SKKN áp DỤNG GIÁO dục STEM dạy học CHỦ đề CARBON và CHẾ tạo máy lọc nước MINI – hóa học 11 CHO học SINH HUYỆN MIỀN núi TƯƠNG DƯƠNG, NGHỆ AN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CARBON VÀ CHẾ TẠO MÁY LỌC NƯỚC MINI – HÓA HỌC 11 CHO HỌC SINH HUYỆN MIỀN NÚI TƯƠNG DƯƠNG, NGHỆ AN” Lĩnh vực Hóa học Nghệ An, tháng 04 năm 2022 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT TƯƠNG DƯƠNG I - - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CARBON VÀ CHẾ TẠO MÁY LỌC NƯỚC MINI – HÓA HỌC 11 CHO HỌC SINH HUYỆN MIỀN NÚI TƯƠNG DƯƠNG, NGHỆ AN” Lĩnh vực Hóa học Tác giả: Trần Thị Thanh Tú Nguyễn Thị Hồng Sen Tổ chuyên môn: Tự nhiên Năm thực hiện: 2021- 2022 Điện thoại: 0349102069 Nghệ An, tháng 04 năm 2022 Danh mục từ, cụm từ viết tắt Cụm từ viết tắt Giải nghĩa GV Giáo viên HS Học sinh CNTT Công nghệ thông tin THPT Trung học phổ thông KHXH Khoa học xã hội PPDH Phương pháp dạy học NGSS Tiêu chuẩn khoa học hệ NSTA Hiệp hội giảng dạy khoa học quốc gia Mỹ ĐH Đại học SGK Sách giáo khoa GDPT Giáo dục phổ thông RO Thẩm thấu ngược TN Thực nghiệm ĐC Đối chiếu TB Trung bình PPCT Phân phối chương trình UF UltraFiltration STEM Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Mathematics (Toán) Mục lục PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Phạm vi đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kế hoạch nghiên cứu Đóng góp đề tài PHẦN II NỘI DUNG Cơ sở lý luận 1.1 STEM gì? Hiểu giáo dục STEM 1.1.1 Cách tiếp cận liên ngành 1.1.2 Lồng ghép với học giới thực 1.1.3 Kết nối từ trường học, cộng đồng đến tổ chức toàn cầu 1.2 Quan điểm giáo dục STEM Việt Nam chương trình giáo dục phổ thơng 1.3 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM 1.4 Quy trình xây dựng học STEM 1.5 Kĩ thuật tiến trình tổ chức hoạt động học STEM 1.6 Dạy học hóa học phổ thơng thơng qua STEM 1.6.1 Đặc thù mơn hóa học 1.6.2 Áp dụng STEM dạy học hóa học 1.7 Nước Vai trò nước đời sống sinh hoạt 10 1.7.1 Khái niệm 10 1.7.2 Vai trò nước sống sinh hoạt 11 1.7.3 Thực trạng ô nhiễm nguồn nước 12 1.7.4 Ảnh hưởng nước bị ô nhiễm đến sức khỏe sống 12 1.8 Các phương pháp xử lý nước máy lọc nước mini 13 1.8.1 Các phương pháp xử lý nước 13 1.8.2 Máy lọc nước mini 15 Thực trạng vấn đề 17 2.1 Thuận lợi 17 2.2 Khó khăn 17 2.3 Thực trạng dạy học STEM trường phổ thông 18 Giải vấn đề 19 3.1 Xây dựng chủ đề học tập với nội dung “ Carbon chế tạo máy lọc nước mini - Hóa học 11 cho học sinh Huyện miền núi Tương Dương, Nghệ An.” 19 3.2 Các hoạt động nhiệm vụ học tập học sinh 20 3.3 Thiết kế giáo án dạy học chủ đề STEM “Carbon chế tạo máy lọc nước mini” 20 Thực nghiệm sư phạm 32 4.1 Mục đích thực nghiệm 32 4.2 Kế hoạch thực nghiệm 32 4.3 Kết thực nghiệm sư phạm 32 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 34 Kết luận 34 Tính đề tài 35 Hạn chế đề tài giải pháp khắc phục 36 Kiến nghị, đề xuất 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 39 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Hóa học mơn học kết hợp chặt chẽ lý thuyết thực nghiệm, cầu nối với nghành khoa học tự nhiên khác tốn học, vật lý, sinh học Hóa học đóng vai trị quan trọng đời sống, sản xuất góp phần vào phát triển kinh tế xã hội Trong bối cảnh cách mạng công nghệ 4.0 diễn mạnh mẽ tác động không nhỏ tới mặt đời sống xã hội có lĩnh vực giáo dục Trước thay đổi lớn nghề nghiệp, đòi hỏi kỹ người lao động phải thay đổi Chính vậy, việc đổi tư giáo dục chuyển mạnh từ trình chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học để đáp ứng thay đổi sống tất yếu Tuy nhiên em học sinh vùng núi cao phía Tây Nghệ An, nơi chúng tơi làm việc hóa học em học khô khan em chưa hiểu hết tầm quan trọng hóa học đời sống sản xuất Cụ thể chọn ban thi tốt nghiệp