Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng dạy học STEM trong phần phi kim - Hóa học 10

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến là nghiên cứu, xây dựng một số chủ đề STEM liên quan đến nội dung kiến thức hoá học với các kiến thức liên môn và sử dụng trong dạy học phần phi kim Hoá học 10 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học hoá học ở trường phổ thông.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng dạy học STEM trong phần phi kim - Hóa học 10

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT DTNT TỈNH -------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: VẬN DỤNG DẠY HỌC STEM TRONG PHẦN PHI KIM – HÓA HỌC 10 MÔN: HÓA HỌC Họ và tên : Nguyễn Lan Tuyết Đơn vị : Tổ Khoa Học Tự Nhiên Trường THPT DTNT Tỉnh Số điện thoại : 0945429678 Năm học: 2020-2021 i
MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU ............................................................................................. 1 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..................................................................3 I. CƠ SỞ LÝ LUẬN ........................................................................................... 3 1.1 Giáo dục STEM............................................................................................. 3 1.2. Bài học STEM .............................................................................................. 4 1.3. Các phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM ...................... 6 II. CƠ SỞ THỰC TIỄN ...................................................................................... 8 2.1.Thực trạng tổ chức dạy học môn Hóa học theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An ............................................................ 8 2.2. Đối tượng khảo sát ...................................................................................... 9 2.3. Phương pháp khảo sát ................................................................................. 9 2.4. Kết quả khảo sát .......................................................................................... 9 III. THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PHẦN PHI KIM CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 10 ............................................................................................................................. 1 1 3.1. Các mức độ dạy học môn Hóa học 10 theo định hướng giáo dục STEM ...........11 3.2. Phân tích nội dung, cấu trúc chương trình nội dung phần phi kim (Hoá học 10) ..................11 3.2.1. Phân tích nội dung phần phi kim hóa học 10 ...............................................................................11 3.2.2. Cấu trúc chương trình phần phi kim hóa học 10. ........................................................................................................................ 1 3 3.4. Một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM trong phần phi kim chương trình hóa học lớp 10 THPT .......................................................................................................................15 3.4.1. Chủ đề 1: “ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN PHÂN ĐIỀU CHẾ NƯỚC JAVEN”............................................................................................................... 1 5 3.4.2. Chủ đề 2:“ VIẾT YÊU THƯƠNG LÊN KÍNH ” ........................................................................................................................... 2 3 3.4.3. Chủ đề 3:“ OZON VÀ SỰ SỐNG ” ........................................................................................................................... 3 0 ii
