Tài liệu Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn hóa học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC TRẦN THỊ PHÚC DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ – LỚP 11 BẰNG TIẾNG ANH TIẾP CẬN STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU CHO HỌC SINH TẠI TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN HƯNG YÊN L ẬN VĂN THẠC Ư PHẠ HÀ NỘI – 2020 H HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC TRẦN THỊ PHÚC DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ – LỚP 11 BẰNG TIẾNG ANH TIẾP CẬN STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU CHO HỌC SINH TẠI TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN HƯNG YÊN L ẬN VĂN THẠC Ư PHẠ H HỌC CH YÊN NG NH L L ẬN V PHƯƠNG PH P DẠY HỌC H Mã số: 81401.11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ KIM LONG HÀ NỘI – 2020 HỌC LỜI CẢ ƠN Luận văn này là một công trình nghiên cứu khoa học rất quan trọng đối với bản thân tôi. Bởi vì trong quá trình thực hiện, tôi có điều kiện tổng hợp, củng cố kiến thức và tích lũy thêm các kinh nghiệm cần có trong chuyên môn và nghiệp vụ. Luận văn đƣợc hoàn thành tại Khoa Sƣ phạm, Trƣờng Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội. Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy/cô giáo, các cán bộ của nhà trƣờng, các bạn bè đồng nghiệp, các em học sinh và ngƣời thân. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm khoa, các thầy cô trong văn phòng khoa Sƣ phạm đã tạo điều kiện cho học viên hoàn thành quá trình học tập tại trƣờng. Tôi cũng xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Kim Long đã tận tâm giúp đỡ, hƣớng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo và các em học sinh trƣờng THPT chuyên Hƣng Yên, trƣờng THPT chuyên Lào Cai, trƣờng THPT Đức Hợp, trƣờng THPT Dƣơng Quảng Hàm - Hƣng Yên đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi điều tra, tiến hành thực nghiệm trong quá trình nghiên cứu luận văn. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và các học viên lớp cao học Hóa học QH-2018S, trƣờng Đại học Giáo dục đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Hà Nội, ngày 15 tháng 11 năm 2020 Tác giả Trần Thị Phúc ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Nguyên nghĩa Chữ viết tắt 1 GV Giáo viên 2 HH Hóa học 3 HS Học sinh 4 NL Năng lực 5 NLNC Năng lực nghiên cứu 6 PP Phƣơng pháp 7 TBTL Trung bình năng lực 8 TCHH Tính chất hóa học 9 THPT Trung học phổ thông 10 ThN Thí nghiệm 11 TN Thực nghiệm 12 TNSP Thực nghiệm sƣ phạm 13 VDKT Vận dụng kiến thức iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các loại hình giáo dục STEM .................................................................. 14 Bảng 2.1. Bảng mô tả tiêu chí các mức độ đạt đƣợc của NLNC ............................... 6 Bảng 2.2. Mức độ đánh giá NLNC .......................................................................... 9 Bảng 2.3. Phiếu hỏi về mức độ đạt đƣợc của NLNC của HS trong các chủ đề học theo tiếp cận STEM ........................................................................................... 14 Bảng 2.4. Kế hoạch dạy học phần Hóa học Vô cơ .................................................. 25 Bảng 3.1. Thông tin về lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) ................... 65 Bảng 3.2. Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 65 Bảng 3.3. Danh sách chủ đề STEM thực nghiệm .................................................... 66 Bảng 3.4. Bảng kiểm quan sát đánh giá điểm trung bình các NLNC trong dạy học hóa học bằng tiếng anh tiếp cận STEM của lớp TN và lớp ĐC ........................ 74 Bảng 3.5. Kết quả điều tra về hứng thú và mức độ đạt đƣợc của NLNC của HS trong các chủ đề học bằng tiếng Anh tiếp cận STEM ............................................. 76 Bảng 3.6. Bảng phân phối kết quả thực nghiệm - Bài kiểm tra số 1 ...................... 77 Bảng 3.7. Bảng phân phối kết quả xếp loại học lực- Bài kiểm tra số 1 ................... 78 Bảng 3.8. Bảng phân phối kết quả thực nghiệm - Bài kiểm tra số 2 ...................... 78 Bảng 3.9. Bảng phân phối kết quả xếp loại học lực- Bài kiểm tra số 2 ................... 79 Bảng 3.10. Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra 15 phút .................................... 82 Bảng 3.11. Các thông số thống kê của bài kiểm tra 15 phút.................................... 83 Bảng 3.12. Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra 45 phút .................................... 