Luận văn phát triển năng lực nhận thức hóa học 11 theo STEM

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh lớp 11 qua chương Cacbon-Silic theo phương pháp giáo dục STEM hiện đại.

• Tác giả: Nguyễn Nhị Hà
• Người hướng dẫn: Vũ Minh Trang
• Trường học: Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Sư phạm Hóa học
• Đề tài: Phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh thông qua dạy học chương Cacbon-Silic, Hóa học 11 theo hướng tiếp cận STEM
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hóa học
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khám Phá Giáo Dục STEM Chìa Khóa Nâng Cao Năng Lực Nhận Thức Hóa Học Hiện Đại

Trong bối cảnh giáo dục hiện nay, việc phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM đã trở thành một ưu tiên hàng đầu, đáp ứng yêu cầu về chất lượng nguồn nhân lực cho kỷ nguyên số. Phương pháp giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học) không chỉ dừng lại ở việc truyền đạt kiến thức mà còn hướng tới việc trang bị cho người học những kĩ năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện và khả năng sáng tạo. Đặc biệt, đối với môn hóa học, một môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các hiện tượng, quá trình và ứng dụng trong đời sống, tiếp cận STEM mang lại một luồng gió mới, giúp học sinh không chỉ học thuộc lòng mà còn thực sự "hiểu" và "làm" hóa học.

Sự tích hợp liên môn của STEM giúp học sinh nhìn nhận hóa học không còn là một môn học đơn lẻ, khô khan mà là một phần không thể thiếu của thế giới xung quanh. Khi học sinh được tham gia vào các dự án STEM, các em phải vận dụng kiến thức từ nhiều lĩnh vực để giải quyết một vấn đề thực tiễn, từ đó hình thành và phát triển năng lực nhận thức hóa học một cách toàn diện. Đây chính là mục tiêu cốt lõi mà luận văn Thạc sĩ Sư phạm Hóa học của Nguyễn Nhị Hà (2021) hướng tới, cụ thể là việc phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh thông qua dạy học chương Cacbon-Silic, Hóa học 11 theo hướng tiếp cận STEM.

Việc áp dụng STEM trong dạy học hóa học khuyến khích học sinh chủ động tìm tòi, khám phá, thử nghiệm và rút ra kết luận, từ đó khắc sâu kiến thức và phát triển tư duy khoa học. Phương pháp này không chỉ nâng cao hiệu quả học tập mà còn tạo hứng thú, động lực cho học sinh trong quá trình học tập. Thay vì chỉ tiếp thu thụ động, học sinh được trở thành những nhà khoa học nhí, những kỹ sư tương lai, tự tay thực hiện các thí nghiệm, thiết kế mô hình hoặc giải quyết các bài toán hóa học phức tạp bằng cách vận dụng các nguyên lý khoa học và kỹ thuật. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc chuẩn bị cho học sinh trước những thách thức của thế kỷ 21, nơi mà khả năng thích ứng và đổi mới là yếu tố then chốt cho sự thành công.

Năng lực nhận thức hóa học, theo cách tiếp cận này, bao gồm khả năng quan sát, phân tích, tổng hợp, dự đoán, và giải thích các hiện tượng hóa học, đồng thời có thể áp dụng kiến thức hóa học vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn. Giáo dục STEM cung cấp một môi trường lý tưởng để rèn luyện những năng lực này, từ đó giúp học sinh không chỉ đạt được thành tích cao trong học tập mà còn phát triển toàn diện về tư duy và kỹ năng sống.

1.1. Giáo Dục STEM Là Gì Định Nghĩa Và Tầm Quan Trọng Trong Hóa Học

Giáo dục STEM là một phương pháp tiếp cận liên môn tích hợp các lĩnh vực Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics) vào một mô hình học tập gắn kết. Mục tiêu của STEM không chỉ là truyền đạt kiến thức chuyên biệt mà còn phát triển các kĩ năng giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, sáng tạo và hợp tác. Trong bối cảnh dạy học hóa học, STEM giúp chuyển đổi từ việc học lý thuyết sang thực hành, khuyến khích học sinh khám phá các nguyên lý hóa học thông qua các dự án thực tiễn. Theo Nguyễn Nhị Hà (2021), STEM cung cấp một nền tảng vững chắc để học sinh không chỉ hiểu “cái gì” mà còn biết “tại sao” và “làm thế nào”.

1.2. Năng Lực Nhận Thức Hóa Học Tại Sao Cần Phát Triển Qua STEM

Năng lực nhận thức hóa học bao gồm khả năng quan sát, phân tích hiện tượng, giải thích quá trình, và áp dụng kiến thức hóa học vào các tình huống thực tiễn. Trong giáo dục truyền thống, việc này thường bị hạn chế bởi sự tập trung vào lý thuyết. Phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM mang lại cơ hội để học sinh trực tiếp trải nghiệm, thử nghiệm và tự xây dựng kiến thức. Điều này giúp các em phát triển tư duy khoa học, kỹ năng thực hành và khả năng kết nối kiến thức hóa học với các lĩnh vực khác, từ đó nâng cao hứng thú và hiệu quả học tập môn hóa học. Việc này đặc biệt quan trọng để chuẩn bị cho học sinh khả năng đối phó với các vấn đề phức tạp trong tương lai.

II. Thách Thức Và Cơ Hội Hiện Trạng Dạy Học Hóa Học Cần Đổi Mới Bằng STEM

Mặc dù có vai trò quan trọng, dạy học hóa học truyền thống thường đối mặt với nhiều thách thức, làm hạn chế việc phát triển năng lực nhận thức hóa học của học sinh. Các phương pháp giảng dạy chủ yếu dựa vào lý thuyết, ít cơ hội cho thực hành, thí nghiệm và ứng dụng thực tiễn, khiến môn học trở nên khô khan và khó tiếp cận. Học sinh thường ghi nhớ kiến thức một cách thụ động mà không thực sự hiểu sâu sắc bản chất các hiện tượng hóa học, dẫn đến việc thiếu kĩ năng giải quyết vấn đề khi gặp phải các tình huống mới. Đây là một vấn đề phổ biến cần được giải quyết để nâng cao chất lượng giáo dục.

Một trong những thách thức lớn là sự thiếu hụt các dự án liên môn và các hoạt động thực hành sáng tạo. Việc thiếu cơ hội để học sinh tự tay thực hiện các thí nghiệm, thiết kế sản phẩm hoặc giải quyết các vấn đề thực tế làm giảm đi sự hứng thú và động lực học tập. Khi học sinh không được khuyến khích tư duy độc lập và thử nghiệm, năng lực phân tích, tổng hợp và đánh giá của các em sẽ không được phát triển đầy đủ. Điều này càng trở nên rõ rệt trong các chương học mang tính ứng dụng cao như Chương Cacbon-Silic, Hóa học 11, nơi mà kiến thức về vật liệu và công nghệ có thể được minh họa một cách sinh động thông qua các hoạt động STEM.

Tuy nhiên, những thách thức này cũng mở ra những cơ hội lớn để đổi mới giáo dục. Tiếp cận STEM được xem là một giải pháp hiệu quả để khắc phục những hạn chế của phương pháp truyền thống, đồng thời tận dụng những ưu điểm của việc học tập trải nghiệm. Bằng cách tích hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, STEM tạo ra một môi trường học tập năng động, nơi học sinh có thể áp dụng kiến thức vào thực tiễn, phát triển tư duy khoa học và kỹ năng làm việc nhóm. Điều này không chỉ giúp phát triển năng lực nhận thức hóa học mà còn trang bị cho học sinh những kỹ năng cần thiết cho tương lai, biến các em thành những công dân toàn cầu có khả năng thích nghi và sáng tạo.

Việc nghiên cứu và áp dụng các mô hình giáo dục STEM trong dạy học hóa học không chỉ giúp cải thiện chất lượng giáo dục mà còn góp phần nâng cao vị thế của môn học này trong chương trình phổ thông. Khi học sinh thấy được sự liên hệ mật thiết giữa hóa học với cuộc sống và các ngành nghề khác, các em sẽ có động lực hơn để tìm hiểu và khám phá. Đây chính là nền tảng để đào tạo ra những thế hệ học sinh không chỉ giỏi về kiến thức mà còn vững vàng về kỹ năng, sẵn sàng đối mặt với mọi thử thách.

2.1. Hạn Chế Của Dạy Học Hóa Học Truyền Thống Và Nhu Cầu Đổi Mới

Dạy học hóa học truyền thống thường tập trung vào việc truyền thụ kiến thức lý thuyết, ghi nhớ công thức và phản ứng, ít chú trọng đến việc ứng dụng thực tiễn và phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề. Điều này làm giảm sự hứng thú của học sinh và cản trở việc phát triển năng lực nhận thức hóa học một cách toàn diện. Các bài giảng thường thiếu tính trực quan, thí nghiệm ít được thực hiện, khiến học sinh khó hình dung và liên hệ kiến thức với đời sống. Nhu cầu đổi mới giáo dục, đặc biệt là thông qua tiếp cận STEM, trở nên cấp thiết để khắc phục những hạn chế này và trang bị cho học sinh những kỹ năng cần thiết trong thế kỷ 21.

2.2. Lợi Ích Vượt Trội Của STEM Trong Nâng Cao Chất Lượng Dạy Hóa

Giáo dục STEM mang lại nhiều lợi ích vượt trội trong việc nâng cao chất lượng dạy học hóa học. Nó tạo cơ hội cho học sinh tham gia vào các hoạt động thực hành, thí nghiệm, dự án liên môn, giúp các em áp dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn. Điều này không chỉ củng cố kiến thức mà còn phát triển năng lực nhận thức hóa học toàn diện, bao gồm tư duy phản biện, sáng tạo và khả năng làm việc nhóm. Tiếp cận STEM giúp học sinh nhìn thấy sự liên kết giữa hóa học và các lĩnh vực khác, từ đó tăng cường hứng thú và động lực học tập, chuẩn bị tốt hơn cho các em trước những thách thức của tương lai.

III. Phương Pháp Đột Phá Tích Hợp Mô Hình 5E Và Các Hoạt Động STEM Hiệu Quả

Để thực sự phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM, việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực và mô hình sư phạm hiệu quả là vô cùng quan trọng. Một trong những mô hình được khuyến nghị và áp dụng thành công là Mô hình 5E (Engage – Gắn kết, Explore – Khám phá, Explain – Giải thích, Elaborate – Mở rộng, Evaluate – Đánh giá). Mô hình này cung cấp một khuôn khổ có hệ thống để giáo viên thiết kế các bài học STEM, giúp học sinh trải nghiệm toàn bộ quá trình học tập từ việc khởi động hứng thú đến việc áp dụng và đánh giá kiến quả. Theo luận văn của Nguyễn Nhị Hà (2021), Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM là một quy trình hiệu quả để triển khai các chủ đề dạy học.

Trong giai đoạn Engage, giáo viên tạo tình huống gợi vấn đề, kích thích sự tò mò của học sinh, liên hệ với các vấn đề thực tiễn liên quan đến hóa học. Chẳng hạn, khi dạy Chương Cacbon-Silic, Hóa học 11, có thể bắt đầu bằng việc giới thiệu các ứng dụng của than chì trong mạch điện hoặc sự đa dạng của các vật liệu chứa silic. Giai đoạn Explore cho phép học sinh tự mình khám phá thông qua các thí nghiệm, dự án nhỏ hoặc hoạt động nhóm. Đây là lúc học sinh trực tiếp thực hiện các hoạt động thực hành để thu thập dữ liệu và hình thành các giả thuyết ban đầu, từ đó phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề và tư duy thực nghiệm.

Sau khi khám phá, giai đoạn Explain là lúc giáo viên giúp học sinh tổng hợp và giải thích các khái niệm khoa học, kết nối với kiến thức lý thuyết hóa học. Giáo viên có thể sử dụng các câu hỏi gợi mở, thảo luận nhóm để làm rõ các hiện tượng và quy luật. Tiếp đến, giai đoạn Elaborate khuyến khích học sinh mở rộng kiến thức bằng cách áp dụng các khái niệm đã học vào các tình huống mới, phức tạp hơn hoặc thiết kế các sản phẩm sáng tạo. Ví dụ, học sinh có thể thiết kế một mạch điện đơn giản sử dụng vật liệu than chì hoặc nghiên cứu các ứng dụng của silicon trong công nghệ hiện đại. Cuối cùng, giai đoạn Evaluate giúp đánh giá sự tiến bộ của học sinh, không chỉ về kiến thức mà còn về các kỹ năng và năng lực đã hình thành.

Bên cạnh Mô hình 5E, việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực khác như dạy học theo dự án, dạy học theo nhóm cũng đóng vai trò quan trọng. Các phương pháp này tạo điều kiện cho học sinh hợp tác, chia sẻ ý tưởng và cùng nhau giải quyết các vấn đề phức tạp, từ đó nâng cao hiệu quả của việc phát triển năng lực nhận thức hóa học và tư duy khoa học. Sự kết hợp linh hoạt các phương pháp này trong dạy học hóa học theo định hướng STEM sẽ mang lại một môi trường học tập toàn diện và hiệu quả.

3.1. Vận Dụng Mô Hình 5E Từ Khám Phá Đến Đánh Giá Năng Lực Hóa Học

Mô hình 5E là một khuôn khổ sư phạm mạnh mẽ để phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM. Mô hình này bao gồm năm giai đoạn: Engage (gắn kết), Explore (khám phá), Explain (giải thích), Elaborate (mở rộng) và Evaluate (đánh giá). Mỗi giai đoạn đều có vai trò riêng biệt trong việc khuyến khích học sinh chủ động học tập, từ việc khơi gợi hứng thú ban đầu đến việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn và tự đánh giá kết quả. Trong dạy học hóa học, việc vận dụng Mô hình 5E giúp cấu trúc bài học một cách logic, tạo điều kiện cho học sinh trải nghiệm quá trình nghiên cứu khoa học, từ đó hình thành và củng cố năng lực nhận thức hóa học một cách tự nhiên và sâu sắc.

3.2. Xây Dựng Chủ Đề Và Hoạt Động STEM Trong Môn Hóa Học

Việc xây dựng các chủ đề và hoạt động giáo dục STEM phù hợp là yếu tố then chốt để phát triển năng lực nhận thức hóa học. Các chủ đề cần phải gắn với thực tiễn, có tính liên môn và thách thức để khuyến khích học sinh tìm tòi, sáng tạo. Ví dụ, đối với Chương Cacbon-Silic, Hóa học 11, có thể xây dựng chủ đề về “Than chì dẫn điện và ứng dụng” hoặc “Silicon trong công nghệ bán dẫn”. Quy trình xây dựng chủ đề STEM theo luận văn Nguyễn Nhị Hà (2021) bao gồm việc xác định vấn đề thực tiễn, thiết kế sản phẩm, lựa chọn kiến thức nền và xây dựng kế hoạch đánh giá. Các hoạt động cụ thể có thể là thí nghiệm chế tạo pin từ than chì, mô hình hóa cấu trúc tinh thể, hoặc nghiên cứu các vật liệu mới từ silicon, từ đó rèn luyện kĩ năng giải quyết vấn đề và tư duy khoa học.

IV. Thực Tiễn Triển Khai Kết Quả Đột Phá Khi Phát Triển Năng Lực Nhận Thức Hóa Học Bằng STEM

Việc phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM không chỉ là một lý thuyết hấp dẫn mà đã được chứng minh hiệu quả thông qua các nghiên cứu thực nghiệm. Luận văn của Nguyễn Nhị Hà (2021) đã triển khai thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT Hoàng Mai và THPT Lý Thái Tổ (Hà Nội), tập trung vào dạy học hóa học Chương Cacbon-Silic, Hóa học 11 theo hướng tiếp cận STEM. Mục đích là đánh giá mức độ phát triển năng lực nhận thức hóa học của học sinh khi áp dụng phương pháp này so với phương pháp truyền thống. Kết quả thu được đã khẳng định tính ưu việt của giáo dục STEM trong việc nâng cao chất lượng học tập môn hóa học.

Trong quá trình thực nghiệm, các lớp được áp dụng phương pháp dạy học hóa học theo định hướng giáo dục STEM đã tham gia vào các hoạt động thực tiễn như thiết kế mạch điện sử dụng than chì, tìm hiểu ứng dụng của silic trong đời sống và công nghệ. Học sinh được khuyến khích tự đặt câu hỏi, tìm kiếm thông tin, tiến hành thí nghiệm và trình bày kết quả. Bảng kiểm quan sát và phiếu tự đánh giá của học sinh cho thấy sự gia tăng rõ rệt về khả năng quan sát, phân tích, giải thích hiện tượng hóa học, cũng như kĩ năng giải quyết vấn đề và hợp tác nhóm. Điểm bài kiểm tra 15 phút và 45 phút của các lớp thực nghiệm cũng cao hơn đáng kể so với các lớp đối chứng, minh chứng cho việc kiến thức được củng cố và năng lực nhận thức được nâng cao.

Đặc biệt, việc học sinh tự tay thực hiện các dự án STEM đã kích thích niềm đam mê khoa học, giúp các em chủ động hơn trong việc tìm hiểu và khám phá thế giới hóa học. Chẳng hạn, việc tự chế tạo các sản phẩm nhỏ từ than chì không chỉ giúp học sinh hiểu rõ tính chất dẫn điện của nó mà còn rèn luyện kỹ năng kỹ thuật, thiết kế. Đây là minh chứng rõ ràng cho việc tiếp cận STEM không chỉ cải thiện kiến thức mà còn phát triển năng lực nhận thức hóa học một cách toàn diện, bao gồm cả tư duy khoa học và khả năng ứng dụng.

Kết quả từ thực nghiệm sư phạm đã cung cấp bằng chứng vững chắc về hiệu quả của giáo dục STEM trong việc phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh. Các học sinh không chỉ thể hiện sự tiến bộ về mặt kiến thức mà còn tự tin hơn trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp, tư duy sáng tạo và làm việc hiệu quả trong môi trường hợp tác. Điều này mở ra hướng đi mới và đầy triển vọng cho việc đổi mới dạy học hóa học trong chương trình phổ thông.

4.1. Thực Nghiệm Sư Phạm Ứng Dụng STEM Trong Chương Cacbon Silic Hóa Học 11

Luận văn của Nguyễn Nhị Hà (2021) đã thực hiện thực nghiệm sư phạm tại các trường THPT Hoàng Mai và THPT Lý Thái Tổ, tập trung vào Chương Cacbon-Silic, Hóa học 11. Việc này nhằm đánh giá hiệu quả của việc phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM. Học sinh lớp thực nghiệm được tham gia vào các hoạt động dạy học hóa học theo định hướng giáo dục STEM, bao gồm các dự án thực tiễn liên quan đến tính chất và ứng dụng của cacbon, silic. Các hoạt động này được thiết kế để khuyến khích học sinh chủ động khám phá, thử nghiệm và giải quyết vấn đề, từ đó củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ năng giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.

4.2. Đánh Giá Hiệu Quả Minh Chứng Khoa Học Về Sự Phát Triển Năng Lực

Kết quả thực nghiệm đã cho thấy sự phát triển năng lực nhận thức hóa học rõ rệt ở học sinh lớp thực nghiệm so với lớp đối chứng. Các công cụ đánh giá như bảng kiểm quan sát, phiếu tự đánh giá và bài kiểm tra đã ghi nhận sự tiến bộ vượt bậc về khả năng quan sát, phân tích, giải thích hiện tượng và ứng dụng kiến thức hóa học. Học sinh thể hiện sự hứng thú, tích cực hơn trong học tập và có tư duy khoa học vững vàng hơn. Điều này khẳng định rằng tiếp cận STEM là một phương pháp hiệu quả không chỉ trong việc truyền đạt kiến thức mà còn trong việc trang bị cho học sinh những năng lực thiết yếu, giúp các em học tập môn hóa học hiệu quả hơn.

V. Tương Lai Năng Động Triển Vọng Của STEM Trong Nâng Tầm Giáo Dục Hóa Học

Việc phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM không chỉ là một xu hướng mà là một định hướng chiến lược cho giáo dục hóa học trong tương lai. Những thành công từ các nghiên cứu thực tiễn, điển hình là luận văn của Nguyễn Nhị Hà (2021), đã khẳng định tiềm năng to lớn của giáo dục STEM trong việc nâng cao chất lượng dạy và học. Trong thời đại công nghệ số và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, yêu cầu về nguồn nhân lực có khả năng sáng tạo, giải quyết vấn đề và thích ứng nhanh chóng ngày càng cao, và tiếp cận STEM chính là chìa khóa để đào tạo thế hệ công dân toàn cầu này.

Để nhân rộng mô hình dạy học hóa học theo định hướng giáo dục STEM, cần có sự đầu tư đồng bộ từ chính sách, cơ sở vật chất đến bồi dưỡng đội ngũ giáo viên. Các nhà trường cần được trang bị phòng thí nghiệm hiện đại, tài liệu học tập phong phú và các công cụ hỗ trợ cho các dự án STEM. Hơn nữa, việc đào tạo và tập huấn chuyên sâu cho giáo viên về phương pháp giáo dục STEM, đặc biệt là cách thức xây dựng và triển khai các chủ đề liên môn, là yếu tố then chốt. Giáo viên cần được trang bị kiến thức về cách tích hợp khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào bài giảng hóa học một cách sáng tạo và hiệu quả, giúp học sinh thực sự phát triển năng lực nhận thức hóa học.

Ngoài ra, việc tăng cường hợp tác giữa nhà trường với các doanh nghiệp, viện nghiên cứu sẽ mở ra nhiều cơ hội cho học sinh được tiếp xúc với môi trường làm việc thực tế, tham gia vào các dự án có tính ứng dụng cao. Điều này không chỉ giúp các em hiểu rõ hơn về ngành nghề liên quan đến hóa học mà còn truyền cảm hứng, định hướng nghề nghiệp trong tương lai. Sự liên kết này sẽ làm cho việc dạy học hóa học trở nên sống động, gắn kết với thực tiễn hơn bao giờ hết, góp phần hình thành tư duy khoa học và kĩ năng giải quyết vấn đề từ sớm.

Trong tương lai, việc tiếp tục nghiên cứu, phát triển các chủ đề STEM mới, đa dạng hơn, phù hợp với từng cấp độ và chương trình học là cần thiết. Đặc biệt là những chương học cốt lõi như Chương Cacbon-Silic, Hóa học 11, cần có thêm nhiều tài liệu và hướng dẫn cụ thể để giáo viên có thể triển khai một cách thuận lợi. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một môi trường giáo dục hóa học năng động, sáng tạo, nơi mỗi học sinh đều có thể phát huy tối đa tiềm năng của mình và trở thành những nhà khoa học, kỹ sư, nhà đổi mới của tương lai, đóng góp vào sự phát triển bền vững của xã hội.

5.1. Những Gợi Ý Thực Tiễn Để Tiếp Tục Phát Triển Giáo Dục STEM

Để tiếp tục phát triển năng lực nhận thức hóa học qua STEM, cần có những gợi ý thực tiễn cụ thể. Đầu tiên là việc bồi dưỡng năng lực cho đội ngũ giáo viên về phương pháp giáo dục STEM, bao gồm cách thiết kế bài học, quản lý dự án và đánh giá học sinh. Thứ hai là đầu tư vào cơ sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm hiện đại để hỗ trợ các hoạt động thực hành. Cuối cùng, cần khuyến khích sự hợp tác giữa các trường học, doanh nghiệp và cộng đồng để tạo ra môi trường học tập đa dạng, phong phú. Việc này sẽ giúp học sinh có thêm cơ hội trải nghiệm thực tế, phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề và tư duy khoa học.

5.2. Tầm Nhìn Chiến Lược Hóa Học Với STEM Trong Kỷ Nguyên Mới

Giáo dục STEM định hình lại tầm nhìn chiến lược cho dạy học hóa học trong kỷ nguyên mới. Hóa học không chỉ là môn học cung cấp kiến thức mà còn là nền tảng để phát triển năng lực nhận thức hóa học và các kỹ năng sống thiết yếu. Việc tích hợp STEM giúp học sinh nhìn thấy mối liên hệ mật thiết giữa hóa học với cuộc sống, công nghệ và các ngành nghề tương lai. Mục tiêu là đào tạo thế hệ học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn có khả năng sáng tạo, thích ứng và giải quyết các vấn đề phức tạp. Đây là bước đi quan trọng để Việt Nam có thể bắt kịp với xu thế giáo dục toàn cầu và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong xu thế đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực, việc chuyển đổi từ phương pháp truyền thụ một chiều sang tổ chức hoạt động học tập tích cực là yêu cầu cấp thiết. Môn Hóa học ở trường trung học phổ thông giữ vai trò nòng cốt trong việc hình thành thế giới quan khoa học, rèn luyện kỹ năng thực nghiệm và tư duy logic. Tuy nhiên, theo khảo sát thực tế tại các trường phổ thông, khoảng hơn 60% học sinh vẫn gặp khó khăn trong việc vận dụng kiến thức lý thuyết để giải quyết các vấn đề thực tiễn, việc ghi nhớ kiến thức mang tính hình thức và nhanh bị lãng quên.

Nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề nâng cao chất lượng dạy học thông qua việc tiếp cận giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) nhằm bồi dưỡng năng lực nhận thức hóa học cho học sinh lớp 11. Mục tiêu trọng tâm của đề tài là xây dựng hệ thống kế hoạch bài dạy gắn với các chủ đề STEM trong chương Cacbon - Silic (Hóa học 11), đồng thời thiết kế bộ công cụ đo lường sự phát triển năng lực nhận thức hóa học một cách khoa học, khách quan và khả thi.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm sư phạm trong năm học 2020 - 2021 tại Trường Trung học phổ thông Hoàng Mai và Trường Trung học phổ thông Lý Thái Tổ thuộc thành phố Hà Nội. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện qua việc minh chứng giáo dục STEM giúp tăng tỷ lệ học sinh đạt mức độ nhận thức xuất sắc lên khoảng 25%, nâng điểm trung bình kiểm tra đánh giá thêm 1.2 đến 1.5 điểm so với phương pháp dạy học truyền thống, đồng thời khơi dậy sự hứng thú và say mê nghiên cứu khoa học của hơn 85% học sinh tham gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên nền tảng của lý thuyết học tập kiến tạo và phương pháp dạy học định hướng hành động. Hai mô hình cốt lõi được tích hợp chặt chẽ trong quá trình xây dựng bài học bao gồm chu trình thiết kế kỹ thuật (Engineering Design Process) và tiến trình dạy học khám phá theo mô hình 5E (Gắn kết - Khám phá - Giải thích - Củng cố - Đánh giá). Việc kết hợp này giúp học sinh vừa chiếm lĩnh tri thức khoa học vừa trực tiếp trải nghiệm hoạt động thiết kế, chế tạo sản phẩm phục vụ đời sống.

Các khái niệm chính được định nghĩa và làm rõ trong khuôn khổ nghiên cứu gồm:

1. Giáo dục STEM: Mô hình giáo dục tích hợp liên môn giúp học sinh vận dụng kiến thức khoa học tự nhiên và toán học để thiết kế, sáng tạo các giải pháp kỹ thuật và công nghệ.
2. Năng lực nhận thức hóa học (NLNTHH): Khả năng huy động tri thức, kỹ năng hóa học để nhận biết bản chất chất hóa học, phân tích cấu tạo, dự đoán tính chất, giải thích các hiện tượng tự nhiên và ứng dụng vật liệu trong đời sống.
3. Chủ đề STEM liên môn: Các dự án học tập gắn liền với kiến thức thực tiễn như chế tạo máy lọc nước từ than hoạt tính, thiết kế bình chữa cháy mini sinh khí cacbon đioxit, và tạo mạch điện than chì dẫn điện.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp định tính và định lượng nhằm đảm bảo tính toàn diện của dữ liệu. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 160 học sinh lớp 11 được chia thành 4 lớp (2 lớp thực nghiệm và 2 lớp đối chứng tương đương) tại 2 trường THPT Hoàng Mai và THPT Lý Thái Tổ trên địa bàn Hà Nội. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng dựa trên kết quả khảo sát học lực đầu vào để đảm bảo tính đồng đều giữa hai nhóm đối chứng và thực nghiệm.

Nguồn dữ liệu thu thập bao gồm:

• Phiếu điều tra thực trạng dạy và học STEM với hơn 150 mẫu khảo sát từ giáo viên và học sinh.
• Bộ bảng kiểm quan sát hành vi nhận thức gồm 5 tiêu chí chi tiết.
• Kết quả bài kiểm tra 15 phút và 45 phút chuẩn hóa.
• Phiếu tự đánh giá của học sinh và đánh giá chéo giữa các nhóm dự án.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thống kê mô tả kết hợp kiểm định giả thuyết thống kê (phân tích tần số, tần suất, tần suất lũy tích và kiểm định t-student) là để kiểm soát sai số ngẫu nhiên, chứng minh sự khác biệt về năng lực nhận thức giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất tin cậy trên 95%. Toàn bộ tiến trình nghiên cứu được thực hiện theo lộ trình từ tháng 9 năm 2020 đến tháng 1 năm 2021.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm sư phạm tại hai trường THPT đã ghi nhận những kết quả vượt trội ở nhóm lớp thực nghiệm so với nhóm lớp đối chứng:

1. Sự bứt phá về điểm số và mức độ thông hiểu lý thuyết: Điểm trung bình các bài kiểm tra 45 phút của nhóm thực nghiệm đạt từ 7.82 đến 8.15 điểm, cao hơn rõ rệt so với nhóm đối chứng chỉ đạt từ 6.35 đến 6.65 điểm. Mức chênh lệch điểm số đạt từ 1.2 đến 1.5 điểm, tương đương mức tăng trưởng khoảng 18% đến 22% về năng lực tiếp thu kiến thức.
2. Sự dịch chuyển tích cực của phổ điểm: Tỷ lệ học sinh đạt điểm giỏi (từ 8.0 đến 10.0 điểm) ở các lớp thực nghiệm đạt 46.3%, cao hơn gần gấp đôi so với lớp đối chứng (24.1%). Ngược lại, tỷ lệ học sinh đạt điểm dưới trung bình ở nhóm thực nghiệm giảm sâu xuống dưới 3.5%, trong khi nhóm đối chứng vẫn chiếm khoảng 12.5%.
3. Kỹ năng giải quyết vấn đề và chất lượng sản phẩm STEM: 100% các nhóm học sinh lớp thực nghiệm hoàn thành đúng hạn các sản phẩm kỹ thuật. Trong đó, trên 92% sản phẩm máy lọc nước mini đạt tiêu chuẩn lọc sạch cặn bẩn và khử mùi; 88% bình chữa cháy mini vận hành dập tắt ngọn lửa nến nhanh chóng nhờ phản ứng sinh khí CO2.
4. Gia tăng động lực và thái độ học tập: Khảo sát sau thực nghiệm chỉ ra rằng 87.5% học sinh cảm thấy tiết học Hóa học trở nên sinh động, dễ hiểu; hơn 80% học sinh chủ động tìm kiếm tài liệu và đề xuất ý tưởng cải tiến mô hình thí nghiệm.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội của học sinh lớp thực nghiệm bắt nguồn từ việc các em được trực tiếp trải nghiệm quy trình nghiên cứu khoa học và thiết kế kỹ thuật. Khi tham gia chế tạo mạch điện than chì hay bình chữa cháy, học sinh không chỉ học thuộc lòng tính chất vật lý và hóa học của cacbon, hợp chất cacbonat mà phải phân tích cấu trúc tinh thể, độ dẫn điện, cân bằng phản ứng và tính toán lượng chất cần dùng. Dữ liệu thực nghiệm được minh chứng rõ nét qua các bảng phân phối tần số, tần suất lũy tích và đồ thị đường cong tích lũy. Đường cong tích lũy điểm kiểm tra của các lớp thực nghiệm tại cả hai trường THPT Hoàng Mai và THPT Lý Thái Tổ luôn nằm lệch hẳn về phía bên phải so với đường cong của lớp đối chứng, khẳng định chất lượng học tập vượt trội ở mọi phân khúc điểm.

So sánh với các nghiên cứu giáo dục STEM trong nước và quốc tế, kết quả này hoàn toàn tương thích với các công bố khoa học khẳng định học tập qua hành hành động giúp gia tăng khả năng lưu giữ thông tin lâu dài hơn 30% so với phương pháp nghe giảng thụ động. Việc tự tay làm sản phẩm giúp học sinh chuyển hóa tri thức lý thuyết trừu tượng thành nhận thức cụ thể, trực quan.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, luận văn đưa ra 4 khuyến nghị trọng tâm nhằm nhân rộng mô hình dạy học STEM trong môn Hóa học:

1. Đổi mới quy trình thiết kế bài dạy: Giáo viên bộ môn Hóa học tại các trường THPT cần chủ động xây dựng tối thiểu 2 đến 3 chủ đề STEM trong mỗi học kỳ. Kế hoạch bài dạy cần tích hợp linh hoạt giữa kiến thức hóa học với công nghệ chế tạo và toán học, ưu tiên các chủ đề gần gũi như xử lý nước, vật liệu nano, phân bón và an toàn cháy nổ.
2. Áp dụng đa dạng công cụ đánh giá quá trình: Nhà trường và giáo viên cần chuyển đổi từ hình thức kiểm tra một lần trên giấy sang đánh giá đa chiều. Cần đưa vào sử dụng thường xuyên bảng kiểm quan sát, phiếu tự đánh giá của học sinh và rubric chấm sản phẩm STEM nhằm theo dõi sát sao sự tiến bộ về năng lực nhận thức của từng học sinh.
3. Tổ chức bồi dưỡng chuyên môn định kỳ: Sở Giáo dục và Đào tạo cùng Ban Giám hiệu các trường cần thiết lập kế hoạch tập huấn thường niên (tối thiểu 2 đợt mỗi năm học) cho đội ngũ giáo viên Hóa học về phương pháp dạy học dự án, kỹ thuật tổ chức hoạt động STEM và kỹ năng khai thác học liệu số.
4. Đầu tư kinh phí và cơ sở vật chất: Nhà trường cần trích khoảng 10% đến 15% kinh phí hoạt động chuyên môn hàng năm để bổ sung thiết bị thí nghiệm, hóa chất an toàn và không gian sáng tạo STEM (STEM Lab) nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho học sinh thực hành chế tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng trong hệ thống giáo dục:

• Giáo viên môn Hóa học cấp THPT: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về giáo án mẫu, tiến trình bài dạy và tiêu chí đánh giá cho 3 chủ đề STEM điển hình thuộc chương Cacbon - Silic (Hóa học 11), giúp tiết kiệm thời gian soạn giảng và nâng cao hiệu quả giảng dạy trên lớp.
• Cán bộ quản lý giáo dục và tổ trưởng chuyên môn: Có cơ sở dữ liệu thực tiễn và căn cứ khoa học để xây dựng kế hoạch giáo dục nhà trường, định hướng sinh hoạt chuyên môn theo chuyên đề đổi mới phương pháp dạy học theo Chương trình GDPT 2018.
• Sinh viên và học viên cao học ngành Sư phạm Hóa học: Tiếp cận một khung phương pháp luận hoàn chỉnh về nghiên cứu thực nghiệm sư phạm, kỹ thuật thiết kế thang đo năng lực và phương pháp xử lý số liệu thống kê giáo dục.
• Các nhà phát triển chương trình và biên soạn sách giáo khoa: Khai thác các ý tưởng tích hợp kỹ thuật vào hóa học để thiết kế các bài tập tình huống, bài tập trải nghiệm thực tế trong sách giáo khoa và tài liệu bổ trợ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chương Cacbon - Silic lại phù hợp để xây dựng các chủ đề STEM?
Chương Cacbon - Silic chứa nhiều kiến thức gắn liền với đời sống thực tiễn và công nghệ sản xuất, như tính hấp phụ của than hoạt tính, phản ứng sinh khí chữa cháy của muối cacbonat hay tính dẫn điện của than chì. Đây là ngữ cảnh lý tưởng để học sinh áp dụng kiến thức vào thiết kế các thiết bị kỹ thuật như máy lọc nước hay bình chữa cháy.

2. Bộ công cụ đánh giá năng lực nhận thức hóa học trong luận văn gồm những gì?
Bộ công cụ bao gồm bảng tiêu chí năng lực nhận thức hóa học (với 5 mức độ hành vi), bảng kiểm quan sát của giáo viên theo từng hoạt động học, phiếu tự đánh giá và đánh giá chéo của học sinh, cùng hệ thống câu hỏi kiểm tra 15 phút và 45 phút đã được chuẩn hóa.

3. Dạy học theo định hướng STEM có làm quá tải thời lượng chương trình học không?
Không. Khi được tích hợp khoa học, các chủ đề STEM thay thế các tiết dạy lý thuyết rời rạc, giúp tinh giản thời gian giảng giải một chiều. Học sinh tự nghiên cứu kiến thức nền ở nhà và dành thời gian trên lớp cho thảo luận, thử nghiệm và hoàn thiện sản phẩm.

4. Làm thế nào để đánh giá công bằng mức độ đóng góp của từng cá nhân khi làm việc nhóm STEM?
Giáo viên sử dụng kết hợp bảng kiểm quan sát quá trình làm việc nhóm, nhật ký hoạt động dự án của từng thành viên và phiếu đánh giá đồng đẳng. Qua đó, điểm số của mỗi học sinh phản ánh chính xác cả thái độ, năng lực nhận thức và sản phẩm chung.

5. Khó khăn lớn nhất khi triển khai mô hình STEM tại trường phổ thông là gì?
Khó khăn phổ biến là thiếu trang thiết bị chuyên dụng và thói quen thụ động của học sinh. Luận văn đã giải quyết triệt để vấn đề này bằng cách tận dụng tối đa các vật liệu tái chế, chi phí thấp (chai nhựa, cát, sỏi, baking soda, ruột bút chì) và thiết kế tiến trình 5E dẫn dắt học sinh từng bước.

Kết luận

• Đề tài đã khẳng định tính đúng đắn và hiệu quả vượt bậc của mô hình giáo dục STEM trong việc phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh lớp 11.
• Xây dựng thành công 3 kế hoạch dạy học chủ đề STEM mẫu (Máy lọc nước, Bình chữa cháy mini, Mạch điện than chì) với cấu trúc bài bản và tính ứng dụng thực tiễn cao.
• Thiết lập hoàn chỉnh bộ công cụ đo lường và đánh giá năng lực nhận thức hóa học đa chiều, đảm bảo độ tin cậy và giá trị khoa học.
• Kết quả thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Hoàng Mai và THPT Lý Thái Tổ cho thấy học sinh lớp thực nghiệm đạt mức tăng trưởng điểm số từ 18% đến 22% so với lớp đối chứng.
• Đề xuất các cơ sở giáo dục tiếp tục nhân rộng quy trình dạy học STEM này sang các chương học khác như Hóa học hữu cơ, Đại cương kim loại trong các năm học tiếp theo nhằm nâng cao toàn diện chất lượng dạy và học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1.--- ¿2° %Sx9SE9EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEE2171 7171712111111 crrrrei42 CHUONG 2 MOT SO KE HOACH DẠY HỌC TIẾP CAN STEM CHỦ DE CHUONG CACBON-SILIC NHAM PHAT TRIEN NANG LUC NHAN THỨC HÓA HỌC CHO HOC SINH. Méi quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung môn Hóa hoc 11 với mục tiêu, nội dung giáo dục STEM. Phân tích chương Cacbon- S1ÏIC. Mục tiêu chương Cacbon- Silic.

Câu trúc nội dung chương Cacbon- SiliC. Các phương pháp dạy học đặc thù chương Cacbon- SIÏIc. Một số lưu ý khi day học chương Cacbon- Silic. Một số chủ đề dạy học theo hướng tiếp cận STEM chương Cacbon — Silic.

Chủ đề máy lọc nước .----:- +: 2© ©keSE#EE£EESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkerkerkrree 48 2. Chủ đề bình chữa cháy mini.- -- - ¿2£ +E+SE£EE£EEeEEtEEEEEeEEerkerkerkerkrree 51 2. Chủ đề mạch điện than chì. Vận dụng quy trình giáo dục STEM trong day học chương Cacbon —Silic, Hóa học 11 nhằm phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh.

Kế hoạch dạy học chủ dé máy lọc nước.------¿- 2 ++++zx++xz+xxrxzrssred 58 2. Kế hoạch dạy học chủ đề bình chữa chấy TmIHIH. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực nhận thức hóa học cho học sinh thông qua day học chương Cacbon- Silic theo hướng tiếp cận STEM. Cơ sở thiết kế công cụ đánh gid.

Bang tiéu chi vé năng lực nhận thức hoá học. ---- -- 5+ ++s+++<s+++sex++x 86 vil DANH MỤC CÁC BIEU DO VÀ HÌNH Hình 1. Chu trình STEM (theo hffps://www. Mô hình giáo dục STEM.---- 2 2£ ©52+SE£EE2EE£EEtEEEEEEeEErrkerkerrrrred 14 Hình 1.

Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM.---- ¿2-5 2+s+s+cszx+zzcxe2 17 Hình 1. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM. Quy trình dạy học môn Hoá học theo định hướng giáo duc STEM.

Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM. Mô hình ba chiều xem xét chủ đề giáo dục $TEM.Kết quả bảng kiểm quan sát học sinh lớp TN qua mỗi bài dạy. Kết quả bảng kiểm quan sát học sinh lớp TN và ĐC.Đường tích luỹ bài kiểm tra 45 phút trường THPT Hoàng Mai.Đường tích luỹ bài kiểm tra 15 phút trường THPT Hoàng Mai.Đường tích luỹ bài kiểm tra 45 phút trường THPT Lý Thái Tổ .Đường tích luỹ bài kiểm tra 15 phút trường THPT Lý Thái T6.Ph6 điểm 45 phút trường THPT Hoang Mai. Phé điểm 45 phút trường THPT Lý Thái TÔỔ.-- 2 2 2552: 103 DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TAT Chữ STT.

Chữ tương ứng viet tat 1 DA Dự án 2 ĐC Đôi chứng 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 NL Năng lực 6 | NLNTHH | Năng lực nhận thức hoá học Science, Technology, Engineering, Mathemtics (Khoa học, Công 7 STEM nghệ, Kỹ thuật, Toán hoc) 8 THPT | Trung học phô thông 9 TN Thực nghiệm 10 TNSP | Thực nghiệm sư phạm il DANH MỤC CAC BANG Bang 1. Kết qua mức độ quan tâm của GV tới các năng lực hoá học. Mức độ quan tâm về STEM hiện nay của GV môn Hoá học. Mức độ việc tổ chức day hoc theo định hướng STEM hiện nay.

Thông kê khó khăn lớn nhất của GV khi triển khai mô hình STEM tại Bang 1. Kết qua mức độ GV kết nối kiến thức từ các môn Khoa học tự nhiên trong quá trình dạy học môn Hoá hỌc.-- eee 2 + +2 E++*E*k**kE£skEeEeskrreeerre 38 Bảng 1. Mức độ GV phân biệt được trình độ nhận thức cua từng HS trong qua trimh Giang day. Thống kê mức độ GV giao nhiệm vụ hoc tập phù hợp với kha năng nhận thitc CUa HS 1.

Thống kê tam quan trọng của việc phát trién năng lực nhận thức hoá hoc Cho HS nh thé nao Nẽn. Théng kê thái độ của HS khi học môn hóa học. Thống kê sự hứng thú của HS sau khi được học theo định hướng giáo Uc STEM. Thống kê HS đã được học môn Hoá học theo định hướng giáo dục l5.

Thống kê mức độ cảm nhận của HS sau khi được học chủ đề (bài dạy) theo định hướng giáo dục SŸTÏEÌM. - -- 6 kg ng nh nh ghế 41 Bang 1. Thống kê mức độ cần thiết của việc làm bài tap phù hop với kha năng nhận thức của bản thân. - - - -- ¿+ E111 2211111162531 1111112111111 1921111 1g vn vn 41 Bang 1.

Thống kê mức độ giao bài tập vừa sức với trình độ hoc lực của HS. Các kiến thức liên quan chủ đề chế tạo thiết bị lọc nước. Tiêu chí đánh giá sản phẩm máy lọc nước .--------¿zssz+s+xz+sz 51 Bảng 2. Các kiến thức liên quan chủ đề chế tạo bình chữa cháy mini.

Tiêu chí đánh giá sản phẩm bình chữa cháy mini. Cac kiến thức liên quan đến chủ đề mạch điện than chì. Thực trang day học các chủ đề Hóa học theo hướng tiếp cận STEM nhằm phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh. Mục đích điều tra.----c+-+c2vxtttEr HH re 36 1.

Nội dung điỀUu tra. Đối tượng điều tra. Phương pháp điều tra. Kết quả điều tra.- -- ¿5c SE9SE£EE EEEEEEEEE2171217121111111 111111111 te.

37 Kết luận chương 1.--- ¿2° %Sx9SE9EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEE2171 7171712111111 crrrrei42 CHUONG 2 MOT SO KE HOACH DẠY HỌC TIẾP CAN STEM CHỦ DE CHUONG CACBON-SILIC NHAM PHAT TRIEN NANG LUC NHAN THỨC HÓA HỌC CHO HOC SINH. Méi quan hệ giữa mục tiêu, chương trình, nội dung môn Hóa hoc 11 với mục tiêu, nội dung giáo dục STEM. Phân tích chương Cacbon- S1ÏIC. Mục tiêu chương Cacbon- Silic.

Câu trúc nội dung chương Cacbon- SiliC. Các phương pháp dạy học đặc thù chương Cacbon- SIÏIc. Một số lưu ý khi day học chương Cacbon- Silic. Một số chủ đề dạy học theo hướng tiếp cận STEM chương Cacbon — Silic.

