Báo cáo Biện pháp Dạy học STEM nâng cao chất lượng dạy học phát triển năng lực học sinh khi dạy học Hóa Học 9

Nội dung tài liệu: Báo cáo Biện pháp Dạy học STEM nâng cao chất lượng dạy học phát triển năng lực học sinh khi dạy học Hóa Học 9

1. - Triển khai dạy học STEM đối với môn Hóa học 9 nâng cao chất lượng học tập phát triển năng lực học sinh. IV. Đối tượng nghiên cứu Vận dụng dạy học STEM trong dạy học Hóa học 9 V. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế. - Phương pháp thực nghiệm khoa học. - Phương pháp đối chiếu, so sánh. - Phương pháp thống kê toán học. - Phương pháp quan sát khoa học. VI. Phạm vi nghiên cứu Trường THCS Vạn Phúc- Huyện Thanh Trì – Thành phố Hà Nội. PHẦN B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. Cơ sở nghiên cứu 1. Cơ sở lý luận STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Những kiến thức và kỹ năng được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Hiện nay, giáo dục nước ta đang đổi mới từ “dạy học tiếp cận nội dung” chuyển sang “dạy học tiếp cận năng lực”. Vì vậy nhiệm vụ đặt ra đó là người giáo viên phải đổi mới phương pháp dạy học để nâng cao chất lượng học tập bộ môn nói chung, phát triển năng lực cho học sinh đặc biệt là năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống. Đối với bộ môn Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, trong đó kiến thức phải được dựa trên những hiện tượng quan sát được và có khả năng được thử nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của nó bởi các nhà nghiên cứu khác nhau làm việc trong cùng điều kiện. Do đó việc dạy học Hoá học gắn liền với các hiện tượng thực tế, các thí nghiệm trực quan. 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 các đơn chất và hợp chất. Hoá học có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, là cầu nối các ngành khoa học tự nhiên khác. Những tiến bộ trong lĩnh vực hoá 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 lí. Hoá học đóng 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, y dược, công nghệ sinh học, nông – lâm – ngư nghiệp và nhiều lĩnh
2. vực khác. Trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018 môn Hóa học là môn học thuộc giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp ở cấp trung học phổ thông, được học sinh lựa chọn theo định hướng nghề nghiệp, sở thích và năng lực của bản thân.
3. Các kiến thức trong Hóa học đều có mối quan hệ hữu cơ với các môn học khác như Toán học, Vật lí, Sinh học. Do đó, việc dạy học Hóa học bằng phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn là cần thiết. Thông qua mô hình STEM, học sinh được học Hóa học trong một chỉnh thể có tích hợp với toán học, công nghệ, kĩ thuật và các môn khoa học khác; không những thế học sinh còn được trải nghiệm, được tương tác với xã hội, với các doanh nghiệp. Từ đó kích thích được sự hứng thú, tự tin, chủ động trong học tập của học sinh; hình thành và phát triển các năng lực chung và năng lực đặc thù học tập; tạo ra sản phẩm giáo dục đáp ứng với nhu cầu nguồn nhân lực hiện đại. 2. Cơ sở thực tiễn. Trường THCS Vạn Phúc –Thanh Trì –HN gồm 24 lớp, trong đó khối 9 có học sinh. Nhà trường đã có đầy đủ các phòng học chức năng : phòng Hóa Sinh, phòng Lý –Tin, Giáo dục STEM đã được chuyên môn nhà trường đưa vào dạy học một số năm nay tuy vậy hiểu biết của giáo viên còn hạn chế, học sinh ít được học các kiến thức tiếp cận theo hướng STEM. Bản thân tôi đã nhận thức được STEM có vai trò quan trọng trong việc góp phần nâng cao chất lượng các môn học nói chung và với môn Hóa học nói riêng. Năm học 2021 – 2022, qua khảo sát học sinh đầu năm về “Hứng thú học tập bộ môn Hoá học” và “Kết quả học tập, năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống” của học sinh không cao vì vậy bản thân tôi đã “Dạy học STEM nâng cao chất lượng dạy học phát triển năng lực học sinh khi dạy học Hóa học 9” * Điều tra khảo sát về hứng thú học tập môn Hoá học. (Thống kê qua mẫu khảo sát phiếu số 1) Rất thích Thích Bình thường Không thích SL % SL % SL % SL % 6 10.2% 10 16.9% 31 52.5% 12 22.2% Bảng 1: Sở thích của học sinh về môn Hoá học * Kết quả học tập đầu năm học 2021 – 2022 Điểm TB 9,0- Điểm TB 7,0- Điểm 5,0-6,9 Điểm 2,0-4,9 Điểm 0-1,9 10 8,9 SL % SL % SL % SL % SL % 5 8.5% 15 25.4% 34 57.6% 5 8.5% 0 0% Bảng 2: Khảo sát kết quả học tập môn Hoá học II. Thực trạng việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy. 1. Thuận lợi - Được sự quan tâm tạo điều kiện lớn của Sở giáo dục đào tạo Hà Nội đã trang bị cho nhà trường Phòng học thông minh và tổ chức tập huấn sử dụng cho giáo viên.
