Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học STEM chủ đề Sự biến đổi chất - Sắc nến lung linh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm THCS "Dạy học STEM chủ đề Sự biến đổi chất - Sắc nến lung linh" được thực hiện nhằm tìm hiểu về dạy học theo định hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống, năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học; xây dựng chủ đề dạy học STEM áp dụng vào dạy học Hoá học 8;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học STEM chủ đề Sự biến đổi chất - Sắc nến lung linh

MỤC LỤC I. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng..................2 1. Tên sáng kiến .................................. 2 2. Lĩnh vực áp dụng................................ 2 II. Nội dung sáng kiến.............................. 2 1. Giải pháp cũ thường làm.........................2 2. Giải pháp mới cải tiến..........................2 III. Hiệu quả đạt được............................. 17 1. Hiệu quả kinh tế............................... 17 2. Hiệu quả xã hội ............................... 17 IV. Điều kiện và khả năng áp dụng..................19 1. Điều kiện cần thiết để áp dụng biện pháp.......19 2. Khả năng phát triển, vận dụng, mở rộng của giải pháp.............................................. 20 PHỤ LỤC 1: HỒ SƠ DỰ ÁN CỦA HỌC SINH – HỒ SƠ HỌC TẬP CỦA NHÓM........................................... 21 PHỤ LỤC 2: PHIẾU KHẢO SÁT, BÀI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ. . .29 PHỤ LỤC 3: CÁC HÌNH ẢNH SẢN PHẨM CỦA HỌC SINH. . . . . .31
2 I. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng 1. Tên sáng kiến Dạy học STEM chủ đề “Sự biến đổi chất - Sắc nến lung linh”. 2. Lĩnh vực áp dụng Dạy học Hoá học 8. II. Nội dung sáng kiến 1. Giải pháp cũ thường làm Hóa học là khoa học nghiên cứu về chất, sự biến đổi chất và ứng dụng của chất đó trong cuộc sống. Ở trung học cơ sở (THCS), học sinh được học môn Hóa trong hai năm học lớp 8 và lớp 9. Tuy lượng kiến thức không nhiều, nhưng với nhiều học sinh THCS, môn Hóa vẫn là một môn học khó. Khi dạy học, giáo viên vẫn thường dạy theo tiến trình trong sách giáo khoa, có thí nghiệm hoặc sử dụng mô hình thí nghiệm. - Ưu điểm: Học sinh nhanh chóng tiếp cận kiến thức Hóa học, vận dụng làm được bài tập Hóa học. - Nhược điểm: Học sinh chưa hứng thú học tập, kết quả học tập môn Hóa học chưa cao, chưa phát triển hết các năng lực chung, năng lực chuyên biệt môn Hoá học đặc biệt là năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống. 2. Giải pháp mới cải tiến Để giải quyết các vấn đề đặt ra, tôi lựa chọn phương pháp dạy học theo định hướng STEM nhằm nâng cao hứng thú học tập, phát triển năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống cho học sinh. Tôi đã chọn dạy lớp 8B theo chủ đề này và lớp 8C tôi dạy theo lối truyền thống để so sánh hiệu quả của phương pháp đã sử dụng. Thực hiện phương pháp này tôi đã tiến hành như sau: 2.1. Mô tả chi tiết 2.1.1. Tìm hiểu về dạy học STEM Giáo dục STEM là một mô hình giáo dục mới đã được triển khai tại các nước châu Âu, châu Mỹ và được chứng minh là một mô hình giáo dục tiên tiến, hiện đại. STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học - theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. Thay vì dạy
3 bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Có thể nói, giáo dục STEM không hướng đến mục tiêu đào tạo để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà chủ yếu là trang bị cho học sinh kiến thức, kỹ năng để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay. Giáo dục STEM tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ XXI, đáp ứng sự phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thể tác động tích cực đến sự thay đổi của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa. 2.1.2. Tìm hiểu về dạy học theo định hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống, năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh “học được cái gì” đến chỗ quan tâm học sinh “làm được cái gì” qua việc học (năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống, năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học). * Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức của học sinh Năng lực vận dụng kiến thức của học sinh là khả năng của bản thân người học huy động, sử dụng những kiến thức, kĩ năng đã học trên lớp hoặc học qua trải nghiệm thực tế của cuộc sống để giải quyết những vấn đề đặt ra trong những tình huống đa dạng và phức tạp của đời sống một cách hiệu quả và có khả năng biến đổi nó. Năng lực vận dụng kiến thức thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức. “Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân là khả năng “huy động”, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân,… để hiểu và giải quyết vấn đề trong tình huống nhất định một cách hiệu quả và với tinh thần tích cực”. * Sự cần thiết của việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống và năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học cho học sinh. Việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống và năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học cho học sinh có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết những nhiệm vụ đặt ra của học sinh như: vận dụng kiến thức để giải bài tập, tiếp thu và xây dựng tri thức cho những bài học mới hay cao
