PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM PHẦN AXITCABOXYLIC – HÓA HỌC 11

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ HIỀN

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC
VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM PHẦN AXITCABOXYLIC –
HÓA HỌC 11

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM HÓA HỌC

I


Hà Nội – 2020
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC
VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM PHẦN AXITCABOXYLIC–
HÓA HỌC 11

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH SƯ PHẠM HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: Tiến Sĩ Phạm Thị Kim Giang
Sinh viên thực hiện khóa luận: Nguyễn Thị Hiền

II


Hà Nội – 2020
LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp với đề tài “Phát triển năng lực vận dụng kiến thức
hóa học vào cuộc sống cho học sinh trung học phổ thông theo mô hình
giáo dục STEM phần axitcaboxylic – hóa học 11” bài được hoàn thành nhờ
sự giúp đỡ tận tình của nhiều quý thầy cô.
Em đặc biệt cảm ơn Tiến Sĩ Phạm Thị Kim Giang giảng viên trường
Đại học Giáo dục Đại học Quốc gia Hà Nội là người đã trực tiếp hướng
dẫn đề tài từ đầu cho đến lúc hoàn thành khóa luận.
Em trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo trường hình Đại học Giáo dục, khoa
Sư phạm và toàn bộ quý thầy cô giảng dạy lớp QH2016S Hóa học đã có
nhiều ý kiến quý báu và động viên giúp đỡ em để hoàn thành được đề tài
nghiên cứu này.
Em chân thành cảm ơn ban giám hiệu tổ bộ môn Hóa học và các em
học sinh sinh trường THPT Nguyễn Thị Minh Khai Hà Nội khi đã tạo điều
kiện thuận lợi nhất cho em trong quá trình thực nghiệm sư phạm tại trường
chấm cuối cùng em xin kính chúc chúc tất cả các thầy cô có thật nhiều sức
khỏe, hạnh phúc, may mắn trong cuộc sống và trong sự nghiệp mình đã
chọn

Hà Nội tháng 6 năm 2020

III


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BT

Bài tập

ĐC

Đối chứng

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

KT

Kiểm tra

NL

Năng lực

NLVDKTHH

Năng lực vận dụng kiến thức hóa
học

VDKT

Vận dụng kiến thức

TCVL

Tính chất hóa học

TCHH

Tính chất hóa học

THPT

Trung học phổ thông

TNSP

Thực nghệm sư phạm

TN

Thực nghiệm

IV


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Tiến trình bài học STEM
Hình 1.2.Ý kiến của GV về tầm quan trọng của việc phát triển
NLVDKTHH cho HS trong dạy học hóa học ở trường THPT
Hình 1.3. : Ý kiến của giáo viên tiếp cận phương pháp dạy học vận dụng

kiến thức (VDKT) được tiếp cận
Hình 1.4. Kết quả tìm hiểu tần suất sử sụng phương pháp vận dụng kiến
thức cuộc sống để phát triển năng lực cho HS trong qua trình dạy học của
giáo viên.
Hình 1. 5. Kết quả điều tra những yêu cầu của giáo viên với khả năng tư
duy của HS
Hình 1.6.Ý kiến của giáo viên về tầm quan trọng của phát triển
NLVDKTHH thông qua mô hình giáo dục STEM
Hình 1.7. Ý kiến của giáo viên về lý do ít sử dụng các thí nghiệm STEM
trong dạy học hóa học nhằm phát triển NLVDKTHH vào cuộc sống cho
HS
Hình 1.8. Hứng thú của HS về việc liên hệ thực tế giữ kiến thức lý thuyết
với thực tế trong các giờ học hóa học
Hình 1.9.Tần suất HS tiếp cận với các hiện tượng trong cuộc sống cuộc
sống
Hình 1.10. Ý kiến của HS về cách học dễ hiểu bài và vận dụng kiến thức
hóa học vào cuộc sống
Hình 1.11 Tần suất thầy cô đặt các câu hỏi liên quan đến cuộc sống trong
quá trình dạy học bài mới

V


Hình 1.12 Thời gian dành cho HS đặt ra các vấn đề, các câu hỏi khúc
mắc về những gì các em quan sát trong đời sống
Hình 1.13. Tần suất HS được thực hành các thí nghiệm STEM trong các
tiết học.

