TÍNH TÍCH HỢP VÀ TÍNH PHÂN HÓA TRONG CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM VỚI VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH - Full 10 điểm

L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 60 TÍNH TÍCH H Ợ P V Ớ I TÍNH PHÂN HÓA TRONG CH Ủ Đ Ề GIÁO D Ụ C STEM V Ớ I VI Ệ C PHÁT TRI Ể N NĂNG L Ự C GI Ả I QUY Ế T V Ấ N Đ Ề CHO H Ọ C SINH Lê Văn Năm (1) , Nguy ễ n Th ị Lan Anh (2) , Nguy ễ n Lê B ả o Khuê (2) 1 Trư ờ ng Sư ph ạ m, Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh 2 Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Sư ph ạ m, Đ ạ i h ọ c Đà N ẵ ng Ngày nh ậ n bài 26/10/2021 , ngày nh ậ n đăng 11/02/2022 DOI https://doi org/10 56824/vujs 2021ed26 Tóm t ắ t : Việc đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) hiện nay nhằm đạt được hai mục tiêu quan trọng : Thứ nhất , trang bị cho học sinh ( HS ) kh ả năng t ổ ng h ợ p các ki ế n th ứ c, k ỹ năng thu ộ c nhi ề u lĩnh v ự c khác nhau đ ể gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề trong h ọ c t ậ p và cu ộ c s ố ng ; t h ứ hai , xu ấ t phát t ừ yêu c ầ u xã h ộ i hoá giáo d ụ c, ph ả i th ự c hi ệ n t ố t các m ụ c đích d ạ y h ọ c đ ố i v ớ i t ấ t c ả m ọ i đ ố i tư ợ ng HS , t ứ c là ph ả i đảm bảo mỗi cá thể HS đều được học tập nâng cao kiến thức và phát triển năng lực Giáo dục STEM là một trong những giải pháp đáp ứng đ ược các mục tiêu trên Giáo dục STEM thể hiện tính tích hợp và tính phân hóa trong nội dung và tổ chức dạy học nhằm trang bị cho người học những kiến thức và k ỹ năng cần thiết, qua đó phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho mọi đối tượng người học Nội d ung bài báo này đi sâu khai thác tính tích h ợ p và tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho HS thông qua chủ đề Phân bón hóa học trong chương trình hóa học 11 trung học phổ thông (THPT) T ừ khóa : Giáo d ụ c STEM; c h ủ đ ề STEM; tích h ợ p; phân hóa; năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề 1 Đ ặ t v ấ n đ ề M ục tiêu quan trọng của việc đổi mới PPDH hiện nay là trang bị cho HS kh ả năng huy đ ộ ng t ổ ng h ợ p ki ế n th ứ c, k ỹ năng thu ộ c nhi ề u lĩnh v ự c khác nhau đ ể gi ả i quy ế t có hi ệ u qu ả các v ấ n đ ề trong h ọ c t ậ p và cu ộ c s ố ng, đư ợ c th ự c hi ệ n ngay trong quá trình lĩnh h ộ i ki ế n th ứ c, ứng dụng các kiến thức vào đời sống thực tiễn, phát tri ể n đư ợ c nh ữ ng năng l ự c c ầ n thi ế t, nh ấ t là năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề M ụ c tiêu này cũng phù h ợ p v ớ i yêu c ầ u xã h ộ i hoá giáo d ụ c : th ự c hi ệ n t ố t các m ụ c đích d ạ y h ọ c đ ố i v ớ i t ấ t c ả HS đ ồ ng th ờ i khuy ế n khích phát tri ể n t ố t các năng l ự c cá nhân , t ứ c là phải dạy như thế nào để đảm bảo vừa bồi dưỡng nâng cao kiến thức vừa phát triển năng lực c ho tất cả đối tượng HS trong một lớp, một khối Với cách tiếp cận trên , việc vận dụng giáo dục STEM có thể xem là lời giải tối ưu cho các mục tiêu đặt ra Giáo dục STEM thể hiện tính tích hợp và tính phân hóa trong nội dung và tổ chức dạy học nhằm trang bị cho người học những kiến thức , k ỹ năng cần thiết, qua đó tạo ra nguồn nhân lực có năng lực, đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động trong thời đại phát triển kinh tế, xã hội theo các mức độ khác nhau đối với người học Đã có nhi ề u nghiên c ứ u v ề t ổ ch ứ c ho ạ t đ ộ ng giáo d ụ c STEM trong d ạ y h ọ c các môn khoa h ọ c nói chung và môn hóa h ọ c nói riêng ở trư ờ ng THPT Sau đây là m ộ t s ố Email: namledhv@gmail com (L V Năm) Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 61 công trình tiêu bi ể u: D ạ y h ọ c môn Công ngh ệ ph ổ thông theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Lê Xuân Quang 2017); Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ Sinh trư ở ng c ủ a vi sinh v ậ t - nhân gi ố ng n ấ m men ” theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Ph ạ m Th ị H ồ ng Tú , Ng ọ c M ạ nh Huân, 