4 nhất là vận dụng để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống của các em. 2.1.3. Xây dựng chủ đề dạy học STEM áp dụng vào dạy học Hoá học 8 Để thực hiện đổi mới này, trước tiên giáo viên phải nghiên cứu kĩ nội dung chương trình sách giáo khoa, chuẩn kiến thức, kĩ năng, nhiệm vụ của môn Hóa học trong hệ thống giáo dục phổ thông, các văn bản hướng dẫn giảng dạy nói chung, hướng dân giảng dạy bộ môn nói riêng, trên cơ sở kết hợp với định hướng dạy học theo chủ đề phát triển năng lực học sinh, đặc biệt là năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống, năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn Hóa học và đặc điểm học sinh, đặc điểm địa phương lựa chọn kiến thức thực tế cho phù hợp. Nghiên cứu các kiến thức dạy học STEM liên quan: giáo viên nghiên cứu sách giáo khoa, tìm hiểu hệ thống các kiến thưc liên quan đến thực tế đã được tích hợp trong sách. Sử dụng các nguồn thông tin khác nhau như sách báo, các môn học liên quan, đặc biệt là tài nguyên mạng Internet để sưu tầm các kiến thức thực tế liên quan. Lưu ý rằng cần lựa chọn các kiến thức thực tế có liên quan chặt chẽ đến chủ đề, trên cơ sở kiến thức đã được học, hoặc có thể phát triển trên cơ sở kiến thức đã học. Không nên sa đà, tham mở rộng lên kiến thức của các lớp trên vì như thế vô hình lại làm tăng độ nặng của kiến thức. Nếu thực tế quen thuộc với cuộc sống có liên quan đến bài dạy nhưng để giải thích nó phải sử dụng kiến thức của lớp học cao hơn thì nên đưa vào nhưng chỉ giải thích ở mức độ dễ hiểu trên cơ sở hiểu biết của đa số học sinh. Đối với học sinh khá giỏi có thể khuyến khích các em về nhà tìm hiểu thêm. Soạn kế hoạch dạy học chủ đề STEM chi tiết: Khâu này cực kì quan trọng vì khi có giáo án chi tiết giáo viên sẽ chủ động khi lên lớp. Một giáo án khoa học, hợp lí là cơ sở cho một giờ dạy thành công. Khi dạy học chú trọng sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học, theo hướng gắn lí thuyết với thực tế việc soạn giảng trên powerpoint sẽ hỗ trợ tích cực với ưu điểm về âm thanh, màu sắc, tiết kiệm được thời gian và đem lại hiệu quả cao. Từ các phân tích tổng quan trên, tôi xây dựng kế hoạch dạy học STEM chủ đề “Sự biến đổi chất - Sắc nến lung linh” như sau: 2.1.3.1. Quy trình xây dựng chủ đề STEM Bước 1: Xác định năng lực cần hình thành cho học sinh Bước 2: Xác định chủ đề STEM
5 Chủ đề STEM “Sự biến đổi chất – Sắc nến lung linh” Bước 3: Xây dựng chủ đề STEM “Sự biến đổi chất – Sắc nến lung linh” Bước 4: Xây dựng nội dung học tập Bước 5: Thiết kế nhiệm vụ Bước 6: Tổ chức thực hiện Bước 7: Đánh giá 2.1.3.2. Quy trình tổ chức dạy học chủ đề STEM Hoạt động 1: Xác định vấn đề Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh 2.1.3.3. Xây dựng chủ đề STEM thực nghiệm giảng dạy CHỦ ĐỀ: SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT – SẮC NẾN LUNG LINH 1. Tên chủ đề: Sự biến đổi chất – Sắc nến lung linh (Số tiết: 03 - Lớp 8) 2. Mô tả chủ đề Nến (hay còn gọi là đèn cầy) là một vật dụng quen thuộc được sử dụng để chiếu sáng. Khác với đèn điện, nến cho ánh sáng ấm áp và lung linh hơn. Ngày nay, nến được sử dụng chủ yếu để thờ cúng, tráng trí nội thất, trang trí phục vụ tiệc cưới, sinh nhật, lễ hội,… hoặc được dự phòng để thắp sáng mỗi khi có sự cố mất điện. Có rất nhiều nguồn nguyên liệu dùng để làm nến như sáp parafin, sáp đậu nành, sáp ong …. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu thực tế cho thấy, các loại nến có nguồn gốc từ thiên nhiên như nến sáp ong, nến sáp đậu nành khi cháy thì ánh sáng và năng lượng của nó sẽ kích thích tuyến yên, giúp cho tinh thần đạt được sự tập trung cao độ. Ngoài ra, trong sáp ong có chứa các thành phần hóa học như các axit béo, các vitamin nhóm B có lợi cho sức khỏe… Trong chủ đề này, học sinh thực hiện để thiết kế và chế tạo nến có nguồn gốc thiên nhiên như từ sáp ong hoặc sáp đậu nành thân thiện với môi trường với những tiêu chí cụ thể. Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ đốt thử nghiệm tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm.