Hình 1.14. Tần suất HS thấy các hiện tượng thực tế mâu thuẫn so với lý
thuyết trong giờ thực hành

Hình 1.15. Các câu hỏi, bài tâp có yếu tố cuộc sống được đưa vào các bài
kiểm tra với tần suất
Hình 3.1 Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra số 1
Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra số 2
Hình 3.3 Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra số 3
Hình 3.4 Biểu đồ phân loại kết quả học tập của học sinh (bài kiểm tra số 1)
Hình 3.5 Biểu đồ phân loại kết quả học tập của học sinh (bài kiểm tra số 2)
Hình 3.6 Biểu đồ phân loại kết quả học tập của học sinh (bài kiểm tra số 3)

VI


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1Đối tượng TN sư phạm
Bảng 3.2 Kết quả đánh giá qua các bảng kiểm quan sát năng lực vận dụng
kiến thức hóa học
Bảng 3.3 Giá trị các tham số đặc trưng của các tiêu chí đánh giá năng lực
vận dụng kiến thức hóa học
Bảng 3.4 Kết quả các bài kiểm tra (KT)
Bảng 3.5 Bảng tổng hợp kết quả các bài kiểm tra
Bảng 3.6 Bảng phân phối tần suất % số học sinh đạt điểm Xi
Bảng 3.7 Bảng phân phối tần suất lũy tích số % HS đạt điểm Xi trở xuống
Bảng 3.8 Bảng phân loại kết quả học tập của học sinh
Bảng 3.9 Giá trị các tham số đăc trưng của bài kiểm tra

VII


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................III

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................... IV
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... V
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. VII
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. ...................................................................................................Lý do chọn đề tài 1
2. ............................................................................................ Mục đích nghiên cứu 2
3. ............................................................................................Nhiệm vụ nghiên cứu 2
4. ........................................................................................... Đối tƣợng nghiên cứu 2
5. ............................................................................................. Giả thiết nghiên cứu 3
6. ..................................................................................... Phƣơng pháp nghiên cứu 3
7. ..................................................................................................... Đóng góp đề tài 4
8. ................................................................................................... Bố cục khóa luận 4
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ L LUẬN CỦA DẠ HỌC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC VDKTHH VÀO CUỘC SỐNG THEO MÔ HÌNH GIÁO
DỤC STEM MÔN HÓA HỌC ............................................................................. 5
1.1. .................................................................Lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 5
1.1.1.

Giáo dục STEM trên thế giới ............................................................ 5

1.1.2.

Giáo dục STEM ở Việt Nam .............................................................. 6

1.2. ................................... Một số khái niệm cơ bản về mô hình giáo dục STEM 8
1.2.1.

STEM ................................................................................................. 8

1.2.2.

Mô hình giáo dục STEM ................................................................... 9

1.2.3.

Mục tiêu giáo dục STEM ................................................................. 10
VIII


1.2.4.

Chủ đề dạy học STEM ..................................................................... 11

1.2.5. Phân loại STEM ................................................................................. 11
1.2.5.1. Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề ............ 11
1.2.5.2. Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM ............. 11
1.2.5.3. Dựa trên mục đích dạy học .......................................................... 12
1.2.6.

Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM ..... 12

1.3. ................... Phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống 13
1.3.1. Khái niệm năng lực ............................................................................ 13
1.3.2. Các loại năng lực ............................................................................... 14
1.3.2.1. Năng lực chung ........................................................................... 15
1.3.2.2. Năng lực đặc thù .......................................................................... 15
1.3.3. Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống ..................... 16
1.3.3.1. Các thành tố của NLVDKT ......................................................... 16
1.3.3.2. Biểu hiện NLVDKTHHvào cuộc sống ........................................ 17
1.3.4. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống ....... 17

1.3.5 Phương pháp đánh giá năng lực VDKTHH ......................................... 18
1.4.1.Khái niệm dạy học dự án ..................................................................... 19
1.4.2. Đặc điểm dạy học dự án...................................................................... 19
1.4.3. Quy trình dạy học dự án..................................................................... 19

1.4.Khảo sát thực trạng tình hình sử dụng mô hình dạy học STEM để phát triển NL
1.5.1. Nhiệm vụ điều tra ................................................................................ 20
1.5.2. Nội dung điều tra ................................................................................ 20
1.5.3. Đối tượng điều tra ............................................................................... 20
1.5.4. Phương pháp điều tra ......................................................................... 20
1.5.5. Kết quả điều tra ................................................................................... 21
1.5.6. Đánh giá kết quả điều tra .................................................................. 29
TIỂU KẾT CHƢƠNG 1 ..................................................................................... 30
IX


CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHỦ ĐỀ STEM TRONG DẠ HỌC
MÔN HÓA HỌC LỚP 11 PHẦN AXITCABOX LIC NHẰM PHÁT
TRIỂN NLVDKTHH VÀO CUỘC SỐNG....................................................... 31
2.1. Phân tích nội dung kiến thức và cấu trúc chƣơng trình phần Axit
cacboxylic ............................................................................................................. 31
2.1.1. Vị trí,.................................................................................................... 31
2.1.2. Mục tiêu ............................................................................................... 31
2.1.3. Cấu Trúc.............................................................................................. 32
2.2. Nguyên tắc và quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo mô hình giáo
dục STEM ............................................................................................................ 32
2.2.1. Nguyên tắc .......................................................................................... 32
2.2.2. Quy trình ............................................................................................. 34
2.3. Xây dựng và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề phần axit
cacboxylic ............................................................................................................. 36

2.3.1. Chủ đề: giấm ngon nhà làm ................................................................ 36
2.3.2.Chủ đề: chất chỉ thị tự nhiên ................................................................ 55
2.4. Thiết kế bảng kiểm tra, quan sát của GV, phiếu tự đánh giá của
HS.......................................................................................................................... 59
2.4.1. Bảng kiếm quan sát dành cho giáo viên ............................................. 62
2.4.2. Bảng kiếm quan sát dành cho học sinh ............................................... 63
2.4.3. Xây dựng bài kiểm tra đánh giá NLVDKTHH .................................... 63
TIỂU KẾT CHƢƠNG 2 ..................................................................................... 64
CHƢƠNG 3: THỰC NGHỆM SƢ PHẠM ....................................................... 65
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ........................................... 65
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .......................................................... 65
X


3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .......................................................... 65
3.2. Nội dụng thực nghiệm sƣ phạm .................................................................. 65
3.2.1.Thời gian, đối tượng, cơ sở thực nghiệm ............................................. 65
3.2.2. Chuẩn bị cho thực nghiệm sư phạm.................................................... 66
3.2.3. Tổ chức thực hiện ................................................................................ 67
3.2.4. Xử lí kết quả ........................................................................................ 67
3.3. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm .................................................................... 69
3.3.1. Kết quả đánh giá sự phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa
học của giáo viên và học sinh tự đánh giá .................................................... 69
3.3.2. Kết quả các bài kiểm tra ..................................................................... 70
3.3.3. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................... 71
3.4. Phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................................... 77
TIỂU KẾT CHƢƠNG 3 ..................................................................................... 78
KẾT LUẬN VÀ KHU ẾN NGHỊ ..................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 82
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 84

PHỤ LỤC 1 : Phiếu tham khảo lấy ý kiến của giáo viên. ............................... 84
PHỤ LỤC 2 : Phiếu điều tra lấy ý kiến học sinh.............................................. 88
PHỤ LỤC 3: Bảng kiếm quan sát đánh giá năng lực VDKTHH của HS...... 91
PHỤ LỤC 4: Phiếu tự đánh giá năng lực VDKTHH của học sinh ................ 93
PHỤ LỤC 5: Đề kiểm tra 15 phút số 1 [4] ........................................................ 95
PHỤ LỤC 6: Đề kiểm tra 15 phút số 2 .............................................................. 96
PHỤ LỤC 7 : Đề kiểm tra 45 phút số 1 ............................................................. 97

XI


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đối với môn Hóa học, việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng
tiếp cận năng lực, đặc biệt chú trọng định hướng phát triển năng lực thông
qua thiết kế hoạt động dạy học cho mỗi nội dung, mỗi chủ đề học tập là
trọng tâm của chương trình mới. Một trong các phương pháp giáo dục được
lựa chọn là kết hợp giáo dục STEM trong dạy học nhằm phát triển cho học
sinh khả năng tích hợp các kiến thức kỹ năng của các môn học Toán - Kỹ
thuật - Công nghệ và Hoá học vào việc nghiên cứu giải quyết một số tình
huống cuộc sống.
Như vậy, mục tiêu giáo dục STEM không nhằm đào tạo ngay ra những
nhà khoa học hay để tạo ra các sản phẩm có tính thương mại, cạnh tranh, mà
nhằm tạo ra những con người tương lai, có đầy đủ phẩm chất, năng lực, bản
lĩnh để thích nghi với cuộc sống hiện đại, như các năng lực tự chủ và tự học,
năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Giáo
dục STEM cũng giúp các em phát triển các năng lực chuyên môn ở dạng tích
hợp; khơi gợi niềm say mê học tập cho học sinh và giúp các em khám phá
tiềm năng của bản thân. Ngoài ra, nếu coi STEM là một phương pháp giáo
dục, thì ngoài các môn học thuộc các lĩnh vực chủ chốt của STEM như Khoa

