Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học Chăm sóc rau ở một số xã của huyện Quỳ Hợp, thực trạng và giải pháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học Chăm sóc rau ở một số xã của huyện Quỳ Hợp, thực trạng và giải pháp" nhằm nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học; Phân tích nội dung chủ đề: dinh dưỡng khoáng (Sinh học 11 – ban Cơ bản), từ đó lựa chọn nội dung phù hợp với dạy học theo định hướng nghiên cứu khoa học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học Chăm sóc rau ở một số xã của huyện Quỳ Hợp, thực trạng và giải pháp

MỤC LỤC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................... 1 1.1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1 1.2. Điểm mới trong đề tài: .................................................................................... 1 1.3. Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu:.......................................................... 2 PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. .......................................................................... 3 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN, CƠ SỞ THỰC TIỄN, THỰC TRẠNG CỦA VIỆC THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI. ...................................................................... 3 2.1.1 Cơ sở lý luận.............................................................................................. 3 2.1.2. Cơ sở thực tiễn, thực trạng của đề tài. ...................................................... 6 2.2. NỘI DUNG. .................................................................................................... 9 2.2.1. Cấu trúc, nội dung chủ đề: Dinh dưỡng khoáng. ..................................... 9 2.2.2. Các nội dung trong chủ đề Dinh dưỡng khoáng có thể định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. .................................................................. 9 2.2.3. Thiết kế các hoạt động để phát triển năng lực NCKH cho học sinh trong dạy học phần dinh dưỡng khoáng. ..................................................................... 9 2.2.4. Các biện pháp rèn luyện theo định hướng phát triển năng lực NCKH .. 31 2.3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM. ...................................................................... 33 2.3.1. Mục đích thực nghiệm. ........................................................................... 33 2.3.2. Nội dung thực nghiệm. ........................................................................... 33 2.3.3. Phương pháp thực nghiệm...................................................................... 34 2.3.4. Kết quả thực nghiệm. ............................................................................. 34 PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 38 3.1. KẾT LUẬN................................................................................................... 38 3.2. ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ. ............................................................................. 39 1
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Lý do chọn đề tài Tầm quan trọng của giáo dục bậc phổ thông được hội nghị lần thứ 8 của Ban chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) khẳng định “…Giáo dục con người Việt Nam phát triển toàn diện và phát huy tốt nhất tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; yêu gia đình, yêu Tổ quốc, yêu đồng bào; sống tốt và làm việc hiệu quả. Đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời…”. Trong những thập niên gần đây, nhờ việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật mà năng suất và sản lượng nông nghiệp tỉnh ta đã có sự phát triển vượt bậc. Quỳ Hợp đã trở thành một trong những huyện có nông sản rau tăng nhanh. Tuy nhiên, điều đáng lo ngại hiện nay là việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật các loại chế phẩm khác trong nông nghiệp một cách thiếu kiểm soát đang gây ra những tác động tiêu cực đối với chất lượng đất, chất lượng môi trường và chất lượng rau làm mất cân bằng sinh thái. Đảng, nhà