6 Theo đó, học sinh phải tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới: - Sự biến đổi chất (Bài 12 - Hóa học 8) - Dấu hiệu của hiện tượng và phản ứng hóa học. (Bài 14: Bài thực hành 3 – Hóa học 8) Đồng thời, học sinh phải vận dụng các kiến thức hỗ trợ khác như: - Sự nóng chảy (Bài 24 – 25: Sự nóng chảy và sự động đặc - Vật lí 6) - Sự bay hơi và sự ngưng tụ (Bài 26 – 27 - Vật lí 6) - Đo nhiệt độ (Bài 23 – Vật lí 6) 3. Mục tiêu Sau khi hoàn thành chủ đề này, học sinh có khả năng: a. Phát triển năng lực khoa học tự nhiên - Trình bày được sự biến đổi chất, dấu hiệu của phản ứng hóa học. Học sinh hiểu được chất bị biến đổi gây nên hiện tượng vật lí hoặc hiện tượng hóa học. - Phân biệt được các hiện tượng vật lí và hiện tượng hóa học. - Giải thích được một số hiện tượng vật lí và hiện tượng hóa học trong thực tế. - Vận dụng được về sự nóng chảy để giải thích các hiện tượng thực nghiệm. Sự chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Sự chuyển từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc. - Vận dụng được kiến thức về sự bay hơi trong quá trình tạo sản phẩm. Sự chuyển từ thể lỏng sang thể hơi gọi là sự bay hơi. Tốc độ bay hơi của chất lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ, gió, diện tích mặt thoáng của chất lỏng Sự chuyển từ thể hơi sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. - Áp dụng kiến thức toán thống kê, ghi chép xác định thời gian và nhiệt độ trong quá trình làm thí nghiệm nghiên cứu; xác định được khoảng nhiệt độ nóng chảy của sáp ong. - Vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và kiến thức đã biết, thiết kế và chế tạo được nến từ các nguyên liệu thân thiện với môi trường. - Tiến hành được thí nghiệm nghiên cứu và tìm ra điều kiện phù hợp để thiết kế nên theo tiêu chí đã đặt ra; - Sơ đồ hóa quy trình làm nến. - Chế tạo được nến theo sơ đồ hóa quy trình làm nến.
7 - Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác. - Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập. b. Phát triển phẩm chất - Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm; - Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học; - Có ý thức bảo vệ môi trường. c. Định hướng phát triển năng lực - Năng lực tự chủ và tự học: học sinh chủ động tìm tòi kiến thức liên quan về sự biến đổi chất; hiện tượng vật lí, hiện tượng hóa học; dấu hiệu của phản ứng hóa học. - Năng lực giải quyết vấn đề chế tạo được nến thân thiện với môi trường một cách sáng tạo. - Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm: thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể. 4. Thiết bị Hóa chất, dụng cụ làm nến Hóa chất/ Nguyên liệu Dụng cụ - Sáp ong hoặc sáp đậu - Cốc thủy tinh chịu nhiệt 250ml: 4 cái nành - Cốc/lọ thủy tinh đựng nến hoặc khuôn nến: 3 - Tinh dầu: sả, chanh … cái - Bấc nến: 20 cm - Đèn cồn, kiềng, lưới amiăng, giá sắt, kẹp gỗ: 1 - Nước: 1 lít bộ (hoặc dụng cụ đun cách thủy) - Nhiệt kế: 1 cái Thiết bị dạy học: máy tính, máy chiếu, sản phẩm mẫu. 5. Tiến trình dạy học Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai Hoạt động chính Thời lượng Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án, xây dựng tiêu chí, hướng dẫn học sinh Tiết 1 tìm hiểu kiến thức nền. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức 3 ngày (học sinh tự học ở nhà theo nền và chuẩn bị bản thiết kế sản phẩm nhóm) để báo cáo theo các tiêu chí. Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết Tiết 2
8 kế. Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm sản 3 ngày (học sinh tự làm ở nhà theo phẩm nhóm) Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản Tiết 3 phẩm Giáo viên cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức nền để giải thích, trình bày nguyên lý để tạo ra sản phẩm. Vì vậy, tiêu chí này có trọng số điểm lớn nhất. Hoạt động 1: Giao nhiệm vụ dự án, xây dựng tiêu chí, hướng dẫn học sinh tìm hiểu kiến thức nền a. Mục đích - Học sinh phân tích và hiểu rõ yêu cầu làm nến từ sáp ong hoặc sáp đậu nành theo các tiêu chí: 1. Nến được sản xuất từ nguyên liệu thân thiện với môi trường 2. Nến cháy được và duy trì được ngọn lửa. 3. Khi thắp nến thấy tỏa mùi thơm (khử được mùi) và không có khói đen. 4. Nến được trang trí có hình thức đẹp, sáng tạo và có ý nghĩa. 5. Chi phí làm nến tiết kiệm. - Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về sự biến đổi chất để sơ đồ hóa và thuyết minh sơ đồ trước khi sử dụng nguyên vật liệu, dụng cụ để làm nến và thử nghiệm đốt nến trong không khí. b. Nội dung - Tìm hiểu về quy trình làm nến để xác định kiến thức về sự biến đổi chất, dấu hiệu của phản ứng hóa học, diễn biến của phản ứng hóa học được ứng dụng để làm nến. (đã được giao tìm hiểu trước ở nhà). - Tìm hiểu về quá trình đốt nến để xác định kiến thức về diễn biến của phản ứng hóa học và những dấu hiệu của phản ứng trong thực nghiệm sản phẩm nến. - Xác định nhiệm vụ làm nến từ sáp. - Giáo viên thống nhất với học sinh về kế hoạch triển khai dự án và tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh - Mô tả và giải thích được các nguyên lí của quy trình làm nến. - Thực hiện và giải thích được các hiện tượng của thí nghiệm đốt nến trong không khí.
