SKKN Vận dụng sáng tạo trong dạy học chủ đề pH và môi trường - Hoá học 11 THPT

Giáo dục STEM đang trở thành một xu hướng giáo dục mang tính tất yếu trên thế giới. Hình thức giáo dục này đóng vai trò là đòn bẩy để thực hiện mục tiêu giáo dục năng lực cho các công dân tương lai đáp ứng nhu cầu của nền khoa học công nghệ 4.0 trong thế kỉ XXI.

Download

VẬN DỤNG SÁNG TẠO TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ

pH VÀ MÔI TRƯỜNG - HOÁ HỌC 11 THPT

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

MỤC LỤC

PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................................................1

I. Lí do chọn đề tài:..............................................................................................................................................1

II. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................................................................2

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................................................................2

Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................................................................2

Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................................................2

IV. Phương pháp nghiên cứu: ................................................................................................................................2

PHẦN II. NỘI DUNG ..................................................................................................................................................3

A. CƠ SỞ KHOA HỌC .........................................................................................................................................3

I. Giáo dục STE M ...............................................................................................................................................3

II. Giáo dục stem trong trường trung học .........................................................................................................5

B. CƠ SỞ THỰC TIỄN .......................................................................................................................................18

Trên thế giới ............................................................................................................................................18

Tại Việt Na m ...........................................................................................................................................21

C. GIẢI PHÁ P .....................................................................................................................................................23

I. Lí do ch ọ n ch ủ đề .....................................................................................................................................23

II. Ki ế n th ứ c STEM trong ch ủ đề .................................................................................................................23

III. Mục tiêu chủ đ ề .........................................................................................................................................23

IV. Nguyên liệu, hoá chất, dụng cụ .................................................................................................................24

V. Chuỗi các hoạt động .................................................................................................................................24

1. Mục đíc h .......................................................................................................................................................25

2. Nội dung .......................................................................................................................................................25

3. Dự kiến sản phẩm của học sinh ………………………………………………………………………………. 25

4. Cách thức tổ chức hoạt độn g .......................................................................................................................26

VI. Sản phẩm, đánh giá kết quả hoạt động .....................................................................................................28

VII. Thực nghiệm sư phạm ...............................................................................................................................32

Phần III. KẾT LUẬN..................................................................................................................................................35

1. Ý nghĩa của sáng kiến .......................................................................................................................................35

2. Hướng phát triển của đề tài ..............................................................................................................................36

3. Kiến nghị ...........................................................................................................................................................36

TÀI LIỆU THAM KHẢ O ............................................................................................................................................37

PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ

I. Lí do chọn đề tài:

Giáo dục STEM đang trở thành một xu hướng giáo dục mang tính tất yếu trên thế

giới. Hình thức giáo dục này đóng vai trò là đòn bẩy để thực hiện mục tiêu giáo dục năng

lực cho các công dân tương lai đáp ứng nhu cầu của nền khoa học công nghệ 4.0 trong

thế kỉ XXI.

Việt Nam đang chú trọng triển khai giáo dục STEM trong chương trình giáo dục

phổ thông, giúp học sinh hướng tới các hoạt động trải nghiệm và vận dụng kiến thức để

tạo ra sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề thực tế trong cuộc sống. Đặc biệt, chỉ thị số

16/CT-TTg ngày 04 tháng 5 năm 2017 và quyết định số 522/QĐ-TTg ngày 14 tháng 5

năm 2018 của Thủ tướng Chính phủ đã yêu cầu tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách

mạng công nghiệp lần thứ tư, thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ

thuật và toán học trong chương trình giáo dục phổ thông, tổ chức hoạt động giáo dục tích

hợp khoa học - công nghệ - kĩ thuật - toán phù hợp với xu hướng nghành nghề của từng

quốc gia, đáp ứng thị trường lao động, chuẩn bị điều kiện đào tạo nhân lực đáp ứng yêu

cầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ IV.