nước, các ban ngành và xã hội đã tạo ra nhiều chính sách, chủ trương và sân chơi khoa học để thúc đẩy phong trào nghiên cứu khoa học (NCKH) của học sinh phổ thông ngày càng mạnh mẽ và hiệu quả, nhiều hoạt động khuyến khích việc NCKH như: Cuộc thi Khoa học và kỹ thuật dành cho học sinh trung học phổ thông - Intel ISEF, hội thi Tin học trẻ không chuyên, sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng…và nhiều hoạt động khoa học phong phú khác. Vì vậy, việc bồi dưỡng năng lực nói chung và năng lực NCKH nói riêng cho học sinh là một trong những yêu cầu cần thiết nhằm trang bị cho các em phương pháp nghiên cứu, chủ động, sáng tạo, góp phần hình thành và hoàn thiện nhân cách của người lao động mới. Xuất phát từ những lý do trên, tôi lựa chọn đề tài: “Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học” Chăm sóc rau ở một số xã của huyện Quỳ Hợp, thực trạng và giải pháp” thông qua chủ đề: Dinh dưỡng khoáng với nền nông nghiệp sạch để nghiên cứu. Qua đó bản thân tôi cũng được học hỏi, đúc rút một số kinh nghiệm về dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học và áp dụng dạy thể nghiệm ở một số lớp 11 của trường THPT Quỳ Hợp 3 và một số trường THPT trên địa bàn huyện Quỳ Hợp – Tỉnh Nghệ An. 1.2. Điểm mới trong đề tài: Điểm mới trong đề tài là: Xây dựng quy trình thiết kế các hoạt động học tập (HĐHT) theo định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH). Thiết kế được hệ thống các dạng hoạt động học tập (HĐHT) theo định hướng phát triển NL NCKH. Xây dựng quy trình tổ chức các HĐHT theo định hướng phát triển 1
NL NCKH, một số sản phẩm nghiên cứu của học sinh để ứng dụng trong trồng và chăm sóc rau tại một số xã thuộc huyện Quỳ Hợp đảm bảo cung cấp nguồn rau vừa rẻ, vừa an toàn cho người sử dụng. Giáo viên đã vận dụng các kỹ thuật dạy học STEM theo định hướng NCKH nhằm phát triển năng lực tư duy, sáng tạo của các em. Trên cơ sở đó, định hướng các em tiếp thu kiến thức của các bài học trong chương trình giáo dục THPT từ đó hình thành một số năng lực chuyên biệt như: Năng lực quan sát, năng lực làm thực hành; Năng lực xác định mối liên hệ; Năng lực xử lý thông tin; Năng lực định nghĩa; Năng lực tiên đoán; Năng lực tư duy, năng lực nghiên cứu khoa học. 1.3. Nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu cơ sở lý luận của dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học. - Phân tích nội dung chủ đề: dinh dưỡng khoáng (Sinh học 11 – ban Cơ bản), từ đó lựa chọn nội dung phù hợp với dạy học theo định hướng nghiên cứu khoa học. - Thiết kế bài học giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học nhằm nâng cao Năng lực của học sinh đối với môn sinh học. - Thực nghiệm sư phạm để thăm dò hiệu quả của dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học đối với môn sinh học. 2
PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN, CƠ SỞ THỰC TIỄN, THỰC TRẠNG CỦA VIỆC THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI. 2.1.1 Cơ sở lý luận. 2.1.1.1 Năng lực. a. Khái niệm về năng lực. Theo dự thảo Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể của Bộ giáo dục và Đào tạo (dự thảo ban hành vào tháng 7/2015), năng lực đã được định nghĩa như sau: Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác nhau như hứng thú, niềm tin, ý chí... Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của các nhân tố đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống. Từ những quan điểm trên, chúng ta có thể hiểu năng lực là khả năng vận dụng kết hợp kiến thức, kĩ năng và thái độ để thực hiện tốt các nhiệm vụ học tập, giải quyết có hiệu quả những vấn đề có thực trong cuộc sống của các em trên nền kiến thức được học. b. Đặc điểm của năng lực - Có sự tác động của một cá nhân cụ thể tới một đối tượng cụ thể (kiến thức, kĩ năng, quan hệ xã hội, …) để có một sản phẩm nhất định; do đó có thể phân biệt người này với người khác. - Năng lực là một yếu tố cấu thành trong một hoạt động cụ thể. Năng lực chỉ tồn tại trong quá trình vận động, phát triển của một hoạt động cụ thể. Vì vậy, năng lực vừa là mục tiêu, vừa là kết quả hoạt động. Đề cập tới xu thế đạt được một kết quả nào đó của một công