3.4.4. Chủ đề dạy học “Thực phẩm sấy khô bằng lưu huỳnh và sức khỏe con người” theo định hướng giáo dục STEM .................................................................................................................. 3 7 3.4.5. Xây dựng chủ đề STEM: Chế tạo thiết bị sục khí oxi cho bể cá mini ..............42 IV. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................................................................. 5 2 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................................................. 5 7 1. Kết luận ...................................................................................................................... 5 7 2. Hướng phát triển của đề tài ......................................................................................................................... 5 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết đầy đủ Từ viết tắt Dạy học dự án DHDA Phương pháp dạy học PPDH Giáo viên GV Học sinh HS Sáng kiến kinh nghiệm SKKN Trung học phổ thông THPT Đối chứng ĐC Thực nghiệm TN iii
iv
PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong chương trình giáo dục phổ thông, Hoá học là môn học thuộc nhóm môn khoa học tự nhiên, được học sinh lựa chọn theo định hướng nghề nghiệp, sở thích và năng lực của bản thân. Cùng với Toán học, Vật lí, Sinh học, Tin học và Công nghệ, môn Hoá học góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, một trong những xu hướng giáo dục đang được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Giáo dục STEM được hiểu là trang bị cho học sinh những kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán. Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và hỗ trợ nhau giúp học sinh không chỉ hiểu về nguyên lý mà còn có thực hành, tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày. Thực tế cho thấy việc tổ chức thực hiện các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM vẫn chưa chú trọng khâu “thiết kế”, chỉ tập trung nhiều vào “thi công”. Qua đó, việc thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM là cấp thiết, mang lại những lợi ích thiết thực cả về mặt kiến thức lẫn các kĩ năng giải quyết vấn đề cho học sinh. Ngoài ra, trong bối cảnh và yêu cầu về con người của thế kỉ XXI, kĩ năng giải quyết vấn đề là kĩ năng cần thiết cho học sinh hơn bao giờ hết. Thế kỉ XXI là thế kỉ mà số lượng các công việc có tính chất sáng tạo và không lặp đi lặp lại tăng mạnh, đòi hỏi người lao động phải chủ động trang bị năng lực giải quyết vấn đề. Như vậy thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM gắn với nội dung chương trình giáo dục phổ thông giúp học sinh vừa tích lũy được kiến thức các môn học vừa vận dụng kiến thức một cách linh hoạt để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Ngoài ra, việc học đi đôi với hành này sẽ kích thích, gây hứng thú cho học sinh tham gia các hoạt động từ đó giúp các em phát triển được các năng lực cần thiết và góp phần nâng cao hiệu quả học tập. Trong quá trình dạy học hiện nay tôi nhận thấy sách giáo khoa Hóa học nói chung và Hóa học 10 nói riêng chưa thực sự quan tâm đúng mức đến vấn đề gắn kết hóa học với thực tiễn – một vấn đề đang cần được quan tâm đặc biệt hiện nay. Vì những lí do trên tôi chọn đề tài “Vận dụng dạy học STEM trong phần phi kim– Hóa học 10”. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu, xây dựng một số chủ đề STEM liên quan đến nội dung kiến thức hoá học với các kiến thức liên môn và sử dụng trong dạy học phần phi kim Hoá học 10 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học hoá học ở trường phổ thông. - Rèn luyện cho HS kĩ năng làm việc theo nhóm một cách có hiệu quả từ đó hình 1
