1. Mở đầu

(1)

34

This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU THẾ GIỚI TỰ NHIÊN DƯỚI GÓC ĐỘ HÓA HỌC THÔNG QUA DẠY HỌC STEM PHẦN PHI KIM HÓA HỌC 11

Đỗ Hồng Ngọc¹, Lê Huy Hoàng² và Trần Trung Ninh¹

1Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

2Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên

Tóm tắt. Cách mạng công nghiệp 4.0 đã làm chuyến biến nhiều mặt của xã hội, đòi hỏi nguồn nhân lực chất lượng cao. Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đã xác định giáo dục STEM là một trong những phương pháp dạy học góp phần hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực người học. Hóa học là một môn học ở phổ thông có sự gắn bó chặt chẽ giữa lí thuyết với thực nghiệm, có nhiều cơ hội phát triển năng lực học sinh. Bài báo này giới thiệu việc phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học qua dạy học STEM phần Phi kim Hoá học 11. Thông qua dạy học chủ đề “Hiệu ứng nhà kính”

học sinh đã phát triển được năng lực Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học. Thực nghiệm sư phạm đã chứng tỏ lớp thực nghiệm đạt mức năng lực cao hơn so với lớp đối chứng và sự khác biệt có ý nghĩa thống kê.

Từ khóa: phát triển năng lực, tìm hiểu thế giới tự nhiên, góc độ hoá học, STEM, lớp 11.

Ngày 04-5-2017, Thủ tướng Chính phủ có Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc đào tạo nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu cách mạng công nghiệp 4.0. Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có thông tư 32 ngày 26-12-2018 về việc triển khai Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể 2018, Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH chỉ đạo triển khai giáo dục STEM nhằm cung cấp nguồn nhân lực có khả năng thích ứng với cuộc Cách mạng công 4.0. [1-3]. Đã có một số công trình nghiên cứu triển khai dạy học phát triển năng lực và dạy học STEM. Đặng Thị Oanh và cộng sự đã giới thiệu việc dạy học hóa học phát triển năng lực học sinh [4]. Đặng Thị Thuận An và cộng sự đã trình bày dạy học chủ đề tích hợp phát triển năng lực khoa học cho học sinh [5]. Nguyễn Văn Biên và các cộng sự đã đề xuất quy trình xây dựng chủ đề dạy học STEM và sử dụng STEM phối hợp TRIZ để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh [6-8]. Lê Xuân Quang đã bàn một số vấn đề về dạy học STEM ở môn Công Nghệ [9]. Nguyễn Mậu Đức cùng các cộng sự đã giới thiệu việc dạy học một số chủ đề STEM từ môn Hóa học [10-12]. Một số tác giả khác đã sử dụng dạy học STEM trong môn Hóa học để phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh [13-15]. Tuy nhiên, ở Việt Nam, còn ít công trình nghiên cứu về phát triển năng lực (NL) tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học [16, 17].

Hiện nay, vấn đề môi trường đang được cả thế giới quan tâm, đặc biệt là biến đổi khí hậu.

Nguyên nhân chủ yếu gây hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên toàn cầu là do sự gia tăng nhanh chóng khí thải công nghiệp (CO₂). Việc cho học sinh tự thiết kế thí nghiệm chứng minh CO₂ là

Ngày nhận bài: 13/9/2021. Ngày sửa bài: 18/10/2021. Ngày nhận đăng: 27/10/2021.

Tác giả liên hệ: Trần Trung Ninh. Địa chỉ e-mail: [email protected]

(2)

35 tác nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính giúp củng cố niềm tin, hứng thú tìm hiểu khoa học, góp phần nâng cao hiệu quả học tập, đáp ứng được mục tiêu đổi mới phương pháp dạy học và nâng cao chất lượng giáo dục. Mặt khác, nhờ hiểu rõ về vai trò của CO2, học sinh nêu được một số biện pháp làm giảm lượng khí CO₂ ở trong nước và ở phạm vi toàn cầu, giúp cho kiến thức lí thuyết môn Hoá học trở nên gần gũi hơn với đời sống.