84 Bảng 3.13. Các thông số thống kê của bài kiểm tra 45 phút.................................... 85 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ CÁC BIỂ ĐỒ Hình 1.1. Tiêu chí của chủ đề giáo dục STEM ........................................................ 16 Hình 1.2. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ............................................... 17 Hình 1.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM ........................................................ 18 Biểu đồ 1.1. Tầm quan trọng của dạy học phát triển NLNC ................................... 34 Biểu đồ 1.2. Mức độ dạy học phát triển NLNC ....................................................... 34 Biểu đồ 1.3. Mức độ cần thiêt của việc DHHH bằng tiếng Anh cho học sinh THPT ........................................................................................................................ 38 Biểu đồ 1.4. Mức độ quan tâm của nhà trƣờng đến DHHH bằng tiếng Anh ........... 39 Biểu đồ 1.5. Nhận thức của GV về những khó khăn gặp phải khi DHHH bằng tiếng Anh .................................................................................................................. 40 Biểu đồ 1.6. Mức độ yêu thích học hóa học bằng tiếng Anh của HS ...................... 41 Biểu đồ 1.7. Nhận thức của HS về mục đích học HH bằng tiếng Anh .................... 41 Biểu đồ 1.8. Mức độ khó của việc học HH bằng tiếng Anh so với các môn KHTN khác .............................................................................................................. 42 Biểu đồ 1.9. Mức độ phù hợp của bản thân HS với quá trình học HH bằng tiếng Anh .................................................................................................................. 42 Biểu đồ 1.10. Nguyên nhân khó khăn HS gặp phải khi học HH bằng tiếng Anh .... 43 Biểu đồ 1.11. Mức độ sử dụng phòng thí nghiệm của GV ..................................... 43 Biểu đồ 1.12. Mức độ kết nối kiến thức trong dạy học môn Hóa học ..................... 44 Biểu đồ 1.13. Mức độ tổ chức cho HS hợp tác để làm ra các sản phẩm trong quá trình học môn Hóa học ...................................................................................... 44 Biểu đồ 1.14. Mức độ quan trọng của giáo dục STEM ........................................... 45 Biểu đồ 1.15. Nhận thức về STEM của học sinh THPT .......................................... 46 Biểu đồ 1.16. Nhận thức của HS về tầm quan trọng của STEM ............................. 47 Hình 3.1 . Kết quả xếp loại bài kiểm tra số 1 ........................................................... 79 Hình 3.2. Kết quả xếp loại bài kiểm tra số 2 ............................................................ 80 Hình 3.3 . Đƣờng phân phối tần suất theo điểm bài kiểm tra số 1 ........................... 80 Hình 3.4 . Đƣờng phân phối tần suất theo điểm bài kiểm tra số 2 ........................... 81 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠNii ........................................................................................................... i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮTviii ................................................................... ii DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………iii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ CÁC BIỂU viiiĐỒ .................................................. iv MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài. .....................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu. ..............................................................................................2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. .............................................................................................3 4. Khách thể, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu .............................................................3 5. Câu hỏi nghiên cứu .................................................................................................3 6. Giả thuyết khoa học ................................................................................................3 7. Phƣơng pháp nghiên cứu .........................................................................................4 8. Dự kiến đóng góp mới của đề tài ............................................................................4 9. Cấu trúc của luận văn ..............................................................................................4 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ L LU N, THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC H HỌC BẰNG TIẾNG ANH TIẾP C N STEM VÀ PHÁT TRIỂN N NG LỰC NGHIÊN CỨU ........................................................................................................... 