9 - Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, làm nến theo các tiêu chí đã cho. 1. Nến được sản xuất từ nguyên liệu thân thiện với môi trường 2. Nến cháy được và duy trì được ngọn lửa. 3. Khi thắp nến thấy tỏa mùi thơm (khử được mùi) và không có khói đen. 4. Nến được trang trí có hình thức đẹp, sáng tạo và có ý nghĩa. 5. Chi phí làm nến tiết kiệm. d. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1: Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ Trên cơ sở giáo viên đã giao nhiệm vụ cho học sinh về nhà tìm hiểu thông tin về ưu và nhược điểm của nến làm từ parafin đang phổ biến hiện nay, giáo viên đặt câu hỏi để học sinh trả lời: Nêu một vài ưu và nhược điểm của nến làm từ parafin đang phổ biến hiện nay? Giáo viên tổng kết bổ sung, chỉ ra được: nến làm từ parafin hiện nay được dùng rất phổ biến, nhưng parafin là một chất tổng hợp thu được từ sản phẩm của dầu mỏ, thành phần là các hỗn hợp hiđrocacbon. Khi cháy chúng giải phóng benzen và toluen vào không khí gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người (hen suyễn, đau đầu, dị ứng, thậm chí là ung thư) Bước 2: Giao nhiệm vụ cho học sinh và xác lập yêu cầu sản phẩm: Việc thiết kế và sản xuất nến có nguyên liệu từ thiên nhiên mang ý nghĩa rất lớn. - Giáo viên đã giao yêu cầu học sinh về nhà. 1. Truy cập vào trang: https://www.wikihow.vn/L%C3%A0m-N%E1%BA%BFn-t%E1%BA%A1i-Nh%C3%A0 (về làm nến thủ công tại nhà) đọc và xem các đoạn video để thực hiện các yêu cầu trong phiếu 1. 2. Thực hiện thí nghiệm: đốt cháy nến, quan sát, nêu hiện tượng và giải thích (bảng trong phiếu 2) - Giáo viên: Yêu cầu các nhóm hoàn thành phiếu 1,2. - Học sinh thực hiện: + Ghi lại nguyên vật liệu, sơ đồ hóa quy trình và giải thích vào phiếu 1 trong hồ sơ học tập của cá nhân; + Thực hiện thí nghiệm đốt nến trong không khí và hoàn thành phiếu 2 Bước 3: Giáo viên hướng dẫn học sinh thảo luận và xây dựng tiêu chí đối với sản phẩm nến Học sinh thảo luận và xây dựng tiêu chí sản phẩm
10 Bảng tiêu chí đối với sản phẩm nến thơm Tiêu chí Nến được sản suất từ nguyên liệu thân thiện với môi trường Nến cháy được và duy trì ngọn lửa Khi thắp nến thấy tỏa mùi thơm (khử được mùi) và không có khói đen Nến được trang trí có hình thức đẹp, sáng tạo và có ý nghĩa. Chi phí làm nến tiết kiệm. Bước 4: Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng để giải thích cho quy trình làm nến với các tiêu chí đã cho; giải thích về sự biến đổi trong thí nghiệm đốt nến trong không khí là: + Sự biến đổi chất (Bài 12 – Hóa học 8) + Phản ứng hóa học (Bài 13 – Hóa học 8) + Dấu hiệu của hiện tượng và phản ứng hóa học (Bài 14 hóa học 8: kiến thức mới). Ngoài ra vận dụng kiến thức cũ của vật lí 6 về sự nóng chảy, sự động đặc, sự bay hơi và sự ngưng tụ. Giáo viên nêu rõ nhiệm vụ ở nhà của hoạt động 2 - Tìm hiểu kiến thức nền qua hệ thống câu hỏi sau và hoàn thành phiếu 3 1. Bản chất của quy trình làm nến là gì? 2. Khi đốt nến, hãy chỉ ra giai đoạn nào diễn ra hiện tượng vật lí, giai đoạn nào diễn ra hiện tượng hóa học? 3. Hãy chỉ ra dấu hiệu để nhận biết có phản ứng hóa học xảy ra? 4. Viết phương trình chữ của phản ứng? 5. Bản chất của phản ứng hóa học là gì? - Hướng dẫn học sinh hoàn thành phiếu 4 (cá nhân) theo các gợi ý sau: Câu 1: Nến em định làm từ nguyên liệu nào, có những màu sắc gì? Câu 2: Nến nên có hình dạng, kích thước như thế nào để phù hợp với mục đích sử dụng? Câu 3: Sử dụng tinh dầu như thế nào để tạo mùi thơm cho nến một cách hiệu quả? Câu 4: Làm thế nào để đo được nhiệt độ nóng chảy của sáp nến? Câu 5: Cách trang trí nến như thế nào? - Hướng dẫn học sinh hoàn thành phiếu 5 theo các gợi ý sau:
11 1. Cấu tạo của nến (phác thảo bằng hình vẽ). 2. Quy trình làm nến gồm những bước cụ thể nào? (mô tả chi tiết cách làm) 3. Nhiệt độ nóng chảy của nến được đo như thế nào? 4. Giải thích lý do chọn thiết kế và quy trình làm nến nêu trên. - Hoàn thành bản thiết kế theo các tiêu chí sau Tiêu chí Bản thiết kế kiểu dáng của nến được vẽ rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi. Giải thích rõ nguyên lý làm nến Trình bày rõ ràng, logic, sinh động. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức trọng tâm và xây dựng quy trình làm nến. a. Mục đích Học sinh hình thành kiến thức mới về sự biến đổi chất, diễn biến của phản ứng hóa học và dấu hiệu nhận biết có phản ứng xảy ra; đề xuất được giải pháp và xây dựng quy trình làm nến. b. Nội dung - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về các kiến thức trọng tâm sau: + Sự biến đổi chất (Hóa học 8 - Bài 12) + Phản ứng hóa học (Hóa học 8 - Bài 13) + Dấu hiệu của hiện tượng và phản ứng hóa học (Hóa học 8 – Bài 14) + Sự nóng chảy và sự động đặc; Sự bay hơi và sự ngưng tụ (Vật lí 6 - Bài 24, 25, 26, 27) - Học sinh thảo luận về các quy trình khả dĩ của làm nến và đưa ra giải pháp có căn cứ. - Học sinh sơ đồ hóa quy trình làm nến (phụ lục đính kèm) và nộp cho giáo viên; chuẩn bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, poster, powerpoint...). - Yêu cầu: + Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, sơ đồ hóa rõ các bước trong quy trình làm nến và các nguyên vật liệu sử dụng… + Trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra. Chứng minh quy trình làm nến bằng những kiến thức cụ thể. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
12 - Học sinh xác định và ghi được thông tin, kiến thức về sự biến đổi chất, diễn biến phản ứng hóa học, dấu hiệu của phản ứng hóa học. - Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng được quy trình làm nến đảm bảo các tiêu chí đã đề ra. d. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1: Các thành viên trong nhóm đọc bài 12, 13, 14 trong sách giáo khoa Hóa học lớp 8, trong đó cần xác định được các kiến thức trọng tâm như: - Thế nào là hiện tượng vật lí, thế nào là hiện tượng hóa học? - Dấu hiệu để phân biệt hiện tượng vật lí và hiện tượng hóa học? - Dấu hiệu để nhận biết có phản ứng hóa học xảy ra? - Phản ứng hóa học là gì? Diễn biến của phản ứng hóa học. Bước 2: Học sinh làm việc nhóm: - Chia sẻ với các thành viên khác trong nhóm về kiến thức đã tìm hiểu được. Ghi tóm tắt lại các kiến thức vào vở cá nhân và hoàn thành phiếu 3. - Từng cá nhân đề xuất các phương án làm nến và hoàn thành phiếu 4 - Từng cá nhân đề xuất các phương án làm nến từ sáp ong hoặc nguyên liệu khác thân thiện với môi trường (phiếu 4) bằng cách sử dụng các gợi ý sau: Câu 1: Nến em định làm từ nguyên liệu nào, có những màu sắc gì? Câu 2: Nến nên có hình dạng, kích thước như thế nào để phù hợp với mục đích sử dụng? Câu 3: Sử dụng tinh dầu như thế nào để tạo mùi thơm cho nến một cách hiệu quả? Câu 4: Làm thế nào để đo được nhiệt độ nóng chảy của sáp nến? Câu 5: Cách trang trí nến như thế nào? - Cả nhóm thảo luận đánh giá các phương án đã đề xuất ở trên, đồng thời cân nhắc về các nguyên vật liệu và dụng cụ có sẵn để lựa chọn phương án khả thi nhất, thống nhất một phương án tốt nhất để thực hiện quy trình làm nến. - Lập bản kế hoạch cụ thể để thực hiện quy trình làm nến (phiếu 5), trong đó nêu rõ: 1. Cấu tạo của nến (phác thảo bằng hình vẽ). 2. Quy trình làm nến gồm những bước cụ thể nào? (mô tả chi tiết cách làm) 3. Nhiệt độ nóng chảy của nến được đo như thế nào? 4. Giải thích lý do chọn thiết kế và quy trình làm nến nêu trên. - Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội dung báo cáo.
