Untitled SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIA LAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG THƯỜNG XUYÊN 2020 MÔN HÓA HỌC Chuyên đề SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC, GIÁO DỤC PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIA LAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG THƯỜNG XUYÊN 2020 MƠN: HĨA HỌC Chun đề SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC, GIÁO DỤC PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH GDPT 2018 ThS ĐẶNG THƠNG HUỀ Pleiku – Tháng 8/2020 MỤC LỤC A LỜI MỞ ĐẦU B NỘI DUNG Phần I MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM I GIỚI THIỆU CHUNG II HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM III ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM IV BÀI HỌC STEM V THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM VI TỔ CHỨC THỰC HIỆN BÀI HỌC STEM 13 VII TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ BÀI HỌC STEM 20 Phần II ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VỀ VIỆC ĐỔI MỚI VỀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC HÓA HỌC TRONG CHƢƠNG TRÌNH HĨA THCS HIỆN NAY I Giải pháp cũ thƣờng làm 22 II Đánh giá ƣu, nhƣợc điểm giải pháp cũ 24 III Giải pháp cải tiến 27 Phần III ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM HÓA HỌC TRONG GIẢNG DẠY CÁC CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ở TRƢỜNG THCS 32 I Đặc điểm môn học - Môn Khoa học Tự nhiên 32 II Quan điểm xây dựng chƣơng trình 33 III Nội dung giáo dục 34 IV Giáo dục Stem chƣơng trình GDPT 35 V Hƣớng dẫn cách thiết kế giảng STEM hóa học gắn với thực tế 36 Phần IV XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ STEM HÓA HỌC MINH HỌA I ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN (THCS) GIẢNG DẠY BẰNG STEM HÓA HỌC45 Chủ đề Xây dựng chủ đề STEM “Thuốc thử axit - bazơ từ bắp cải tím” 45 Chủ đề Xây dựng chủ đề Stem “CHẾ TẠO HỎA TIỄN” 50 Chủ đề Xây dựng chủ đề Stem ”Tạo sản phẩm nƣớc rửa tay sát khuẩn” 56 II ĐỀ XUẤT MỘT SỐ CHỦ ĐỀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN (THCS) GIẢNG DẠY BẰNG STEM HÓA HỌC …………………………… 59 B KẾT LUẬN 60 C TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 A LỜI MỞ ĐẦU “Sử dụng phƣơng pháp giáo dục STEM để tổ chức hoạt động trải nghiệm môn Khoa học tự nhiên trƣờng trung học sở nhằm phát triển lực hứng thú học tập cho học sinh” nội dung quan trọng việc đổi tồn diện chƣơng trình sách giáo khoa Phổ thơng Bộ Giáo dục Đào tạo, gắn liền với đổi phƣơng pháp giảng dạy cho việc dạy – học thầy trị trƣờng Phổ thơng Ở nƣớc ta năm qua, giáo dục có thay đổi đáng kể nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho đất nƣớc Nổi trội đổi phƣơng pháp dạy học, trọng phƣơng pháp tích cực, lấy ngƣời học làm trung tâm nhƣ: bàn tay nặn bột, dạy học dự án, nghiên cứu khoa học, giáo dục STEM… Phƣơng pháp bàn tay nặn bột dễ gây nặng nề, tải; dạy học dự án tốn nhiều công thức thời gian; nghiên cứu khoa học yêu cầu cao lực tƣ duy…, giáo dục STEM lại đa dạng đối tƣợng, mức độ, trình độ Theo GS Nguyễn Minh Thuyết, Chƣơng trình GDPT mới, vai trị giáo dục STEM thể điểm sau: có đầy đủ môn học STEM; cải thiện rõ rệt vị trí giáo dục tin học giáo dục cơng nghệ; Yêu cầu dạy học tích hợp đổi phƣơng pháp giáo dục Chƣơng trình GDPT mới, tạo điều kiện tổ chức chủ đề STEM chƣơng trình mơn học, góp phần phát triển lực vận dụng kiến thức liên môn giải vấn đề thực tiễn cho học sinh; Tính mở Chƣơng trình GDPT cho phép số nội dung giáo dục STEM đƣợc xây dựng thơng qua nội dung giáo dục địa phƣơng, kế hoạch giáo dục nhà trƣờng hoạt động giáo dục đƣợc xã hội hố Hình thức giáo dục STEM Chƣơng trình GDPT mới, GS Nguyễn Minh Thuyết nhắc đến việc dạy học theo chủ đề liên môn (KHTN); tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh; câu lạc khoa học - công nghệ; hoạt động tham quan, thực hành, giao lƣu với sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp doanh nghiệp Các hoạt động dạy học đƣợc thực phịng học mơn, vƣờn trƣờng, khơng gian sáng chế (makerspaces) sở giáo dục, đơn vị kinh tế - xã hội ngồi khn viên trƣờng học Vì tầm quan trọng giáo dục Stem việc dạy học phát triển lực cho học sinh Phổ thông, học sinh THCS, lứa tuổi động, ham học hỏi, tìm tịi sáng tạo Nhóm giáo viên trƣờng CĐSP Gia Lai có xây dựng chuyên đề báo cáo đợt tập huấn BDTX hè 2020 cho cán bộ, giáo viên THCS cốt cán địa bàn tỉnh Gia Lai với nội dung: ĐỊNH HƢỚNG GIÁO DỤC STEM VÀO GIẢNG DẠY CÁC CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC TỰ NHIÊN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ B NỘI DUNG Phần I MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM I GIỚI THIỆU CHUNG Khái niệm Stem gì? STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học), thƣờng đƣợc sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học quốc gia Thuật ngữ lần đƣợc giới thiệu Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001 Với tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM đƣợc hiểu triển khai theo cách khác Các nhà lãnh đạo quản lý đề xuất sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu phát triển khoa học, công nghệ Ngƣời làm chƣơng trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trị, vị trí, phối hợp mơn học có liên quan chƣơng trình Giáo viên thực giáo dục STEM thơng qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đƣờng với giới thực, giải vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành phát triển lực phẩm chất cho học sinh Nhìn chung, đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức hành động theo hai cách hiểu sau đây: Một là, TƢ TƢỞNG (chiến lƣợc, định hƣớng) giáo dục, bên cạnh định hƣớng giáo dục toàn diện, THÚC ĐẨY giáo dục lĩnh vực: Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn với mục tiêu định hƣớng chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày tăng ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh kinh tế Hai là, phƣơng pháp TIẾP CẬN LIÊN MÔN (khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn) dạy học với mục tiêu: 1/ Nâng cao hứng thú học tập môn học thuộc lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn 2/ Vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn 3/ Kết nối trƣờng học cộng đồng 4/ Định hƣớng hành động, trải nghiệm học tập 5/ Hình thành phát triển lực phẩm chất ngƣời học Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM Việc đƣa giáo dục STEM vào trƣờng phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hƣớng đổi giáo dục phổ thông Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM nhà trƣờng, bên cạnh môn học đƣợc quan tâm nhƣ Tốn, Khoa học, lĩnh vực Cơng nghệ, Kỹ thuật đƣợc quan tâm, đầu tƣ tất phƣơng diện đội ngũ giáo viên, chƣơng trình, sở vật chất - Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM: Các dự án học tập giáo dục STEM hƣớng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn, học sinh đƣợc hoạt động, trải nghiệm thấy đƣợc ý nghĩa tri thức với sống, nhờ nâng cao hứng thú học tập học sinh - Hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động tự lực thực nhiệm vụ học; đƣợc làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu góp phần tích cực vào hình thành phát triển phẩm chất, lực cho học sinh - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu giáo dục STEM, sở giáo dục phổ thông thƣờng kết nối với sở giáo dục nghề nghiệp, đại học địa phƣơng nhằm khai thác nguồn lực ngƣời, sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông hƣớng tới giải vấn đề có tính đặc thù địa phƣơng - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM trƣờng phổ thông, học sinh đƣợc trải nghiệm lĩnh vực STEM, đánh giá đƣợc phù hợp, khiếu, sở thích thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực tốt giáo dục STEM trƣờng phổ thông cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, ngành nghề có nhu cầu cao nguồn nhân lực cách mạng cơng nghiệp lần thứ tƣ II HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM Dạy học môn học thuộc lĩnh vực STEM Đây hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trƣờng