THPT hầu hết em chọn ban KHXH Với khó khăn đó, để tạo hứng thú cho học sinh việc lựa chọn mơn hóa, để em hiểu tầm quan trọng mơn hóa học, việc thay đổi phương pháp dạy học từ dạy học tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực xu hướng đem lại hiệu cao giáo dục đòi hỏi người dạy người học phải thay đổi cách dạy cách học Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo hướng tiếp cận liên ngành từ hai lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học trở lên Thơng qua cách tiếp cận giáo dục tích hợp STEM, học sinh nhận thức giao thoa ngành khoa học toán học, thấy cần thiết kiến thức khoa học để giải vấn đề thực tiễn hay tạo nên sản phẩm Đồng thời, q trình HS khuyến khích sáng tạo, khơi gợi niềm say mê học tập giúp em khám phá tiềm thân Hóa học mơn khoa học nằm thành tố Giáo dục STEM, việc tổ chức dạy học kiến thức Hóa học theo định hướng giáo dục STEM hướng nghiên cứu hiệu giúp nội dung học tập gắn liền với thực tiễn, giúp HS hình thành kỹ cần thiết để làm việc phát triển giới công nghệ đại Với mong muốn hy vọng có thể giúp em học sinh vùng núi phía Tây Nghệ An hứng thú u thích mơn hóa học Ứng dụng kiến thức em học vào giải vấn đề thực tiễn đời sống ngày chọn đề tài: “ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CARBON VÀ CHẾ TẠO MÁY LỌC NƯỚC MINI – HÓA HỌC 11 CHO HỌC SINH HUYỆN MIỀN NÚI TƯƠNG DƯƠNG, NGHỆ AN.” Mục đích nghiên cứu Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề: Carbon hợp chất carbon theo định hướng giáo dục STEM : “Carbon chế tạo máy lọc nước mini.” - Giúp học sinh phát triển lực giải vấn đề thông qua mơn hóa học lực vận dụng kiến thức hóa học vào sống - Đưa phương pháp dạy học phù hợp với học sinh miền núi nhằm khơi dậy khả hứng thú học tập áp dụng vào thực tiễn đời sống Phạm vi đối tượng nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: Chủ đề dạy học: “Carbon hợp chất carbon – Mục IV: ứng dụng Carbon.” - Đối tượng nghiên cứu: Học sinh khối 11 trường THPT Tương Dương I Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận giáo dục STEM, nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu… có liên quan - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Khảo sát thực trạng trường THPT, nơi em học sinh, thăm dò ý kiến giáo viên khác để xem xét tính khả thi đề tài + Phương pháp quan sát + Phương pháp điều tra + Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Thu thập, xử lý số liệu Kế hoạch nghiên cứu STT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm Tháng 6/2021 Tìm hiểu thực trạng chọn đề Bản đề cương chi tài, viết đề cương nghiên cứu tiết đề tài Tháng 7,8,9 - Nghiên cứu lý luận dạy học - Tập hợp lý thuyết STEM, PPDH tích cực của đề tài mơn hóa học - Xử lý số liệu - Khảo sát thực trạng - Tổng hợp ý - Trao đổi với đồng nghiệp kiến góp ý đồng đề xuất sáng kiến nghiệp Tháng 10, 11 - Kiểm tra trước thực nghiệm - Tiến hành dạy thử - Tổng hợp, xử lý kết thử nghiệm đề tài Tháng 12 - Viết sơ lược sáng kiến - Bản thảo sáng - Xin ý kiến góp ý đồng kiến nghiệp - Tập hợp ý kiến đóng góp đồng nghiệp Tháng 1, Hoàn thành sáng kiến kinh Chấm sáng kiến nghiệm kinh nghiệm cấp trường Tháng Chỉnh sửa bổ sung sáng kiến Hoàn thành sáng sau chấm cấp trường kiến nộp sở Đóng góp đề tài Về mặt lý luận: góp phần hồn thiện đóng góp vào thực tiễn dạy học hóa học khối 11 nói riêng trường THPT nói chung, đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học từ dạy học tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực Về mặt thực tiễn: Đây đề tài giúp học sinh vận dụng kiến thức học vào thực tiễn sống, giúp em có niềm hứng thú mơn học Góp phần củng cố hồn thiện việc ứng dụng dạy học STEM mơn hóa học trường THPT PHẦN II NỘI DUNG Cơ sở lý