Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS

 1
 A. PHẦN MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
 Hóa học là một môn khoa học được xếp vào ngành khoa học tự nhiên với những 
đặc trưng riêng. Hoá học là bộ môn khoa học thực nghiệm chuyên nghiên cứu các chất, sự 
biến đổi và ứng dụng của chất. Hóa học có vai trò quan trọng trong cuộc sống con người 
và ngày càng đóng vai trò rất lớn trong nền kinh tế của thời đại công nghệ. Trong khi đó, 
cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 ảnh hưởng sâu rộng vào mọi mặt đời sống, xã hội, giáo 
dục cũng không ngoại lệ. Vì thế đòi hỏi giáo viên phải thay đổi phương pháp, học sinh 
phải thay đổi cách học. Do vậy, vai trò của giáo viên phải chuyển đổi từ “dạy cái gì”, 
“điều gì” sang dạy cho học sinh “phải làm gì” và “làm như thế nào”. Phương pháp dạy 
học STEM đã đáp ứng được yêu cầu đổi mới đó. 
 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. 
 Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, 
giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được 
những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách 
giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong 
môi trường có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc ít lặp lại trong 
thế kỷ 21. Các kĩ năng làm việc phải được hình thành ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà 
trường. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy giáo viên cũng cần phải thay đổi phương 
pháp, học sinh học phải được gắn với thực hành. 
 Từ những vấn đề nêu trên, trong năm học 2022 – 2023 tôi đã chọn đề tài: “Vận 
dụng dạy học STEM vào giảng dạy môn Hóa, KHTN cấp THCS” để nghiên cứu.
 Với việc nghiên cứu đề tài này, tôi mong muốn sẽ góp phần giúp giáo viên tiến 
hành một giờ dạy học hiệu quả tốt hơn; học sinh tiếp cận kiến thức với tâm thế chủ động, 
hào hứng, đi sâu vào thực tế, giúp các em được được làm, được trải nghiệm, tư duy, tự tay 
làm các sản phẩm gần gũi với cuộc sống hàng ngày và cao hơn nữa là sản phẩm công 
nghệ đáp ứng thời 4.0. Đồng thời thực hiện mục tiêu chương trình giáo dục phổ thông 
2018. Đây cũng là lí do tôi chọn đề tài này. 3
 B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
I. CƠ SỞ LÍ LUẬN
1. Giáo dục STEM trên thế giới
 Đầu những năm 90, tại nhiều nước châu Âu và châu Mỹ đã hình thành xu hướng 
giáo dục mới gọi là giáo dục STEM. Trong chương trình giáo dục STEM, các môn học về 
khoa học công nghệ không giảng dạy độc lập mà tích hợp lại với nhau thành một môn học 
thông qua phương pháp giảng dạy bằng dự án, trải nghiệm, thực hành, Để phát huy tối 
đa sự sáng tạo của học sinh các cấp họ đã có những chính sách và chương trình cụ thể, 
thường xuyên tổ chức các hội chợ khoa học (Science fair) từ cấp trường đến cấp quốc gia 
cũng như hỗ trợ kinh phí cho các trường trung học tập trung vào STEM.
2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
 Chương trình giáo dục phổ thông 2018 định hướng phát triển phẩm chất và năng lực 
học sinh, mục tiêu của chương trình nhằm để trả lời cho câu hỏi: Học xong chương trình 
học sinh làm được gì? Chính vì vậy mà cần phải đổi mới phương pháp dạy học, kiểm tra 
đánh giá theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh. Các phương pháp và 
hình thức tổ chức dạy học cần phải gắn nội dung bài học với những vấn đề thực tiễn và 
giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh tìm hiểu và giải quyết được vấn đề, thông qua đó 
tiếp thu tri thức một cách chủ động. Giáo dục STEM cũng xuất phát từ vấn đề nảy sinh 
trong thực tiễn được xây dựng thành các chủ đề/bài học STEM, thông qua việc giáo viên 
tổ chức các hoạt động học sẽ giúp học sinh tìm ra được những giải pháp để giải quyết vấn 
đề mà chủ đề/bài học STEM nêu ra. 
