SKKN định hướng STEM trong dạy học hóa học và thiết kế 1 số dự án lớp 11

MỤC LỤC


BÁO CÁO SÁNG KIẾN
I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến:
Thế giới đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Cuộc cách
mạng công nghiệp 4.0 đặt ra thách thức rất lớn cho Việt Nam nói chung và ngành giáo
dục nói riêng buộc phải có những thay đổi căn bản tồn diện và đột phá để có thể phát
triển cùng thời đại.
Nếu như trước đây, trong giáo dục truyền thống, giáo viên chỉ cung cấp, truyền
dạy thông tin tri thức của các bộ môn khoa học một cách đơn thuần thì ngày nay,
người máy và các thiết bị thông minh sẽ làm tốt hơn các nhà giáo. Học sinh, sinh viên
được đào tạo theo mơ hình truyền thống mất một khoảng thời gian trả lời câu hỏi làm
thế nào để cơ sở lý thuyết, nguyên lý chuyển thành các ứng dụng thực tế trong khi
kiến thức đã bị mài mòn. Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với các ứng
dụng và kỹ thuật cũng rất hạn chế. Vậy nên, rào cản lớn nhất trong giáo dục truyền
thống là sự tách rời giữa bốn lĩnh vực quan trọng: khoa học, công nghệ, kỹ thuật và
toán học. Sự tách rời này sẽ đem đến một khoảng cách lớn giữa học và làm, giữa nhà
trường và doanh nghiệp.
Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong q 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 người học áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ,
kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng
đồng, nơi làm việc và các tổ chức tồn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh
vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Giáo dục STEM
có thể tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của thế kỷ mới
có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế.
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. Trong bối
cảnh như vậy đòi hỏi ngành giáo dục cũng cần chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng
2

và kiến thức theo chuẩn toàn cầu. Giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp các kiến
thức và kỹ năng cần thiết cho thế kỷ 21 sẽ là mơ hình giáo dục diện rộng trong tương
lai gần của thế giới. Những người hoạch định chính sách cần có phương pháp nhằm
nâng cao nhận thức của các tầng lớp về giáo dục STEM từ các bậc cha mẹ, giáo viên,
nhà trường, đến các nhà giáo dục các cấp. Cải cách giáo dục là điều tất yếu, triển khai
giáo dục STEM để đón đầu được xu hướng phát triển giáo dục của tương lai sẽ là
bước đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển đất nước trong tương lai.
Tuy vậy, khi nhắc đến giáo dục STEM nhiều giáo viên còn mơ hồ hoặc nhầm
lẫn một số vấn đề chủ chốt:
1.
2.
3.
4.

Giáo dục liên ngành trong triết lí giáo dục STEM khác gì khái niệm đa ngành?
Giáo dục STEM chỉ dạy về lập trình và robot?
Giáo dục STEM phù hợp cho học sinh nam hơn là học sinh nữ?
Chương trình giáo dục STEM buộc giáo viên phải thay đổi hoàn toàn về nội dung và

5.

phương pháp dạy?
Chỉ những môn khoa học, công nghệ, toán học và kĩ thuật mới áp dụng dạy học
STEM? Những mơn học khác có thể định hướng dạy học STEM không và thiết kế
một bài giảng STEM như thế nào?
Từ những lí do trên tơi chọn đề tài: Định hướng STEM trong dạy học hóa học
và thiết kế 1 số dự án định hướng STEM hóa học lớp 11 tiếp cận chương trình giáo
dục phổ thơng mới để nghiên cứu với mong muốn góp phần vào việc chuẩn bị tốt

nhất hành trang cho giáo viên và học sinh trước những thay đổi căn bản tồn diện của
chương trình giáo dục phổ thông trong thời gian tới đây.
II. Mô tả giải pháp:

A. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
Nhiều năm qua, việc xây dựng nội dung sách giáo khoa cũng như các loại sách
bài tập tham khảo của giáo dục nước ta nhìn chung cịn mang tính hàn lâm, kinh viện
nặng về thi cử; chưa chú trọng đến tính sáng tạo, năng lực thực hành và hướng nghiệp
cho học sinh; chưa gắn bó chặt chẽ với nhu cầu của thực tiễn phát triển kinh tế – xã
3


