Xây dựng và sử dụng một số chủ đề stem nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.12 MB, 184 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Trần Thế Sang
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ
STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC
SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Thành phố Hồ Chí Minh - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Trần Thế Sang
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ
STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC
SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
Chun
: Lí luận và phương pháp dạy học bộ mơn Hóa học
ngành Mã số
: 814 0111
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. TRẦN TRUNG NINH
Thành phố Hồ Chí Minh - 2019
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành với sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, cùng với sự
động viên, giúp đỡ nhiệt tình của thầy cơ, gia đình, bạn bè và các em học sinh.
Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Trần Trung Ninh,
người đã nhiệt tình, tận tâm hướng dẫn, dành nhiều thời gian để đọc và góp ý, có
những lời khun q báu, ln động viên tơi trong q trình xây dựng đề cương và
thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô trường ĐH Sư phạm TP.HCM,
ĐH Sư phạm Hà Nội đã trực tiếp giảng dạy, giúp tơi có cơ hội học tập và nâng cao
trình độ chun mơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể Q Thầy Cơ Khoa Hóa học, Ban Giám
Hiệu, Phịng Sau đại học trường ĐHSP TP. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi để tôi học tập nghiên cứu, cơng tác và hồn thành khóa học.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Quý Thầy Cô và các em học sinh
ở trường THPT Gia Định và THPT Lăk (tỉnh Đắk Lắk) đã giúp đỡ tôi trong thời
gian điều tra thực trạng và thực nghiệm sư phạm.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã
thường xuyên động viên, khuyến khích, hỗ trợ để tơi có thể hồn thành luận văn.
Với thời gian có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi những thiếu sót, kính
mong nhận được sự nhận xét, góp ý xây dựng từ thầy cô và các bạn để luận văn
được hồn chỉnh hơn.
Một lần nữa, tơi xin gửi lời tri ân đến tất cả mọi người!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 3 năm 2019
TÁC GIẢ
Trần Thế Sang
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung
thực, khách quan và chưa từng được cơng bố trong bất kì cơng trình khoa học nào
khác, các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc và được phép
cơng bố.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 3 năm 2019
HỌC VIÊN THỰC HIỆN
Trần Thế Sang
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.............................. 7
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu.................................................................................... 7
1.1.1. Trên thế giới............................................................................................... 7
1.1.2. Ở Việt Nam................................................................................................ 8
1.2. Định hướng đổi mới giáo dục hiện nay.............................................................. 12
1.2.1. Một số quan điểm chỉ đạo đổi mới giáo dục phổ thông...........................12
1.2.2. Những định hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thơng.................13
1.3. Tổng quan về giáo dục STEM............................................................................ 16
1.3.1. Định nghĩa............................................................................................... 16
1.3.2. Vai trò của giáo dục STEM...................................................................... 17
1.3.3. Đặc điểm của giáo dục STEM................................................................. 18
1.3.4. Hình thức tổ chức giáo dục STEM.......................................................... 19
1.4. Tổng quan về Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo........................................ 22
1.4.1. Năng lực.................................................................................................. 22
1.4.2. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo................................................... 25
1.5. Thực trạng việc giáo dục STEM và phát triển năng lực giải quyết vấn đề và
sáng tạo ở một số trường THPT........................................................................ 30
1.5.1. Mục đích điều tra..................................................................................... 30
1.5.2. Đối tượng điều tra.................................................................................... 30
1.5.3. Phương pháp điều tra............................................................................... 30
1.5.4. Kết quả điều tra....................................................................................... 30
Tiểu kết chương 1.................................................................................................... 40
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM NHẰM
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG
TẠO CHO HỌC SINH LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
41
2.1. Tổng quan về chương trình Hóa học lớp 10 THPT............................................. 41
2.1.1. Chương trình mơn Hóa học lớp 10 THPT............................................... 41
2.1.2. Mục tiêu dạy học của chương trình Hóa học lớp 10................................42
2.1.3. Phân tích nội dung và cấu trúc logic của chương trình Hóa học lớp
10 THPT
42
2.2. Xây dựng các chủ đề STEM trong chương trình lớp 10 THPT..........................44
2.2.1. Điều kiện triển khai giáo dục STEM....................................................... 44
2.2.2. Thiết kế chủ đề STEM............................................................................. 44
2.2.3. Tổ chức thực hiện chủ đề STEM............................................................. 47
2.2.4. Tiêu chí đánh giá chủ đề STEM............................................................... 50
2.3. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo thông
qua giáo dục STEM.......................................................................................... 51
2.3.1. Cơ sở thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực........................................... 51
2.3.2. Bộ công cụ đánh giá................................................................................ 56
2.4. Một số chủ đề STEM thực nghiệm.................................................................... 71
2.4.1. Thiết bị lọc làm giảm hàm lượng axit trong nước.................................... 71