học, Công nghệ, Toán, STEM hoàn toàn có thể ứng dụng vào một số môn
học khác như Địa lý, Lịch sử,… một cách phù hợp.
Hiện nay một số trường đang thí điểm giáo dục STEM, đưa vào giảng
dạy giáo dục STEM. Để áp dụng tốt giáo dục STEM vào phần kim loại trong
chương trình hóa học lớp 12 cần đảm bảo các yếu tố như liên môn, thực hành
và làm việc nhóm. Giáo dục STEM có thể thực hiện dưới nhiều hình thức,
trong chương trình chính khóa, cụ thể là dạy theo chủ đề từng môn và những
chủ đề tích hợp liên môn.

1


2. Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng cơ sở lí luận về dạy học STEM và cơ sở lí luận, cơ sở cuộc
sống về dạy học phát triển NLVDKTHH vào cuộc sống ở phần axitcaboxylic
– hóa học 11 theo mô hình giáo dục STEM.
- Thiết kế một số chủ đề dạy học phần axitcaboxylic theo mô hình giáo
dục STEM nhằm phát triển NLVDKTHH vào cuộc sống cho học sinh THPT
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1)

Xây dựng cơ sở lí luận và cuộc sống về dạy học phát triển
NLVDKTHHvào cuộc sống phần axitcaboxylic – hóa học 11 theo mô
hình giáo dục STEM.

(2) Xây dựng quy trình dạy học dạy học phát triển NLVDKTHHvào cuộc
sống phần axitcaboxylic – hóa học 11 theo mô hình giáo dục STEM.
(3) Đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy
dạy học phát triển NLVDKTHHvào cuộc sống phần axitcaboxylic – hóa
học 11 .

(4)

Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm kiểm nghiệm đánh giá giả
thuyết nêu ra.

4. Đối tượng nghiên cứu
(1) Đối tượng nghiên cứu : Năng lực vận dụng kiến thức hóa theo mô hình
giáo dục STEM phần axitcaboxylic – hóa học 11 ở Việt Nam
(2) Khách thể nghiên cứu: Học sinh lớp 11 trường trung học phổ thông
(3) Đối tượng khảo sát: Học sinh lớp 11 trường trung học phổ thông
Nguyễn Thị Minh Khai

2


5. Giả thiết nghiên cứu
(1) Học sinh phát triển NLVDKTHH vào cuộc sống sau khi học xong nội
dụng phần axitcaboxylic – hóa học 11
(2) Học sinh hứng thú và tích cực khi được giáo dục theo mô hình STEM.
(3) Giáo viên có thể vận dụng tốt mô hình giáo dục STEM vào cuộc sống
trong giảng dạy giúp học sinh dễ dàng tiếp thu và vận dụng kiến vào
cuộc sống
6. Phương pháp nghiên cứu
- Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận (phương pháp phân tích, tổng
hợp, khái quát hóa). Được sử dụng để tập hợp, phân tích các tài liệu
nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về các vấn đề thuộc phạm vi
nghiên cứu của đề tài, nhằm mục đích lựa chọn những khái niệm và tư
tưởng cơ bản là cơ sở lí luận của đề tài. Nghiên cứu những chủ chương
chính sách của Nhà nước, của ngành Giáo dục có liên quan tới nội dung
nghiên cứu. Từ đó đề xuất khung lí luận cho dạy học môn Hóa học theo

mô hình giáo dục STEM.
- Nhóm phương pháp nghiên cứu cuộc sống (phương pháp điều tra,
phương pháp quan sát sư phạm, phương pháp TNSP).Được sử dụng để
điều tra về thực trạng dạy học môn Hóa học dưới góc độ giáo dục STEM,
những hiểu biết của giáo viên (GV) về giáo dục STEM. Xây dựng và sử
dụng các bảng kiểm quan sát năng lực của HS trong quá trình trải nghiệm
học tập môn Hóa học theo mô hình giáo dục STEM. Xác định nhiệm vụ
và xây dựng nội dung, tiến hành các hoạt động TNSP. Tư tưởng của
phương pháp Delphi được sử dụng trong quá trình xin ý kiến chuyên gia
để xác định sự đồng thuận của các chuyên gia với các nội dung nghiên
cứu và giúp tạo ra những ý tưởng mới cho nghiên cứu.

