L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 60 TÍNH TÍCH H Ợ P V Ớ I TÍNH PHÂN HÓA TRONG CH Ủ Đ Ề GIÁO D Ụ C STEM V Ớ I VI Ệ C PHÁT TRI Ể N NĂNG L Ự C GI Ả I QUY Ế T V Ấ N Đ Ề CHO H Ọ C SINH Lê Văn Năm (1) , Nguy ễ n Th ị Lan Anh (2) , Nguy ễ n Lê B ả o Khuê (2) 1 Trư ờ ng Sư ph ạ m, Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh 2 Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Sư ph ạ m, Đ ạ i h ọ c Đà N ẵ ng Ngày nh ậ n bài 26/10/2021 , ngày nh ậ n đăng 11/02/2022 DOI https://doi org/10 56824/vujs 2021ed26 Tóm t ắ t : Việc đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) hiện nay nhằm đạt được hai mục tiêu quan trọng : Thứ nhất , trang bị cho học sinh ( HS ) kh ả năng t ổ ng h ợ p các ki ế n th ứ c, k ỹ năng thu ộ c nhi ề u lĩnh v ự c khác nhau đ ể gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề trong h ọ c t ậ p và cu ộ c s ố ng ; t h ứ hai , xu ấ t phát t ừ yêu c ầ u xã h ộ i hoá giáo d ụ c, ph ả i th ự c hi ệ n t ố t các m ụ c đích d ạ y h ọ c đ ố i v ớ i t ấ t c ả m ọ i đ ố i tư ợ ng HS , t ứ c là ph ả i đảm bảo mỗi cá thể HS đều được học tập nâng cao kiến thức và phát triển năng lực Giáo dục STEM là một trong những giải pháp đáp ứng đ ược các mục tiêu trên Giáo dục STEM thể hiện tính tích hợp và tính phân hóa trong nội dung và tổ chức dạy học nhằm trang bị cho người học những kiến thức và k ỹ năng cần thiết, qua đó phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho mọi đối tượng người học Nội d ung bài báo này đi sâu khai thác tính tích h ợ p và tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho HS thông qua chủ đề Phân bón hóa học trong chương trình hóa học 11 trung học phổ thông (THPT) T ừ khóa : Giáo d ụ c STEM; c h ủ đ ề STEM; tích h ợ p; phân hóa; năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề 1 Đ ặ t v ấ n đ ề M ục tiêu quan trọng của việc đổi mới PPDH hiện nay là trang bị cho HS kh ả năng huy đ ộ ng t ổ ng h ợ p ki ế n th ứ c, k ỹ năng thu ộ c nhi ề u lĩnh v ự c khác nhau đ ể gi ả i quy ế t có hi ệ u qu ả các v ấ n đ ề trong h ọ c t ậ p và cu ộ c s ố ng, đư ợ c th ự c hi ệ n ngay trong quá trình lĩnh h ộ i ki ế n th ứ c, ứng dụng các kiến thức vào đời sống thực tiễn, phát tri ể n đư ợ c nh ữ ng năng l ự c c ầ n thi ế t, nh ấ t là năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề M ụ c tiêu này cũng phù h ợ p v ớ i yêu c ầ u xã h ộ i hoá giáo d ụ c : th ự c hi ệ n t ố t các m ụ c đích d ạ y h ọ c đ ố i v ớ i t ấ t c ả HS đ ồ ng th ờ i khuy ế n khích phát tri ể n t ố t các năng l ự c cá nhân , t ứ c là phải dạy như thế nào để đảm bảo vừa bồi dưỡng nâng cao kiến thức vừa phát triển năng lực c ho tất cả đối tượng HS trong một lớp, một khối Với cách tiếp cận trên , việc vận dụng giáo dục STEM có thể xem là lời giải tối ưu cho các mục tiêu đặt ra Giáo dục STEM thể hiện tính tích hợp và tính phân hóa trong nội dung và tổ chức dạy học nhằm trang bị cho người học những kiến thức , k ỹ năng cần thiết, qua đó tạo ra nguồn nhân lực có năng lực, đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động trong thời đại phát triển kinh tế, xã hội theo các mức độ khác nhau đối với người học Đã có nhi ề u nghiên c ứ u v ề t ổ ch ứ c ho ạ t đ ộ ng giáo d ụ c STEM trong d ạ y h ọ c các môn khoa h ọ c nói chung và môn hóa h ọ c nói riêng ở trư ờ ng THPT Sau đây là m ộ t s ố Email: namledhv@gmail com (L V Năm) Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 61 công trình tiêu bi ể u: D ạ y h ọ c môn Công ngh ệ ph ổ thông theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Lê Xuân Quang 2017); Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ Sinh trư ở ng c ủ a vi sinh v ậ t - nhân gi ố ng n ấ m men ” theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Ph ạ m Th ị H ồ ng Tú , Ng ọ c M ạ nh Huân, 2019); Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ Sinh trư ở ng c ủ a vi sinh v ậ t - nhân gi ố ng n ấ m men ” theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Ph ạ m Th ị H ồ ng Tú , Ng ọ c M ạ nh Huân, 2019); T ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ S ự k ỳ di ệ u c ủ a lá ph ổ i ” ( V ậ t lí 10) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM nh ằ m phát tri ể n tư duy k ỹ thu ậ t cho h ọ c sinh ( Nguyễn Thanh Nga; Lê Thị Hoàng Diễm, 2020); Thiết kế chủ đề “ Pin chanh ” (Chương trình hóa học vô cơ lớp 12) theo định hướng giáo dục STEM ( Nguy ễ n M ậ u Đ ứ c , Đinh Th ị Ngoan , 2019 ); D ạ y h ọ c ch ủ đ ề a xit - b az ơ (Hóa h ọ c 11) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM … Các nghiên c ứ u đ ề u gi ớ i thi ệ u nguyên t ắ c, quy trình thi ế t k ế và t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c phát tri ể n năng l ự c c ủ a HS trong d ạ y h ọ c các ch ủ đ ề STEM Tuy nhiên, nghiên c ứ u tính tích h ợ p và tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho HS trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c thì chưa đư ợ c đ ề c ậ p Trong bài báo này, chúng tôi đi sâu khai thác tính tích h ợ p và tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho HS Trên cơ s ở đó, chúng tôi nêu ra m ộ t ví d ụ v ề ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c đ ể minh ch ứ ng cho quan đi ể m trên 2 Phương pháp nghiên c ứ u Đ ể có đư ợ c k ế t qu ả nghiên c ứ u này, nhóm nghiên c ứ u đã s ử d ụ ng các phương pháp nghiên c ứ u sau: Th ứ nh ấ t, phân tích và t ổ ng h ợ p lý lu ậ n v ề g iáo d ụ c STEM , tính tích h ợ p và tính phân hóa trong d ạ y h ọ c nói chung và trong ch ủ đ ề d ạ y h ọ c STEM nói riêng , năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề ; t h ứ hai , v ậ n d ụ ng phương pháp ti ế p c ậ n h ệ th ố ng b ằ ng cách tích h ợ p các n ộ i dung các môn khoa h ọ c ( H óa h ọ c, S inh h ọ c và V ậ t lí ) đ ể t ạ o ngu ồ n thông tin đa d ạ ng, phong phú v ề các ki ế n th ứ c liên quan đ ế n ch ủ đ ề “ Phân bón hóa h ọ c ” trong chương trình hóa h ọ c 11 THPT 3 M ộ t s ố v ấ n đ ề lý lu ậ n 3 1 Giáo d ụ c STEM 3 1 1 Khái niệm STEM là vi ế t t ắ t c ủ a các t ừ Science (Khoa h ọ c), Technology (Công ngh ệ ), Engineering (K ỹ thu ậ t) và Mathematics (Toán h ọ c) Giáo d ụ c STEM là quan đi ể m d ạ y h ọ c theo ti ế p c ậ n liên ngành nh ằ m trang b ị cho HS nh ữ ng ki ế n th ứ c và k ỹ năng c ầ n thi ế t liên quan đ ế n các lĩnh v ự c Khoa h ọ c, Công ngh ệ , K ỹ thu ậ t và Toán h ọ c ( Daugherty M K 2013 , pp 10 - 16 ) Các ki ế n th ứ c và k ỹ năng này ph ả i đư ợ c d ạ y tích h ợ p giúp HS có th ể áp d ụ ng các ki ế n th ứ c đó gi ả i quy ế t v ấ n đ ề trong nh ữ ng b ố i c ả nh c ụ th ể Theo chương trình giáo d ụ c ph ổ thông năm 2018, “ g iáo d ụ c STEM là mô hình giáo d ụ c d ự a trên cách ti ế p c ậ n liên môn, giúp HS áp d ụ ng các ki ế n th ứ c Khoa h ọ c, Công ngh ệ , K ỹ thu ậ t và Toán h ọ c vào gi ả i quy ế t m ộ t s ố v ấ n đ ề th ự c ti ễ n trong b ố i c ả nh c ụ th ể ” ( B ộ Giá o d ụ c và Đào t ạ o , 2018, tr 37) Mục tiêu của giáo dục STEM là phát tri ể n k ỹ năng v ậ n d ụ ng ki ế n th ứ c vào th ự c ti ễ n cho HS THPT thông qua ứ ng d ụ ng STEM nh ằ m: Đ ả m b ả o giáo d ụ c toàn di ệ n; n âng L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 62 cao h ứ ng thú h ọ c t ậ p các môn h ọ c STEM; h ình thành và phát