luận 1.1 STEM gì? Hiểu giáo dục STEM Phân tích dựa vào góc nhìn từ chương trình giáo dục STEM Mỹ, nơi khởi nguồn ý tưởng giáo dục STEM Thuật ngữ STEM chữ viết tắt tiếng Anh bốn chữ: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) Mathematics (Toán) Tuy nhiên, tiếng Anh STEM thường kèm với từ khác, làm cho STEM có nghĩa bổ sung tương ứng Ban đầu thuật ngữ STEM viết “STEM fields” xuất văn ngân sách đầu tư giáo dục vấn đề cấp visa cho nhập cư Mỹ Về sau, STEM viết kèm với từ khác như: “STEM education” (giáo dục STEM), “STEM workforce” (nguồn nhân lực lĩnh vực STEM), “STEM learning” (học lĩnh vực STEM), “STEM careers” (các ngành nghề lĩnh vực STEM), “STEM curriculum” (khung chương trình dạy học STEM), “STEM awareness” (nhận thức ngành nghề STEM),… Nền tảng giáo dục STEM giáo dục khoa học (Science education) Chính giáo dục khoa học lĩnh vực đề xuất chương trình giáo dục STEM Tại Mỹ, giáo dục khoa học xem ngành khoa học nghiên cứu tảng giúp đẩy mạnh khoa học từ gốc rễ người thông qua đào tạo giáo viên dạy khoa học xây dựng chương trình giáo dục từ quy (formal) khơng quy (informal) bắt đầu chương trình giáo dục mầm non đến bậc đại học, từ gia đình đến hoạt động giáo dục khoa học xã hội Việt Nam chưa có ngành nghiên cứu giáo dục khoa học chưa có đơn vị tham gia diễn đàn giáo dục khoa học quốc tế Tổ chức uy tín lĩnh giáo dục khoa học giới Hiệp hội giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association – NSTA) thành lập năm 1944, đề xuất khái niệm giáo dục STEM (STEM education) với cách định nghĩa ban đầu sau: “STEM education is an interdisciplinary approach to learning where rigorous academic concepts are coupled with real-world lessons as students apply science, technology, engineering, and mathematics in contexts that make connections between school, community, work, and the global enterprise enabling the development of STEM literacy and with it the ability to compete in the new economy (Tsupros, Kohler, & Hallinen, 2009) Tạm dịch: “Giáo dục STEM cách tiếp cận liên ngành trình học, khái niệm học thuật mang tính ngun tắc lồng ghép với học giới thực, học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán vào bối cảnh cụ thể, giúp kết nối trường học, cộng đồng, nơi làm việc tổ chức tồn cầu, để từ phát triển lực lĩnh vực STEM với cạnh tranh kinh kế mới” Từ cách định nghĩa trên, có đặc điểm quan trọng nói giáo dục STEM: 1.1.1 Cách tiếp cận liên ngành Xin lưu ý “liên ngành” khác với “đa ngành” Mặc dù có nhiều ngành, nhiều lĩnh vực “liên ngành” thể kết nối bổ trợ lẫn ngành Do vậy, chương trình học, trường học có nhiều môn, nhiều giáo viên dạy ngành khác mà khơng có kết nối bổ trợ lẫn chưa gọi giáo dục STEM 1.1.2 Lồng ghép với học giới thực Đó thể tính thực tiễn tính ứng dụng kiến thức việc giải vấn đề thực tế Ở đây, khơng cịn rào cản việc học kiến thức lý thuyết với ứng dụng Do vậy, chương trình giáo dục STEM thiết phải hướng đến hoạt động thực hành vận dụng kiến thức để tạo sản phẩm giải vấn đề thực tế sống 1.1.3 Kết nối từ trường học, cộng đồng đến tổ chức toàn cầu Chúng ta kỷ nguyên giới phẳng, cách mạng công nghiệp 4.0 (nơi mà tự động hóa điều khiển từ xa thơng qua thiết bị điện tử di động lên ngôi, thông qua đường truyền Internet) Do vậy, trình giáo dục STEM không hướng đến vấn đề cụ thể địa phương mà phải đặt mối liên hệ với bối cảnh kinh tế toàn cầu xu hướng chung giới Ví dụ: biến đổi khí hậu, dịch bệnh toàn cầu… Như vậy, cách định nghĩa giáo dục STEM nói đến cách tiếp cận liên ngành, liên mơn học chương trình đào tạo, cụ thể phải có bốn lĩnh vực: Khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật toán Giáo dục STEM giúp học sinh nhận thấy tầm quan trọng kiến thức mơn khoa