Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hoá học: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học thí nghiệm chương sắt và một số kim loại quan trọng theo tiếp cận STEM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:144

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bố cục của đề tài gồm phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn có 3 chương. Chương 1 - Cơ sở lý luận, thực tiễn về dạy học thí nghiệm theo hướng tiếp cận STEM và phát triển năng lực giải quyết vấn đề; Chương 2 - Thiết kế và tổ chức dạy học các bài thí nghiệm hóa học theo tiếp cận STEM trong chương Sắt và một số kim loại quan trọng Hóa học 12; Chương 3 - Thực nghiệm sư phạm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hoá học: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học thí nghiệm chương sắt và một số kim loại quan trọng theo tiếp cận STEM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LÊ THỊ ĐIỆP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƯƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG THEO TIẾP CẬN STEM LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC HÀ NỘI - 2020
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC LÊ THỊ ĐIỆP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƯƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG THEO TIẾP CẬN STEM LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN HÓA HỌC Mã số: 8.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN ĐÌNH MINH HÀ NỘI - 2020
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, hội đồng khoa học, Ban giám hiệu và tập thể cán bộ, giảng viên Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình, tâm huyết trong công tác giảng dạy và luôn tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng, lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất tới TS. Trần Đình Minh – người thầy luôn hướng dẫn tận tình, chu đáo và giúp đỡ cho tác giả trong suốt quá trình làm và hoàn thiện luận văn này. Tác giả xin chân thành cám ơn sự quan tâm, tạo điều kiện về việc bố trí thời khóa biểu của Ban giám hiệu trường THPT Thủy Sơn đã giúp cho tác giả có thời gian theo học. Tác giả cũng xin cám ơn các thầy cô trong tổ bộ môn Công nghệ - Lý – Hóa – Sinh của trường THPT Thủy Sơn – Hải Phòng đã luôn động viên, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Lời cám ơn chân thành của tác giả cũng xin được dành cho các thành viên trong gia đình, những người đã luôn quan tâm, cổ vũ, động viên, giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn một cách tốt nhất. Xin trân trọng cám ơn! Hải Phòng, ngày 22 tháng 7 năm 2020 Tác giả i
Lê Thị Điệp ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 1 CNTT Công nghệ thông tin 2 GV Giáo viên 3 HS Học sinh 4 KHDH Kế hoạch dạy học Science, Technology, Khoa học, Công 5 STEM Engineering nghệ, Kĩ thuật và và Mathematics Toán học Năng lực giải quyết 6 NL GQVĐ vấn đề 7 NXB Nhà xuất bản 8 TN Thí nghiệm 9 TNHH Thí nghiệm hóa học 10 THPT Trung học phổ thông iii
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1. Cấu trúc của năng lực...................................................................... 9 Bảng 1.1. Một số biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề .......................... 10 Bảng 2.1. Cấu trúc chương sắt và một số kim loại quan trọng ..................... 29 Bảng 2.2. Quy trình sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học hóa học ....... 33 Hình 2.1. Một số hình ảnh tìm hiểu thực trạng tại xưởng đúc Mỹ Đồng……79 Hình 2.2. Thu thập mẫu trái dừa được trồng tại làng nghề Mỹ Đồng..………80 Hình 2.3. Thu thập mẫu nước cam được trồng tại làng nghề Mỹ Đồng…..…80 Hình 2.4. Một số hình ảnh trải nghiệm thực tế tại Bát Tràng.……………….104 Bảng 2.3. Các mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề ........................... 109 Bảng 2.4. Bảng kiểm quan sát các mức độ của năng lực giải quyết vấn đề .. 110 Bảng 2.5. Bảng đánh giá năng lực giải quyết vấn đề dành cho học sinh........ 111 Bảng 3.1. Chất lượng môn Hóa học năm học 2018-2019............................... 115 Bảng 3.2. Điểm thực nghiệm bài kiểm tra 15 phút ......................................... 118 Bảng 3.3. Điểm thực nghiệm bài kiểm tra 45 phút ......................................... 120 Bảng 3.4. Tổng hợp điểm kiểm tra của học sinh ............................................ 121 Bảng 3.5. Điểm trung bình kiểm tra................................................................ 122 Bảng 3.6. Phân loại kết quả học tập của học sinh (%) .................................... 122 Biểu đồ 3.1. Lũy tích điểm kiểm tra 15 phút của HS...................................... 122 Biểu đồ 3.2. Lũy tích điểm kiểm tra 45 phút của HS...................................... 123 Biểu đồ 3.3. Đồ thị phân loại kết quả kiểm tra .............................................. 123 Bảng 3.7. Kết quả bảng kiểm quan sát năng lực giải quyết vấn đề của giáo viên và học sinh ....................................................................................................... 124 iv
