Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học chủ đề Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật - Sinh học 10 theo định hướng STEM giúp học sinh vận dụng để xử lí chất thải trong chăn nuôi tại gia đình, gia trại và trang trại

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Dạy học chủ đề Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật - Sinh học 10 theo định hướng STEM giúp học sinh vận dụng để xử lí chất thải trong chăn nuôi tại gia đình, gia trại và trang trại" nhằm dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát hướng triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM tại trường THPT Đô Lương 3 trên tinh thần đổi mới căn bản toàn diện Giáo dục và Đào tạo và theo chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 4/7/2017 của thủ tướng chính phủ nhằm giúp học sinh phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần, có phẩm chất cao đẹp, có các năng lực chung và phát huy các tiềm năng của bản thân, làm cơ sở cho việc lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học chủ đề Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật - Sinh học 10 theo định hướng STEM giúp học sinh vận dụng để xử lí chất thải trong chăn nuôi tại gia đình, gia trại và trang trại

Tên đề tài SKKN: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT - SINH HỌC 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM GIÚP HỌC SINH VẬN DỤNG DỂ XỬ LÍ CHẤT THẢI HỮU TRONG CHĂN NUÔI TẠI GIA ĐÌNH, GIA TRẠI VÀ TRANG TRẠI. Thuộc môn: Sinh học Lĩnh vực: Sinh học
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ĐÔ LƯƠNG 3  Tên đề tài SKKN: DẠY HỌC CHỦ ĐỀ ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT - SINH HỌC 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG STEM GIÚP HỌC SINH VẬN DỤNG DỂ XỬ LÍ CHẤT THẢI HỮU TRONG CHĂN NUÔI TẠI GIA ĐÌNH, GIA TRẠI VÀ TRANG TRẠI. Thuộc môn: Sinh học Người thực hiện: Phạm Thế Thảo Phạm Thị Dung Hồng Cảnh Trường Tổ bộ môn: Khoa học tự nhiên Năm thực hiện: 2023 - 2024 Số điện thoại: 0984155167
====== Đô Lương, tháng 4 năm 2024 ====== MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Trang 1 - 8 1. Lí do chọn đề tài Trang 1 - 2 2. Đối tượng nghiên cứu Trang 2 - 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Trang 2 -2 4. Phương pháp nghiên cứu Trang 2 - 2 5. Những đóng góp của đề tài Trang 2 - 5 PHẦN 2: NỘI DUNG ĐỀ TÀI Trang 6 - 45 I. CƠ SỞ LÍ LUẬN Trang 6 - 12 1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Trang 6 - 6 2. Cơ sở lí luận: Trang 6 - 12 II. CƠ SỞ THỰC TIỀN Trang12 - 17 III. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP Trang 17 - 18 IV. DẠY HỌC MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MÔN SINH HOC 10 Trang 18 - 34 THEO
ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH TIẾP CẬN VỚI GIÁO DỤC STEM: Dạy học chủ đề một số ứng dụng của vi sinh vật-Sinh học 10 theo định hướng STEM giúp học sinh vận dụng xử lí rác thải hưu cơ tại gia đình. V. THỰC NGIỆM Trang 34 - 42 VI. KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI Trang 42 - 45 CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT PHẦN 3. KẾT LUẬN Trang 46 - 50 I. HƯỚNG DẪN ÁP DỤNG ĐỀ TÀI Trang 46 - 46 II. TÍNH HIỆU QUẢ Trang 46 - 49 III. KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT Trang 49 - 50
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT TỪ/CỤM TỪ VIẾT TẮT 1 Công nghệ thông tin CNTT 2 Giáo viên GV 3 Học sinh HS 4 Phương pháp dạy học PPDH 5 Kỹ thuật dạy học KTDH 5