Bài viết xây dựng chủ đề “Hiệu ứng nhà kính” trong phần Phi kim Hoá học 11 theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học của học sinh.

2. Nội dung nghiên cứu

2.1. Khái quát về giáo dục STEM

Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [3].

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Thuật ngữ STEM ban đầu được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của Hoa Kì.

Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Hoa Kì (NSF) vào năm 2001 chỉ đơn giản là cách viết tắt thay cho các lĩnh vực này [5].

2.2. Năng lực hóa học

Năng lực (NL) là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,... thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.

Bảng 1. Phiếu đánh giá tiêu chí năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học

Tiêu chí Các mức độ phát triển

Mức 1 (1 điểm) Mức 2 (2 điểm) Mức 3 (3 điểm) Đề xuất

vấn đề

Nhắc lại vấn đề và tái hiện được câu hỏi liên quan đến vấn đề.

Nhận ra được vấn đề nhưng chưa đặt được câu hỏi liên quan.

Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề.

Xây dựng

giả thuyết Nhắc lại được giả thuyết do thầy, cô trình bày.

Đề xuất được giả thuyết

nhưng chưa đầy đủ. Xây dựng được giả thuyết cho câu hỏi nghiên cứu.

Lập kế

hoạch Tái hiện kế hoạch

do thầy, cô lập giúp. Lập được kế hoạch giải quyết vấn đề, nhưng chưa đầy đủ.

Tự lập được kế hoạch giải quyết vấn đề.

Thực hiện kế hoạch

Thực hiện được kế hoạch theo hướng dẫn của thầy, cô.

Thu thập được sự kiện và chứng cứ nhưng chưa đầy đủ.

Tự thực hiện được kế hoạch thu thập sự kiện và chứng cứ (quan sát, ghi chép, thu thập dữ liệu, thực nghiệm).

Viết, trình bày báo cáo, thảo luận

Đọc được báo cáo do người khác hỗ trợ viết.

Sử dụng chưa được chính xác ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả.

Sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và thảo luận kết quả.

(3)

36

Chương trình môn Hoá học phổ thông phát triển ở học sinh năng lực hoá học; đồng thời góp phần cùng các môn học, hoạt động giáo dục khác hình thành, phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu và NL chung, thái độ tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân [3].

Cụ thể, năng lực hoá học biểu hiện ở các thành phần là NL nhận thức hoá học, NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học và NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết một số vấn đề trong học tập, nghiên cứu khoa học và một số tình huống cụ thể trong thực tiễn.

NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học là khả năng quan sát, thu thập thông tin;

phân tích, xử lí số liệu; giải thích; dự đoán được kết quả nghiên cứu một số sự vật, hiện tượng trong tự nhiên và đời sống. NL này được biểu hiện cụ thể trong tài liệu [3].

2.3. Xây dựng chủ đề dạy học STEM để phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học

Dựa trên việc xác định mục tiêu dạy học, đã tiến hành xây dựng chủ đề dạy học STEM phần phi kim hóa học 11. Sau đây là chi tiết chủ đề STEM “Hiệu ứng nhà kính”.

* Tên chủ đề

Chủ đề: Hiệu ứng nhà kính (số tiết: 03 tiết - Lớp 11).

* Mô tả chủ đề

Hiệu ứng nhà kính (Green House Effect) là hiệu ứng giữ lại bức xạ hồng ngoại, làm tăng nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái Đất, dẫn đến biến đổi khí hậu. Lớp khí cacbon đioxit (CO₂) có tác dụng như một lớp kính giữ lại bức xạ hồng ngoại, ngăn quá trình nhiệt lượng bức xạ vào vũ trụ của Trái Đất trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh CO₂ là tác nhân chính của hiệu ứng nhà kính, còn có một số khí khác cũng có khả năng hấp thụ sóng hồng ngoại cũng được gọi chung là khí nhà kính như NOx, Metan, CFC, H2O,...

