1. Mở đầu

(1)

248

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

DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ BÌNH CHỮA CHÁY MINI” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

VẬN DỤNG KIẾN THỨC, KĨ NĂNG CHO HỌC SINH

Bạch Thị Phương Thanh và Trần Trung Ninh Khoa Hóa học, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội

Tóm tắt. Tổ chức dạy học STEM đã và đang thu hút sự quan tâm của các trường học phổ thông, các thầy cô, các nhà khoa học giáo dục trong những năm gần đây. Thông qua giải quyết các vấn đề trong chủ đề STEM, học sinh có cơ hội phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng. Bài viết này trình bày cấu trúc năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng, quy trình thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề STEM để phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng. Đã thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM “Nghiên cứu quy trình và chế tạo thiết bị bình chữa cháy mini” và thực nghiệm tại trường THPT Đồng Quan, huyện Phú Xuyên, Hà Nội. Sau khi xử lí thống kê, cho thấy có sự tiến bộ về năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng của học sinh.

Từ khóa: dạy học STEM, năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng, Phú Xuyên, Hà Nội.

Sự bùng nổ của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã và đang đặt ra những cơ hội và thách thức to lớn cho giáo dục. Ngoài những vấn đề về cơ sở hạ tầng và thể chế kinh tế, nhân tố chất lượng nguồn nhân lực luôn là nhân tố quyết định sự thành công. Thủ tướng chính phủ đã có chỉ thị số 16/CT-TTg của Chính phủ ngày 04/05/2017 về phát triển nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu cách mạng công nghiệp 4.0 [1]. Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có công văn số 3089/BGDĐT- GDTrH về việc triển khai giáo dục STEM ở các trường phổ thông Việt Nam [2]. Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể 2018 và Chương trình môn Hoá học đều đề cập giáo dục STEM [3.4].

STEM về bản chất là sự tích hợp liên môn, tùy vào từng đối tượng khác nhau mà mục tiêu giáo dục STEM sẽ khác nhau. Với HS ở trường Trung học Phổ thông, việc theo học các chủ đề STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được học trong những tình huống thực tiễn, nhiều thách thức và cơ hội, HS sẽ chủ động, sáng tạo trong học tập, từ đó khuyến khích các em có định hướng rõ ràng hơn khi chọn nghề nghiệp tương lai.

Tuy nhiên, nhiều giáo viên còn gặp khó khăn khi triển khai dạy học phát triển năng lực học sinh thông qua dạy học STEM. Đã có một số nghiên cứu về giáo dục STEM đã được xuất bản thành sách tham khảo như Nguyễn Văn Biên và cộng sự [5], Nguyễn Thành Hải [6]. Năm 2017 đã có một luận án tiến sĩ về giáo dục STEM của Lê Xuân Quang [7]. Một số nhóm tác giả khác như Lưu Thị Huế [8], Nông Thủy Kiều [9], Trần Thế Sang [10], Nguyễn Thị Như Anh [11], Đặng Thị Thuận An [12] cùng các cộng sự đã nghiên cứu triển khai các chủ đề dạy học STEM xuất phát từ môn Hóa học nhằm phát triển năng lực học sinh. Đã có một cuốn sách tham khảo về dạy học tích hợp Vật lí, Hoá học, Sinh học [13]. Nguyễn Mậu Đức và cộng sự đã nghiên cứu quy trình Ngày nhận bài: 6/9/2021. Ngày sửa bài: 18/10/2021. Ngày nhận đăng: 25/10/2021.

Tác giả liên hệ: Trần Trung Ninh. Địa chỉ e-mail: ninhtt@hnue.edu.vn

(2)

249 sản xuất phân bón giàu lân và kali từ xương động vật [14]. Nguyễn Văn Biên và cộng sự đã kết hợp TRIZ với STEM để phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh [15]. Tác giả cũng đã đề xuất một quy trình tổ chức chủ đề dạy học tích hợp [16]. Tuy nhiên, chưa có một chủ đề STEM nào theo hình thức trải nghiệm về quy trình chế tạo bình chữa cháy mini. Cần thêm nhiều bài viết về giáo dục STEM và vận dụng nó vào dạy học hóa học. Bài viết này giới thiêu về giáo dục STEM, quy trình dạy học chủ đề STEM, từ đó xây dựng chủ đề STEM “Nghiên cứu quy trình và chế tạo thiết bị bình chữa cháy mini” trong chương trình Hóa học Phi kim lớp 11 nhằm phát triển NL VDKTKN cho học sinh.

2. Nội dung nghiên cứu

2.1. Năng lực và năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng trong Chương trình Hóa học phổ thông 2018

* Khái niệm năng lực

Theo Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường: “Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong các tình huống thay đổi thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sẵn sàng hành động”

Theo Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể 2018: “Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống”. Năng lực cũng hàm chứa trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ, ý chí và trách nhiệm xã hội để có thể sử dụng một cách thành công và có trách nhiệm các giải pháp,…

trong những tình huống thay đổi.

* Năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng

Từ khái niệm về năng lực, đã xác định rằng NL VDKTKN vào thực tiễn là khả năng cá nhân phát hiện được vấn đề có liên quan đến thực tiễn từ đó huy động các kiến thức, kĩ năng liên quan đã được học hoặc tự tìm tòi khám phá các kiến thức, kĩ năng nhằm giải quyết được các vấn đề thực tiễn.

Trên cơ sở nghiên cứu Chương trình Giáo dục phổ thông môn Hoá học và các khái niệm về NL và NL VDKTKN đã học, đã đề xuất phiếu đánh giá tiêu chí của năng lực VDKTKN, nhằm đánh giá sự tiến bộ của học sinh qua thực nghiệm sư phạm như sau:

Bảng 1. Phiếu tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng Tiêu chí

NLVDKTKN Biểu hiện mức độ Mức độ

(Điểm) 1. Nhận biết, phát

hiện, giải thích hiện tượng tự nhiên, ứng dụng của Hoá học trong cuộc sống.

Trình bày được một số nội dung đã được thầy, cô hướng

dẫn liên quan đến hiện tượng tự nhiên. 1

Nhận diện các hiện tượng tự nhiên nhưng chưa phân tích rõ

ràng, bản chất của vấn đề đó. 2

Nhận diện được các hiện tượng tự nhiên; phân tích rõ ràng, chính xác bản chất của vấn đề đó. Chỉ ra được mâu thuẫn

trong vấn đề. 3

2. Phản biện, đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn.

Trình bày được một số nội dung đã có liên quan đến vấn đề

thực tiễn. 1

Đánh giá được vấn đề thực tiễn nhưng chưa phân tích rõ ràng, chính xác bản chất của vấn đề đó. 2

(3)

250

Lập luận chặt chẽ trong các ý kiến phản biện, khen, chê phù hợp. Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng của vấn đề thực tiễn.

3

3. Tìm tòi, khám phá kiến thức liên quan vấn đề thực tiễn.

Nhắc lại được kiến thức, kĩ năng đã học để trả lời vấn đề

thực tiễn. 1

Sử dụng được các bằng chứng khoa học của các vấn đề thực tiễn nhưng chưa tìm được câu trả lời cho vấn đề mình

nghiên cứu. 2

Tìm được các bằng chứng khoa học, nghiên cứu cơ sở khoa học để kết nối kiến thức, kĩ năng đã hoc với vấn đề nghiên cứu.

3

4. Định hướng được ngành, nghề sau khi tốt nghiệp trung học phổ thông.

Nhắc lại được những nội dung hướng nghiệp của thầy, cô. 1 Giải thích, hoặc phân tích được một phần các yêu cầu nghề nghiệp so sánh với khả năng của bản thân để định hướng nghề nghiệp đúng.

2 Định hướng được ngành, nghề phù hợp với sở thích, năng

lực, sở trường. 3

5. Ứng xử có trách nhiệm, thực hiện giải quyết vấn đề thực tiễn phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững.

Đã đưa ra một số đề xuất mang tính khả thi, đề ra các biện pháp kiểm chứng giả thuyết nhưng chưa thực hiện giải quyết vấn đề.