4. - Nhà trường bước đầu đã được trang bị máy tính, máy chiếu ở một số phòng học phục vụ quá trình dạy học. - Giáo dục STEM bước đầu được quan tâm, có nhiều lớp tập huấn, nhiều tư liệu, tài liệu phục vụ dạy học theo định hướng STEM. - Chuyên môn nhà trường đã triển khai giáo dục STEM tới toàn bộ giáo viên. Đa số giáo viên nhận thức được vai trò quan trọng của triển khai giáo dục STEM trong dạy học. 2. Khó khăn - Về cơ sở vật chất - trang thiết bị: điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường bước đầu được trang bị nhưng chưa đầy đủ, trang thiết bị phục vụ công tác giảng dạy còn thiếu, do đó ảnh hưởng không nhỏ đến việc học tập của học sinh. - Về phía giáo viên: Tuy giáo viên nhận thức được tầm quan trọng của giáo dục STEM nhất là trong chương trình giáo dục phổ thông mới, tuy vậy đa số chưa có kinh nghiệm thực tế triển khai giáo dục STEM. - Về phía học sinh: Đa số chưa có nhiều hiểu biết về giáo dục STEM. III. Nội dung và biện pháp thực hiện 1. Giải pháp 1: “Tìm hiểu về giáo dục STEM” 1.1. Lý do chọn giải pháp: Để có thể áp dụng giáo dục STEM vào dạy học, GV cần hiểu rõ về giáo dục STEM là gì? Cách thức hiện giáo dục STEM trong trường THCS, vai trò của giáo dục STEM tron chương trình giáo dục phổ thông mớ. 1.2. Cách thức thực hiện: Để tìm hiểu về giáo dục STEM tôi thông qua các tài liệu tập huấn chuyên môn, các văn bản chỉ đạo của các cấp có liên quan. Ngoài ra tôi tìm hiểu thêm các thông tin khác thông qua internet, truyền hình 1.2.1. Khái niệm STEM Tổ chức uy tín nhất hiện nay trong lĩnh giáo dục khoa học trên thế giới là Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association – NSTA) được thành lập năm 1944, đã đề xuất ra khái niệm giáo dục STEM: “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các HS áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các NL trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới”. Trong đó STEM là từ viết tắt của 4 chữ cái S, T, E, M. Science (Khoa học): gồm các kiến thức về Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống xung quanh.
5. Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS, tạo cơ hội để HS hiểu về công nghệ được phát triển như thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống. Engineering (Kĩ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức nhiều môn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để có thể 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): Là môn học nhằm phát triển ở HS 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. Tầm quan trọng của các nhóm kiến thức nền tảng S, M S (Science - Khoa học): Với kĩ năng khoa học, HS được trang bị kiến thức về các khái niệm, nguyên lí, định luật và các cơ sở lí thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa khọc, HS 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 tiễn. M (Math - Toán học): Là khoa học cơ bản chứ không phải KHTN. Kĩ 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. HS có kĩ 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 kĩ năng toán học vào cuộc sống hàng ngày. Vì sao T, E là quan trọng và cần thiết? Chương trình giáo dục của thế kỉ 20 chủ yếu tập trung vào khoa học (S) và Toán học (M) mà xem nhẹ vai trò của Công nghệ (T) và Kĩ thuật (E). Trong thế kỉ 21 chúng ta không chỉ cần Toán học và Khoa học mà còn cần Công nghệ và Kĩ thuật cũng như các kĩ năng cần thiết như kĩ năng tư duy phản biện, GQVĐ, làm việc theo nhóm và cộng tác. Một bài học, hoạt động dạy học STEM nên có đủ cả 4 yếu tố S, T, E, M. Như đã biết, STEM là sự tích hợp của 4 yếu tố (S, T, E, M). Trong đó, chia thành 2 nhóm: + Phần kiến thức (S, M): khoa học và toán học. + Phần kỹ năng (T, E): công nghệ và kỹ thuật. Một bài giảng STEM có thể không có đủ cả 4 yếu tố trên (nếu có đủ 4 yếu tố trên gọi là STEM đủ, còn thiếu một trong các yếu tố trên gọi là STEM khuyết) nhưng đều phải đảm bảo có 1 trong 2 yếu tố ở mỗi nhóm (đảm bảo kiến thức và kỹ năng) vì: + Nếu chỉ có kiến thức (S hoặc M) mà không có kỹ năng (T, E) thì HS chỉ học lý thuyết suông như cách dạy truyền thống. + Nếu chỉ có kỹ năng (T và/ hoặc E) mà không có kiến thức (S, M) thì HS chỉ biết thực hành mà không đúc kết được kiến thức (không hiểu nguyên lý bên trong). Tùy từng dự án, S đó có thể là kiến thức trong nội môn nhưng cũng có thể là của các môn KHTN có tích hợp vào nhau. M – kiến thức toán học có thể chỉ là những tính toán đơn giản hoặc phức tạp.