Một số hậu quả liên đới với việc biến đổi khí hậu do hiệu ứng nhà kính có thể gây ra là gì?

Học sinh (HS) sẽ đóng vai các nhà khoa học đi giải quyết vấn đề. Để thực hiện bài học này học sinh cần tìm hiểu các kiến thức liên quan:

- Toán học: cách tính toán chi phí mô hình và đo kích thước mô hình, xử lí số liệu,...

- Vật lí: độ tan, tỉ khối chất khí và cách thu khí CO2, khả năng hấp thụ và giữ lại bức xạ nhiệt của khí CO2.

- Hóa học: điều chế và thử tính chất của khí CO2. - Sinh học: hoạt tính sinh học của CO2.

Đối tượng HS tham gia: 50 HS lớp 11. Địa điểm thực hiện: Trường THPT Lương Ngọc Quyến - Thành phố Thái Nguyên.

* Mục tiêu

Sau khi thực hiện xong chủ đề, HS cần đạt được:

- Về năng lực cần đạt

+ NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học thông qua các tính chất hoá học, tính chất vật lí, hoạt tính sinh học của CO₂ trong thực tế.

+ NL nhận thức hóa học CO2 là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính qua quan sát các hiện tượng thực tế.

+ NL vận dụng kiến thức, kĩ năng để đề xuất các phương án giải quyết hậu quả của việc biến đổi khí hậu do hiệu ứng nhà kính có thể gây ra trong cuộc sống, ứng xử có trách nhiệm với thiên nhiên.

(4)

37 + NL hợp tác để thống nhất thiết kế và thực hiện chế tạo mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO₂ đến hiệu ứng nhà kính.

- Về phẩm chất

+ Củng cố niềm tin vào khoa học, tạo động lực, hứng thú, nghiên cứu, sáng tạo trong học tập, cuộc sống.

+ Tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, nhìn nhận hai mặt của vấn đề, tận dụng khả năng giữ nhiệt của CO2 để tạo ra những ứng dụng khác trong thực tế.

+ Có trách nhiệm với bản thân, cộng đồng, xã hội, có ý thức tuyên truyền và hành động bảo vệ môi trường, góp phần giảm ảnh hưởng của biến đổi khí hậu.

* Sản phẩm mong muốn

Hình 1. Sản phảm mô hình hiệu ứng nhà kính

Sản phẩm mong muốn là mô hình ở Hình 1 mô tả trực quan, hiệu quả, chi phí hợp lí.

* Phương tiện dạy học Giáo viên (GV)

- Mô hình nhà kính, hóa chất điều chế và thu khí CO2, bài giảng PowerPoint, hệ thống thông tin hỗ trợ.

- Nhóm chat Facebook/Zalo.

- Tài liệu học tập.

Học sinh (HS)

- Đọc tài liệu, dựng mô hình.

- Hoàn thành các nhiệm vụ của nhóm.

* Tiến trình dạy học

Hình 2. Mô tả tiến trình dạy học HĐ1. Chuyển giao nhiệm vụ

HĐ2. Đề xuất phương án.

HĐ3. Lập kế hoạch thực hiện.

HĐ4. Thống nhất tiêu chí đánh giá.

HĐ5. Thiết kế, thử nghiệm sản phẩm.

Tiết 1 + 2

HĐ1. Trình bày, báo cáo sản phẩm.

HĐ2. Đánh giá.

HĐ3. Nhận xét, kết luận.

Tiết 3

(5)

38

Tiết 1 + 2 - Chuyển giao nhiệm vụ và lên ý tưởng thiết kế mô hình

 Hoạt động 1: Chuyển giao nhiệm vụ (30 phút)

 Mục đích

- HS phát hiện được nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính.

- HS có được các kiến thức nền để giải thích hiện tượng.

- HS xây dựng được mô hình, tìm ra lời giải cho hiện tượng hiệu ứng nhà kính.

- Rút ra kinh nghiệm cho bản thân và đưa ra các giải pháp hạn chế những tiêu cực từ hiệu ứng nhà kính.

 Nội dung

- Cho HS xem video tình huống của chủ đề đã chọn.

- Từ tình huống trên, GV giao nhiệm vụ cho các nhóm HS thực hiện dự án thiết kế mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO₂ đến hiệu ứng nhà kính.

- GV thống nhất với HS về kế hoạch trển khai dự án và tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án.

 Dự kiến sản phẩm của HS

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

- Phương án giải thích hiệu ứng nhà kính.

- Bản phân tích ưu, nhược điểm của mỗi phương án.

 Cách thức tổ chức hoạt động

GV phân chia nhóm để HS nhận nhiệm vụ.

Hoạt động của HS Trợ giúp của GV

HS theo dõi video

- HS: trả lời nội dung phim tài liệu nói về hiệu ứng nhà kính và các ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính với cuộc sống trên Trái đất.

+ Tích cực: giảm chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm. Trái đất trở nên an toàn hơn cho sinh vật.

+ Khi nồng độ CO₂ tăng quá nhanh đã làm biến đổi khí hậu.

- HS: theo dõi, thảo luận, trả lời câu hỏi.

- GV: Chúng ta cùng theo dõi phim tài liệu “Hiệu ứng nhà kính là gì”.

Hình 3. Phim tài liệu “Hiệu ứng nhà kính là gì”

- GV: đặt câu hỏi “Nội dung phim tài liệu nói về vấn đề gì?”

- HS: theo dõi, đặt câu hỏi.

- GV: tiếp tục chiếu các slide cung cấp các kiến thức về tính chất vật lí, điều chế, hoạt tính sinh học của CO₂. - GV: dẫn học sinh vào vấn đề, đặt HS vào vai các nhà khoa học để chứng minh khí CO₂ là tác nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính?

* Điều chế khí CO2;

- Bằng HCl và CaCO₃/Na₂CO₃; - Bằng coke và mentos;

- Bằng viên C sủi và nước;

- Bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch.

(6)

39 - HS: thảo luận, đề xuất các

phương án

* Thu khí CO₂

- Dời chỗ không khí để ngửa bình;

- Dời chỗ không khí để úp bình;

- Dời chỗ nước.

* Đề xuất các mô hình và cách thử khí CO2

- Mô hình 1: thử bằng ngọn lửa;

- Mô hình 2: thử bằng con cào cào, dế.

- GV tiến hành cho HS thảo luận, góp ý sơ bộ và định hướng HS.

 Hoạt động 2: Thiết kế mô hình để chứng minh khí CO₂ là tác nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính (30 phút)

 Mục đích

- HS sử dụng những kiến thức về CO2 để thiết kế được mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO2 đến hiệu ứng nhà kính.

 Nội dung

- HS trình bày và báo cáo bản thiết kế mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO₂ đến hiệu ứng nhà kính.

- Bản thiết kế mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO2 đến hiệu ứng nhà kính và danh mục vật liệu đi kèm.

- HS: Làm việc theo nhóm, thiết kế mô hình để chứng minh khí CO₂ là tác nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính.

- HS: Báo cáo, thảo luận về mô hình đã thiết kế.

- HS: Suy nghĩ và nhận định phương án phù hợp nhất.

- GV: Các gợi ý sơ bộ cho thiết kế của HS.

- GV: Yêu cầu các nhóm lên báo cáo mô hình của nhóm mình đã thiết kế, trong quá trình HS báo cáo, các HS còn lại lắng nghe, đưa ra những câu hỏi cũng như những góp ý cho bản thiết kế đang được trình bày.

 Hoạt động 3: Lập kế hoạch thực hiện (20 phút)

 Mục đích

- HS thống nhất và lập được kế hoạch phân công các thành viên trong nhóm.

 Nội dung

- Từ phương án đã thống nhất, HS tiến hành lập kế hoạch chi tiết phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên, thời hạn hoàn thành.

 Dự kiến sản phẩm của HS - Bản kế hoạch phân công cụ thể.

