Sáng kiến kinh nghiệm Áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học phần Cacbon và hợp chất của cacbon - Hóa học 11 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng cho học sinh trường THPT

 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN 
 TRƯỜNG THPT ĐÔNG HIẾU 
 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
 TÊN ĐỀ TÀI: 
 “ÁP DỤNG MÔ HÌNH STEM TRONG DẠY HỌC 
 PHẦN CACBON VÀ HỢP CHẤT CỦA CACBON - HÓA HỌC 11 
 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC 
KĨ NĂNG CHO HỌC SINH TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG” 
 Lĩnh vực: Hóa học 
 Tác giả: TRƯƠNG ĐÌNH SÂM. 
 Tổ: Tự Nhiên 
 Điện thoại: 0389952825. 
 Năm học 2022 - 2023 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
  
DHTC : Dạy học tích cực 
ĐC : Đối chứng 
GD&ĐT : Giáo dục và đào tạo 
GV : Giáo viên 
HĐGV : Hoạt động giáo viên 
HS : Học sinh 
KH : Kế hoạch 
NL : Năng lực 
PƯ : Phản ứng 
PP : Phương pháp 
PPDH : Phương pháp dạy học 
SGK : Sách giáo khoa 
SKKN : Sáng kiến kinh nghiệm 
THPT : Trung học phổ thông 
TN : Thực nghiệm 
TNKQ : Trắc nghiệm khách quan 
VDKTKN : Vận dụng kiến thức kĩ năng 
  Điều tra thực trạng dạy học STEM và việc dạy học phát triển NLVDKTKN 
trong dạy học Hóa học ở trường THPT Đông Hiếu 
 Thiết kế chủ đề dạy học STEM thuộc phần cacbon và hợp chất của cacbon - 
hóa học 11. 
 Thực nghiệm sư phạm và xử lý thống kê số liệu thực nghiệm để bước đầu 
kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các chủ đề dạy học STEM, những biện 
pháp đề xuất của SKKN. 
 1.3. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu: 
 - Áp dụng cho phần cacbon và hợp chất của cacbon - Hóa học 11 THPT. 
 - Học sinh lớp 11 trường THPT Đông Hiếu. 
 1.4. Mục đích nghiên cứu: 
 Xây dựng, sử dụng chủ đề STEM phần Cacbon và hợp chất của cacbon - Hóa 
học 11 nhằm phát triển NL VDKTKN cho HS, góp phần nâng cao chất lượng, hiệu 
quả dạy học trong giai đoạn nền giáo dục chuyển mình phát triển mạnh mẽ. 
 1.5. Phương pháp nghiên cứu: 
 1.5.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết 
 - Nghiên cứu các tài liệu về chủ trương, đường lối phát triển giáo dục của Đảng 
và Nhà nước Việt Nam; 
 - Nghiên cứu các tài liệu về lý luận dạy học Hóa học, về tổ chức hoạt động 
nhận thức của HS trong dạy học Hóa học ở trường THPT; 
 - Nghiên cứu sách giáo khoa, giáo trình và các tài liệu về phương pháp dạy học 
Hóa học cần cho việc xây dựng tiến trình dạy học; 
 - Nghiên cứu các tài liệu giới thiệu về STEM trên thế giới và ở Việt Nam; 
 - Nghiên cứu các tài liệu hỗ trợ cho việc thiết kế các chủ đề STEM; 
 - Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến việc sử dụng mô hình STEM trong 
dạy học Hóa học; 
 - Phân tích tổng quan các nguồn tài liệu đã thu thập. 
 1.5.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn 
 - Điều tra thực trạng dạy học STEM phát triển NL cho HS ở trường THPT 
Đông Hiếu; 
 - Thiết kế chủ đề STEM dạy học Hóa học được cụ thể hóa ở phần Cacbon và 
hợp chất của cacbon - Hóa học 11 THPT; 
 - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm có đối chứng ở 
trường phổ thông để đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học và các giải pháp sư phạm 
đã đề ra; 
 2 
 PHẦN II: NỘI DUNG 
 2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 
 2.1.1. Cơ sở lí luận 
 2.1.1.1. Năng lực 
 Năng lực (competency) có nguồn gốc từ tiếng Latinh “competentia. Hiện nay, 
có nhiều cách hiểu về “năng lực”: 
 - Theo từ điển Tiếng Việt: “Năng lực là phẩm chất tâm lý và sinh lý tạo cho 
con người khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lượng cao”. 