6. 1.2.2. Mục tiêu của giáo dục STEM - Phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS: Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm. - Phát triển các NL cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để thành công - Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có NL, phẩm chất tốt nâng cao khả năng ứng dụng công nghệ vào cuộc sống. 1.2.3. Giáo dục STEM trong trường trung học cơ sở * Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới Có thể gói gọn lại theo 3 hình thức sau: Dạy học Hoá học theo phương thức giáo dục STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, HS được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, 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. Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho HS trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để HS thấy được sự phù hợp về NL, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. 1.3. Kết quả của giải pháp Qua thực hiện giải pháp GV có các hiểu biết đầy đủ về STEM nói chung, cách bước tiến hành xây dựng và thực hiện dạy học STEM đối với môn Hóa học nói riêng. 2. Giải pháp 2: Tìm hiểu về dạy học STEM môn Hoá học 2.1. Lý do chọn giải pháp: Để có thể áp dụng giáo dục STEM vào dạy học Hóa học, GV cần hiểu rõ quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM, đề xuất các hoạt động giáo dục STEM có thể
7. thực hiện với chương trình Hóa học 9, các hoạt động dạy học trong một chủ đề STEM trong dạy học Hóa học. 2.2. Cách thức thực hiện Để tìm hiểu về dạy học STEM môn Hóa học tôi thông qua các tài liệu tập huấn chuyên môn, học hỏi trực tiếp kinh nghiệm của các đồng nghiệp đã từng áp dụng dạy học STEM môn Hóa học, cũng như thông qua các video dạy học STEM trên mạng internet. 2.2.1. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM trong dạy học môn Hoá học Căn cứ trên quy trình xây dựng bài học STEM của Bộ GD & ĐT kết hợp với quá trình nghiên cứu và thực nghiệm của bản thân, tôiđề xuất quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM môn Hoá học như sau: Hình 3. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM môn Hoá học Bước 1: Xác định NL cần hình thành cho HS Trong tất cả các tài liệu mà tôitiếp cận, khi xây dựng quy trình xây dựng bài học STEM, bước đầu tiên đều là lựa chọn chủ đề bài học với việc xác định các nội dung kiến thức phù hợp với tiêu chí dạy học STEM. Theo chúng tôi, dạy học theo định hướng STEM và dạy học môn KHTN đều có mục tiêu chính là hình thành và phát triển NL HS vì thế bước đầu tiên tôinghĩ đến trước khi tìm hiểu nội dung phù hợp với các chủ đề là phải làm sao phát triển tốt nhất các NL cho HS. Với mỗi chủ đề tôi sẽ xác định phát triển NL trọng tâm nào cho HS thì sẽ có các cách để phát triển các NL đó thông qua các nội dung kiến thức, kĩ năng của môn học đó. Trong giai đoạn mới bắt đầu làm quen với các dự án, tôitập trung rèn năng lực thực hành thí nghiệm cho HS đến khi HS có thể làm tương đối thành thạo các thao tác thí nghiệm sau đó tập trung đến phát triển các năng lực khác như GQVĐ và sáng tạo, tư duy phản biện Do đó tôi tiến hành rà soát các NL cho HS cần hình thành và phát triển trong môn KHTN theo chương trình GDPT mới, các NL này cũng phù hợp với các kĩ năng STEM theo định hướng phát triển STEM của môn học. Bước 2: Xác định chủ đề