(7)

40

HS: Lắng nghe.

HS: Phân công nhiệm vụ trong nhóm.

HS 2 nhóm đại diện lần lượt trình bày; các nhóm khác nghe, chỉnh sửa kế hoạch của mình sao cho phù hợp nhất.

GV: Chúng ta đã thống nhất mô hình chứng minh khí CO2 là tác nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính.

Vậy bây giờ 4 nhóm hãy cùng nhau thống nhất phân công nhiệm vụ cho các thành viên để cùng thiết kế mô hình.

GV: Phát phiếu hỗ trợ phân công nhiệm vụ, lập kế hoạch thực hiện.

GV: Thống nhất kế hoạch với từng nhóm.

 Hoạt động 4: Thống nhất tiêu chí đánh giá (10 phút)

 Mục đích

- Đưa ra các tiêu chí đánh giá để học sinh dựa vào các tiêu chí điều chỉnh bản thiết kế và có kế hoạch thực hiện phù hợp.

- Dựa vào tiêu chí thiết kế mô hình phù hợp.

 Nội dung

- GV cùng HS thảo luận, thống nhất tiêu chí đánh giá.

 Dự kiến sản phẩm của HS - Bản ghi chép tiêu chí đánh giá.

HS đóng góp ý kiến về các tiêu chí đánh giá.

HS ghi chép lại tiêu chí để điều chỉnh phù hợp.

GV cùng HS thống nhất các tiêu chí đánh giá. Phát cho HS phiếu đánh giá dự kiến.

Chốt lại các tiêu chí đánh giá.

Dự kiến phiếu đánh giá:

Stt Tiêu chí Điểm

tối đa Điểm chấm

1 Sản

phẩm

Sản phẩm giải thích được hiệu ứng nhà kính. 3

2 Sáng tạo. 2

3

Báo cáo

Nêu rõ quá trình hoạt động của nhóm. 1

4 Kiến thức khi thực hiện thiết kế. 2

5 Trình bày và phản biện. 2

Tổng điểm 10

 Hoạt động 5: Thiết kế, thử nghiệm sản phẩm (1 tuần)

 Mục đích

- HS chế tạo được mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO2 đến hiệu ứng nhà kính.

- HS học được quy trình, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua việc xác định các vật liệu phù hợp để thiết kế sản phẩm.

- Bố sung thêm kiến thức nền, thông qua việc giải quyết vấn đề nảy sinh trong việc thiết kế sản phẩm.

(8)

41

 Nội dung

HS làm việc theo nhóm ở nhà. Ghi chép lại công việc của từng thành viên và các điều chỉnh của bản thiết kế và các lí do điều chỉnh nếu có.

Mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO₂ đến hiệu ứng nhà kính. Bản báo cáo về sản phẩm.

Bước 1: Tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến.

Bước 2: Lắp đặt sản phẩm theo mô hình thiết kế và vật liệu đã có.

Bước 3: Thử nghiệm, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm.

Bước 4: Hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo sản phẩm.

Bước 5: Xây dựng bản báo cáo giới thiệu sản phẩm.

Tiết 3. Trình bày, báo cáo sản phẩm, đánh giá

 Hoạt động 1: Báo cáo sản phẩm, thảo luận (25 phút)

 Mục đích

- HS vận hành được mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO2 đến hiệu ứng nhà kính.

- Trình bày được bài báo cáo về sản phẩm của nhóm.

- Trình bày được kiến thức và cách vận hành mô hình.

- Nêu được các chú ý khi gặp trường hợp tương tự trong cuộc sống.

 Nội dung

- HS các nhóm trình bày sản phẩm đã thiết kế.

- Giới thiệu về cách thức hoạt động của sản phẩm kết hợp với giải thích kiến thức môn học liên quan.

- GV và HS đặt câu hỏi để làm rõ nội dung.

- Mô hình nhà kính và tác dụng của khí CO2 đến hiệu ứng nhà kính.

- Báo cáo về sản phẩm.

