên, hoặc khoa học. Kỹ thuật sử dụng 
các khái niệm khoa học và toán học nhƣ những công cụ công nghệ. 
 Toán học, là việc nghiên cứu các mô hình và mối quan hệ giữa số lƣợng và 
không gian. Các loại khái niệm toán đặc thù của 12 năm học phổ thông bao gồm số và 
số học, đại số, hàm số, hình học, xác suất, thống kê. Toán học đƣợc dùng trong khoa 
học, kỹ thuật và công nghệ. 
 Hình 1: Khái niệm STEM 
 Không chỉ đơn thuần mô tả bốn lĩnh vực STEM, đoạn trích nói trên còn cho thấy 
bốn lĩnh vực này không phải hiện diện một cách riêng lẻ mà cần phải đƣợc tích hợp, 
liên kết chặt chẽ với nhau. 7 
duyệt Đề án “Giáo dục hƣớng nghiệp và định hƣớng phân luồng học sinh trong giáo 
dục phổ thông giai đoạn 2018 – 2025”; Thông tƣ 32/2018/TT–BGDĐT của Bộ Giáo 
dục và Đào tạo ban hành Chƣơng trình giáo dục phổ thông năm 2018; Công văn số 
4612/BGDĐT–GDTrH ngày 03/10/2017 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc hƣớng 
dẫn thực hiện chƣơng trình giáo dục phổ thông hiện hành theo định hƣớng phát triển 
năng lực và phẩm chất học sinh. 
II.2.1.1.3. Vì sao nên vận dụng phương pháp dạy học STEM vào môn hóa học trung 
học phổ thông. 
 Hóa học đƣợc giảng dạy chính thức ở cấp độ THCS và THPT, là một môn khoa 
học tƣởng chừng xa lạ nhƣng trên thực tế rất gần gũi với cuộc sống của chúng ta. Ví dụ 
nhƣ trong lúc nấu ăn, các biến đổi chất xảy ra một cách rất phức tạp đã góp phần tạo 
nên hƣơng vị đặc trƣng cho món ăn, hay bột giặt, phân bón, dƣợc phẩm là những ứng 
dụng của hóa học trong cuộc sống. Hóa học đƣợc đƣa vào chƣơng trình giảng dạy và 
trở thành một trong những môn học quan trọng trong các môn khoa học tự nhiên. 
 Tuy nhiên, Hóa học lại đƣợc coi là một trong những môn học khó nhất bởi lƣợng 
kiến thức lý thuyết dày đặc và đòi hỏi khả năng ghi nhớ tốt. Đặc biệt bảng tuần hoàn 
118 nguyên tố hóa học trở thành “nỗi sợ” của nhiều ngƣời trên hành trình theo học bộ 
môn này. 
 Hình 2: Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học 9 
 - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các 
dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các 
nhiệm vụ học; đƣợc làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt 
động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho 
học sinh. 
 - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục 
STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thƣờng kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, 
đại học tại địa phƣơng nhằm khai thác nguồn lực về con ngƣời, cơ sở vật chất triển khai 
hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hƣớng tới giải 
quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phƣơng. 
 - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trƣờng trung học, 
học sinh sẽ đƣợc trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở 
trƣờng trung học cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề 
thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc 
cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ. 
II.2.1.1.5. Một số vấn đề về phẩm chất và năng lực 
 Theo từ điển tâm lí học, : “NL là tập hợp các tính chất hay phẩm chất của tâm lí 
cá nhân, đóng vai trò là điều khiển bên trong, tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một 
dạng hoạt động nhất định”. 
 Theo Chƣơng trình Giáo dục phổ thông – Chƣơng trình tổng thể của Bộ Giáo 
dục và Đào tạo xác định: “NL là thuộc tính cá nhân đƣợc hình thành, phát triển nhờ tố 
chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con ngƣời huy động tổng hợp các 
kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhƣ hứng thú, niềm tin, ý chí,...thực 
hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những 
điều kiện cụ thể” [8] 
 Trong sáng kiến này tôi sử dụng khái niệm NL theo chƣơng trình Giáo dục phổ 
thông tổng thể. 11 
II.2.1.1.6. Giáo dục STEM với phát triển năng lực của HS 
 Mục tiêu giáo dục STEM 
 Định hướng 
 Phát triển năng 
 nghề nghiệp 
 lực đặc thù STEM Phát triển năng 
 lục cốt lõi 
 - 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 học Khoa học, Công nghệ, Kỹ 
thuật, Toán học trong đó HS biết liên kết các kiến thức để giải quyết các vấn đề thực 
tiễn .Học sinh biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. 
 - Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS trong giáo dục STEM nhằm trang bị cho 
HS những cơ hội và thách thức trong nền kinh tế cạch tranh toàn cầu, HS sẽ đƣợc phát 
huy khả năng phản biện, khả năng hợp tác để thành công. 
 - Giáo dục STEM định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh là tạo cho HS có những 
kiến thức, kỹ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng 
nhƣ cho nghề nghiệp tƣơng lai của HS. 
 Từ đó góp phần xây dựng lực lƣợng lao động có năng lực phẩm chất tốt, đặc biệt 
trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nƣớc. 
II.2.1.1.7. Quy trình xây dựng bài học STEM 
 Theo hƣớng dẫn thực hiện giáo dục STEM trong trƣờng trung học từ năm học 
2019-2020, quy trình xây dựng bài học STEM gồm các bƣớc sau: 
 * Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học 13 
nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chƣơng trình 
học (nếu có) dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên; 
 Vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; Thực 
hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. 
 Thông qua quá trình học tập đó, học sinh đƣợc rèn luyện nhiều kĩ năng để phát 
triển phẩm chất, năng lực. 
II.2.1.1.8. Các hình thức tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM 
 Hoạt động giáo dục STEM trong nhà trƣờng có thể tổ chức dƣới hai dạng là: tích 
hợp trong các môn học đƣợc thực hiện trong hoạt động dạy học bộ môn và tích hợp 
trong các hoạt động giáo dục mang tính tập thể, phong trào, cuộc thi, ngoại khóa nhƣng 
vẫn luôn đảm bảo mục tiêu là phát triển năng lực HS theo định hƣớng thế kỷ 21, đặc 
biệt là năng lực sáng tạo. 
 * Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM 
 Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trƣờng. Theo cách 
này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM đƣợc triển khai ngay trong quá trình dạy 
học các môn học STEM theo hƣớng tiếp cận liên môn. 
 Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chƣơng trình các môn học thành 
phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh quá trình học tập. 
 * Hoạt động trải nghiệm 
 Trong hoạt động trải nghiệm STEM , HS đƣợc khám phá các thí nghiệm, ứng 
dụng khoa học, kĩ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết đƣợc ý nghĩa của 
khoa học công nghệ, kĩ thuật và toán học đối với đời sống con ngƣời, nâng cao hứng 
thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã 
hội tới giáo dục STEM. 
 Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp 
tác của các bên liên quan nhƣ trƣờng phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các 
trƣờng đại học, doanh nghiệp.