6 1.1. Lịch sử cần nghiên cứu vấn đề ............................................................................ 6 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM ................................................................ 6 1.1.2. Lịch sử nghiên cứu dạy học môn Hóa học bằng tiếng Anh cho học sinh Việt Nam ........................................................................................................... 9 1.2. Tổng quan về dạy học STEM............................................................................ 11 1.2.1. Thuật ngữ STEM............................................................................................ 11 1.2.2. Giáo dục STEM.............................................................................................. 12 1.2.3. Phân loại STEM ............................................................................................. 12 1.2.4. Chủ đề giáo dục STEM .................................................................................. 16 1.2.5. Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM ..................................................... 17 1.2.6. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM .............................................................. 18 vi 1.3. Định hƣớng đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay ................................... 19 1.4. Dạy học Hóa học bằng tiếng Anh cho học sinh Việt Nam ............................... 25 1.4.1. Hiện trạng việc dạy học môn Hóa bằng tiếng Anh của học sinh THPT ........ 25 1.4.2. Những thuận lợi và khó khăn trong việc triển khai dạy học các môn khoa học tự nhiên bằng tiếng Anh ở các trƣờng THPT ........................................... 25 1.5. Một số vấn đề về năng lực và việc phát triển năng lực nghiên cứu thông qua dạy học môn Hóa học ........................................................................................ 28 1.5.1. Khái niệm năng lực, năng lực NCKH ........................................................ 29 1.5.2. Tầm quan trọng của việc phát triển năng lực NCKH cho học sinh ............... 29 1.5.3. Cấu trúc của năng lực NCKH ........................................................................ 30 1.5.4. Một số biện pháp phát triển năng lực NCKH cho học sinh trong dạy học hóa học ............................................................................................................. 31 1.6. Thực trạng dạy học Hóa học lớp 11 bằng tiếng Anh tiếp cận STEM nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS ở một số trƣờng THPT Chuyên ................. 33 1.6.1. Điều tra thực trạng dạy học Hóa học vô cơ lớp 11 bằng tiếng nh tiếp cận STEM phát triển NLNC cho HS ở một số trƣờng THPT Chuyên .................... 33 1.6.2. Tiến hành điều tra........................................................................................... 34 1.6.3. Đánh giá kết quả điều tra ............................................................................... 34 Tiểu kết chƣơng 1....................................................................................................... 0 CHƢƠNG 2. XÂY DỤNG NỘI DUNG CÁC CHỦ ĐỀ DẠY HỌC PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ - HÓA HỌC 11 BẰNG TIẾNG ANH TIẾP C N STEM NHẰM PHÁT TRIỂN N NG LỰC NGHIÊN CỨU ............................................... 1 2.1. Phân tích chƣơng trình phần vô cơ – Hóa học 11 cơ bản ................................... 1 2.1.1. Vị trí phần hóa học vô cơ lớp 11 ( chƣơng trình cơ bản dạy bằng tiếng Việt) trƣờng THPT Chuyên Hƣng Yên..................................................................... 1 2.2.2. Cấu trúc nội dung phần vô cơ – Hóa học 11 ( chƣơng trình tự chọn dạy bằng tiếng Anh) tại trƣờng THPT Chuyên Hƣng Yên ............................................... 4 2.2. Thiết kế bộ công cụ đánh giá sự phát triển NLNC của HS ................................. 5 2.2.1. Quy trình đánh giá NL ..................................................................................... 