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................... ii DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ .................................................... iii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................... 1 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu .................................................................................... 2 2.1. Những nghiên cứu trên thế giới ........................................................................ 2 2.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................................... 3 3. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................. 4 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................ 4 5. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ..................................................................... 4 5.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 4 5.2. Khách thể nghiên cứu ......................................................................................... 4 6. Câu hỏi nghiên cứu ............................................................................................... 5 7. Giả thuyết khoa học .............................................................................................. 5 8. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 5 9. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 5 9.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết ..................................................................... 5 9.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ................................................................... 5 9.3. Phương pháp thống kê toán học: để xử lí số liệu các kết quả thực nghiệm. ..... 5 10. Những đóng góp của đề tài ................................................................................. 5 11. Cấu trúc đề tài ..................................................................................................... 6 CHƯƠNG 1................................................................................................................ 7 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THÍ NGHIỆM THEO TIẾP CẬN STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ..................................................................................................................................... 7 1.1. Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay ở Việt Nam ..................... 7 1.2. Năng lực .............................................................................................................. 7 1.2.1. Khái niệm năng lực .......................................................................................... 7 1.2.2. Các loại năng lực ............................................................................................. 8 1.3.1. Khái niệm.......................................................................................................... 9 v
1.3.2. Cấu trúc và các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề ............................ 10 1.3.3. Biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ............................... 10 1.3.4. Tiến trình dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ...... 11 1.3.5. Ý nghĩa của việc hình thành và phát triển NLGQVĐ cho người học ......... 12 1.4. Thí nghiệm Hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ............................................................................................................................ 12 1.4.1. Khái niệm ........................................................................................................ 12 1.4.2. Vai trò của thí nghiệm trong giảng dạy hóa học .......................................... 12 1.4.3. Phân loại thí nghiệm hóa học ....................................................................... 13 1.5. Dạy học thí nghiệm theo tiếp cận giáo dục STEM ........................................ 14 1.5.1. Tác dụng của phương pháp dạy học thí nghiệm .......................................... 14 1.5.2. Các bước tiến hành dạy học thí nghiệm ....................................................... 14 1.5.3. Khái niệm về dạy học STEM ......................................................................... 15 1.5.4. Mục tiêu của dạy học STEM ......................................................................... 