 - Theo tài liệu [10]: “Năng lực là một thuộc tính tâm lý phức tạp, là điểm hội 
tụ của nhiều yếu tố tri thức, kỹ năng, kỹ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động 
và trách nhiệm đạo đức”. 
 - Theo chương trình GDPT tổng thể của BGD&ĐT năm 2018: “Năng lực 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, kỹ 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” [7]. 
 Các tác giả quan niệm về NL khác nhau, tuy nhiên đều đã nhấn mạnh đến tính 
hiệu quả của việc huy động các KTKN và thái độ (tâm lý sẵn sàng hành động) trong 
thực hiện hành động, nhiệm vụ của cá nhân hay “NL là khả năng thực hiện, là biết 
làm và làm được”. 
 Tóm lại khái niệm NL có thể được phát biểu như sau: NL là khả năng vận 
dụng một cách linh hoạt tất cả những yếu tố kiến thức, kỹ năng, tình cảm, thái độ, 
động cơ cá nhân, để giải quyết các VĐ trong học tập, công việc và cuộc sống. 
 2.1.1.2. Năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng 
 a. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng 
 Hiện nay, có nhiều khái niệm liên quan đến NLVDKTKN: 
 - Theo tài liệu [8]: “Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng là khả năng của 
bản thân người học tự giải quyết những VĐ đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu 
quả bằng cách áp dụng các KTKN, kinh nghiệm đã có vào các tình huống, hoạt động 
thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. Năng lực vận 
dụng kiến thức, kĩ năng thể hiện phẩm chất, nhân cách của con người trong quá 
trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức”. 
 Theo tài liệu [10]:“ Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng vào thực tiễn là khả 
năng người học sử dụng những kiến thức, kĩ năng đã học trên lớp hoặc học qua trải 
nghiệm thực tế của cuộc sống để giải quyết những vấn đề đặt ra trong những tình 
huống đa dạng và phức tạp của đời sống một cách hiệu quả và có khả năng biến đổi 
 4 
 c. Một số biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho 
học sinh 
 Để phát triển NLVDKTKN cho HS cần thực hiện một số biện pháp sau: 
 - Trước hết, GV cần thay đổi cách dạy học , chuyển từ dạy học định hướng nội 
dung sang dạy học phát triển NL. GV là người tổ chức, hướng dẫn, chỉ đạo, trợ giúp 
cho quá trình học tập của HS. HS chủ động, tích cực tìm hiểu và lĩnh hội kiến thức. 
 - Thứ hai: GV cần tạo hứng thú học tập cho HS, khuyến khích động viên HS 
tham gia nhiệt tình vào hoạt động học. Luôn tạo cơ hội giải quyết VĐ học tập thông 
qua việc VDKTKN của HS, đồng thời cố hỗ trợ kịp thời khi các em gặp khó khăn. 
 - Thứ ba: GV cần tích cực đổi mới phương pháp dạy học (PPDH), sử dụng các 
PPDH tích cực như dạy học theo dự án, phương pháp trò chơi, phương pháp trực 
quan Bên cạnh đó GV tăng cường sử dụng các kĩ thuật dạy học tích cực như kĩ 
thuật khăn trải bàn, kĩ thuật động não, kĩ thuật mảnh ghép, kĩ thuật sơ đồ tư duy 
 - Thứ tư: GV tăng cường sử dụng có hiệu quả các phương tiện dạy học như: 
máy chiếu, đồ dùng học tập sáng tạo, phiếu hỏi, bảng biểu... 
 - Thứ năm:GV phối kết hợp các PPDH tích cực, phương tiện dạy học, bài tập 
HH nhất là bài tập HH gắn liền với thực tiễn nhằm kích thích HS tìm tòi, khám phá, 
sáng tạo và VDKTKN đã học vào thực tế cuộc sống. 