8. Xác định vị trí của nội dung kiến thức, đối chiếu với yêu cầu cần đạt, tìm hiểu mối quan hệ giữa nội dung học tập với giáo dục STEM nhất là tác động của đối tượng học tập tới các kĩ năng STEM. - Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tế: với nội dung đã lựa chọn GV nghiên cứu và xem xét những kiến thức đã được ứng dụng và biểu hiện trong thực tiễn như thế nào. Kiến thức đó đã được ứng dụng vào thiết bị gì? Sản phẩm gì? Hệ thống nào? Quy trình nào? Lĩnh vực nào?... Đây chính là cơ sở hình thành ý tưởng cho chủ đề dạy học STEM. Trên cơ sở lựa chọn các nội dung, phân tích chúng phù hợp với quy trình dạy STEM nào, có thể theo quy trình STEM Science, STEM Engineering hoặc kết hợp cả 2 quy trình cho 1 chủ đề. Quy trình tổ chức dạy học STEM được dựa trên 2 quy trình là “quy trình khoa học” (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và “quy trình kĩ thuật” (để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp để GQVĐ). a. Quy trình nghiên cứu khoa học Hình 4. Quy trình nghiên cứu khoa học b. Quy trình thiết kế kĩ thuật ( Engineering Design Process – EDP) Hình 5. Quy trình thiết kế kĩ thuật EDP Trên cơ sở 2 quy trình nghiên cứu trên tôiđề xuất tổ chức dạy học STEM theo 2 quy trình là STEM Engineering và STEM Science. STEM Engineering thì sẽ phải GQVĐ - tạo ra giải pháp, còn STEM Science thì chỉ cần HS chứng minh được giả
9. thuyết đã nêu ra, hiểu được kiến thức (Inquiry based learning). Tuy nhiên, ta có thể kết hợp cả hai. Ví dụ như đối với môn Hóa học, ban đầu HS đặt ra giả thiết, rồi làm thí nghiệm kiểm chứng để hiểu tính chất hóa học của kim loại thì đó là STEM Science. Sau đó HS ứng dụng kiến thức trên tạo ra các sản phẩm ứng dụng thực tế như làm cách làm sạch bề mặt một số vật dụng bằng kim loại.... thì đó là STEM Engineering. STEM Engineering bắt buộc phải đặt ra tình huống GQVĐ hoặc tạo ra giải pháp, còn STEM Science thì có thể chỉ là kiểm chứng khoa học, nhưng nếu liên hệ được thực tế thì sẽ hiệu quả hơn. Tiêu chí lựa chọn chủ đề bài học STEM môn Hóa học - Nội dung các chủ đề bám sát môn KHTN mạch nội dung Hóa học, phù hợp với yêu cầu cần đạt của chương trình, phù hợp với định hướng phát triển NL HS. - Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn: Trong các bài học STEM, được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp. - Cấu trúc bài học theo quy trình STEM Science hoặc STEM Engineering - PPDH bài học STEM đưa HS vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm: Trong các bài học STEM, hoạt động học của HS được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà HS được sử dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). hoạt động học của HS là Hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp GQVĐ là của chính HS. HS thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. HS tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân. - Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm kiến tạo: Giúp HS làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả GV STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển NL giao tiếp và hợp tác cho HS. - Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà HS đã và đang họC. - Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập: Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối ưu. Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án GQVĐ đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi GQVĐ. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của NL GQVĐ và sáng tạo trong dạy học STEM. Bước 3: Xây dựng chủ đề - Trong bước này GV xác định mục tiêu của chủ đề theo kiến thức, kĩ năng, thái độ và phẩm chất. - Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn học thuộc lĩnh vực STEM: GV sẽ xem xét những kiến thức đóng góp cho việc tạo ra các ứng dụng trên thuộc các