 Trong những năm qua, Đảng, Chính phủ, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có nhiều văn 
bản chỉ đạo, hướng dẫn thực hiện việc đổi mới giáo dục có liên quan đến giáo dục STEM, 
cụ thể như: Nghị quyết số 29/NQ–TW Hội nghị lần thứ 8 của Ban chấp hành Trung ương 
Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo; Công văn số 4612/BGDĐT–
GDTrH ngày 03/10/2017 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc hướng dẫn thực hiện 
chương trình giáo dục phổ thông hiện hành theo định hướng phát triển năng lực và phẩm 
chất học sinh từ năm học 2017–2018; Kế hoạch số 10/KH–BGDĐT, ngày 7/1/2016 của 
Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc ứng dụng ICT trong quản lí các hoạt động giáo dục ở 
trường trung học năm học 2016–2017, trong đó thí điểm triển khai giáo dục STEM tại 5
 1. Với Giáo viên:
 Tổng Đã nhận thức đầy đủ vai Nắm được các bước xây Có thể xây dựng được 
 số trò của giáo dục STEM dựng chủ đề STEM chủ đề STEM
 12 31 % 15,5 % 0 %
2. Với Học sinh
 Câu hỏi Nôi dung Kết quả
 Số Tỉ lệ %
 lượng
 Câu 1: Sự hứng Rất thích 8 6,6
 thú học môn Thích 18 15,0
 Hóa ở các em Bình thường 61 50,8
 thuộc mức nào? Không thích 33 27,5
 Câu 2: Em thích Môn Hóa là một trong những môn thi học 
 học môn Hóa vì: sinh giỏi và thi tổ hợp KHTN. 23 19,1
 Bài học sinh động, thầy cô dạy vui vẻ, dễ 
 hiểu. 47 39,1
 Kiến thức dễ nắm bắt. 20 16,7
 Kiến thức gắn thực tế nhiều. 30 25,0
 Tập trung nghe giảng, phát biểu ý kiến, 
 thảo luận và làm việc. 40 33,3
 Câu 3: Trong Nghe giảng và ghi chép một cách thụ 
 giờ học môn hóa động. 30 25,0
 em thích được Được làm các thí nghiệm thực hành để 
 học như thế hiểu sâu sắc vấn đề về hóa học. 30 25,0
 nào? Làm các bài tập nhiều để ôn thi, kiểm tra. 20 16,7
 Không cần thí nghiệm thực hành nhiều. 30 25,0
 Câu 4: Nội dung Tăng cường học lí thuyết và giải bài tập 
 dạy học? gắn với kì thi, kiểm tra. 40 41,6 7
 STEM trong trường phổ thông được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức 
và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. 
Những kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ 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 thường ngày. Những sản phẩm này không nhất thiết 
phải là sản phẩm mới, đừng suy nghĩ rằng các em phải tạo ra điều gì đó mới mẻ mới là 
STEM, như vậy các em đã là những nhà sáng chế rồi, tất nhiên nếu tạo ra sản phẩm mới 
thì càng tốt.
1. 3. Các kỹ năng STEM?
 Kỹ năng STEM được hiểu là sự tích hợp, lồng ghép hài hòa từ bốn nhóm kỹ 
năng là: Kỹ năng khoa học, kỹ năng công nghệ, kỹ năng kỹ thuật và kỹ năng toán học.
 Kỹ năng khoa học: Là khả năng liên kết các khái niệm, nguyên lý, định luật và 
các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học để thực hành và sử dụng kiến thức này để 
giải quyết các vấn đề trong thực tế.
 Kỹ năng công nghệ: Là khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được 
công nghệ. Công nghệ là từ những vật dụng hằng ngày đơn giản nhất như quạt mo, bút 
chì đến những hệ thống sử dụng phức tạp như mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, 
vệ tinh Tất cả những thay đổi của thế giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu của con 
người thì được coi là công nghệ.