1 Đã đưa ra một số đề xuất mang tính khả thi, đề ra các biện pháp kiểm chứng giả thuyết nhưng thực hiện giải quyết vấn đề không thành công.

2 Đề xuất được các biện pháp hợp lí; thực hiện giải quyết vấn đề thực tiễn hiệu quả và đề xuất được vấn đề mới. 3 Phiếu đánh giá tiêu chí với 5 tiêu chí của năng lực VDKTKN, mỗi tiêu chí ứng với 3 mức độ được mô tả nhằm đánh giá sự tiến bộ của học sinh lớp thực nghiệm qua chủ đề STEM.

Mức 1 đạt 1 điểm tương ứng với khả năng tái hiện; Mức 2 đạt 2 điểm tương ứng với khả năng thông hiểu; Mức 3 đạt 3 điểm tương ứng với mức độ suy luận, vận dụng.

2.2. Giáo dục STEM và một số chủ đề giáo dục STEM môn Hóa học 11

* Giáo dục STEM

STEM là viết tắt của các từ tiếng Anh: Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Các kiến thức và kĩ năng này được lồng ghép, tích hợp và bổ trợ cho nhau giúp HS phát triển NL VDKTKN, tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Vì vậy, giáo dục STEM chú trọng phát triển kĩ năng, hình thành năng lực và phẩm chất của HS đáp ứng yêu cầu mới trong sự phát triển của cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra.

* Một số chủ đề giáo dục STEM môn Hóa học 11

Trong chương trình Hóa học 11 có thể thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề STEM như sau:

- Làm dưa tươi ngon từ rau củ quả sạch;

- Thiết kế bình chữa cháy mini;

- Phân bón cho hoa và cây cảnh;

(4)

251 - Bình lọc nước;

- Thiết kế hệ thống hỗ trợ quang hợp cho cây rong đuôi chó;

- Sử dụng bắp cải tím làm chất chỉ thị acid - base;

- Thiết bị cung cấp oxi cho phòng kín;

- Trồng cây với dung dịch thủy canh.

2.3. Chủ đề STEM “Nghiên cứu quy trình và chế tạo thiết bị bình chữa cháy mini”

trong Chương trình Hóa học 11 hiện hành

Nội dung của chủ đề trong Bài 16. Hợp chất của carbon thuộc Chương trình Hóa học 11 hiện hành với thời lượng 1 tiết học trên lớp và 2 tuần chuẩn bị ở nhà.

2.3.1. Lí do chọn chủ đề “Nghiên cứu quy trình và chế tạo thiết bị bình chữa cháy mini”

Cháy nổ gây thiệt hại về tài sản cũng như tính mạng con người. Để lại hậu quả và gánh nặng cho xã hội như nhiều người mất cả sản nghiệp, ảnh hưởng đến an ninh kinh tế và an sinh xã hội của địa phương…. Những vụ cháy thường xuất phát do ý thức chủ quan, thiếu cẩn trọng, coi thường mạng sống. Chính vì vậy, bên cạnh việc hạn chế nguy cơ cháy nổ cần phải tìm các biện pháp để dập tắt đám cháy và thoát hiểm an toàn. Việc sử dụng các thiết bị chữa cháy là điều cần thiết, tuy nhiên giá thành của các thiết bị chữa cháy trên thị trường hiện tại khá cao, trong khi đó, HS hoàn toàn có thể áp dụng những kiến thức đã được học để chế tạo một bình chữa cháy mini có thể sử dụng tại gia đình. Bên cạnh việc sử dụng các nguyên vật liệu gần gũi trong đời sống để chế tạo bình chữa cháy mini, chủ đề còn giáo dục các em trong việc sử dụng tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường.

2.3.2. Nội dung STEM của chủ đề

Bảng 2. Các nội dung STEM của chủ đề

S (Khoa học) T (Công nghệ) E (Kĩ thuật) M (Toán học) + Hóa học: Nêu được

tính chất hóa học của muối carbonate, acid nhằm tạo ra lượng khí CO2 lớn nhất để dập tắt đám cháy theo yêu cầu.