16 1.5.5. Thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ................................................... 16 1.5.5.2. Quy trình thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ................................... 17 1.5.5.3. Chức năng dạy học của thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ............. 18 1.5.6. Ý nghĩa của việc sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ......... 18 1.5.7. Những ưu điểm và hạn chế của phương pháp sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ............................................................................................. 19 1.5.9.3. Những lưu ý khi sử dụng TN STEM trong dạy học ...................................... 19 1.6. Thực trạng dạy học thí nghiệm chương Sắt và Một số kim loại quan trọng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh theo tiếp cận STEM 20 1.6.1. Mục đích điều tra ........................................................................................... 20 1.6.2. Địa bàn và đối tượng điều tra ........................................................................ 20 1.6.3. Mô tả phiếu điều tra ....................................................................................... 21 1.6.4. Kết quả điều tra và phân tích kết quả điều tra .............................................. 21 Tiểu kết chương 1 .................................................................................................... 27 CHƯƠNG 2.............................................................................................................. 28 THIẾT KẾ CÁC BÀI THÍ NGHIỆM HÓA HỌC THEO TIẾP CẬN STEM TRONG CHƯƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG ............... 28 2.1. Phân tích mục tiêu và cấu trúc nội dung chương sắt và một số kim loại quan trọng ................................................................................................................ 28 vi
2.1.1. Mục tiêu chương sắt và một số kim loại quan trọng – Hóa học 12 ............. 28 2.1.2. Cấu trúc chương sắt và một số kim loại quan trọng - Hóa học 12 .............. 29 2.2. Nguyên tắc và quy trình thiết kế thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ................................................................................................................................... 29 2.2.1. Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ................... 29 2.2.2. Quy trình thiết kế thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ...................... 30 2.3. Nguyên tắc và quy trình sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học ................................................................................................................................... 32 2.3.1. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học .................. 32 2.3.2. Quy trình sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học .................... 33 2.4. Hệ thống thí nghiệm STEM chương sắt và một số kim loại quan trong .... 34 Thí nghiệm 1: Ăn mòn điện hóa hợp kim sắt và biện pháp chống ăn mòn điện hóa ............................................................................................................................. 34 2.5. Sử dụng thí nghiệm STEM trong dạy học Hóa học phần sắt và một số kim loại quan trọng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ........ 50 2.5.1. Quy trình thiết kế giáo án dạy học Hóa học sử dụng các thí nghiệm STEM ................................................................................................................................... 50 2.5.2. Một số kế hoạch dạy học ................................................................................ 51 2.5.2.1. Kế hoạch dạy học 1 .................................................................................... . 53 2.5.2.2. Kế hoạch dạy học 2 ................................................................................... 70 2.5.2.3. Kế hoạch dạy học 3 ................................................................................... 86 2.5.2.4. Kế hoạch dạy học 4 ................................................................................... 95 2.6. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh THPT ......................................................................................................................107 2.6.1. Cơ sở thiết kế công cụ kiểm tra đánh giá ....................................................107 2.6.2. Thiết kế bảng kiểm quan sát (dành cho giáo viên) .....................................109 2.6.3. Thiết kế phiếu tự đánh giá (dành cho học sinh).........................................111 2.6.4. Đánh giá qua bài kiểm tra ...........................................................................112 Tiểu kết chương 2 ..................................................................................................113 CHƯƠNG 3............................................................................................................114 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...............................................................................114 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ...................................................................114 vii
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ...................................................................114 3.3. Nội dung và phương pháp tiến hành thực nghiệm .....................................114 3.3.1. Đối tượng, địa bàn, thời gian.......................................................................114 3.3.2. Tiến hành thực nghiệm................................................................................115 3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm đánh giá thông qua bài kiểm tra ..............116 3.4.1. Phương pháp xử lý kết quả ..........................................................................116 3.4.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ...............................................................118 3.4.3. Phân tích kết quả thực nghiệm....................................................................123 3.5. Đánh giá phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ....................124 3.5.1. Kết quả bảng kiểm quan sát của GV và HS ................................................124 3.5.2. Kết quả học sinh tự đánh giá (lớp đối chứng) ............................................125 3.5.3. Kết quả học sinh tự đánh giá (lớp thực nghiệm) ........................................127 Tiểu kết chương 3 ..................................................................................................129 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .......................................................................130 1. Kết luận ..............................................................................................................130 2. Khuyến nghị .......................................................................................................130 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................132 PHỤ LỤC viii
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Sự phát triển kinh tế trên thế giới dẫn tới những thay đổi cơ cấu lao động ở nhiều nước phát triển, đặt ra những yêu cầu ngày càng cao đối với nguồn nhân lực, do đó cũng đưa ra những thách thức lớn cho sự nghiệp giáo dục của nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Việc nâng cao chất lượng dạy và học ở các trường phổ thông nói riêng là vấn đề mang tính cấp thiết, nó là nhân tố quan trọng giúp nền giáo dục nước ta có thể tiến kịp với sự phát triển của khoa học trên thế giới, đáp ứng yêu cầu hội nhập kinh tế, quốc tế hiện nay. Có rất nhiều phương pháp và kĩ thuật dạy học, nhưng dạy học theo phương pháp giáo dục STEM là cách thức mà tôi cho là phù hợp nhất. Những tiết học thông thường trên lớp các em chỉ được học kiến thức mà ít khi được làm thí nghiệm tuy nhiên với mô hình giáo dục STEM, các kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học được gắn kết lẫn nhau trên cơ sở đó sẽ giúp chúng ta có ý tưởng thiết kế được các thí nghiệm hóa học mang tính đặc thù của bài học và hướng đến giải quyết vấn đề thực tiễn. Hóa học là môn khoa học tự nhiên, trong đó có nhiều khái niệm khó và trừu tượng. Nội dung môn học còn trang bị cho học sinh ở bậc THPT ngoài những kiến thức lý thuyết, còn khá nhiều các thí nghiệm hóa học phức tạp. Vì thế những định hướng đổi mới để vừa khai thác đặc thù môn học vừa tạo ra các tiết học sinh động và phong phú. Cụ thể như: tăng cường sử dụng thí nghiệm hóa học, thiết bị, phương tiện trực quan, đa dạng và hiện đại. Có thể thay phần làm bài tập trên giấy HS sẽ tham gia các thí nghiệm trực quan sinh động từ đó giúp các em phát huy khả năng giải quyết vấn đề hay gặp trong bài thí nghiệm nói riêng và bộ môn Hóa học nói riêng, đồng thời thúc đẩy niềm đam mê khoa học của các em khi ngồi trên ghế nhà trường. Thực tiễn ở các trường phổ thông thuộc thành phố Hải Phòng nói chung và trường THPT Thủy Sơn nói riêng đã có những đổi mới về phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Nhưng các nội dung dạy học thí nghiệm nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh theo tiếp cận STEM thì còn chưa được áp dụng rộng rãi. 1