2019); Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ Sinh trư ở ng c ủ a vi sinh v ậ t - nhân gi ố ng n ấ m men ” theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Ph ạ m Th ị H ồ ng Tú , Ng ọ c M ạ nh Huân, 2019); T ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ S ự k ỳ di ệ u c ủ a lá ph ổ i ” ( V ậ t lí 10) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM nh ằ m phát tri ể n tư duy k ỹ thu ậ t cho h ọ c sinh ( Nguyễn Thanh Nga; Lê Thị Hoàng Diễm, 2020); Thiết kế chủ đề “ Pin chanh ” (Chương trình hóa học vô cơ lớp 12) theo định hướng giáo dục STEM ( Nguy ễ n M ậ u Đ ứ c , Đinh Th ị Ngoan , 2019 ); D ạ y h ọ c ch ủ đ ề a xit - b az ơ (Hóa h ọ c 11) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM … Các nghiên c ứ u đ ề u gi ớ i thi ệ u nguyên t ắ c, quy trình thi ế t k ế và t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c phát tri ể n năng l ự c c ủ a HS trong d ạ y h ọ c các ch ủ đ ề STEM Tuy nhiên, nghiên c ứ u tính tích h ợ p và tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho HS trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c thì chưa đư ợ c đ ề c ậ p Trong bài báo này, chúng tôi đi sâu khai thác tính tích h ợ p và tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho HS Trên cơ s ở đó, chúng tôi nêu ra m ộ t ví d ụ v ề ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM trong d ạ y h ọ c hóa h ọ c đ ể minh ch ứ ng cho quan đi ể m trên 2 Phương pháp nghiên c ứ u Đ ể có đư ợ c k ế t qu ả nghiên c ứ u này, nhóm nghiên c ứ u đã s ử d ụ ng các phương pháp nghiên c ứ u sau: Th ứ nh ấ t, phân tích và t ổ ng h ợ p lý lu ậ n v ề g iáo d ụ c STEM , tính tích h ợ p và tính phân hóa trong d ạ y h ọ c nói chung và trong ch ủ đ ề d ạ y h ọ c STEM nói riêng , năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề ; t h ứ hai , v ậ n d ụ ng phương pháp ti ế p c ậ n h ệ th ố ng b ằ ng cách tích h ợ p các n ộ i dung các môn khoa h ọ c ( H óa h ọ c, S inh h ọ c và V ậ t lí ) đ ể t ạ o ngu ồ n thông tin đa d ạ ng, phong phú v ề các ki ế n th ứ c liên quan đ ế n ch ủ đ ề “ Phân bón hóa h ọ c ” trong chương trình hóa h ọ c 11 THPT 3 M ộ t s ố v ấ n đ ề lý lu ậ n 3 1 Giáo d ụ c STEM 3 1 1 Khái niệm STEM là vi ế t t ắ t c ủ a các t ừ Science (Khoa h ọ c), Technology (Công ngh ệ ), Engineering (K ỹ thu ậ t) và Mathematics (Toán h ọ c) Giáo d ụ c STEM là quan đi ể m d ạ y h ọ c theo ti ế p c ậ n liên ngành nh ằ m trang b ị cho HS nh ữ ng ki ế n th ứ c và k ỹ năng c ầ n thi ế t liên quan đ ế n các lĩnh v ự c Khoa h ọ c, Công ngh ệ , K ỹ thu ậ t và Toán h ọ c ( Daugherty M K 2013 , pp 10 - 16 ) Các ki ế n th ứ c và k ỹ năng này ph ả i đư ợ c d ạ y tích h ợ p giúp HS có th ể áp d ụ ng các ki ế n th ứ c đó gi ả i quy ế t v ấ n đ ề trong nh ữ ng b ố i c ả nh c ụ th ể Theo chương trình giáo d ụ c ph ổ thông năm 2018, “ g iáo d ụ c STEM là mô hình giáo d ụ c d ự a trên cách ti ế p c ậ n liên môn, giúp HS áp d ụ ng các ki ế n th ứ c Khoa h ọ c, Công ngh ệ , K ỹ thu ậ t và Toán h ọ c vào gi ả i quy ế t m ộ t s ố v ấ n đ ề th ự c ti ễ n trong b ố i c ả nh c ụ th ể ” ( B ộ Giá o d ụ c và Đào t ạ o , 2018, tr 37) Mục tiêu của giáo dục STEM là phát tri ể n k ỹ năng v ậ n d ụ ng ki ế n th ứ c vào th ự c ti ễ n cho HS THPT thông qua ứ ng d ụ ng STEM nh ằ m: Đ ả m b ả o giáo d ụ c toàn di ệ n; n âng L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 62 cao h ứ ng thú h ọ c t ậ p các môn h ọ c STEM; h ình thành và phát tri ể n năng l ự c , ph ẩ m ch ấ t cho HS; k ế t n ố i trư ờ ng h ọ c v ớ i c ộ ng đ ồ ng; h ư ớ ng nghi ệ p, phân lu ồ ng đào t ạ o 3 1 2 Chủ đề theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM (Chủ đề STEM) Nội dung chủ đề STEM bao gồm các vấn đề cần giải quyết về thực tiễn xã hội, kinh tế, môi trường Thông qua những ý tưởng, kiến thức khoa học, công nghệ, công cụ toán học, HS tìm giải pháp giải quyết vấn đề trên cơ sở những kiến thức đã biết Từ công nghệ và công cụ sẵn có, HS ứng dụng và