Chủ đề máy lọc nước .----:- +: 2© ©keSE#EE£EESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkerkerkrree 48 2. Chủ đề bình chữa cháy mini.- -- - ¿2£ +E+SE£EE£EEeEEtEEEEEeEEerkerkerkerkrree 51 2. Chủ đề mạch điện than chì. Vận dụng quy trình giáo dục STEM trong day học chương Cacbon —Silic, Hóa học 11 nhằm phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh.

Kế hoạch dạy học chủ dé máy lọc nước.------¿- 2 ++++zx++xz+xxrxzrssred 58 2. Kế hoạch dạy học chủ đề bình chữa chấy TmIHIH. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực nhận thức hóa học cho học sinh thông qua day học chương Cacbon- Silic theo hướng tiếp cận STEM. Cơ sở thiết kế công cụ đánh gid.

Bang tiéu chi vé năng lực nhận thức hoá học. Thiết kế bảng kiểm quan sát.- -- 2-2 2S SE£SE£EE£EEEEEEEEEEEEEEerEerkerkerkrree 87 2. Phiếu tự đánh giá của HOC SInH. Thiết kế bài kiỂm tra.--5:-222vtEt HH re 89 Kết luận chương 2.90 CHUONG 3 THỰC NGHIỆM SU PHẠM.

Mục đích thực nghiệm sư pham. Nhiệm vu thực nghiệm sư phạm. Kế hoạch thực 01340190083) 09)) PẼ. Đối tuong, dia ban, thoi Qian 0000.

Tiến hành day HOC. Kiém tra, danh na. Danh gia phat trién năng lực nhận thức hoá hoc cho học sinh. 104 Kết luận chương 3.1111 1 c1 cty 105 KET LUẬN VA KHUYEN NGHHỊ,.- 22-22 SE+EE2EE2 E2 EEEEEerrkrrrkerrree 106 1.---22+-2++ HT HH HH re 106 2.

106 TÀI LIEU THAM KHAO .-- 22: 2+SS£+EESEE2EEE2EEEEEE2EE2E1 21121. CEEeerrrer 108 PHU LUC vill DANH MỤC CÁC BIEU DO VÀ HÌNH Hình 1. Chu trình STEM (theo hffps://www. Mô hình giáo dục STEM.---- 2 2£ ©52+SE£EE2EE£EEtEEEEEEeEErrkerkerrrrred 14 Hình 1.

Mô hình 5E hướng dẫn tích hợp STEM.---- ¿2-5 2+s+s+cszx+zzcxe2 17 Hình 1. Tiến trình dạy học STEM theo phương pháp nghiên cứu khoa học. Vòng lặp thiết kế trong giáo dục STEM. Quy trình dạy học môn Hoá học theo định hướng giáo duc STEM.

Quy trình xây dựng chủ đề giáo dục STEM. Mô hình ba chiều xem xét chủ đề giáo dục $TEM.Kết quả bảng kiểm quan sát học sinh lớp TN qua mỗi bài dạy. Kết quả bảng kiểm quan sát học sinh lớp TN và ĐC.Đường tích luỹ bài kiểm tra 45 phút trường THPT Hoàng Mai.Đường tích luỹ bài kiểm tra 15 phút trường THPT Hoàng Mai.Đường tích luỹ bài kiểm tra 45 phút trường THPT Lý Thái Tổ .Đường tích luỹ bài kiểm tra 15 phút trường THPT Lý Thái T6.Ph6 điểm 45 phút trường THPT Hoang Mai. Phé điểm 45 phút trường THPT Lý Thái TÔỔ.-- 2 2 2552: 103 DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TAT Chữ STT.

Chữ tương ứng viet tat 1 DA Dự án 2 ĐC Đôi chứng 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 NL Năng lực 6 | NLNTHH | Năng lực nhận thức hoá học Science, Technology, Engineering, Mathemtics (Khoa học, Công 7 STEM nghệ, Kỹ thuật, Toán hoc) 8 THPT | Trung học phô thông 9 TN Thực nghiệm 10 TNSP | Thực nghiệm sư phạm il DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TAT Chữ STT. Chữ tương ứng viet tat 1 DA Dự án 2 ĐC Đôi chứng 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 NL Năng lực 6 | NLNTHH | Năng lực nhận thức hoá học Science, Technology, Engineering, Mathemtics (Khoa học, Công 7 STEM nghệ, Kỹ thuật, Toán hoc) 8 THPT | Trung học phô thông 9 TN Thực nghiệm 10 TNSP | Thực nghiệm sư phạm il MỤC LỤC LOT CAM ƠN. - 55c HH hư i DANH MỤC CAC CHU VIET TAT .ccccccccccccccsccssesssssesseessessessvessssssessessvesvesees ii DANH MỤC CAC BANG ooo ecccessessscsssesssesssesssesssesssecssecssessvesssessecssesssesssecssesssesese iii DANH MỤC CAC BIEU DO VÀ HINH o. | CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THUC TIEN CUA ĐÈ TÀI.

STEM trong chương trình giáo dục phô thông. Một số vấn đề về giáo dục SŠ'[EM. -- ch ng kg Hư 11 1. Khái niệm giáo duc STEM.

Mục tiêu giáo dục STEEM. TH TH HH Hiệp 14 1. Phan loai STEM nh. Quy trình giáo duc STEM ou.

Dạy học môn hóa học theo định hướng giáo dục STEM. Đặc điểm của dạy học môn hóa học theo định hướng giáo dục STEM. Quy trình day học môn hóa học theo định hướng giáo dục ŠTEM. Phát triển năng lực nhận thức hóa học cho học sinh trong quá trình dạy học `).

Khai niém nang LUC 1. Nang lurc nan tare 1. Cơ sở lý thuyết về chủ dé giáo duc STEM oi. Tiêu chí xây dựng chủ đề STEM.

Quy trình xây dựng chủ đề S$TEM. Một số phương pháp day học tích CựC. Phương pháp dạy học theo dự án.-- ----c xxx ke rikp 32 1.Phương pháp nhóm. Phương pháp dạy học theo BỐC .1191 HH ng giết 35 v1 Bảng 2.

Tiêu chí đánh giá sản phẩm mạch điện than chì.Bảng tiêu chí đánh giá được sự phát triển của NLNNHH của HS. Phiếu đánh giá của GV về sự phát triển NLNTHH của HS. Phiếu tự đánh giá sự phát triên NLNTHH của HS. Các trường và lớp trong thực nghiệm sư phạm.

Kết quả bảng kiểm quan sát học sinh lớp TN qua mỗi bài dạy. Kết quả bảng kiểm quan sát học sinh lớp TN và ĐC. Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra 45 phút Trường ¡08s 0011. Phân phối tan số, tần suất va tần suất lũy tích bài kiểm tra 15 phút Trường I) 0218512), 0e.

Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra 45 phút Trường THPT Ly Thai TỔ. - 2-2 SE SE SE£EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrkrrree 99 Bang 3.