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Theo Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8 Ban Chấp hành Trung ương Đảng (Khoá XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học.” Thực hiện định hướng nêu trên việc đổi mới nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng năng lực người học trong giáo dục phổ thông đã và đang từng bước được thực hiện đồng bộ. Nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, đáp ứng nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đáp ứng yêu cầu hội nhập quốc tế. Giúp người học "Học để biết, học để làm, học để cùng chung sống và học để tự khẳng định mình" Đồng thời, trước xu hướng phát triển của cuộc cách mạng 4.0, ngày 4/7/2017 thủ tướng chính phủ đã ban hành chỉ thị số 16/CT-TTg về tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Thủ tướng đã đặt ra giải pháp cho ngành giáo dục như sau: thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp cận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thông… nhằm tạo ra nguồn lao động đáp ứng yêu cầu của cuộc cách mạng Công nghiệp lần thứ 4 đưa Việt Nam trở thành quốc gia Công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế sâu rộng. Những năm học qua, có rất nhiều trường phổ thông đã đưa giáo dục STEM vào thí điểm với nhiều hình thức tổ chức khác nhau và bước đầu thu được kết quả khả quan tuy nhiên vẫn còn nhiều băn khoăn, vướng mắc. Chính vì vậy, tôi đã quan tâm và dạy học một số chủ đề Sinh học theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM nhằm phát triển các năng lực như: năng lực tự học, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực nghiên cứu khoa học, năng lực sử dụng CNTT, năng lực định hướng nghề nghiệp... đồng thời vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, Khối 10 đã bắt đầu thực hiện chương trình phổ thông 2018 thì việc đưa giáo dục STEM vào giảng dạy là rất phù hợp và cần thiết. Là giáo viên giảng dạy bộ môn Sinh học bậc THPT nhiều năm cùng với tinh thần học hỏi, mạnh dạn đổi mới phương pháp dạy học, mong muốn giúp học 6
sinh hình thành và phát triển năng lực, biết vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn đồng thời giúp học sinh hứng thú trong vấn đề nghiên cứu khoa học. Tôi đã chọn đề tài "Dạy học chủ đề Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật-Sinh học 10 theo định hướng STEM giúp học sinh vận dụng để xử lí chất thải trong chăn nuôi tại gia đình, gia trại và trang trại", các em đã chuyển hóa kiến thức, kỹ năng, thái độ thành năng lực và hơn hết là truyền cảm hứng học tập, nâng cao năng lực sử dụng CNTT trong học tập và nghiên cứu khoa học. Biết vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống. 2. Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu hoạt động dạy học theo định hướng phát triển năng lực. - Nghiên cứu một số vấn đề chung về giáo dục STEM. - Nghiên cứu tâm lý học lứa tuổi. - Nghiên cứu dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM. - Nghiên cứu dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM trên địa bàn huyện Đô Lương, huyện Anh Sơn (Lớp 10D8 Trường THPT Đô Lương 1, Lớp 10C1 trường THPT Đô Lương 2; Lớp 10D8 trường THPT Đô Lương 3; Lớp 10A1 trường THPT Đô Lương 4; Lớp 10A1 trường THPT Anh Sơn 2) năm học 2023-2024. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát hướng triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM tại trường THPT Đô Lương 3 trên tinh thần đổi mới căn bản toàn diện Giáo dục và Đào tạo và theo chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 4/7/2017 của thủ tướng chính phủ nhằm giúp học sinh phát triển hài hòa về thể chất và tinh thần, có phẩm chất cao đẹp, có các năng lực chung và phát huy các tiềm năng của bản thân, làm cơ sở cho việc lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu các yêu cầu dạy học hiện nay và các văn bản quy định hiện hành. - Phương pháp điều tra: Tổ chức khảo sát - Phương pháp thống kê: Trao đổi tiếp thu ý kiến của các đồng nghiệp để tham khảo làm cơ sở cho việc nghiên cứu đề tài. 5. Những đóng góp của đề tài 5.1. Tính mới 7