10. lĩnh vực nào đặc biệt là với các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Việc chỉ ra các kiến thức liên quan trong ứng dụng nhiều khi cần sự hợp tác với các GV thuộc các lĩnh vực khác để đảm bảo một cái nhìn toàn diện và sâu sắc những kiến thức đã được sử dụng và là cơ sở để lựa chọn được những kiến thức phù hợp với chương trình học tập của HS. - Phân tích ứng dụng những sản phẩm có ứng dụng trong thực tế: GV thực hiện bước phân tích ứng dụng để tìm hiểu các quy trình, giai đoạn và các kiến thức được sử dụng để tạo ra ứng dụng, sản phẩm. Đây là cơ sở để GV xây dựng những hoạt động, nhiệm vụ học tập trong chủ đề sao cho đảm bảo tính vừa sức với HS. Định rõ những thách thức mà HS sẽ phải giải quyết. - Xác định tiêu chí cho mỗi chủ đề: trong đó có các tiêu chí cho từng sản phẩm hoặc giải pháp giải quyết vấn đề. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. Bước 4. Xây dựng nội dung học tập Đây là giai đoạn GV cụ thể hóa mục tiêu kiến thức của chủ đề học tập, hướng tới hình thành các NL chung và NL chuyên biệt. Căn cứ vào thời gian dự kiến, mục tiêu và có thể là đặc điểm tâm sinh lí, yếu tố vùng miền để xây dựng nội dung cho phù hợp. Ở đây, cần trả lời các vấn đề: Chủ đề có các hoạt động gì? Các hoạt động đó nhằm đạt tới mục tiêu gì? Nội dung dạy học có liên quan như thế nào với các mục tiêu và nội dung môn KHTN và giáo dục STEM? Biểu hiện thực tế của mối liên hệ đó? GV cần hoạch định nội dung bài học theo mô hình sau: Rà soát ngang: xem xét các nội dung các môn học khác nhau ở cùng thời điểm Liên hệ thực tế: xác định các ứng dụng của các kiến thức được dạy trong đời sống, kỹ thuật. - Trình bày vấn đề Xác định các hoạt động: nghiên cứu, thực nghiệm, chế tạo có thể đưa vào bài học Bước 5. Thiết kế nhiệm vụ Dựa vào nội dung của chủ đề, xây dựng các nhiệm vụ học tập tương ứng, xác định rõ người thực hiện nhiệm vụ, làm cá nhân hay nhóm, nhiệm vụ được thực hiện trong giai đoạn nào, thời gian bao lâu Một số loại hình nhiệm vụ như: thu thập thông tin, tiến hành thí nghiệm, thiết kế, trình bày Khi xây dựng các nhiệm vụ cần hướng đến hình thành các kĩ năng STEM, kĩ năng thế kỉ 21, các NL chuyên biệt đã xác định cho môn KHTN.
11. Bước 6. Tổ chức thực hiện Đây là giai đoạn triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS. Giai đoạn này cần xây dựng môi trường học tập, gợi nhu cầu khám phá, giao tiếp, hợp tác và chia sẻ giữa HS trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ. GV đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn và tư vấn Bước này HS sẽ thực hiện hai nhiệm vụ chính: Phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích và giaotiếp. HS tinh chỉnh các giải pháp, nguyên mẫu hoặc các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm. Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Để tổ chức tốt nội dung dạy học STEM, GV cần xác định rõ PPDH: đàm thoại, phát hiện và GQVĐ, dạy học dự án, dạy học qua hoạt động trải nghiệm sáng tạo Bước 7. Đánh giá Bước đánh giá được hiểu trên hai khía cạnh. Thứ nhất, GV đánh giá sự hiểu biết của HS thông qua việc thực hiện nhiệm vụ (đánh giá tiến trình và sản phẩm của HS), đánh giá NL HS như NL GQVĐ và sáng tạo và NL giao tiếp và hợp tác, Thứ hai, GV đánh giá tính khả thi, tính thực tiễn, tính vừa sức, mức độ hấp dẫn của chủ đề trên cơ sở đó có những điều chỉnh phù hợp tương ứng từng bước nhằm hoàn thiện chủ đề và nội dung học tập. 2.2.2. Xây dựng các chủ đề STEM trong dạy học Hoá học 9 Tôi nghiên cứu và xác định các nội dung kiến thức Hóa học có thể tích hợp STEM trong chương trình môn Hóa học THCS hiện hành: STT DỰ ÁN TIỂU DỰ ÁN STEM Axit – Bazơ Làm chất chỉ thị màu tự nhiên nhận biết các muôi 1 trường axit, bazơ 2 Muối Pha chế nước muối sinh lí STEM về dự án trồng rau sạch bằng phân bón hữu 3 Phân bón hoá học cơ Nghiên cứu pha chế tỷ lệ các loại phân bón hợp lý để trồng cây cảnh (trầubà) 4 Kim loại STEM tái chế từ các vỏ lon bia 5 Phi kim STEM làm nước có ga STEM nước rửa tay khô 6 Rượu STEM làm thuốc trừ sâu thảo dược thân thiện với môi trường 7 Axit axetic STEM làm giấm hoa quả STEM làm xà phòng tinh dầu xả đuổi muỗi từ dầu 8 Chất béo ăn đã qua sử dụng.