thành năng lực hợp tác trong học tập và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. - Định hướng cho HS cách tìm tòi, khai thác các tài liệu liên quan đến vấn đề học tập và định hướng cách khai thác thông tin từ tài liệu thu thập được một cách có hiệu quả. - Xây dựng chủ đề dạy học theo nội dung tích hợp STEM vào bài giảng hóa học 10 THPT để dạy tốt và học tốt môn hóa học. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở lí luận về dạy học định hướng STEM - Nghiên cứu chương trình và sách giáo khoa hóa học - Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình sách giáo khoa bộ môn Hoá học hiện hành để tìm hiểu nội dung có thể áp dụng vào thí nghiệm STEM, phân tích mục tiêu, nội dung và cấu trúc phần phi kim – Hoá học 10. - Lựa chọn nội dung, quy trình thiết kế một số chủ đề dạy học STEM. - Nghiên cứu cấu trúc và biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh, trên cơ sở đó thiết kế bộ công cụ đánh giá sự phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh thông qua dạy học STEM - Kết luận và đề xuất. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Các bài học phần phi kim theo định hướng stem trong dạy học hóa học lớp 10 THPT. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 5. Phạm vi nghiên cứu - Các bài học phần phi kim có thể xây dựng theo định hướng stem trong dạy học hóa học lớp 10 THPT. - Địa bàn nghiên cứu: Trường THPT DTNT Tỉnh Nghệ An. 6. Giả thuyết khoa học - Nếu thiết kế một số chủ đề dạy học STEM phần phi kim – Hoá học 10 có chất lượng tốt, tổ chức dạy học hợp lí và đem lại hiệu quả thì sẽ phát triển được năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Hoá học ở trường phổ thông. 7. Những đóng góp của đề tài - Về mặt lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học STEM trong dạy học hóa học ở trường THPT. - Về mặt thực tiễn: Cung cấp những giá trị cụ thể về mức độ thành công của việc đưa giáo án dạy học theo định hướng STEM vào thực tiễn giảng dạy hóa học 2
THPT. 8. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu lý luận - Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài. - Dạy học theo định hướng STEM trong bộ môn Hóa học. - Các năng lực học sinh đạt được thông qua dạy học STEM. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Quan sát, thăm lớp, dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh. - Khảo sát tình hình sử dụng dạy học theo định hướng STEM hiện nay. - Tổng kết kinh nghiệm thực tiễn. PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Giáo dục STEM 1.1.1. Tìm hiểu chung Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. 1.1.2. Một số đặc điểm dạy học tích hợp STEM - Là một quan điểm dạy học, bản chất là dạy học tích hợp ( S, T, E , M) trong đó: Science : Khoa học, Technology: Công nghệ, Engineering: Kỹ thuật và Math: Toán học. - Hướng tới giải quyết các vấn đề thực tiễn. - Là hoạt động định hướng thực hành và định hướng sản phẩm - Là hoạt động nhằm hình thành xúc cảm tích cực cho người học - Là hoạt động dạy học nhằm phát triển kết hợp trí óc và chân tay. 1.1.3. Điều kiện triển khai giáo dục STEM: 3
- Đảm bảo: có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện đến lĩnh vực giáo dục. - Hiểu biết: toàn diện và thống nhất về giáo dục stem. Kết nối hoạt động stem với hoạt động dạy học. - Kết nối: các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, các trung tâm nghiên cứu, các cơ sở sản xuất để khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất hỗ trợ hoạt động giáo dục stem. 1.2. Bài học STEM 1.2.1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM: TC 1. Chủ đề bài học stem tập trung vào các vấn đề thực tiễn. TC 2. Cấu trúc bài học stem theo quy trình thiết kế kĩ thuật. TC 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. TC 4. Hình thức tổ chức bài học stem lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo. TC 5. Nội dung bài học stem áp dụng chủ yếu vào nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học. TC 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. 