Theo cách này, học, hoạt động giáo dục STEM đƣợc triển khai q trình dạy học mơn học STEM theo tiếp cận liên môn.Các chủ đề, học, hoạt động STEM bám sát chƣơng trình mơn học thành phần Hình thức giáo dục STEM khơng làm phát sinh thêm thời gian học tập Hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh đƣợc khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết đƣợc ý nghĩa khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật toán học đời sống ngƣời, nâng cao hứng thú học tập môn học STEM Đây cách thức để thu hút quan tâm xã hội tới giáo dục STEM Để tổ chức thành công hoạt động trải nghiệm STEM, cần có tham gia, hợp tác bên liên quan nhƣ trƣờng phổ thông, sở giáo dục nghề nghiệp, trƣờng đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM cịn đƣợc thực thơng qua hợp tác trƣờng phổ thông với sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp Theo cách này, kết hợp đƣợc thực tiễn phổ thông với ƣu sở vật chất giáo dục đại học giáo dục nghề nghiệp Các trƣờng phổ thơng triển khai giáo dục STEM thơng qua hình thức câu lạc Tham gia câu lạc STEM, học sinh đƣợc học tập nâng cao trình độ, triển khai dự án nghiên cứu, tìm hiểu ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây hoạt động theo sở thích, khiếu học sinh, diễn định kỳ, năm học Tổ chức tốt hoạt động câu lạc STEM tiền đề triển khai dự án nghiên cứu khuôn khổ thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc STEM hội để học sinh thấy đƣợc phù hợp lực, sở thích, giá trị thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Hoạt động nghiên cứu khoa học Giáo dục STEM đƣợc triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác thuộc lĩnh vực robot, lƣợng tái tạo, mơi trƣờng, biến đổi khí hậu, nơng nghiệp công nghệ cao… III ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM Nhà trƣờng cần đảm bảo có quan tâm đầy đủ toàn diện tới lĩnh vực giáo dục khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn, tin học Sự coi nhẹ lĩnh vực trên, giáo dục STEM phổ thông không đạt đƣợc hiệu Cần có hiểu biết đầy đủ, tồn diện thống nhận thức giáo dục STEM Kết nối hoạt động giáo dục STEM với hoạt động dạy học, giáo dục triển khai sở giáo dục phổ thơng đảm bảo tính đồng bộ, hiệu triển khai Cần quan tâm bồi dƣỡng đội ngũ giáo viên môn khoa học, công nghệ, toán học, tin học Tăng cƣờng đầu tƣ sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục STEM, đó, quan tâm triển khai hệ thống khơng gian trải nghiệm khoa học công nghệ giúp học sinh trải nghiệm thực hóa ý tƣởng sáng tạo Kết nối với sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, trung tâm nghiên cứu, sở sản xuất để khai thác nguồn lực ngƣời, sở vật chất hỗ trợ hoạt động giáo dục STEM IV BÀI HỌC STEM Chu trình STEM Mối quan hệ Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Toán học phát triển khoa học - kĩ thuật đƣợc thể khái quát chu trình STEM dƣới Chu trình bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học Quy trình kĩ thuật * Quy trình khoa học Xuất phát từ ý tƣởng khoa học, với hỗ trợ công nghệ tại, với cơng cụ tốn học, nhà khoa học khám phá tri thức Để thực cơng việc đó, nhà khoa học thực quy trình: câu hỏi - giả thuyết kiểm chứng - kết luận Kết phát minh kiến thức cho nhân loại *Quy trình kĩ thuật Xuất phát từ vấn đề hay địi hỏi thực tiễn, nhà cơng nghệ sử dụng kiến thức khoa học, toán học sáng tạo giải pháp công nghệ ứng dụng kiến thức khoa học để giải vấn đề Để thực việc này, nhà cơng nghệ thực quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận Kết sáng chế sản phẩm, cơng nghệ cho xã hội Hai quy trình nói tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học - kĩ thuật theo mơ hình "xốy ốc" mà sau chu trình lƣợng kiến thức khoa học tăng lên với cơng nghệ phát triển trình độ cao Năng lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0 nay, tốc độ phát triển khoa học - công nghệ theo chu trình STEM ngày tăng cao; vịng đời công nghệ (thể sản phẩm công nghệ) ngày ngắn; lƣợng tri thức khoa học đƣợc sản sinh với tốc độ ngày