2.4.2. Chế tạo hệ thống tên lửa sử dụng nguyên liệu trong đời sống
thực tiễn
79
2.4.3. Thiết kế hệ thống theo dõi tốc độ phản ứng lên men đường....................86
Tiểu kết chương 2.................................................................................................... 94
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM............................................................... 95
3.1. Mục đích thực nghiệm........................................................................................ 95
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm......................................................................... 95
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm.......................................................................... 95
3.3.1. Địa bàn thực nghiệm sư phạm................................................................. 95
3.3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm............................................................. 95
3.3.3. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm............................................................... 96
3.3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm.............................................................. 96
3.3.5. Một số hình ảnh thực nghiệm sư phạm.................................................... 97
3.4. Phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm.......................................................... 100
3.4.1. Phương pháp định tính........................................................................... 100
3.4.2. Phương pháp định lượng........................................................................ 100
3.5. Kết quả thực nghiệm......................................................................................... 101
3.5.1. Kết quả đánh giá về mặt định tính......................................................... 101
3.5.2. Kết quả đánh giá về mặt định lượng...................................................... 102
Tiểu kết chương 3.................................................................................................. 117
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 120
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
Chữ viết
1
ĐG
2
GQVĐ và ST
3
GV
4
HS
5
NL
6
PP
7
STĐ
8
TBNL
9
THPT
10
TNSP
11
TTĐ
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng so sánh một số đặc trưng cơ bản của chương trình định
hướng nội dung và chương trình định hướng năng lực 13
Bảng 1.2. Số lượng GV và HS ở các trường THPT tham gia điều tra
thực trạng
31
Bảng 1.3. Thống kê thâm niên dạy học của GV tham gia khảo sát.......................31
Bảng 1.4. Mức độ tiếp xúc với khái niệm STEM của GV....................................31
Bảng 1.5. Kết quả đánh giá mức độ quan trọng của giáo dục STEM ở
Việt Nam
32
Bảng 1.6. Mức độ quan tâm của GV đối với STEM............................................. 32
Bảng 1.7. Kết quả điều tra việc dạy học chủ đề STEM của GV...........................32
Bảng 1.8. Mức độ quan tâm các năng lực thông qua bài giảng của GV...............33
Bảng 1.9. Tầm quan trọng của việc phát triển năng lực GQVĐ và ST cho HS....34
Bảng 1.10. Mức độ hướng dẫn HS vận dụng kiến thức vào thực tiễn....................34
Bảng 1.11. Những khó khăn GV gặp phải khi sử dụng PPDH nhằm phát triển
NL GQVĐ và ST
34
Bảng 1.12. Những kỹ năng GV rèn luyện cho HS khi dạy học mơn Hóa học........35
Bảng 1.13. Mức độ tiếp xúc với khái niệm giáo dục STEM của HS......................36
Bảng 1.14. Mức độ quan tâm đối với STEM của HS............................................. 36
Bảng 1.15. Kết quả điều tra việc học tập các chủ đề STEM của HS......................37
Bảng 1.16. Mức độ HS được GV hướng dẫn vận dụng kiến thức vào thực tiễn.....37
Bảng 1.17. Thái độ của HS khi phát hiện các vấn đề trong học tập........................37
Bảng 1.18. Mức độ các kỹ năng của HS được rèn luyện........................................ 38
Bảng 2.1. Nội dung các chương và sự phân bố các tiết học mơn Hóa học 10
THPT 41
Bảng 2.2. Cách thức tổ chức hoạt động của HS trong các chủ đề STEM.............47
Bảng 2.3. Các tiêu chí đánh giá chủ đề STEM..................................................... 50
Bảng 2.4. Bảng mơ tả các tiêu chí và chỉ báo mức độ đánh giá sự phát triển
năng lực GQVĐ và ST
52
Bảng 2.5. Bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực GQVĐ và ST của HS..............56
Bảng 2.6. Phiếu đánh giá của HS nhằm đánh giá NL GQVĐ và ST....................58
Bảng 2.7. Biên bản hoạt động nhóm.................................................................... 59
Bảng 3.1. Danh sách trường, giáo viên, lớp và số lượng học sinh tham gia
TNSP 96
Bảng 3.2. Danh sách chủ đề STEM thực nghiệm................................................. 97
Bảng 3.3. Điểm bài kiểm tra trước và sau tác động của các lớp TNSP...............102
Bảng 3.4. Phân loại kết quả học tập của HS qua điểm bài kiểm tra....................103
Bảng 3.5. Phân phối tần suất và tần suất lũy tích điểm bài kiểm tra của các
lớp thực nghiệm................................................................................. 104
Bảng 3.6. Các tham số đặc trưng của điểm bài kiểm tra của các lớp TNSP........106
Bảng 3.7. Phân loại NL GQVĐ và ST của HS................................................... 107
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp kết quả ĐG NL GQVĐ và ST khi chấm bài kiểm
tra trước và sau tác động.................................................................... 107
Bảng 3.9. Bảng thống kê điểm TB NL GQVĐ và ST và các tham số trong
bài kiểm tra trước và sau tác động...................................................... 109
Bảng 3.10. Bảng kết quả kiểm định độ tin cậy của điểm số bài kiểm tra đánh
giá NL GQVĐ và ST.......................................................................... 109
Bảng 3.11. Bảng tổng hợp kết quả ĐG NL GQVĐ và ST khi chấm phiếu 1 và
phiếu 2............................................................................................... 111
Bảng 3.12. Bảng điểm trung bình của các tiêu chí GV đánh giá NL GQVĐ VÀ
ST của HS thông qua việc chấm phiếu 1 và phiếu 2..........................113
Bảng 3.13. Bảng thống kê điểm TB NL GQVĐ và ST và các tham số trong
chấm điểm phiếu 1 và phiếu 2............................................................ 114
Bảng 3.14. Bảng kết quả kiểm định độ tin cậy của dữ liệu (điểm số) trong
chấm phiếu 1 và phiếu 2.................................................................... 114
Bảng 3.15. Bảng tỉ lệ % kết quả điều tra thái độ của HS sau TN.......................... 115
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1.