hội cũng như nhu cầu của người học. Học sinh còn hạn chế về năng lực phản biện, tư
duy, sáng tạo, kỹ năng thực hành, khả năng thích ứng với nghề nghiệp; kỷ luật lao
động, tinh thần hợp tác và cạnh tranh lành mạnh chưa cao; khả năng tự lập nghiệp cịn
hạn chế.
Những tồn tại mà bản thân tơi gặp phải trong q trình giảng dạy bộ mơn Hóa
THPT :
Tơi đã sử dụng các phương pháp dạy học truyền thống, kết hợp một số phương
pháp, kĩ thuật dạy học tích cực: dạy học theo nhóm nhỏ, sử dụng kĩ thuật mảnh ghép,
phương pháp đàm thoại gợi mở, kĩ thuật phòng tranh… khai thác kênh hình và kênh
chữ sách giáo khoa với các thí nghiệm minh hoạ, sử dụng các phương tiện công nghệ
thông tin, chủ yếu là Powerpoint, sử dụng các video minh họa… để tăng tính trực
quan, kích thích tư duy học sinh. Tuy nhiên, học sinh mới chỉ dừng lại ở quan sát và
tư duy. Trong các giờ học, giáo viên vẫn đóng vai trị là người truyền thụ kiến thức, là
trung tâm của quá trình dạy học; học sinh chủ yếu lắng nghe, tiếp thu các kiến thức
một cách thụ động được quy định sẵn, ít được thể hiện các năng lực của bản thân. Học
sinh chỉ nắm được kiến thức lí thuyết, nội dung mở rộng, vận dụng, mang tính cập
nhật, thời sự… nhiều học sinh chưa nắm được. Học sinh chủ yếu được rèn luyện kĩ
năng: nghe, quan sát, đọc chọn lọc ý từ sách giáo khoa, vận dụng kiến thức viết

phương trình hố học, tính tốn theo phương trình... Học sinh chưa khám phá hết
năng lực của bản thân, chưa chủ động trong việc học tập, khả năng sáng tạo và vận
dụng kiến thức để giải quyết tình huống thực tiễn cuộc sống cịn hạn chế.

4


B. Mơ tả giải pháp sau khi có sáng kiến
CHƯƠNG 1: GIÁO DỤC STEM
1. Giáo dục STEM là gì?
STEM

là viết

tắt

của

các

từ Science

(khoa

học), Technology

(cơng

nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Maths (tốn học).

Giáo dục STEM là một quan điểm giáo dục trong đó các mơn học được tiếp
cận liên ngành trong q trình học, các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc
được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các người học áp dụng các
kiến thức trong khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn vào trong các bối cảnh cụ thể,
giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ
đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh
trong nền kinh kế mới. Cùng với thuật ngữ “Cách mạng công nghiệp lần thứ tư” và
“Giáo dục 4.0”, STEM dường như đã trở thành một thuật ngữ thời thượng.

5


2. Mơn học STEM là gì?
STEM là mơn học mà học sinh được học các kiến thức về khoa học, cơng nghệ,
kỹ thuật và tốn học một cách tích hợp. Thông thường, các môn học STEM được thiết
kế ở dạng chủ đề và học sinh được học kiến thức tích hợp dựa trên các chủ đề này. Ví
dụ, khi học một chủ đề về hệ mặt trời, học sinh không chỉ đơn thuần học về khoa học
để nghiên cứu xem hệ mặt trời gồm những thành phần nào hay đặc điểm của chúng ra
sao mà còn được học những ý tưởng phát hiện ra kính thiên văn (tức là tìm hiểu Cơng
nghệ), học về giá đỡ cho kính thiên văn (liên quan đến mơn Kỹ thuật), hay học cách
tính tỷ lệ khoảng cách giữa các ngơi sao hay bán kính của các ngơi sao (chính là mơn
Tốn học). Mơn học Robotics chính là mơn học điển hình cho giáo dục STEM.
3. Những điểm mạnh của giáo dục STEM
Chúng ta cần phải khai thác những điểm mạnh của Giáo dục STEM trong dạy
học ở nhà trường phổ thơng, trong đó có tính đến hồn cảnh thực tế của đất nước về
trình độ và năng lực của đội ngũ cán bộ quản lý giáo dục; năng lực, điều kiện sống và
làm việc của giáo viên; cơ sở vật chất của các nhà trường; điều kiện kinh tế-xã hội của
các địa phương,...
Những điểm mạnh của giáo dục STEM có thể kể đến:
Thứ nhất: Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận

liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn mơn
học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mơ hình
học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. 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 sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những
con người có năng lực làm việc “tức thì” trong mơi trường làm việc có tính sáng tạo
cao với những cơng việc địi hỏi trí óc của thế kỷ 21.

6


Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong Chương trình GDPT mới. Vì
thế, tư tưởng này của giáo dục STEM cần được khai thác và đưa vào mạnh mẽ trong
Chương trình GDPT mới.
Thứ hai: 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 tịi, nghiên cứu những kiến thức
thuộc các mơn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thí nghiệm,
cơng nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.
Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau
giúp học sinh khơng chỉ hiểu biết về ngun lý mà cịn có thể thực hành và tạo ra
được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Tư tưởng này của giáo dục STEM
cũng cần được khai thác và đưa vào mạnh mẽ trong Chương trình GDPT mới.
Thứ ba: Giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó
là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh,
người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở
rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình
huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết.