việc cụ thể, do một con người cụ thể thực hiện (năng lực học tập, năng lực tư duy, năng lực tự quản lý bản thân...) - Với những đặc điểm chung rút ra trên đây để chỉ đạo quá trình dạy học, giáo dục là muốn hình thành, rèn luyện, đánh giá năng lực ở cá nhân tất yếu phải đưa cá nhân tham gia vào hoạt động làm ra sản phẩm. Chương trình lần này được xây dựng theo định hướng năng lực tất yếu phải tổ chức dạy học, giáo dục bằng phương pháp thiết kế các hoạt động cho học sinh thực hiện. c. Mô hình cấu trúc năng lực. Theo quan điểm của các nhà sư phạm nghề Đức, cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần sau: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể. 3
Các thành phần cấu trúc của năng lực d. Phân loại năng lực Năng lực chung: Trong chương trình giáo dục định hướng năng lực, đã đề ra chuẩn đầu ra bao gồm 9 năng lực chung là: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực tự quản lý, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông, năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán. Năng lực chuyên biệt: Là những năng lực được hình thành và phát triển trên cơ sở các năng lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu của những hoạt động nhất định như toán, âm nhạc, mĩ thuật, thể thao. 2.1.1.2. Năng lực nghiên cứu khoa học. a. Khái niệm về nghiên cứu khoa học Theo Vũ Cao Đàm (2003), nghiên cứu khoa học cũng có thể định nghĩa là một hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm. Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức đạt được từ các thí nghiệm. Nghiên cứu khoa học để phát hiện ra 4
những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã hội và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn. Con người muốn làm nghiên cứu khoa học phải có kiến thức nhất định về lĩnh vực nghiên cứu và cái chính là phải rèn luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi trên ghế nhà trường. b. Quy trình nghiên cứu khoa học. Vũ Cao Đàm (2003) đã đưa ra quy trình sau: Bước 1: Quan sát sự vật, hiện tượng và xác định vấn đề nghiên cứu. Bước 2: Thiết lập giả thuyết hoặc dự đoán về vấn đề nghiên cứu. Bước 3: Thu thập và xử lý thông tin về vấn đề nghiên cứu. Bước 4: Kết luận xác nhận hay phủ nhận giả thuyết về vấn đề nghiên cứu. c. Cấu trúc năng lực nghiên cứu khoa học. - Xác định vấn đề và nhiệm vụ nghiên cứu: + Xác định vấn đề nghiên cứu: Chủ động phát hiện được vấn đề nghiên cứu đảm bảo tính mới. + Xác định nhiệm vụ nghiên cứu: Xác định đầy đủ nhiệm vụ nghiên cứu - Lập kế hoạch và thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu: + Lập kế hoạch nghiên cứu: lập được kế hoạch nghiên cứu rõ ràng và logic. + Thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu: Chủ động sử dụng các công cụ cần thiết để thực hiện nhiệm vụ và đạt kết quả cao. - Báo cáo kết quả nghiên cứu: + Viết báo cáo khoa học: Thể hiện được bản chất của công trình nghiên cứu. + Bảo vệ công trình nghiên cứu: Trình bày được công trình nghiên cứu và phản biện. - Đánh giá và điều chỉnh hoạt động nghiên cứu: + Tự đánh giá được hoạt động nghiên cứu. + Rút kinh nghiệm hoạt động nghiên cứu: Rút kinh nghiệm cho bản thân d. Thành phần của năng lực nghiên cứu khoa học Cũng như mọi năng lực khác, năng lực nghiên cứu khoa học gồm các thành tố chủ yếu: - Kiến thức: bao gồm kiến thức khoa học chuyên ngành, kiến thức về phương pháp nghiên cứu khoa học. 5
- Kỹ năng: Kỹ năng xây dựng đề tài nghiên cứu, kỹ năng thiết kế nghiên cứu, kỹ năng thu thập dữ liệu, kỹ năng phân tích dữ liệu và sử dụng công cụ phân tích, kỹ năng phê phán, kỹ năng lập luận, kỹ năng viết báo cáo khoa học. 2.1.1.3. Hoạt động học tập theo định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. a. Hoạt động học tập. Theo Trần Bá Hoành (2006), hoạt động học tập là một chuỗi hành động và thao tác trí tuệ hoặc cơ bắp hướng tới mục tiêu xác định. Mục tiêu đó có thể là hình thành một kiến thức mới, một kỹ năng mới; hay củng cố hoàn thiện kiến thức; có thể là xây dựng một thái độ, một giá trị, góp phần rèn luyện kỹ năng tư duy, năng lực xử lí tình huống có vấn đề. b. Bản chất của hoạt động học tập. Theo Đỗ Văn Thông (2001), bản chất