5 2.2.2. Xây dựng tiêu chí và các mức độ đánh giá ...................................................... 5 vii 2.2.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá NLNC ............................................................. 9 2.2.4. Bài kiểm tra đánh giá NLNC. ........................................................................ 15 2.3. Một số chủ đề dạy học phần hóa học vô cơ – lớp 11 bằng tiếng Anh tiếp cận STEM ................................................................................................................ 70 2.4. Một số chủ đề dạy học STEM ........................................................................... 25 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................................................ 63 3.1. Mục đích thực nghiệm ...................................................................................... 63 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm. ..................................................................................... 64 3.3. Nội dung và kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm .................................................... 64 3.3.1. Lựa chọn đối tƣợng và địa bàn thực nghiệm ................................................. 64 3.3.2. Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm ..................................................................... 65 3.4. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ....................................................................... 65 3.5. Cách thức xử lý kết quả thực nghiệm ............................................................... 69 3.5.1. Phƣơng pháp định tính ................................................................................... 69 3.5.2. Phƣơng pháp định lƣợng ................................................................................ 70 3.6. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm........................................................................... 72 3.6.1. Kết quả về mặt định tính ................................................................................ 72 3.6.2. Kết quả định lƣợng ......................................................................................... 73 Tiểu kết chƣơng 3..................................................................................................... 86 KẾT LU N VÀ KHUYẾN NGHỊ .......................................................................... 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 89 PHỤ LỤC viii MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Sau 30 năm đổi mới, giáo dục Việt Nam đang bƣớc vào quá trình phát triển mạnh mẽ với chƣơng trình giáo dục tổng thể ban hành năm 2018 trong bối cảnh nhiều biến đổi sâu sắc về mọi mặt của thế giới hội nhập. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ tác động đến nƣớc ta và cả thế giới bằng những thời cơ và thách thức mới. Đổi mới giáo dục trở thành xu thế và nhu cầu cấp thiết không chỉ với nƣớc ta mà còn mang tính toàn cầu với ảnh hƣởng của đại dịch COVID - 19. Chƣơng trình giáo dục phổ thông mới đƣợc xây dựng theo định hƣớng phát triển phẩm chất và năng lực của ngƣời học, tạo môi trƣờng học tập và rèn luyện giúp học sinh (HS) phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần; trở thành ngƣời học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và năng lực cần thiết để trở thành ngƣời công dân có trách nhiệm, ngƣời lao động có văn hóa, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ đất nƣớc trong thời đại toàn cầu hóa và cách mạng công nghiệp mới. Một trong những bƣớc chuyển của giáo dục là dạy học theo định hƣớng STEM dựa trên nền tảng của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học nhằm trang bị cho học sinh những kĩ năng và kiến thức để đáp ứng với nhu cầu hội nhập ngày càng cao. Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình dạy học, trong đó các khái niệm học thuật chuyên môn hẹp mang tính nguyên tắc đƣợc lồng ghép trong các bài học với thế giới thực. Giáo viên thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đƣờng với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn. Đây là cách tiếp cận khoa học thu hút hứng thú học tập, để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh. Để hội nhập, chìa khóa quan trọng là ngoại ngữ và đặc biệt là tiếng Anh. Bộ GD-ĐT đã triển khai đề án 1400 và 959 của Chính phủ về “Dạy và học ngoại ngữ trong hệ thống giáo dục quốc dân giai đoạn 2008 -2020”,”Phát triển hệ thống trường THPT Chuyên giai đoạn 2010- 2020” qua đó “Đến năm 2020, 50% học 1 sinh đạt bậc 3 về ngoại ngữ theo tiêu chí do Hiệp hội các tổ chức khảo thí ngoại ngữ châu Âu ban hành”. Chính vì vậy, dạy học các môn học tiếp cận STEM bằng tiếng Anh là một hƣớng đi hƣớng đi phù hợp với xu thế, giúp học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trƣờng học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực cần thiết của học sinh và khả năng cạnh tranh với các quốc gia trong nền kinh kế mới. Môn Hóa học cũng là một thành tố trong STEM do đó việc nghiên cứu về giáo dục STEM nói chung và dạy học môn Hóa học theo định hƣớng giáo dục STEM nói riêng là hoàn toàn có cơ sở và phù hợp với định hƣớng đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam theo hƣớng phát triển năng lực ở ngƣời học nhằm đáp ứng những đòi hỏi của xã hội hiện đại. Với các lí do trên tác giả chọn đề tài: “Dạy học phần hóa học vô cơ lớp 11 bằng tiếng Anh tiếp cận STEM phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh tại trường trung học phổ thông Chuyên Hưng Yên” c đ ch nghiên c u Nghiên cứu phát triển năng lực nghiên cứu cho HS thông qua dạy học phần vô cơ – Hóa học 11 bằng tiếng Anh tiếp cận STEM tại trƣờng THPT Chuyên Hƣng Yên góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học hóa học ở trƣờng phổ thông. Nhi nghiên c u (1) Nghiên cứu cơ sở lí luận có liên quan đến đề tài: Nghiên cứu cơ sở lí luận về: + Xu hƣớng đổi mới PPDH và chƣơng trình giáo dục phổ thông tổng thể hiện nay. + Đề án dạy và học ngoại ngữ trong hệ thống giáo dục Quốc dân giai đoạn 2008 - 2020. + Dạy học STEM: khái niệm, quy trình thiết kế và cách thức tổ chức dạy học theo định hƣớng STEM. + Năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh. 2 (2) Nghiên cứu thực trạng dạy học Hóa học song ngữ , dạy học STEM ở một số trƣờng THPT chuyên từ đó xây dựng các chủ đề dạy học hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận STEM phát triển năng lực nghiên cứu cho HS ở trƣờng THPT chuyên. (3) Nghiên cứu mục tiêu, nội dung chƣơng trình đại cƣơng, vô cơ - Hóa học 11 để tìm ra những nội dung kiến thức liên quan đến Toán học, Kĩ thuật, Hóa học, Vật lí, Sinh học, Công nghệ. (4) Đề xuất một số chủ đề dạy học STEM bằng tiếng Anh tiếp cận STEM phát triển NL nghiên cứu cho HS ở trƣờng THPT chuyên Hƣng Yên. (5) Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS. (6) Thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) để đánh giá chất lƣợng các chủ đề đã xây dựng, đánh giá tính khả thi của các chủ đề đã đề xuất trong dạy học thực tế ở trƣờng THPT chuyên Hƣng Yên. h ch hể đối ư ng h ch th ghi h i nghiên c u c u Quá trình dạy học Hóa học lớp 11 ở trƣờng Trung học phổ thông Việt Nam. it 4 g ghi c u Xây dựng chủ đề dạy học phần vô cơ – Hóa học 11 bằng tiếng Anh tiếp cận STEM phát triển năng lực nghiên cứu của học sinh. 4.3. h vi ghi c u Nội dung: Nghiên cứu và xây dựng chủ đề hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận STEM và sử dụng trong dạy học phần vô cơ - Hóa học lớp 11. Địa bàn thực nghiệm: trƣờng THPT Chuyên Hƣng Yên. Thời gian thực hiện: Từ tháng 9/2019 đến tháng 07/2020. C u h i nghiên c u Xây dựng chủ đề hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận STEM nhƣ thế nào trong dạy học Hóa học để phát triển đƣợc năng lực nghiên cứu của học sinh? Gi huyế h a học Nếu giáo viên (GV) xây dựng đƣợc các chủ đề dạy học hóa học phần vô cơ – lớp 11 bằng tiếng nh phù hợp năng lực tiếng nh tăng dần của học sinh, tiếp cận đa thành tố không chỉ Hóa học mà đầy đủ các yếu tố của giáo dục STEM đồng thời 3 với việc tổ chức các hoạt động học tập hợp lí qua sự vận dụng các phƣơng pháp và kĩ thuật dạy học (KTDH) tích cực thì sẽ phát triển đƣợc năng lực nghiên cứu cho học sinh (HS) và nâng cao chất lƣợng học tập Hóa học ở trƣờng THPT. Phư ng h h h nghiên c u g h ghi c u u Thu thập tài liệu và sử dụng kết hợp các phƣơng pháp phân tích, đánh giá, hệ thống hóa,... trong nghiên cứu tổng quan các tài liệu có liên quan đến đề tài. h h g h ghi c u th c ti - Sử dụng phiếu điều tra, thu thập thông tin,…để đánh giá sự hiểu biết về STEM của giáo viên, thực trạng dạy học hóa học bằng tiếng Anh tại một số trƣờng THPT Chuyên; đánh giá nhận thức của giáo viên về vài trò năng phát triển lực nghiên cứu của học sinh. - Hỏi ý kiến các chuyên gia, các giảng viên khoa sƣ phạm và các giáo viên Hóa học ở trƣờng THPT