học, tốn cơng nghệ hướng đến vận dụng kỹ thuật việc giải vấn đề Giáo dục STEM Mỹ đa dạng dạy theo chủ đề Khơng có hoạt động dạy làm robot xem giáo dục STEM Ngay trẻ em mẫu giáo, tiểu học học chương trình tích hợp STEM, ví dụ thơng qua trị chơi làm mơ hình núi lửa, làm bong bóng bay, làm chong chóng quay… Mặc dù trò chơi đơn giản, xây dựng tổ chức có hệ thống có kết nối nhóm kiến thức với Mục đích chương trình giáo dục STEM để đào tạo nhà khoa học, nhà tốn học, kỹ sư mà nằm truyền cảm hứng học tập, thấy mối liên hệ kiến thức (nhất kiến thức khoa học toán), nhận thức tầm quan trọng kiến thức STEM ảnh hưởng đến giới phát triển xã hội tương lai Ngoài ra, kỹ thực hành khoa học kỹ thuật (Science and Engineering practices) góp phần quan trọng việc vận dụng kiến thức học việc giải vấn đề tạo thành sản phẩm Ví dụ: Thơng qua hoạt động dạy học “Chế tạo nước sát khuẩn” giáo viên lồng ghép kiến thức khoa học hóa học ( tính chất hóa học chất ancol etylic, glixerol…), kiến thức tốn (như tính tốn khối lượng, nồng độ, phần trăm đại lượng liên quan), kiến thức vật lý (cơng thức tính khối lượng riêng,cơng thức chuyển đổi tử khối lượng sang thể tích) sử dụng cơng cụ thiết bị (thực hành hóa học) để pha chế dung dịch hoàn chỉnh, kiến thức sinh học (cấu tạo vi khuẩn, virut, khả lây bệnh lây lan bệnh vi khuẩn, virut), công nghệ, tin học Học sinh không học kiến thức chuyên môn (disciplinary core ideas), mà vận dụng kỹ thực hành (practices) tư liên ngành (crosscutting concepts) Ở Mỹ giáo dục tích hợp STEM khơng phải để đào tạo học sinh theo chuyên ngành hẹp, mà hướng đến chất lượng nhận thức hiểu biết lĩnh vực STEM, gọi STEM literacy (tạm dịch lực STEM) Lý giáo dục tích hợp STEM hướng đến STEM literacy xu hướng phát triển xã hội tương lai bắt buộc người dân phải có hiểu biết liên ngành, nhận thấy tầm quan trọng kiến thức khoa học công nghệ ngày ảnh hưởng d Cách thức tổ chức hoạt động (Phụ lục Hình ảnh 4): - Tổ chức cho HS chuẩn bị trưng bày sản phẩm lúc Khi nhóm sẵn sàng, GV yêu cầu nhóm đồng thời vận hành bình, quan sát lượng nước chảy vào lượng nước chảy - Yêu cầu HS nhóm trình bày, phân tích ngun lí hoạt động, giá thành kiểu dáng bình - GV hội đồng GV tham gia bình chọn kiểu dáng bình đẹp Song song với trình theo dõi lượng nước lọc độ nước lọc, để ghi nhận theo tiêu chí nhóm - GV nhận xét công bố kết chấm sản phẩm theo yêu cầu phiếu đánh giá số - Giáo viên đặt câu hỏi cho báo cáo để làm rõ chế hoạt động bình, giải thích tượng xảy thiết kế vận hành bình, khắc sâu kiến thức chủ đề kiến thức liên quan - Khuyến khích nhóm nêu câu hỏi cho nhóm khác - GV tổng kết chung hoạt động nhóm; Hướng dẫn nhóm cập nhật điểm học tập nhóm đánh giá theo tiêu chí phiếu đánh giá số GV nêu câu hỏi lấy thơng tin phản hồi: + Các em học kiến thức kỹ trình triển khai dự án này? + Điều làm em ấn tượng nhất/nhớ triển khai dự án này? Phiếu đánh giá số 3: Đánh giá báo cáo sản phẩm đạt TT Tiêu chí đánh giá Điểm Bài báo cáo kiến thức phương án thiết kế quy trình (25) Đầy đủ nội dung chủ đề báo cáo 10 Đầy đủ nội dung theo yêu cầu: Bản vẽ sơ đồ quy trình, sở lý thuyết, ứng dụng, vẽ thiết kế (nguyên liệu, chất lượng sản phẩm tạo thành) 10 Bài báo cáo có màu sắc hài hịa, bố cục hợp lí Máy lọc nước mini (50) Tính thẩm mĩ 10 Nước sau lọc sử dụng vệ sinh, đảm bảo sức khỏe so với chưa lọc 10 31 Vật liệu đơn giản, thân thiện với mơi trường 10 Bình lọc đơn giản, học sinh làm để sử dụng gia đình 10 Chi phí làm bình lọc tiết kiệm 10 Kĩ thuyết trình (15) Trình bày thuyết phục 10 Trả lời câu hỏi phản biện 11 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm báo cáo Kĩ làm việc nhóm (10) 12 Kế hoạch có tiến trình phân cơng nhiệm vụ rõ ràng hợp lí 13 Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng, hợp tác hiệu để hồn thành dự án Tổng số điểm 100 Thực nghiệm sư phạm 4.1 Mục đích thực nghiệm TN nhằm kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học đề ra, đánh giá tính khả thi, hiệu giá trị thực tiễn đề xuất dạy chủ đề “Carbon chế tạo máy lọc nước mini” theo định hướng giáo dục STEM để phát triển lực HS sở phân tích khách quan, khoa học kết TN 4.2 Kế hoạch thực nghiệm (Phụ lục 3) - Địa điểm: Quá trình TN tiến hành trường THPT Tương Dương - Thời gian: Học kỳ I năm học 2021-2022 - Đối tượng: Tiến hành đối tượng HS lớp 11 đơn vị trường THPT Tương Dương Lựa chọn cặp lớp ĐC lớp TN theo yêu cầu tương đương chất lượng học tập - Xử lí kết quả: Số liệu nhập xử lí phần mềm Excel 4.3 Kết thực nghiệm sư phạm Trong trình tiến hành TN, chúng tơi tiến hành khảo sát kiểm tra kiến thức học lớp 11 nhà trường để đánh giá trình 32 độ nhận thức HS chưa có tác động sư phạm Từ kết thu được, lựa chọn lớp TN (11A) lớp ĐC (11C) có trình độ tương đương NHĨM LỚP SỐ HS MỨC ĐỘ NHẬN THỨC Yếu TB Khá Giỏi TN 11A 30 20 ĐC 11C 28 19 Biểu đồ đường tích lũy điểm số trước thực nghiệm 16 14 số học sinh 12 10 TN ĐC 0 10 điể m số Sau tổ chức dạy học chủ đề “Carbon hợp chất carbon” theo phương pháp truyền thống lớp ĐC (11C) theo định hướng giáo dục STEM lớp TN (11A), tiến hành khảo sát kiểm tra để đánh giá trình độ nhận thức HS sau có tác động sư phạm Kết thu thể bảng đây: NHÓM LỚP SỐ HS MỨC ĐỘ NHẬN THỨC Yếu TB Khá Giỏi TN 11A 30 22 ĐC 11C 28 17 33 Số học sinh Đường tích lũy điểm số HS sau triển khai dạy học STEM 16 14 12 10 TN ĐC 10 Điểm số Sau tiến hành TN, mức độ nhận thức khả lĩnh hội tri thức HS lớp TN tốt so với lớp ĐC Tỉ lệ HS nhận thức khá, giỏi chiếm tỉ lệ vượt trội tăng 13,34% so với trước thực nghiệm, bên cạnh tỉ lệ HS có nhận thức trung bình yếu giảm cách rõ nét Kết chứng tỏ đối tượng HS với đặc điểm, trình độ tương đương ngang nhau, em HS nhóm TN nắm kiến thức sâu hơn, kết học tâp cao nhóm ĐC Kết khẳng định tính hiệu quả, tính khả thi việc áp dụng giáo dục STEM tổ chức dạy học chủ đề “Carbon chế tạo máy lọc nước mini” Đề tài góp phần tích cực việc hình thành phát triển tư cho HS cấp THPT, giúp em tiếp thu kiến thức Hóa học cách chủ động, tích cực sáng tạo Từ vận dụng kiến thức, kĩ có vào đời sống thực tiễn trình học tập, hình thành phát triển lực cần thiết để bước vào sống định hướng nghề nghiệp tương lai PHẦN III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Sau nghiên cứu lý luận tiến hành thực nghiệm sư phạm chủ đề dạy học STEM vào thực tế trường THPT, nhận thấy lồng ghép, áp dụng chủ đề dạy học STEM trình học tập học sinh tạo nhiều điểm tích cực Dạy học theo chủ đề STEM tạo cho HS mơi trường thuận lợi để hình thành suy nghĩ độc lập trình tìm phương pháp từ giải vấn đề, thỏa sức sáng tạo việc lựa chọn cách giải hợp lý 34 phù hợp với hoàn cảnh thực tế Bên cạnh dạy học chủ đề STEM góp phần hình thành cho học sinh lực, kỹ như: làm việc nhóm, tư logic, kỹ đàm phán, thuyết trình suốt trình diễn hoạt động học theo chủ đề STEM Dạy học theo chủ đề STEM khơng cung cấp cho HS kiến thức Hóa học gần gũi sống, mà giáo dục ý thức bảo vệ môi trường, nguồn tài nguyên thiên nhiên Dạy học STEM góp phần hình thành, phát triển tình yêu quê hương, đất nước, tình yêu người học sinh Như vậy, dạy học theo chủ đề STEM phương pháp dạy học vừa có tính hợp tác vừa có tính thực tiễn cao, vận dụng linh hoạt kiến thức liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức mặt lý thuyết vào thực tế sống Khi tiến hành triển khai dạy học STEM, HS tỏ thích thú cảm thấy kích thích niềm say mê học tập hoạt động giải vấn đề Sản phẩm STEM tùy em lựa chọn, phát triển theo màu sắc riêng nhóm mình, đặc