3


- Nhóm phương pháp hỗ trợ (phương pháp thống kê Toán học…).
7. Đóng góp đề tài
(1) Về lí luận
Làm rõ một số khái niệm về mô hình giáo dục STEM, DH chủ đề và
NLVDKTHH vào cuộc sống
(2) Về cuộc sống
- Khảo sát, đánh giá thực trạng dạy học môn Hóa học phổ thông theo
mô hình giáo dục STEM và phát triển NLVDKTHH vào cuộc sống
của học sinh THPT
- Xây dựng 03 chủ đề minh họa dạy học môn Hóa học theo mô hình
giáo dục STEM.
8. Bố cục khóa luận
- Kết cấu khóa luận gồm 3 chương:
+ Chương 1: Cơ sở lí luận của dạy học phát triển năng lực vận dụng theo
mô hình giáo dục STEM môn hóa học

+ Chương 2: Thiết kế các chủ đề stem trong dạy học môn hóa học lớp 11
phần axitcaboxylic nhằm phát triển NLVDKTHH vào cuộc sống
+ Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
+ Kết luận và khuyến nghị

4


CHƢƠNG 1: CƠ SỞ L LUẬN CỦA DẠ HỌC PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC VDKTHH VÀO CUỘC SỐNG THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC
STEM MÔN HÓA HỌC
1.1.

Lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM

1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
- 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 GVmới trong
các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất cả chúng ta là một quốc gia
ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn mà họ xứng đáng.”
[12] Giáo sư Steven Chu, người đoạt giải Nobel Vật lý, phát biểu tại đại học
SUSTech, ngày 16 tháng 10 năm 2016.: "Giáo dục STEM là một loại hình
giáo dục hướng dẫn bạn học cách tự học", Giáo sư Chu đã chỉ ra lợi thế của
giáo dục STEM, Tự học là rất quan trọng trong quá trình phát triển cá nhân.
Và học STEM cho phép mọi người tự trang bị cho mình khả năng suy nghĩ
hợp lý và khả năng rà soát và tìm kiếm xác nhận như học toán học và có kiến

thức sâu rộng. Nó mang đến cho bạn sự tự tin để đi đầu trong lĩnh vực mà
chúng ta đang làm, thậm chí nhảy vào một lĩnh vực mới mà chúng ta chưa
bao giờ đặt chân vào trước đây. "Bạn sẽ không bao giờ nói rằng bạn không
thể chỉ vì thiếu kiến thức đầy đủ, đó là điểm quan trọng nhất của giáo dục
STEM",
Tháng 11/2016, Giáo sư Dan Shechtman, người đoạt giải Nobel về
nghiên cứu hóa học và khoa học vật liệu, cho biết Israel phải làm nhiều hơn
nữa để thúc đẩy nghiên cứu khoa học để đảm bảo giữ được công nghệ của

5


mình. "Chính phủ phải khuyến khích các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật ở
độ tuổi trẻ", Shechtman nói trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại vào tuần
trước. "Tất cả trẻ em đều phải học chương trình cốt lõi và chính phủ phải
nâng cao trình độ của một số giáo viên". Tháng 9/2013, Thủ tướng Malaysia
ông Datuk Seri Najib Razak phát biểu: Malaysia dự kiến 60% trẻ em và thanh
thiếu niên tham gia chương trình giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật
và toán học (STEM) và sự nghiệp cho một tương lai tốt đẹp hơn của đất nước.
Najib cho biết trẻ em và thanh thiếu niên có thể bị cuốn hút bởi khoa học
thông qua một phương pháp giảng dạy và học tập thú vị hơn. Đó là hãy cho
họ tham gia vào các dự án thực tế và cung cấp cho họ một số dự án đầy thách
thức để tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá
là nhàm chán. Bên cạnh đó các nước đều đã và đang phát triển mạnh mẽ Giáo
dục STEM.
1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
Khác với các nước phát triển trên thế giới như Mỹ, giáo dục STEM du
nhập vào Việt Nam không phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo
dục hay từ chính sách vĩ mô về nguồn nhân lực mà bắt nguồn từ các cuộc thi
Robot dành cho học sinh từ cấp tiểu học dến phổ thông trung học do các công