Sự thẩm thấu kiến thức theo cách như vậy chính là một trong những định
hướng mà giáo dục cần tiếp cận. Tuy vậy, có thể thấy phương thức dạy học như trên là
không hề dễ dàng ngay cả đối với thế giới chứ không chỉ riêng trong điều kiện hiện
nay của chúng ta.
4. Tổ chức dạy học STEM như thế nào?
Việc tổ chức dạy học STEM có nhiều cấp độ khác nhau. Tùy thuộc vào điều
kiện hoàn cảnh của từng trường mà lựa chọn cấp độ để đạt được hiệu quả giáo dục tốt
nhất. Có 4 cấp độ dạy học STEM như sau:
7


Cấp độ định hướng STEM: Tập trung dạy liên môn, học sinh được cung cấp
kiến thức các môn STEM chắc chắn, khả năng sáng tạo, tư duy logic, hiệu suất làm
việc vượt trội có cơ hội phát triển các kĩ năng mềm tồn diện hơn, có khả năng định
hướng nghề nghiệp tương lai. Cấp độ này hiện giờ là phù hợp cho trình độ giáo viên
và học sinh ở nhiều trường THPT ở nước ta hiện nay, nhất là các trường ở vùng nông
thôn điều kiện cơ sở vật chất cịn nhiều hạn chế.
Cấp độ bổ trợ mơn học STEM: Dạy các mơn cơng nghệ, Robotics- các mơn
điển hình cho dạy học STEM. Thơng qua lập trình lắp ráp robot, học sinh hiểu được:
ngun lí cơ bản về lập trình và các cơng nghệ mới hiện nay, có thể tiếp thu các kĩ
thuật lắp ráp, đồng thời phát triển tính tư duy kĩ thuật. Học công nghệ thông qua thực
hành và thơng qua hoạt động dưới dạng trị chơi làm tăng hứng thú, tránh cảm giác
nặng nề quá tải.
Cấp độ bán STEM: Dạy học tích hợp, lồng ghép liên mơn của STEM theo một
giáo trình được nghiên cứu và thử nghiệm nghiêm túc, hiệu quả. Học sinh được thực
hành thông qua xem các video trong không gian ảo. Tuy nhiên cách học này mới đảm
bảo được một mặt: những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực
khoa học cơng nghệ, kĩ thuật và tốn học, lồng ghép và bổ trợ cho nhau trong một
giáo trình có chủ đích. Cịn về mặt ứng dụng thực tiễn của STEM chưa được đề cập,
học sinh chưa được trực tiếp làm mới được thấy thực tế ở mức độ mơ tả, hình dung.

Cấp độ tiếp cận quan điểm STEM hoàn toàn: Dạy học cấp độ bán STEm kết
hợp học sinh được thực hành thông qua các dự án STEM. Dự án ở đây là một bài tập
tình huống, một chủ đề mà người học phải giải quyết bằng kiến thức STEM.
5. Làm thế nào để dạy học STEM có hiệu quả?
Giáo dục Stem nói chung và dạy học STEM nói riêng khơng phải là để học sinh
trở thành những nhà khoa học mà là xây dựng cho học sinh những năng lực cần thiết
để làm việc trong thế giới công nghệ hiện đại, trong tương lai.
8


Để đạt được hiệu quả trong dạy học STEM, trước hết giáo viên phải có những
nhận thức đúng, chính xác về STEM.
Sau đây là một số câu hỏi thường gặp trong giáo dục STEM
(1)

Giáo dục liên ngành trong triết lí giáo dục STEM khác gì khái niệm đa
ngành?

“Liên ngành” khác với “đa ngành”. Mặc dù cũng là có nhiều ngành, nhiều lĩnh
vực nhưng “liên ngành” thể hiện sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau trong các ngành. Do
vậy, nếu một chương trình học, một trường học chỉ có nhiều môn, nhiều giáo viên dạy
các ngành khác nhau mà không có sự kết nối và bổ trợ lẫn nhau thì chưa được gọi là
giáo dục STEM.
(2)

Giáo dục STEM chỉ dạy về lập trình và robot?

Giáo dục STEM khơng chỉ có các hoạt động liên quan lập trình và lắp ráp
robot. STEM có nền tảng từ giáo dục khoa học nên các chủ đề của nó rất đa dạng, từ
sinh học, hóa học, vật lý học, đến khoa học mơi trường, khoa học vũ trụ, v.v…

Có một số cơng ty ở Việt Nam đưa hoạt động dạy làm robot (robotics) dưới tên
gọi giáo dục STEM nên đã gây ra hiểu nhầm trong phần lớn phụ huynh, giáo viên và
học sinh. Một số bài báo gần đây lại đẩy dư luận đến một nhầm lẫn khác khi liên hệ
cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 với việc cho học sinh tiếp xúc và làm quen với lập
trình robot từ sớm.
Nhiều nhà giáo dục cịn cổ xúy triển khai giáo dục các mơn tin học và lập trình
từ bậc tiểu học cho đến đại học và xem đó như một cách giáo dục STEM để bắt kịp
cuộc cách mạng cơng nghiệp 4.0. Đó là sai lệch nghiêm trọng về khái niệm, đặc điểm
và tính chất của giáo dục STEM so với cách hiểu chung của thế giới.
“Giáo dục STEM khơng chỉ có các hoạt động liên quan lập trình và lắp ráp
robot. STEM có nền tảng từ giáo dục khoa học nên các chủ đề của nó rất đa dạng,
từ sinh học, hóa học, vật lý học, đến khoa học môi trường, khoa học vũ trụ, v.v…
Dạy học về sử dụng năng lượng mặt trời cũng được xem là một hoạt động giáo
dục STEM trong đó học sinh được học về vật lý, hóa học và cách tính tốn các
nguồn năng lượng”.
9


(3)

STEM là GAME?