 Kỹ năng kỹ thuật: Là khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn diễn ra trong cuộc 
sống bằng cách thiết kế các đối tượng, hệ thống và xây dựng các quy trình sản xuất để 
tạo ra đối tượng. Hiểu một cách đơn giản, học sinh được trang bị kỹ năng kỹ thuật là có 
khả năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Học sinh phải có 
khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào cân bằng các yếu tố 
liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt 
nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn có khả năng nhìn 
nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
 Kỹ 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. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng 9
 Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo 
dục STEM là phương pháp “Học qua hành” -“Learning by doing”. Phương pháp “Học 
qua hành” giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải 
chỉ từ lý thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, 
học sinh sẽ được hiểu sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. 
Chính các hoạt động thực tế này sẽ giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. Học 
sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức 
vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. 
Với cách học này, giáo viên không còn là người truyền đạt kiến thức nữa mà sẽ là 
người hướng dẫn để học sinh tự xây dựng kiến thức cho chính mình.
1.6. Lồng ghép các chủ đề dạy học STEM vào các bài học và kết hợp với dạy học 
truyền thống.
 Rõ ràng STEM có rất nhiều ưu điểm tuy nhiên cũng còn một số hạn chế như sau:
 Thứ nhất là mất nhiều thời gian thực hiện. Một chủ đề thực hiện sẽ mất khá nhiều 
thời gian ở trên lớp cũng như ngoài lớp nên ảnh hưởng đến việc học tập trên lớp các em 
cũng như thời gian học tập các môn học khác vì các em cần đầu tư thời gian tương đối 
nhiều khi thực hiện một chủ đề.
 Thứ hai trong khi các kì thi hiện tại vẫn chủ yếu rèn luyện trí nhớ kiến thức hàn 
lâm và nặng về các bài tập tính toán nên các em vẫn phải học để đáp ứng các kì thi, do 
thói quen học tập cũ nặng về nhồi nhét kiến thức vậy nên chưa chú tâm học tập và trải 
nghiệm các công việc được giao ở nhà, một số em còn làm theo đối phó và suy nghĩ rằng 
chưa thiết thực với thi cử hiện hành.
 Thứ ba đó là kinh phí thực hiện một số dụng cụ, nguyên liệu khi làm thực hành 
chưa đầy đủ, và khá tốn kém nên đôi khi giáo viên và các em cũng ngại làm.
 Thứ tư STEM là phương pháp tích hợp nên chắc chắn giáo viên giảng dạy đòi hỏi 
phải nắm rõ phương pháp và cách thức tổ chức giảng dạy cũng như trình độ liên môn nhất 
định vì STEM như là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Đòi hỏi giáo viên phải có 
trình độ và đam mê công việc nó mất nhiều thời gian và công sức của giáo viên. Do vậy 
chúng ta nên phối hợp lồng ghép giữa phương pháp học tập truyền thống và giáo dục 
STEM để học sinh có thể đạt hiệu quả học tập tốt nhất hiện nay. 11
 - Nội dung đề tài hẹp, thiết bị đơn giản, nhằm góp phần hình thành hoặc minh hoạ 
cho kiến thức khoa học; Nội dung đề tài hẹp, thiết bị đơn giản, nhằm rèn luyện vận dụng 
các kiến thức khoa học.
 - Đề tài dạng một dự án trong thực tiễn cuộc sống, thiết bị và kiến thức không phức 
tạp, thời gian thực hiện không dài; Đề tài dạng một dự án trong thực tiễn cuộc sống, thiết 
bị và kiến thức khá phức tạp, cần nhiều thời gian thực hiện. 
 - Trong tổ chức thực hiện chính khoá hay ngoại khóa, các chủ đề GD STEM đều 
phải xác định các mục tiêu cần đạt được sau khi thực hiện đề tài, chủ đề.
2.3.2. Về thời lượng thực hiện:
 Thời lượng thực hiện các Chủ đề GD STEM theo yêu cầu của đề tài, chủ đề.
2.3.3.Các bước xây dựng chủ đề STEM:
 - Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học
Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình các môn học và các hiện tượng, quá 
trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có 
sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học.
 - Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết
Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh 
thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ 
năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) 
hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng 
bài học.
 - Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề
 Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí 
của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết 
khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sảnphẩm.
 - Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
Mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động: 
 + Hoạt động 1: Xác định vấn đề
 + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp; 
 + Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế