Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học, phát triên năng lực sáng tạo cho học sinh THPT thông qua dạy học STEM: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng- Sinh học 10

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến "Khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học, phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh THPT thông qua dạy học STEM: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng - Sinh học 10" được hoàn thành với mục tiêu nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua vận dụng dạy học STEM trong dạy học bài Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng- Sinh học 10.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học, phát triên năng lực sáng tạo cho học sinh THPT thông qua dạy học STEM: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng- Sinh học 10

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT CÁT NGẠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: KHƠI DẬY NIỀM ĐAM MÊ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THPT THÔNG QUA DẠY HỌC STEM: QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP, PHÂN GIẢI Ở VI SINH VẬT VÀ ỨNG DỤNG – SINH HỌC 10 BỘ MÔN: SINH HỌC TÁC GIẢ : NGUYỄN THỊ TRÀ GIANG TỔ: KHOA HỌC TỰ NHIÊN NĂM THỰC HIỆN: 2023- 2024 ĐIỆN THOẠI: 0326869569
LỜI CAM ĐOÀN Tôi xin cam đoan, đề tài sáng kiến : “Khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học, phát triên năng lực sáng tạo cho học sinh THPT thông qua dạy học STEM: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng- Sinh học 10” là công trình nghiên cứu của tôi, được rút ra từ kinh nghiệm quá trình dạy học của bản thân tôi, trong đề tài này có tham khảo thông tin từ sách giáo khoa, sách giáo viên, một số thông tin và tư liệu trên mạng internet. Các tài liệu trích dẫn trong đề tài có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung sáng kiến của mình.
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ THPT Trung học phổ thông GD &ĐT Giáo dục và đào tạo GV Giáo viên HS Học sinh CM Chuyên môn SKKN Sáng kiến kinh nghiệm VSV Vi sinh vật CĐ Chủ đề TNSP Thực nghiệm sư phạm TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng SGK Sách giáo khoa PPDH Phương pháp dạy học
MỤC LỤC NỘI DUNG Trang PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lí do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 1 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 1 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Kế hoạch nghiên cứu 2 6. Điểm mới của đề tài 3 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4 I. Cơ sở lí luận 4 1.1. Nghiên cứu khoa học 4 1.2. Dạy học Sinh học ở trường phổ thông theo định hướng phát 4 triển năng lực sáng tạo 1.2.1.Năng lực sáng tạo là gì? 4 1.2.2.Các phương pháp phát triển năng lực sáng tạo. 4 1.3. Dạy học STEM trong dạy học Sinh học ở trường Trung học 5 phổ thông 1.3.1. Khái niệm dạy học STEM. 5 1.3.2. Đặc trưng cơ bản của dạy học STEM. 6 1.3.3. Mục tiêu dạy học STEM. 7 1.3.4. Các giai đoạn của dạy học STEM. 7 1.3.5. Đánh giá dạy học STEM 7 1.4. Thực trạng dạy học STEM phát triển năng lực sáng tạo HS 8 tại các trường THPT huyện Thanh Chương – Nghệ An. 1.4.1. Đối với giáo viên 8 1.4.2. Đối với học sinh 8 1.5. Điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học STEM và vận dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực sáng 10 tạo sinh trong dạy học Sinh học 1.5.1. Thuận lợi 10 1.5.2. Khó khăn 10 II. Nội dung chính 11