của hoạt động học tập là hoạt động chiếm lĩnh tri thức và những kỹ năng, kỹ xảo thông qua sự tái tạo của cá nhân người học. Hoạt động học tập là hoạt động hướng vào thay đổi chính mình. Thông thường các hoạt động khác hướng vào làm thay đổi đối tượng nhưng hoạt động học tập không làm thay đổi đối tượng mà làm thay đổi chính chủ thể của hoạt động học tập. Hoạt động học tập được điều khiển một cách có ý thức nhằm tiếp thu tri thức, kỹ năng, kỹ xảo. Hoạt động học tập không chỉ hướng học sinh vào việc lĩnh hội những tri thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, mà còn hướng đến việc lĩnh hội phương pháp dành tri thức đó. Nó là công cụ không thể thiếu để đạt mục đích của hoạt động học tập. c. Các dạng hoạt động học tập Theo Trần Bá Hoành (2006), có nhiều dạng hoạt động học tập khác nhau, từ trình độ thấp đến trình độ cao tùy theo năng lực tư duy của người học như: Tìm lời giải cho một câu hỏi; điền từ, điền bảng, điền tranh câm; lập bảng, biểu, đồ thị, sơ đồ, bản đồ (đọc, vẽ, phân tích); làm thí nghiệm: Đề xuất giả thuyết, bố trí thí nghiệm, phân tích nguyên nhân, thông báo kết quả; thảo luận, tranh cãi về một chủ đề nêu ra; giải bài toán nhận thức, bài tập tình huống; nghiên cứu ca điển hình: Điều tra thực trạng, đề xuất giải pháp cải thiện thực trạng, thực nghiệm giải pháp mới; bài tập lớn, đề án, luận văn, luận án. d. Các dạng hoạt động học tập theo định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học. - Hoạt động giải bài tập phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. - Hoạt động thực hành thí nghiệm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. 2.1.2. Cơ sở thực tiễn, thực trạng của đề tài. 2.1.2.1. Thực trạng học tập của học sinh đối với môn Sinh học. 6
Qua kết quả điều tra chúng tôi nhận thấy phần lớn hoạt động học tập phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh chưa được giáo viên chú ý đến. Do đó, đa phần học sinh không giải quyết được các vấn đề khoa học trong thực tiễn có liên quan đến kiến thức Sinh học của học sinh bằng phương pháp nghiên cứu khoa học. 2.1.2.2. Thực trạng việc dạy học của giáo viên theo định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh. Sau khi tiến hành khảo sát giáo viên 3 trường trên địa bàn huyện Quỳ Hợp, chúng tôi thu được kết quả như sau: - Số GV được khảo sát: 12 giáo viên Sinh học hiện đang đứng lớp tại 3 trường THPT gồm: THPT Quỳ Hợp I, THPT Quỳ Hợp 2, THPT Quỳ Hợp 3 Câu hỏi Phương án trả lời, số lượng 1. Thầy/cô đã từng được học (tập huấn) về Chưa từng Đã tham gia phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho tham gia học sinh chưa? 12/12 0/12 2. Thầy cô đã từng sử dụng phương pháp Rồi Chưa Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học chưa? 0/12 12/12 3. Vì sao chưa thực hiện Giáo dục STEM Ngại khó Không quan tâm theo định hướng nghiên cứu khoa học? 10/12 2/12 Qua khảo sát thực tế, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau: Thứ nhất: 100% giáo viên đã được học, tập huấn về Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học, tuy nhiên chưa được áp dụng vào việc dạy học hàng ngày. Thứ hai: Phương pháp giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học trong dạy học môn Sinh học ở các trường trên địa bàn huyện vì giáo viên ngại khó khăn, chưa đủ tự tin hoặc thờ ơ với phương pháp mới. Có thể do GV chưa nắm được bản chất vấn đề hoặc chưa chú trọng đổi mới phương pháp giáo dục. Thứ ba: Việc đổi mới phương pháp giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học chủ đề dinh dưỡng khoáng ở chương trình Sinh học 11 bản cơ bản chưa được giáo viên nào trong huyện Quỳ Hợp thực hiện. Chủ yếu giáo viên tổ chức dạy học theo phương pháp thông thường, chưa đánh giá hết năng lực học sinh và vì thế chưa phát huy được tính tích cực, chủ động của người học. Như vậy, thực tiễn dạy học tại địa phương cho thấy việc vận dụng phương pháp giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng quan trọng. 7