Thuốc thử axit - bazơ trong chủ đề “pH và môi trường” của chương trình Hóa học

vô cơ lớp 11 là một chủ đề quan trọng trong chương trình hoá học phổ thông. Việc sử

dụng thuốc thử sẵn có đôi khi cho kết quả không chính xác hoặc không xác định được

chính xác giá trị pH như mong muốn. Vì vậy việc tìm ra một loại thuốc thử dễ điều chế,

có sẵn trong cuộc sống, giúp học sinh trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM, nhằm

phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh là một nhiệm vụ cần thiết của mỗi một

giáo viên hoá học khi dạy chủ đề này.

Theo nghiên cứu, dịch chiết chất màu từ củ khoai lang tím chứa nhiều anthocyanin

có khả năng đổi màu trong các môi trường pH khác nhau. Củ khoai lang tím là một loại

thực phẩm có ở khắp mọi nơi và mùa nào cũng có, vì vậy việc điều chế chất chỉ thị màu

từ củ khoai lang tím là một hoạt động STEM rất thích hợp trong chủ đề “pH và môi

trường” của hóa học 11 THPT.

Đã có một số đề tài ứng dụng giáo dục STEM vào các dự án, chủ đề trong giảng

dạy môn Hoá học như: chuyên đề dạy học STEM “Hoá học kết nối với cuộc sống” của

trường cấp 2 Tô Hiệu – Hải phòng, hay chủ đề “Nguyên tố bí ẩn” trong ngày hội STEM

của Đại học khoa học tự nhiên – ĐHQGHN…

Dự án “Nghiên cứu chiết tách anthocyanin từ củ khoai lang tím (Impomoea

batatas) làm chất chỉ thị màu an toàn, phát hiện pH môi trường” của học sinh Nguyễn

Lê Mai Linh – THPT Hà Huy Tập thực hiện do Tác giả hướng dẫn đã đạt giải nhất cuộc

thi học sinh nghiên cứu KHKT cấp Tỉnh và giải tư quốc gia cuộc thi Học sinh nghiên cứu

khoa học kĩ thuật cấp Quốc gia tháng 3 năm 2019 tại Hà Nội.

Hiện tại chưa có dự án nào hướng dẫn học sinh trải nghiệm điều chế thuốc thử axit

bazơ nhằm xác định pH môi trường từ củ khoai lang tím theo định hướng giáo dục STEM,

vì vậy tôi chọn đề tài: Vận dụng sáng tạo trong dạy học chủ đề “pH và môi trường” –

hoá học 11 THPT - theo định hướng giáo dục STEM.

II. Mục đích nghiên cứu

Với mục tiêu giúp học sinh THPT và cụ thể là học sinh khối 11 trải nghiệm chủ đề

STEM trong hoá học phần chất chỉ thị bài axit – bazơ thuộc chương Điện li hoá học 11

THPT. Thông qua các giờ học, việc tổ chức nhiều hoạt động giúp học sinh trải nghiệm

thực tế, lôi cuốn các em giải quyết các nhiệm vụ của bài học, tạo hứng thú và niềm tin

trong học tập cũng như phát triển tư duy sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề, khám phá

tiềm năng của bản thân.

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1. Đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu, tìm hiểu, phân tích đanhs giá thực trạng và đề xuất giải

pháp dạy học chủ đề chất chỉ thị màu bài Axit – bazơ – hoá học 11 THPT.

2. Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu: tổ chức dạy học chủ đề “Chế tạo chất chỉ thị màu an toàn

từ dịch chiết từ củ khoai lang tím (Ipomoea batatas) phát hiện pH môi trường”

theo định hướng giáo dục STEM, bao gồm: nghiên cứu cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn,

thiết kế các hoạt động của chủ đề, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hoạt động

giáo dục STEM để đa dạng các phương pháp dạy học trong nhà trường.

- Địa bàn nghiên cứu: Một số học sinh lớp 11 trường THPT Hà Huy Tập, THPT

Huỳnh Thúc Kháng, THPT Lê Viết Thuật.

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 8/2019 đến tháng 2/2020.

IV. Phương pháp nghiên cứu:

Để đạt mục tiêu nghiên cứu, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: tác giả đọc và phân tích, tổng hợp các tài liệu

liên quan để xây dựng cơ sở lý luận của dự án.

- Phương pháp thực nghiệm: Cách tiếp cận trong quá trình nghiên cứu dự án là vận

dụng hợp lý các kết quả thực nghiệm và mô hình lý thuyết đã công bố của các tác giả

khác để tối ưu hóa thí nghiệm, phân tích đánh giá kết quả thu được.