ty công nghệ tại Việt Nam triển khai cùng với các tổ chức nước ngoài. Ví dụ
cuộc thi Robotics make X 2019 của Công ty Cp robot Công nghệ cao STEAM
Việt Nam hay một số cuộc thi robocon của các hãng như Lego và một số cuộc
thi robocon của các hãng khác trong nước. Từ đó đến nay giáo dục STEM đã
bắt đầu có sự lan toả với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thức thực
hiện khác nhau, nhiều tổ chức hỗ trợ khác nhau.
Hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa
giáo dục STEM, mà chủ yếu là các hoạt động Robot vào giảng dạy tại các
trường tiểu học, trung học phổ thông tại một số thành phố lớn như Hà Nội, Hồ

6


Chí Minh, Đà Nẵng bằng hình thức xã hội hoá. Tuy nhiên, khu vực nông thôn
hiện nay chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan đến robot vì chi phí
mua robot của nước ngoài rất đắt đỏ, vậy nên tại các vùng nông thôn hiện nay
đã có một số giải pháp khác đươc đưa ra do Liên minh các công ty giáo dục
STEM tại Hà Nội đưa ra như Học viện Sáng tạo S3, Kidscode STEM, Robot
STEAM Việt Nam
Như vậy, giáo dục STEM hiện nay tại Việt Nam hầu hết là cuộc chơi của
các công ty tư nhân tại các thành phố lớn và một số hoạt động phong trào tại
nhiều địa phương. Với các hoạt động phong trào có thể nêu ra một số hoạt
động chính sau:
+ Ngày hội STEM
Ngày hội STEM là sáng kiến của Liên minh STEM cùng tổ chức dưới sự
bảo trợ của Bộ Khoa học Công nghệ. Ngày hội STEM đầu tiên tổ chức tại Hà
Nội năm 2015 tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Cho đến nay, Ngày hội
STEM đều duy trì hàng năm vào dịp xung quanh ngày 18 tháng 5 hàng năm
nhân kỉ niệm Ngày Khoa học Công nghệ Việt Nam. Một trong những ý nghĩa
quan trọng của Ngày hội STEM đối với giáo dục STEM chính là yếu tố

truyền thông cộng đồng, kết nối xã hội, kết nối Hệ sinh thái giáo dục STEM
tại Việt Nam.
+ Câu lạc bộ STEM
Hiện nay có 2 loại hình CLB STEM đang duy trì ở trong trường tiểu học
và trung học phổ thông đó là hình thức CLB xã hội hoá do các công ty kết
hợp với nhà trường tổ chức, hình thức này chủ yếu diễn ra tại các trường học
ở khu vực thành phố, nơi phụ huynh sẵn sàng chi trả thêm cho các hoạt động
giáo dục ngoài nhà trường. Các nội dung sinh hoạt của các CLB nay chủ yếu
tập trung vào các mảng như robot, lập trình máy tính. Một loại hình CLB nữa
được duy trì chủ yếu ở các vùng nông thôn là các CLB do giáo viên của nhà

7


trường tự duy trì ở dạng CLB ngoại khoá. Các địa phương điển hình duy trì
được các hoạt động CLB STEM liên tục như thế này có: Thái Thuỵ - Thái
Bình, Nam Trực – Nam Định, Thanh Chương – Nghệ An, Bắc Từ Liêm – Hà
Nội. Để có các kĩ năng ban đầu trong việc vận hành các CLB STEM các thầy
cô đã trải qua quá trình tập huấn và làm quen với các chủ để tích hợp STEM
do các tổ chức xã hội, cá nhân, đóng góp kinh phí để hỗ trợ các thầy cô và nhà
trường mua các trang thiết bị cần thiết. Một phần nguồn kinh phí trang thiết bị
đến từ chính các trường.
+ Các hoạt động giáo dục STEM khác
Các hoạt động giáo dục STEM khác hiện đang duy trì tại một số trường
và địa phương như: Cuộc thi robot của các tổ chức Việt Nam và nước ngoài,
Cuộc thi sáng tạo khoa học kĩ thuật (Visef), Các cuộc thi khoa học kĩ thuật
dành cho học sinh tiểu học và trung học cơ sở của các nước như Trung
Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan đều có học sinh Việt Nam tham gia trong những
năm gần đây.
Có thể nói, các hoạt động STEM trong nhà trường hiện nay là khá phong

phú, song các hoạt động đó tại các thành phố lớn hầu hết là các hoạt động xã
hội hoá với mức chi phí khá cao dành cho các học sinh có nhu cầu. Trong khi
đó, mô hình tại các trường khu vực nông thông là các hoạt động CLB do giáo
viên nhà trường tự vận hành dựa nguồn lực của trường cũng như sự ủng hộ
của cộng đồng với các giải pháp giá rẻ phù hợp với điều kiện địa phương.
.
1.2.