I.2.3. Thực trạng chăm sóc rau tại xã Tam Hợp, Nam sơn, Bắc Sơn của huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An. Hình 1: Đồng rau lạm dụng phân hóa học và thuốc bảo vệ thực vật ở xã Tam Hợp - Huyện Quỳ Hợp - Tỉnh Nghệ An. - Phân hóa học, thuốc trừ sâu ngăn cản sự hấp thụ các dưỡng chất cần thiết. - Phân hóa học, thuốc trừ sâu diệt các tập đoàn vi sinh vật có lợi trong đất. Hình 2: Đất bị thoái hóa do lạm dụng phân bón hóa học - Cánh đồng ở xã Tam hợp - Huyện Quỳ Hợp - Tỉnh Nghệ An. Nitrat tồn dư vượt ngưỡng cho phép trong thực vật, nếu ăn liên tục sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, ảnh hưởng đến gan, thận. Tác hại của nitrat là ngấm lâu dài và có thể chuyển hoá thành nitrit, rồi kết hợp với một số chất là nguyên nhân gây ung thư. Ngoài ra dư lượng nitrat trong rau hoặc các thực phẩm có thể gây ra việc chuyển hóa hemoglobin trong máu thành methemmoglobin, sự chuyển hóa này xảy 8
ra mạnh và nhiều hơn ở người trẻ. Do vậy chỉ số dư lượng nitrat được quản lý chặt trong an toàn thực phẩm. Tuy nhiên nhìn bằng mắt thường rất khó nhận biết và tính toán dư lượng nitrat. 2.2. NỘI DUNG. 2.2.1. Cấu trúc, nội dung chủ đề: Dinh dưỡng khoáng. - Vai trò của các nguyên tố khoáng. - Dinh dưỡng nito ở thực vật. - Thực hành thí nghiệm về vai trò của phân bón. 2.2.2. Các nội dung trong chủ đề Dinh dưỡng khoáng có thể định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. Kiến thức Nội dung định hướng NCKH - Vai trò nguyên tố khoáng. - Điều tra sử dụng phân bón ở địa phương - Sử dụng phân bón trong nông (xã Tam Hợp, Nam sơn, Bắc Sơn của huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An) hoặc thực nghiệp. hành trồng cây với các kĩ thuật bón phân - Số loại phân bón, cách bón, hàm phù hợp. lượng phân bón đảm bảo an toàn + Phiếu điều tra về việc sử dụng phân bón trong nông nghiệp. cho từng loại cây trồng - Phân tích một số biện pháp kỹ + Các mẫu phân bón được sử dụng phổ thuật sử dụng dinh dưỡng khoáng biến ở địa phương. nhằm tạo nền nông nghiệp sạch. - Mô hình trồng rau trong nhà kính. - Kỹ thuật bón phân, trừ sâu tạo nền nông nghiệp sạch. - Mô hình thủy canh theo hướng phát triển nông nghiệp sạch. - Sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh từ nguồn phế phẩm nông nghiệp, rác thải hữu cơ. - Sản xuất thuốc trừ sâu Sinh học. 2.2.3. Thiết kế các hoạt động để phát triển năng lực NCKH cho học sinh trong dạy học phần dinh dưỡng khoáng. 2.2.3.1. Quy trình thiết kế hoạt động học tập theo định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học. Xuất phát từ nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn, phân tích mục tiêu, nội dung phần Dinh dưỡng khoáng - Sinh học 11, chúng tôi xây dựng quy trình thiết kế hoạt động học tập theo định hướng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học bao gồm các bước sau: 9
Bảng 2.1. Quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học Các bước thực Tên các bước Bản chất Yêu cầu đạt được hiện - Học sinh chỉ ra - Giải thích được 1: Quan sát sự vật, được bản chất mối quan hệ giữa hiện tượng để phát của sự vật, hiện các sự vật, hiện hiện bản chất của sự tượng và mối tượng theo logic vật hiện tượng. quan hệ với các khoa học để tìm ra 2: Huy động kiến sự vật hiện tượng kiến thức mới, qua thức, tư duy để tìm khác từ đó đặt đó nhận ra vấn đề ra mối qua hệ giữa Bước 1: Quan sát câu hỏi nghiên nghiên cứu. các sự vật hiện và xác định vấn đề cứu. - Đặt vấn đề nghiên tượng. cần nghiên cứu - Học sinh chỉ ra cứu rõ ràng, chứa 3: Tìm ra mối quan được nội dung mục tiêu nghiên hệ bản chất giữa nghiên cứu. cứu, phương tiện kiến thức học sinh thực hiện mục tiêu, đã biết và kiến thức môi trường chứa chưa biết. đựng mục tiêu. 4: Đặt tên vấn đề nghiên cứu. - Tìm ra mối - Câu hỏi phải đơn 1: Tìm ra mối quan quan hệ bản chất giản, củ thể, rõ hệ bản chất giữa và mâu thuẫn ràng, xác định giới kiến thức học sinh giữa kiến thức hạn, phạm vi đã biết và kiến thức Bước 2: Đặt câu học sinh đã biết nghiên cứu và khả chưa biết. hỏi nêu vấn đề. và kiến thức năng thực hiện 2: Đặt câu hỏi nêu chưa biết để tìm được thí nghiệm để vấn đề. ra cách giải kiểm chứng. quyết vấn đề nghiên cứu. Học sinh xem xét - Hình thành ý 1: Xét bản chất bản chất riêng tưởng (đặt giả riêng chung của sự chung của sự vật, thuyết) để hình vật hiện tượng và Bước 3: Nêu giả hiện tượng và thành cơ sở lý luận mối quan hệ của thuyết nghiên mối qua hệ giữa cho vấn đề nghiên chúng. cứu. chúng để đưa ra cứu. 2: Đưa ra các nhận các nhận định, định sơ bộ, các phán các phỏng đoán đoán về vấn đề cần chứng minh nghiên cứu. 10