Chính vì vậy, tôi đã chọn đề tài: “PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC THÍ NGHIỆM CHƯƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG THEO TIẾP CẬN STEM” với mong muốn góp phần vào việc giúp các giáo viên đánh giá được kỹ năng của học sinh nhằm nâng cao chất lượng dạy học theo yêu cầu hiện nay. 2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề 2.1. Những nghiên cứu trên thế giới Những năm 70 của thế kỉ XX, ở các nước xã hội chủ nghĩa đặc biệt là Liên Xô vấn đề rèn năng lực và năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong nhà trường được đặc biệt quan tâm, điển hình là các tác giả I.Ia.Lecne, M.I.Macmutov, M.N.Xkatkin, ... Cuối thế kỉ XX đầu thế kỉ XXI tiếp tục công trình nghiên cứu và bài viết về phát triển năng lực giải quyết vấn đề của Robert Z.Strenberg và Wendy M.William (1996). Howard Gardner, Giáo sư tâm lý học của đại học Harvard (Mỹ) (1996) đã kết luận rằng: năng lực phải được thể hiện thông qua hoạt động có kết quả và có thể đánh giá hoặc đo đạc được. Trên toàn thế giới, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò của giáo dục STEM.Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)… Chúng ta cần phải ưu tiên đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng.” “Giáo dục STEM là một loại hình giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học” phát biểu của Giáo sư Steven Chu (người đoạt giải Nobel Vật lý) tại đại học SUSTech năm 2016. Ông đã chỉ ra lợi thế của giáo dục STEM đó là cho phép mọi người tự trang bị cho mình những kiến thức sâu rộng của nhiều lĩnh vực và môn học khác nhau. Đồng thời, mang đến cho mọi người sự tự tin, kiến thức nền tảng để đi đầu trong các lĩnh vực mà bản thân đang làm, đang nghiên cứu, thậm chí còn là những lĩnh vực mới mà chúng ta chưa bao giờ đặt chân tới trước đây. 2
Hiện tại, Giáo dục STEM đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Có thể nói rằng giáo dục STEM đang phát triển mạnh mẽ ở nhiều nước trên thế giới và đạt được những hiệu quả nhất định về giáo dục, kinh tế và xã hội. 2.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam Dịch giả Phạm Tất Đắc với cuốn sách Dạy học nêu vấn đề” của tác giả I.Ia.Lecne do NXBGD xuất bản năm 1977[8]. Chính là người đầu tiên đưa phương pháp dạy học giải quyết vấn đề vào Việt Nam. Đối với môn Hóa học phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề cũng được một số tác giả nghiên cứu như: ”Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông và đại học. Một số vấn đề cơ bản” NXBGD năm 2007 của tác giả Nguyễn Cương[7]; ”Dạy học phát triển năng lực môn Hóa học trung học phổ thông” NXB ĐH Sư phạm của tác giả Đặng Kim Oanh[13]; ”Phương pháp dạy học Hóa học ở trường phổ thông” NXB ĐHQGHN của tác giả Lê Kim Long [10]. Phương thức giáo dục STEM đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học từ năm học 2014-2015 và liên tục được nhấn mạnh trong những năm tiếp theo. Trong năm học 2016-2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo tiếp tục chỉ đạo các địa phương trên toàn quốc "Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp STEM trong việc thực hiện chương trình phổ thông ở những môn có liên quan. Với những ưu điểm nhất định của phương pháp giáo dục STEM với những định hướng của Bộ giáo dục và đào tạo đã có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu và đưa phương pháp dạy học tiếp cận STEM vào thực tiễn. Các tác giả đã nghiên cứu: 1. Đào Hồng Hạnh (2017), “Phát triển năng lực thực hành Hóa học thông qua dạy học chương Cacbon – Silic hóa học lớp 11 trung học phổ thông”, Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hóa học, Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội. 2. Ngô Quốc Triệu (2012), “Nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản THPT”, Luận văn Thạc sĩ khoa học giáo dục, trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội. 3
3. Lê Xuân Quang (2017), “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM”, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Đại học sư phạm Hà Nội.... Trong các năng lực mà chương trình giáo dục tổng thể đưa ra vào tháng 4/2017 thì năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo là một trong các năng lực cốt lõi với học sinh THPT. Như vậy, đề tài “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học thí nghiệm chương Sắt và một số kim loại quan trọng theo tiếp cận STEM” được tác giả nghiên cứu có sự kế thừa và phát triển của các nghiên cứu trước đây và phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. 3. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống các thí nghiệm chương Sắt và một số kim loại quan trọng theo hướng tiếp cận STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài: + Tổng quan về các vấn đề: định hướng đổi mới giáo dục, xây dựng hệ thống các thí nghiệm theo tiếp cận STEM, năng lực và năng lực giải quyết vấn đề. + Tìm hiểu thực trạng sử dụng thí nghiệm hóa học trong các giờ lên lớp tại các trường THPT trên địa bàn Thủy Nguyên – Hải Phòng. - Nghiên cứu các bài dạy trong chương Sắt và một số kim loại quan trọng hóa học 12. - Thiết kế một số thí nghiệm và nghiên cứu tổ chức dạy học các thí nghiệm theo tiếp cận STEM. -Thực nghiệm sư phạm để đánh giá chất lượng, hiệu quả của các giờ học có sử dụng thí nghiệm hóa học theo tiếp cận STEM. 5. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu - Dạy học thí nghiệm chương Sắt và một số kim loại quan trọng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh theo tiếp cận STEM. 5.2. Khách thể nghiên cứu - Quá trình dạy học môn Hóa Học ở các trường THPT. 4
6. Câu hỏi nghiên cứu Xây dựng hệ thống thí nghiệm theo hướng tiếp cận STEM như thế nào trong dạy học chương Sắt và một số kim loại quan trọng để phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh? 7. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế được hệ thống thí nghiệm chương Sắt và một số kim loại quan trọng theo hướng tiếp cận STEM thì sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy- học bộ môn Hóa học ở các trường THPT. 8. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nội dung: chương sắt và một số kim loại quan trọng hóa học 12. - Địa bàn nghiên cứu: lớp 12 thuộc trường THPT Thủy Sơn, THPT Quang Trung. - Phạm vi về thời gian: Từ tháng 09/2019 – tháng 05/2020. 9. Phương pháp nghiên cứu 9.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, các văn bản pháp quy của nhà nước, Bộ GD-ĐT, các tài liệu chuyên môn, tài liệu lí luận dạy học hóa học, tài liệu về thiết kế các hoạt động học tập, tài liệu về phương pháp giáo dục STEM, tài liệu về dạy học thí nghiệm, các công trình khoa học có liên quan,… 9.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Hỏi ý kiến các chuyên gia, tham khảo ý kiến của một số giảng viên, giáo viên có kinh nghiệm. - Sử dụng phiếu điều tra, thu thập thông tin. - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá, kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. 9.3. Phương pháp thống kê toán học: để xử lí số liệu các kết quả thực nghiệm. 10. Những đóng góp của đề tài - Hệ thống hóa được các thí nghiệm theo hướng tiếp cận STEM. - Giúp các em lĩnh hội kiến thức nhanh từ đó tạo hứng thú trong quá trình học tập và lĩnh hội kiến thức, đam mê môn học và muốn tìm hiểu nhiều hơn nữa về bộ môn hóa học. 5
- Là nguồn tài liệu hữu ích cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học hóa học ở các trường THPT trong huyện Thủy Nguyên nói riêng và thành phố Hải Phòng nói chung. - Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học thí nghiệm theo hướng tiếp cận STEM. 11. Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn gồm 3 chương. Chương 1: Cơ sở lý luận, thực tiễn về dạy học thí nghiệm theo hướng tiếp cận STEM và phát triển năng lực giải quyết vấn đề. Chương 2: Thiết kế và tổ chức dạy học các bài thí nghiệm hóa học theo tiếp cận STEM trong chương Sắt và một số kim loại quan trọng Hóa học 12. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 6
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC THÍ NGHIỆM THEO TIẾP CẬN STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.1. Định hướng đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay ở Việt Nam Trong bối cảnh thế giới có nhiều thay đổi nhanh chóng và phức tạp thì mục tiêu đặt ra của giáo dục Việt Nam nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo, chất lượng giảng dạy là vấn đề mang tính cấp thiết, là giải pháp quan trọng nhất để nền giáo dục nước ta có thể tiến kịp với các nước thế giới, đáp ứng yêu cầu hội nhập kinh tế quốc tế. Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8 Ban chấp hành TW Đảng khóa XI đã nhấn mạnh: “Đổi mới căn bản và toàn diện về giáo dục, đào tạo… Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra,… nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tưởng… đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội”. Trong “Đề án đổi mới giáo dục phổ thông” Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển 5 phẩm chất và 10 năng lực cần phát triển cho học sinh. Về phẩm chất gồm: yêu nước, trách nhiệm, trung thực, chăm chỉ, nhân ái. Về năng lực bao gồm: Năng lực tự chủ và tự học; Năng lực giao tiếp và hợp tác; Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Như vậy năng lực giải quyết vấn đề có ý nghĩa thực tiễn quan trọng là một trong những năng lực cần được hình thành và phát triển cho học sinh THPT trong việc đổi mới chất lượng giáo dục phổ thông nói chung và quá trình giảng dạy bộ môn Hóa học nói riêng. 1.2. Năng lực 1.2.1. Khái niệm năng lực Nhà tâm lý học người Nga X.L.Rubinstein cho rằng: “NL là toàn bộ các thuộc tính tâm lý của con người nhằm giúp con người có thể hoàn thành được các hoạt động đem lại lợi ích cho xã hội” [5]. Ở đây ông coi NL là điều kiện để con người có thể hoạt động được. 7