Chuyên. - Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá, kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. h g h th g ti Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học áp dụng trong nghiên cứu khoa học Giáo dục để xử lí kết quả thực nghiệm sƣ phạm. Dự iến đ ng g ới c a đề i - Tổng quan và làm r cơ sở lý luận dạy học STEM và đánh giá sự phát triển năng lực nghiên cứu thông qua dạy học STEM. - Xây dựng đƣợc một số các chủ đề dạy học STEM trong chƣơng trình vô cơ - hóa học lớp 11. - Đề xuất một số phƣơng pháp tổ chức dạy học các chủ đề hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận STEM. - Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực thực nghiệm trong dạy học STEM. C u c c a uận n Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục nội dung của luận văn gồm có 3 chƣơng: 4 Chư ng 1 Cơ sở lí luận, thực tiễn về dạy học bằng tiếng Anh theo tiếp cận STEM và phát triển năng lực nghiên cứu. Chư ng Xây dựng một số chủ đề dạy học hóa học bằng tiếng Anh tiếp cận STEM trong phần vô cơ - Hóa học 11. Chư ng Thực nghiệm sƣ phạm. 5 CHƯƠNG 1 CƠ Ở L L ẬN THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC H HỌC BẰNG TIẾNG ANH TIẾP CẬN STEM VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU 1.1. Lịch sử cần nghiên c u v n đề 1.1.1. Lịch s nghiên c u giáo dục STEM Giáo dục STEM bắt nguồn từ nƣớc Mỹ cách đây gần hai thập kỉ, đây đƣợc coi nhƣ một cuộc cải cách giáo dục mang tính đột phá của Mỹ với mục tiêu xác lập vững chắc vị thế của quốc gia đứng đầu thế giới về kinh tế, khoa học và công nghệ với nguồn lao động chất lƣợng thuộc các lĩnh vực STEM với một số quan niệm bổ sung cho nhau. “Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên môn trong học tập, ở đó những khái niệm học thuật chính xác đƣợc kết hợp với bài học thực tiễn khi học sinh vận dụng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học trong một bối cảnh cụ thể, tạo nên sự kết nối giữa nhà trƣờng, cộng đồng, việc làm và hoạt động kinh doanh toàn cầu cho phép sự phát triển những hiểu biết tối thiểu về STEM và cùng với nó là khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới” [Tsupros, Kohler, Hallinen‟s (2009)]. “Chúng ta không thể duy trì một nền kinh tế trên nền tảng của sự đổi mới trừ khi tạo ra đƣợc những công dân đƣợc giáo dục tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật. Nếu không làm đƣợc điều này chúng ta không thể cạnh tranh đƣợc trong nền kinh tế toàn cầu” [Bill Gates]. "Giáo dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc đƣợc lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh 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 trƣờng học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới" [Theo hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA)]. 6 Nhờ giáo dục STEM nƣớc Mỹ làm tăng tầm ảnh hƣởng mình với thế giới thông qua những phát minh, sáng chế. Tính đến nay đã có rất nhiều quốc gia theo đuổi chƣơng trình giáo dục STEM bởi họ nhận thấy đó là hƣớng đi đúng và mang tính tất yếu trong bối cảnh cạnh tranh kinh tế giữa các quốc gia trên thế giới. Tại Pháp, giáo dục STEM đƣợc bao phủ ở mọi cấp học. Ở các giai đoạn chính của bậc Tiểu học, HS đã đƣợc tham gia các hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy sự quan tâm của các em về Khoa học và Công nghệ, bên cạnh đó phát triển tƣ duy phê phán. Ở bậc THCS, HS đƣợc tập trung học tập theo định hƣớng GQVĐ và nghiên cứu nhằm khuyến khích các em có hiểu biết và những suy nghĩ nghiêm túc về thế giới của mình. Ở trong chƣơng trình THPT giáo dục STEM đƣợc dành thời lƣợng đáng kể, HS đƣợc tham gia vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM nhƣ: Công nghệ sinh học; Y tế và xã hội; Phát minh và đổi mới công nghệ, kĩ thuật... Ở Singapore, theo Lý Hiển Long: “Để phát triển kinh tế và trở thành xã hội công nghệ tối tân hiện đại, Singapore cần phải phát triển tài năng và nhân tài trong các mảng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán”. Ở Việt Nam, giáo dục STEM cũng đã xuất hiện trong vài năm gần đây, hiện nay đang ở giai đoạn truyền thông và mang tính thử nghiệm, chƣa thực sự trở thành một hoạt động giáo dục chính thức trong trƣờng phổ thông. Tuy vậy, định hƣớng dạy học STEM ngày càng giành đƣợc sự quan tâm từ các nhà trƣờng, các tổ chức giáo dục, phụ huynh và học sinh. Nhiều nhà trƣờng đã bắt đầu có câu lạc bộ STEM và hoạt động khá tích cực, thu hút đƣợc sự quan tâm của đông đảo HS. Bộ Giáo dục Đào tạo và Đài truyền hình Việt nam cũng có tổ chức