tri ể n năng l ự c , ph ẩ m ch ấ t cho HS; k ế t n ố i trư ờ ng h ọ c v ớ i c ộ ng đ ồ ng; h ư ớ ng nghi ệ p, phân lu ồ ng đào t ạ o 3 1 2 Chủ đề theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Chủ đề STEM) Nội dung chủ đề STEM bao gồm các vấn đề cần giải quyết về thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường Thông qua những ý tưởng, kiến thức khoa học, công nghệ, công cụ toán học, HS tìm giải pháp giải quyết vấn đề trên cơ sở những kiến thức đã biết Từ công nghệ và công cụ sẵn có, HS ứng dụng và tìm ra giải pháp giải quyết vấn đề thông qua quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận , từ đó có thể sáng chế ra các sản phẩm, công nghệ cho xã hội ( Nguy ễ n Thanh Nga và c ộ ng s ự , 2017, tr 15) 3 2 Tính tích h ợ p và phân hóa trong d ạ y h ọ c a Tính tích h ợ p Theo T ừ đi ể n ti ế ng Vi ệ t , “ t ích h ợ p là s ự k ế t h ợ p nh ữ ng ho ạ t đ ộ ng, chương trình ho ặ c các thành ph ầ n khác nhau thành m ộ t kh ố i ch ứ c năng Tích h ợ p có nghĩa là s ự th ố ng nh ấ t, s ự hòa h ợ p, s ự k ế t h ợ p ” ( Hoàng Phê , 2002) Tính tích hợp trong d ạ y h ọ c là sự định hướng về nội dung và phương pháp dạy học trong đó giáo viên (GV) hướng dẫn HS huy động tổng hợp kiến thức, k ỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập , qua đó hình thành và phát triển được những năng lực cần thiết, nhất là năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống b Tính phân hóa Theo Từ điển tiếng V iệt , “ p hân h ó a l à chia t á ch th à nh c á c b ộ ph ậ n kh á c bi ệ t nhau ” ( Hoàng Phê , 2002) C ó th ể hi ể u phân h ó a l à ho ạ t đ ộ ng c ủ a ch ủ th ể t á ch nh ỏ m ộ t t ổ ng th ể n à o đ ó th à nh c á c b ộ ph ậ n kh á c nhau ho ặ c th à nh c á c c á th ể riêng bi ệ t, theo d ấ u hi ệ u n à o đ ó Tính phân hóa trong d ạ y h ọ c là sự định hướng về nội dung và phươ ng pháp dạy học, trong đó GV tổ chức dạy học nhằm bảo đảm yêu cầu giáo dục phù hợp với đặc điểm về khả năng nhận thức , nhu cầu và hứng thú khác nhau của những người học; trên cơ sở đó phát triển tối đa tiềm năng vốn có của mỗi HS 3 3 Năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề Năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề th ể hi ệ n kh ả năng c ủ a cá nhân (khi làm vi ệ c m ộ t mình ho ặ c làm vi ệ c cùng m ộ t nhóm) đ ể tư duy, suy nghĩ v ề tình hu ố ng có v ấ n đ ề và tìm ki ế m, th ự c hi ệ n gi ả i pháp cho v ấ n đ ề đó Như v ậ y , năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề là kh ả năng cá nhân s ử d ụ ng hi ệ u qu ả các quá trình nh ậ n th ứ c, hành đ ộ ng và thái đ ộ , đ ộ ng cơ, xúc c ả m đ ể gi ả i quy ế t nh ữ ng tình hu ố ng có v ấ n đ ề mà ở đó không có s ẵ n quy trình, th ủ t ụ c, gi ả i pháp thông thư ờ ng ( Nguy ễ n Th ị Lan Phươn g , 2014 , tr 3 - 6) Năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề đư ợ c th ể hi ệ n ở các tiêu chí sau: - Phát hiện những vấn đề mới - Vận dụng các kiến thức, k ỹ năng đã học, đề xuất phương án giải quyết vấn đề - Phối hợp nhiều k ỹ thuật và vật liệu khác nhau thực hiện phương án giải quyết vấn đề đã lựa chọn - Có ý tưởng về vấn đề mới và cải tiến phương án giải quyết vấn đề Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 63 3 4 Tính tích hợp và tính phân hóa trong dạy học theo chủ đề STEM a Tính tích h ợ p c ủ a g iáo d ụ c STEM Tính tích h ợ p là đ ặ c đi ể m rõ nét nh ấ t c ủ a giáo d ụ c STEM, đó là “ m ộ t phương pháp h ọ c t ậ p ti ế p c ậ n liên ngành, ở đó nh ữ ng ki ế n th ứ c hàn lâm đư ợ c k ế t h ợ p ch ặ t ch ẽ v ớ i các bài h ọ c th ự c t ế thông qua vi ệ c HS đư ợ c áp d ụ ng tích h ợ p nh ữ ng ki ế n th ứ c Khoa h ọ c, K ỹ thu ậ t và Toán h ọ c vào trong nh ữ ng b ố i c ả nh c ụ th ể t ạ o nên m ộ t k ế t n ố i gi ữ a n hà trư ờ ng, c ộ ng đ ồ ng và các doanh nghi ệ p cho phép ngư ờ i h ọ c phát tri ể n nh ữ ng k ỹ năng STEM và tăng kh ả năng c ạ nh tranh trong n ề n kinh t ế m ớ i ” ( Marginson S , Tytler R , Freeman B , Roberts K , 2013) b Tính phân hoá trong dạy học theo chủ đề STEM D ạ y h ọ c theo ch ủ đ ề STEM đưa HS vào ho ạ t đ ộ ng áp d ụ ng các n ộ i dung t ừ các môn h ọ c đ ể gi ả i quy ế t v ấ n đ ề , trao đ ổ i thông tin , chia s ẻ , đi ề u ch ỉ nh ý tư ở ng và khám phá b ả n thân V ớ i vi ệ c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề thông qua các d ự án, GV giao nhi ệ m v ụ cho t ừ ng nhóm, các nhóm trư ở ng l ạ i giao nhi ệ m v ụ cho t ừ ng cá nhân GV trên cơ s ở nhìn nh ậ n s ự p hân hóa v ề ki ế n th ứ c, k ỹ năng c ủ a t ừ ng nhóm và t ừ ng cá nhân HS đ ể giao nhi ệ m v ụ cho phù h ợ p Hình th ứ c d ạ y h ọ c như v ậ y s ẽ cu ố n t ấ t c ả HS vào ho ạ t đ ộ ng nhóm ki ế n t ạ o, giúp HS làm vi ệ c cùng nhau, t ạ o s ự hòa đ ồ ng , m ặ c d ù các cá nhân có th ể có m ứ c đ ộ nh ậ n th ứ c và k ỹ năng khác nhau L ợ i th ế c ủ a d ạ y h ọ c STEM là phát huy t ố i đa năng l ự c c ủ a m ỗ i cá nhân đ ể đ ạ t đư ợ c m ụ c đích chung Sau đây chúng tôi trình bày tóm t ắ t m ộ t ví d ụ v ề ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM, phân tích tính tích h ợ p, tính phân hóa và kh ả năng phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề c ủ a ch ủ đ ề 4 Ví d ụ v ậ n d ụ ng: Ch ủ đ ề STEM: Phân bón hóa h ọ c (Hóa h ọ c 11 THPT) v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho h ọ c sinh 4 1 Mô t ả ch ủ đ ề Trong k ế ho ạ ch d ạ y h ọ c ch ủ đ ề này, d ự a trên nh ữ ng nghiên c ứ u và tích h ợ p ở m ứ c đ ộ cơ b ả n c ủ a các ki ế n th ứ c môn Hóa h ọ c 11, Sinh h ọ c 11, V ậ t lí 10 và Công ngh ệ 10 , HS s ẽ l ự a ch ọ n và th ự c hi ệ n m ộ t trong hai d ự án “ Trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm tại nhà từ rác thải sinh hoạt ” và “ Trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học ” , 4 2 M ụ c tiêu ch ủ đ ề a Ki ế n th ứ c, k ỹ năng - N ắ m đư ợ c l ợ i ích c ủ a vi ệ c s ử d ụ ng phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và t ừ dung d ị ch th ủ y canh cho m ộ t s ố lo ạ i cây tr ồ ng theo đúng cách, an toàn, ti ế t ki ệ m, hi ệ u qu ả , chi phí th ấ p và tránh ô nhi ễ m môi trư ờ ng - L ự a ch ọ n đư ợ c m ộ t s ố dung d ị ch p hân bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh phù h ợ p v ớ i t ừ ng lo ạ i cây tr ồ ng Tính đư ợ c đ ộ dinh dư ỡ ng, đánh giá ch ấ t lư ợ ng c ủ a các lo ạ i phân bón - Tìm hi ể u đư ợ c thông s ố v ề các nguyên li ệ u và xây d ự ng đư ợ c quy trình đi ề u ch ế m ộ t s ố lo ạ i phâ n bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 64 b Phát tri ể n ph ẩ m ch ấ t - Quan tâm đ ế n v ấ n đ ề s ử d ụ ng phân bón trong vi ệ c tr ồ ng cây ; ý th ứ c đư ợ c vai trò và trách nhi ệ m c ủ a m ỗ i cá nhân trong vi ệ c b ả o v ệ môi trư ờ ng - Có tinh th ầ n trách nhi ệ m, hòa đ ồ ng, giúp đ ỡ nhau tr ong nhóm, l ớ p ; yêu thích môn h ọ c, thích khám phá, tìm tòi và v ậ n d ụ ng các ki ế n th ứ c liên môn h ọ c vào vi ệ c gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề v ề s ử d ụ ng phân bón cho tr ồ ng cây c Phát tri ể n năng l ự c - Năng l ự c t ự h ọ c, năng l ự c khoa h ọ c t ự nhiên và đ ặ c bi ệ t là năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề v ề s ự ả nh hư ở ng c ủ a phân bón đ ế n s ự phát tri ể n c ủ a cây tr ồ ng, l ự a ch