Một số khái niệm cơ bản về mô hình giáo dục STEM

1.2.1. STEM
Theo Wikipedia thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh của bốn
chữ:

8


+ Science (Khoa học)
+ Technology (Công nghệ)
+ Engineering (Kỹ thuật)
+ Mathematics (Toán).
Thuật ngữ này thường được sử dụng khi giải quyết các chính sách giáo
dục và lựa chọn chương trình giảng dạy trong các trường học để nâng cao khả
năng cạnh tranh trong phát triển khoa học và công nghệ. Nó có liên quan đến
phát triển nguồn nhân lực, những vấn đề về an ninh quốc gia và chính sách di
dân. Từ viết tắt này đã được sử dụng phổ biến ngay sau khi một cuộc họp liên
ngành về giáo dục khoa học được tổ chức tại Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ
(NSF) dưới sự chủ trì của giám đốc NSF lúc đó là Rita Colwell. Giám đốc
Phòng Khoa học của Bộ phận Phát triển Nguồn nhân lực cho giáo viên và các
nhà khoa học, Peter Faletra, đề nghị thay đổi từ METS (từ cũ) sang STEM.

Colwell, cũng không thích cách viết tắt cũ (METS) và đã hưởng ứng bằng đề
nghị NSF thay đổi. Một trong những dự án NSF đầu tiên sử dụng từ viết tắt là
STEMTEC - Chương trình Hợp tác Giáo viên trong Khoa học, Công nghệ,
Kỹ thuật và Toán học tại Đại học Massachusetts Amherst, được tài trợ vào
năm 1998. [3]
1.2.2. Mô hình giáo dục STEM
Giáo dục STEM (STEM education) là một cách tiếp cận liên ngành trong quá
trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng
ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các bạn học sinh được áp dụng
kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và
toán học vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng
đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, được truyền đạt đan xen và kết
dính lẫn nhau cho học sinh trên cơ sở học thông qua thực hành và hướng đến
giải quyết các vấn đề cuộc sống. Ngoài ra, giáo dục STEM còn chú trọng

9


trang bị cho học sinh những kỹ năng mềm cần thiết cho sự thành công trong
công việc sau này như kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tư
duy sáng tạo, tư duy phản biện…[8]
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 21, 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.
1.2.3. Mục tiêu giáo dục STEM

Chúng ta đang sống trong thời đại hòa nhập cao giữa các quốc gia có văn hóa
khác nhau, nhu cầu trao đổi công việc và nhân lực cũng ngày một cao. Bối
cảnh đó đòi hỏi ngành giáo dục cũng cần chuẩn bị cho học sinh những kỹ
năng và kiến thức tốt nhất để phù hợp với những công việc.
Giáo dục STEM với mục đích cung cấp các kiến thức và kỹ năng cần thiết
cho học sinh thế kỷ 21 sẽ là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần
của thế giới. Mô hình giáo dục STEM còn khá mới mẻ và có phương pháp
tiếp cận khác trong giảng dạy và học tập nên cần được sự quan tâm và nhận
thức của toàn xã hội. Những người hoạch định chính sách cần có phương
pháp nâng cao nhận thức của các tầng lớp xã hội về giáo dục STEM, từ các
bậc cha mẹ, giáo viên, nhà trường, đến những nhà giáo dục các cấp. Cải cách
giáo dục là điều tất yếu, triển khai giáo dục STEM để đón đầu xu hướng phát
triển giáo dục sẽ đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển của đất nước trong
tương lai.