biệt trình em hiểu linh hoạt việc ứng dụng CNTT vào trình bày, báo cáo Sau hoàn thành sản phẩm STEM em có nhìn sâu vấn đề thực tiễn xảy xung quanh ngày, từ ni dưỡng niềm u thích, đam mê với khoa học đặc biệt mơn Hóa học Qua dạy học STEM HS mà GV học hỏi, rèn luyện phát triển nhiều kỹ quan trọng Tuy nhiên, phương pháp dạy học STEM nhiều phương pháp dạy học tích cực hướng đến phát triển lực cho HS nên tránh khỏi hạn chế mặt triển khai nhiều thời gian GV HS, chưa liên quan nhiều đến kiểm tra, thi cử Vì thực tế dạy học trường THPT phương pháp cịn sử dụng Chúng tơi mong muốn, sau chương trình Giáo dục phổ thơng tổng thể 2018 triển khai trường THPT, giáo dục STEM có hội để phát huy lợi để góp phần hình thành lực cho HS đáp ứng yêu cầu nguồn nhân lực cho nước nhà Tính đề tài Trong suốt trình tiến hành thực nghiệm Chà Lâng xã Hữu Khuông, huyện Tương Dương, Nghệ An, nhận thấy với khí hậu đặc trưng vùng chia làm mùa: mùa khô mùa mưa Vào mùa mưa trận lũ, lốc diễn thường xuyên làm cho nước đầu nguồn (nguồn nước sinh hoạt hộ dân) bị ảnh hưởng nặng nề Nước đục, nhiều bùn đất, khống vật khó sử dụng Vì sau học chủ đề STEM này, HS hiểu tác dụng Carbon, vật liệu khác máy lọc nước mini, từ áp dụng gia đình với thiết kế máy lọc nước với dung tích lớn hơn, bể lắng lọc phù hợp tiêu chuẩn đưa lại nguồn nước sinh hoạt an tồn cho gia đình Hoặc với học sinh sáng hơn, em có 35 thể bắt đầu nghiên cứu, tìm hiểu để làm máy lọc nước đại từ nguyên liệu đơn giản Ngoài ra, nguyên vật liệu để làm sản phẩm máy lọc nước mini dễ kiếm, đơn giản giá thành thấp, phù hợp với điều kiện kinh tế địa phương nơi tiến hành thực nghiệm Hầu hết nguyên vật liệu có sẵn, tái chế chai nhựa cũ, vừa tiết kiệm lại vừa góp phần bảo vệ mơi trường sống Chủ đề dạy học góp phần làm phong phú thêm nguồn học liệu dạy học STEM môn Hóa học 11 ngân hàng kiến thức, ngồi trường THPT áp dụng đề tài việc triển khai dạy học chủ đề STEM Hạn chế đề tài giải pháp khắc phục a Hạn chế Máy lọc nước mini chế tạo từ nguyên vật liệu đơn giản nên lọc tạp chất có kích thước lớn, khử mùi mà khơng thể loại bỏ hồn tồn vi sinh vật gây hại Vì chưa đạt tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống b Giải pháp khắc phục - Cần kết hợp nhiều phương pháp lọc nước để mang lại hiệu cao - Có thể thay than củi than hoạt tính - Tăng mặt thống bể để nơi có ánh sáng mặt trời, kết hợp sử dụng giàn phun mưa - Sử dụng màng lọc phù hợp để loại bỏ vi sinh vật gây hại (ví dụ: màng lọc UF, màng lọc RO, màng lọc nano…) Kiến nghị, đề xuất a, Về phía giáo viên: Qua thực tế trường THPT áp dụng dạy học STEM, nhận thấy để giúp học sinh THPT chủ động trình lĩnh hội kiến thức giải hiệu nhiệm vụ đặt Giáo viên đóng vai trị quan trọng người hướng dẫn, gợi mở, khích lệ động viên để giúp em u thích say mê với mơn Hóa học Muốn đạt mong muốn giáo viên cần: - Nghiên cứu, tìm tịi tài liệu liên quan, sử dụng phương pháp đánh giá phù hợp hệ thống câu hỏi hợp lý với đối tượng học sinh - Giáo viên người định hướng cho hoạt động trải nghiệm HS địa phương, khơi dậy tinh thần ham học hỏi, đoàn kết, giúp đỡ lẫn nhóm 36 lớp từ giáo dục em lòng thương người, tinh thần trách nhiệm quê hương - Sau kết thúc hoạt động trải nghiệm, giáo viên cần yêu cầu học sinh nộp lại sản phẩm STEM, báo cáo, video trình bày q trình hoạt động nhóm Qua sản phẩm đó, giáo viên đánh giá lực nghiên cứu, tìm tịi, sáng tạo học sinh b, Về phía học sinh: - Các em cần nghiên cứu kiến thức nền, kiến thức liên mơn có liên quan đến chủ đề carbon máy lọc nước mini chương trình giáo dục trung học Sau cần nắm vững tác dụng loại nguyên liệu sử dụng, từ triển khai thêm rút ngắn phù hợp với nguồn nước tự nhiên địa phương sinh sống - Hình thành lực tự học, hợp