+ Khoa học môi trường: Hình thành và phát triển thói quen sử dụng vật liệu tái chế để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống, bảo vệ môi trường.

+ Sử dụng được phần mềm imidmap để thiết kế sơ đồ tư duy nhằm hệ thống hóa kiến thức.

+ Tra cứu được các thông tin cần thiết cho dự án từ mạng internet.

+ Biết tìm và sử dụng các trang Web tương tác trực tuyến để phục vụ cho việc học tập, mở rộng kiến thức.

+ Lựa chọn và sắp xếp các nguyên liệu, vật liệu, hóa chất hợp lí để đạt được hiệu quả tốt nhất cho sản phẩm.

+ Sử dụng đúng biện pháp, liều lượng và thao tác an toàn.

+ Tính toán hợp lí số lượng vật liệu, nguyên liệu, hóa chất tạo thành sản phẩm để đảm bảo hiệu quả kinh tế.

+ Vận dụng các kiến thức toán học để thiết kế bản vẽ và thực hiện sản phẩm.

2.3.3. Mục tiêu chủ đề

* Về kiến thức, kĩ năng

- HS giải thích được các tính chất của carbon, carbon dioxide và muối carbonate.

- Vận dụng các tính chất của carbon và hợp chất carbon để:

+ Giải thích nguy cơ về suy hô hấp trong đám cháy.

(5)

252

+ Đề xuất phương án bảo vệ an toàn và thoát hiểm trong đám cháy.

+ Thiết kế và thử nghiệm bình chữa cháy đơn giản từ vật liệu dễ kiếm và vận dụng các tính chất của carbon và hợp chất.

* Về thái độ

- Có ý thức phòng cháy, chữa cháy.

- Nhận thấy sự vận dụng kiến thức của kiến thức môn học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn

* Về năng lực được hình thành

- Năng lực hóa học: năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng hóa học, năng lực nhận thức hóa học và năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học.

2.3.4. Tiến hành hoạt động

* Hoạt động 1: Xây dựng yêu cầu chế tạo bình chữa cháy mini (Chuẩn bị trước 2 tuần) - Mục tiêu:

- HS nêu được nguyên lí hoạt động của bình chữa cháy và xác định rõ nhiệm vụ là chế tạo bình chữa cháy mini.

- Thực hiện:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- GV nêu thông tin về nguy cơ mất an toàn cháy nổ và đưa ra yêu cầu của nhiệm vụ dự án để HS có thể thực hiện.

- GV thông báo, phân tích và thống nhất với HS các tiêu chí đánh giá của bình chữa cháy mini.

- HS lắng nghe nguyên tắc dập tắt một đám cháy và nguyên lí họat động của bình chữa cháy truyền thống.

- HS suy nghĩ về bản vẽ để phù hợp yêu cầu của chủ đề.

- Tiêu chí sản phẩm:

Thống nhất được nguyên lí chế tạo bình cứu hỏa mini.

Nhận nhiệm vụ thiết kế, chế tạo bình chữa cháy mini.

* Hoạt động 2: Nghiên cứu, đề xuất phương án thiết kế sản phẩm (Chuẩn bị trước 2 tuần) - Mục tiêu:

+ HS trình bày, giải thích được những tính chất vật lí và tính chất hóa học cơ bản của carbon và các hợp chất.

+ HS nêu được nguyên tắc dập tắt đám cháy, đề xuất phương án dập tắt đám cháy hiệu quả và thoát hiểm an toàn trong đám cháy.

+ HS Lựa chọn kiến thức liên quan về carbon và hợp chất phù hợp cho sản phẩm của nhóm.

- Thực hiện:

- GV nghe các nhóm báo cáo, trao đổi và

đánh giá về nội dung. - HS trình bày chủ đề được phân công.

- HS Trao đổi với GV những khó khăn, vướng mắc để được hướng dẫn giải đáp.

Quá trình hóa học diễn ra khi bình cứu hỏa hoạt động. Tác dụng dập đám cháy của CO₂. Các tác động môi trường có thể xảy ra trong quá trình chế tạo, sử dụng bình cứu hỏa mini.