ọ n các gi ả i pháp tác đ ộ ng v ề Hóa h ọ c, Sinh h ọ c, V ậ t lí , Công ngh ệ 4 3 Ki ế n th ứ c STEM trong ch ủ đ ề a Dự án 1: Trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm tại nhà từ rác thải sinh hoạt + V ề Khoa h ọ c (S) : - Phân bón hóa h ọ c - cơ ch ế bón phân, quá trình sinh trư ở ng c ủ a th ự c v ậ t, vai trò c ủ a các nguyên t ố hóa h ọ c đ ố i v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a th ự c v ậ t, tác h ạ i n ế u bón quá nhi ề u phân hóa h ọ c - các ngu ồ n ch ấ t th ả i h ữ u cơ trong sinh ho ạ t phù h ợ p đ ể làm phân bón cho cây tr ồ ng + V ề Công ngh ệ (T): - Phân lo ạ i và t ậ n d ụ ng đư ợ c ngu ồ n rác th ả i sinh ho ạ t h ợ p lí cho quy trình đi ề u ch ế phân bón h ữ u cơ - nh ậ n b i ế t đư ợ c quy trình tr ồ ng rau / cây ăn trái… an toàn theo tiêu chu ẩ n + V ề K ỹ thu ậ t (E) - Thi ế t k ế quy trình đi ề u ch ế phân bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t + V ề Toán h ọ c (M) - Tính toán thành ph ầ n nguyên li ệ u đi ề u ch ế , kh ả o sát th ố ng kê vi ệ c l ự a ch ọ n các lo ạ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t b Dự án 2: Trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học + V ề Khoa h ọ c (S) : - Phân bón hóa h ọ c - cơ ch ế hút nư ớ c và bón phân, quá trình sinh trư ở ng c ủ a th ự c v ậ t, vai trò c ủ a các nguyên t ố hóa h ọ c đ ố i v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a th ự c v ậ t, tác h ạ i n ế u bón quá nhi ề u phân hóa h ọ c - hi ệ n tư ợ ng căng m ặ t ngoài, hi ệ n tư ợ ng mao d ẫ n đ ể nghiên c ứ u v ề cơ ch ế c ủ a quá trình cây hút dung d ị ch th ủ y canh + V ề Công ngh ệ (T): - Tr ồ ng cây th ủ y canh và m ộ t s ố k ỹ thu ậ t cơ b ả n trong tr ồ ng tr ọ t và s ử d ụ ng phân bón + V ề K ỹ thu ậ t (E) - Thi ế t k ế b ộ d ụ ng c ụ th ủ y canh cho cây tr ồ ng - l ự a ch ọ n các d ụ ng c ụ pha ch ế và bình ch ứ a dung d ị ch h ợ p l ý , t ậ n d ụ ng đ ồ tái ch ế đ ể t ạ o thành các bình ch ứ a dung d ị ch th ủ y canh + V ề Toán h ọ c (M) - Tính toán đ ộ dinh dư ỡ ng có trong phân bón, kh ả o sát th ố ng k ê vi ệ c l ự a ch ọ n các lo ạ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c 4 4 Thi ế t b ị - Máy tính, máy chi ế u - Tư li ệ u (bài báo, video, hình ả nh…) liên quan đ ế n hai d ự án - M ộ t s ố ngu ồ n rác th ả i sinh ho ạ t phù h ợ p đ ể làm phân bón h ữ u cơ - M ộ t s ố v ậ t li ệ u tái ch ế đơn gi ả n dùng đ ể tr ồ ng rau th ủ y canh - D ụ ng c ụ đo h ệ s ố căng m ặ t ngoài (môn V ậ t lí l ớ p 10) Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 65 4 5 Ti ế n trình d ạ y h ọ c: Ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề trên đư ợ c th ự c hi ệ n qua trình t ự các ho ạ t đ ộ ng sau: + Ho ạ t đ ộ ng 1 (Ti ế t 1 - 45 phút ): Xác đ ị nh yêu c ầ u tìm hi ể u s ự phát tri ể n c ủ a cây tr ồ ng t ừ phân bón hóa h ọ c +Ho ạ t đ ộ ng 2 : HS t ự h ọ c, t ự nghiên c ứ u và xây d ự ng k ế ho ạ ch ở nhà trong 1 tu ầ n Nghiên c ứ u ki ế n th ứ c n ề n, đ ề xu ấ t phương án th ử nghi ệ m tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c Tính tích h ợ p ở ho ạ t đ ộ ng này th ể hi ệ n ở quá trình HS t ự nghiên c ứ u các ki ế n th ứ c Hóa h ọ c 11, Sinh h ọ c 11, V ậ t lí 10 và Công ngh ệ 10 đ ể có ki ế n th ứ c n ề n cho vi ệ c đ ề xu ấ t phương án gi ả i quy ế t v ấ n đ ề C ụ th ể là đ ề xu ấ t phương án nghiên c ứ u th ử nghi ệ m tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c Tính phân hóa c ủ a ho ạ t đ ộ ng này th ể hi ệ n ở s ự đ ộ c l ậ p nghiên c ứ u c ủ a các cá nhân và các nhóm HS đ ể gi ả i quy ế t v ấ n đ ề + Ho ạ t đ ộ ng 3 (Ti ế t 2 - 45 phút) : Trình bày và b ả o v ệ phương án th ử nghi ệ m tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân hóa h ọ c ; b ả o v ệ phương án xác đ ị nh các thông s ố c ủ a dung d ị ch Tính tích h ợ p và tính phân hóa th ể hi ệ n ở đ ặ c đi ể m n ộ i dung các phương án đư ợ c trình bày khi b ả o v ệ Đó là tính khoa h ọ c v ề ứ ng d ụ ng ki ế n th ứ c n ề n vào vi ệ c xây d ự ng phương án th ử nghi ệ m + Ho ạ t đ ộ ng 4 (HS t ự làm ở nhà 1 tu ầ n ): Nghiên c ứ u, pha ch ế , đo đ ạ c và th ử nghi ệ m đ ể xây d ự ng báo cáo v ề tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c S ự tích h ợ p ở ho ạ t đ ộ ng này là HS t ự nghiên c ứ u k ế t h ợ p các ki ế n th ứ c STEM đ ể t ạ o ra s ả n ph ẩ m c ủ a d ự án Do đư ợ c b ố trí t ự làm ở nhà nên s ự phân hóa ở ho ạ t đ ộ ng này th ể hi ệ n ở ph ẩ m ch ấ t và năng l ự c c ủ a các cá nhân và nhóm nghiên c ứ u + Ho ạ t đ ộ ng 5 (Ti ế t 3 - 45 phút) : Th ự c hi ệ n báo cáo xác đ ị nh vai trò c ủ a dung d ị ch phân bón h ữ u c ơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c đ ố i v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a cây tr ồ ng C hi ti ế t ho ạ t đ ộ ng 5 c ủ a ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề Phân bón hóa h ọ c đư ợ c minh h ọ a như sau: A Mục đích: HS giới thiệu sản phẩm bao gồm: * Đối với tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t - Giới thiệu về dung dịch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t cho các loại cây trồng thử nghiệm: thành phần hóa học, các lưu ý khi sử dụng dung dịch được thử nghiệm - Chỉ ra vai trò của dung dịch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t đối với sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng (đáp ứng tiêu chí sản phẩm) - Một số ưu , nhược điểm của quá trình tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t - Trao đổi, thảo luận để làm rõ đặc điểm sản phẩm, góp ý và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 66 * Đối với tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c - Giới thiệu về dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học cho các loại cây trồng thử nghiệm: thành phần hóa học, các thông số đặc trưng của từng dung dịch được thử nghiệm - Chỉ ra vai trò của dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học đối với sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng (đáp ứng tiêu chí sản phẩm) - Một số ưu, nhược điểm của quá trình tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c - Trao đổi, thảo luận để làm rõ sản phẩm, góp ý và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm B Nội dung - Các nhóm HS giới thiệu về cách thức thực hiện và kết quả thu được với việc giải thích kiến thức liên quan đến các môn học - GV và HS đặt câu hỏi để làm rõ nội dung, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm C Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được: - Bản báo cáo xác định vai trò của dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t v à vai trò của dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học đối với sự phát triển của cây trồng đáp ứng các tiêu chí đặt ra - Hồ sơ học tập h oàn chỉnh của dự án “ Thiết kế quy trình pha chế dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t ” và “ Thiết kế quy trình pha chế dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học ” - Bảng ưu nhược điểm của quá trình trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự l àm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học như sau: Ưu điểm Nhược điểm Tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t - Cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng đầy đủ, cân đối, bền vững - Giúp cây trồng phát triển cân đối, ổn định - Tăng chất lượng nông sản - Tăng hàm lượng dinh dưỡng, cung cấp chất mùn cho đất Cân bằng vi sinh vật trong đất - Hạn chế sự rửa trôi và xói mòn đất - Cải tạo đất trồng - Rau sạch tuyệt đối, giàu dinh dưỡng - Không gây ô nhiễ m môi trường và tiết kiệm nước tưới - Cần lựa chọn k ỹ rác thải sinh hoạt, tránh một số loại dính sẵn hóa chất hoặc gây mùi hôi thối - Chú ý liều lượng khi sử dụng Cần pha loãng đúng liều tránh để nồng độ quá cao gây chết cây Tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c - Không cần nhiều diện tích vẫn trồng được nhiều rau thủy canh - Không mất nhiều thời gian để chăm bón - Không cần sử dụng đất - Cần chú ý chọn đúng loại phân bón phù hợp, tránh tỉ lệ dinh dưỡng quá cao hoặc quá thấp làm chết cây Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 67 Ưu điểm Nhược điểm - Dễ dàng thích nghi với điều kiện trồng - Năng suất cao (hơn khoảng 40%) - Rau sạch tuyệt đối, giàu dinh dưỡng - Tiết kiệm nước - Thân thiện với môi trường - Chú ý liều lượng khi pha dung dịch thủy canh tránh dẫn đến dư thừa phân bón gây c hết cây và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng D Cách thức tổ chức hoạt động * Đối với tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t Bư ớ c 1: Các nhóm l ầ n lư ợ t gi ớ i thi ệ u s ả n ph ẩ m: Mô t ả v ề các nguyên li ệ u rác th ả i sinh ho ạ t đư ợ c l ự a ch ọ n và gi ả i thích l ý do ch ọ n nguyên li ệ u, các thông s ố c ủ a nguyên li ệ u đ ể pha ch ế dung d ị ch; cách s ử d ụ ng dung d ị ch phân bón h ữ u cơ trên, m ộ t s ố lưu ý và n h ữ ng đi ề u ch ỉ nh trong quá trình t ạ o ra s ả n ph ẩ m và gi ả i thích lí do (n ế u có); gi ả i thích cách tính giá thành s ả n ph ẩ m Bư ớ c 2: GV và HS cùng thảo luận, kiểm tra lại các vấn đề bên thực hiện đề ra Bư ớ c 3: Tùy theo sự lựa chọn dự án, HS đặt câu hỏi, nhận xé t các nhóm khác theo phiếu đánh giá số 2 dành cho HS GV đặt câu hỏi, nhận xét và công bố kết quả chấm sản phẩm theo tiêu chí của phiếu đánh giá số 2 dành cho GV Tính phân hóa thể hiện ở các câu hỏi nêu vấn đề và câu trả lời giải quyết vấn đề của từng cá nhân và từng nhóm Bư ớ c 4: HS báo cáo về một số ưu , nhược điểm của quá trình tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t rút ra qua quá trình th ự c nghi ệ m Tính tích hợp thể hiện qua nội dung các báo cáo, tính phân hóa thể hiện qua các mức độ hoàn chỉnh của các báo cáo để giải quyết vấn đề Trong ho ạ t đ ộ ng này, tính t ích h ợ p và tính phân hóa đư ợ c th ể hi ệ n qua các bư ớ c trình bày k ế t qu ả báo cáo s ả n ph ẩ m c ủ a các d ự án N ế u HS v ậ n d ụ ng đư ợ c t ổ ng h ợ p các ki ế n th ứ c STEM m ộ t cách h ợ p lí đ ể gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề trong l ự a ch ọ n và th ự c hi ệ n m ộ t trong hai d ự án thì k ế t qu ả báo cáo s ẽ th ể hi ệ n rõ tính khoa h ọ c, tính kh ả thi và tính ứ ng d ụ ng th ự c ti ễ n V i ệ c đánh giá phân hóa đư ợ c xem là m ộ t trong nh ữ ng bư ớ c quan tr ọ ng trong ho ạ t đ ộ ng này T hông qua đánh giá các báo cáo, GV có th ể xác đ ị nh đư ợ c kh ả năng làm vi ệ c, nh ậ n th ứ c c ủ a t ừ ng HS và t ừ ng nhóm, đ ồ ng th ờ i xác đ ị nh đư ợ c m ứ c đ ộ c ủ a các năng l ự c mà HS th ể hi ệ n đư ợ c Vi ệ c đánh giá đư ợ c nh ữ ng gi ả i pháp t ố t và chưa t ố t là m ộ t ph ầ n c ầ n thi ế t tron g h ọ c t ậ p, qua đó cho th ấ y rõ các m ứ c đ ộ phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề c ủ a HS 4 K ế t lu ậ n C h ủ đ ề giáo d ụ c STEM trên đây th ể hi ệ n tính logic, tính tích h ợ p các ki ế n th ứ c c ủ a các lĩnh v ự c môn h ọ c, phù h ợ p v ớ i n ộ i dung d ạ y h ọ c v ề ch ủ đ ề phân bón hóa h ọ c N ộ i dung và ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM t ạ o cơ h ộ i cho HS v ậ n d ụ ng ki ế n th ứ c, k ỹ năng c ủ a nhi ề u m ôn h ọ c đ ể gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề h ọ c t ậ p đ ặ t ra, t ừ đó t ạ o h ứ ng thú cho HS tham gia vào các ho ạ t đ ộ ng h ọ c t ậ p Ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM th ể hi ệ n s ự chú tr ọ ng tính phân hóa trong vi ệ c t ổ ch ứ c cho HS nghiên c ứ u ki ế n th ứ c, gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề g ắ n v ớ i đ ờ i s ố ng th ự c ti ễ n Vi ệ c s ử d ụ ng PPDH h ợ p tác theo nhóm nh ỏ và d ạ y h ọ c d ự án đ ể t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM m ở ra cơ h ộ i, t ạ o đ ộ ng l ự c đ ể HS tích c ự c tư duy cá nhân và L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 68 h ợ p tác nhóm trong vi ệ c thu th ậ p các thông tin t ừ nhi ề u ngu ồ n g ắ n v ớ i ki ế n th ứ c c ủ a nhi ề u môn h ọ c đ ể gi ả i quy ế t hi ệ u qu ả các v ấ n đ ề đ ặ t ra Đ ặ c bi ệ t, đ ứ ng trư ớ c các tình hu ố ng h ọ c t ậ p có v ấ n đ ề g ắ n v ớ i bài h ọ c và đ ờ i s ố ng th ự c ti ễ n, HS th ể hi ệ n rõ s ự h ứ ng thú có nhu c ầ u tìm hi ể u v ấ n đ ề và gi ả i quy ế t v ấ n đ ề Vi ệ c xây d ự ng nhi ề u d ự án cùng m ộ t n ộ i dung h ọ c t ậ p theo mô hình STEM t ạ o nhi ề u cơ h ộ i cho HS l ự a ch ọ n theo nhu c ầ u s ở thích cá nhân, đi ề u này hoàn toàn phù h ợ p v ớ i các m ụ c tiêu đ ị nh hư ớ ng d ạ y h ọ c phân hóa ở c ấ p THPT đ ề ra trong các đ ị nh hư ớ ng đ ổ i m ớ i giáo d ụ c và trong chương trình giáo d ụ c ph ổ thông m ớ i TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O B ộ Giáo d ụ c và Đào t ạ o (2018) Chương trình giáo d ụ c ph ổ thông - Chương trình t ổ ng th ể Ban hành kèm theo Thông tư s ố 32/2018/TT - BGDĐ T ngày 26 tháng 12 năm 2018 c ủ a B ộ trư ở ng B ộ Giáo d ụ c và Đào t ạ o B ộ Giáo d ụ c và Đào t ạ o (2020) Công văn s ố 3089/BGDĐT - GDTrH v ề vi ệ c tri ể n khai th ự c hi ệ n giáo d ụ c STEM trong giáo d ụ c trung h ọ c Hà N ộ i Nguy ễ n Thanh Nga (Ch ủ biên) , Phùng Vi ệ t H ả i, Nguy ễ n Quang linh, Hoàng Phư ớ c Mu ộ i (2017) Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM cho h ọ c sinh trung h ọ c cơ s ở và trung h ọ c ph ổ thông NXB Đ ạ i h ọ c Sư ph ạ m TP H ồ Chí Minh Hoàng Phê (2002) Từ điển tiếng V iệt Viện Ngôn n gữ h ọc, NXB Đà Nẵng Nguy ễ n Th ị Lan Phương (2014) Đ ề xu ấ t c ấ u trúc và chu ẩ n đánh giá năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề trong chương trình giáo d ụ c ph ổ thông m ớ i T ạ p chí Khoa h ọ c Giáo d ụ c , Vi ệ n Khoa h ọ c Giáo d ụ c Vi ệ t Nam, s ố 111 Nguyễn Thanh Nga , Lê Thị Hoàng Diễm (2020) T ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ S ự k ỳ di ệ u c ủ a lá ph ổ i ” ( V ậ t lí 10) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM nh ằ m phát tri ể n tư duy k ỹ thu ậ t cho h ọ c sinh T ạ p chí Giáo d ụ c , S ố đ ặ c bi ệ t kì I tháng 5/2020, tr 150 - 154 Nguy ễ n M ậ u Đ ứ c , Đinh Th ị Ngoan (2019) Thi ế t k ế ch ủ đ ề “ Pin chanh ” (Chương trình hóa h ọ c vô cơ l ớ p 12) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM T ạ p chí Giáo d ụ c , S ố đ ặ c bi ệ t tháng 4/2019, tr 214 - 221 Nguy ễ n M ậ u Đ ứ c , Dương Th ị Ánh Tuy ế t (2018) D ạ y h ọ c ch ủ đ ề axit - bazơ (Hóa h ọ c 11) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM T ạ p chí Giáo d ụ c , s ố đ ặ c bi ệ t tháng 8/2018, tr 214 - 218 Nguyễn Thị Hằng (2020) Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c ho ạ t đ ộ ng h ọ c tr ả i nghi ệ m trong d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ Sinh trư ở ng và phát tri ể n ở đ ộ ng v ậ t sinh h ọ c ” (Sinh h ọ c 11) theo đ ị nh hư ớ n g giáo d ụ c STEM , T ạ p chí Giáo d ụ c , S ố 488 , tr 24 - 30 Breiner, J M , Harkness, S S , Johnson, C C , Koehler, C M (2012) What is STEM? A Discussion a bout Conceptions of STEM in Education and Partnerships School Science and Mathematics Association , http s://doi org/10 1111/j 1949 - 8594 2011 00109 x Daugherty M K (2013) The Prospect of an “ A ” in STEM Education Journal of STEM Education: Innovations and Research , 14(2), pp 10 - 16 Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 69 Marginson S , Tytler R , Freeman B , and Roberts K (2013) STEM: country comparisons: international comparisons of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education Report for the Australian Council of Learned Academies SUMMARY INTEGRATION AND DIFFERENTIATION IN THE STEM EDUCATION SUBJECT WITH THE DEVELOPMENT OF PROBLEM - SOLVING CAPACITY OF STUDENTS Le Van Nam (1) , Nguyen Thi Lan Anh (2) , Nguyen Le Bao Khue (2) 1 School of Education, Vinh University 2 University of Science and Education , Da Nang University Received on 26/10/2021 , accepted for publication on 11/02/2022 The re novation of current teaching methods aims to achieve two important goals: Firstly, equip students with the ability to synthesize knowledge, skills, etc in many different fields to solve problems ; s econdly , from the requirement of educational socialization, it is necessary t o fulfill the teaching purposes for all students, that is, to ensure that each individual student is trained to improve knowledge and develop capacity STEM education is one of the solutions to meet the above goals STEM education demonstrates integration and differentiation in teaching content and organization to equip learners with necessary knowledge and skills, thereby developing problem - solving abilities for all learners This article deeply explores the integration and differentiation in the topic of STEM education with the development of problem - solving capacity for students through the topic Chemical fertilizers in high school grade 11 chemistry program Keyword s : STEM education; STEM topics; integration ; differentiation, problem solving ability
Trang 1TÍNH TÍCH HỢP VỚI TÍNH PHÂN HÓA TRONG CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM VỚI VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH
Lê Văn Năm (1) , Nguyễn Thị Lan Anh (2) , Nguyễn Lê Bảo Khuê (2)
1 Trường Sư phạm, Trường Đại học Vinh
2 Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng
Ngày nhận bài 26/10/2021, ngày nhận đăng 11/02/2022 DOI https://doi.org/10.56824/vujs.2021ed26
Tóm tắt: Việc đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) hiện nay nhằm đạt được
hai mục tiêu quan trọng: Thứ nhất, trang bị cho học sinh (HS) khả năng tổng hợp các kiến thức, kỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết các vấn đề trong học tập và cuộc sống; thứ hai, xuất phát từ yêu cầu xã hội hoá giáo dục, phải thực hiện tốt các mục đích dạy học đối với tất cả mọi đối tượng HS, tức là phải đảm bảo mỗi cá thể
HS đều được học tập nâng cao kiến thức và phát triển năng lực Giáo dục STEM là một trong những giải pháp đáp ứng được các mục tiêu trên Giáo dục STEM thể hiện tính tích hợp và tính phân hóa trong nội dung và tổ chức dạy học nhằm trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết, qua đó phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho mọi đối tượng người học Nội dung bài báo này đi sâu khai thác tính tích hợp và tính phân hóa trong chủ đề giáo dục STEM với việc phát triển năng lực giải quyết vấn
đề cho HS thông qua chủ đề Phân bón hóa học trong chương trình hóa học 11 trung học phổ thông (THPT)
Từ khóa: Giáo dục STEM; chủ đề STEM; tích hợp; phân hóa; năng lực giải
quyết vấn đề
1 Đặt vấn đề
Mục tiêu quan trọng của việc đổi mới PPDH hiện nay là trang bị cho HS khả năng huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau để giải quyết
có hiệu quả các vấn đề trong học tập và cuộc sống, được thực hiện ngay trong quá trình lĩnh hội kiến thức, ứng dụng các kiến thức vào đời sống thực tiễn, phát triển được những năng lực cần thiết, nhất là năng lực giải quyết vấn đề Mục tiêu này cũng phù hợp với yêu cầu xã hội hoá giáo dục: thực hiện tốt các mục đích dạy học đối với tất cả HS đồng thời khuyến khích phát triển tốt các năng lực cá nhân, tức là phải dạy như thế nào để đảm bảo vừa bồi dưỡng nâng cao kiến thức vừa phát triển năng lực cho tất cả đối tượng HS trong một lớp, một khối
Với cách tiếp cận trên, việc vận dụng giáo dục STEM có thể xem là lời giải tối ưu cho các mục tiêu đặt ra Giáo dục STEM thể hiện tính tích hợp và tính phân hóa trong nội dung và tổ chức dạy học nhằm trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng cần thiết, qua đó tạo ra nguồn nhân lực có năng lực, đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động trong thời đại phát triển kinh tế, xã hội theo các mức độ khác nhau đối với người học
Đã có nhiều nghiên cứu về tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học các môn. khoa .học nói chung và môn .hóa. học .nói riêng. ở trường .THPT Sau .đây .là. một. số Email: namledhv@gmail.com (L V Năm)
Trang 2công trình tiêu biểu: Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM (Lê Xuân Quang 2017); Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “Sinh trưởng của vi sinh vật
- nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM (Phạm Thị Hồng Tú, Ngọc
Mạnh Huân, 2019); Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “Sinh trưởng của vi sinh vật -
nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM (Phạm Thị Hồng Tú, Ngọc Mạnh
Huân, 2019); Tổ chức dạy học chủ đề “Sự kỳ diệu của lá phổi” (Vật lí 10) theo định
hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kỹ thuật cho học sinh (Nguyễn Thanh
Nga; Lê Thị Hoàng Diễm, 2020); Thiết kế chủ đề “Pin chanh”(Chương trình hóa học vô
cơ lớp 12) theo định hướng giáo dục STEM (Nguyễn Mậu Đức, Đinh Thị Ngoan, 2019); Dạy học chủ đề axit - bazơ (Hóa học 11) theo định hướng giáo dục STEM … Các nghiên
cứu đều giới thiệu nguyên tắc, quy trình thiết kế và tổ chức dạy học phát triển năng lực của HS trong dạy học các chủ đề STEM Tuy nhiên, nghiên cứu tính tích hợp và tính phân hóa trong chủ đề giáo dục STEM với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho
HS trong dạy học hóa học thì chưa được đề cập
Trong bài báo này, chúng tôi đi sâu khai thác tính tích hợp và tính phân hóa trong chủ đề giáo dục STEM với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HS Trên cơ sở
đó, chúng tôi nêu ra một ví dụ về chủ đề giáo dục STEM trong dạy học hóa học để minh chứng cho quan điểm trên
2 Phương pháp nghiên cứu
Để có được kết quả nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Thứ nhất, phân tích và tổng hợp lý luận về giáo dục STEM, tính tích hợp và tính phân hóa trong dạy học nói chung và trong chủ đề dạy học STEM nói riêng, năng lực giải quyết vấn đề; thứ hai, vận dụng phương pháp tiếp cận hệ thống bằng cách tích hợp các nội dung các môn khoa học (Hóa học, Sinh học và Vật lí) để tạo nguồn thông tin đa dạng, phong phú về các kiến thức liên quan đến chủ đề “Phân bón hóa học” trong chương trình hóa học 11 THPT