13 - Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết. Hoạt động 3: Trình bày và bảo vệ quy trình tạo nến từ sáp ong hoặc sáp đậu nành (Tiết 2 – 45 phút) a. Mục đích Học sinh hoàn thiện quy trình làm nến của nhóm mình. b. Nội dung - Giáo viên tổ chức cho học sinh từng nhóm trình bày phương án thiết kế và quy trình làm nến trong đó học sinh phải trình bày, giải thích và bảo vệ quy trình làm nến theo các tiêu chí đề ra. Chứng minh quy trình làm nến bằng tính toán cụ thể. c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh - Sơ đồ hóa rõ các bước trong quy trình làm nến. d. Cách thức tổ chức hoạt động - Bước 1: Giáo viên đưa ra yêu cầu về trình bày bản thiết kế: + Nội dung cần trình bày: cấu tạo, kích thước một cây nến; nguyên vật liệu, dụng cụ chế tạo sản phẩm. + Thời lượng báo cáo (5 phút) Các nhóm khác chú ý nghe, ghi chép, đặt câu hỏi và hoàn thành phiếu đánh giá số 6 - Bước 2: Học sinh báo cáo. - Bước 3: Giáo viên tổ chức cho các nhóm còn lại nêu câu hỏi, nhận xét về phương án thiết kế của nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo vệ, thu nhận góp ý, đưa ra sửa chữa phù hợp. - Bước 4: Hoàn thành phiếu đánh giá. Một số câu hỏi giáo viên có thể hỏi và định hướng học sinh thảo luận: Câu hỏi kiến thức (KT) nền KT 1: Bản chất của quy trình làm nến là gì? KT 2: Khi đốt nến, hãy chỉ ra giai đoạn nào diễn ra hiện tượng vật lí, giai đoạn nào diễn ra hiện tượng hóa học? KT 3: Hãy chỉ ra dấu hiệu để nhận biết có phản ứng hóa học xảy ra? KT 4: Viết phương trình chữ của phản ứng? KT 5: Bản chất của phản ứng hóa học là gì? Câu hỏi định hướng thiết kế (TK)
14 TK 1: Cấu tạo của nến gồm những thành phần nào? Mỗi thành phần đó đóng vai trò gì? TK 2: Sử dụng tinh dầu như thế nào để tạo mùi thơm cho nến một cách hiệu quả? TK 3: Hãy nêu ý nghĩa về hình dạng cũng như cách trang trí nến của nhóm để thỏa mãn tiêu chí của sản phẩm? TK 4: Giá thành của sản phẩm so với hiệu quả sử dụng? Bước 5: Giáo viên nhận xét, tổng kết và chuẩn hoá các kiến thức liên quan (hiện tượng vật lí, hiện tượng hóa học, dấu hiệu nhận biết có phản ứng hóa học xảy ra, …), chốt lại các vấn đề cần chú ý, chỉnh sửa của các nhóm. Bước 6: Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo bản thiết kế. Hoạt động 4: Thực hiện quy trình làm nến và đốt thử nghiệm (Học sinh làm việc theo nhóm tại nhà) a. Mục đích - Học sinh dựa vào quy trình làm nến đã lựa chọn để làm nến đảm bảo yêu cầu đặt ra. - Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu cần. b. Nội dung - Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ (Sáp ong, sáp đậu nành, bấc nến, tinh dầu chanh sả,….) để tiến hành làm nến theo quy trình đã thiết kế. - Trong quá trình làm nến các nhóm đồng thời thử nghiệm và điều chỉnh bằng việc đốt nến để khử mùi, xua đuổi muỗi đánh giá và điều chỉnh (nếu cần). Sáp đậu nành Tinh dầu sả Sáp ong c. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh
15 Mỗi nhóm ít nhất 1 sản phẩm nến thắp sáng, nến khử mùi, xua đuổi muỗi đã được hoàn thiện và thử nghiệm. d. Cách thức tổ chức hoạt động Bước 1. Học sinh tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến (chuẩn bị ở nhà). Bước 2. Học sinh sản xuất nến với các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước để làm nến theo quy trình đã thiết kế. Bước 3. Học sinh tiến hành làm nến, thử nghiệm và hoàn thiện sản phẩm theo nhóm. Vận dụng những kiến thức đã biết, thảo luận và hoàn thành phiếu 7,8. Bước 4. Học sinh chuẩn bị bài giới thiệu sản phẩm. Giáo viên đôn đốc, hỗ trợ các nhóm trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm. Giáo viên cho học sinh xem đoạn video giới thiệu về quy trình làm nến nghệ thuật. Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm nến từ sáp ong hoặc sáp đậu nành - Thảo luận (Tiết 3 – 45 phút) a. Mục đích Các nhóm học sinh giới thiệu sản phẩm nến của nhóm trước lớp, chia sẻ về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phẩm. b. Nội dung - Các nhóm trình bày sản phẩm trước lớp. - Đánh giá sản phẩm dựa trên các tiêu chí đã đề ra: 1. Nến được sản xuất từ nguyên liệu thân thiện với môi trường 2. Nến cháy được và duy trì được ngọn lửa. 3. Khi thắp nến thấy tỏa mùi thơm (khử được mùi) và không có khói đen. 4. Nến được trang trí có hình thức đẹp. 5. Chi phí làm nến tiết kiệm. - Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm. - Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp ý, nhận xét từ giáo viên và các nhóm khác; - Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm; Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua quá trình thực hiện nhiệm vụ . c. Sản phẩm hoạt động của học sinh Sản phẩm nến đã hoàn thiện và nội dung trình bày báo cáo của các nhóm. d. Cách thức tổ chức hoạt động