1.2.2. Quy trình xây dựng bài học STEM: Dạy học chủ đề STEM gồm các bước theo trình tự sau. Bước 1: Xác định chủ đề dạy học Khi lựa chọn nội dung cần lưu ý đến ngữ cảnh để tìm những điểm tương đồng về nội dung môn Hóa học 10 với các vấn đề của thực tiễn cuộc sống nhằm đảm bảo các nội dung được lựa chọn mang tính thực tiễn cao, chứa đựng kiến thức mang tính tổng hợp, có tính ứng dụng rộng rãi. Theo phân tích chương trình môn Hóa học 10 ở phần chương 5 – nhóm halogen và chương 6 – nhóm oxi rất phù hợp để lựa chọn xây dựng các chủ đề. Bước 2: Đặt tên cho hoạt động dạy học Lựa chọn tên cho hoạt động. Tên hoạt động phải rõ ràng, nêu rõ mục đích hướng tới chủ đề. Ngoài ra, cái tên nên mới mẻ để thu hút HS. Bước 3: Xác định mục tiêu của hoạt động Mục tiêu: Cần xác định rõ mục tiêu của hoạt động này là tìm hiểu, thu thập thông tin, "giải mã " để từ đó học sinh có hiểu biết rõ ràng về một tình huống thực tiễn; xác định được vấn đề cần giải quyết hoặc đòi hỏi của thực tiễn theo nhiệm vụ được giao; xác định rõ tiêu chí của sản phẩm phải hoàn thành. Bước 4: Xác định nôi dung và phương pháp, phương tiện, hình thức dạy học 4
Nội dung: Với mục tiêu nói trên, nội dung của hoạt động này chủ yếu là tìm tòi, khám phá tình huống/hiện tượng/quá trình trong thực tiễn; tìm hiểu quy trình công nghệ; nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị công nghệ. Tùy vào điều kiện cụ thể mà hoạt động này được tổ chức theo các hình thức khác nhau: nghiên cứu qua tài liệu khoa học (kênh chữ, hình, tiếng); khảo sát thực địa (tham quan, dã ngoại); tiến hành thí nghiệm nghiên cứu. Bước 5: Triển khai tổ chức trải nghiệm Triển khai tổ chức trên 1 lớp học cụ thể, đối tượng là học sinh THPT, cần bàn luận với các các tổ trưởng chuyên môn và xin ý kiến góp ý. Ở giai đoạn này GV, nêu rõ mục tiêu cụ thể hoạt động (cần hoàn thành công việc gì? Hình thành được kĩ năng gì? Thời gian và mức độ cần hoàn thành? Điều kiện thực hiện? Cách đánh giá? Các quy định về an toàn và vệ sinh lao động...). - Kiểm tra, hồi phục lại những kiến thức - kĩ năng. Đây là cơ sở để đưa ra các giải pháp, giải quyết các nhiệm vụ học tập, cung cấp hiểu biết và những hướng dẫn mới cần thiết. - Nêu khái quát trình tự công việc, phương tiện, cách thức tiến hành, các thao tác, động tác chính...Trải nghiệm: Đây là giai đoạn GV tổ chức cho HS vận dụng các kiến thức được học để thiết kế sản phẩm. Một số công việc triển khai là phân nhóm, giao nhiệm vụ, phân chia dụng cụ, vật liệu… GV theo dõi, uốn nắn, hướng dẫn thường xuyên và kiểm tra từng bước, từng phần công việc của HS. Đặc biệt chú ý hướng dẫn HS tự kiểm tra và điều chỉnh hành động. Kết thúc: HS dừng hoạt động trải nghiệm, hoàn thiện các nội dung để báo cáo, giới thiệu sản phẩm. Dọn dẹp dụng cụ, vệ sinh phòng học. Về bản chất, giai đoạn này sử dụng các PPDH khác nhau trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS. Bước 6: Phân tích, chia sẻ Phân tích trên cơ sở các sản phẩm của cá nhân và nhóm học sinh, giáo viên đánh giá, nhận xét, giúp học sinh nêu được các câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục giải quyết, xác định được các tiêu chí cho giải pháp (chỉnh sửa, hoàn thiện sản phẩm để học sinh ghi nhận, sử dụng.Từ đó định hướng cho hoạt động tiếp theo của học sinh. Bước 7: Đánh giá kết quả hoạt động Đánh giá kết quả học tập là một thành tố không thể thiếu trong quá trình dạy học. Việc đánh giá chính xác, khách quan sẽ giúp GV có được những thông tin để đưa ra những điều chỉnh phù hợp về phương pháp, về hình thức tổ chức dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. 5