3 Một số vấn đề lý luận
3.1 Giáo dục STEM
3.1.1 Khái niệm
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học) Giáo dục STEM là quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành nhằm trang bị cho HS những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học (Daugherty M
K 2013, pp 10-16) Các kiến thức và kỹ năng này phải được dạy tích hợp giúp HS có
thể áp dụng các kiến thức đó giải quyết vấn đề trong những bối cảnh cụ thể
Theo chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, “giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể” (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018, tr 37)
Mục tiêu của giáo dục STEM là phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS THPT thông qua ứng dụng STEM nhằm: Đảm bảo giáo dục toàn diện; nâng
Trang 3cao hứng thú học tập các môn học STEM; hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS; kết nối trường học với cộng đồng; hướng nghiệp, phân luồng đào tạo
3.1.2 Chủ đề theo định hướng giáo dục STEM (Chủ đề STEM)
Nội dung chủ đề STEM bao gồm các vấn đề cần giải quyết về thực tiễn xã hội,
kinh tế, môi trường Thông qua những ý tưởng, kiến thức khoa học, công nghệ, công cụ toán học, HS tìm giải pháp giải quyết vấn đề trên cơ sở những kiến thức đã biết Từ công nghệ và công cụ sẵn có, HS ứng dụng và tìm ra giải pháp giải quyết vấn đề thông qua quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận, từ đó có thể sáng chế ra các sản phẩm, công nghệ cho xã hội (Nguyễn Thanh Nga và cộng sự, 2017, tr 15)
3.2 Tính tích hợp và phân hóa trong dạy học
a Tính tích hợp
Theo Từ điển tiếng Việt, “tích hợp là sự kết hợp những hoạt động, chương trình
hoặc các thành phần khác nhau thành một khối chức năng Tích hợp có nghĩa là sự thống nhất, sự hòa hợp, sự kết hợp” (Hoàng Phê, 2002)
Tính tích hợp trong dạy học là sự định hướng về nội dung và phương pháp dạy
học trong đó giáo viên (GV) hướng dẫn HS huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, qua đó hình thành và phát triển được những năng lực cần thiết, nhất là năng lực giải quyết vấn đề trong học tập
và trong thực tiễn cuộc sống
b Tính phân hóa
Theo Từ điển tiếng Việt, “phân hóa là chia tách thành các bộ phận khác biệt
nhau” (Hoàng Phê, 2002) Có thể hiểu phân hóa là hoạt động của chủ thể tách nhỏ một
tổng thể nào đó thành các bộ phận khác nhau hoặc thành các cá thể riêng biệt, theo dấu hiệu nào đó
Tính phân hóa trong dạy học là sự định hướng về nội dung và phương pháp dạy học, trong đó GV tổ chức dạy học nhằm bảo đảm yêu cầu giáo dục phù hợp với đặc điểm
về khả năng nhận thức, nhu cầu và hứng thú khác nhau của những người học; trên cơ sở
đó phát triển tối đa tiềm năng vốn có của mỗi HS
3.3 Năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực giải quyết vấn đề thể hiện khả năng của cá nhân (khi làm việc một mình hoặc làm việc cùng một nhóm) để tư duy, suy nghĩ về tình huống có vấn đề và tìm kiếm, thực hiện giải pháp cho vấn đề đó Như vậy, năng lực giải quyết vấn đề là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm
để giải quyết những tình huống có vấn đề mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường (Nguyễn Thị Lan Phương, 2014, tr 3-6) Năng lực giải quyết vấn đề được thể hiện ở các tiêu chí sau:
- Phát hiện những vấn đề mới
- Vận dụng các kiến thức, kỹ năng đã học, đề xuất phương án giải quyết vấn đề
- Phối hợp nhiều kỹ thuật và vật liệu khác nhau thực hiện phương án giải quyết vấn đề đã lựa chọn
- Có ý tưởng về vấn đề mới và cải tiến phương án giải quyết vấn đề
Trang 43.4 Tính tích hợp và tính phân hóa trong dạy học theo chủ đề STEM
a Tính tích hợp của giáo dục STEM
Tính tích hợp là đặc điểm rõ nét nhất của giáo dục STEM, đó là “một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng tích hợp những kiến thức Khoa học, Kỹ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kỹ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” (Marginson S., Tytler R., Freeman B., Roberts K., 2013)
b Tính phân hoá trong dạy học theo chủ đề STEM
Dạy học theo chủ đề STEM đưa HS vào hoạt động áp dụng các nội dung từ các môn học để giải quyết vấn đề, trao đổi thông tin, chia sẻ, điều chỉnh ý tưởng và khám phá bản thân Với việc giải quyết vấn đề thông qua các dự án, GV giao nhiệm vụ cho từng nhóm, các nhóm trưởng lại giao nhiệm vụ cho từng cá nhân GV trên cơ sở nhìn nhận sự phân hóa về kiến thức, kỹ năng của từng nhóm và từng cá nhân HS để giao nhiệm vụ cho phù hợp Hình thức dạy học như vậy sẽ cuốn tất cả HS vào hoạt động nhóm kiến tạo, giúp HS làm việc cùng nhau, tạo sự hòa đồng, mặc dù các cá nhân có thể có mức độ nhận thức và kỹ năng khác nhau Lợi thế của dạy học STEM là phát huy tối đa năng lực của mỗi cá nhân để đạt được mục đích chung
Sau đây chúng tôi trình bày tóm tắt một ví dụ về chủ đề giáo dục STEM, phân tích tính tích hợp, tính phân hóa và khả năng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của chủ đề
4 Ví dụ vận dụng: Chủ đề STEM: Phân bón hóa học (Hóa học 11 THPT) với việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh
4.1 Mô tả chủ đề
Trong kế hoạch dạy học chủ đề này, dựa trên những nghiên cứu và tích hợp ở mức độ cơ bản của các kiến thức môn Hóa học 11, Sinh học 11, Vật lí 10 và Công nghệ
10, HS sẽ lựa chọn và thực hiện một trong hai dự án “Trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm tại nhà từ rác thải sinh hoạt” và “Trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học”,
4.2 Mục tiêu chủ đề
a Kiến thức, kỹ năng
- Nắm được lợi ích của việc sử dụng phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt
và từ dung dịch thủy canh cho một số loại cây trồng theo đúng cách, an toàn, tiết kiệm, hiệu quả, chi phí thấp và tránh ô nhiễm môi trường
- Lựa chọn được một số dung dịch phân bón hữu cơ từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh phù hợp với từng loại cây trồng Tính được độ dinh dưỡng, đánh giá chất lượng của các loại phân bón
- Tìm hiểu được thông số về các nguyên liệu và xây dựng được quy trình điều chế một số loại phân bón hữu cơ từ rác thải sinh hoạt
Trang 5b Phát triển phẩm chất
- Quan tâm đến vấn đề sử dụng phân bón trong việc trồng cây; ý thức được vai trò
và trách nhiệm của mỗi cá nhân trong việc bảo vệ môi trường
- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp; yêu thích môn học, thích khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức liên môn học vào việc giải quyết các vấn đề về sử dụng phân bón cho trồng cây
c Phát triển năng lực
- Năng lực tự học, năng lực khoa học tự nhiên và đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề về sự ảnh hưởng của phân bón đến sự phát triển của cây trồng, lựa chọn các giải pháp tác động về Hóa học, Sinh học, Vật lí, Công nghệ
4.3 Kiến thức STEM trong chủ đề
a Dự án 1: Trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm tại nhà từ rác thải sinh hoạt
+ Về Khoa học (S): - Phân bón hóa học - cơ chế bón phân, quá trình sinh trưởng