Đề tài đã dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM mới mẻ mà chưa có trong sách giáo khoa Sinh học 10 hay tài liệu tham khảo dùng cho bộ môn Sinh học 10 đề cập và trình bày. Trên cơ sở dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM nhằm hình thành và phát triển các năng lực toàn diện, vận dụng linh hoạt kiến thức đã học vào thực tiễn lao động sản xuất tại địa phương, tôi đã tổ chức dạy học chủ đề là Chủ đề: “Vai trò và ứng dụng của vi sinh vật” từ đó, hình thành kỹ năng sống, rèn luyện và nâng cao các năng lực (nhất là năng lực giải quyết vấn đề và năng lực nghiên cứu khoa học) và phát triển các phẩm chất cần thiết hiện nay. Dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM là yêu cầu tất yếu của giáo dục trong giai đoạn Công nghiệp lần thứ 4. 5.2. Tính khoa học Sáng kiến kinh nghiệm của tôi phù hợp với Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8 Ban chấp hành trung ương (Khoá XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo tập trung đổi mới phương pháp dạy học, giúp học sinh phát triển toàn diện về thể chất, trí tuệ, tinh thần và đạo đức và phù hợp với chỉ thị 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 4. Sáng kiến kinh nghiệm của tôi được triển khai trên cơ sở lý luận và thực tiễn vững chắc, có tính cụ thể, rõ ràng, chính xác, khách quan cao. Sáng kiến kinh nghiệm của tôi được trình bày, giải quyết vấn đề một cách rõ ràng và mạch lạc. Mọi vấn đề đều được lập luận chặt chẽ, có cơ sở, có tính thuyết phục cao. 5.3. Tính ứng dụng thực tiễn 5.3.1. Về mặt nội dung áp dụng thực tiễn Một vấn đề thực tế dạy học hiện nay nói chung và đối với môn Sinh học 10 nói riêng, đa số vẫn còn áp dụng phương pháp truyền thống; Học sinh ghi nhớ máy móc, nhàm chán, thiếu sáng tạo trong khi học. Thêm vào đó, chương trình SGK còn nặng về cung cấp kiến thức, ít chú trọng vấn đề bồi dưỡng năng lực cho học sinh… Do đó giải pháp cấp thiết hiện nay là thực hiện dạy học chủ đề, tích hợp liên môn, tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh trong quá trình xây dựng kế hoạch giảng dạy và ứng dụng CNTT vào dạy và học tại các trường. Việc dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM làm cho học sinh hứng thú học 8
tập, say mê nghiên cứu tăng lên. Từ đó, giúp học sinh có suy nghĩ tích cực, vận dụng các kiến thức để giải quyết các vấn đề xảy ra trong thực tế, từ nâng cao trách nhiệm đối với gia đình và xã hội. Qua dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM giúp các em học để biết, học để làm, học để chung sống và học để tự khẳng định mình thể hiện việc khi học sinh tham gia giải quyết các dự án học tập, các em sẽ tự mình tìm hiểu các kiến thức liên quan, vận dụng vào giải quyết các yêu cầu được giao. Từ đó, hình thành các kỹ năng, năng lực cần thiết, biết vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống. Việc dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM và ứng dụng hệ thống học tập trực tuyến sẽ giúp giáo viên bộ môn không chỉ nắm chắc kiến thức mình dạy mà còn không ngừng nâng cao năng lực CNTT, cung cấp được nhiều khóa học với nhiều mức độ khác nhau của học sinh. Dễ dàng trao đổi, hướng dẫn các em thực hiện dự án học tập, vấn đề đặt ra trong môn học và thực tiễn cuộc sống một cách nhanh và hiệu quả. 5.3.2. Về mặt phạm vi ứng dụng thực tiễn Đề tài đã được triển khai, kiểm nghiệm trong năm học 2021-2022, 2022-2023 và 2023 - 2024 cho học sinh lớp 10 tại trường THPT THPT Đô Lương 1, THPT THPT Đô Lương 2, THPT THPT Đô Lương 3, THPT THPT Đô Lương 4, THPT Anh Sơn 2. Cụ thể: - Cô Phạm Thị Hoài Thanh áp dụng với HS lớp 10T2 Trường THPT Đô Lương 1 - Thầy Nguyễn Minh Hà áp dụng với HS lớp 10C1 Trường THPT Đô Lương 2 - Thầy Phan Văn Sơn áp dụng với HS lớp 10A1 Trường THPT Đô Lương 4 - Thầy Phạm Thị Kim Nhâm áp dụng với HS lớp 10A1 trường THPT Anh Sơn 2 Đề tài sáng kiến kinh nghiệm này có khả năng áp dụng trong phạm vi rộng và dễ thực thi cho tất cả các nhà trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An nói riêng cũng như có thể áp dụng trên phạm vi cả nước nói chung đáp ứng được yêu cầu giáo dục trong thời đại hiện nay và cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. 5.3.3. Về mặt đối tượng áp dụng thực tiễn 5.3.3.1. Học sinh: Sáng kiến này áp dụng được cho mọi đối tượng học sinh có học lực: Đạt, khá, giỏi,… ; cho các học sinh các trường THPT. 9