- Phương pháp toán học: thống kê, xử lí số liệu thống kê.

PHẦN II. NỘI DUNG

A. CƠ SỞ KHOA HỌC

I. Giáo dục STEM

I.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), thường được sử dụng khi bàn đến các

chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia.

Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình

STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering

là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các

vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những

người khác.

Science

Technology

Math

Knowledge

Engineering

the STEM cycle

Hình 1: Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com)

I.2. Giáo dục STEM

Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực

tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến

thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề

("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết

một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi,

chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo

"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 ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn

đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học

sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn

học.

Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh

những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát

triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác

tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế – xã hội. Các mức độ áp dụng

giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông như sau:

a) Dạy học các môn 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. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát

sinh thêm thời gian học tập.

b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM

Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các 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.

Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác

của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại

học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác

giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách

này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại

học và giáo dục nghề nghiệp. Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM

thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng

cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực

STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh.

c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và

tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật. Hoạt động này không mang tính đại trà

mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi,

khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn.

I.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM

Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với

định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:

– Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh

các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật

cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương

trình, cơ sở vật chất.

– Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục

STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn,

học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống,

nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.

– 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; được 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 thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại

địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động

giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các

vấn đề có tính đặc thù của địa phương.

– Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học

sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu,

sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

II. Giáo dục stem trong trường trung học

II.1. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM

Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến một vấn đề

tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn học

trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình mỗi bài học STEM

được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật (Hình 2), trong đó việc "Nghiên cứu kiến

thức nền" (background research) trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc

học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng

với vấn đề cần giải quyết trong bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu

sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có)

dưới sự hướng 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 được rèn luyện nhiều kĩ

năng để phát triển phẩm chất, năng lực.

Xác định vấn đề

Nghiên cứu kiến thức nền

Toán

Lý

Hóa

Sinh

Tin

Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế

Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế

Chế tạo mô hình (nguyên mẫu)

Thử nghiệm và đánh giá

Chia sẻ và thảo luận

Điều chỉnh thiết kế

Hình 2: Tiến trình bài học STEM

Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong

quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà

có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là việc "Nghiên cứu

kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được

thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu

vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Vì vậy, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5

hoạt động như sau (Xem Phụ lục để có thêm minh họa cụ thể cho từng hoạt động):

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn

đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi

hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và

thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết

sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc

với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế

và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm.

– Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu.

– Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng,

sản phẩm, công nghệ...

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung

(Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện

tượng, sản phẩm, công nghệ).

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện,

cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua

thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách

thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ).

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng

dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM sẽ không còn các "tiết học" thông thường mà ở

đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh tự tìm tòi,

chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết

quả là, khi học sinh hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến

thức mới theo chương trình môn học tương ứng.

– Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp.

– Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận,

hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung

(Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế).

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu

đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới);

Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo,

thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết

kế mẫu thử nghiệm.

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản

thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự

thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và

giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết

kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.

– Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế.

– Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa

chọn/hoàn thiện.

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình

bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên

điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện

sau bước 3; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá.

Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm

mẫu chế tạo là khả thi.

– Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.

– Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử

nghiệm và điều chỉnh.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật…

đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết

bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm;

Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện.

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh

Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn

thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.

– Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu.

– Nội dung: Trình bày và thảo luận.

– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật... đã

chế tạo được + Bài trình bày báo cáo.

– Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản

phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết

bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu

hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện.

II.2. Xây dựng và thực hiện bài học stem

2.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM

Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế,

môi trường và yêu cầu tìm các giải pháp.

Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật

Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác

định một vấn đề – hoặc một yêu cầu thiết kế – đến sáng tạo và phát triển một giải pháp.