16 Bước 1: Giáo viên đưa ra yêu cầu về trình bày sản phẩm: Sắc nến lung linh * Đối với nhóm trình bày: thời gian từ 3 phút 1. Giới thiệu tên nhóm. 2. Trình bày và thử nghiệm sản phẩm. 3. Sản phẩm có thay đổi gì so với bản thiết kế không và thay đổi như thế nào? Lí do? 5. Ý nghĩa của chủ đề trưng bày sản phẩm. 6. Giá thành sản phẩm. 7. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình tạo sản phẩm. * Đối với các nhóm còn lại: Lắng nghe, ghi chép, đặt câu hỏi, hoàn thành phiếu đánh giá. Bước 2: Giáo viên chiếu các tiêu chí đánh giá sản phẩm, đánh giá bài trình bày nhóm, đánh giá hoạt động nhóm. Hướng dẫn các nhóm cập nhật điểm học tập của nhóm theo tiêu chí phiếu 9, 10, 11. Bước 3: Giáo viên giao nhiệm vụ: các nhóm cử đại diện trình bày sản phẩm trước lớp (từ 3 phút) và tiến hành thảo luận, chia sẻ theo các gợi ý trong phiếu 6. Hoàn thành các phiếu đánh giá 9, 10, 11. Bước 4: Học sinh thực hiện: 1. Các nhóm chia sẻ về kết quả bằng cách trình bày sản phẩm theo quy trình làm nến của nhóm mình đồng thời trình bày nội dung phiếu 6. 2. Góp ý, đặt câu hỏi và phản biện lẫn nhau. 3. Đề xuất các phương án điều chỉnh sản phẩm (hoàn thiện, cải tiến, mở rộng); các kiến thức và kinh nghiệm cần rút ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế. 4. Hoàn thành các phiếu đánh giá 9, 10, 11. Bước 5: Giáo viên và hội đồng giáo viên có thể đặt câu hỏi cho bài báo cáo để làm rõ bản chất của quy trình làm nến, khắc sâu kiến thức mới của chủ đề và các kiến thức liên quan. Bước 6: Giáo viên thu các phiếu đánh giá từ các nhóm. Bước 7: Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng kết chung về hoạt động của các nhóm. Bước 8: Giáo viên yêu cầu học sinh lựa chọn các loại màu sắc và tinh dầu khác nhau theo sở thích của các thành viên trong gia đình để làm nến thơm nhiều màu cho phòng ngủ, phòng khách và phòng bếp.
17 2.2. Tính mới, tính sáng tạo Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, giáo dục STEM được chú trọng, học sinh được phát triển những phẩm chất, năng lực cần thiết đối với người lao động. Khoa học Tự nhiên là môn học có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển toàn diện của học sinh, có vai trò nền tảng trong việc hình thành và phát triển thế giới quan khoa học của học sinh cấp trung học cơ sở. Tuy nhiên kể từ khi chương trình phổ thông tổng thể được thông qua, chưa có nhiều các công trình nghiên cứu về việc vận dụng STEM vào dạy học môn Khoa học tự nhiên đặc biệt trong mạch nội dung liên quan đến Hóa học. Các chủ đề được xây dựng trong các tài liệu tập huấn thiên nhiều về môn Vật lí Kĩ thuật và thích hợp cho việc tổ chức hoạt động ngoại khóa chứ ít gắn liền với một bài cụ thể trên lớp. Nhiều chủ đề chú trọng vào khâu yêu cầu học sinh tạo ra sản phẩm vật chất hơn là quá trình thực hiện sản phẩm ấy. Khi học bài “Sự biến đổi chất” theo hướng dạy học truyền thống, học sinh hiểu được hiện tượng vật lí, hiện tượng hóa học qua các thí nghiệm trong sách giáo khoa và các ví dụ thực tế. Nhưng khi học chủ đề này, học sinh không những hiểu kiến thức lí thuyết mà còn tự nghiên cứu, chế tạo ra sản phẩm dựa trên những hiểu biết đó. Do đó, xây dựng chủ đề STEM “Sự biến đổi chất – Sắc nến lung linh” đưa vào giảng dạy để nâng cao hứng thú học tập, phát triển năng lực học sinh. III. Hiệu quả đạt được 1. Hiệu quả kinh tế Với sản phẩm nến thơm các em tự làm có thể phục vụ trong trang trí nhà cửa, tổ chức các sự kiện gia đình như sinh nhật…. Các em cũng có thể làm thêm nhiều sản phẩm khác theo sở thích của với mỗi thành viên trong gia đình về hình dạng, màu sắc, mùi hương. Sản phẩm các em làm ra vừa kinh tế vừa thân thiện với môi trường. 2. Hiệu quả xã hội Sau khi dạy học xong chủ đề “Sự biến đổi chất – Sắc nến lung linh” ở lớp 8B (lớp thực nghiệm) và dạy học theo lối truyền thống ở lớp 8C (lớp đối chứng), tôi cho học sinh hai lớp làm lại phiếu khảo sát và bài kiểm tra năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. Kết quả cụ thể như sau: * Ý kiến của học sinh về hứng thú học tập môn Hoá học (Thống kê qua mẫu khảo sát phiếu số 1)