(6)

253 Các phương án thiết kế bình chữa cháy mini.

Hoạt động 3: Trình bày thiết kế và thuyết trình, thảo luận (Chuẩn bị trước 2 tuần) - Mục tiêu:

+ HS mô tả được bản thiết kế của mình.

+ HS vận dụng các kiến thức liên quan đến carbon và hợp chất để giải thích lựa chọn phương án thiết kế bình chữa cháy.

- Thực hiện:

- GV chú ý và nhận xét phần báo cáo của HS.

- GV dùng phiếu tiêu chí để đánh giá phần trình bày của các em.

- HS vẽ các ý tưởng thiết kế sản phẩm, lựa chọn ý tưởng tối ưu nhất.

- HS cần chú thích rõ các bộ phận, nguyên vật liệu và hóa chất thực hiện.

- HS dự kiến kích thước, khối lượng, nồng độ và các thông số kĩ thuật liên quan.

- HS giải thích cơ chế hoạt động của bình chữa cháy.

- HS phản biện và ghi nhận xét điều chỉnh phương án.

Bản vẽ thiết kế sản phẩm bình chữa cháy mini được lựa chọn, lí giải vì sao chọn.

Biên bản các ý kiến góp ý cho bản vẽ thiết kế, các ý kiến phản biện và trả lời.

Hoạt động 4: Chế tạo bình chữa cháy mini (chuẩn bị trong 2 tuần trước khi báo cáo) - Mục tiêu:

+ HS chế tạo được bình chữa cháy mini theo phương án đã chọn;

+ Thử nghiệm sản phẩm và có sự điều chỉnh.

- Thực hiện:

- GV yêu cầu HS báo cáo quá trình thực hiện sản phẩm. Từ đó hỗ trợ các em khi cần thiết.

- HS chế tạo sản phẩm và đánh giá mức độ hoạt động so với tiêu chí ban đầu.

- HS thực hiện cải tiến sản phẩm, đánh giá lại mức độ hoạt động của sản phẩm sau cải tiến.

Mỗi nhóm chế tạo được 01 bình chữa cháy mini, thử nghiệm và cải tiến sản phẩm.

Bình chữa cháy có hình thức đẹp, sử dụng vật liệu tái chế, có giá thành thấp và hiệu quả chữa cháy tốt.

Họat động 5: Trình bày sản phẩm và đánh giá rút kinh nghiệm (45 phút trên lớp) - Mục tiêu:

+ HS trình bày và thao tác được trên bình chữa cháy mini;

+ HS giải thích được sự thành công hay nguyên nhân thất bại của sản phẩm;

+ HS đề xuất thêm các ý tưởng bình chữa cháy.

- Thực hiện:

(7)

254

- GV lắng nghe HS báo cáo, sử dụng sản phẩm và nhận xét về sản phẩm cho HS.

- GV tổng kết, đánh giá về dự án.

- HS báo cáo sản phẩm

- HS dùng bình chữa cháy của nhóm mình để dập tắt một đám cháy nhỏ ở sân trường thật an toàn.

- HS hoàn thành hồ sơ dự án.

Mỗi nhóm chế tạo được 01 bình chữa cháy mini. Thử nghiệm chữa thành công đám cháy giả định nhỏ tại sân trường.

Có báo cáo kết quả về quá trình thiết kế, chế tạo bình chữa cháy mini.

2.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm

Dưới đây là một số hình ảnh trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Hình 1. Các nhóm báo cáo

bằng PowerPoint Hình 2. Bản thiết kế của các nhóm

Hình 3. Thử nghiệm bình chữa cháy mini Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại lớp 11A6 (42 HS) Trường THPT Đồng Quan, Hà Nội trong năm học 2020 - 2021. Nhằm đánh giá tính khả thi và mức độ phù hợp của các nội dung được đề xuất, hiệu quả của việc dạy học theo chủ đề STEM “Nghiên cứu quy trình và chế tạo thiết bị bình chữa cháy mini” phát triển NL VDKTKN cho HS, đã triển khai thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Đồng Quan, Hà Nội với hai lớp 11 có trình độ tương đương với sự tham gia của 2 GV (Bạch Thị Phương Thanh và Trần Thị Vân). Đã thiết kế kế hoạch bài học, triển khai hoạt động dạy học, đánh giá sản phẩm của các nhóm HS. Các nhóm đều có sản phẩm, chất lượng tốt. Kết quả được tính bằng trung bình cộng điểm do GV đánh giá.