Một cách tiếp cận khác về mặt NL đó là nhấn mạnh vai trò của hoàn cảnh cụ thể để con người có thể bộc lộ được NL bản thân được thể hiện qua một số khái niệm như theo OECD (Tổ chức các nước kinh tế phát triển) (2002): “NL là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” [10] Theo báo cáo của nghiên cứu của Patrick Griffin và Esther Care (2014) “NL có thể được coi là khả năng của con người nhằm điều chỉnh việc thực hành các kỹ năng để đáp ứng các nhu cầu trong từng trường hợp cụ thể” [6]. Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc Latinh có nghĩa là gặp gỡ và được hiểu dưới nhiều cách tiếp cận và hình thức khác nhau. Vậy dù theo cách tiếp cận nào thì chúng ta đều có thể thấy bản chất của NL hiểu theo nghĩa chung nhất là khả năng mà cá nhân thể hiện khi tham gia một hoạt động nào đó ở một thời điểm nhất định. Năng lực là khả năng thực hiện hiệu quả một nhiệm vụ, một hành động cụ thể, liên quan đến một lĩnh vực nhất định dựa trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và sự sẵn sàng hành động.Như vậy năng lực của con người được hình thành và phát triển trong quá trình vận động và giao tiếp. 1.2.2. Các loại năng lực Các thành phần và cấu trúc của các năng lực khác nhau trong quá trình hình thành và phát triển được thể hiện rõ trên mô hình giá dục của UNESCO. Với sự kết hợp của 4 năng lực thành phần bao gồm: năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể. Đã phù hợp với trụ cột giáo dục theo Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa liên hợp quốc (UNESCO) 8
Hình 1.1. Cấu trúc của năng lực Thông qua cấu trúc năng lực cho thấy, định hướng phát triển giáo dục không chỉ nhằm vào việc phát triển năng lực chuyên môn bao gồm kiến thức, kỹ năng mà còn phát triển mạnh về năng lực phương pháp, năng lực cá thể và năng lực xã hội. Những năng lực có mối quan hệ chặt chẽ và không tách rời. 1.3. Năng lực giải quyết vấn đề 1.3.1. Khái niệm Vấn đề là những nhiệm vụ, câu hỏi đặt ra mà việc giải quyết chúng chưa có kiến thức, kĩ năng sẵn có, chưa đủ điều kiện để giải những khó khăn, cản trở mà vấn đề đặt ra. Giải quyết vấn đề là các phương án, giải pháp đưa ra để khắc phục những khó khăn, thách thức của vấn đề. Đó là một quá trình bao gồm nhiều thành tố như sự hiểu biết, đánh giá, suy luận, giao tiếp, hợp tác ……. Năng lực giải quyết vấn đề là tổ hợp các năng lực thể hiện ở các kĩ năng (thao tác tư duy và hoạt động) trong hoạt động học tập nhằm giải quyết có hiệu quả những nhiệm vụ của vấn đề nghiên cứu. Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyết tình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng. Nó bao gồm sự sẵn sàng tham 9
gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó – thể hiện tiềm năng là công dân tích cực và xây dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012). 1.3.2. Cấu trúc và các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề ở học sinh gồm 4 thành tố. Cụ thể là: - Tìm hiểu vấn đề: học sinh phân tích các tình huống cụ thể, từ đó khám phá và nhận biết được vấn đề, phát hiện được vấn đề đồng thời chia sẻ những hiểu biết của mình với người khác về vấn đề đấy. - Thiết lập không gian vấn đề: xác định thông tin của vấn đề, tìm hiểu thông tin có liên quan, lựa chọn, sắp xếp , lồng ghép các thông tin dựa trên kiến thức các môn học là cơ sở để đi đến thống nhất về cách hành động và phương án giải quyết. - Thiết lập kế hoạch và thực hiện giải pháp: + Thiết lập kế hoạch: bao gồm tiến trình thực hiện (thu thập dữ liệu, thảo luận, xin ý kiến, giải quyết các mục tiêu…), thời điểm giải quyết từng mục tiêu. + Thực hiện giải pháp: tiến hành thực hiện các giải pháp, có sự tham vấn và điều chỉnh kế hoạch sao cho phù hợp với thực tiễn và không gian vấn đề cần giải quyết. - Đánh giá và phản ánh giải pháp: đánh giá về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề. Điều chỉnh rút kinh nghiệm cho tình huống mới, tiếp thu nhiều kiến thức, kinh nghiệm và đưa ra các đề xuất phương án cho các vấn đề tương tự. 1.3.3. Biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Năng lực giải quyết vấn đề bao gồm 5 năng lực thành phần với các biểu hiện được thể hiện ở bảng sau: Bảng 1.1. Một số biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề Năng lực thành phần Biểu hiện của năng lực 1. Phát hiện và làm rõ vấn đề Phát hiện các tình huống có vấn đề, phân tích và làm rõ được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống. 2. Đề xuất, lựa chọn giải pháp Thu thập và lựa chọn các thông tin liên quan đến vấn đề; đề xuất được phương 10