chƣơng trình “Thử thách khoa học” mang tính định hƣớng STEM song đa phần các hoạt động đang đƣợc tổ chức hiện nay mới mang tính chất trò chơi (G ME) chứ chƣa thực sự là dạy học STEM. Đối với một bài học STEM, CHỦ ĐỀ là quan trọng, nhƣng QUY TRÌNH thực hiện bài học còn quan trọng hơn gấp nhiều lần. Không phải cứ cho học sinh thực hiện một hoạt động thiết kế nào đó thì nó là STEM. Các hoạt động nhƣ sử dụng mì ý để xây tháp hay sử dụng giấy để xây cầu, trên mạng có rất nhiều. Nhƣng nếu không có quy trình đúng, nó chỉ là GAME mà 7 thôi! Học sinh chơi rất hào hứng, nhƣng qua đấy học sinh học đƣợc gì? Một số bạn sẽ nói: nào là kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giao tiếp, kỹ năng quản lý thời gian, v.v... Đúng là học sinh có phát triển các kỹ năng đó, nhƣng đó có phải là mục đích chính của STEM hay bất kỳ hoạt động nhóm nào cũng sẽ phát triển các kỹ năng ấy? Theo các chuyên gia của Bảo tàng khoa học Boston đƣa ra qua chƣơng trình EiE, thì quy trình triển khai bài học rất quan trọng. Theo đó là triển khai có thể theo quy trình Thiết kế kỹ thuật (Engineering Design Process), hoặc triển khai theo quy trình nghiên cứu khoa học (Science Method). Nếu là thiết kế, việc đƣa ra một yêu cầu đề bài cũng phải rõ ràng với đầy đủ các giả định giới hạn (constraints) nhƣ vậy mới đúng là thiết kế. Các em HS phải đƣợc đóng vai là các Kỹ sƣ thực thụ. Nếu là nghiên cứu, các em nên đƣợc làm quen với một quy trình khoa học bài bản. STEM khác với GAME ở những điểm cốt yếu đó. Chi tiết hơn, các thầy cô phải trải nghiệm và thực hành qua các ví dụ cụ thể và bài giảng mẫu thì mới có thể nắm thật chắc khái niệm và quy trình. Ngay cả việc đặt câu hỏi nhƣ thế nào cho HS, trong và sau khi các em làm xong cũng là cả một nghệ thuật! Rồi việc chấm điểm các em thế nào nữa? Đâu chỉ dựa vào kết quả cuối cùng đƣợc. Đôi khi ý tƣởng còn quan trọng hơn kết quả hiện tại, vì các em còn có thể cải tiến sau đó. Xác định đƣợc điều đó, đề tài này đặt ra nhiệm vụ thiết kế quy trình dạy học các chủ đề đã lựa chọn một cách khoa học. Dự án thí điểm “Áp dụng phƣơng pháp giáo dục STEM của Vƣơng quốc Anh vào bối cảnh Việt Nam 2016-2017” đƣợc bắt đầu triển khai từ tháng một năm 2016. Tháng 2/ 2017, Hội đồng Anh kết hợp với Bộ Giáo dục Đào tạo Việt Nam tổ chức giai đoạn chuyển rà soát và đánh giá phƣơng pháp Giáo dục theo định hƣớng STEM tại 15 trƣờng trung học cơ sở và THPT thuộc các tỉnh Hà Nội, Hải Dƣơng, Hải Phòng, Nam Định và Quảng Ninh. [14] Tuy nhiên, tất cả mới chỉ là khởi đầu, theo thừa nhận của nhiều cán bộ quản lý, giáo dục STEM hiện vẫn là khái niệm còn khá mơ hồ, chƣa có nhiều điều kiện triển khai đại trà trên cả nƣớc. Hiện cũng đã có một số luận văn luận án và bài báo trong nƣớc nghiên cứu về vấn đề này nhƣ: 8 1. Mark Windale (2016), “Giáo dục STEM bồi dƣỡng những nhà đổi mới, sáng tạo trong tƣơng lai”, Hội thảo Vai trò của nhà nƣớc và các tổ chức cá nhân có liên quan trong việc xây dựng chiến lƣợc phát triển giáo dục STEM, Bộ Giáo dục và Đào tạo - Hội đồngAnh. 2. Lê Xuân Quang (2015), “Giáo dục STEM - Một giải pháp trong xây dựng, phát triển chƣơng trình giáo dục phổ thông sau năm 2015”, Tạp chí Giáo dục và Xã hội, 6/2015, tr. 37-39. 3. Lê Xuân Quang (2016), “Một số vấn đề trong dạy học môn Công nghệ theo định hƣớng giáo dục STEM”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 61 (6B), tr.211-218. 4. Chu Cẩm Thơ (2016), Bài học từ thay đổi đào tạo/bồi dƣỡng giáo viên từ ngày hội STEM và ngày toán học mở ở Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, 61(10), tr. 195- 201. 5. Đỗ Ngọc Thống (2014), “Chƣơng trình giáo dục phổ thông Việt Nam nhìn từ giáo dục STEM”, Kỉ yếu hội thảo, Bộ Giáo dục và Đào tạo. Các bài báo, luận án trên đã cung cấp khá đầy đủ cơ sở lí luận, cơ sở thực tiễn và sự cần thiết áp dụng giáo dục STEM nói chung. Luận án tiến sĩ: “Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” của tác giả Lê Xuân Quang (2017), đã: Đề xuất khái niệm, quy trình dạy học môn Công nghệ theo định hƣớng giáo dục STEM; Đề xuất phƣơng pháp luận xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Công nghệ; Xây dựng các tiêu chí về một chủ đề giáo dục STEM, cấu trúc của nhiệm vụ STEM. Các nội dung này chƣa đƣợc thực hiện đối với môn Hóa học trong các luận văn, luận án tƣơng tự. 1.1.2. Lịch s nghiên c u d y học môn Hóa học bằng tiếng Anh cho học sinh Việt Nam Trên thế giới, việc dạy học hóa học bằng tiếng các nƣớc không học tiếng nh cho các học sinh thuộc nh nói riêng và việc dạy các môn học bằng tiếng nh nói chung từ lâu đã trở thành mối quan tâm của các nhà giáo dục. Theo Staffer, tại Canada, số lƣợng học sinh đến từ các nền văn hóa khác nhau ngày càng đa dạng, số học sinh sử dụng tiếng nh là ngôn ngữ thứ hai( L student) gia tăng nhanh chóng. 