Đối với một bài học STEM, chủ đề dạy học là quan trọng nhưng quy trình thực
hiện bài học cịn quan trọng hơn gấp nhiều lần. Khơng phải cứ cho học sinh thực hiện
một hoạt động thiết kế nào đó thì nó là STEM.
Các hoạt động như sử dụng mì ý xây tháp hay sử dụng giấy để xây cầu trên
internet có rất nhiều. Nhưng nếu khơng đúng quy trình thì đó chỉ là GAME. Học sinh
chơi rất hào hứng, nhưng qua đó học sinh học được gì? Nhiều ý kiến cho rằng: học
sinh được rèn luyện kĩ năng giao tiếp, làm việc nhóm, quản lý thời gian…Đúng là học
sinh được thực hành những kĩ năng ấy nhưng đây khơng phải là mục đích duy nhất

của STEM. Qua một dự án STEM học sinh học được cách sử dụng kiến thức để giải
quyết vấn đề thực tiễn, rèn luyện nhiều kĩ năng phối hợp, xây dựng cho học sinh
những năng lực cần thiết để làm việc trong thế giới công nghệ hiện đại
STEM là dạy học dự án?
STEM là một quan điểm dạy học, còn dạy học dự án là một phương pháp dạy
(4)

học. Trong dạy học STEM có thể sử dụng nhiều phương pháp và kĩ thuật dạy học.
Dạy học dự án có phải là STEM hay khơng cịn phải căn cứ vào những đặc trưng của
dự án đó có phù hợp với quan điểm STEM hay khơng?
(5) Giáo dục STEM có thể làm mất nền tảng giáo dục và nhân văn?
Thực tế giáo dục STEM hỗ trợ tốt hơn cho học sinh trong các môn xã hội và
nhân văn. Mỹ là nơi khai sinh ra khái niệm về STEM; họ ln chú trọng giáo dục hài
hịa và toàn diện đối với trẻ. Giáo dục STEM là cách tiếp cận thơng qua giáo dục tích
hợp và liên ngành, giúp cho học sinh cảm thấy yêu thích và thấy các môn khoa học tự
nhiên gần gũi với đời sống xã hội. Từ đó, trẻ hình thành các tư duy suy nghĩ bậc cao
(high-order thinking) như tư duy phản biện, sáng tạo, giải quyết vấn đề… Đó cũng
chính là những tư duy cần thiết để học tốt kể cả các môn về giáo dục xã hội và nhân
văn. Giáo viên khuyến khích học sinh đọc sách, tìm hiểu về các vấn đề trong đời sống
xã hội, để đưa ra các ý tưởng và sáng kiến về khoa học và công nghệ giúp cuộc sống
tốt đẹp hơn.
10


Trong giáo dục STEM, học sinh không chỉ học trong lớp học mà cịn có những
chuyến đi thực tế. Sau những chuyến đi như vậy, cảm xúc của nhiều học sinh trở nên
tốt hơn, có cách diễn đạt giàu hình ảnh và giàu cảm xúc hơn.
(6)

Chương trình giáo dục STEM phù hợp với học sinh nam hơn là học sinh

nữ?

Giáo dục STEM phù hợp cả hai giới tính và đang giúp cho học sinh nữ ngày
càng u thích các mơn khoa học tự nhiên và kỹ thuật.Các môn học khoa học giúp nữ
sinh rèn luyện sự khéo léo của đôi bàn tay trong các hoạt động thí nghiệm và thực
hành. Các chủ đề giáo dục đa dạng cũng góp phần cho tiếng nói của giới nữ được
quan tâm nhiều hơn.
Khi học về chủ đề về năng lượng, học sinh nữ có thể liên hệ đến các ứng dụng
trong nhà bếp hay phòng giặt. Còn khi học về vật liệu thiên nhiên, các em dễ dàng
liên hệ đến các sản phẩm mỹ nghệ, trang sức.
Nhu cầu tuyển dụng nữ kỹ sư tăng lên khi các doanh nghiệp muốn có thêm
nhiều góc nhìn sáng tạo trong ngành khoa học và cơng nghệ truyền thống.
(7)

Chương trình giáo dục STEM sẽ khiến chương trình giáo dục hiện nay bị
xóa sổ và buộc giáo viên phải thay đổi hoàn toàn về nội dung và phương
pháp?