Theo quy trình này, học sinh thực hiện các hoạt động: (1) Xác định vấn đề – (2) Nghiên

cứu kiến thức nền – (3) Đề xuất các giải pháp/thiết kế – (4) Lựa chọn giải pháp/thiết kế –

(5) Chế tạo mô hình (nguyên mẫu) – (6) Thử nghiệm và đánh giá – (7) Chia sẻ và thảo

luận – (8) Điều chỉnh thiết kế. Trong thực tiễn dạy học, quy trình 8 bước này được thể

hiện qua 5 hoạt động chính: HĐ1: Xác định vấn đề (yêu cầu thiết kế, chế tạo) ––> HĐ2:

Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất các giải pháp thiết kế ––> HĐ3: Trình bày và thảo

luận phương án thiết kế ––> HĐ4: Chế tạo mô hình/thiết bị... theo phương án thiết kế (đã

được cải tiến theo góp ý); thử nghiệm và đánh giá ––> HĐ5: Trình bày và thảo luận về

sản phẩm được chế tạo; điều chỉnh thiết kế ban đầu. Trong quy trình kĩ thuật, các nhóm

học sinh thử nghiệm các ý tưởng dựa nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận

khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh

là phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề đặt ra, nhờ đó học được và vận dụng được

kiến thức mới trong chương trình giáo dục.

Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm

tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm

Quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện trong tất cả các hoạt động của chủ đề

STEM, tuy nhiên trong hoạt động 2 và hoạt động 4 quá trình này cần được khai thác triệt

để. Trong hoạt động 2 học sinh sẽ thực hiện các quan sát, tìm tòi, khám phá để xây dựng,

kiểm chứng các quy luật, qua đó học được kiến thức nền đồng thời rèn luyện các kĩ năng

tiến trình như: quan sát, đưa ra dự đoán, tiến hành thí nghiệm, đo đạc, thu thập số liệu,

phân tích số liệu… Trong hoạt động 4, quá trình tìm tòi khám phá được thể hiện giúp học

sinh kiểm chứng các giải pháp khác nhau để tối ưu hoá sản phẩm.

Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm

kiến tạo

Giúp học sinh làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả

giáo viên 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 học

sinh phải hoàn thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM

là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh.

Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán

mà học sinh đã và đang học

Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục đích nội

dung từ các chương trình khoa học, công nghệ, tin học và toán. Lập kế hoạch để hợp tác

với các giáo viên toán, công nghệ, tin học và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc

làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó,

học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ, tin học và toán không phải là các môn học

độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vần đề. Điều đó có liên quan đến

việc học toán, công nghệ, tin học và khoa học của học sinh.

Tiêu chí 6: 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 giải quyết vấn

đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề. Tiêu chí này cho

thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM.

2.2. Quy trình xây dựng bài học STEM

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá

trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử

dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học. Những ứng dụng

đó có thể là: Sữa chua/dưa muối – Vi sinh vật – Quy trình làm sữa chua/muối dưa; Thuốc

trừ sâu – Phản ứng hóa học – Quy trình xử lí dư lượng thuốc trừ sâu; Hóa chất – Phản

ứng hóa học – Quy trình xử lí chất thải; Sau an toàn – Hóa sinh – Quy trình trồng rau an

toàn; Cầu vồng – Ra đar – Máy quang phổ lăng kính; Các mối ghép cơ khí; Mạch điện

điều khiển cho ngôi nhà thông minh...

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học

sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức,

kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo)

hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng

bài học. Theo những ví dụ nêu trên, nhiệm vụ giao cho học sinh thực hiện trong các bài

học có thể là: Thiết kế, chế tạo một máy quang phổ đơn giản trong bài học về bản chất

sóng của ánh sáng; Chế tạo bè nổi/thuyền khi học về Định luật Ác–si–mét; Chế tạo máy

phát điện/động cơ điện khi học về cảm ứng điện từ; Thiết kế mạch lôgic khi học về dòng

điện không đổi;; Xây dựng quy trình làm sữa chua/muối dưa; Xây dựng quy trình xử lí

hóa chất ô nhiễm trong nước thải; Quy trình trồng rau an toàn…

Trong quá trình này, việc thử nghiệm chế tạo trước các nguyên mẫu có thể hỗ trợ rất

tốt quá trình xây dựng chủ đề. Qua quá trình xây dựng, giáo viên có thể hình dung các

khó khăn học sinh có thể gặp phải, các cơ hội vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề

cũng như xác định được đúng đắn các tiêu chí của sản phẩm trong bước 3.

