I. Phát triển năng lực học sinh và Giáo dục THPT
Bài viết tập trung vào Phát triển năng lực học sinh THPT thông qua dạy học STEM với ví dụ cụ thể là Nito và Photpho. Giáo dục THPT hiện đại đòi hỏi sự đổi mới căn bản toàn diện, hướng tới phát triển năng lực học sinh một cách toàn diện. Giáo dục STEM được xem là một hướng đi hợp lý, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Đề tài nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế và tổ chức các chủ đề dạy học STEM để phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng (NL VDKT, KN) của học sinh THPT. Nội dung nghiên cứu dựa trên cơ sở lý luận về năng lực, năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng, và giáo dục STEM. Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp vào việc cải tiến phương pháp giảng dạy, nâng cao chất lượng giáo dục THPT.
1.1. Năng lực học sinh THPT và chuẩn kiến thức kĩ năng
Khái niệm Năng lực học sinh THPT được hiểu là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng vào giải quyết vấn đề thực tiễn. Chuẩn kiến thức kĩ năng THPT đặt ra yêu cầu học sinh không chỉ nắm vững lý thuyết mà còn phải vận dụng được kiến thức đó. Dạy học STEM cung cấp một khung lý thuyết và thực hành để phát triển năng lực học sinh THPT. Việc ứng dụng giáo dục STEM trong chương trình Hóa học THPT, đặc biệt là chương Nito và Photpho, giúp học sinh phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng tư duy phản biện, và kĩ năng hợp tác. Chương trình giáo dục phổ thông 2018 nhấn mạnh vai trò của giáo dục STEM trong việc phát triển năng lực học sinh. Nghiên cứu này sẽ phân tích cách thức dạy học STEM hỗ trợ học sinh đạt được chuẩn kiến thức kĩ năng THPT và vượt trội hơn nữa.
1.2. Đánh giá năng lực học sinh sau khi áp dụng mô hình dạy học STEM
Để đánh giá hiệu quả của dạy học STEM, cần có bộ công cụ đánh giá phù hợp. Đánh giá năng lực học sinh cần bao quát các khía cạnh: kiến thức, kĩ năng, thái độ. Dạy học tích hợp STEM yêu cầu đánh giá tổng hợp, không chỉ dựa trên kết quả kiểm tra mà còn trên quá trình học tập của học sinh. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sẽ được áp dụng để thu thập dữ liệu và đánh giá hiệu quả của mô hình. Đánh giá năng lực học sinh sẽ được thực hiện thông qua các sản phẩm, bài làm của học sinh trong các hoạt động thực hành, dự án. Kết quả đánh giá năng lực học sinh sẽ cho thấy sự cải thiện về kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng sáng tạo, và kĩ năng hợp tác của học sinh sau khi tham gia các hoạt động dạy học STEM.
II. Dạy học STEM và ứng dụng trong Hóa học THPT
Phần này tập trung vào dạy học STEM và cách thức ứng dụng vào môn Hóa học THPT. Phương pháp dạy học STEM đề cao tính thực hành, trải nghiệm, và liên môn. Ứng dụng STEM trong giáo dục không chỉ giới hạn trong việc truyền đạt kiến thức mà còn chú trọng phát triển năng lực học sinh. Dạy học theo dự án và dạy học tích hợp là hai phương pháp dạy học STEM được áp dụng rộng rãi. Mục tiêu của giáo dục STEM là trang bị cho học sinh những kĩ năng cần thiết để thích nghi với cuộc sống hiện đại, chứ không chỉ là kiến thức lý thuyết. Dạy học STEM với Nito và Photpho là một ví dụ điển hình giúp học sinh hiểu được ứng dụng thực tiễn của kiến thức Hóa học.
2.1. Phương pháp dạy học STEM và các hoạt động trải nghiệm
Phương pháp dạy học STEM nhấn mạnh vào việc học thông qua làm. Hoạt động trải nghiệm STEM giúp học sinh chủ động tìm tòi, khám phá kiến thức. Thí nghiệm Nito và thí nghiệm Photpho cung cấp cơ hội để học sinh trực tiếp trải nghiệm, hiểu được tính chất của hai nguyên tố này. Ứng dụng Nito và ứng dụng Photpho trong nông nghiệp, công nghiệp được đưa vào bài học, giúp học sinh thấy được sự liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn. An toàn thí nghiệm Nito và an toàn thí nghiệm Photpho được đặc biệt chú trọng, đảm bảo an toàn cho học sinh trong quá trình thực hành. Dạy học tích hợp STEM kết hợp kiến thức từ nhiều môn học khác nhau, giúp học sinh có cái nhìn toàn diện hơn về vấn đề. Bài giảng STEM cần được thiết kế sao cho phù hợp với đặc điểm của dạy học STEM.
2.2. Vai trò của Nito và Photpho trong giáo dục STEM
Nito trong giáo dục STEM đóng vai trò quan trọng trong việc minh họa các khái niệm về liên kết hóa học, phản ứng hóa học. Tính chất của Nito được học sinh tìm hiểu qua các thí nghiệm Nito. Ứng dụng Nito trong nông nghiệp và công nghiệp được phân tích, giúp học sinh hiểu rõ tầm quan trọng của Nito đối với đời sống. Tương tự, Photpho trong giáo dục STEM giúp minh họa các khái niệm về chu trình vật chất, phản ứng hóa học. Tính chất của Photpho được học sinh tìm hiểu qua thí nghiệm Photpho. Ứng dụng Photpho trong nông nghiệp và công nghiệp cũng được phân tích. Vai trò của Nito và vai trò của Photpho trong môi trường được thảo luận, giúp học sinh nhận thức được vấn đề bảo vệ môi trường. Chu trình Nito và chu trình Photpho là những nội dung quan trọng cần được chú trọng trong giáo dục STEM.
III. Kết luận và đề xuất
Nghiên cứu này đã chỉ ra hiệu quả của dạy học STEM trong việc phát triển năng lực học sinh THPT. Dạy học STEM với Nito và Photpho đã giúp học sinh nâng cao kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng sáng tạo, và kĩ năng hợp tác. Cải tiến phương pháp dạy học là điều cần thiết để nâng cao chất lượng giáo dục. Đào tạo giáo viên STEM là yếu tố quan trọng để triển khai hiệu quả giáo dục STEM trong trường học. Nghiên cứu này đề xuất một số mục tiêu của giáo dục STEM và hướng phát triển trong tương lai.
3.1. Hướng phát triển của đề tài
Nghiên cứu cần được mở rộng phạm vi để bao gồm nhiều đối tượng học sinh và nhiều môn học khác. Tài liệu dạy học STEM cần được bổ sung và cập nhật thường xuyên. Mô hình dạy học STEM cần được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện thực tế của từng trường học. Đánh giá năng lực học sinh cần được thực hiện một cách khách quan và công bằng. Hợp tác quốc tế trong lĩnh vực giáo dục STEM là điều cần thiết để chia sẻ kinh nghiệm và học hỏi lẫn nhau. Đề tài này có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên khi giảng dạy chương Nito và Photpho theo hướng dạy học STEM.
