Biện pháp Dạy học STEM nâng cao hứng thú và chất lượng học tập, phát triển năng lực học sinh trong dạy học Hóa học 9

 PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ..
 TRƯỜNG THCS 
 BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY
“DẠY HỌC STEM NÂNG CAO HỨNG THÚ VÀ CHẤT LƯỢNG HỌC TẬP, 
 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC 9”
 Họ và tên: .
 Trình độ chuyên môn: .
 Đơn vị công tác: .
 , tháng 4 năm 2022 - Triển khai dạy học STEM đối với môn Hóa học 9 nâng cao chất lượng 
học tập phát triển năng lực học sinh.
IV. Đối tượng nghiên cứu
 Vận dụng dạy học STEM trong dạy học Hóa học 9
V. Phương pháp nghiên cứu
 - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế.
 - Phương pháp thực nghiệm khoa học.
 - Phương pháp đối chiếu, so sánh.
 - Phương pháp thống kê toán học.
 - Phương pháp quan sát khoa học.
VI. Phạm vi nghiên cứu
 Trường THCS Vạn Phúc- Huyện Thanh Trì – Thành phố Hà Nội.
PHẦN B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Cơ sở nghiên cứu
1. Cơ sở lý luận
 STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), 
Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được 
hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến 
các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Những kiến thức và kỹ 
năng được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu 
biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản 
phẩm trong cuộc sống hằng ngày.
 Hiện nay, giáo dục nước ta đang đổi mới từ “dạy học tiếp cận nội dung” 
chuyển sang “dạy học tiếp cận năng lực”. Vì vậy nhiệm vụ đặt ra đó là người giáo 
viên phải đổi mới phương pháp dạy học để nâng cao chất lượng học tập bộ môn 
nói chung, phát triển năng lực cho học sinh đặc biệt là năng lực vận dụng kiến 
thức vào cuộc sống. 
 Đối với bộ môn Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, trong đó kiến thức 
phải được dựa trên những hiện tượng quan sát được và có khả năng được thử 
nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của nó bởi các nhà nghiên cứu khác nhau 
làm việc trong cùng điều kiện. Do đó việc dạy học Hoá học gắn liền với các hiện 
tượng thực tế, các thí nghiệm trực quan.
 Hoá học là ngành khoa học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, nghiên cứu 
về thành phần cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của các đơn chất và hợp chất. Hoá 
học có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, là cầu nối các ngành khoa 
học tự nhiên khác.
 Những tiến bộ trong lĩnh vực hoá học gắn liền với sự phát triển của những 
phát hiện mới trong các lĩnh vực của các ngành sinh học, y học và vật lí. Hoá học 
đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống, sản xuất, góp phần vào sự phát triển kinh 
tế – xã hội. Những thành tựu của hoá học được ứng dụng vào các ngành vật liệu, 
năng lượng, y dược, công nghệ sinh học, nông – lâm – ngư nghiệp và nhiều lĩnh Các kiến thức trong Hóa học đều có mối quan hệ hữu cơ với các môn học khác như 
Toán học, Vật lí, Sinh học. Do đó, việc dạy học Hóa học bằng phương thức giáo dục 
tích hợp theo cách tiếp cận liên môn là cần thiết. Thông qua mô hình STEM, học sinh 
được học Hóa học trong một chỉnh thể có tích hợp với toán học, công nghệ, kĩ thuật 
và các môn khoa học khác; không những thế học sinh còn được trải nghiệm, được 
tương tác với xã hội, với các doanh nghiệp. Từ đó kích thích được sự hứng thú, tự tin, 
chủ động trong học tập của học sinh; hình thành và phát triển các năng lực chung và 
năng lực đặc thù học tập; tạo ra sản phẩm giáo dục đáp ứng với nhu cầu nguồn nhân 
lực hiện đại.
 2. Cơ sở thực tiễn.
 Trường THCS Vạn Phúc –Thanh Trì –HN gồm 24 lớp, trong đó khối 9 có  
học sinh. Nhà trường đã có đầy đủ các phòng học chức năng : phòng Hóa Sinh, phòng 
Lý –Tin,
 Giáo dục STEM đã được chuyên môn nhà trường đưa vào dạy học một số năm 
nay tuy vậy hiểu biết của giáo viên còn hạn chế, học sinh ít được học các kiến thức 
tiếp cận theo hướng STEM.
 Bản thân tôi đã nhận thức được STEM có vai trò quan trọng trong việc góp 
phần nâng cao chất lượng các môn học nói chung và với môn Hóa học nói riêng.
 Năm học 2021 – 2022, qua khảo sát học sinh đầu năm về “Hứng 
thú học tập bộ môn Hoá học” và “Kết quả học tập, năng lực vận dụng 
kiến thức vào cuộc sống” của học sinh không cao vì vậy bản thân tôi đã 
“Dạy học STEM nâng cao chất lượng dạy học phát triển năng lực 
học sinh khi dạy học Hóa học 9”
* Điều tra khảo sát về hứng thú học tập môn Hoá học.