tìm ra giải pháp giải quyết vấn đề thông qua quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận , từ đó có thể sáng chế ra các sản phẩm, công nghệ cho xã hội ( Nguy ễ n Thanh Nga và c ộ ng s ự , 2017, tr 15) 3 2 Tính tích h ợ p và phân hóa trong d ạ y h ọ c a Tính tích h ợ p Theo T ừ đi ể n ti ế ng Vi ệ t , “ t ích h ợ p là s ự k ế t h ợ p nh ữ ng ho ạ t đ ộ ng, chương trình ho ặ c các thành ph ầ n khác nhau thành m ộ t kh ố i ch ứ c năng Tích h ợ p có nghĩa là s ự th ố ng nh ấ t, s ự hòa h ợ p, s ự k ế t h ợ p ” ( Hoàng Phê , 2002) Tính tích hợp trong d ạ y h ọ c là sự định hướng về nội dung và phương pháp dạy học trong đó giáo viên (GV) hướng dẫn HS huy động tổng hợp kiến thức, k ỹ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập , qua đó hình thành và phát triển được những năng lực cần thiết, nhất là năng lực giải quyết vấn đề trong học tập và trong thực tiễn cuộc sống b Tính phân hóa Theo Từ điển tiếng V iệt , “ p hân h ó a l à chia t á ch th à nh c á c b ộ ph ậ n kh á c bi ệ t nhau ” ( Hoàng Phê , 2002) C ó th ể hi ể u phân h ó a l à ho ạ t đ ộ ng c ủ a ch ủ th ể t á ch nh ỏ m ộ t t ổ ng th ể n à o đ ó th à nh c á c b ộ ph ậ n kh á c nhau ho ặ c th à nh c á c c á th ể riêng bi ệ t, theo d ấ u hi ệ u n à o đ ó Tính phân hóa trong d ạ y h ọ c là sự định hướng về nội dung và phươ ng pháp dạy học, trong đó GV tổ chức dạy học nhằm bảo đảm yêu cầu giáo dục phù hợp với đặc điểm về khả năng nhận thức , nhu cầu và hứng thú khác nhau của những người học; trên cơ sở đó phát triển tối đa tiềm năng vốn có của mỗi HS 3 3 Năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề Năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề th ể hi ệ n kh ả năng c ủ a cá nhân (khi làm vi ệ c m ộ t mình ho ặ c làm vi ệ c cùng m ộ t nhóm) đ ể tư duy, suy nghĩ v ề tình hu ố ng có v ấ n đ ề và tìm ki ế m, th ự c hi ệ n gi ả i pháp cho v ấ n đ ề đó Như v ậ y , năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề là kh ả năng cá nhân s ử d ụ ng hi ệ u qu ả các quá trình nh ậ n th ứ c, hành đ ộ ng và thái đ ộ , đ ộ ng cơ, xúc c ả m đ ể gi ả i quy ế t nh ữ ng tình hu ố ng có v ấ n đ ề mà ở đó không có s ẵ n quy trình, th ủ t ụ c, gi ả i pháp thông thư ờ ng ( Nguy ễ n Th ị Lan Phươn g , 2014 , tr 3 - 6) Năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề đư ợ c th ể hi ệ n ở các tiêu chí sau: - Phát hiện những vấn đề mới - Vận dụng các kiến thức, k ỹ năng đã học, đề xuất phương án giải quyết vấn đề - Phối hợp nhiều k ỹ thuật và vật liệu khác nhau thực hiện phương án giải quyết vấn đề đã lựa chọn - Có ý tưởng về vấn đề mới và cải tiến phương án giải quyết vấn đề Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 63 3 4 Tính tích hợp và tính phân hóa trong dạy học theo chủ đề STEM a Tính tích h ợ p c ủ a g iáo d ụ c STEM Tính tích h ợ p là đ ặ c đi ể m rõ nét nh ấ t c ủ a giáo d ụ c STEM, đó là “ m ộ t phương pháp h ọ c t ậ p ti ế p c ậ n liên ngành, ở đó nh ữ ng ki ế n th ứ c hàn lâm đư ợ c k ế t h ợ p ch ặ t ch ẽ v ớ i các bài h ọ c th ự c t ế thông qua vi ệ c HS đư ợ c áp d ụ ng tích h ợ p nh ữ ng ki ế n th ứ c Khoa h ọ c, K ỹ thu ậ t và Toán h ọ c vào trong nh ữ ng b ố i c ả nh c ụ th ể t ạ o nên m ộ t k ế t n ố i gi ữ a n hà trư ờ ng, c ộ ng đ ồ ng và các doanh nghi ệ p cho phép ngư ờ i h ọ c phát tri ể n nh ữ ng k ỹ năng STEM và tăng kh ả năng c ạ nh tranh trong n ề n kinh t ế m ớ i ” ( Marginson S , Tytler R , Freeman B , Roberts K , 2013) b Tính phân hoá trong dạy học theo chủ đề STEM D ạ y h ọ c theo ch ủ đ ề STEM đưa HS vào ho ạ t đ ộ ng áp d ụ ng các n ộ i dung t ừ các môn h ọ c đ ể gi ả i quy ế t v ấ n đ ề , trao đ ổ i thông tin , chia s ẻ , đi ề u ch ỉ nh ý tư ở ng và khám phá b ả n thân V ớ i vi ệ c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề thông qua các d ự án, GV giao nhi ệ m v ụ cho t ừ ng nhóm, các nhóm trư ở ng l ạ i giao nhi ệ m v ụ cho t ừ ng cá nhân GV trên cơ s ở nhìn nh ậ n s ự p hân hóa v ề ki ế n th ứ c, k ỹ năng c ủ a t ừ ng nhóm và t ừ ng cá nhân HS đ ể giao nhi ệ m v ụ cho phù h ợ p Hình th ứ c d ạ y h ọ c như v ậ y s ẽ cu ố n t ấ t c ả HS vào ho ạ t đ ộ ng nhóm ki ế n t ạ o, giúp HS làm vi ệ c cùng nhau, t ạ o s ự hòa đ ồ ng , m ặ c d ù các cá nhân có th ể có m ứ c đ ộ nh ậ n th ứ c và k ỹ năng khác nhau L ợ i th ế c ủ a d ạ y h ọ c STEM là phát huy t ố i đa năng l ự c c ủ a m ỗ i cá nhân đ ể đ ạ t đư ợ c m ụ c đích chung Sau đây chúng tôi trình bày tóm t ắ t m ộ t ví d ụ v ề ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM, phân tích tính tích h ợ p, tính phân hóa và kh ả năng phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề c ủ a ch ủ đ ề 4 Ví d ụ v ậ n d ụ ng: Ch ủ đ ề STEM: Phân bón hóa h ọ c (Hóa h ọ c 11 THPT) v ớ i vi ệ c phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề cho h ọ c sinh 4 1 Mô t ả ch ủ đ ề Trong k ế ho ạ ch d ạ y h ọ c ch ủ đ ề này, d ự a trên nh ữ ng nghiên c ứ u và tích h ợ p ở m ứ c đ ộ cơ b ả n c ủ a các ki ế n th ứ c môn Hóa h ọ c 11, Sinh h ọ c 11, V ậ t lí 10 và Công ngh ệ 10 , HS s ẽ l ự a ch ọ n và th ự c hi ệ n m ộ t trong hai d ự án “ Trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm tại nhà từ rác thải sinh hoạt ” và “ Trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học ” , 4 2 M ụ c tiêu ch ủ đ ề a Ki ế n th ứ c, k ỹ năng - N ắ m đư ợ c l ợ i ích c ủ a vi ệ c s ử d ụ ng phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và t ừ dung d ị ch th ủ y canh cho m ộ t s ố lo ạ i cây tr ồ ng theo đúng cách, an toàn, ti ế t ki ệ m, hi ệ u qu ả , chi phí th ấ p và tránh ô nhi ễ m môi trư ờ ng - L ự a ch ọ n đư ợ c m ộ t s ố dung d ị ch p hân bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh phù h ợ p v ớ i t ừ ng lo ạ i cây tr ồ ng Tính đư ợ c đ ộ dinh dư ỡ ng, đánh giá ch ấ t lư ợ ng c ủ a các lo ạ i phân bón - Tìm hi ể u đư ợ c thông s ố v ề các nguyên li ệ u và xây d ự ng đư ợ c quy trình đi ề u ch ế m ộ t s ố lo ạ i phâ n bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 64 b Phát tri ể n ph ẩ m ch ấ t - Quan tâm đ ế n v ấ n đ ề s ử d ụ ng phân bón trong vi ệ c tr ồ ng cây ; ý th ứ c đư ợ c vai trò và trách nhi ệ m c ủ a m ỗ i cá nhân trong vi ệ c b ả o v ệ môi trư ờ ng - Có tinh th ầ n trách nhi ệ m, hòa đ ồ ng, giúp đ ỡ nhau tr ong nhóm, l ớ p ; yêu thích môn h ọ c, thích khám phá, tìm tòi và v ậ n d ụ ng các ki ế n th ứ c liên môn h ọ c vào vi ệ c gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề v ề s ử d ụ ng phân bón cho tr ồ ng cây c Phát tri ể n năng l ự c - Năng l ự c t ự h ọ c, năng l ự c khoa h ọ c t ự nhiên và đ ặ c bi ệ t là năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề v ề s ự ả nh hư ở ng c ủ a phân bón đ ế n s ự phát tri ể n c ủ a cây tr ồ ng, l ự a ch ọ n các gi ả i pháp tác đ ộ ng v ề Hóa h ọ c, Sinh h ọ c, V ậ t lí , Công ngh ệ 4 3 Ki ế n th ứ c STEM trong ch ủ đ ề a Dự án 1: Trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự làm tại nhà từ rác thải sinh hoạt + V ề Khoa h ọ c (S) : - Phân bón hóa h ọ c - cơ ch ế bón phân, quá trình sinh trư ở ng c ủ a th ự c v ậ t, vai trò c ủ a các nguyên t ố hóa h ọ c đ ố i v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a th ự c v ậ t, tác h ạ i n ế u bón quá nhi ề u phân hóa h ọ c - các ngu ồ n ch ấ t th ả i h ữ u cơ trong sinh ho ạ t phù h ợ p đ ể làm phân bón cho cây tr ồ ng + V ề Công ngh ệ (T): - Phân lo ạ i và t ậ n d ụ ng đư ợ c ngu ồ n rác th ả i sinh ho ạ t h ợ p lí cho quy trình đi ề u ch ế phân bón h ữ u cơ - nh ậ n b i ế t đư ợ c quy trình tr ồ ng rau / cây ăn trái… an toàn theo tiêu chu ẩ n + V ề K ỹ thu ậ t (E) - Thi ế t k ế quy trình đi ề u ch ế phân bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t + V ề Toán h ọ c (M) - Tính toán thành ph ầ n nguyên li ệ u đi ề u ch ế , kh ả o sát th ố ng kê vi ệ c l ự a ch ọ n các lo ạ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ừ rác th ả i sinh ho ạ t b Dự án 2: Trồng cây với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học + V ề Khoa h ọ c (S) : - Phân bón hóa h ọ c - cơ ch ế hút nư ớ c và bón phân, quá trình sinh trư ở ng c ủ a th ự c v ậ t, vai trò c ủ a các nguyên t ố hóa h ọ c đ ố i v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a th ự c v ậ t, tác h ạ i n ế u bón quá nhi ề u phân hóa h ọ c - hi ệ n tư ợ ng căng m ặ t ngoài, hi ệ n tư ợ ng mao d ẫ n đ ể nghiên c ứ u v ề cơ ch ế c ủ a quá trình cây hút dung d ị ch th ủ y canh + V ề Công ngh ệ (T): - Tr ồ ng cây th ủ y canh và m ộ t s ố k ỹ thu ậ t cơ b ả n trong tr ồ ng tr ọ t và s ử d ụ ng phân bón + V ề K ỹ thu ậ t (E) - Thi ế t k ế b ộ d ụ ng c ụ th ủ y canh cho cây tr ồ ng - l ự a ch ọ n các d ụ ng c ụ pha ch ế và bình ch ứ a dung d ị ch h ợ p l ý , t ậ n d ụ ng đ ồ tái ch ế đ ể t ạ o thành các bình ch ứ a dung d ị ch th ủ y canh + V ề Toán h ọ c (M) - Tính toán đ ộ dinh dư ỡ ng có trong phân bón, kh ả o sát th ố ng k ê vi ệ c l ự a ch ọ n các lo ạ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c 4 4 Thi ế t b ị - Máy tính, máy chi ế u - Tư li ệ u (bài báo, video, hình ả nh…) liên quan đ ế n hai d ự án - M ộ t s ố ngu ồ n rác th ả i sinh ho ạ t phù h ợ p đ ể làm phân bón h ữ u cơ - M ộ t s ố v ậ t li ệ u tái ch ế đơn gi ả n dùng đ ể tr ồ ng rau th ủ y canh - D ụ ng c ụ đo h ệ s ố căng m ặ t ngoài (môn V ậ t lí l ớ p 10) Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 65 4 5 Ti ế n trình d ạ y h ọ c: Ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề trên đư ợ c th ự c hi ệ n qua trình t ự các ho ạ t đ ộ ng sau: + Ho ạ t đ ộ ng 1 (Ti ế t 1 - 45 phút ): Xác đ ị nh yêu c ầ u tìm hi ể u s ự phát tri ể n c ủ a cây tr ồ ng t ừ phân bón hóa h ọ c +Ho ạ t đ ộ ng 2 : HS t ự h ọ c, t ự nghiên c ứ u và xây d ự ng k ế ho ạ ch ở nhà trong 1 tu ầ n Nghiên c ứ u ki ế n th ứ c n ề n, đ ề xu ấ t phương án th ử nghi ệ m tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c Tính tích h ợ p ở ho ạ t đ ộ ng này th ể hi ệ n ở quá trình HS t ự nghiên c ứ u các ki ế n th ứ c Hóa h ọ c 11, Sinh h ọ c 11, V ậ t lí 10 và Công ngh ệ 10 đ ể có ki ế n th ứ c n ề n cho vi ệ c đ ề xu ấ t phương án gi ả i quy ế t v ấ n đ ề C ụ th ể là đ ề xu ấ t phương án nghiên c ứ u th ử nghi ệ m tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c Tính phân hóa c ủ a ho ạ t đ ộ ng này th ể hi ệ n ở s ự đ ộ c l ậ p nghiên c ứ u c ủ a các cá nhân và các nhóm HS đ ể gi ả i quy ế t v ấ n đ ề + Ho ạ t đ ộ ng 3 (Ti ế t 2 - 45 phút) : Trình bày và b ả o v ệ phương án th ử nghi ệ m tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân hóa h ọ c ; b ả o v ệ phương án xác đ ị nh các thông s ố c ủ a dung d ị ch Tính tích h ợ p và tính phân hóa th ể hi ệ n ở đ ặ c đi ể m n ộ i dung các phương án đư ợ c trình bày khi b ả o v ệ Đó là tính khoa h ọ c v ề ứ ng d ụ ng ki ế n th ứ c n ề n vào vi ệ c xây d ự ng phương án th ử nghi ệ m + Ho ạ t đ ộ ng 4 (HS t ự làm ở nhà 1 tu ầ n ): Nghiên c ứ u, pha ch ế , đo đ ạ c và th ử nghi ệ m đ ể xây d ự ng báo cáo v ề tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c S ự tích h ợ p ở ho ạ t đ ộ ng này là HS t ự nghiên c ứ u k ế t h ợ p các ki ế n th ứ c STEM đ ể t ạ o ra s ả n ph ẩ m c ủ a d ự án Do đư ợ c b ố trí t ự làm ở nhà nên s ự phân hóa ở ho ạ t đ ộ ng này th ể hi ệ n ở ph ẩ m ch ấ t và năng l ự c c ủ a các cá nhân và nhóm nghiên c ứ u + Ho ạ t đ ộ ng 5 (Ti ế t 3 - 45 phút) : Th ự c hi ệ n báo cáo xác đ ị nh vai trò c ủ a dung d ị ch phân bón h ữ u c ơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t và dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c đ ố i v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a cây tr ồ ng C hi ti ế t ho ạ t đ ộ ng 5 c ủ a ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề Phân bón hóa h ọ c đư ợ c minh h ọ a như sau: A Mục đích: HS giới thiệu sản phẩm bao gồm: * Đối với tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t - Giới thiệu về dung dịch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t cho các loại cây