Đã sử dụng phiếu đánh giá tiêu chí dành cho GV là công cụ để đánh giá NL VDKTKN của HS lớp TN trước và sau khi tác động. Sau khi phát cho GV chúng tôi đã tổng hợp kết quả như sau:

Bảng 3. Kết quả đánh giá tiêu chí năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng Tiêu chí năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng Điểm TB

trước TĐ

Điểm TB Sau TĐ 1. Nhận biết, phát hiện, giải thích hiện tượng tự nhiên, ứng dụng của

Hoá học trong cuộc sống. 1,85 2.54

2. Phản biện, đánh giá ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn. 1,78 2,31 3. Tìm tòi, khám phá kiến thức liên quan vấn đề thực tiễn. 1,82 2,38 4. Định hướng được ngành, nghề sau khi tốt nghiệp trung học phổ thông. 1,71 2,40 5. Ứng xử có trách nhiệm, thực hiện giải quyết vấn đề thực tiễn phù

hợp với yêu cầu phát triển bền vững. 1,81 2,09

(8)

255 Bảng 3 cho thấy phần lớn tiêu chí đánh giá sau tác động đều cao hơn trước tác động, đạt mức điểm trung bình từ 2,09 đến 2,54. Tiêu chí 5, ứng xử có trách nhiệm, giải quyết vấn đề thực tiễn đang ở mức thấp nhất (2,09) trong 5 tiêu chí, mặc dù đây là một tiêu chí rất quan trọng, chứng tỏ HS cần được cải thiện thêm ở Tiêu chí 5.

Bên cạnh việc đánh giá bằng phiếu tiêu chí, đã cho HS hai lớp làm bài kiểm tra 15 phút dưới hình thức tự luận và trắc nghiệm. Kết quả bài kiểm tra sau khi được xử lí số liệu thể hiện qua đường lũy tích bên dưới.

Hình 4. Đường lũy tích bài kiểm tra của học sinh

Bảng 4. Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng của các bài kiểm tra

Đối tượng TN ĐC

Điểm trung bình

6.6 5,0

Mode 6,0 5,0

Trung vị 7,0 5,0

SD 1.8 1.9

p (T-test độc

lập) 0.00018

Mức độ ảnh hưởng ES

0.84

Phân tích chung kết quả bài kiểm tra

Dựa trên các kết quả TNSP và xử lí số liệu TNSP, nhận thấy chất lượng học tập của HS lớp TN cao hơn lớp ĐC. Điều này thể hiện cụ thể như sau:

Đồ thị các đường lũy tích (Hình 4)

- Đường lũy tích của lớp TN luôn nằm bên phải và phía dưới đường lũy tích của lớp ĐC.

Điều này chứng tỏ HS lớp TN đạt mức độ năng lực cao hơn so với HS ở lớp ĐC.

Giá trị các tham số đặc trưng (Bảng 4)

- Giá trị trung bình của lớp TN cao hơn giá trị TB của lớp ĐC. Điều này chứng tỏ HS lớp TN đáp ứng các tiêu chí của đề kiểm tra tốt hơn HS lớp ĐC.

- Độ lệch chuẩn ở lớp TN nhỏ hơn lớp ĐC, chứng minh độ phân tán quanh giá trị trung bình của lớp TN ít hơn, nghĩa là chất lượng lớp TN đồng đều hơn lớp ĐC.

- Giá trị p < 0,05, sự khác biệt giữa lớp TN và ĐC là có ý nghĩa và việc áp dụng STEM trong dạy học đã có tác động tích cực đến sự phát triển NL VDKTKN của HS.