- Bản ghi chép của cá nhân.

HS: Giải thích hiện tượng hiệu ứng nhà kính và báo cáo sản phẩm.

Báo cáo sản phẩm nêu rõ những khó khăn và kết quả sản phẩm đạt được, lợi ích của sản phẩm.

HS trả lời câu hỏi.

GV: Yêu cầu các nhóm lên vận hành mô hình và báo cáo sản phẩm của nhóm mình.

Mời nhóm còn lại đặt câu hỏi. GV điều hành buổi báo cáo, thảo luận. Tập trung vào các vấn đề:

- Dựa vào kiến thức nào em thiết kế được mô hình này?

- Chỉ rõ các bộ phận trên bản thiết kế?

- Nguyên lí hoạt động ra sao?

- Điều chế và thu khí CO2 như thế nào?

- Những kinh nghiệm rút ra được khi thiết kế mô hình?

 Hoạt động 2: Đánh giá (10 phút)

 Mục đích

- Đánh giá được sản phẩm của HS.

- Giúp HS củng cố kiến thức nền.

- Giúp HS tìm hướng khắc phục sản phẩm.

(9)

42

 Nội dung

- Các nhóm khác nhận xét, đặt câu hỏi, đánh giá sản phẩm các nhóm khác.

- Bản ghi chép những nhược điểm và hướng khắc phục.

- Ưu điểm của mô hình và lợi ích của mô hình.

HS lắng nghe nhận xét.

HS tiến hành đánh giá các HS khác trong nhóm và tự đánh giá.

GV: Nhận xét đánh giá các mô hình dự vào tiêu chí đã thống nhất.

GV: kết luận và đánh giá từng sản phẩm của các nhóm. Từ đó đưa ra phương án và hướng khắc phục cho HS.

- Trên cơ sở sản phẩm và báo cáo của HS, GV nhận xét đánh giá HS. Ghi nhận kết quả đã đạt được, tiếp tục chỉnh sửa và hoàn thiện sản phẩm.

- Cho HS thực hiện đánh giá đồng đẳng và tự đánh giá.

Trong thời gian HS tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng, GV đánh giá sản phẩm của các nhóm HS theo tiêu chí đã thống nhất.

 Hoạt động 3: Nhận xét, kết luận (10 phút)

 Mục đích

- HS hiểu được kiến thức đã vận dụng để thiết kế mô hình.

- HS nắm bắt được những tồn tại hạn chế để khắc phục mô hình mình đã thiết kế.

 Nội dung

- GV tổng hợp các nhận xét, kết luận, công bố các đánh giá.

- Bản ghi chép nội dung nhận xét.

- Hình thành được kiến thức và hướng khắc phục.

HS nghe các đánh giá. GV công bố các đánh giá của mình, phần tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng sẽ được GV công bố sau khi tổng kết (về nhà).

2.4. Thực nghiệm sư phạm

Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm ở 2 lớp 11 trường THPT Lương Ngọc Quyến thuộc thành phố Thái Nguyên với trình độ và sĩ số tương đương nhau. Năng lực THTGTN được đánh giá theo hai phương pháp khác nhau bài kiểm tra đánh giá năng lực và phiếu đánh giá tiêu chí. Tiến hành kiểm tra 45 phút (trắc nghiệm và tự luận) đánh giá mức độ phát triển của NL THTGTN dưới góc độ hóa học, đề kiểm tra các lớp là như nhau.

Kết quả chấm bài kiểm tra được phân tích và xử lí bằng phần mềm EXCEL thu được kết quả như trong Hình 4.

(10)

43 Hình 4. Đường lũy tích kết quả chấm bài kiểm tra của lớp thực nghiệm và đối chứng

Kết quả chấm bằng phiếu đánh giá tiêu chí được phân tích và xử lí bằng phần mềm Excel thu được kết quả như trong Bảng 3.