về vấn đề nghiên cứu. - Học sinh thu - Có thêm kiến 1: Thu thập nguồn nhận: phân tích thức sâu , rộng về tài liệu liên quan tới tổng hợp hệ vấn đề đang nghiên vấn đề nghiên cứu. thống hóa… tạo cứu đồng thời đề 2: Phân tích, tổng Bước 4: Nghiên thành cơ sở lý xuất phương pháp hợp, hệ thống hóa cứu tài liệu. thuyết cho vấn thực nghiệm thích kiến thức. đề nghiên cứu. hợp. 3: Đưa ra cơ sở lý thuyết của vấn đề nghiên cứu. - Học sinh chỉ ra - Xác định được 1: Xác định vị trí những sản phẩm kiến thức, kỹ năng, của bài trong cấu Xác dự kiến đạt được, thái độ của thí trúc nội dung định chỉ rõ kết quả thí nghiệm và đưa ra chương trình mục tiêu nghiệm, kết luận được cơ sở khoa 2: Xác định nội thí các thao tác kỹ học của sự xác dung cơ bản của bài. nghiệm thuật cần đạt định đó. được qua thí - Đưa ra mục tiêu nghiệm. của bài. - Chuẩn bị - Chuẩn bị được 3: Giáo viên hướng Chuẩn nguyên liệu, mẫu vật, dụng cụ, dẫn học sinh lựa bị các dụng cụ, hóa chất hóa chất của thí chọn các mẫu vật, Bước yêu cầu thí nghiệm nghiệm và đưa ra hóa chất và dụng cụ 5: Thiết của thí được cơ sở khoa thích hợp để tiến kế thí nghiệm học cho sự chuẩn hành được các thí nghiệm bị đó. nghiệm. . - Học sinh làm Thành thục các 4: GV gợi ý, HS tự Thao tác thành thạo các thao tác thí nghiệm làm thí nghiệm thí bước thí nghiệm và giải thích được nghiệm cơ sở khoa học của từng thao tác. - Học sinh chỉ ra - Quan sát, ghi 5: Giáo viên quan Quan sát sự biến đổi của chép và thu thập dữ sát học sinh tiến hiện sự vật, hiện liệu từ thí nghiệm hành thí nghiệm, tượng tượng và đưa ra để giải thích các đưa ra định hướng và giải cơ sở khoa học kết quả thu được. giúp học sinh khái thích kết để chứng minh quát được vấn đề. quả của sự biến đổi ấy. 11
thí - Học sinh thu thập nghiệm dữ liệu, ghi chép lại. GV đưa ra các gợi ý giúp học sinh giải thích các kết quả thu được. Giáo viên tổ Nhận xét, đánh giá, - Học sinh nhận xét, Tổng chức cho học tổng kết bài, ý thức đánh giá các thành kết đánh sinh đưa ra nhận hoạt động nhóm viên trong nhóm và giá thu xét, đánh giá, đánh giá chéo. hoạch tổng kết bài, ý thí thức hoạt động nghiệm nhóm - Học sinh đối - Nêu kết quả của 1: So sánh kết quả chiếu kết quả thí quá trình nghiên thực nghiệm thu nghiệm với giả cứu. được với giả thuyết thuyết ban đầu ban đầu để đưa ra kết 2: Đưa ra kết luận Bước 6: Kết luận luận xác nhận vấn đề nghiên cứu hay phủ nhận giả về vấn đề nghiên cứu. Nếu giả thuyết thuyết. được xác nhận tiếp tục bước 3: Nếu giả thuyết bị bác bỏ quay lại bước 3. - Học sinh viết - Nêu được ý nghĩa 1: Nêu được các yêu báo cáo theo và lập được dàn ý cầu của, một bài báo phương pháp của bài báo cáo cáo theo phương NCKH hoàn khoa học. pháp NCKH. chỉnh. - Viết báo cáo khoa 2: Sắp xếp các sự - Học sinh trình học kiện, viết thành bài Bước 7: Viết báo bày khái quát - Trình bày và giải báo cáo theo cáo và thuyết vấn đề nghiên thích được các nội PPNCKH. trình. cứu dung cơ bản của 3: Thuyết rình bài vấn đề nghiên cứu. báo cáo trước lớp. 4: Trao đổi, thảo luận, nhận xét. 5: GV tổng kết chung. 12
2.2.3.2. Vận dụng quy trình để hướng dẫn học sinh NCKH trong dạy học chủ đề: Dinh dưỡng khoáng với nền nông nghiệp sạch. Các bước Nhiệm vụ của học sinh - Giáo viên đưa ra thông tin: + Chiếu hình ảnh nông dân lạm dụng phân bón hóa học. + Chiếu hình ảnh nông dân lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học. + Chiếu hình ảnh đất bị thoái hóa do lượng Bước 1: Quan sát và xác định phân bón hóa học và thuốc trừ sâu hóa học. vấn đề nghiên cứu + Chiếu bảng, đồ thị thống kê điều tra thực trạng chăm sóc rau trồng ở các xã Tam Hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn của Huyện Quỳ Hợp hiện nay. - Đặt vấn đề nghiên cứu: Em có nhận xét gì về các hình ảnh quan sát được? Em có nhận xét gì về thực trạng chăm sóc rau trồng ở các xã Tam Hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn Bước 2: Đặt câu hỏi nêu vấn của Huyện Quỳ Hợp hiện nay? đề - Để sản xuất được nguồn rau sạch, không gây ô nhiễm môi trường chúng ta cần phải làm gì? - Có nguồn phân bón nào vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường vừa không hại cho sức khỏe con người và vật nuôi? - Có nguồn thuốc bảo vệ thực vật nào không Bước 3: Nêu giải thuyết nghiên gây hại cho con người vật nuôi vẫn đảm bảo cứu diệt trừ sâu bệnh và đảm bảo tính chất lý hóa của đất? - Làm thế nào để sản xuất rau sạch đảm bảo chất lượng mà không cần phụ thuộc vào thời tiết? Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, internet, tài liệu…rút ra quy trình sản xuất: Bước 4: Nghiên cứu tài liệu - Phân bón hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh từ rác thải hữu cơ. 13
- Thuốc trừ sâu trừ thảo mộc. - Trồng cây trong nhà kính, trồng cây thủy canh… - Mỗi loại cây và giai đoạn phát triển thích hợp Bước 5: Thiết kế thí nghiệm, với phân bón và thuốc trừ sâu khác nhau. thu thập dữ liệu và phân tích kết quả. - Thiết kế các thí nghiệm phù hợp với các giả thuyết nêu trên. - Phân bón hữu cơ, phân bón hữu cơ vi sinh vi sinh từ rác thải hữu cơ. Bước 6: Kết luận vấn đề - Thuốc trừ sâu từ thảo mộc nghiên cứu - Trồng cây trong nhà kính - Trồng cây thủy canh… - Học sinh viết báo cáo - Học sinh thuyết trình trước lớp Bước 7: Viết báo cáo và thuyết trình - Giáo viên tổ chức cho học sinh nhật xét, đánh giá. - Giáo viên kết luận vấn đề. 2.2.3.3. Một số hoạt động theo định hướng phát triển năng lực NCKH cho học sinh trong dạy học chủ đề: Dinh dưỡng khoáng với nền nông nghiệp sạch. Hoạt động 1: Hoạt động chuẩn bị ở nhà. Nhóm 1, 2: Tìm hiểu vai trò của các nguyên tố hóa học. 1. Nối các ô ở 3 cột cho phù hợp. Dạng mà Các nguyên cây hấp Vai trò trong cơ thể thực vật tố đại lượng thụ 1. Nitơ a. Mg2+ A. Thành phần của diệp lục, hoạt hóa enzim. 2. Phôtpho b. Ca2+ B. Thành phần của prôtêin, axit nuclêic. c. NH+4 3. Kali C. Thành phần của prôtêin. và NO3- D. Thành phần của axit nuclêic, ATP, phôtpholipit, 4. Canxi d. SO2-4 côenzim. 14
E. Thành phần của thành tế bào và màng tế bào, 5. Magiê e. K+ hoạt hóa enzim. f. H2PO-4, F. Hoạt hóa enzim, cân bằng nước và ion, mở khí 6. Lưu huỳnh PO43- khổng Dạng mà Các nguyên cây hấp Vai trò trong cơ thể thực vật tố vi lượng thụ g. Fe2+, 7. Sắt G. Hoạt hóa nhiều enzim Fe3+ 8. Mangan k.Ni2+ K. Hoạt hóa nhiều enzim 9. Bo l. Cl- L. Hoạt hóa nhiều enzim 10. Clo m. Cu2+ M. Quang phân li nước, cân bằng ion 11. Kẽm n. Zn2+ N. Cần cho sự trao đổi nitơ h. B4O72- 12. Đồng H. Liên quan đến hoạt động của mô phân sinh và BO33- 13. Môlipđen s. Mn2+ S. Thành phần của enzim urêaza V. Thành phần của xitôcroom, tổng hợp diệp lục, 14. Niken v. MoO42- hoạt hóa enzim 2. Những nguồn cung cấp nguyên tố khoáng cho cây trồng? 3. Nêu các loại phân bón thường dùng, ưu và nhược điểm của mỗi loại phân bón. Nêu các phương pháp bón phân hiện nay? 4. Sơ đồ tư duy về dinh dưỡng nitơ. Nhóm 3, 4: Điều tra thực trạng chăm sóc rau ở địa phương. 1. Thiết kế phiếu và điều tra thực trạng chăm sóc rau trồng ở các xã Tam Hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn của Huyện Quỳ Hợp hiện nay (chú ý bón phân, trừ sâu). 2. Trình bày cách chăm sóc, sử dụng phân bón cho cây trồng đúng cách, an toàn, tiết kiệm, hiệu quả, tránh ô nhiễm môi trường. Lưu ý. 1. Các nhóm tìm hiểu biểu hiện của cây trồng khi thiếu các nguyên tố hóa học: N, P, K, Mg, Ca… 2. Các nhóm nghiên cứu tài liệu, hoàn thành sau 2 tuần gửi báo cáo qua nhóm zalo lớp để giáo viên và các thành viên nhóm khác nghiên cứu trước tiết học 1 ngày. Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức chung về phân bón (1 tiết tại lớp) 15