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề

Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu

chí của giải pháp/sản phẩm. 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. Đối với các ví dụ nêu trên,

tiêu chí có thể là: Chế tạo máy quang phổ sử dụng lăng kính, thấu kính hội tụ; tạo được

các tia ánh sáng màu từ nguồn sáng trắng; Quy trình sản xuất sữa chua/muối dưa với tiêu

chí cụ thể của sản phẩm (độ ngọt, độ chua, dinh dưỡng...); Quy trình xử lí dư lượng thuốc

trừ sâu với tiêu chí cụ thể (loại thuốc trừ sâu, độ "sạch" sau xử lí); Quy trình trồng rau

sạch với tiêu chí cụ thể ("sạch" cái gì so với rau trồng thông thường)...

Các tiêu chí cũng phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến

thức nền của học sinh chứ không nên chỉ tập trung đánh giá sản phẩm vật chất.

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.

Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật

dạy học tích cực với 5 loại hoạt động học đã nêu ở trên. Mỗi hoạt động học được thiết kế

rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Các

hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và

cộng đồng).

Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học

sinh bên ngoài lớp học.

2.3. Tiêu chí đánh giá bài học STEM

Mỗi bài học STEM được thực hiện ở nhiều tiết học nên một hoạt động học có thể

được thực hiện ở trong và ngoài lớp học. Vì thế, trong một tiết học có thể chỉ thực hiện

một số hoạt động học trong tiến trình bài học theo phương pháp dạy học tích cực được sử

dụng. Các tiêu chí đánh giá tiến trình dạy học đã được nêu rõ trong Công văn số

5555/BGDĐT–GDTrH ngày 08/10/2014.

Nội

Tiêu chí

dung

Mức độ phù hợp của chuỗi hoạt động học với mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy

học được sử dụng.

Mức độ rõ ràng của mục tiêu, nội dung, kĩ thuật tổ chức và sản phẩm cần đạt được

của mỗi nhiệm vụ học tập.

Mức độ phù hợp của thiết bị dạy học và học liệu được sử dụng để tổ chức các hoạt

động học của học sinh.

Mức độ hợp lí của phương án kiểm tra, đánh giá trong quá trình tổ chức hoạt động

học của học sinh.

Mức độ sinh động, hấp dẫn học sinh của phương pháp và hình thức chuyển giao nhiệm

vụ học tập.

Khả năng theo dõi, quan sát, phát hiện kịp thời những khó khăn của học sinh.

Mức độ phù hợp, hiệu quả của các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích học sinh hợp

tác, giúp đỡ nhau khi thực hiện nhiệm vụ học tập.

Mức độ hiệu quả hoạt động của giáo viên trong việc tổng hợp, phân tích, đánh giá

kết quả hoạt động và quá trình thảo luận của học sinh.

Khả năng tiếp nhận và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ học tập của tất cả học sinh trong

lớp.

Mức độ tích cực, chủ động, sáng tạo, hợp tác của học sinh trong việc thực hiện các

nhiệm vụ học tập.

Mức độ tham gia tích cực của học sinh trong trình bày, trao đổi, thảo luận về kết quả

thực hiện nhiệm vụ học tập.

Mức độ đúng đắn, chính xác, phù hợp của các kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của

học sinh.

Bảng dưới đây trình bày 3 mức độ của mỗi tiêu chí đánh giá.

a) Việc đánh giá về kế hoạch và tài liệu dạy học được thực hiện dựa trên hồ sơ dạy

học theo các tiêu chí về: phương pháp dạy học tích cực; kĩ thuật tổ chức hoạt động học;

thiết bị dạy học và học liệu; phương án kiểm tra, đánh giá quá trình và kết quả học tập

của học sinh.

Tiêu chí

Mức độ

Tải về để xem bản đầy đủ

41 trang minhvan 10/03/2024 1290

Download

Bạn đang xem 11 trang mẫu của tài liệu "SKKN Vận dụng sáng tạo trong dạy học chủ đề pH và môi trường - Hoá học 11 THPT", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

skkn_van_dung_sang_tao_trong_day_hoc_chu_de_ph_va_moi_truong.docx