cao; cấu nghề nghiệp xã hội thay đổi nhanh chóng địi hỏi ngƣời phải có đủ lực để thích ứng Những lực đƣợc thể rõ từ chu trình STEM nói Cụ thể nhƣ sau: - Trƣớc thực tiễn trình độ cơng nghệ tại, ngƣời cần có tƣ phản biện để đặt câu hỏi khoa học, xác định vấn đề cần giải - Để trả lời câu hỏi khoa học hay giải vấn đề, ngƣời cần có tƣ sáng tạo để đề xuất đƣợc "giả thuyết khoa học" hay "giải pháp giải vấn đề" - "Giả thuyết khoa học" đƣợc kiểm chứng trở thành tri thức khoa học mới; "giải pháp giải vấn đề" đƣợc thử nghiệm thành công sinh công nghệ Để thực tốt việc phát giải vấn đề nhƣ địi hỏi ngƣời cần có nhiều lực nhƣ: lực tự chủ tự học; lực giao tiếp hợp tác; lực giải vấn đề sáng tạo; lực ngôn ngữ, tính tốn, tìm hiểu tự nhiên xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mĩ Các hoạt động học STEM Các lực mà ngƣời cần có để đáp ứng đƣợc địi hỏi phát triển khoa học - công nghệ Cách mạng 4.0 kể lực cần hình thành phát triển cho học sinh đƣợc mơ tả chƣơng trình giáo dục phổ thông Để thực đƣợc mục tiêu phát triển lực cho học sinh, trình dạy học cần phải tổ chức hoạt động dạy học giáo dục phổ thông cho học sinh đƣợc hoạt động học theo chu trình STEM Nghĩa học sinh đƣợc hoạt động học theo hƣớng "trải nghiệm" việc phát giải vấn đề (sáng tạo khoa học, kĩ thuật) trình học tập kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn Nhƣ vậy, giáo dục STEM phƣơng thức giáo dục tích hợp, học sinh đƣợc thực loại hoạt động sau: Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát vấn đề Trong học STEM, học sinh đƣợc đặt trƣớc nhiệm vụ thực tiễn: giải tình tìm hiểu, cải tiến ứng dụng kĩ thuật Thực nhiệm vụ này, học sinh cần phải thu thập đƣợc thơng tin, phân tích đƣợc tình huống, giải thích đƣợc ứng dụng kĩ thuật, từ xuất câu hỏi xác định đƣợc vấn đề cần giải Hoạt động nghiên cứu kiến thức Từ câu hỏi vấn đề cần giải quyết, học sinh đƣợc u cầu/hƣớng dẫn tìm tịi, nghiên cứu để tiếp nhận kiến thức, kĩ cần sử dụng cho việc trả lời câu hỏi hay giải vấn đề Đó kiến thức, kĩ biết hay cần dạy cho học sinh chƣơng trình giáo dục phổ thơng Hoạt động bao gồm: nghiên cứu tài liệu khoa học (bao gồm sách giáo khoa); quan sát/thực thí nghiệm, thực hành; giải tập/tình có liên quan để nắm vững kiến thức, kĩ Hoạt động giải vấn đề Về chất, hoạt động giải vấn đề hoạt động sáng tạo khoa học, kĩ thuật, nhờ giúp cho học sinh hình thành phát triển phẩm chất lực cần thiết thông qua việc đề xuất kiểm chứng giả thuyết khoa học đề xuất thử nghiệm giải pháp kĩ thuật Tƣơng ứng với đó, có hai loại sản phẩm "kiến thức mới" (dự án khoa học) "công nghệ mới" (dự án kĩ thuật) - Đối với hoạt động sáng tạo khoa học: kết nghiên cứu đề xuất mang tính lí thuyết đƣợc rút từ số liệu thu đƣợc thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học Ví dụ: tìm chất mới; yếu tố mới, quy trình tác động đến vật, tƣợng, trình tự nhiên - Đối với hoạt động sáng tạo kĩ thuật: kết nghiên cứu sản phẩm mang tính ứng dụng thể giải pháp công nghệ đƣợc thử nghiệm thành cơng Ví dụ: dụng cụ, thiết bị mới; giải pháp kĩ thuật V THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM Tiêu chí xây dựng học STEM Để tổ chức đƣợc hoạt động nói trên, học STEM cần phải đƣợc xây dựng theo tiêu chí sau: Tiêu chí 1: Chủ đề học STEM tập trung vào vấn đề thực tiễn Trong học STEM, học sinh đƣợc đặt vào vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trƣờng yêu cầu tìm giải pháp ... dục phổ thông mà học sinh phải học Giáo viên (của môn học triển khai dự án STEM môn học có liên quan) có nhiệm vụ tổ chức, hƣớng dẫn để học sinh nghiên cứu sách giáo khoa tài liệu bổ trợ để tiếp... phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành Các hoạt động học đƣợc tổ chức lớp học (ở trƣờng, nhà cộng đồng).Cần thiết kế học điện tử mạng để hƣớng dẫn, hỗ trợ hoạt động học học sinh bên lớp học. .. phát triển lực cho học sinh, trình dạy học cần phải tổ chức hoạt động dạy học giáo dục phổ thông cho học sinh đƣợc hoạt động học theo chu trình STEM Nghĩa học sinh đƣợc hoạt động học theo hƣớng "trải