10


1.2.4. Chủ đề dạy học STEM
- Dạy học theo chủ đề STEM là sự kết hợp giữa mô hình dạy học truyền
thống và hiện đại, ở đó giáo viên không dạy học chỉ bằng cách truyền thụ kiến
thức mà còn hướng dẫn học sinh tự lực tìm kiếm thông tin, sử dụng kiến thức
vào giải quyết các nhiệm vụ có ý nghĩa cuộc sống.
- Với phương pháp học theo chủ đề STEM , học sinh được học tập theo
từng chủ đề và nghiên cứu sâu các chủ đề dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
Các em được giao nhiệm vụ làm việc theo từng nhóm để tạo ra sản phẩm có
tính ứng dụng. Với phương pháp học này, việc thảo luận và hợp tác tìm ra
giải pháp cho vấn đề giúp các em phát triển NL. Chính quá trình tự khám phá
và thực hành, các em hiểu biết vấn đề sâu hơn là chỉ nghe giảng và chép bài.
1.2.5. Phân loại STEM

1.2.5.1. Dựa trên các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề
- STEM đầy đủ: Là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến
thức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
- STEM khuyết: Là loại hình STEM mà người học không phải vậndụng kiến
thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.

1.2.5.2. Dựa trên phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM
- STEM cơ bản: Là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc
phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong
chương trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản,
chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây
dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo
dục phổ thông.

11


- STEM mở rộng: Là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài chương
trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu và
nghiên cứu. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
1.2.5.3. Dựa trên mục đích dạy học
- STEM dạy kiến thức mới: Là STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến
thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một
phần). HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới.
- STEM vận dụng: Là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS
đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lí
thuyết vào thực tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu.[6]
1.2.6. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM
Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thông đề cập đến
một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức

thuộc các môn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó.
Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật
(Hình 1), trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research)
trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh
nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn
đề cần giải quyết trong bài học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên
cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình
học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận dụng kiến thức đã học để
đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử
nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua quá trình học
tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng
lực.

12


Xác định vấn đề
Nghiên cứu kiến thức nền
Toá
n

Lý

Hóa

Sinh

Tin

CN

(Nội dung dạy học theo chương trình được sắp xếp lại phù hợp)

Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế
Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế
Chế tạo mô hình (nguyên mẫu)
Thử nghiệm và đánh giá

Chia sẻ và thảo luận
Điều chỉnh thiết kế
Hình 1.1: Tiến trình bài học STEM
Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các
"bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước
nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương
hỗ lẫn nhau. Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng
thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với
"Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều
kiện để thực hiện bước kia.
1.3.

Phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống

1.3.1. Khái niệm năng lực
Có nhiều quan điểm liên quan đến NLVDKT vào cuộc sống. Trong đó, tác giả
Trịnh Lê Hồng Phương định nghĩa: “NLVDKT vào cuộc sống là khả năng

13


người học 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. NLVDKT thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người
trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức” [10; tr
120]. Theo chúng tôi, NLVDKT là khả năng của bản thân người học tự giải
quyết những vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu quả bằng cách áp
dụng kiến thức đã lĩnh hội vào những tình huống, những hoạt động cuộc sống
để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. NLVDKT của
HS là khả năng của HS có thể vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết
thành công các tình huống học tập hoặc tình huống thực tế trong đời sống
hằng ngày.Theo định nghĩa đến từ những nhà tâm lý học, năng lực là tổng
hợp các đặc điểm và thuộc tính tâm lý cá nhân, phù hợp với những yêu cầu
đặc trưng của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảo hoạt động đó đạt hiệu
quả cao. Năng lực được hình thành trên cơ sở các tư chất tự nhiên của cá
nhân. Tuy nhiên điều này không có nghĩa năng lực hoàn toàn có sẵn trong
mỗi con người, nó phải trải qua quá trình công tác, rèn luyện thường xuyên
mà có được. Năng lực được chia thành hai nhóm: năng lực chung và năng lực
chuyên môn.


Năng lực chung sẽ bao gồm nhiều yếu tố như năng lực phán xét tư
duy, năng lực khái quát, năng lực tưởng tượng…



Năng lực chuyên môn sẽ đòi hỏi những năng lực nhất định trong một
lĩnh vực nào đó có thể là âm nhạc, tổ chức, kinh doanh, hội họa…

1.3.2. Các loại năng lực
Hiện nay, người ta thường chia năng lực thành năng lực chung, cốt lõi và

năng lực chuyên biệt, trong đó năng lực chung, cốt lõi là năng lực cơ bản cần
thiết làm nền tảng để phát triển năng lực chuyên biệt. [10,tr.110]

14