 (Thống kê qua mẫu khảo sát phiếu số 1)
 Rất thích Thích Bình thường Không thích
 SL % SL % SL % SL %
 6 10.2% 10 16.9% 31 52.5% 12 22.2%
 Bảng 1: Sở thích của học sinh về môn Hoá học
 * Kết quả học tập đầu năm học 2021 – 2022
 Điểm TB 9,0- Điểm TB 7,0- Điểm 5,0-6,9 Điểm 2,0-4,9 Điểm 0-1,9
 10 8,9
 SL % SL % SL % SL % SL %
 5 8.5% 15 25.4% 34 57.6% 5 8.5% 0 0%
 Bảng 2: Khảo sát kết quả học tập môn Hoá học
II. Thực trạng việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy.
1. Thuận lợi
 - Được sự quan tâm tạo điều kiện lớn của Sở giáo dục đào tạo Hà Nội đã trang 
bị cho nhà trường Phòng học thông minh và tổ chức tập huấn sử dụng cho giáo viên. Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh 
giá công nghệ của HS, tạo cơ hội để HS hiểu về công nghệ được phát triển như 
thế nào, ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống.
 Engineering (Kĩ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang 
phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức 
nhiều môn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. Kĩ thuật cũng cung 
cấp cho HS những kĩ năng để có thể vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học và Toán học 
trong quá trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất.
 Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân 
tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải 
thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra. 
 Tầm quan trọng của các nhóm kiến thức nền tảng S, M
 S (Science - Khoa học): Với kĩ năng khoa học, HS được trang bị kiến thức về 
các khái niệm, nguyên lí, định luật và các cơ sở lí thuyết của giáo dục khoa học. Mục 
tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa khọc, HS có khả năng liên kết các 
kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải 
quyết các vấn đề trong thực tiễn.
 M (Math - Toán học): Là khoa học cơ bản chứ không phải KHTN. Kĩ năng 
toán học là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía 
cạnh tồn tại trên thế giới. HS có kĩ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng 
một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc 
sống hàng ngày. 
 Vì sao T, E là quan trọng và cần thiết?
 Chương trình giáo dục của thế kỉ 20 chủ yếu tập trung vào khoa học (S) và 
Toán học (M) mà xem nhẹ vai trò của Công nghệ (T) và Kĩ thuật (E). Trong thế kỉ 
21 chúng ta không chỉ cần Toán học và Khoa học mà còn cần Công nghệ và Kĩ thuật 
cũng như các kĩ năng cần thiết như kĩ năng tư duy phản biện, GQVĐ, làm việc theo 
nhóm và cộng tác.
 Một bài học, hoạt động dạy học STEM nên có đủ cả 4 yếu tố S, T, E, M. Như 
đã biết, STEM là sự tích hợp của 4 yếu tố (S, T, E, M). Trong đó, chia thành 2 nhóm:
 + Phần kiến thức (S, M): khoa học và toán học. 
 + Phần kỹ năng (T, E): công nghệ và kỹ thuật.
 Một bài giảng STEM có thể không có đủ cả 4 yếu tố trên (nếu có đủ 4 yếu tố trên 
gọi là STEM đủ, còn thiếu một trong các yếu tố trên gọi là STEM khuyết) nhưng đều 
phải đảm bảo có 1 trong 2 yếu tố ở mỗi nhóm (đảm bảo kiến thức và kỹ năng) vì:
 + Nếu chỉ có kiến thức (S hoặc M) mà không có kỹ năng (T, E) thì HS chỉ học 
lý thuyết suông như cách dạy truyền thống.
 + Nếu chỉ có kỹ năng (T và/ hoặc E) mà không có kiến thức (S, M) thì HS chỉ 
biết thực hành mà không đúc kết được kiến thức (không hiểu nguyên lý bên trong). 
 Tùy từng dự án, S đó có thể là kiến thức trong nội môn nhưng cũng có thể là của 
các môn KHTN có tích hợp vào nhau. M – kiến thức toán học có thể chỉ là những 
tính toán đơn giản hoặc phức tạp. thực hiện với chương trình Hóa học 9, các hoạt động dạy học trong một chủ đề STEM 
trong dạy học Hóa học.
2.2. Cách thức thực hiện
 Để tìm hiểu về dạy học STEM môn Hóa học tôi thông qua các tài liệu tập huấn 
chuyên môn, học hỏi trực tiếp kinh nghiệm của các đồng nghiệp đã từng áp dụng dạy 
học STEM môn Hóa học, cũng như thông qua các video dạy học STEM trên mạng 
internet.