5.3.3.2. Giáo viên Giáo viên thuộc bộ môn Sinh học 10 hoặc ngoài bộ môn Sinh học 10 đều có thể áp dụng, tham khảo toàn bộ những giải pháp của đề tài này để giảng dạy trực tiếp trên lớp, tin rằng khi vận dụng đề tài này vào quá trình giảng dạy, quá trình thiết kế giáo án,… Sẽ có nhiều GV các môn khác thấy được ưu thế của nó trong việc dạy học một số chủ đề theo định hướng phát triển năng lực tiếp cận với giáo dục STEM và ứng dụng hệ thống học tập trực tuyến. Từ đó sẽ tiếp tục có những phát hiện mới bổ sung để làm cho bản sáng kiến kinh nghiệm hoàn thiện hơn, hoặc sẽ mang đến một ý tưởng mới, một sáng kiến mới về giáo dục STEM, về ứng dụng hệ thống học tập trực tuyến trong các môn học khác trong trường THPT. 5.3.3.3. Sinh viên, giảng viên, các nhà nghiên cứu khoa học Có thể sử dụng đề tài này làm tài liệu tham khảo để học tập, nghiên cứu những vấn đề sau: dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM phù hợp với từng vùng miền khác nhau; tổ chức dạy học chủ đề trong bộ môn, trong trường học theo giáo dục STEM; Dạy học chủ đề vận dụng các PPDH-KTDH tích cực hiện nay; nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng, ứng dụng hệ thống học tập trực tuyến,… 10
PHẦN 2: NỘI DUNG ĐỀ TÀI I. CƠ SỞ LÍ LUẬN: 1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Dạy học chủ đề theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh xuất hiện trong nhiều các văn bản chỉ đạo của Bộ Giáo dục và đào tạo, Sở giáo dục và đào tạo và tại các trường THPT. Hiện nay, tại các trường THPT đã xây dựng dạy học chủ đề vào kế hoạch giảng dạy (PPCT) của bộ môn phù hợp với điều kiện từng trường, từng địa phương. Dạy học chủ đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh được trao đổi, xây dựng tại tổ chuyên môn trong các trường, qua các đợt tập huấn của Sở giáo dục và đào tạo hay trên “trường học kết nối”. Trong những năm học vừa qua và năm học 2023-2024, ở Việt Nam dạy học theo định hướng giáo dục STEM đã và đang được áp dụng tại nhiều trường THPT và đã đạt được nhiều kết quả. Trong dạy học môn Sinh học 10 hiện nay thì dạy học chủ đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM cũng đã được nhiều giáo viên quan tâm, chú trọng. Đề tài này hướng đến mục đích là dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực tiếp cận với giáo dục STEM và đề xuất một hướng đi mới bước đầu áp dụng hiệu quả, phù hợp với các văn bản chỉ đạo hiện nay. Từ đó, nâng cao các năng lực cần thiết cho học sinh và vận dụng được kiến thức đã học vào giải quyết các tình huống trong thực tiễn. 2. Cơ sở lý luận 2.1. Dạy học định hướng phát triển năng lực 2.1.1. Khái niệm. - Năng lực là thuộc tính cá nhân cho phép thực hiện thành công hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể. - Dạy học định hướng phát triển năng lực không chỉ chú ý tích cực hóa học sinh về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt động trí tuệ với hoạt động thực hành thực tiễn. Tăng cường việc học tập theo nhóm đổi mới quan hệ giáo viên-học sinh theo hướng cộng tác có ý nghĩa quan trọng nhằm phát triển năng lực xã hội. Bên cạnh việc học tập những tri thức và kỹ năng riêng lẻ của các môn học chuyên môn cần bổ sung các chủ đề học tập phức hợp nhằm phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức hợp. 11