18 Rất thích Thích Bình thường Không thích Ý kiến SL % SL % SL % SL % Trước 47,0 4 11,76 6 17,65 16 8 23,53 Lớp 8B TĐ 6 (34 HS) Sau 38,2 6 17,65 13 38,24 13 2 5,87 TĐ 4 Trước 47,2 4 11,11 7 19,44 17 8 22,23 Lớp 8C TĐ 2 (36 HS) Sau 4 11,11 8 22,22 18 50,0 6 16,67 TĐ Bảng 3.1: So sánh hứng thú của học sinh về môn Hóa học trước và sau tác động. Trên cơ sở kết quả thu được, so sánh với kết quả trước tác động ở lớp 8B ta nhận thấy hứng thú của học sinh tăng lên rõ rệt. Số học sinh thích học môn Hoá học tăng từ 29,41% lên 55,89%. Tỉ lệ % học sinh không thích (ghét) môn Hóa học giảm từ 23,53 % xuống chỉ còn 5,87%. Còn với lớp 8C, kết quả có thay đổi nhưng không đáng kể. * Kết quả khảo sát năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống của học sinh (Thống kê qua kết quả bài kiểm tra phiếu số 3) Điểm Điểm Điểm 7-8 Điểm 5-6 Điểm 0-1 Khảo sát 9-10 2-4 SL % SL % SL % SL % SL % Trước 2 5,88 10 29,41 19 55,88 3 8,83 0 0 Lớp 8B TĐ (34 HS) Sau 5 14,7 16 47,06 13 38,24 0 0 0 0 TĐ Trước 1 2 5,56 30,56 19 52,78 4 11,1 0 0 Lớp 8C TĐ 1 (36 HS) Sau 2 5,56 12 33,33 19 52,78 3 8,33 0 0 TĐ Bảng 3.2: So sánh điểm kiểm tra khảo sát năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống của học sinh Trên cơ sở kết quả thu được, so sánh với kết quả trước tác động ở lớp 8B ta nhận thấy điểm kiểm tra của học sinh nội dung liên quan đến sự biến đổi chất tăng lên rõ rệt. Số học sinh đạt điểm 9,10 tăng từ 5,88% lên 14,7%, không có
19 học sinh đạt điểm dưới trung bình. Kết quả này cho thấy kết quả học tập bộ môn tăng rõ rệt, đa số học sinh vận dụng tốt kiến thức Hoá học vào cuộc sống. Còn với lớp 8C, kết quả có thay đổi theo chiều hướng tích cực nhưng không đáng kể. Một tháng sau khi dạy chủ đề, tôi tiếp tục cho học sinh hai lớp làm bài kiểm tra số 3. * Kết quả khảo sát năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống của học sinh (Thống kê qua kết quả bài kiểm tra phiếu số 4) Điểm 9-10 Điểm 7-8 Điểm 5-6 Điểm 2-4 Điểm 0-1 Khảo sát SL % SL % SL % SL % SL % Lớp 8B 41,1 44,1 4 11,76 14 15 1 2,88 0 0 (34 HS) 8 8 Lớp 8C 2 5,56 13 36,11 19 52,77 2 5,56 0 0 (36 HS) Bảng 3.3: So sánh điểm kiểm tra khảo sát năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào cuộc sống của học sinh Trên cơ sở kết quả thu được, so sánh với kết quả trước và sau tác động ở lớp 8B ta nhận thấy điểm kiểm tra của học sinh giảm một chút so với điểm sau tác động nhưng vẫn cao hơn nhiều so với trước tác động, và cao hơn nhiều so với điểm kiểm tra của lớp 8C. Đồng thời, học sinh cũng có rất nhiều phản hồi tích cực, mong muốn được học những chủ đề tiếp theo. Những phân tích trên khẳng định tính khả thi, hiệu quả của phương pháp “Dạy học STEM chủ đề: Sự biến đổi chất – Sắc nến lung linh” IV. Điều kiện và khả năng áp dụng 1. Điều kiện cần thiết để áp dụng biện pháp - Xây dựng các nội dung, các chủ đề dạy học STEM phù hợp kiến thức, năng lực giáo viên, học sinh, đặc điểm tình hình thực tế, gắn với thực tiễn địa phương. - Lựa chọn phương pháp giảng dạy: phương pháp làm thí nghiệm, phương pháp vấn đáp tìm tòi. Giáo viên là người hướng dẫn, thiết kế hoạt động, hỗ trợ học sinh. - Học sinh chủ động, tích cực, sáng tạo trong học tập (ở nhà và trên lớp). - Kiểm tra, đánh giá: không chỉ đơn thuần là đánh giá sản phẩm mà còn phải đánh giá quá trình thực hiện, mức độ hiểu, khả năng nhận thức và kĩ năng
20 của học sinh đồng thời theo dõi sự tiến bộ ở các em. Một số hình thức đánh giá: Bài kiểm tra viết và kiểm tra nói, sổ ghi chép, phỏng vấn và quan sát dựa trên kế hoạch đã chuẩn bị, bài trình bày, các sản phẩm, kế hoạch dự án, phản hồi qua bạn học, quan sát các nhóm làm việc để hỗ trợ đánh giá kỹ năng cộng tác,... - Chuẩn bị tốt các thiết bị dạy phục vụ cho giảng dạy. 2. Khả năng phát triển, vận dụng, mở rộng của giải pháp - Giải pháp phù hợp áp dụng giảng dạy các chủ đề khác của chương trình Hoá học 8, 9. Có thể vận dụng, phát triển với sự điều chỉnh phù hợp để giảng dạy nâng cao chất lượng dạy học, phát triển năng lực cho học sinh nhất là các bộ môn khoa học thực nghiệm. - Giải pháp có thể thực hiện tốt tại các cơ sở giáo dục mà điều kiện cơ sở vật chất cơ bản đáp ứng các yêu cầu dạy học môn Hoá học. Yên Khánh, ngày tháng năm Tác giả Phan Văn Trình Bùi Thị Thanh Huyền Đinh Thị Tuyết Mai