Nhiều người lo ngại rằng giáo dục STEM sẽ làm mất đi các thành tựu đạt được
của ngành giáo dục hiện nay và buộc giáo viên phải thay đổi hoàn toàn về nội dung và
phương pháp dạy.
Trên thực tế, giáo viên dạy các môn khoa học và kỹ thuật ở Việt Nam đã có một
nền tảng lý thuyết tốt, nay chỉ cần trang bị thêm kỹ năng và xây dựng bài giảng theo
hướng tích hợp và gắn với thực hành nhiều hơn.
Điều này dễ dàng hơn nhiều so với việc xây dựng một bộ sách giáo khoa hoàn
toàn mới và bắt giáo viên phải bám theo. Người dạy có thể chủ động trong việc xây
dựng bài giảng trên cơ sở một chương trình khung, có thể tham khảo nhiều nguồn
11

giáo khoa và chọn lọc tài liệu giảng dạy tùy vào đặc điểm của lớp học và sự quan tâm
của học sinh.
Do đó, STEM giúp giáo viên chủ động hơn trong việc dạy học sáng tạo và
truyền cảm hứng, một cơ hội giúp giáo dục Việt Nam theo kịp các nền giáo dục tiên
tiến trên thế giới.
(8)

Đường đua với STEM rất tốn kém?

Do giáo dục STEM chú trọng thực hành và liên hệ thực tiễn, lại bắt nguồn từ
Mỹ, nên nhiều người ngộ nhận rằng cần phải mua sắm thiết bị hiện đại và đắt tiền.
Trên thực tế, thiết bị, máy móc chỉ là phương tiện để con người tìm đến tri thức nhưng
không thể thay thế cách con người tư duy và phát triển lý lẽ.
Cần thừa nhận rằng hầu hết các hoạt động giáo dục đều cần mức đầu tư nhất
định.Tuy nhiên, nếu không phải là hoạt động có tính đặc thù thì phần lớn đều tận dụng
cơ sở vật chất có sẵn ở các trường học.
Các chủ đề của STEM thường rất đa dạng, ít hoặc khơng tốn chút chi phí nào
(ví dụ như đi thăm vườn thú, công viên, bảo tàng, trang trại để rèn luyện kỹ năng quan
sát, phân tích và đánh giá). Học về môi trường, học sinh chỉ cần trồng một cây nhỏ ở
nhà và quan sát sự phát triển của cây, hoặc tận dụng các vật liệu có sẵn trong gia đình
như hộp giấy, vỏ chai, sử dụng phịng thí nghiệm ở trường…
Bên cạnh đó, để giáo dục STEM có hiệu quả cần xây dựng được chương trình
STEM và nội dung dạy học STEM. Việc đưa STEM vào chương trình giáo dục phổ
thơng sẽ gặp nhiều khó khăn và là câu chuyện lâu dài. Cần thay đổi căn bản toàn diện
từ chương trình, nội dung thi cử, đánh giá chất lượng cho phù hợp và đào tạo bồi
dưỡng giáo viên dạy STEM.
6. Các tiêu chí để đánh giá một bài học có phải là STEM hay khơng
Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề thực tiễn
12

Trong các bài học STEM, học sinh được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội,
kinh tế, môi trường và u cầu tìm giải pháp
Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM được thiết kế theo quy trình kĩ thuật hoặc
quy trình nghiên cứu khoa học
Quy trình thiết kế kỹ thuật :
Thiết kế kỹ thuật là cụ thể hóa ý tưởng của dự án nhằm thể hiện đầy đủ các giải
pháp, thông số kỹ thuật và vật liệu sử dụng phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ
thuật được áp dụng, là cơ sở để triển khai thiết kế bản vẽ thi cơng.
Quy trình thiết kế kỹ thuật cung cấp một tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ
việc xác định một vấn đề hoặc một yêu cầu thiết kế đến sáng tạo và phát triển giải
pháp. Trong quy trình thiết kế kỹ thuật, các nhóm học sinh thử nghiệm các ý tưởng
dựa trên nghiên cứu của mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau mắc sai lầm,
chấp nhận và học từ sai lầm, và thử lại. Sự tập trung của học sinh là phát triển các giải
pháp. Một quy trình thiết kế kĩ thuật gồm những bước sau:

13


Quy trình nghiên cứu khoa học:
Nghiên cứu khoa học là q trình tìm hiểu thế giới thơng qua các suy luận
logic, thí nghiệm kiểm chứng để tìm hiểu quy luật vận hành của vạn vật hay tăng sự
hiểu biết về thế giới. Một quy trình nghiên cứu khoa học gồm những bước sau:

14


Tiêu chí 3:Phương pháp dạy học STEM đưa học sinh vào những hoạt động tìm
tịi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm
Trong bài học STEM, hoạt động của học sinh được thực hiện theo hướng mở có

“ khn khổ” về các điều kiện ma học sinh được sử dụng ( chẳng hạn các vật liệu khả
dụng). Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các
quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện
các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của
mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động
khám phá của bản thân.
Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lơi cuốn học sinh vào hoạt động
nhóm kiến tạo
Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ là
một việc dễ dàng. Tuy nhiên, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu tất cả giáo viên
15


STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng làm việc nhóm, sử dụng cùng một
ngơn ngữ, tiến trình và mong đợi cho học sinh. Làm việc nhóm trong thực hiện các
hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác.
Tiêu chí 5: Nội dung và bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học
và toán học mà học sinh đã và đang học
Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục
đích nội dung từ các chương trình khoa học, cơng nghệ và tốn. Lập kế hoạch để hợp
tác với các giáo viên tốn, cơng nghệ và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm của việc
làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học đã cho. Từ đó,
học sinh dần thấy rằng khoa học, cơng nghệ và tốn khơng phải là các môn học độc
lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề. điều đó có liên quan đến
việc học tốn, cơng nghệ và khoa học của học sinh.
Tiêu chí 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
Một câu hỏi nghiên cứu đặt ra, có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một
vấn đề cần giải quyết, có thể đề xuất nhiều phương án, và lựa chọn phương án tối ưu.
Trong các giả thuyết khoa học, chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các phương án

giải quyết vấn đề đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải quyết vấn đề.
Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng
tạo trong bài học STEM
7. Các bước thiết kế một hoạt động/dự án dạy học định hướng STEM
Để xây dựng một dự án STEM cần chú ý:
1. Ln u cầu học sinh tiến hành theo trình tự:
- Làm như sách
- Làm tốt hơn sách
- Làm tốt hơn nữa
16


2. Sau mỗi dự án cần tiến hành điều tra ý kiến học sinh để hoàn thiện và rút
kinh nghiệm cho dự án tiếp theo:
PHIẾU LẤY Ý KIẾN HỌC SINH SAU DỰ ÁN
STT
1
2

Câu hỏi
Khi làm sản phẩm, em thích điều gì nhất? vì sao?
Ứng dụng tốn (hóa học/vật lý/ sinh học…) ở

3

chỗ nào? Liên quan đến mảng kiến thức nào?
Theo em sản phẩm này ứng dụng được vào trong

4

thực tế như thế nào?
Các em đã phân công công việc trong nhóm như

5

thế nào?
Các em gặp những khó khăn gì? Các em đã giải

6

quyết ra sao?
Điều gì em nghĩ có thể làm mới hơn so với sách,

Câu trả lời

so với các bạn?
Các bước xây dựng hoạt đông/dự án STEM bao gồm:
Bước 1: Lựa chọn chủ đề
Dự án STEM cần khơi gợi những đam mê, hứng thú của học sinh, giúp học
sinh thông qua dự án STEM lĩnh hội kiến thức và định hướng học sinh theo đuổi ước
mơ, ngành nghề trong tương lai.
Khi lựa chọn dự án cần chú ý các vấn đề sau:
- Dự án phải là một vấn đề, một chủ đề có tính bao qt, tính thực tiễn và tính
thời sự.
- Nội dung dự án phải gắn với yếu tố nghiên cứu khoa học, yếu tố kĩ thuật của
các ngành nghề hiện đại, kiến thức của dự án phải nằm trong chương trình giáo dục
trung học phổ thơng do Bộ Giáo Dục quy định.
Bước 2: Xác định các vấn đề (câu hỏi) trong chủ đề

17

Dự án đề cập đến đối tượng nào? Đối tượng đó có mặt trong lĩnh vực nào của
đời sống? Đối tượng đó liên quan đến những kiến thức khoa học nào?
Bước 3: Xác định các nội dung STEM cần thực hiện
Xác định các kiến thức có thể trả lời các câu hỏi liên quan đến các lĩnh vực
STEM có trong chủ đề
Bước 4: Xác định mục tiêu dạy học
Trong bước này cần cụ thể và lượng hóa các năng lực chuyên môn của những
môn học liên quan, các năng lực và kĩ năng mà học sinh cần hình thành qua chủ đề.
Đối với mỗi một năng lực cần phân tích và tìm hiểu từng thành tố, biểu hiện và
hành vi cấu thành nên năng lực đó.
Ví dụ, xét năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ)cần có sự phân tích cụ thể
như sau:
Tìm hiểu vấn đề (Khám phá tìm hiểu, trình bày và phát biểu vấn đề)
NLGQVĐ → Đề xuất giải pháp và thực hiên (Đề xuất và thực hiện)
Đánh giá và điều chỉnh (Đánh giá, thử sai, điều chỉnh lại)
Bước 5: Xây dựng các hoạt động
•
•
•
•
•
•
•

Tên hoạt động
Câu hỏi hoạt động
Kiến thức liên quan
Chỉ số hành vi cần đánh giá

Nguyên vật liệu
Các bước tiến hành
Kết quả, giải thích và đánh giá kết quả
Bước 6: Lập kế hoạch dạy học

•
•
•

Giáo án (Ai? Làm gì? Như thế nào? Bao lâu?)
Lựa chọn hoạt động
Sự kết hợp giữa các giáo viên ( nếu cần)
18