I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được các khái niệm: Nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu trong cây, các yếu tố đại lượng, nguyên tố vi lượng. - Mô tả được một số dấu hiệu điển hình khi thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng và nêu được vai trò đặc trưng nhất của các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu - Liệt kê các nguồn cung cấp dinh dưỡng khoáng cho cây, dạng phân bón (muối khoáng) cây hấp thụ được. - Vai trò của nitơ, các con đường chuyển hóa nitơ trong đất. 2. Kỹ năng: - Quan sát, phân tích tranh vẽ. - Thảo luận nhóm. 3. Thái độ: Vận dụng bón phân hợp lý để đảm bảo cho cây trồng sinh trưởng tốt mà không gây ô nhiễm môi trường. 4. Phát triển năng lực a. Năng lực kiến thức: - HS xác định được mục tiêu học tập chủ đề là gì - Rèn luyện và phát triển năng lực tư duy phân tích, khái quát hoá. - HS đặt ra được nhiều câu hỏi về chủ đề học tập b. Năng lực sống: - Năng lực thể hiện sự tự tin khi trình bày ý kiến trước nhóm, tổ, lớp. - Năng lực trình bày suy nghĩ/ý tưởng; hợp tác; quản lí thời gian và đảm nhận trách nhiệm, trong hoạt động nhóm. - Năng lực tìm kiếm và xử lí thông tin. - Quản lí bản thân: Nhận thức được các yếu tố tác động đến bản thân: tác động đến quá trình học tập như bạn bè phương tiện học tập, thầy cô… - Xác định đúng quyền và nghĩa vụ học tập chủ đề... - Quản lí nhóm: Lắng nghe và phản hồi tích cực, tạo hứng khởi học tập... c. Năng lực nghiên cứu khoa học. - Xác định vấn đề và nhiệm vụ nghiên cứu: + Xác định vấn đề nghiên cứu: Chủ động phát hiện được vấn đề nghiên cứu đảm bảo tính mới. 16
+ Xác định nhiệm vụ nghiên cứu: Xác định đầy đủ nhiệm vụ nghiên cứu. - Lập kế hoạch và thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu: + Lập kế hoạch nghiên cứu: Lập được kế hoạch nghiên cứu rõ ràng và logic. + Thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu: Chủ động sử dụng các công cụ cần thiết để thực hiện nhiệm vụ và đạt kết quả cao. - Báo cáo kết quả nghiên cứu: + Viết báo cáo khoa học: Thể hiện được bản chất của công trình nghiên cứu. + Bảo vệ công trình nghiên cứu: Trình bày được công trình nghiên cứu và phản biện. - Đánh giá và điều chỉnh hoạt động nghiên cứu: + Tự đánh giá được hoạt động nghiên cứu. + Rút kinh nghiệm hoạt động nghiên cứu: Rút kinh nghiệm cho bản thân II. PHƯƠNG PHÁP, KĨ THUẬT DẠY HỌC 1. Phương pháp dạy học - Phương pháp đặt và giải quyết vấn đề… - Phương pháp dạy học theo nhóm, phương pháp kiểm chứng. - Phương pháp NCKH 2. Kĩ thuật dạy học - Kỹ thuật tia chớp, kỹ thuật thông tin phản hồi trong dạy học, kỹ thuật động não. III. CHUẨN BỊ. GV: + Tranh vẽ hình, video về vai trò các nguyên tố khoáng. + Phiếu học tập. HS: Nghiên cứu trước bài học. Nhóm 1, 2: Tìm hiểu vai trò của các nguyên tố hóa học. 1. Nối các ô ở 3 cột cho phù hợp. Dạng mà Các nguyên cây hấp Vai trò trong cơ thể thực vật tố đại lượng thụ 1. Nitơ a. Mg2+ A. Thành phần của dịêp lục, hoạt hóa enzim. 2. Phôtpho b. Ca2+ B. Thành phần của prôtêin, axit nuclêic. 17
c. NH+4 3. Kali C. Thành phần của prôtêin và NO3- D. Thành phần của axit nuclêic, ATP, phôtpholipit, 4. Canxi d. SO2-4 côenzim E. Thành phần của thành tế bào và màng tế bào, hoạt 5. Magiê e. K+ hóa enzim f. H2PO-4, F. Hoạt hóa enzim, cân bằng nước và ion, mở khí 6. Lưu huỳnh PO43- khổng g. Fe2+, 7. Sắt G. Hoạt hóa nhiều enzim Fe3+ 8. Mangan k.Ni2+ K. Hoạt hóa nhiều enzim 9. Bo l.Cl- L. Hoạt hóa nhiều enzim 10. Clo m.Cu2+ M. Quang phân li nước, cân bằng ion 11. Kẽm n. Zn2+ N. Cần cho sự trao đổi nitơ h. B4O72- 12. Đồng H. Liên quan đến hoạt động của mô phân sinh và BO33- 13. Môlipđen s. Mn2+ S. Thành phần của enzim urêaza V. Thành phần của xitôcroom, tổng hợp dịêp lục, 14. Niken v. MoO42- hoạt hóa enzim 2. Những nguồn cung cấp nguyên tố khoáng cho cây trồng? 3. Nêu các loại phân bón thường dùng, ưu và nhược điểm của mỗi loại phân bón. Nêu các phương pháp bón phân hiện nay? 4. Sơ đồ tư duy về dinh dưỡng nitơ. Nhóm 3, 4: Điều tra thực trạng chăm sóc rau ở địa phương. 1. Thiết kế phiếu và điều tra thực trạng chăm sóc rau trồng ở các xã Tam Hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn của Huyện quỳ hợp hiện nay (chú ý bón phân, trừ sâu). 2. Trình bày cách chăm sóc, sử dụng phân bón cho cây trồng đúng cách, an toàn, tiết kiệm, hiệu quả, tránh ô nhiễm môi trường. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC. A. KHỞI ĐỘNG (3p) * Mục tiêu: - Kích thích học sinh hứng thú tìm hiểu bài mới 18
- Rèn luyện năng lực tư duy phê phán cho học sinh. * Phương pháp: Trò chơi, gợi mở… * Định hướng năng lực: Giải quyết vấn đề, năng lực nhận thức. - Rèn luyện năng lực tư duy phê phán cho học sinh. 19