2.1. Vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong bài “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật 11 và ứng dụng” Sinh học 10 THPT 2.1.1. Vị trí đặc điểm của bài: “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh 11 vật và ứng dụng” trong chương trình sinh học 10 2.1.2. Chuẩn kiến thức, kỹ năng của bài: “Quá trình tổng hợp, phân 11 giải ở vi sinh vật và ứng dụng” 2.2. Thiết kế tiến trình vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài: “Quá trình tổng 12 hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng” 2.2.1. Hình thành ý tưởng 12 2.2.2. Lập kế hoạch dạy học STEM 12 2. 3. Nội dung thực nghiệm sư phạm 13 2.3.1. Chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm 13 2.3.2. Triển khai dạy học STEM 13 2.3.3. Đánh giá kết quả 26 2.4. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của đề tài 31 2.4.1. Mục đích khảo sát 31 2.4.2. Nội dung và phương pháp khảo sát 31 2.4.2.1. Nội dung khảo sát 31 2.4.2.2. Phương pháp khảo sát và thang đánh giá 32 2.4.3. Đối tượng khảo sát 32 2.4.4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp 32 đã đề xuất PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 37 CÁC MINH CHỨNG CHO QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 47
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04 tháng 05 năm 2017 đưa ra nhiệm vụ cho ngành giao dục là: Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay từ năm học 2017 - 2018. Nâng cao năng lực nghiên cứu, giảng dạy trong các cơ sở giáo dục đại học; tăng cường giáo dục những kỹ năng, kiến thức cơ bản, tư duy sáng tạo, khả năng thích nghi với những yêu cầu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4. Mặt khác sự nghiệp đổi mới giáo dục nhằm đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước và hội nhập với cộng đồng quốc tế, đang đặt ra cho ngành giáo dục đào tạo nhiệm vụ phải nâng cao hơn nữa chất lượng giảng dạy và học tập ở tất cả các bậc đào tạo, trong đó đổi mới giáo dục phổ thông giữ vai trò quan trọng. Để tiết học đạt hiệu quả tốt, giáo viên phải nghiên cứu kỹ bài dạy, nắm chắc những yêu cầu về kĩ năng, kiến thức của bài sử dụng các phương pháp dạy học hợp lý. Một trong những phương pháp dạy học mới và hiện đại nhất được đưa vào là phương pháp dạy học theo định hướng STEM. Đối với bộ môn Sinh học là một môn học mang tính thực tế cao, gần gũi với học sinh cho nên để đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng: làm khơi dậy lòng say mê học tập và ý chí vươn lên của học sinh thì việc ứng dụng các phương tiện dạy học hiện đại trong quá trình dạy học Sinh học là một yêu cầu tất yếu. Trong đó dạy học theo định hướng STEM là phương pháp hiện đại mà có thể sử dụng để dạy học môn Sinh học, thông qua phương pháp này học sinh vừa được học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Đồng thời cũng qua phương pháp này hình thành và phát triển một số năng lực ở học sinh như: năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực tự học, năng lực giao tiếp... Phần kiến thức vi sinh vật là một phần kiến thức gần gũi đối với học sinh, ngoài ra nội dung phần này lại có tính ứng dụng trong thực tiễn sản xuất rất cao. Đó là lý do tôi chọn đề tài: “Khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học, phát triên năng lực sáng tạo cho học sinh THPT thông qua dạy học STEM: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng- Sinh học 10”. 2. Mục đích nghiên cứu Phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua vận dụng dạy học STEM trong dạy học bài “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng - Sinh học 10” 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 1