trồng thử nghiệm: thành phần hóa học, các lưu ý khi sử dụng dung dịch được thử nghiệm - Chỉ ra vai trò của dung dịch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t đối với sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng (đáp ứng tiêu chí sản phẩm) - Một số ưu , nhược điểm của quá trình tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t - Trao đổi, thảo luận để làm rõ đặc điểm sản phẩm, góp ý và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 66 * Đối với tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c - Giới thiệu về dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học cho các loại cây trồng thử nghiệm: thành phần hóa học, các thông số đặc trưng của từng dung dịch được thử nghiệm - Chỉ ra vai trò của dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học đối với sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng (đáp ứng tiêu chí sản phẩm) - Một số ưu, nhược điểm của quá trình tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c - Trao đổi, thảo luận để làm rõ sản phẩm, góp ý và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm B Nội dung - Các nhóm HS giới thiệu về cách thức thực hiện và kết quả thu được với việc giải thích kiến thức liên quan đến các môn học - GV và HS đặt câu hỏi để làm rõ nội dung, điều chỉnh và hoàn thiện sản phẩm C Dự kiến sản phẩm hoạt động của HS Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được: - Bản báo cáo xác định vai trò của dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t v à vai trò của dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học đối với sự phát triển của cây trồng đáp ứng các tiêu chí đặt ra - Hồ sơ học tập h oàn chỉnh của dự án “ Thiết kế quy trình pha chế dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t ” và “ Thiết kế quy trình pha chế dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học ” - Bảng ưu nhược điểm của quá trình trồng cây với dung dịch phân bón hữu cơ tự l àm từ rác thải sinh hoạt và dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học như sau: Ưu điểm Nhược điểm Tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t - Cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng đầy đủ, cân đối, bền vững - Giúp cây trồng phát triển cân đối, ổn định - Tăng chất lượng nông sản - Tăng hàm lượng dinh dưỡng, cung cấp chất mùn cho đất Cân bằng vi sinh vật trong đất - Hạn chế sự rửa trôi và xói mòn đất - Cải tạo đất trồng - Rau sạch tuyệt đối, giàu dinh dưỡng - Không gây ô nhiễ m môi trường và tiết kiệm nước tưới - Cần lựa chọn k ỹ rác thải sinh hoạt, tránh một số loại dính sẵn hóa chất hoặc gây mùi hôi thối - Chú ý liều lượng khi sử dụng Cần pha loãng đúng liều tránh để nồng độ quá cao gây chết cây Tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch th ủ y canh t ừ phân bón hóa h ọ c - Không cần nhiều diện tích vẫn trồng được nhiều rau thủy canh - Không mất nhiều thời gian để chăm bón - Không cần sử dụng đất - Cần chú ý chọn đúng loại phân bón phù hợp, tránh tỉ lệ dinh dưỡng quá cao hoặc quá thấp làm chết cây Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 67 Ưu điểm Nhược điểm - Dễ dàng thích nghi với điều kiện trồng - Năng suất cao (hơn khoảng 40%) - Rau sạch tuyệt đối, giàu dinh dưỡng - Tiết kiệm nước - Thân thiện với môi trường - Chú ý liều lượng khi pha dung dịch thủy canh tránh dẫn đến dư thừa phân bón gây c hết cây và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng D Cách thức tổ chức hoạt động * Đối với tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t Bư ớ c 1: Các nhóm l ầ n lư ợ t gi ớ i thi ệ u s ả n ph ẩ m: Mô t ả v ề các nguyên li ệ u rác th ả i sinh ho ạ t đư ợ c l ự a ch ọ n và gi ả i thích l ý do ch ọ n nguyên li ệ u, các thông s ố c ủ a nguyên li ệ u đ ể pha ch ế dung d ị ch; cách s ử d ụ ng dung d ị ch phân bón h ữ u cơ trên, m ộ t s ố lưu ý và n h ữ ng đi ề u ch ỉ nh trong quá trình t ạ o ra s ả n ph ẩ m và gi ả i thích lí do (n ế u có); gi ả i thích cách tính