2.2.1. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM trong dạy học môn Hoá học 
 Căn cứ trên quy trình xây dựng bài học STEM của Bộ GD & ĐT kết hợp với 
quá trình nghiên cứu và thực nghiệm của bản thân, tôiđề xuất quy trình thiết kế chủ 
đề dạy học STEM môn Hoá học như sau:
Hình 3. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học STEM môn Hoá học
Bước 1: Xác định NL cần hình thành cho HS
 Trong tất cả các tài liệu mà tôitiếp cận, khi xây dựng quy trình xây dựng bài học 
STEM, bước đầu tiên đều là lựa chọn chủ đề bài học với việc xác định các nội dung 
kiến thức phù hợp với tiêu chí dạy học STEM. Theo chúng tôi, dạy học theo định 
hướng STEM và dạy học môn KHTN đều có mục tiêu chính là hình thành và phát 
triển NL HS vì thế bước đầu tiên tôinghĩ đến trước khi tìm hiểu nội dung phù hợp với 
các chủ đề là phải làm sao phát triển tốt nhất các NL cho HS. 
 Với mỗi chủ đề tôi sẽ xác định phát triển NL trọng tâm nào cho HS thì sẽ có các 
cách để phát triển các NL đó thông qua các nội dung kiến thức, kĩ năng của môn học 
đó. Trong giai đoạn mới bắt đầu làm quen với các dự án, tôitập trung rèn năng lực 
thực hành thí nghiệm cho HS đến khi HS có thể làm tương đối thành thạo các thao 
tác thí nghiệm sau đó tập trung đến phát triển các năng lực khác như GQVĐ và sáng 
tạo, tư duy phản biện
 Do đó tôi tiến hành rà soát các NL cho HS cần hình thành và phát triển trong 
môn KHTN theo chương trình GDPT mới, các NL này cũng phù hợp với các kĩ năng 
STEM theo định hướng phát triển STEM của môn học. 
Bước 2: Xác định chủ đề thuyết đã nêu ra, hiểu được kiến thức (Inquiry based learning). Tuy nhiên, ta có thể 
kết hợp cả hai. Ví dụ như đối với môn Hóa học, ban đầu HS đặt ra giả thiết, rồi làm 
thí nghiệm kiểm chứng để hiểu tính chất hóa học của kim loại thì đó là STEM Science. 
Sau đó HS ứng dụng kiến thức trên tạo ra các sản phẩm ứng dụng thực tế như làm 
cách làm sạch bề mặt một số vật dụng bằng kim loại.... thì đó là STEM Engineering. 
 STEM Engineering bắt buộc phải đặt ra tình huống GQVĐ hoặc tạo ra giải 
pháp, còn STEM Science thì có thể chỉ là kiểm chứng khoa học, nhưng nếu liên hệ 
được thực tế thì sẽ hiệu quả hơn.
 Tiêu chí lựa chọn chủ đề bài học STEM môn Hóa học
 - Nội dung các chủ đề bám sát môn KHTN mạch nội dung Hóa học, phù hợp 
với yêu cầu cần đạt của chương trình, phù hợp với định hướng phát triển NL HS.
 - Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn: Trong các bài 
học STEM, được đặt vào các vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường và yêu cầu 
tìm các giải pháp.
 - Cấu trúc bài học theo quy trình STEM Science hoặc STEM Engineering
 - PPDH bài học STEM đưa HS vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng 
hành động, trải nghiệm và sản phẩm: Trong các bài học STEM, hoạt động học của 
HS được thực hiện theo hướng mở có "khuôn khổ" về các điều kiện mà HS được sử 
dụng (chẳng hạn các vật liệu khả dụng). hoạt động học của HS là Hoạt động được 
chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp GQVĐ là của chính HS. HS thực 
hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu 
của mình nếu cần. HS tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động tìm 
tòi, khám phá của bản thân.
 - Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm kiến tạo: 
Giúp HS làm việc trong một nhóm kiến tạo là một việc khó khăn, đòi hỏi tất cả GV 
STEM ở trường làm việc cùng nhau để áp dụng phương thức dạy học theo nhóm, sử 
dụng cùng một ngôn ngữ, tiến trình và yêu cầu về sản phẩm học tập mà HS phải hoàn 
thành. Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát 
triển NL giao tiếp và hợp tác cho HS.
 - Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà HS 
đã và đang họC.
 - 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 GQVĐ đều khả thi, chỉ khác nhau ở mức độ 
tối ưu khi GQVĐ. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của NL GQVĐ và sáng 
tạo trong dạy học STEM.
Bước 3: Xây dựng chủ đề
 - Trong bước này GV xác định mục tiêu của chủ đề theo kiến thức, kĩ năng, 
thái độ và phẩm chất. 
 - Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn học thuộc lĩnh vực STEM: GV 
sẽ xem xét những kiến thức đóng góp cho việc tạo ra các ứng dụng trên thuộc các