•

Xây dựng công cụ đánh giá
Bước 7: Tổ chức dạy học và đánh giá

•
•

Tiến hành theo giáo án
Đánh giá và điều chỉnh

19


CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG DỰ ÁN STEM

1. Nghiên cứu lí thuyết để xây dựng dự án
Tìm hiểu các tài liệu và thơng tin có liên quan đến đề tài như:
Dự án 1: pH và chế tạo giấy chỉ thị đo pH
Các kiến thức về pH, chất chỉ thị màu như quỳ tím.
Các kiến thức về chỉ số sinh hóa của máu, ảnh hưởng của pH máu đến sức khỏe
con người…
Dự án 2: Chế tạo tên lửa
Các kiến thức về phản ứng hóa học của khí cacbonic, lực và phản lực…
2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Quy trình chế tạo giấy chỉ thị và tên lửa từ những vật dụng đơn giản.
- Thử khả năng hoạt động của sản phẩm thông qua một số các thí nghiệm
đơn giản
3 . Xây dựng dự án STEM trong hóa học
Đối với bộ mơn Hóa học – THPT có thể lựa chọn các chủ đề sau để xây dựng
dự án STEM:
Vấn đề hàng
ngày

Hoạt động
hàng ngày

20

Những vấn đề hay được đề cập trên truyền thông và trên quảng
cáo:
•

Biến đổi khí hậu, ơ nhiễm nước, thực phẩm biến đổi gen,
năng lượng hạt nhân…

•

Cách làm ra: thuốc, sản phẩm tẩy rửa, nước giải khát hay
cách chế biến thức ăn…

Các hoạt động sinh hoạt thường nhật có liên quan đên khoa học
và hóa học:
•

Các hoạt động giữ sạch, làm sạch

•

Nấu ăn, giao thơng, thể thao, giải trí


Vật liệu và vật
phẩm hàng
ngày

Mối quan tâm
khác

Các sản phẩm vật liệu được sử dụng thường nhật từ các vật liệu
thô hoặc đã qua xử lý bằng nhiều cách:
•

Sơn, giấy, kim loại, nhựa, vật liệu xây dựng

•

Quần áo, mỹ phẩm, thức ăn, đồ chơi, pin, sản phẩm công
nghệ ( điện thoại, máy tính…)

Các vấn đề liên quan đến văn hóa, xã hội, kinh tế ( thường kèm
theo những vấn đề về giá trị xã hội và thái độ con người)
•

Khoa học pháp y, bảo tồn nghệ thuật, khảo cổ, quản lý tài
nguyên, khám phá không gian

3.1. Dự án 1 : pH và chế tạo giấy chỉ thị axit- bazơ
•

Tiến trình thực hiện
STT Hạng mục
Mô tả
1
Tên dự án pH và chế tạo giấy chỉ thị axit- bazơ
2
Thời gian
5 buổi, 45 phút/ buổi
3
Đối tượng, Đối tượng : HS lớp 11
phạm vi áp
4
5

Phạm vi áp dụng : Sử dụng khi dạy học chương Sự điện ly –

dụng
Hóa 11
Cấp độ
Dạy học định hướng STEM
Tình huống Gần đây trên mạng xã hội lan truyền, kêu gọi chia sẻ bài viết
thực tiễn

gồm hình ảnh kèm chú thích sau :

gắn với dự
án

Các tế bào Ung Thư trưởng thành trong môi trường Acid:
Một chế độ ăn uống là “Thịt Đỏ” có tính Acid. Tốt nhất là nên
ăn Cá, và một chút “Thịt Gà” thay vì “Thịt Bị” hay “Thịt
21


Heo”.
Hơn nữa, thịt chứa kháng sinh, Hormon và ký sinh trùng, rất có
hại, đặc biệt đối với những người mắc bệnh Ung Thư.
Protein thịt khó tiêu hóa và địi hỏi nhiều Enzym. Nếu bệnh
nhân ăn thịt thì khó tiêu hóa được, chất thịt sẽ ở lại trong cơ
thể, nên dễ bị dẫn tới và tạo ra các độc tố nhiều hơn.
GÓP PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
- Một chế độ ăn uống giàu tính kiềm gồm:
80% rau xanh, trái cây tươi và nước ép, ngũ cốc, hạt, các loại
hạt như: Hạnh Nhân (Almond) để đặt cơ thể trong môi trường
kiềm.
20% thực phẩm nấu chín, bao gồm cả đậu.

Nước ép rau tươi cung cấp cho cơ thể co-enzyme có thể dễ
dàng hấp thụ và ngấm vào các tế bào 15 phút, sau khi đã ăn
uống nước ép rau tươi để nuôi dưỡng và giúp định hình các tế
bào khỏe mạnh.
Để có được các Enzyme sống, giúp xây dựng các tế bào khỏe
mạnh, chúng ta phải cố gắng uống nước ép rau tươi (tất cả,
bao gồm cỏ linh thảo) và ăn nhiều rau trái tươi từ 2 đến 3 lần
mỗi ngày.
Không nên dùng Cà Phê, Trà và Chocolate có chứa nhiều chất
caffeine.
Quan trọng nhất là uống đều đặn nước ion kiềm (alkaline
ionized water) có độ pH 8.5 - 9.5 sẽ hỗ trợ rất tốt trong vấn đề
Bộ câu hỏi

kiềm hóa cơ thể, chống lại ung thư.
(1) Độ pH của máu là bao nhiêu ?

dự án

(2) Tính axit và tính kiềm của các loại thực phẩm được nêu
trong bài viết trên có chính xác không ?