giá thành s ả n ph ẩ m Bư ớ c 2: GV và HS cùng thảo luận, kiểm tra lại các vấn đề bên thực hiện đề ra Bư ớ c 3: Tùy theo sự lựa chọn dự án, HS đặt câu hỏi, nhận xé t các nhóm khác theo phiếu đánh giá số 2 dành cho HS GV đặt câu hỏi, nhận xét và công bố kết quả chấm sản phẩm theo tiêu chí của phiếu đánh giá số 2 dành cho GV Tính phân hóa thể hiện ở các câu hỏi nêu vấn đề và câu trả lời giải quyết vấn đề của từng cá nhân và từng nhóm Bư ớ c 4: HS báo cáo về một số ưu , nhược điểm của quá trình tr ồ ng cây v ớ i dung d ị ch phân bón h ữ u cơ t ự làm t ừ rác th ả i sinh ho ạ t rút ra qua quá trình th ự c nghi ệ m Tính tích hợp thể hiện qua nội dung các báo cáo, tính phân hóa thể hiện qua các mức độ hoàn chỉnh của các báo cáo để giải quyết vấn đề Trong ho ạ t đ ộ ng này, tính t ích h ợ p và tính phân hóa đư ợ c th ể hi ệ n qua các bư ớ c trình bày k ế t qu ả báo cáo s ả n ph ẩ m c ủ a các d ự án N ế u HS v ậ n d ụ ng đư ợ c t ổ ng h ợ p các ki ế n th ứ c STEM m ộ t cách h ợ p lí đ ể gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề trong l ự a ch ọ n và th ự c hi ệ n m ộ t trong hai d ự án thì k ế t qu ả báo cáo s ẽ th ể hi ệ n rõ tính khoa h ọ c, tính kh ả thi và tính ứ ng d ụ ng th ự c ti ễ n V i ệ c đánh giá phân hóa đư ợ c xem là m ộ t trong nh ữ ng bư ớ c quan tr ọ ng trong ho ạ t đ ộ ng này T hông qua đánh giá các báo cáo, GV có th ể xác đ ị nh đư ợ c kh ả năng làm vi ệ c, nh ậ n th ứ c c ủ a t ừ ng HS và t ừ ng nhóm, đ ồ ng th ờ i xác đ ị nh đư ợ c m ứ c đ ộ c ủ a các năng l ự c mà HS th ể hi ệ n đư ợ c Vi ệ c đánh giá đư ợ c nh ữ ng gi ả i pháp t ố t và chưa t ố t là m ộ t ph ầ n c ầ n thi ế t tron g h ọ c t ậ p, qua đó cho th ấ y rõ các m ứ c đ ộ phát tri ể n năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề c ủ a HS 4 K ế t lu ậ n C h ủ đ ề giáo d ụ c STEM trên đây th ể hi ệ n tính logic, tính tích h ợ p các ki ế n th ứ c c ủ a các lĩnh v ự c môn h ọ c, phù h ợ p v ớ i n ộ i dung d ạ y h ọ c v ề ch ủ đ ề phân bón hóa h ọ c N ộ i dung và ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM t ạ o cơ h ộ i cho HS v ậ n d ụ ng ki ế n th ứ c, k ỹ năng c ủ a nhi ề u m ôn h ọ c đ ể gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề h ọ c t ậ p đ ặ t ra, t ừ đó t ạ o h ứ ng thú cho HS tham gia vào các ho ạ t đ ộ ng h ọ c t ậ p Ti ế n trình d ạ y h ọ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM th ể hi ệ n s ự chú tr ọ ng tính phân hóa trong vi ệ c t ổ ch ứ c cho HS nghiên c ứ u ki ế n th ứ c, gi ả i quy ế t các v ấ n đ ề g ắ n v ớ i đ ờ i s ố ng th ự c ti ễ n Vi ệ c s ử d ụ ng PPDH h ợ p tác theo nhóm nh ỏ và d ạ y h ọ c d ự án đ ể t ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM m ở ra cơ h ộ i, t ạ o đ ộ ng l ự c đ ể HS tích c ự c tư duy cá nhân và L V Năm, N T L Anh, N L B Khuê / Tính tích h ợ p v ớ i tính phân hóa trong ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM… 68 h ợ p tác nhóm trong vi ệ c thu th ậ p các thông tin t ừ nhi ề u ngu ồ n g ắ n v ớ i ki ế n th ứ c c ủ a nhi ề u môn h ọ c đ ể gi ả i quy ế t hi ệ u qu ả các v ấ n đ ề đ ặ t ra Đ ặ c bi ệ t, đ ứ ng trư ớ c các tình hu ố ng h ọ c t ậ p có v ấ n đ ề g ắ n v ớ i bài h ọ c và đ ờ i s ố ng th ự c ti ễ n, HS th ể hi ệ n rõ s ự h ứ ng thú có nhu c ầ u tìm hi ể u v ấ n đ ề và gi ả i quy ế t v ấ n đ ề Vi ệ c xây d ự ng nhi ề u d ự án cùng m ộ t n ộ i dung h ọ c t ậ p theo mô hình STEM t ạ o nhi ề u cơ h ộ i cho HS l ự a ch ọ n theo nhu c ầ u s ở thích cá nhân, đi ề u này hoàn toàn phù h ợ p v ớ i các m ụ c tiêu đ ị nh hư ớ ng d ạ y h ọ c phân hóa ở c ấ p THPT đ ề ra trong các đ ị nh hư ớ ng đ ổ i m ớ i giáo d ụ c và trong chương trình giáo d ụ c ph ổ thông m ớ i TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O B ộ Giáo d ụ c và Đào t ạ o (2018) Chương trình giáo d ụ c ph ổ thông - Chương trình t ổ ng th ể Ban hành kèm theo Thông tư s ố 32/2018/TT - BGDĐ T ngày 26 tháng 12 năm 2018 c ủ a B ộ trư ở ng B ộ Giáo d ụ c và Đào t ạ o B ộ Giáo