Chủ đề STEM được dạy trong một mơn học duy nhất......................... 20
Hình 1.2.
Chủ đề STEM được dạy trong nhiều mơn học..................................... 20
Hình 1.3.
Các phần liên mơn nối tiếp nhau......................................................... 21
Hình 1.4.
Cấu trúc năng lực hành động............................................................... 24
Hình 1.5.
Cấu trúc của năng lực GQVĐ và ST................................................... 28
Hình 3.1.
Hình ảnh các nhóm thực hiện bài kiểm tra trực tuyến.........................97
Hình 3.2.
Hình ảnh bản vẽ thiết kế của các nhóm............................................... 97
Hình 3.3.
Hình ảnh các nhóm tiến hành chế tạo sản phẩm..................................98
Hình 3.4.
Hình ảnh các nhóm tiến hành thử nghiệm sản phẩm...........................98
Hình 3.5.
Một số hình ảnh HS trình bày sản phẩm.............................................. 99
Hình 3.6.
Một số hình ảnh hoạt động nhóm........................................................ 99
Hình 3.7.
Hình ảnh sản phẩm............................................................................ 100
Hình 3.8.
Biểu đồ phân loại điểm bài kiểm tra của lớp 10CL - Trường THPT
Gia Định............................................................................................ 103
Hình 3.9.
Biểu đồ phân loại điểm bài kiểm tra của lớp 10A16 - Trường THPT
Lăk.................................................................................................... 104
Hình 3.10.
Đồ thị đường lũy tích điểm bài kiểm tra của lớp 10CL......................105
Hình 3.11.
Đồ thị đường lũy tích điểm bài kiểm tra của lớp 10A16....................106
Hình 3.12.
Biểu đồ sự tiến bộ các tiêu chí ĐG NL GQVĐ và ST khi chấm
bài kiểm tra trước và sau tác động của các lớp thực nghiệm.............108
Hình 3.13.
Biểu đồ sự tiến bộ của NL GQVĐ và ST khi chấm bài kiểm tra
trước và sau tác động của các lớp thực nghiệm.................................108
Hình 3.14.
Biểu đồ sự tiến bộ các tiêu chí ĐG NL GQVĐ và ST khi chấm
phiếu 1 và phiếu 2............................................................................. 113
Hình 3.15.
Biểu đồ sự tiến bộ của NL GQVĐ và ST khi chấm phiếu 1 và
phiếu 2............................................................................................... 114
1
MỞ ĐẦU
1.
Lý do chọn đề tài
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 với trung tâm là sự phát triển mạnh mẽ của
trí tuệ nhân tạo, internet, robot, cơng nghệ nano,… đã mở ra những cơ hội và thách
thức mới cho nền giáo dục nước ta. Với sự thay đổi nhanh chóng của cơng nghệ,
địi hỏi giáo dục phải đem lại cho người học cả tư duy những kiến thức kỹ năng
mới, khả năng sáng tạo, thích ứng với thách thức và những yêu cầu mới mà các
phương pháp giáo dục truyền thống không thể đáp ứng.
Ở
nước ta, Nghị quyết 29 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng 04/11/2013
về Đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo đã nêu rõ nhiệm vụ “Tiếp tục
đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng
coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”, trong đó đặc biệt nhấn
mạnh đến việc “Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường
kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội”. Bên cạnh đó, chương trình giáo
dục phổ thơng tổng thể của Bộ Giáo dục và Đào tạo 07/2017 xem năng lực giải
quyết vấn đề và sáng tạo là một trong những năng lực cốt lõi mà nền giáo dục cần
phải hình thành phát triển cho học sinh.
Trong những năm qua, nền giáo dục nước ta đã có nhiều đổi mới về nội dung,
phương pháp dạy và học theo hướng: Giáo viên không chỉ truyền thụ kiến thức mà
cần dạy cho học sinh cách chiếm lĩnh kiến thức; học sinh không chỉ tiếp nhận kiến
thức một cách thụ động mà cịn phải tích cực chủ động tìm kiếm thơng tin, vận
dụng một cách sáng tạo kiến thức đã học vào thực tiễn.
Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục Khoa học Tự nhiên
có ý nghĩa vơ cùng quan trọng, do đó việc dạy Khoa học Tự nhiên như thế
nào trong giai đoạn phát triển thực tại luôn là vấn đề đáng quan tâm. Để phù hợp
với xu hướng chung của thế giới trong chương trình giáo dục mới của Việt Nam sắp
tới, giáo dục Khoa học Tự nhiên được chủ trương tích hợp thành một mơn ở THCS
và phân hóa sâu thành các mơn ở THPT. Bên cạnh đó với mục tiêu nâng cao năng
lực, tính sáng tạo của học sinh, giáo dục Khoa học Tự
2
nhiên cần đi đôi với các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, thực nghiệm khoa học.
Đồng nghĩa với điều này là sự địi hỏi về một mơ hình giáo dục mới có thể thỏa
mãn xu hướng phát triển nêu trên.
Trong các mơ hình giáo dục mới hiện nay, giáo dục STEM (Science - Khoa
học, Technology - Công nghệ, Engineering - Kỹ thuật và Math - Tốn học) đang là
một mơ hình nhận được nhiều chú ý trên thế giới và trong nước. Đây là mơ hình
giáo dục được Hoa Kỳ áp dụng chính cho hầu hết các bang nhằm thúc đẩy sự phát
triển một cách toàn diện cả về kỹ năng lẫn kiến thức cho người học. STEM trang bị
cho người học những kiến thức và kĩ năng về các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ
thuật và tốn học. Các kiến thức và kĩ năng này phải được giảng dạy tích hợp giúp
người học có thể áp dụng những kiến thức đó trong những bối cảnh cụ thể. Mơ hình
STEM sử dụng phương pháp “học qua hành”, người học có được kiến thức từ kinh
nghiệm thực hành chứ khơng phải chỉ từ lý thuyết. Giáo viên không phải là người
truyền dạy kiến thức mà chỉ hướng dẫn để người học tự xây dựng kiến thức. STEM
mang đến các hoạt động trải nghiệm thực tế, thơng qua đó người học khơng chỉ
được trang bị các kỹ năng STEM mà cịn được trang bị các kỹ năng phù hợp trong
thế kỉ 21. Người học STEM có khả năng tự giải quyết vấn đề thông qua phối hợp
kiến thức và kỹ năng các môn vận dụng trong công việc, đặc biệt là ngành nghề liên
quan đến Kỹ thuật - Công nghệ.
Trong chiến lược phát triển công nghiệp Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn
đến năm 2035 chú trọng đào tạo nguồn nhân lực cơng nghiệp có kĩ năng, có năng
lực sáng tạo; ưu tiên phát triển và chuyển giao công nghệ đối với các ngành. Trong
đó, Chính phủ đã xác định 3 nhóm ngành cơng nghiệp lựa chọn ưu tiên phát triển
gồm: công nghiệp chế biến chế tạo, điện tử và viễn thông, năng lượng mới và năng
lượng tái tạo (theo Quyết định số 879/QĐ-TTg ngày 09/06/2014 của Thủ tướng
Chính phủ về việc Phê duyệt chiến lược phát triển công nghiệp việt nam đến năm
2025, tầm nhìn đến năm 2035). Song song với xu hướng giáo dục và xu hướng nghề
nghiệp STEM, theo một báo cáo của STEMconnector.org, vào năm 2018, ước tính
cần 8,65 triệu lao động trong cơng việc liên quan đến STEM. Các ngành sản xuất
phải đối mặt với sự thiếu hụt nguồn nhân lực được đào tạo các chuyên ngành liên
3
quan đến STEM. Qua đó nhận thấy sự phù hợp, cần thiết và cấp thiết của giáo dục
STEM đối với sự phát triển của xã hội hiện nay.
Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây, hiện nay mới
đang ở bước truyền thông và mang tính thử nghiệm, chưa thực sự trở thành một
hoạt động giáo dục chính thức trong trường phổ thơng. Tuy nhiên, giáo dục STEM
với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho HS thế kỉ 21 sẽ là mơ
hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của cả thế giới. Do vậy, giáo dục STEM
rất cần sự quan tâm và nhận thức của toàn xã hội. Hiện nay ở Việt Nam, STEM và
giáo dục STEM nói riêng vẫn chưa được nghiên cứu sâu. Các bài viết, tài liệu về
giáo dục STEM ở Việt Nam hiện nay mới chỉ mang tính chất thơng tin và bình luận.
Hiện nay, các cơng trình bàn về cơ sở lí luận của giáo dục STEM và vận dụng nó
vào dạy học bộ mơn cịn ít.
Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Xây dựng
và sử dụng một số chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và
sáng tạo cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông” với mong muốn giúp học sinh
không chỉ lĩnh hội tốt kiến thức mà cịn tích cực, chủ động, say mê tự tìm kiếm và
chọn lọc kiến thức, vận dụng kiến thức học được vào đời sống thực tế, phát triển
năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, nâng cao chất lượng dạy và học ở trường
phổ thơng nói chung và bộ mơn Hóa học nói riêng.
2.
-
Đối tượng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Các chủ đề STEM và hoạt động giáo dục chương
trình Hóa học lớp 10 THPT.
- Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học Hóa học tại các trường THPT ở
- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 10/2017 đến tháng 10/2018.
-
Vấn đề nghiên cứu: Khi sử dụng mô hình STEM trong hoạt động giáo dục sẽ
giúp năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS lớp 10 THPT được phát triển
như thế nào, hiệu quả dạy học được nâng cao ra sao?
4
3.
Mục đích nghiên cứu
Xây dựng, sử dụng các chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn
đề và sáng tạo cho học sinh lớp 10 THPT, góp phần nâng cao chất lượng, hiệu quả
dạy học trong giai đoạn nền giáo dục chuyển mình phát triển mạnh mẽ.
4.
Nhiệm vụ của đề tài
Để đạt được những yêu cầu trên, đề tài cần thực hiện những nhiệm vụ sau:
-
Nghiên cứu mục tiêu, chương trình, nội dung kiến thức hóa học lớp 10
THPT;
-
Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực giải quyết
vấn đề và sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học STEM và việc ứng dụng STEM
trong dạy học Hóa học, cụ thể ở chương trình lớp 10 THPT;
-
Xây dựng một số chủ đề STEM để dạy học phần Hóa học chương trình lớp
10 THPT;
-
Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học
sinh lớp 10;
- Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm nghiệm giả thuyết khoa học, đánh giá
tính
khả thi và hiệu quả của việc sử dụng phương pháp STEM trong các giáo án đã xây
dựng;
- Vận dụng Tốn thống kê để phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá mức
độ
hiệu quả của để tài nghiên cứu.
5.
Phạm vi nghiên cứu
- Do điều kiện thời gian có hạn nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu việc
phát
triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh lớp 10 THPT thông qua
việc sử dụng các chủ đề STEM trong các hoạt động giáo dục.
- Địa bàn nghiên cứu: 2 trường THPT
+ THPT Gia Định, TP. Hồ Chí Minh.
+ THPT Lăk, tỉnh Đăk Lăk.
- Thời gian nghiên cứu: năm học 2017 - 2018.
5
6. Giả thuyết khoa học
Nếu làm rõ các cơ sở lý luận và thực tiễn, GV hiểu và sử dụng mơ hình STEM
trong dạy học hóa học lớp 10 sẽ phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
của học sinh lớp 10 THPT và góp phần nâng cao chất lượng dạy học Hóa học ở
trường THPT.
7.
Phương pháp và phương tiện nghiên cứu
7.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu về chủ trương, đường lối phát triển giáo dục của
Đảng và Nhà nước Việt Nam;
-
Nghiên cứu các tài liệu về lý luận dạy học Hóa học, về tổ chức hoạt động
nhận thức của học sinh trong dạy học Hóa học ở trường THPT;
-
Nghiên cứu sách giáo khoa, giáo trình và các tài liệu về phương pháp dạy
học Hóa học cần cho việc xây dựng tiến trình dạy học;
- Nghiên cứu các tài liệu giới thiệu về STEM trên thế giới và ở Việt Nam;
- Nghiên cứu các tài liệu hỗ trợ cho việc thiết kế các chủ đề STEM;
-
Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến việc sử dụng mơ hình STEM trong
dạy học Hóa học;
- Phân tích tổng quan các nguồn tài liệu đã thu thập.
7.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Thiết kế các chủ đề STEM dạy học Hóa học được cụ thể hóa ở lớp 10
THPT;
- Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo;
-
Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm có đối chứng ở
trường phổ thơng để đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học và các giải pháp sư
phạm đã đề ra;
- Trao đổi với GV và HS các vấn đề nghiên cứu.
7.3. Phương pháp thống kê
Ứng dụng toán học thống kê để xử lý số liệu và trình bày kết quả thực nghiệm
sư phạm, phân tích và rút ra kết luận của đề tài.
8.Những đóng góp mới của đề tài
- Thiết kế và tổ chức các hoạt động giáo dục có sử dụng một số chủ đề
STEM
6
trong chương trình hóa học 10.
-
Sử dụng mơ hình STEM trong dạy học Hóa học nhằm phát triển năng lực
giải quyết vấn đề và sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ mơn Hóa
học.
9.Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài (33 trang).
Chương 2: Xây dựng và sử dụng một số chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực
giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông (53 trang).
