Sáng kiến kinh nghiệm Chuyển đổi số trong dạy học STEM chủ đề Vật liệu polime - Hóa học 12 - THPT

ĐỀ TÀI
“CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ: VẬT LIỆU POLIME - HÓA HỌC 12 - THPT”
LĨNH VỰC: HÓA HỌC
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU 3
Đề Tài:
“CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG DẠY HỌC STEM CHỦ ĐỀ: VẬT LIỆU POLIME - HÓA HỌC 12 - THPT”
Lĩnh vực: HÓA HỌC Nhóm tác giả:
Tác giả 1: Trần Thị Thúy Ngân – SĐT: 0986640223 Tác giả 2: Trần Bình Trọng – SĐT: 0965292716 Đơn vị: Trường THPT Quỳnh Lưu 3
Năm học 2022 – 2023

MỤC LỤC
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ	1
Lí do chọn đề tài	1
Mục đích nghiên cứu	2
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu	2
Nhiệm vụ nghiên cứu	2
Phương pháp nghiên cứu	2
Kế hoạch nghiên cứu	3
Giả thiết khoa học	4
Tính mới của đề tài	4
PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU	5
CƠ SỞ LÝ LUẬN	5
Chuyển đổi số trong giáo dục	5
Thiết bị dạy học số trong dạy học	7
Khung năng lực số	7
Kho học liệu số	8
Giáo dục STEM trong dạy học	8
Dạy học theo hướng phát triển năng lực của HS	10
Mô hình lớp học đảo ngược	11
CƠ SỞ THỰC TIỄN	13
Thực trạng của GV và HS ứng dụng CĐS	13
Thực trạng của GV và HS về dạy học STEM	13
Thuận lợi và khó khăn trong việc áp dụng đề tài	14
GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CĐS TRONG DẠY HỌC STEM CHỦ
ĐỀ: VẬT LIỆU POLIME – HÓA HỌC 12 - THPT	15
Phân tích nội dung và cấu trúc của chương polime	15
Kế hoạch ứng dụng CĐS trong dạy học STEM chủ đề: Vật liệu polime	16
Thiết kế bài giảng kiến thức Vật liệu polime có bài tập tương tác	16
Thiết kế thiết bị dạy học số vận dụng dạy học STEM chủ đề: Vật liệu polime	18
Sử dụng phần mềm padlet để lưu trữ sản phẩm sự án và đánh giá 23
Sử dụng phần mềm Class123 vào dạy học STEM	23
Sử dụng mã Qr trong thiết kế phiếu học tập, giao bài tập.	26
Tổ chức ứng dụng chuyển đổi số vào dạy học STEM chủ đề: Vật liệu polime với dự án “tái chế rác thải vật liệu polime”	27
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM	43
Mục đích thực nghiệm sư phạm	43
Nhiệm vụ thực nghiệm	44
Phương pháp thực nghiệm	44
Tiến hành thực nghiệm sư phạm	45
Kết quả thực nghiệm	45
Hiệu quả của đề tài	47
Hướng phát triển của đề tài	48
PHẦN 3: KẾT LUẬN	49
Kết luận	49
Kiến nghị	49
TÀI LIỆU THAM KHẢO	TLTK 1
PHỤ LỤC:	PL 1 – PL 85
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt
Đọc là
SKKN
Sáng kiến kinh nghiệm
BGDĐT
Bộ Giáo Dục Đào Tạo
GDĐT
Giáo Dục Đào Tạo
THPT
Trung học Phổ thông
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
CNTT
Công nghệ thông tin
PPDH
Phương pháp dạy học
NL
Năng lực
KHGD
Kế hoạch giáo dục
NXB
Nhà xuất bản
SGK
Sách giáo khoa
CĐS
Chuyển đổi số
NLGQVĐ
Năng lực giải quyết vấn đề
TBDHS
Thiết bị dạy học số
KHBD
Kế hoạch bài dạy
BT
Bài tập
QL1
Quỳnh Lưu 1
QL2
Quỳnh Lưu 2
QL3
Quỳnh Lưu 3

PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
Lí do chọn đề tài
Dựa vào chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/05/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư; nhằm hỗ trợ các trường phổ thông triển khai thực hiện có hiệu quả giáo dục STEM. Giáo dục STEM vừa mang ý nghĩa thúc đẩy các môn học, vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. Khi học chủ đề STEM đòi hỏi học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề về thực tiễn thường gặp trong cuộc sống. Với việc ban hành chỉ thị trên, Việt Nam chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM. Đây là một phương pháp học tập để học sinh khám phá kiến thức, thử thách bản thân và có thể phát triển những nhóm năng lực, đặc biệt là hướng đến tư duy, định hướng nghề nghiệp trong thời đại công nghệ số.
“Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” được phê duyệt tại Quyết định số 749/QĐ-TTg ngày 03/06/2020 của Thủ tướng Chính phủ xác định như sau: Phát triển nền tảng hỗ trợ dạy và học từ xa, ứng dụng triệt để công nghệ số trong công tác quản lý, giảng dạy và học tập; số hóa tài liệu, giáo trình; xây dựng nền tảng chia sẻ tài nguyên giảng dạy và học tập theo cả hình thức trực tiếp và trực tuyến. Phát triển công nghệ phục vụ giáo dục, hướng tới đào tạo cá thể hóa. Ứng dụng công nghệ số để giao bài tập về nhà và kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh trước khi đến lớp học.
Hóa học là môn khoa học nghiên cứu các chất, sự biến đổi và ứng dụng của chúng. Hóa học có vai trò rất quan trọng trong đời sống, sản xuất, góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội. Là một trong những môn học có giá trị thực tiễn cao, hóa học hiện diện ở mọi ngóc ngách trong cuộc sống. Ở đâu có vật thể ở đó có chất. Hóa học còn là môn học kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực nghiệm, có sự kết nối với các ngành khoa học tự nhiên khác, các môn học khác như Vật lí, Sinh học, Công nghệ, Toán học, Tin học...
Trong thực tế, các giáo viên giảng dạy môn Hóa học tại THPT Quỳnh Lưu 3 nói riêng và các trường THPT trên địa bàn Quỳnh Lưu nói chung nhận thấy học sinh khi học bài Vật liệu polime – Hóa học 12 còn trừu tượng, ít quan tâm đến vấn đề thực tiễn. Giáo viên khi dạy phần lớn chỉ trình chiếu mà học sinh không được tương tác nên cảm thấy không thích, khô khan, nhàm chán. Đồng thời các nội dung về Vật liệu polime không được cập nhật theo sự phát triển của công nghệ nên có nhiều nội dung không đồng nhất giữa lí thuyết và thực tiễn, không đáp ứng được đầy đủ nhu cầu hiểu biết về thực tiễn. Chính vì thế học sinh ít say mê, khám phá và giảm niềm tin vào chương trình môn học. Lúc này giáo viên giảng dạy suy nghĩ trăn trở về việc làm thế nào để tiếp cận với xu thế mới hiện nay khi ứng dụng chuyển đổi số trong dạy học STEM là cần thiết. Chuyển đổi số vừa tiết kiệm được chi phí đồ dùng dạy học vừa giúp học sinh học tập chủ động nhân rộng mô hình “ lớp học đảo ngược” và còn không bị giới hạn khả năng truy cập về kiến thức. Từ đó học sinh rất hứng thú tham gia khám phá, hăng say sử dụng kiến thức các môn học để sáng tạo ra các sản
phẩm theo yêu cầu chủ đề STEM. Đồng thời, các em sẽ hiểu rõ bản chất, nhớ lâu và làm đúng câu hỏi liên hệ thực tiễn có thể xuất hiện trong kỳ thi THPT Quốc Gia, kỳ thi đánh giá tư duy 2023 để phù hợp với chương trình giáo dục THPT mới. Qua ứng dụng công nghệ số kết hợp dạy học STEM, không những sẽ phát triển được năng lực số mà còn phát triển cả về phẩm chất và năng lực cốt lõi của môn học đáp ứng với công nghệ 4.0 ngày nay.