Các biện pháp vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng - Sinh học 10” 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. 4.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. 4.4. Phương pháp thống kê toán học. 5. Kế hoạch nghiên cứu TT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm - Chọn đề tài sáng kiến - Bản đề cương chi 1 Tháng 10/2022 kinh nghiệm tiết. - Đọc tài liệu - Tập hợp tài liệu lí Từ tháng 10/2022 - Khảo sát thực trạng. thuyết. 2 đến tháng 11/2022. - Số liệu khảo sát đã - Tổng hợp số liệu. xử lí. - Trao đổi với đồng - Tập hợp ý kiến đóng Từ tháng 02/2023 nghiệp để đề xuất biện góp của đồng nghiệp. 3 pháp, các sáng kiến. đến tháng 04/2023 - Kết quả thử nghiệm. - Áp dụng thử nghiệm. 4 Tháng 10/ 2023 - Đăng ký với tổ CM. - Tên đề tài SKKN - Nộp đề cương SKKN - Bản đề cương đầy đủ 5 Đầu tháng 01/2024 về Sở GD &ĐT - Viết báo cáo. - Bản nháp báo cáo. Từ tháng 01 /2024 6 - Xin ý kiến của đồng - Tập hợp ý kiến đóng đến tháng 03/2024. nghiệp. góp của đồng nghiệp. Từ tháng 03/2024 - Hoàn thiện bản báo - Bản báo cáo chính 7 đến 4/2024 cáo. thức. 2
6. Điểm mới của đề tài Về lý luận: Hệ thống hóa, bổ sung cơ sở lý luận về vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học Sinh học. Về thực tiễn: - Thiết kế, xây dựng được tiến trình, giáo án vận dụng và tổ chức thực nghiệm dạy học STEM bài: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng - Sinh học 10 theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo cho HS. - Ứng dụng công nghệ số trong quá trình thực hiện kế hoạch dạy học (Class 123, zalo, messenger,…) - Xây dựng bảng tiêu chí đánh giá. PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở lí luận 1. 1 Nghiên cứu khoa học. 1. 1.1 Nghiên cứu khoa học là gì? Nghiên cứu khoa học là tìm ra đặc tính, bản chất, quy luật chung của sự vật, hiện tượng dựa trên những dữ liệu, số liệu, tài liệu đã thu thập được thông qua các hoạt động tìm hiểu, quan sát, làm thí nghiệm,... Nghiên cứu khoa học hướng đến việc tìm kiếm những điều mà khoa học chưa lý giải được, hoặc là sáng tạo ra những phương pháp, phương tiện kỹ thuật mới để thế giới ngày một phát triển. 1. 1. 2 Nghiên cứu khoa học để làm gì? Nghiên cứu khoa học giúp cho nhận thức của con người phát triển sâu và rộng hơn về thế giới, mở rộng kho tàng tri thức của nhân loại. Bên cạnh đó, các hoạt động nghiên cứu này sẽ giúp mọi người mở mang kiến thức, nâng cao trình độ văn hóa. Một công trình nghiên cứu khoa học thành công sẽ phát hiện ra các vấn đề còn tồn đọng và đưa ra các phương án để giải quyết vấn đề một cách tốt nhất. 1. 1. 3. Các loại hình nghiên cứu khoa học Tùy thuộc vào mục tiêu nghiên cứu và các sản phẩm khoa học thu được, nghiên cứu khoa học sẽ được phân thành các loại như sau: - Phân loại theo chức năng 3
- Phân loại theo tính chất của sản phẩm được nghiên cứu - Phân loại theo nhóm lĩnh vực 1.2. Dạy học Sinh học ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo 1.2.1.Năng lực sáng tạo là gì. Đó chính là khả năng tạo ra ý tưởng mới độc đáo, có giá trị như một giải pháp cho các vấn đề hay thách thức đã đặt ra. Người có năng ực sáng tạo không chỉ là người có óc tưởng tượng phong phú mà còn có khả năng suy nghĩ linh hoạt theo nhiều góc nhìn, biết đánh giá sự vật hiện tượng cũng như đánh giá ý tưởng của mình và người khác. 1.2.2.Các phương pháp phát triển năng lực sáng tạo. - Phát triển năng lực tư duy sáng tạo thông qua khuyến khích tự do tư duy. - Thúc đẩy phát triển năng lực tư duy sáng tạo thông qua việc đối mặt với thách thức. - Phát triển năng lực tư duy sáng tạo thông qua giao tiếp xã hội. - Phát tiển năng lực tư duy sáng tạo thông qua các hoạt động thực hành, trải nghiệm. 1.3. Dạy học STEM trong dạy học Sinh học ở trường Trung học phổ thông 1.3.1. Khái niệm dạy học STEM. Stem là thuật nhữ xuất phát từ phương pháp giảng dạy và hoạc tập tích cực nội dung và các kỹ năng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Giáo dục Stem là phương pháp giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc. Stem kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Thuật ngữ Stem được hiểu như một “tổ hợp đa lĩnh vực”, bao gồm: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics). Bốn lĩnh vực này được mô tả như sau: Khoa học, là việc nghiên cứu thế giới tự nhiên, bao gồm các quy luật tự nhiên của Vật lí, Hóa học, Sinh học và giải quyết hoặc ứng dụng các hiện tượng, nguyên lí, quan niệm hoặc quy tác của các môn này. Công nghệ, mặc dù không phải là một lĩnh vực, theo nghĩa chặt chẽ 4