Đánh giá kết quả học tập khách quan chính xác còn đem đến những tác động tích cực ở người học, giúp người học điều chỉnh thái độ, hành vi, nâng cao tinh thần trách nhiệm và tự chịu trách nhiệm với kết quả học tập của mình, từ đó kích thích hứng thú học tập, nâng cao hiệu quả học tập của người học. Trong dạy học định hướng giáo dục STEM, đánh giá càng có vai trò quan trọng và là vấn đề cốt lõi đảm bảo sự thành công cho một chương trình giáo dục STEM. 1.2.3. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề Hoạt động 2: Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền Hoạt động 3: Hoạt động giải quyết vấn đề 1.2.4. Chú ý khi soạn bài học STEM: - Xây dựng bài học stem về chủ đề sẽ dạy. - Liên hệ chủ đề của bài học với một vấn đề thực tiễn. - Xác định rõ thử thách stem mà học sinh sẽ thực hiện. - Xác định tiêu chí đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập. - Áp dụng quy trình thiết kế công nghệ để xây dựng kế hoạch bài học. 1.3. Các phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.3.1. Dạy học dự án Về bản chất, dạy học dự án là một PPDH, trong đó người học thực hiện một nhiệm vụ phức hợp gắn với thực tiễn, kết hợp lí thuyết với thực hành tạo ra các sản phẩm có thể giới thiệu được. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao từ việc xác định mục tiêu, lập kế hoạch đến việc thực hiện dự án và đánh giá kết quả thực hiện dư án. Hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm. Kết quả dự án là những sản phẩm hành động có thể giới thiệu được. Tiến trình dạy học dự án được mô tả bằng sơ đồ sau: 6
Hình 1.1. Tiến trình dạy học dự án Dạy học dự án có những đặc điểm sau: Định hướng thực tiễn, định hướng hứng thú người học, định hướng hành động, định hướng KN mềm, định hướng sản phẩm, tính tự lực cao của người học, cộng tác làm việc, mang tính phức hợp. Từ các đặc điểm này, ta thấy rằng bản chất của dạy học dự án là người học lĩnh hội kiến thức và KN thông qua việc giải quyết một bài tập tình huống gắn với thực tiễn, kết thúc dự án người học phải tạo ra sản phẩm cụ thể. Điều này rất phù hợp với định hướng giáo dục STEM đề tài đang nghiên cứu. 1.3.2. Phương pháp dạy học theo nhóm nhỏ GV tổ chức cho HS hoạt động trong những nhóm nhỏ để HS cùng thực hiện một nhiệm vụ nhất định trong một thời gian nhất định. Trong nhóm, dưới sự chỉ đạo của nhóm trưởng, HS kết hợp giữa làm việc cá nhân, làm việc theo cặp, chia sẻ kinh nghiệm và hợp tác cùng nhau để giải quyết nhiệm vụ được giao. 7
Hình 1.2. Tiến trình dạy học theo nhóm 1.3.3. Dạy học giải quyết vấn đề Tiến trình dạy học GQVĐ cho HS gồm các bước 4 bước theo sơ đồ sau: 8
Hình 1.3. Tiến trình dạy học giải quyết vấn đề II. CƠ SỞ THỰC TIỄN 2.1.Thực trạng tổ chức dạy học môn Hóa học theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An Từ năm học 2014-2015, giáo dục STEM đã được Bộ GD-ĐT đưa vào một số văn bản hướng dẫn khuyến khích triển khai ở các nhà trường, đặc biệt sau khi Thủ tướng ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ GD-ĐT đã triển khai thí điểm và đến nay giáo dục STEM đã được triển khai đồng loạt trên phạm vi toàn quốc. Riêng ở tỉnh ta, giáo dục STEM đã được Sở GD&ĐT đưa vào hướng dẫn nhiệm vụ năm học ở bậc học Tiểu học và Trung học từ năm học 2017 - 2018. Chính vì thế trong những năm gần đây, việc đổi mới phương pháp dạy học môn hóa học ở trường THPT đã có một số chuyển biến tích cực. Trong mỗi tiết dạy, giáo viên đã quan tâm đến việc chuyển từ học tập một chiều, thụ động sang học tập chủ động, chú trọng năng lực thực hành cho HS. Các hình thức dạy học tích cực đã được vận dụng làm cho việc học tập HS trở nên hứng thú hơn. Đồng thời với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin được áp dụng vào quá trình dạy học, việc học của HS thuận lợi rất nhiều, tạo