 - Thứ sáu: GV đổi mới cách kiểm tra ĐG, cần ĐG quá trình và ĐG thường 
xuyên quá trình rèn luyện NLVDKTKN của HS, từ đó kịp thời điều chỉnh tác động 
và khuyến khích HS VDKTKN, kinh nghiệm đã có vào các tình huống thực tiễn để 
tìm hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. 
 Ngoài ra, GV sử dụng nhiều hình thức dạy học như dạy học theo định hướng 
STEM, dạy học trải nghiệm,  Các hình thức học tập này đòi hỏi HS phải tích cực 
và huy động nguồn lực của bản thân để hoàn thành nhiệm vụ học tập. Như vậy, có 
thể nói dạy học theo định hướng STEM là một biện pháp để phát triển NLVDKTKN 
cho HS. Để thực hiện nhiệm vụ học tập STEM, người học cần vận dụng kiến thức 
của Khoa học, Toán, Kĩ thuật, Công nghệ cũng như huy động kinh nghiệm, kĩ năng 
của bản thân. Nó giúp HS phát triển khả năng VDKTKN ở các tình huống khác nhau 
trong thực tiễn. 
 2.1.1.3. Mô hình giáo dục STEM 
 a. Định nghĩa 
 Hiệp hội các GV dạy khoa học Mỹ (NSTA) được thành lập năm 1944, đã đề 
xuất ra khái niệm giáo dục STEM với cách định nghĩa ban đầu như sau: “Giáo dục 
STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm 
học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, 
ở đó các HS áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào 
trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và 
 6 
 b. Nội dung và phương pháp khảo sát 
 * Nội dung khảo sát 
 - Xây dựng phiếu điều tra: Phiếu điều tra cho Giáo viên THPT (phụ lục 1), 
phiếu điều tra cho HS THPT (phụ lục 2). 
 - Phát phiếu điều tra tới các GV dạy học các môn Toán học, Vật lí, Hóa học, 
Sinh học, Công nghệ của trường THPT Đông Hiếu. 
Phát phiếu điều tra tới các HS lớp 11 của trường THPT Đông Hiếu. 
Thu các phiếu điều tra sau khi đối tượng đã thực hiện điều tra, thống kê và xử lí kết 
quả. 
 * Phương pháp khảo sát và thang đánh giá 
 Trong sáng kiến để khảo sát thực trạng giáo dục STEM và phát triển năng lực 
vận dụng kiến thức kĩ năng của học sinh tại trường THPT Đông Hiếu tôi tiến hành 
điều tra bằng phiếu hỏi với thang đánh giá 4 mức (tương ứng với điểm số từ 1 đến 
4): 
 + Đối với giáo viên: 4 mức tôi sử dụng là: Không bao giờ; Hiếm khi; Thỉnh 
thoảng và Thường xuyên. 
 + Đối với học sinh: 4 mức tôi sử dụng là: Không quan trọng; Bình thường; 
Quan trọng; Rất quan trọng. 
 Ngoài ra, tôi sử dụng phương pháp phỏng vấn trực tiếp giáo viên và học sinh 
để thu thập thêm thông tin chi tiết từ các đối tượng khảo sát từ đó tìm ra giải pháp 
phù hợp nhất để giải quyết vấn đề. 
 c. Đối tượng khảo sát 
 Bảng 2.2. Tổng hợp các đối tượng khảo sát 
 TT Đối tượng Số lượng 
 1 Giáo viên 35 
 2 Học sinh 83 
  118 
 d. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết của sáng kiến 
 * Về phía giáo viên 
 Từ số liệu khảo sát khi điều tra về hiểu biết STEM của GV, thu được kết quả: 
 8 
 Câu 4: Thầy (Cô) nghe nói về STEM chưa? Thầy (Cô) hiểu về giáo dục STEM 
như thế nào? 
- Có 43.3% GV thường xuyên nghe nói về STEM, chỉ có 3.3% GV hiếm khi nghe 
nói về STEM. 