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm (23 trang)
7
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Trên thế giới
-
Vào những thập niên 50 và 60, Mỹ là nước đầu tiên phổ cập giáo dục phổ
thông cho cả nước và cũng là nước đầu tiên tạo ra hệ thống các trường cao đẳng, đại
học rộng rãi (Đỗ Văn Tuấn, 2016). Hệ thống giáo dục của họ vào thời điểm này
được đánh giá là một trong số những quốc gia hàng đầu thế giới, cùng với đó là
những kết quả tuyệt vời mà nền khoa học và kinh tế Mỹ đạt được. Tuy nhiên, ngày
nay nhiều nước đã cho thấy học sinh của họ có một bước tiến vượt bậc và nổi trội
so với học sinh của Mỹ về các kỹ năng cũng như kiến thức trong trường học phổ
thông, chẳng hạn như Phần Lan, Hàn Quốc, Hongkong hay Singapore. Một trong
những bước đi quan trọng của Mỹ trong cải cách giáo dục để tìm lại vị thế của mình
là phát triển giáo dục STEM.
-
Thuật ngữ STEM được sử dụng phổ biến sau một cuộc họp liên ngành về
giáo dục khoa học được tổ chức tại Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ năm 2001.
- Trên khắp thế giới, nhiều quốc gia có sự quan tâm tới giáo dục STEM, đã
có
nhiều tài liệu về STEM, các sáng kiến giáo dục STEM khác nhau về phạm vi, quy
mơ, loại, nhóm dân số mục tiêu và nguồn tài trợ ra đời.
Ở
Canada: Canada đứng thứ 12 trong số 16 nước ngang bằng về tỷ
lệ sinh
viên tốt nghiệp theo học các chương trình STEM, với 21,2%, cao hơn Hoa Kỳ,
nhưng thấp hơn các nước như Pháp, Đức và Áo. Phần Lan, có hơn 30% sinh viên
tốt nghiệp đại học đến từ các ngành khoa học, tốn học, khoa học máy tính, và các
chương trình kỹ thuật (The Conference Board of Canada, 2013).
ỞHồng Kông: Giáo dục STEM đã không được thúc đẩy trong các trường
học
địa phương ở Hồng Kông cho đến những năm gần đây. Vào tháng 11 năm 2015,
Văn phòng Giáo dục của Hồng Kông đã đưa ra một tài liệu mang tên Promotion of
STEM Education đề xuất các chiến lược và khuyến nghị về việc thúc đẩy giáo dục
STEM (Curriculum Development Council, 2015).
Ở
hoạt
Châu Phi: Một danh sách các tổ chức hiện đang tham gia vào các
động giáo dục STEM và tiếp cận rộng khắp Châu Phi cận Sahara đã nổi lên. Các tổ
8
chức có quy mơ, phạm vi, cơ chế tài trợ và tuyên bố sứ mệnh. Tuy nhiên, tất cả đều
tập trung vào việc cải thiện giáo dục STEM ở lục địa. Sự phát triển STEM ở Châu
Phi được hình thành chủ yếu bởi các nhà tài trợ quốc tế và các mối quan hệ đối tác
song phương và đa phương (Nkem Khumbah, 2016).
Ở
Úc: Đã có rất nhiều chương trình và nỗ lực thiết lập cách tiếp cận quốc gia
về giáo dục STEM ở Úc. Trong năm 2009, chương trình iSTEM (Invigorating
STEM) được thành lập như là một chương trình làm giàu tri thức cho học sinh trung
học ở Sydney, Úc. Chương trình tập trung vào việc cung cấp các hoạt động cho sinh
viên quan tâm và gia đình của họ trong STEM. Thành cơng của chương trình đã dẫn
đến nhiều trường đại học và tổ chức khoa học hỗ trợ cho chương trình. Chương
trình iSTEM (iSTEM.com.au) cũng tổ chức một chương trình làm giàu để đưa học
sinh và giáo viên vào Chương trình Học viện Khơng gian Hoa Kỳ
(Spacecamp.com.au).
- Bên cạnh đó, trong giáo dục cũng có nhiều tài liệu liên quan đến STEM như:
+ Dạy và học STEM của các tác giả Richard M.Felder và Rebecca Brent
(Teaching and Learning STEM: A Practical Guide, 2016) đã trình bày một loạt các
kế hoạch dựa trên nghiên cứu thực tế để thiết kế và giảng dạy các khóa học STEM ở
các trường trung học, cao đẳng, đại học. Cuốn sách dựa trên kiến thức và kinh
nghiệm rộng lớn của các tác giả trong giáo dục STEM. Các mô tả hấp dẫn và minh
họa tốt của nó sẽ trang bị cho giáo viên thực hiện các kế hoạch trong các tiết học và
giải quyết hiệu quả các vấn đề (bao gồm cả sự phản biện của học sinh) có thể xảy ra
trong quá trình thực hiện.
+
Hướng dẫn hiệu quả cho các mơn học STEM: từ học lý thuyết đến giảng dạy
của tác giả Mastascusa E.J. (Effective Instruction for STEM Disciplines: From
Learning Theory to College Teaching, 2011) đã cung cấp những hiểu biết cần thiết
nhằm cải thiện chất lượng giáo dục STEM cũng như giúp học sinh chuẩn bị tốt hơn
để giải quyết các vấn đề đặt ra trong thời đại công nghệ.