Từ những lí do trên chúng tôi đã chọn đề tài “Chuyển đổi số trong dạy học STEM chủ đề: Vật liệu polime - Hóa học 12 - THPT” với mong muốn góp phần vào việc đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả ứng dụng công nghệ số để thiết kế bài giảng, thiết bị dạy học số nhằm xây dựng kho học liệu số, vào dạy học môn Hóa Học lớp 12 nói riêng và chất lượng dạy học môn Hóa học ở trường phổ thông nói chung.
Mục đích nghiên cứu
Đề tài đã thực hiện chuyển đổi số có ứng dụng công nghệ số vào dạy học STEM Hóa học 12. Qua đề tài đã không những giúp học sinh hứng thú học tập, tự giác, tự tìm tòi lĩnh hội mà còn phát triển năng lực số cho cả giáo viên và học sinh. Đồng thời phát triển được phẩm chất, năng lực học sinh.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Đề tài đưa ra những giải pháp ứng dụng công nghệ số trong soạn giảng, quản lý học sinh, đánh giá dạy học STEM chủ đề Vật liệu polime – Hóa học 12- THPT.
Đề tài được áp dụng cho học sinh lớp 12A1, 12A3, và một số lớp ở trường THPT trên địa bàn Quỳnh Lưu (lớp thực nghiệm). Còn lớp 12A2, 12A4, 12A5 (lớp đối chứng) tại trường THPT Quỳnh Lưu 3.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận về ứng dụng công nghệ theo hướng chuyển đổi số trong dạy học, phương pháp phát triển năng lực số, phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh và lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
Nghiên cứu các phần mềm đáp ứng được số hóa từ tìm tài liệu, bài soạn đến giảng dạy, quản lý và học tập được mọi lúc, mọi nơi.
Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ số vào dạy học STEM.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý luận: Áp dụng để tìm hiểu và phân tích các lý thuyết, khái niệm và hệ thống giáo dục liên quan đến đề tài.
Phương pháp khảo sát: Áp dụng để thu thập thông tin từ các đối tượng liên quan, ví dụ như GV và HS, về tình hình sử dụng các phần mềm trong dạy học.
Phương pháp điều tra: Áp dụng để tìm hiểu chi tiết hơn về CĐS trong dạy học STEM chủ đề vật liệu polime- Hóa Học 12- THPT.
Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Áp dụng để xây dựng và thực hiện các hoạt động giảng dạy có ứng dụng CĐS, và đánh giá tác động của các hoạt động này đến sự hứng thú học tập của HS.
Phương pháp thống kê toán học xử lý thông tin: Áp dụng để phân tích và xử lý các dữ liệu thu thập được từ các phương pháp khảo sát và điều tra, để đưa ra những kết quả và nhận định về tình hình sử dụng các phần mềm và tác động của nó đến sự cảm hứng học tập của HS.
Kế hoạch nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu và triển khai từ tháng 9 năm 2022 đến tháng 3 năm 2023.
STT
Thời gian
Nội dung công việc
Sản phẩm
1
Tháng 5/2022
Tìm hiểu tài liệu, thực trạng và chọn đề tài, viết đề cương nghiên cứu.
- Bản đề cương chi tiết của đề tài.
2
Tháng 6,7,8/2022
Nghiên cứu lí luận dạy học, PPDH - tích cực của bộ môn.
Khảo sát thực trạng, tổng hợp số liệu năm trước.
Trao đổi với đồng nghiệp và đề xuất sáng kiến kinh nghiệm
Tập hợp lý thuyết của đề tài.
Xử lý số liệu khảo sát được.
Tổng hợp ý kiến của đồng nghiệp.
3
Tháng 9,10/2022
Kiểm tra trước thực nghiệm.