d ụ c và Đào t ạ o (2020) Công văn s ố 3089/BGDĐT - GDTrH v ề vi ệ c tri ể n khai th ự c hi ệ n giáo d ụ c STEM trong giáo d ụ c trung h ọ c Hà N ộ i Nguy ễ n Thanh Nga (Ch ủ biên) , Phùng Vi ệ t H ả i, Nguy ễ n Quang linh, Hoàng Phư ớ c Mu ộ i (2017) Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c ch ủ đ ề giáo d ụ c STEM cho h ọ c sinh trung h ọ c cơ s ở và trung h ọ c ph ổ thông NXB Đ ạ i h ọ c Sư ph ạ m TP H ồ Chí Minh Hoàng Phê (2002) Từ điển tiếng V iệt Viện Ngôn n gữ h ọc, NXB Đà Nẵng Nguy ễ n Th ị Lan Phương (2014) Đ ề xu ấ t c ấ u trúc và chu ẩ n đánh giá năng l ự c gi ả i quy ế t v ấ n đ ề trong chương trình giáo d ụ c ph ổ thông m ớ i T ạ p chí Khoa h ọ c Giáo d ụ c , Vi ệ n Khoa h ọ c Giáo d ụ c Vi ệ t Nam, s ố 111 Nguyễn Thanh Nga , Lê Thị Hoàng Diễm (2020) T ổ ch ứ c d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ S ự k ỳ di ệ u c ủ a lá ph ổ i ” ( V ậ t lí 10) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM nh ằ m phát tri ể n tư duy k ỹ thu ậ t cho h ọ c sinh T ạ p chí Giáo d ụ c , S ố đ ặ c bi ệ t kì I tháng 5/2020, tr 150 - 154 Nguy ễ n M ậ u Đ ứ c , Đinh Th ị Ngoan (2019) Thi ế t k ế ch ủ đ ề “ Pin chanh ” (Chương trình hóa h ọ c vô cơ l ớ p 12) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM T ạ p chí Giáo d ụ c , S ố đ ặ c bi ệ t tháng 4/2019, tr 214 - 221 Nguy ễ n M ậ u Đ ứ c , Dương Th ị Ánh Tuy ế t (2018) D ạ y h ọ c ch ủ đ ề axit - bazơ (Hóa h ọ c 11) theo đ ị nh hư ớ ng giáo d ụ c STEM T ạ p chí Giáo d ụ c , s ố đ ặ c bi ệ t tháng 8/2018, tr 214 - 218 Nguyễn Thị Hằng (2020) Thi ế t k ế và t ổ ch ứ c ho ạ t đ ộ ng h ọ c tr ả i nghi ệ m trong d ạ y h ọ c ch ủ đ ề “ Sinh trư ở ng và phát tri ể n ở đ ộ ng v ậ t sinh h ọ c ” (Sinh h ọ c 11) theo đ ị nh hư ớ n g giáo d ụ c STEM , T ạ p chí Giáo d ụ c , S ố 488 , tr 24 - 30 Breiner, J M , Harkness, S S , Johnson, C C , Koehler, C M (2012) What is STEM? A Discussion a bout Conceptions of STEM in Education and Partnerships School Science and Mathematics Association , http s://doi org/10 1111/j 1949 - 8594 2011 00109 x Daugherty M K (2013) The Prospect of an “ A ” in STEM Education Journal of STEM Education: Innovations and Research , 14(2), pp 10 - 16 Trư ờ ng Đ ạ i h ọ c Vinh T ạ p chí khoa h ọ c, T ậ p 5 1 - S ố 1 B/202 2 , tr 60 - 69 69 Marginson S , Tytler R , Freeman B , and Roberts K (2013) STEM: country comparisons: international comparisons of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education Report for the Australian Council of Learned Academies SUMMARY INTEGRATION AND DIFFERENTIATION IN THE STEM EDUCATION SUBJECT WITH THE DEVELOPMENT OF PROBLEM - SOLVING CAPACITY OF STUDENTS Le Van Nam (1) , Nguyen Thi Lan Anh (2) , Nguyen Le Bao Khue (2) 1 School of Education, Vinh University 2 University of Science and Education , Da Nang University Received on 26/10/2021 , accepted for publication on 11/02/2022 The re novation of current teaching methods aims to achieve two important goals: Firstly, equip students with the ability to synthesize knowledge, skills, etc in many different fields to solve problems ; s econdly , from the requirement of educational socialization, it is necessary t o fulfill the teaching purposes for all students, that is, to ensure that each individual student is trained to improve knowledge and develop capacity STEM education is one of the solutions to meet the above goals STEM education demonstrates integration and differentiation in teaching content and organization to equip learners with necessary knowledge and skills, thereby developing problem - solving abilities for all learners This article deeply explores the integration and differentiation in the topic of STEM education with the development of problem - solving capacity for students through the topic Chemical fertilizers in high school grade 11 chemistry program Keyword s : STEM education; STEM topics; integration ; differentiation, problem solving ability