Các thành phần năng Các trụ cột giáo dục của lực UNESO Năng lực chuyên môn Học để biết Năng lực phương pháp Học để làm Năng lực xã hội Học để cùng chung sống Năng lực cá thể Học để tự khẳng định Mô hình thành phần năng lực giáo dục theo UNESCO "Học để biết, học để làm, học để cùng chung sống và học để tự khẳng định mình" đây là bốn trụ cột của giáo dục thế kỉ XXI, mà giáo dục phổ thông đã và đang hướng đến. 2.1.2. Đặc điểm dạy học định hướng phát triển năng lực. - Lấy người học làm trung tâm. - Mục tiêu dạy học tập trung vào vận dụng kiến thức, kỹ năng có thể quan sát và đánh giá được. - Nội dung học tập thiết thực, bổ ích gắn với các tình huống trong thực tiễn. - Phương pháp dạy học định hướng hoạt động, thực hành, sản phẩm, hình thức học tập đa dạng, chú ý hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. - Tăng cường dạy học giải quyết vấn đề thực tiễn. - Đánh giá và tự đánh giá được tiến hành ngay trong dạy học. 2.1.3. Những loại năng lực cần chú trọng rèn luyện cho HS trong quá trình dạy học * Nhóm năng lực chung, gồm: - Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân: Năng lực tự học; Năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực tư duy; Năng lực tự quản lý - Nhóm năng lực quan hệ xã hội: Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác - Nhóm năng lực sử dụng công cụ hiệu quả: NL sử dụng CNTT và Truyền thông; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán 12
* Nhóm năng lực, kĩ năng chuyên biệt trong môn Sinh học. - Các năng lực chuyên biệt trong môn Sinh học. Năng lực kiến thức Sinh học. Năng lực nghiên cứu khoa học. Năng lực thực hiện trong phòng thí nghiệm. - Các kĩ năng chuyên biệt trong môn Sinh học: Quan sát, Đo đạc, Phân loại hay phân nhóm, Vẽ lại các đối tượng, Xử lí và trình bày các số liệu, Đưa ra các tiên đoán/đề xuất giả thuyết khoa học, Làm thí nghiệm, Làm tiêu bản tạm thời, Giải phẫu/mổ. 2.2. Một số vấn đề chung về giáo dục STEM 2.2.1. Khái niệm: STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001. Theo Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association-NSTA) định nghĩa: 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 các bài học trong thế giới thực ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, từ đó phát triển các năng lực theo lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh tế mới. 2.2.2. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu 13
khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. 2.2.3. Một số hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM a. Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, các hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. b. Hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường phổ thông với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp. Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao 14
trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kỳ, trong cả năm học. Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM. c. Hoạt động nghiên cứu khoa học Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao… Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật là tiền đề triển khai các dự án nghiên cứu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học được tổ chức thường niên. 2.2.4. Thiết kế bài học STEM a. Tiêu chí xây dựng bài học STEM Mỗi bài học STEM cần phải được xây dựng theo 6 tiêu chí sau: Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kỹ thuật Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; các quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của chính học sinh. Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và tái thiết kế nguyên mẫu của mình nếu cần. Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và thiết kế hoạt động khám phá của bản thân. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Làm việc nhóm trong thực hiện các hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học 15
Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong dạy học STEM. b. Quy trình xây dựng bài học STEM Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tuợng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học. Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học đƣợc những kiến thức, kỹ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học. Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. 2.2.5. Tiến trình tổ chức dạy học bài học STEM Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề - Chuyển giao nhiệm vụ - Học sinh hoạt động tìm tòi, nghiên cứu - Báo cáo và thảo luận - Nhận xét, đánh giá Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (tổ chức dạy học các kiến thức có liên quan đến chương trình giáo dục phổ thông; sử dụng thời gian phân phối của chương trình cho nội dung tương ứng. - Kiến thức mới - Giải thích các quy trình/ thiết bị đã tìm hiểu - Báo cáo và thảo luận - Nhận xét và đánh giá Hoạt động 3: Giải quyết vấn đề 16
- Đề xuất giả thuyết/giải pháp giải quyết vấn đề - Thử nghiệm giải pháp - Báo cáo và thảo luận - Nhận xét và đánh giá II. CƠ SỞ THỰC TIỄN: 1. Giáo dục STEM trên thế giới. 1.1. Nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới. Trong một thập kỷ trở lại đây nghiên cứu về giáo dục STEM đang được rất nhiều nhà giáo dục trên thế giới quan tâm nghiên cứu và xu hướng nghiên cứu về lĩnh vực này sẽ còn tiếp tục được phát triển. Hiện nay có một số khuynh hướng nghiên cứu về giáo dục STEM là: nghiên cứu về lịch sử, quá trình phát triển, tầm quan trọng của giáo dục STEM; vai trò và việc kết hợp Công nghệ và Kĩ thuật trong STEM; tích hợp giáo dục STEM; mô hình và cải tiến mô hình giáo dục STEM, nghề nghiệp STEM, các chương trình trải nghiệm STEM, phát triển đội ngũ giáo viên, phương pháp giảng dạy STEM… 1.2. Kinh nghiệm triển khai giáo dục STEM trên thế giới. Một trong các chiến lược chung nhất ở Mỹ hướng tới STEM là nâng cao yêu cầu về Toán học và Khoa học đối với học sinh (HS) tốt nghiệp. Bên cạnh đó, các giáo viên (GV) cũng thường xuyên được tham gia các khoá bồi dưỡng nghiệp vụ về giảng dạy STEM từ cơ bản đến chuyên sâu. Truyền thông về giáo dục STEM tới các bậc phụ huynh luôn được chính phủ Mỹ quan tâm. Tại pháp giáo dục STEM được bao phủ ở mọi cấp. Bậc Tiểu học HS đã được 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 tư duy phê phán của HS. Ở bậc THCS, Pháp đang triển khai một chương trình học tập về Tích hợp Khoa học và Công nghệ, các nội dung này được dạy tích hợp chứ không phải là một môn học riêng biệt.Trong chương trình phổ thông HS được tham gia vào chủ đề khám phá có liên quan đến STEM như: Công nghệ sinh học; y tế và xã hội; phát minh và đổi mới công nghệ, kỹ thuật… Giáo dục STEM đã được đưa thành một chương trình quốc gia ở Anh với mục tiêu tạo ra nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao. Chương trình hành động của Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm 4 nội dung chính là: tuyển dụng giáo viên giảng dạy STEM, bồi dưỡng nâng cao trình độ của giáo viên, cải tiến và làm phong phú chương trình học cả trong và ngoài lớp học, phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy và học. Quan niệm về giáo dục STEM ở Anh đó là một cách tiếp cận, một định hướng chứ không phải một môn học. Xu hướng trong giáo dục Malaysia cho thấy Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) đang trở nên phổ biến và quan trọng. Malaysia đã xây dựng chương trình giảng dạy mang tính tìm hiểu dựa trên các bối cảnh, các câu hỏi và vấn đề(sẽ thực hiện 17