Áp dụng thực nghiệm trên các lớp 12A1, 12A3, và một số lớp ở trường THPT trên địa bàn Quỳnh Lưu (lớp thực nghiệm). Còn lớp 12A2, 12A4, 12A5 (lớp đối
chứng) tại trường THPT Quỳnh Lưu 3.
Xử lý kết quả trước khi thử nghiệm đề tài.
Tổng hợp và xử lý kết quả thử - nghiệm đề tài.
4
Tháng 11,12/2022
Viết sơ lược sáng kiến.
Xin ý kiến của đồng nghiệp.
Tiếp tục thử nghiệm trên các lớp 12A1, 12A3, và một số lớp ở trường THPT trên địa bàn Quỳnh
Lưu (lớp thực nghiệm). Còn lớp
Bản thảo sáng kiến.
Tập hợp đóng góp của đồng nghiệp.



12A2, 12A4, 12A5 (lớp đối chứng) tại trường THPT Quỳnh Lưu 3.

5
Tháng 1,2/2023
Tiếp	tục	viết	sáng	kiến	kinh nghiệm.
Bản thảo sáng kiến
6
Tháng 3/2023
Hoàn thành sáng kiến kinh nghiệm
Sáng kiến kinh nghiệm chính thức chấm cấp trường
7
Tháng 4/2024
Chỉnh sửa, bổ sung sáng kiến kinh nghiệm sau khi chấm cấp trường
Hoàn thành sáng kiến nộp Sở
Giả thiết khoa học
Giả thiết 1: Đề tài sẽ cải thiện hiệu quả giảng dạy và học tập. Nếu sử dụng công nghệ số trong giảng dạy và học tập giúp tăng tính tương tác, khám phá, sáng tạo và tính ứng dụng của HS. Việc áp dụng công nghệ vào giảng dạy cũng giúp GV và HS tiết kiệm thời gian, tăng cường tính đồng bộ và tiết kiệm chi phí cho giáo dục.
Giả thiết 2: Đề tài sẽ giúp HS nắm vững kiến thức về vật liệu polime và các môn học liên môn. Nếu sử dụng công nghệ số giúp HS tiếp cận với các tài liệu số, video bài giảng, bài tập tương tác về vật liệu polime và các môn học liên quan. Điều này giúp HS nắm vững kiến thức một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Giả thiết 3: Đề tài sẽ tạo ra một môi trường học tập mới và thú vị cho HS. Nếu sử dụng công nghệ số trong giảng dạy giúp tạo ra một môi trường học tập mới và thú vị, giúp HS thực hành và rèn luyện kỹ năng thông qua các bài tập, trò chơi và hoạt động tương tác. Điều này giúp HS hứng thú hơn khi học tập và giúp HS tự mình tìm hiểu và khám phá thêm kiến thức về vật liệu polime.
Tính mới của đề tài
Đề tài làm sáng tỏ cơ sở lí luận về ứng dụng công nghệ số, năng lực số theo hướng số hóa qua một số phần mềm mới và các thiết bị công nghệ hỗ trợ được áp dụng trong dạy học STEM chủ đề: Vật liệu polime.
Đề tài đã ứng dụng chuyển đổi số trong dạy học chủ đề STEM: Vật liệu polime-Hóa học 12 có sử dụng các phần mềm như Thinglink, Edpuzzle, Liveworksheets, Wordwall, Capcut, Zalo, Canva, Powerpoint, Studio ,..., TBDHS nhằm xây dựng học liệu số và vận dụng vào dạy học nhằm phát triển năng lực số, năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo cho HS.
Đề tài đã ứng dụng phần mềm Class123 để quản lý, công cụ tổ chức học tập và đánh giá HS qua chủ đề STEM theo hướng số hóa.
Đề tài đã ứng dụng phần mềm Padlet để lưu trữ và đánh giá sản phẩm STEM Đề tài đã ứng dụng mô hình “lớp học đảo ngược” để khơi nguồn cảm hứng học
tập giúp HS có năng lực tự học ở mọi lúc, mọi nơi.
PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CƠ SỞ LÝ LUẬN
Chuyển đổi số trong giáo dục
Chuyển đổi số trong giáo dục là gì?
CĐS trong giáo dục là quá trình áp dụng công nghệ số và các công cụ kỹ thuật số vào quá trình giảng dạy, học tập và quản lý trong ngành giáo dục. Đây là một trong những xu hướng quan trọng của giáo dục hiện đại, nhằm cải thiện chất lượng giáo dục và nâng cao hiệu quả của quá trình học tập.
Vai trò của chuyển đổi số trong giáo dục
Vai trò của CĐS trong giáo dục rất quan trọng, bởi vì nó cung cấp các cơ hội mới cho HS và GV. Các công nghệ số và các công cụ kỹ thuật số cho phép HS có thể truy cập vào các nguồn tài nguyên khác nhau, tìm kiếm thông tin, tương tác với GV và các bạn cùng lớp, cũng như tổ chức và quản lý thông tin học tập của mình. Đồng thời, các công nghệ số cũng giúp GV tạo ra các phương pháp giảng dạy sáng tạo, tương tác và hấp dẫn hơn, đồng thời tăng cường sự kiểm soát và quản lý quá trình giảng dạy.
CĐS trong giáo dục cũng giúp GV tạo ra các phương pháp giảng dạy sáng tạo, tương tác và hấp dẫn hơn, đồng thời tăng cường sự kiểm soát và quản lý quá trình giảng dạy. GV có thể sử dụng các công nghệ số và các công cụ kỹ thuật số để tạo ra các bài giảng trực tuyến, thực hiện các phương pháp giảng dạy tương tác và hấp dẫn hơn, đồng thời tăng cường sự đa dạng trong việc đánh giá kết quả học tập của HS.
CĐS trong giáo dục giúp tăng cường sự hợp tác và tương tác giữa GV và HS, đồng thời tạo ra các cơ hội học tập đa dạng và bổ sung, giúp GV và HS có thể trao đổi thông tin và kinh nghiệm với nhau, tạo ra một môi trường học tập tích cực và sáng tạo hơn.
CĐS trong giáo dục là một thay đổi về phương pháp giảng dạy và cải thiện các thiết bị, dụng cụ hỗ trợ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của GV và HS trong khuôn viên của trường học. Điều đó giúp tạo ra một môi trường học tập mọi nơi mọi thứ kết nối với nhau. Sự kết hợp mới mẻ của công nghệ, dịch vụ và bảo mật nhằm thu hẹp khoảng cách địa lý để tạo ra trải nghiệm trong học tập và tăng sự tương tác của mọi người.
CĐS để nâng cao trải nghiệm cho HS có thể bao gồm: Cho phép HS nhập học thông qua ứng dụng di động hoặc ứng dụng web; Đem lại nhiều lựa chọn mới cho việc học trực tuyến; Sử dụng công nghệ để theo dõi sự tiến bộ của HS và thực thi các giao thức can thiệp; Ứng dụng những phương pháp dạy học và học tập tiên tiến và hiện đại.
CĐS trong giáo dục đang trải qua một cuộc chuyển đổi kỹ thuật số lớn. Nó khuyến khích hệ thống giáo dục và tất cả những hoạt động học tập, giảng dạy và quản trị ngày càng phát triển và hiện đại.
Một số bước giúp chuyển đổi số trong giáo dục đạt hiệu quả. Bước 1: Triển khai xây dựng môi trường đào tạo linh động
Hiện nay đã có nhiều thiết bị hỗ trợ trong việc tiếp thu kiến thức một cách thuận tiện như laptop, điện thoại, ipad. Điều này tạo nên sự thay đổi của nền giáo dục, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập ở mọi lúc, mọi nơi và tạo cảm giác mới mẻ cho người học.
Bước 2: Xây dựng hệ thống tài liệu học tập không giới hạn
Ứng dụng công nghệ cũng sẽ giúp cho việc chia sẻ và