điều kiện để HS có thể tự mình khám phá tri thức mới theo nhiều cách khác nhau chứ không phụ thuộc quá nhiều vào giáo viên. Tuy nhiên năng lực của GV trong việc tiếp cận với chương trình đổi mới phương pháp dạy học ở các trường và các địa phương không đồng đều. - Nhiều GV chỉ chú trọng việc rèn luyện các dạng bài tập để luyện thi đại học, học sinh học để vượt qua các kì thi. - Nhiều giáo viên chưa thực sự hiểu rõ bản chất và quy trình của phương pháp giáo dục STEM Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng dạy học STEM trong dạy học Hóa học ở trường THPT tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra đối với GV và HS với mục đích thu thập thông tin, phân tích khó khăn, thuận lợi của thực trạng dạy học STEM môn Hóa học ở trường phổ thông. Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, quá trình tổ chức dạy học STEM các GV ở các trường THPT. 2.2. Đối tượng khảo sát Đối tượng khảo sát: 30 GV dạy bộ môn Hóa học ở trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An và 150 HS trường THPT DTNT Tỉnh Thời gian khảo sát: Từ tháng 9/2019 đến tháng 12/2020. 2.3. Phương pháp khảo sát 9
- Sử dụng phiếu điều tra (Phụ lục 1) để khảo sát ý kiến của giáo viên. - Trao đổi, thu thập thông tin, ý kiến của các giáo viên môn Hóa học ở một số trường trung học phổ thông. - Trao đổi, tiếp xúc với học sinh các khối lớp 10 đồng thời nghiên cứu vở ghi chép và bài làm của học sinh để nắm được điều kiện, tâm tư, tình cảm, nhu cầu, khả năng và phương pháp học tập môn Hóa học của học sinh. - Thống kê, xử lí số liệu và phân tích, tổng hợp ý kiến. 2.4. Kết quả khảo sát Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra, kết quả cho thấy như sau: Đối với giáo viên Bảng 2.1: Thống kê mức độ cần thiết dạy học môn Hóa học theo định hướng stem trong trường THPT Đối với học sinh 10
Bảng 2.2: Thống kê sự hứng thú của HS khi tham gia hoạt động STEM Bảng 2.3: Đánh giá của HS về phát triển năng lực trải nghiệm, sáng tạo của bản thân thông qua giáo dục STEM Như vậy thông qua khảo sát GV và HS chúng tôi nhận thấy nhìn chung các GV đều thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết của dạy học môn Hóa học theo định hướng STEM, tuy nhiên vấn đề vẫn là triển khai, tổ chức dạy học theo định hướng STEM như thế nào cho hiệu quả và phù hợp với điều kiện dạy học ở trường phổ thông. Mặc dù một số GV đã thực hiện, nhưng vẫn còn lúng túng, hạn chế. Đối với các em HS, việc đưa STEM vào dạy học là rất cần thiết bởi những hiệu quả mà nó mang lại trong giáo dục là to lớn. Một mặt thực hiện được những mục 11
tiêu của GDPT đó là phát triển các năng lực cốt lõi của HS và năng lực đặc thù của môn học, mặt khác nó tác động tích cực đến thái độ, tâm lý người dạy bởi sự hứng thú, niềm đam mê, yêu thích khoa học của các em. III. THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PHẦN PHI KIM CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 10 3.1. Các mức độ dạy học môn Hóa học 10 theo định hướng giáo dục STEM - Lồng ghép bộ phận Ở mức độ này, GV sẽ dạy một phần kiến thức của bài học theo định hướng giáo dục STEM. Các hoạt động STEM ở mức độ này thường được thiết kế đơn giản, không quá phức tạp về nội dung, cách thức triển khai và điều kiện cơ sở vật chất. Chủ đề STEM mức độ này quan tâm nhiều đến trải nghiệm của HS trong quá trình giải quyết vấn đề. - Lồng ghép toàn phần Ở mức độ này, GV sẽ dạy toàn bộ kiến thức của bài học thông qua một chủ đề STEM. Về bản chất là GV sử dụng chủ đề STEM như là xuất phát điểm cho quá trình nhận thức của HS. HS sẽ thông qua trải nghiệm với chủ đề STEM để rút ra kiến thức của bài học. - Dạy học STEM trên cơ sở phối hợp nhiều bài Theo cách này chủ đề STEM sẽ được xây dựng trên cơ sở kiến thức của nhiều bài học và được dạy xuyên suốt