9 L student đƣợc định nghĩa là học sinh mà ngôn ngữ đầu tiên là ngôn ngữ mẹ đ không phải là tiếng nh và cần hỗ trợ để phát triển ngôn ngữ tiếng nh. Nhiều chƣơng trình hỗ trợ đƣợc đƣa ra để hỗ trợ những học sinh này cả kiến thức môn học và kĩ năng tiếng nh. Có thể kể đến Hiệp hội vì sự tiến bộ k hoa học Mỹ ( The merican sociation for the dvancement ò Science) trong việc đề ra các nguyên tắc của việc họcliên quan đến hiểu biết khoa học, lồng gh p khoa học với ngôn ngữ giảng dạy, sử dụng kỹ thuật ngôn ngữ giảng dạytrong trình bày khái niệm khoa học. Việc nhận thấy tầm quan trọng của tiếng nh trong đời sống cũng nhƣ trong việc đƣa đất nƣớc đi lên, hội nhập cùng với nền kinh tế, giáo dục của thế giới, Bộ giáo dục và Đào tạo cũng đã nghiên cứu để thực hiện 2 đề án “Phát triển hệ thống trƣờng trung học phổ thông chuyên giai đoạn 2010 – 2020” (Số 959/QĐ-TTg ngày 24/6/2010) và Đề án “Dạy và học ngoại ngữ trong hệ thống Giáo dục quốc dân giai đoạn 2008 - 2020” (Số 1400/QĐ-TTg ngày 30/9/2008). Mục tiêu chung của đề án là xây dựng và phát triển các trƣờng trung học phổ thông chuyên thành một hệ thống cơ sở giáo dục trung học có chất lƣợng giáo dục cao, đạt chuẩn quốc gia, có trang thiết bị dạy học đồng bộ, hiện đại đảm bảo thực hiện nhiệm vụ phát hiện những học sinh có tƣ chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập để bồi dƣỡng thành những ngƣời có lòng yêu đất nƣớc, tinh thần tự hào, tự tôn dân tộc; có ý thức tự lực; có nền tảng kiến thức vững vàng; có phƣơng pháp tự học, tự nghiên cứu và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tạo nguồn tiếp tục đào tạo thành nhân tài, đáp ứng yêu cầu phát triển đất nƣớc trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, hội nhập quốc tế. Các trƣờng trung học phổ thông chuyên là hình mẫu của các trƣờng trung học phổ thông về cơ sở vật chất, đội ngũ nhà giáo và tổ chức các hoạt động giáo dục. Thực hiện 2 đề án này, đã có nhiều đề tài nghiên cứu về dạy học Hóa học ở trƣờng phổ thông: Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục: “Thiết kế và sử dụng hệ thống bài tập hóa học lớp 10 trung học phổ thông trong dạy học hóa học bằng tiếng nh” – Phạm Ngọc Tuấn – Đại học Vinh. 10 LV thạc sĩ KHGD: “ Nghiên cứu phƣơng pháp dạy học hóa học bằng tiếng nh ở trƣờng phổ thông áp dụng chƣơng trình hóa học 10” – Dƣơng Lệ Hồng. LV thạc sĩ KHGD : “ Improving creative thinking of high school students through chemistry teaching” – Mai Thị Hồng LV thạc sĩ KHGD : “ Teaching chemistry of sulphur and its compounds combining environmental issues for students improving capability in knowledgement application” – Phạm Thanh Mai. Tạp chí Giáo dục, số 424 ( Kì 2 – 2/2018) tr 37 – 42 “ Thực trạng dạy học hóa học bằng tiếng nh ở trƣờng THPT tại Việt Nam” – Cao Cự Giác, Phạm Ngọc Tuấn. Tuy nhiên các luận văn này tập trung vào xây dựng hệ thống từ vựng, mẫu câu, bài tập theo từng chƣơng của chƣơng trình hóa học từ đó giáo viên có thể dễ dàng hơn trong việc tìm tài liệu và soạn bài giảng chứ chƣa thiết kế đƣợc các bài giảng tiếp cận STEM phát huy năng lực nghiên cứu của học sinh nhằm đáp ứng nhu cầu đổi mới của giáo dục trong thời đại 4.0. 1.2. Tổng quan về d y học STEM. 1.2.1. Thu t ngữ STEM. STEM là cách viết lấy các chữ cái đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science, Technology, Engineering, Mathematic. Science( khoa học): gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái đất nhằm giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày. Technology (Công nghệ): phát triển khả năng sử dụng, quản lý, hiểu và đánh giá công nghệ của HS, tạo cơ hội để HS hiểu về công nghệ đƣợc phát triển nhƣ thế nào, ảnh hƣởng của công nghệ mới tới cuộc sống. Engineering (Kĩ thuật): phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật, tạo cơ hội để tích hợp kiến thức của nhiều môn học, giúp cho những khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu. kĩ thuật cũng cung cấp cho HS những kĩ năng để vận dụng sáng tạo cơ sở Khoa học, Toán học trong quá trình thiết kế các đối tƣợng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất. Mathematic (Toán học): là môn học nhằm phát triển ở học sinh khả năng 11