- Đa số GV tham gia khảo sát cho rằng:Giáo dục STEM cung cấp cho người học 
những kiến thức, kĩ năng liên quan Khoa học, Toán học, Công nghệ và Kỹ thuật-
theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để 
giải quyết VĐ đặt ra. 
- Như vậy đa số GV được khảo sát đều có sự hiểu biết nhất định về STEM. 
 Hình 2.4. Biểu đồ về sự hiểu biết về STEM của giáo viên 
Câu 5: Xin quý Thầy (Cô) cho biết: Mức độ quan trọng của giáo dục STEM đối 
với HS? 
- Đa số GV đều cho rằng giáo dục 
STEM quan trọng với HS vì góp 
phần phát triển NL cho HS. 
- Có 20% GV ít hiểu biết về STEM 
thì cho rằng giáo dục STEM không 
quan trọng đối với HS. 
 Hình 2.5. Biểu đồ về mức độ quan trọng 
 của giáo dục STEM đối với HS 
Câu 6: Thầy (Cô) quan tâm đến STEM trong việc dạy học như thế nào? 
 Không quan Mới chỉ nghe Quan tâm, Đang dạy học 
 Ý kiến 
 tâm nói đến muốn tìm hiểu STEM 
Kết quả 6.6% 26.7% 66.7% 0.0% 
 10 
 Câu 5: Em vui lòng nêu ý kiến của bản thân về quan điểm sau: “Giáo dục STEM ở 
là cần thiết đối với tất cả học sinh”. 
 Nhiều em HS đồng ý, theo các em thì giáo dục STEM có vai trò là trang thiết 
bị kiến thức cho người học thông qua trải nghiệm, thực hành và ứng dụng. Các lĩnh 
vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ kết hợp với nhau để giúp người học giải quyết 
các VĐ thực tế. Thông qua các hoạt động STEM, người học sẽ biết cách vận dụng 
lý thuyết vào thực tiễn và phát triển kỹ năng thích ứng được với đòi hỏi trí tuệ của 
thế kỷ 21. 
Qua kết quả khảo sát thực trạng, tôi có bảng tổng hợp kết quả như sau: 
 Bảng 2.3. Kết quả khảo sát đánh giá sự cấp thiết của các giải pháp đề xuất 
 Các thông số 
 TT Các giải pháp X Mức 
 1 Phiếu hỏi giáo viên 1,74 Hiếm khi 
 2 Phiếu hỏi học sinh 2,79 Quan trọng 
 Từ số liệu thu được ở bảng trên có thể rút ra những nhận xét như sau: 
 + Nội dung thực hành thí nghiệm chưa được chú trọng hoặc cơ sở vật chất chưa 
đáp ứng được. 
 + Đa số GV tham gia khảo sát cho rằng: Giáo dục STEM cung cấp cho người 
 học những kiến thức, kĩ năng liên quan Khoa học, Toán học, Công nghệ và Kỹ thuật 
 -theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải 
 quyết VĐ đặt ra. 
 + Sự hiểu biết của GV về STEM còn hạn chế và chưa được tìm hiểu kĩ, cũng 
như chưa dạy học thực tế. 
 + Đa số học sinh có nghe nói về STEM, câu lạc bộ STEM nhưng nghề nghiệp 
STEM hay nhân lực STEM và một số cuộc thi liên quan đến STEM thì việc nắm bắt 
thông tin của các em còn hạn chế. 
 + Nhiều em HS đồng ý, theo các em thì giáo dục STEM có vai trò là trang thiết 
bị kiến thức cho người học thông qua trải nghiệm, thực hành và ứng dụng. Các lĩnh 
vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ kết hợp với nhau để giúp người học giải quyết 
các VĐ thực tế. Thông qua các hoạt động STEM, người học sẽ biết cách vận dụng 
lý thuyết vào thực tiễn và phát triển kỹ năng thích ứng được với đòi hỏi trí tuệ của 
thế kỷ 21. 
2.2. Các giải pháp tiến hành để giải quyết vấn đề 
 2.2.1. Nguyên tắc lựa chọn nội dung, cấu trúc xây dựng chủ đề STEM 
 12