3. Kết luận

Giáo dục STEM là định hướng giáo dục rất cần thiết trong bối cảnh Việt Nam hiện nay, thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học đáp ứng nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước. Bài báo trình bày thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học STEM với chủ đề “Nghiên cứu quy trình và chế tạo thiết bị bình chữa cháy mini” cho thấy có thể phát triển được NL VDKTKN cho HS qua hoạt động này. Kết quả thực nghiệm sư phạm đã xác nhận sự tiến bộ NL VDKTKN của HS lớp thực nghiệm sau tác động cao hơn so với trước tác động là có ý nghĩa thống kê và nghiên cứu này có hệ số ảnh hưởng ở mức độ lớn, do đó có thể nhân rộng được.

(9)

256

TÀI LIỆU THAM KHẢO

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

[2] 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 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo.

[3] 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 GD&ĐT.

[4] Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018. Chương trình Giáo dục phổ thông môn Hóa học. Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26 tháng 12 năm 2018 của Bộ trưởng Bộ GD&ĐT.

[5] Nguyễn Văn Biên, Tưởng Duy Hải (đồng chủ biên), Trần Minh Đức, Nguyễn Văn Hạnh, Chu Cẩm Thơ, Nguyễn Văn Thuấn, Đoàn Văn Thực, Trần Bá Trình, 2019. Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội.

[6] Nguyễn Thành Hải, 2019. Giáo dục STEM/STEAM từ trải nghiệm thực hành đến tư duy sáng tạo, NXB trẻ, Thành phố Hồ Chí Minh.

[7] Lê Xuân Quang, 2017. Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

[8] 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, 8(5), pp. 340-346.

[9] Nông Thủy Kiều, Phạm Thị Mây, Trần Trung Ninh, 2019. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh thông qua chủ đề dạy học STEM phần “dẫn xuất Hydrocarbon” - Hóa học 11. Tạp chí Giáo dục, Số 456 (Kì 2 - 6/2019), tr. 42-46.

[10] Trần Trung Ninh, Trần Thế Sang, Đoàn Thanh Tường, 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, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Kỉ yếu Hội thảo 20 năm mô hình đào tạo giáo viên liên thông, tr. 188-196.

[11] Nguyễn Thị Như Anh, Trần Trung Ninh, 2019. Dạy học STEM chủ đề làm xà phòng handmade nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh. Kỉ yếu Hội thảo hóa học toàn quốc lần thứ VIII, tr. 135-145.

[12] 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), tr. 92-100.

[13] Trần Trung Ninh (Chủ biên), Phan Thị Thanh Hội, Nguyễn Văn Biên, Đặng Thị Thuận An, 2017. Dạy học tích hợp Hóa học, Vật lí, Sinh học, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội.

[14] Nguyen Mau Duc*, Tran Trung Ninh, Ngo Thi Toan, Kieu Thi Hai, 2018. Chokchai Yuenyong, STEM education program: Manufacturing Mixture of Phosphate and potash fertilizer straws and waste of animal bones. The 1st International Annual Meeting on STEM Education (I AM STEM), Thailand.

[15] 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, tr. 165-176.

[16] 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.

(10)

257 ABSTRACT

Teaching STEM with the topic “Research on the process and manufacture of mini fire extinguisher equipment” to develop students' ability to apply knowledge and skills

Bach Thi Phuong Thanh and Tran Trung Ninh Faculty of Chemistry, Hanoi National University of Education The organization of STEM teaching has been attracting the attention of high schools, teachers and educational scientists in recent years. Through solving problems in STEM topics, students have the opportunity to develop core competencies and professional competencies.

This article presents the process of designing and organizing STEM, Chemistry 11 themed teaching activities to develop students' ability to apply knowledge and skills. Designed and organized teaching STEM topic “Research on the process and manufacture of mini fire extinguisher equipment” and pedagogical experiment at Dong Quan High School. After collecting the results, processing and analyzing statistics, it was found that there is an improvement in the ability to apply knowledge and skills through the STEM topic of experimental teaching.

Keywords: teaching STEM, ability to apply knowledge and skills, students, Chemistry 11, Phu Xuyen, Hanoi.