Bảng 3. Bảng tổng hợp kết quả đánh giá mức độ phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học của lớp thực nghiệm và đối chứng

Các chỉ tiêu

Lớp TN Lớp ĐC

Số HS đạt điểm Điểm TB

Số HS đạt điểm Điểm

1 2 3 1 2 3 TB

1 10 30 10 2,00 18 18 14 1,92

2 14 25 11 1,94 18 22 10 1,84

3 17 17 16 1,98 17 22 11 1,88

4 9 31 10 2,02 12 28 10 1,96

5 8 25 17 2,18 9 29 12 2,06

Điểm trung bình mức độ phát triển NL 2,04 Điểm trung bình mức độ

phát triển NL 1,93

Độ lệch chuẩn 0,09 Độ lệch chuẩn 0,08

Phép kiểm chứng t-test độc lập p = 4,3.10^-3 Mức độ ảnh hưởng ES: 0,85

Phân tích mức độ phát triển của năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học dựa theo kết quả trên:

- Kết quả xử lí các tiêu chí NL THTGTN dưới góc độ hóa học do GV đánh giá cho thấy giá trị p < 0,05, mức độ ảnh hưởng ES là 0,85, tức là mức độ ảnh hưởng của kết quả thực nghiệm lớn, nghiên cứu này có thể nhân rộng được.

- Điểm trung bình mức độ phát triển NL ở lớp TN cao hơn lớp ĐC, cho thấy các phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã tác động lớn đến việc phát triển NL THTGTN DGĐHH cho HS. Tuy nhiên GV nhận thấy rằng HS còn hạn chế trong việc đề xuất, biểu đạt vấn đề, khả năng xây dựng, phát biểu được giả thuyết nghiên cứu và phân tích dữ liệu nhằm chứng minh hay bác bỏ giả thuyết qua các Tiêu chí 2, 3.

(11)

44

3. Kết luận

Thông qua việc thực hiện chủ đề dạy học STEM “Hiệu ứng nhà kính” các tiêu chí của NL THTGTN dưới góc độ hóa học của lớp thực nghiệm, quan sát qua phiếu đánh giá tiêu chí đều cao hơn lớp đối chứng. Kết quả bài kiểm tra đánh giá năng lực cũng cho thấy sự khác biệt giữa lớp thực nghiệm ở mức cao và lớp đối chứng ở mức thấp là có ý nghĩa thống kê. Giá trị t-test độc lập của phiếu đánh giá tiêu chí p < 0,05 nghĩa là khác biệt có ý nghĩa, mức độ ảnh hưởng ES là 0,85, tức là mức độ ảnh hưởng của kết quả thực nghiệm lớn, nghiên cứu này có thể nhân rộng được. Như vậy, việc dạy học thông qua chủ đề STEM từ kết quả thực nghiệm sư phạm đã chứng minh được tính khả thi, hiệu quả của chủ đề STEM “Hiệu ứng nhà kính” đã phát triển NL THTGTN dưới góc độ hóa học cho học sinh lớp 11 Trung học phổ thông. Nghiên cứu này có thể mở rộng cho các chủ đề khác của chương trình môn Hóa học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học, phát triển giáo dục để hội nhập với nền giáo dục các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Thủ tướng Chính phủ, 2017. Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/05/2017 về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

[2] 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 26/12/2018 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo).

[3] Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2020. Công văn Số: 3089/BGDĐT-GDTrH V/v triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học.

[4] Đặng Thị Oanh (chủ biên), Phạm Hồng Bắc, Phạm Thanh Bình, Phạm Thị Bích Đào, Đỗ Thị Quỳnh Mai, 2018. Dạy học phát triển năng lực môn Hoá học Trung học phổ thông.

NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.

[5] Đặng Thị Thuận An, Trần Trung Ninh, 2014. Dạy học tích hợp khoa học tự nhiên cho học sinh Trung học phổ thông qua chủ đề Hiệu ứng nhà kính theo định hướng phát triển năng lực.

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 59 (8), pp. 92-100.

[6] Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải và các cộng sự, 2019. Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông. NXB Giáo dục Việt Nam.