22


(3) Làm thế nào để có thể xác định độ axit hay kiềm của các
loại thực phẩm hay dùng hàng ngày ? Giấy chỉ thị axit – bazơ
được chế tạo như thế nào ?
(4) Ăn thức ăn có độ pH cao có làm thay đổi độ pH của máu
được khơng ?

(5) Uống nước có độ pH cao ( nước kiềm tính) có thực sự tốt
Các nhiệm

cho cơ thể như bài viết trên đã nêu ?
Nhiệm vụ 1 : Tìm hiểu về pH của máu. Cơ chế hệ đệm trong cơ

vụ cần thực thể người kiểm soát pH của máu người. Từ đó trả lời các câu
hiện

hỏi (1), (4) và (5) và phân tích tính chính xác của bài viết chia
sẻ trên mạng xã hội. Từ đó rút ra bài học về chế độ dinh dưỡng
cân bằng, và sự chọn lọc tiếp nhận thông tin trên internet.
Nhiệm vụ 2 : Do thời tiết ẩm mốc, điều kiện bảo quản trong
phịng thí nghiệm khơng đảm bảo nên giấy quỳ tím bị hỏng.
Hãy chế tạo 1 loại giấy chỉ thị axit- bazơ an tồn có thể kiểm tra

Các nội

độ axit hay kiềm của thực phẩm để trả lời câu hỏi (2) và (3)
S

dung

Khái niệm pH, chất chỉ thị axit – bazơ

STEM

Hợp chất màu tự nhiên anthocyanin có trong các lồi hoa, rau
như hoa dâm bụt, hoa chiều tím, lá của bắp cải tím, rau lang,
cánh hoa của hoa phong lữ, cây anh túc, quả của cây việt quất,

phần thân rễ của cây đại hồng…
T
Quy trình chiết xuất chất hữu cơ, chế tạo giấy quỳ tím
E
Tiến hành các bước chiết xuất, ngâm giấy lọc, thử pH…
M

23


Tính tốn thể tích nồng độ lượng chất sử dụng
Năng lực

So sánh hiệu quả sử dụng của các loại dung mơi
Năng lực tư duy

hình thành

Năng lực phản biện
Năng lực thực hành, làm việc nhóm.

Khơng

Kĩ năng quản lý thời gian, thao tác thực hành…
- Thực hiện dự án trong phịng thí nghiệm

gian thực

- Vật liệu :

hiện và vật

Giấy lọc : 10 tờ

liệu cho

Dung mơi : cồn, nước cất

mỗi nhóm

Hoa chiều tím : 20 bơng

và
Sản phẩm
Tiêu chí

Dụng cụ : cốc, đũa thủy tinh…
Giấy chỉ thị màu tự chế
- Trả lời được các câu hỏi (1)(2)(3)(4)(5)

đánh giá

- Sản phảm giấy chỉ thị khô, đẹp, đều màu, khả năng thử màu

Thực hiện

tốt
Phương pháp dạy học dự án

dự án kết

hợp
phương
pháp giảng
dạy nào ?
Lịch trình

Hoạt động của HS

Sự hỗ trợ và câu hỏi định hướng

các hoạt
động

của GV
Buổi 1 :
- Xây dựng kế hoạch dự

- Điều phối chia nhóm của lớp (5 –

án, phân chia nhóm, lập kế 6 HS/ nhóm)
hoạch làm việc.

- Giới thiệu dự án : tình huống

- Phân cơng nhiệm vụ từng phát sinh dự án, các câu hỏi cần
24


thành viên trong nhóm.

trả lời, các nhiệm vụ cần thực

- Các nhóm thảo luận

hiện.

riêng : cử nhóm trưởng,

- Đưa ra tiêu chí chấm điểm sản

thư kí, lập kế hoạch và lộ

phẩm

trình cơng việc cho từng

- Đưa ra kế hoạch chung :

thành viên

Buổi 1 : Xây dựng ý tưởng, lập kế

- Nhóm trưởng nộp phiếu

hoạch

học tập số 1 về báo cáo

Buổi 2 : Báo cáo thảo luận nhiệm

phân cơng nhóm, kế hoạch vụ 1. Định hướng thực hiện nhiệm
làm việc riêng của nhóm

vụ 2

cho giáo viên.

Buổi 3 : Thiết kế quy trình chế tạo
giấy quỳ tím
Buổi 4 : Chế tạo giấy quỳ tím
Buổi 5 : Ra mắt sản phẩm, thử tính
năng của sản phẩm, thảo luận câu
hỏi (1)(4)(5)
Giáo viên giới thiệu các tài liệu uy
tín để nghiên cứu nhiệm vụ 1.
- Tổng kết

Buổi 2 :
- Báo cáo của từng nhóm

- Theo dõi báo cáo của từng nhóm.

về nhiệm vụ 1 và trả lời

Cung cấp bổ trợ kiến thức cần

các câu hỏi (1) (4) (5)

thiết

- Nhóm trưởng nộp phiếu

- Điều phối quá trình thảo luận

học tập số 2

chung của cả lớp
- Rút ra bài học để tổng kết nhiệm
vụ 1.

25