qua nhiều tiết học. Chủ đề STEM sẽ được thiết kế dưới dạng một dự án STEM. Với cách này thì việc dạy học thường được diễn ra hai giai đoạn là giai đoạn học tập “trực tiếp” và giai đoạn học tập “gián tiếp”. Giai đoạn học tập “trực tiếp” là người học được cung cấp về những kiến thức có liên quan và phục vụ cho thực hiện dự án sau này. Điều này đảm bảo rằng các khái niệm cơ bản, các ý tưởng mà HS sẽ phải thực hiện đã được GV cung cấp đầy đủ ở các lĩnh vực khác nhau. Sang giai đoạn học “gián tiếp” HS sẽ được làm việc theo nhóm cùng nhau khám phá, thiết kế, xây dựng, triển khai dự án học tập của mình trên cơ sở những khái niệm, kiến thức thu nhận được từ giai đoạn học “trực tiếp” và hiểu biết của bản thân từ cuộc sống thực tiễn. HS được khuyến khích sự chia sẻ những hiểu biết của mình, khả năng của mình ở những lĩnh vực riêng biệt để cùng nhau tổng hợp lại thành kiến thức chung. 3.2. Phân tích nội dung, cấu trúc chương trình nội dung phần phi kim (Hoá học 10) 3.2.1. Phân tích nội dung phần phi kim hóa học 10 a. Kiến thức Học sinh nắm vững - Cấu tạo nguyên tử, vị trí của các phi kim trong bảng tuần hoàn. - Tính chất vật lí, tính chất hóa học cơ bản của nhóm halogen oxi, ozon, lưu 12
huỳnh và một số hợp chất quan trọng của chúng - Ứng dụng quan trọng của halogen, oxi và lưu huỳnh và một số hợp chất quan trọng của chúng. - Qui luật biến đổi tính chất hóa học của đơn chất và hợp chất trong nhóm. b. Kĩ năng - Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận về tính chất hoá học. - Quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp và dự đoán tính chất của các chất. - Lập phương trình hoá học, đặc biệt phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá – khử. - Giải các bài tập định tính và định lượng liên quan đến kiến thức trong chương. c. Thái độ - Có ý thức vận dụng kiến thức trong chương để lí giải những biện pháp, quy trình kĩ thuật trong sản xuất và hiện tượng thực tiễn trong đời sống. - Học sinh ý thức bảo vệ môi trường, có thái độ đúng đắn đối với các nguyên nhân gây ô nhiễm không khí và nguồn nước. - Giáo dục lòng say mê học tập, ý thức vươn lên chiếm lĩnh khoa học, kỹ thuật và phương pháp tư duy nghiên cứu khoa học. d. Phát triển năng lực Phát triển năng lực chung và các năng lực đặc thù môn Hoá học. Cụ thể: Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hoá học. Năng lực sử dụng ngôn ngữ. Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào đời sống. Năng lực tự học Trong đó năng lực giải quyết vấn đề được biểu hiện như sau: +Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống. + Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất. + Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề; suy ngẫm về cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới. +Xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới. + Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và cuộc sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới dựa trên những ý tưởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi ro và có dự phòng. 3.2.2. Cấu trúc chương trình phần phi kim hóa học 10. Bảng 2.1 Cấu trúc chương trình phần phi kim hóa học 10. 13
Mục IV. Ứng dụng của clo Tự học có hướng dẫn Mục ứng dụng của flo, brom, iot Khuyến khích học sinh tự đọc Mục sản xuất flo, brom, iot trong CHỦ ĐỀ NHÓM HALOGEN công nghiệp : Tích hợp với phần luyện tập nhóm Halogen Sơ lược về hợp chất có oxi của Clo: tự học có hướng dẫn Không dạy các PTHH: NaClO + CO2 + H2O và CaOCl2 + CO2 + H2O Luyện tập các đơn chất halogen Luyện tập : Hidroclorua, Axitclohidric, và muối clorua Luyện tập :Nhóm halogen Luyện tập: Nhóm halogen Mục A. Oxi Tự học có hướng dẫn Oxi – Ozon. Thí nghiệm 1 (Bài 31) Tích hợp khi dạy bài 29: Oxi – Ozon Oxi- Ozon Luyện tập: Oxi – Ozon Mục II.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lí Không dạy Mục II.1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh CHỦ ĐỀ: LƯU HUỲNH VÀ HỢP Mục IV. Ứng dụng của lưu huỳnh CHẤT CỦA LƯU HUỲNH Mục V. Trạng thái tự nhiên và sản xuất lưu huỳnh : Tự học có hướng dẫn Làm thí nghiệm 3, 4 (bài 31) Làm thí nghiệm 2 (bài 35) Mục điều chế SO2 và SO3 (bài 32) Tích hợp vào mục sản xuất H2SO4 14