[7] Nguyễn Văn Biên và Dương Thị Yến, 2019. Vận dụng TRIZ trong dạy học chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Vol. 64, No. 9, pp. 165-176.

[8] Nguyễn Văn Biên, 2015. Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về Khoa học Tự nhiên. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Vol. 60, No. 2, tr. 61-66.

[9] Lê Xuân Quang, 2016. Một số vấn đề trong dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 61 (6B), tr. 211-218.

[10] Nguyễn Mậu Đức, Dương Thị Ánh Tuyết, 2018. Dạy học chủ đề axit - bazơ chương trình hóa học lớp 11 theo định hướng giáo dục STEM. Tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt, tr. 225-230, 8/2018.

[11] Nguyễn Mậu Đức, Đinh Thị Ngoan. Dạy học chủ đề Thiết kế “Pin chanh” chương trình Hóa học Vô cơ lớp 12 theo định hướng giáo dục STEM. Tạp chí Giáo dục, Số Đặc biệt, tr. 226-234, 4/2019.

[12] Nguyen Mau Duc, Tran Trung Ninh, Ngo Thi Toan, Kieu Thi Hai, 2018. Chokchai Yuenyong, STEM education program: Manufacturing Mixture of Phosphate and potash

(12)

45 fertilizer straws and waste of animal bones. The 1st International annual meeting on STEM education (I AM STEM), Thailand.

[13] Phạm Thị Huệ, Danh Thị Huyền Trang, Trần Trung Ninh, 2020. Phát triển năng lực Vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh thông qua dạy học STEM phần Phi kim (Hóa học 11), Tạp chí Giáo dục, Số Đặc biệt 9/2020, tr. 52-56.

[14] Trần Trung Ninh, Trần Thế Sang, 2019. “Dạy học một số chủ đề STEM phần phi kim nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh”. Kỉ yếu hội thảo quốc tế lần thứ nhất về đổi mới đào tạo giáo viên, Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội, tr.188-196.

[15] Luu Thi Hue, Vu Anh Tuyet, Tran Trung Ninh, 2020. Developing the Ability to Apply Knowledge and Skills for Students under STEM Education. American Journal of Educational Research, Vol. 8, No. 5, 340-346.

[16] Lê Thái Hưng, Nguyễn Thị Phương Vy, 2020. Đề xuất khung đánh giá năng lực khoa học cho học sinh lớp 6 trong môn Khoa học Tự nhiên theo Chương trình Giáo dục phổ thông mới. Tạp chí Giáo dục, Số 483 (Kì 1 tháng 8/2020), tr 44-49.

[17] Nguyễn Hoàng Huy, Phan Đồng Châu Thủy, 2020. Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm cho câu lạc bộ hóa học nhằm phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên cho học sinh lớp 10 Trường THPT Ngô Quyền, TP. Hồ Chí Minh. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, tập 17, Số 11, tr. 1984-1995.

ABSTRACT

Developing the ability to study the natural world in chemistry perspectives through teaching STEM Non - Metal Chemistry part 11

Do Hong Ngoc¹, Le Huy Hoang² and Tran Trung Ninh¹

1Faculty of Chemistry, Hanoi National University of Education

2Faculty of Chemistry, Thai Nguyen University of Education, Thai Nguyen University Industry 4.0 has transformed many aspects of society, requiring high-quality human resources. The General Education Program 2018 has identified STEM education as one of the teaching methods that contribute to the formation and development of learners' qualities and competencies. Chemistry is a subject in high school with a close connection between theory and experiment, with many opportunities to develop students' abilities. This article introduces the development of the ability to study the natural world from in chemistry perspective through STEM teaching in the nonmetallic part of Chemistry 11. Through teaching the topic

"Greenhouse effect", students have developed the ability to study the natural world from a chemical perspective. The pedagogical experiment has shown that the experimental class has a higher level of competence than the control class and the difference is statistically significant.

Keywords: capacity development, ability to study the natural world, chemical perspectives, STEM, grade 11.