tác, sáng tạo; tích cực, chủ động hoạt động học tập; rèn luyện kĩ thuyết trình, đàm phán, phản biện c, Về phía nhà trường: - Cần tạo điều kiện để học sinh để học sinh trải nghiệm hoạt động học phong phú, mẻ theo khối lớp học, môn học học cụ thể, khích lệ niềm yêu thích khoa học đặc biệt mơn Hóa học em - Trong PPCT cần thêm tiết có hoạt động trải nghiệm STEM 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo dục STEM biến học sinh thành nhà khoa học Nguyễn Thành Hải, Thành viên hiệp hội NSTA NARST, Nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành Giáo dục Khoa học, Viện Nghiên cứu Giáo dục STEM, ĐH Missouri, Mỹ Nguyễn Thanh Nga (chủ biên, 2017) – Phùng Việt Hải – Nguyễn Quang Linh – Hoàng Phước Muội Thiết kế tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thơng NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Nguyễn Thành Hải Giáo dục STEM/STEAM từ trải nghiệm thực hành đến tư sáng tạo NXB Trẻ Vận dụng dạy học STEM chương trình hóa học lớp 11 THPT Bộ Giáo dục Đào tạo (2018) Định hướng giáo dục STEM trường phổ thông.Tài liệu tập huấn Giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thơng Bộ giáo dục đào tạo (26/07/2017) [7] Luật số 17/2012/QH13 Quốc hội: LUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC Thực trạng ô nhiễm nước nguồn Việt Nam Bộ Tư Lệnh Hóa Học, Trung tâm xử lý môi trường 38 PHỤ LỤC Phụ lục Một số hình ảnh thực nghiệm Hình ảnh Các nhóm thảo luận kiến thức lên ý tưởng Hình ảnh HS báo cáo vẽ thiết kế Hình ảnh Quá trình chế tạo máy lọc nước mini 39 Hình ảnh Quá trình báo cáo sản phẩm 40 Phụ lục Phiếu khảo sát ý kiến giáo viên PHIẾU KHẢO SÁT Ý KIẾN GIÁO VIÊN Kính gửi Q Thầy/Cơ giáo! Để thực cho mục đích nghiên cứu đề tài SKKN, xin Thầy/Cơ vui lịng cho biết ý kiến số vấn đề cách đánh dấu chéo (X) vào ô lựa chọn Mong nhận ủng hộ Thầy/Cô giáo Xin chân thành cảm ơn! – Thầy/Cô công tác trường:… ……… … Tỉnh:…… …… – Số năm công tác:………………………… …………… …………… Thầy/Cô đọc hay nghe nói vấn đề sau chưa? Có Chưa STEM   Giáo dục STEM   Thầy/Cô tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thực tế chưa? Đã áp dụng  Chưa áp dụng  Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM gì? …………………………………………………………………………………… ……… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM dạy học Trung học phổ thơng nước ta có quan trọng hay khơng? Tại sao?  Có quan trọng  Khơng quan trọng Thầy/Cơ vui lịng cho biết lí do: ……………………………………………………………… ………………… …… …………………………………………………………………………… …… …………………………………………………………………………… 41 Phụ lục Đề kiểm tra đánh giá lực trước sau thực nghiệm ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu 1: Khi đốt cháy than đá thu hỗn hợp khí khí X( khơng màu, khơng mùi, độc) X khí sau đây? A SO2 B NO2 C CO D CO2 Câu 2: Chất sau dạng thù hình cacbon ? A Than chì B Thạch anh C Kim cương D Cacbon vơ định hình Câu 3: Cho luồng khí C dư qua hỗn hợp oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung nóng nhiệt độ cao Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn lại A Cu, Fe, ZnO, MgO B Cu, Fe, Zn, Mg C Cu, Fe, Zn, MgO D Cu, FeO, ZnO, MgO Câu 4: Cho chất: O2 (1), CO2 (2), H2 (3), Fe2O3 (4), SiO2 (5), HCl (6), CaO (7), H2SO4 đặc (8), HNO3 (9), H2O (10), KCl (11) Cacbon phản ứng trực tiếp với chất? A B C D 10 Câu 5: Trong nhóm IVA, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, nhận định sau sai ? A Độ âm điện giảm dần B Tính phi kim giảm dần, tính kim loại tăng dần C Bán kính nguyên tử giảm dần D Số oxi hoá cao +4 Câu 6: Có muối dạng bột NaHCO3, Na2CO3 CaCO3 Chọn hố chất thích hợp để nhận biết chất A Quỳ tím B Phenolphtalein C Nước HCl D Axit HCl quỳ tím Câu 7: Dẫn luồng khí CO dư qua hỗn hợp CuO, Al2O3, CaO, MgO có số mol (nung