Làm thí nghiệm 4 (bài 35) Luyện tập: Hiđrosunfua. Lưu huỳnh đioxit. Lưu huỳnh trioxit Luyện tập: axit sunfuric. Muối sunfat Luyện tập: Lưu huỳnh và hợp chất của lưu huỳnh 3.3. Nội dung tiến hành trong dạy học STEM 3.3.1. Kế hoạch bài dạy Lên kế hoạch bài dạy do GV thực hiện, ý tưởng có thể xuất phát từ thực tiễn giảng dạy, từ các vấn đề thời sự hoặc có thể nảy sinh trong quá trình đề xuất, phát biểu của HS. Các bước thực hiện kế hoạch bài dạy gồm: Bước 1: Lên ý tưởng dự án Bước 2: Xác định mục tiêu Bước 3: Thiết lập bộ câu hỏi định hướng Bước 4: Lịch trình đánh giá Bước 5: Dự kiến các hoạt động 3.3.2. Kế hoạch thực hiện Giáo viên định hướng các hoạt động và HS là người sẽ thực hiện các ý tưởng đó. GV là người giám sát, theo dõi, hỗ trợ khi cần thiết. Các bước tiến hành kế hoạch thực hiện gồm: Bước 1: Nhóm trưởng nhận nhiệm vụ, sau đó nhóm trưởng họp các thành viên trong nhóm lại, triển khai kế hoạch và phân công cụ thể cho thành viên. Các thành viên tương tác với nhóm trưởng còn giáo viên hướng dẫn và nhóm trưởng luôn tương tác lẫn nhau. GV và nhóm trưởng tiến hành họp để báo cáo tiến độ thực hiện và khó khăn gặp phải. Bước 2: Triển khai, thực hiện nhiệm vụ: Bao gồm thứ tự các bước tiến hành: 1 2 3 4 Thời gian Thành viên Đánh giá Công hoàn thành thực hiện Kết quả việc Để triển khai các bước trên HS cần: - Tìm kiếm thông tin, tài liệu - Chuẩn bị nguyên, vật liệu - Tiến hành nhiệm vụ được giao - Quay video, làm clip về sản phẩm 15
- Rút kinh nghiệm 3.3.3. Công cụ đánh giá - Để đánh giá sản phẩm của HS, GV hướng dẫn xây dựng bộ công cụ đánh giá. - Điểm sản phẩm: là trung bình cộng từ phiếu đánh giá của HS và điểm sản phẩm từ GV. 3.3.4. Báo cáo sản phẩm Chủ đề được hoàn thành theo qui định sẽ tổ chức báo cáo sản phẩm. GV hướng dẫn điều hành, nhóm trưởng hoặc đại diện từng nhóm báo cáo sản phẩm mình làm. Các nhóm khác theo dõi, đặt câu hỏi, GV có thể đặt câu hỏi để kiểm tra kiến thức của HS trong quá trình làm. Các nhóm có thể đề xuất những khó khăn, những giải pháp tối ưu. Giáo viên rút ra kết luận, nhận xét ưu, nhược điểm từng nhóm, dựa vào công cụ đánh giá để cho điểm từng HS. 3.3.5. Kiểm tra kiến thức vận dụng Giáo viên tiến hành bài kiểm tra đánh giá quá trình tiếp nhận kiến thức và kĩ năng của từng học sinh. Thông qua kết quả GV có thể định hướng, điều chỉnh cho những dự án tiếp theo, rút kinh nghiệm và có kết luận đúng đắn về tính ưu việt của phương pháp dạy học theo định hướng STEM. 3.4. Một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM trong phần phi kim chương trình hóa học lớp 10 THPT 3.4.1. Chủ đề 1: “ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN PHÂN ĐIỀU CHẾ NƯỚC JAVEN” A. Nội dung phát triển một số kỹ năng giáo dục STEM 1. Science (Khoa học): Thực hiện được (hoặc quan sát video) một số thí nghiệm chứng minh tính oxi hóa mạnh của các halogen và so sánh tính oxi hóa giữa chúng (tính tẩy màu của khí clo ẩm; thí nghiệm nước clo , nước brom tương tác với các dung dịch NaCl, NaBr, NaI) - Viết được phương trình hóa học của phản ứng Clo với dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường và khi đun nóng; ứng dụng của phản ứng này trong sản xuất chất tẩy rửa. 2. Technology (Công nghệ) : - Tìm hiểu, đánh giá quy trình sản xuất Javel - Bản vẽ kĩ thuật - Thiết kế và trang trí 3. Engineering (Kĩ thuật): - Cấu tạo bình điện phân (Vật lí ) 16