của thực vật, vai trò của các nguyên tố hóa học đối với sự phát triển của thực vật, tác hại nếu bón quá nhiều phân hóa học - các nguồn chất thải hữu cơ trong sinh hoạt phù hợp để làm phân bón cho cây trồng
+ Về Công nghệ (T): - Phân loại và tận dụng được nguồn rác thải sinh hoạt hợp
lí cho quy trình điều chế phân bón hữu cơ - nhận biết được quy trình trồng rau / cây ăn trái… an toàn theo tiêu chuẩn
+ Về Kỹ thuật (E) - Thiết kế quy trình điều chế phân bón hữu cơ từ rác thải
sinh hoạt
+ Về Toán học (M) - Tính toán thành phần nguyên liệu điều chế, khảo sát thống
kê việc lựa chọn các loại dung dịch phân bón hữu cơ từ rác thải sinh hoạt
b Dự án 2: Trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học
+ Về Khoa học (S): - Phân bón hóa học - cơ chế hút nước và bón phân, quá trình
sinh trưởng của thực vật, vai trò của các nguyên tố hóa học đối với sự phát triển của thực vật, tác hại nếu bón quá nhiều phân hóa học - hiện tượng căng mặt ngoài, hiện tượng mao dẫn để nghiên cứu về cơ chế của quá trình cây hút dung dịch thủy canh
+ Về Công nghệ (T): - Trồng cây thủy canh và một số kỹ thuật cơ bản trong
trồng trọt và sử dụng phân bón
+ Về Kỹ thuật (E) - Thiết kế bộ dụng cụ thủy canh cho cây trồng - lựa chọn các
dụng cụ pha chế và bình chứa dung dịch hợp lý, tận dụng đồ tái chế để tạo thành các bình chứa dung dịch thủy canh
+ Về Toán học (M) - Tính toán độ dinh dưỡng có trong phân bón, khảo sát thống
kê việc lựa chọn các loại dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học
4.4 Thiết bị
- Máy tính, máy chiếu
- Tư liệu (bài báo, video, hình ảnh…) liên quan đến hai dự án
- Một số nguồn rác thải sinh hoạt phù hợp để làm phân bón hữu cơ
- Một số vật liệu tái chế đơn giản dùng để trồng rau thủy canh
- Dụng cụ đo hệ số căng mặt ngoài (môn Vật lí lớp 10)
Trang 64.5 Tiến trình dạy học:
Tiến trình dạy học chủ đề trên được thực hiện qua trình tự các hoạt động sau:
+ Hoạt động 1 (Tiết 1 - 45 phút): Xác định yêu cầu tìm hiểu sự phát triển của cây
trồng từ phân bón hóa học
+Hoạt động 2: HS tự học, tự nghiên cứu và xây dựng kế hoạch ở nhà trong 1 tuần
Nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất phương án thử nghiệm trồng cây với dung dịch phân hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học
Tính tích hợp ở hoạt động này thể hiện ở quá trình HS tự nghiên cứu các kiến thức Hóa học 11, Sinh học 11, Vật lí 10 và Công nghệ 10 để có kiến thức nền cho việc đề xuất phương án giải quyết vấn đề Cụ thể là đề xuất phương án nghiên cứu thử nghiệm trồng cây với dung dịch phân hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh
từ phân bón hóa học
Tính phân hóa của hoạt động này thể hiện ở sự độc lập nghiên cứu của các cá
nhân và các nhóm HS để giải quyết vấn đề
+ Hoạt động 3 (Tiết 2 - 45 phút): Trình bày và bảo vệ phương án thử nghiệm
trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân hóa học; bảo vệ phương án xác định các thông số của dung dịch
Tính tích hợp và tính phân hóa thể hiện ở đặc điểm nội dung các phương án được trình bày khi bảo vệ Đó là tính khoa học về ứng dụng kiến thức nền vào việc xây dựng
phương án thử nghiệm
+ Hoạt động 4 (HS tự làm ở nhà 1 tuần): Nghiên cứu, pha chế, đo đạc và thử
nghiệm để xây dựng báo cáo về trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học Sự tích hợp ở hoạt động này
là HS tự nghiên cứu kết hợp các kiến thức STEM để tạo ra sản phẩm của dự án Do được
bố trí tự làm ở nhà nên sự phân hóa ở hoạt động này thể hiện ở phẩm chất và năng lực
của các cá nhân và nhóm nghiên cứu
+ Hoạt động 5 (Tiết 3 - 45 phút): Thực hiện báo cáo xác định vai trò của dung
dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân bón
hóa học đối với sự phát triển của cây trồng
Chi tiết hoạt động 5 của tiến trình dạy học chủ đề Phân bón hóa học được minh họa như sau:
A Mục đích: HS giới thiệu sản phẩm bao gồm:
* Đối với trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt
- Giới thiệu về dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt cho các
loại cây trồng thử nghiệm: thành phần hóa học, các lưu ý khi sử dụng dung dịch được thử nghiệm
- Chỉ ra vai trò của dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt đối với
sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng (đáp ứng tiêu chí sản phẩm)
- Một số ưu, nhược điểm của quá trình trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ
tự làm từ rác thải sinh hoạt
- Trao đổi, thảo luận để làm rõ đặc điểm sản phẩm, góp ý và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm
Trang 7* Đối với trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học
- Giới thiệu về dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học cho các loại cây trồng thử nghiệm: thành phần hóa học, các thông số đặc trưng của từng dung dịch được thử nghiệm
- Chỉ ra vai trò của dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học đối với sự phát triển
và sinh trưởng của cây trồng (đáp ứng tiêu chí sản phẩm)
- Một số ưu, nhược điểm của quá trình trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học
- Trao đổi, thảo luận để làm rõ sản phẩm, góp ý và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm
B Nội dung
- Các nhóm HS giới thiệu về cách thức thực hiện và kết quả thu được với việc giải thích kiến thức liên quan đến các môn học
- GV và HS đặt câu hỏi để làm rõ nội dung, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm
C Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS
Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được:
- Bản báo cáo xác định vai trò của dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và vai trò của dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học đối với sự phát triển của cây trồng đáp ứng các tiêu chí đặt ra
- Hồ sơ học tập hoàn chỉnh của dự án “Thiết kế quy trình pha chế dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt” và “Thiết kế quy trình pha chế dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học”
- Bảng ưu nhược điểm của quá trình trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học như sau:
dung dịch phân
bón hữu cơ tự làm
từ rác thải sinh
hoạt
- Cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng đầy đủ, cân đối, bền vững
- Giúp cây trồng phát triển cân đối, ổn định
- Tăng chất lượng nông sản
- Tăng hàm lượng dinh dưỡng, cung cấp chất mùn cho đất Cân bằng vi sinh vật trong đất
- Hạn chế sự rửa trôi và xói mòn đất
- Cải tạo đất trồng
- Rau sạch tuyệt đối, giàu dinh dưỡng
- Không gây ô nhiễm môi trường và tiết kiệm nước tưới
- Cần lựa chọn kỹ rác thải sinh hoạt, tránh một số loại dính sẵn hóa chất hoặc gây mùi hôi thối
- Chú ý liều lượng khi sử dụng Cần pha loãng đúng liều tránh để nồng độ quá cao gây chết cây
dung dịch thủy
canh từ phân bón
hóa học
- Không cần nhiều diện tích vẫn trồng được nhiều rau thủy canh
- Không mất nhiều thời gian để chăm bón
- Không cần sử dụng đất
- Cần chú ý chọn đúng loại phân bón phù hợp, tránh tỉ lệ dinh dưỡng quá cao hoặc quá thấp làm chết cây
Trang 8Ưu điểm Nhược điểm
- Dễ dàng thích nghi với điều kiện trồng
- Năng suất cao (hơn khoảng 40%)
- Rau sạch tuyệt đối, giàu dinh dưỡng
- Tiết kiệm nước
- Thân thiện với môi trường
- Chú ý liều lượng khi pha dung dịch thủy canh tránh dẫn đến dư thừa phân bón gây chết cây và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng
D Cách thức tổ chức hoạt động
* Đối với trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt
Bước 1: Các nhóm lần lượt giới thiệu sản phẩm: Mô tả về các nguyên liệu rác thải sinh hoạt được lựa chọn và giải thích lý do chọn nguyên liệu, các thông số của nguyên liệu để pha chế dung dịch; cách sử dụng dung dịch phân bón hữu cơ trên, một số lưu ý và những điều chỉnh trong quá trình tạo ra sản phẩm và giải thích lí do (nếu có); giải thích cách tính giá thành sản phẩm
Bước 2: GV và HS cùng thảo luận, kiểm tra lại các vấn đề bên thực hiện đề ra Bước 3: Tùy theo sự lựa chọn dự án, HS đặt câu hỏi, nhận xét các nhóm khác theo phiếu đánh giá số 2 dành cho HS GV đặt câu hỏi, nhận xét và công bố kết quả chấm
sản phẩm theo tiêu chí của phiếu đánh giá số 2 dành cho GV Tính phân hóa thể hiện ở
các câu hỏi nêu vấn đề và câu trả lời giải quyết vấn đề của từng cá nhân và từng nhóm
Bước 4: HS báo cáo về một số ưu, nhược điểm của quá trình trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm từ rác thải sinh hoạt rút ra qua quá trình thực nghiệm Tính tích hợp thể hiện qua nội dung các báo cáo, tính phân hóa thể hiện qua các mức độ hoàn chỉnh của các báo cáo để giải quyết vấn đề
Trong hoạt động này, tính tích hợp và tính phân hóa được thể hiện qua các bước trình bày kết quả báo cáo sản phẩm của các dự án Nếu HS vận dụng được tổng hợp các kiến thức STEM một cách hợp lí để giải quyết các vấn đề trong lựa chọn và thực hiện một trong hai dự án thì kết quả báo cáo sẽ thể hiện rõ tính khoa học, tính khả thi và tính ứng dụng thực tiễn Việc đánh giá phân hóa được xem là một trong những bước quan trọng trong hoạt động này Thông qua đánh giá các báo cáo, GV có thể xác định được khả năng làm việc, nhận thức của từng HS và từng nhóm, đồng thời xác định được mức
độ của các năng lực mà HS thể hiện được Việc đánh giá được những giải pháp tốt và chưa tốt là một phần cần thiết trong học tập, qua đó cho thấy rõ các mức độ phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS
4 Kết luận
Chủ đề giáo dục STEM trên đây thể hiện tính logic, tính tích hợp các kiến thức của các lĩnh vực môn học, phù hợp với nội dung dạy học về chủ đề phân bón hóa học Nội dung và tiến trình dạy học chủ đề giáo dục STEM tạo cơ hội cho HS vận dụng kiến thức, kỹ năng của nhiều môn học để giải quyết các vấn đề học tập đặt ra, từ đó tạo hứng thú cho HS tham gia vào các hoạt động học tập
Tiến trình dạy học chủ đề giáo dục STEM thể hiện sự chú trọng tính phân hóa trong việc tổ chức cho HS nghiên cứu kiến thức, giải quyết các vấn đề gắn với đời sống thực tiễn Việc sử dụng PPDH hợp tác theo nhóm nhỏ và dạy học dự án để tổ chức dạy học chủ đề giáo dục STEM mở ra cơ hội, tạo động lực để HS tích cực tư duy cá nhân và
Trang 9hợp tác nhóm trong việc thu thập các thông tin từ nhiều nguồn gắn với kiến thức của nhiều môn học để giải quyết hiệu quả các vấn đề đặt ra Đặc biệt, đứng trước các tình huống học tập có vấn đề gắn với bài học và đời sống thực tiễn, HS thể hiện rõ sự hứng thú có nhu cầu tìm hiểu vấn đề và giải quyết vấn đề Việc xây dựng nhiều dự án cùng một nội dung học tập theo mô hình STEM tạo nhiều cơ hội cho HS lựa chọn theo nhu cầu sở thích cá nhân, điều này hoàn toàn phù hợp với các mục tiêu định hướng dạy học phân hóa ở cấp THPT đề ra trong các định hướng đổi mới giáo dục và trong chương trình giáo dục phổ thông mới
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018) Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng
thể Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm
2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo
Bộ Giáo dục và Đào tạo (2020) Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai
thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học Hà Nội
Nguyễn Thanh Nga (Chủ biên), Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang linh, Hoàng Phước
Muội (2017) Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ
sở và trung học phổ thông NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh
Hoàng Phê (2002) Từ điển tiếng Việt Viện Ngôn ngữ học, NXB Đà Nẵng
Nguyễn Thị Lan Phương (2014) Đề xuất cấu trúc và chuẩn đánh giá năng lực giải quyết
vấn đề trong chương trình giáo dục phổ thông mới Tạp chí Khoa học Giáo dục,
Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam, số 111
Nguyễn Thanh Nga, Lê Thị Hoàng Diễm (2020) Tổ chức dạy học chủ đề “Sự kỳ diệu
của lá phổi” (Vật lí 10) theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển tư duy kỹ
thuật cho học sinh Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt kì I tháng 5/2020, tr 150-154
Nguyễn Mậu Đức, Đinh Thị Ngoan (2019) Thiết kế chủ đề “Pin chanh” (Chương trình
hóa học vô cơ lớp 12) theo định hướng giáo dục STEM Tạp chí Giáo dục, Số đặc
biệt tháng 4/2019, tr 214-221
Nguyễn Mậu Đức, Dương Thị Ánh Tuyết (2018) Dạy học chủ đề axit - bazơ (Hóa học
11) theo định hướng giáo dục STEM Tạp chí Giáo dục, số đặc biệt tháng 8/2018, tr
214-218
Nguyễn Thị Hằng (2020).Thiết kế và tổ chức hoạt động học trải nghiệm trong dạy học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở động vật sinh học” (Sinh học 11) theo định
hướng giáo dục STEM, Tạp chí Giáo dục, Số 488, tr 24-30
Breiner, J M., Harkness, S S., Johnson, C C., Koehler, C M (2012) What is STEM? A
Discussion about Conceptions of STEM in Education and Partnerships School
Science and Mathematics Association, https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.2011
00109.x
Daugherty M K (2013) The Prospect of an “A” in STEM Education Journal of STEM
Education: Innovations and Research, 14(2), pp 10-16
Trang 10Marginson S., Tytler R., Freeman B., and Roberts K (2013) STEM: country comparisons:
international comparisons of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education Report for the Australian Council of Learned Academies
SUMMARY
INTEGRATION AND DIFFERENTIATION
IN THE STEM EDUCATION SUBJECT WITH THE DEVELOPMENT
OF PROBLEM-SOLVING CAPACITY OF STUDENTS
Le Van Nam (1) , Nguyen Thi Lan Anh (2) , Nguyen Le Bao Khue (2)
1 School of Education, Vinh University
2 University of Science and Education, Da Nang University
Received on 26/10/2021, accepted for publication on 11/02/2022 The renovation of current teaching methods aims to achieve two important goals: Firstly, equip students with the ability to synthesize knowledge, skills, etc in many different fields to solve problems; secondly, from the requirement of educational socialization, it is necessary to fulfill the teaching purposes for all students, that is, to ensure that each individual student is trained to improve knowledge and develop capacity STEM education is one of the solutions to meet the above goals STEM education demonstrates integration and differentiation in teaching content and organization to equip learners with necessary knowledge and skills, thereby developing problem-solving abilities for all learners This article deeply explores the integration and differentiation in the topic of STEM education with the development of problem-solving capacity for students through the topic Chemical fertilizers in high school grade 11 chemistry program
Keywords: STEM education; STEM topics; integration; differentiation, problem
solving ability