nóng nhiệt độ cao) thu chất rắn A Hòa tan A vào nước dư lại chất rắn X X gồm: A Cu, Mg B Cu, Mg, Al2O3 C Cu, Al2O3, MgO D Cu, MgO Câu 8: Tủ lạnh dùng lâu ngày thường có mùi Để khử mùi người ta thường cho vào tủ lạnh mẩu than gỗ Than gỗ lại có khả khử mùi A than gỗ có tính khử mạnh 42 B than gỗ xúc tác cho q trình chuyển hóa chất khí có mùi thành chất khơng mùi C than gỗ có khả phản ứng với khí có mùi tạo thành chất khơng mùi D than gỗ có khả hấp phụ khí có mùi Câu 9: Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng gam oxit sắt đến phản ứng xảy hồn tồn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro 20 Công thức oxit sắt phần trăm thể tích khí CO2 hỗn hợp khí sau phản ứng là: A FeO; 75% B Fe3O4; 75% C Fe2O3; 65% D Fe2O3; 75% Câu 10: Cho 5,6 lít CO2 (đktc) hấp thụ hồn tồn dung dịch chứa 0,18 mol Ca(OH)2 Khối lượng kết tủa thu là: A 18 gam Đáp án: B 11 gam C 16 gam D 14 gam 1.C 2.B C C B C D D D 10 B ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu Phản ứng phản ứng sau đây, cacbon thể tính oxi hóa ? A C + O2 → CO2 B C + 2CuO → 2Cu + CO2 C 3C + 4Al → Al4C3 D C + H2O → CO + H2 Câu 2: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp BaCO3, MgCO3, Al2O3 rắn X khí Y Hoà tan rắn X vào nước thu kết tủa E dung dịch Z Sục khí Y dư vào dung dịch Z thấy xuất kết tủa F, hoà tan E vào dung dịch NaOH dư thấy tan phần dung dịch G Các chất dung dịch G kết tủa F A NaOH Al(OH)3 B NaOH, NaAlO2 Al(OH)3 C NaAlO2 BaCO3 D Ba(OH)2, NaOH BaCO3 Câu 3: Công thức phân tử CaCO3 tương ứng với thành phần hóa học loại đá sau ? A Đá đỏ B Đá vôi C Đá mài D Đá tổ ong Câu 4: Đốt cháy hết m gam than (C) V lít oxi thu 2,24 lít hỗn hợp X gồm khí Tỉ khối X so với oxi 1,25 Các thể tích đo (đktc) Giá trị m A 1,2 1,96 B 1,5 1,792 C 1,2 2,016 D 1,5 2,8 43 Câu 5: Cacbon vơ định hình điều chế từ than gỗ hay gáo dừa có tên than hoạt tính Tính chất than hoạt tính giúp người chế tạo thiết bị phòng độc, lọc nước ? A Than hoạt tính dễ cháy B Than hoạt tính có cấu trúc lớp C Than hoạt tính có khả hấp phụ cao D Than hoạt tính có khả hịa tan tốt nhiều dung mơi Câu 6: Vật liệu dùng để chế tạo ruột bút chì ? B Than đá A Chì C Than chì D Than vơ định hình Câu 7: Cho khí CO qua ống sứ chứa 10 gam hỗn hợp chất rắn X gồm CuO; Fe2O3; FeO; Fe3O4 MgO nung nóng Sau thời gian thu hỗn hợp khí Y gam rắn Z Cho Y qua dung dịch nước vôi dư thu m gam kết tủa Giá trị m A 50,0 B 12,5 C 25,0 D 20,0 Câu 8: Dẫn khí CO qua 20 gam CuO nung nóng thu chất rắn X khí CO2 Hấp thụ hồn tồn khí CO2 sinh 300 ml dung dịch Ba(OH)2 1M thu 39,4 gam kết tủa Cho chất rắn X vào dung dịch AgNO3 dư thu m gam kết tủa Giá trị m A 43,2 B 47,2 C 86,4 D 64,8 Câu 9: Ở nhiệt độ cao, cacbon monooxit (CO) khử tất oxit dãy sau ? A CaO, CuO, ZnO, Fe3O4 B CuO, FeO, PbO, Fe3O4 C MgO, Fe3O4, CuO, PbO D CuO, FeO, Al2O3, Fe2O3 Câu 10: Thổi khí CO2 vào bình nước vơi dư, sau phản ứng A thu muối CaCO3 B thu muối Ca(HCO3)2 C thu hỗn hợp muối CaCO3 Ca(HCO3)2 D không thu muối Đáp án 1C 2B 3B 4A 5C 6C 7B 8B 9B 10B 44 45 ... ? ?ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CARBON VÀ CHẾ TẠO MÁY LỌC NƯỚC MINI – HÓA HỌC 11 CHO HỌC SINH HUYỆN MIỀN NÚI TƯƠNG DƯƠNG, NGHỆ AN. ” Mục đích nghiên cứu Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề: Carbon. ..SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT TƯƠNG DƯƠNG I - - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: ? ?ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ CARBON VÀ CHẾ TẠO MÁY LỌC NƯỚC MINI – HÓA HỌC 11 CHO HỌC SINH. .. Carbon chế tạo máy lọc nước mini - Hóa học 11 cho học sinh Huyện miền núi Tương Dương, Nghệ An. ” 19 3.2 Các hoạt động nhiệm vụ học tập học sinh 20 3.3 Thiết kế giáo án dạy học chủ đề STEM