vào năm 2017), bên cạnh đó Malaysia cũng xây dựng các nguồn lực dạy và học về STEM một cách toàn diện. 2. Giáo dục STEM ở Việt Nam. Giáo dục STEM xuất hiện tại Việt Nam từ năm 2010. Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung học”, cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học” và cuộc thi “Sáng tạo khoa học kĩ thuật”. Các cuộc thi phù hợp với mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới. Hiện nay Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm về giáo dục STEM tại một số trường THCS và THPT. 3. Từ phía đội ngũ GV Theo kết quả khảo sát của GV Phạm Thị Kim Nhâm - Công tác: Trường THPT Anh Sơn 2. Đạt SKKN bậc 4B năm học 2019 – 2020 và kết quả SKKN bậc 4B của bản thân năm học 2021 – 2022, 2022 - 2023 cho thấy: Việc tiếp thu chủ trương dạy học theo hướng tiếp cận STEM của bộ môn Sinh ở các trường THPT vẫn còn mới, có nhiều GV còn thấy xa lạ. Còn có rất nhiều em HS chưa biết vận dụng hiểu biết các môn học khác vào việc lĩnh hội tri thức của môn Sinh học. Nguyên nhân là do GV chưa thực sự đầu tư cho chất lượng giáo án, ngại phải, tìm tòi kiến thức của các môn không thuộc chuyên môn của mình. Còn đối với HS các em chưa được hướng dẫn tìm hiểu trước ở nhà hoặc chưa hiểu được mối quan hệ logic giữa các môn học, nhiều gia đình chưa có máy vi tính nối mạng Internet nên việc tìm tiếm thông tin, thiết kế sản phẩm còn khó khăn. 4. Từ phía các em HS 4.1. Đối tượng tìm hiểu Tháng 9 năm học 2023 - 2024, tôi tiến hành khảo sát 213 học sinh lớp 10 tại các trường THPT ở Đô Lương và Anh Sơn (THPT Đô Lương 1: 43 HS THPT Đô Lương 2: 43 HS,THPT Đô Lương 3: 40 HS ; THPT Đô Lương 4: 44 HS, trường THPT Anh Sơn 2: 43 HS). Với mục đích tìm hiểu hứng thú học tập của học sinh đối với môn Sinh học như thế nào? Hứng thú của học sinh đối với dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM như thế nào? Phương pháp học tập của học sinh ở lớp, ở nhà và kết quả học như thế nào? HS đã tham gia học tập trực tuyến đối với môn Sinh học 10 hay chưa? 4.2. Phương pháp tìm hiểu 18
Sử dụng phiếu điều tra (Được tiến hành trước khi dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM và ứng dụng hệ thống học tập trực tuyến). Phiếu khảo sát thực trạng dành cho học sinh: PHIẾU TÌM HIỂU THỰC TRẠNG HỌC MÔN SINH HỌC 10 Họ và tên học sinh (có thể không ghi): ……………………………………….......... Lớp: ………………. Trường THPT: ………………………………………………. Lưu ý: Các câu hỏi dưới đây có thể chọn nhiều hơn một đáp án. Những thông tin này chỉ có tính chất tham khảo, không ảnh hưởng đến đánh giá quá trình học tập của các em. Câu 1: Em có hứng thú như thế nào đối với dạy học chủ đề theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM trong môn Sinh học 10? A. Rất thích B. Bình thường C. Không thích. Câu 2: Em có sẵn sàng tham gia các dự án học tập mà giáo viên giao trong dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM hay không? A. Luôn sẵn sàng B. Tùy thuộc hoàn cảnh C. Không bao giờ Câu 3: Em có thể vận dụng kiến thức đã học trong một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực học sinh tiếp cận với giáo dục STEM vào giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống không? A. Có thể vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn B. Còn tùy C. Không thể vận dụng được. Câu 4: Theo em, tầm quan trọng của dạy học một số chủ đề môn Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực tiếp cận với giáo dục STEM như thế nào? A. Rất quan trọng B. Không quan trọng C. Có thể quan trọng, có thể không. 2.3.3. Kết quả điều tra - Số phiếu phát ra: 213 - Số phiếu thu vào: 213 19
Bảng 1: SỐ LIỆU ĐIỀU TRA HỌC SINH. Câu Trường THPT Lớp Sĩ số A B C THPT Đô Lương 1 10T2 43 2/43 17/43 24/43 (2022- 2023) 4,65% 39,53% 55,82% THPT Đô Lương 2 10C1 43 3/43 18/43 22/43 (2022- 2023) 6,98% 41,86% 51, 16% THPT Đô Lương 1 3 4/40 21/40 15/40 10D8 40 (2022- 2023) 10,00% 52,50% 37,5% THPT Đô Lương 4 10A1 44 3/44 20/44 21/44 (2022- 2023) 6,82% 45,45% 47,73% THPT Anh Sơn 2 4/43 21/43 18/43 10A1 43 (2022- 2023) 9,30% 48,84% 41,86% THPT Đô Lương 1 10T2 43 6/43 26/43 11/43 (2022- 2023) 13,95% 60,47% 25,58% THPT Đô Lương 2 10C1 43 3/43 21/43 19/43 (2022- 2023) 6,98% 48,84% 44,18% THPT Đô Lương 2 3 1/40 20/40 19/40 10D8 40 (2022- 2023) 2,50% 50,0% 47,5% THPT Đô Lương 4 10A1 44 6/44 20/44 18/44 (2022- 2023) 13,64% 45,45% 40,91% THPT Anh Sơn 2 6/43 11/43 26/43 10A1 43 (2022- 2023) 13,95% 25,58% 60,47% 20