1.1.2. Ở Việt Nam
- Thực hiện Nghị quyết Trung ương số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm
2013 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công
9
nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ
nghĩa và hội nhập quốc tế, phương thức giáo dục tích hợp Khoa học - Kĩ thuật Cơng nghệ - Tốn, gọi tắt là STEM, đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo chỉ đạo triển
khai từ năm học 2014 - 2015 thông qua việc chỉ đạo các cơ sở giáo dục xây dựng và
thực hiện dạy học theo chủ đề tích hợp, liên môn và tổ chức hoạt động nghiên cứu
khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học.
-
Ngày 04/05/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành chỉ thị số 16/CT-TTg về
Tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ 4, giao nhiệm
vụ cho Bộ Giáo dục và Đào tạo: “Thúc đẩy triển khai giáo dục STEM trong chương
trình giáo dục phổ thơng; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm
học 2017 - 2018”.
-
Trước và trong khi triển khai thí điểm giáo dục STEM tại các trường trung
học, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã tổ chức các Hội thảo, Tập huấn cán bộ quản lí, giáo
viên cốt cán về giáo dục STEM. Theo Chương trình Giáo dục STEM của Hội Đồng
Anh (2017), năm học 2016 - 2017, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phối hợp với Hội
đồng Anh triển khai thí điểm giáo dục STEM tại 14 trường trung học trên địa bàn 5
tỉnh/ thành phố (Hà Nội, Nam Định, Quảng Ninh, Hải Phịng, Hải Dương), đồng
thời triển khai Mơ hình trường học gắn với sản xuất, kinh doanh tại địa phương đem
lại những kết quả bước đầu tích cực:
+ Trên 50 chủ đề học tập đã được triển khai ở các nhà trường tham gia thí
điểm
+ Đến tháng 3/2017, đã có nhiều trường trong số các trường thí điểm đã tổ
chức ngày hội STEM, trong đó tổ chức cho học sinh trình bày, chia sẻ các sản phẩm
học tập; tổ chức Hội thảo chia sẻ kinh nghiệm về giáo dục STEM: Trường Olympia
Hà Nội; Trường THCS Trưng Vương, Hà Nội; Trương THPT Chuyên Lê Hồng
Phong, Nam Định;…
+
Việc huy động cộng đồng tham gia vào việc tổ chức thực hiện các chủ đề
STEM đã được các nhà trường thực hiện có hiệu quả, ví dụ tồn bộ giáo viên và
phụ huynh học sinh của trường THPT Nam Sách II đã sử dụng sản phẩm nước rửa
chén của chính học sinh trường mình sản xuất…
10
Cho đến nay có rất nhiều đề tài nghiên cứu về những phương pháp dạy học
mới có tính hiệu quả và khả năng áp dụng rộng rãi, phù hợp với điều kiện của giáo
dục Việt Nam. Xây dựng các chủ đề STEM trong dạy học cũng là một hướng
nghiên cứu mới và có tính thực tiễn cao. Tuy nhiên, hiện nay số lượng cơng trình
nghiên cứu về vấn đề này chưa nhiều. Một số đề tài nghiên cứu về sử dụng các chủ
đề STEM trong dạy học:
-
Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Dạy học môn công nghệ phổ thông theo
định hướng giáo dục STEM của Lê Xuân Quang năm 2017. Luận án của Lê Xuân
Quang đã được bảo vệ tại trường ĐHSP Hà Nội. Một số nội dung chính của luận án:
+ Nghiên cứu đề xuất khái niệm, quy trình dạy học mơn Cơng nghệ theo định
hướng giáo dục STEM;
+ Nghiên cứu đề xuất phương pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM;
+ Xây dựng các tiêu chí về một chủ đề giáo dục STEM, đồng thời đánh giá
thực trạng dạy học mơn Cơng nghệ dưới góc độ giáo dục STEM;
+
Vận dụng kết quả nghiên cứu vào dạy học môn Công nghệ tại các trường
phổ thông.
-
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục: Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục
STEM trong dạy học phần hóa học vô cơ lớp 11 nhằm phát triển năng lực giải
quyết vấn đề học sinh của Dương Thị Ánh Tuyết năm 2018. Luận văn của Dương
Thị Ánh Tuyết đã được bảo vệ tại trường ĐHSP Hà Nội. Một số nội dung chính của
luận văn:
+
Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học STEM theo định hướng phát
triển NL
GQVĐ cho HS THPT ở một số trường THPT tại Hà Nội;
+ Thiết kế và tổ chức một số chủ đề dạy học STEM trong dạy học phần Hóa
học vơ cơ lớp 11 theo định hướng phát triển NL HS ở một số trường THPT tại Hà
Nội;
+ Đề xuất một số chủ đề dạy học STEM trong dạy học phần Hóa học vơ cơ
lớp 11 theo định hướng phát triển NL GQVĐ cho HS ở một số trường THPT tại Hà
Nội.
Bên cạnh đó cũng có các cơng trình nghiên cứu khác về việc phát triển năng
11
lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS THPT, cụ thể:
-
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề
và sáng tạo thơng qua hệ thống bài tập hóa học (Chương oxi - lưu huỳnh, hóa học
10, trung học phổ thơng) của Nguyễn Thị Ngọc Nga năm 2016. Luận văn của
Nguyễn Thị Ngọc Nga đã được bảo vệ tại trường ĐHSP TP. Hồ Chí Minh. Một số
nội dung chính của luận văn:
+ Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về năng lực và vấn đề Bài tập Hóa
học ở trường phổ thông;
+
Thiết kế và sử dụng hệ thống Bài tập Hóa học chương Oxi - Lưu huỳnh
nhằm phát triển năng lực Giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS lớp 10 THPT;
+ Đề xuất một số chủ đề dạy học STEM trong dạy học phần Hóa học vơ cơ
lớp 11 theo định hướng phát triển NL GQVĐ cho HS ở một số trường THPT tại Hà
Nội.
-
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề
và sáng tạo cho học sinh thông qua vận dụng các quy luật trí não của John Medina
trong dạy học chương 5, 6, 7 Hoá học lớp 10 THPT của Nguyễn Ngọc Kiều Vy
năm 2018. Luận văn của Nguyễn Ngọc Kiều Vy đã được bảo vệ tại trường ĐHSP
TP. Hồ Chí Minh. Một số nội dung chính của luận văn:
+
Nghiên cứu cơ sở lí luận về vận dụng một số quy luật trí não của John
Medina trong dạy học Hóa học;
+
Đề xuất biện pháp vận dụng một số quy luật trí não để phát triển
năng lực
GQVĐ và ST cho HS trong dạy học các chương 5, 6, 7 hoá học lớp 10 THPT.
+
Thiết kế tiến trình dạy học và một số giáo án có vận dụng các quy luật trí
não nhằm phát triển năng lực GQVĐ và ST cho HS trong dạy học các chương 5, 6,
7 hoá học lớp 10 THPT.
- Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục: Thiết kế và sử dụng phiếu học tập
theo
hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh trong dạy học
hóa học phần dẫn xuất chứa oxi của hiđrocacbon lớp 11 chương trình cơ bản của
Đặng Giáng Thu năm 2018. Luận văn của Đặng Giáng Thu đã được bảo vệ tại
trường ĐHSP TP. Hồ Chí Minh. Một số nội dung chính của luận văn:
12
+
Nghiên cứu cách sử dụng phiếu học tập theo hướng phát triển NL GQVĐ
và ST cho học sinh trong quá trình dạy học.
+
Thiết kế một số giáo án hóa học lớp 11 có sử dụng một số phiếu học tập ở
trên nhằm hỗ trợ cho việc dạy và học, giúp HS nắm vững, hiểu sâu kiến thức, phát
triển tư duy, phát triển NL GQVĐ và ST góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học.
Cịn một số cơng trình nghiên cứu khác về STEM và việc phát triển NL
GQVĐ và ST cho HS. Tuy nhiên, chưa có đề tài sử dụng mơ hình STEM để phát
triển năng lực GQVĐ và ST cho HS thơng qua dạy học hóa học 10. Như vậy đề tài
chúng tơi nghiên cứu có sự kế thừa và phát triển của các nghiên cứu trước đây, phù
hợp với định hướng về đổi mới giáo dục phổ thông.
1.2. Định hướng đổi mới giáo dục hiện nay
1.2.1. Một số quan điểm chỉ đạo đổi mới giáo dục phổ thông
Việc đổi mới giáo dục trung học dựa trên những đường lối, quan điểm chỉ đạo
giáo dục của nhà nước, đó là những định hướng quan trọng về chính sách và quan
điểm trong việc phát triển và đổi mới giáo dục trung học. Việc đổi mới phương
pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá cần phù hợp với những định hướng đổi mới chung
của chương trình giáo dục trung học.
Những quan điểm và đường lối chỉ đạo của nhà nước về đổi mới giáo dục nói
chung và giáo dục trung học nói riêng được thể hiện trong nhiều văn bản, đặc biệt
trong các văn bản sau đây:
-
Luật Giáo dục số 38/2005/QH11, Điều 28 quy định: “Phương pháp giáo dục
phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù
hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả
năng làm việc nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động
đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”.
- Báo cáo chính trị Đại hội Đảng tồn quốc lần thứ XI “Đổi mới chương
trình,
nội dung, phương pháp dạy và học; phương pháp thi, kiểm tra theo hướng hiện đại;
nâng cao chất lượng toàn diện, đặc biệt coi trong giáo dục lý tưởng, giáo dục truyền
thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành,
tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội”.