nhất, bao gồm toàn bộ hệ thống con người và tổ thức, kiến thức, tiến trình, và thiết bị dùng để tạo ra và thao tác các đồ vật (tạo tác) công nghệ, cũng như chính các đồ vật đó. Suốt chiều dài lịch sử, con người đã tạo ra các công nghệ để thoả mãn mong muốn và nhu cầu của mình. Phần lớn các công nghệ hiện đại là sản phẩm của khoa học và kỹ thuật, và các công cụ công nghệ được sử dụng trong cả hai lĩnh vực. Kỹ thuật, vừa là một chỉnh thể kiến thức - về thiết kế và chế tạo các sản phẩm nhân tạo - vừa là một quá trình giải quyết vấn đề. Quá trình này chịu ảnh hưởng của các ràng buộc. Một trong số đó là các quy luật tự nhiên, hoặc khoa học. Những ràng buộc khác có thể kể đến là thời gian, tiền bạc, nguyên vật liệu sẵn có, hệ sinh thái, quy định về môi trường, khả năng sản xuất và sửa chữa. Kỹ thuật sử dụng các khái niệm khoa học và toán học như những công cụ công nghệ. Toán học, là việc nghiên cứu các mô hình và mối quan hệ giữa số lượng, số và không gian. Không giống như trong khoa học, nơi các bằng chứng thực nghiệm được tìm kiếm để đảm bảo hoặc bác bỏ các mệnh đề, các mệnh đề toán học được đảm bảo bằng các lập luận logic dựa trên các giả định cơ bản. Những lập luận logic, bản thân nó đã là một phần của toán học đi cùng với các mệnh đề. Cũng như khoa học, kiến thức toán ngày một phát triển, nhưng không giống khoa học, kiến thức toán không thể bị bác bỏ, trừ phi các giả định cơ bản bị thay đổi. Các loại khái niệm toán đặc thù của 12 năm học phổ thông bao gồm số và số học, đại số, hàm số, hình học, xác suất, thống kê. Toán học được dùng trong khoa học, kỹ thuật và công nghệ. 1.3.2. Đặc trưng cơ bản của dạy học STEM. Đặc trưng thứ nhất, bài học Stem gắn với tình huống và vấn đề thực tiễn: Các tình huống hoặc các vấn đề nêu ra có liên quan đến các vấn đề xã hội, kinh tế, môi trường cần được có những giải pháp và nỗ lực thực hiện. Những vấn đề thực tiễn có thể gắn với cá nhân học sinh, với thực tiễn địa phương hoặc là vấn đề toàn cầu. Đặc trưng thứ hai, bài học Stem thường được phỏng theo quy trình thiết kế kỹ thuật: Học sinh được yêu cầu thết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm và tối ưu hóa một sản phẩm phục vụ cho yêu cầu của đời sống. Để thực hiện được các nhiệm vụ đó, học sinh có thể được hướng dẫn thông qua văn bản, video,…hoặc dưới sự hướng dẫn trực tiếp của giao viên, Với sự định hướng, hỗ trợ của giáo viên, hỗ trợ của giáo viên, học sinh sẽ đặt ra các vấn đề bản thân gặp phải, có thể là tìm hiểu nguyên lí hoạt động của sản phẩm, các bước chế tao,… và tìm cách giải quyết. Trong quá trình tìm cách giải quyết sẽ có những ý tưởng nảy sinh, giải pháp mới. Đặc trưng thứ ba, bài học Stem dẫn học sinh vào chuỗi hoạt động tìm tòi, khám phá có kết thúc mở. Trong các bài học Stem, con đường học tập có kết thúc mở, trong một quy trình không quá ràng buộc. 5
Đặc trưng thứ tư, bài học Stem hướng tới việc định hướng nghề nghiệp: Hoạt động Stem cơ hội cho học sinh giải quyêt các nhiệm vụ của các nghề nghiệp Stem. Việc tổ chức cho học sinh làm việc nhóm hiệu quả, đem lại cơ hội cho việc giáo dục định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Qua hoạt động Stem học sinh hiểu yêu cầu cần có của nghề nghiệp. Đặc trưng thứ năm, bài học Stem có các nội dung toán học và khoa học được liên kết chặt chẽ. Trong các bài học Stem các nội dung toán học và khoa học được kết nối và tích hợp. Kiến thức ký năng toán học và khoa học là kiến thức nền để học sinh có thể động vào giải quyết các vấn đề thông qua các công cụ kỹ thuật và đúc rút thành các quy trình công nghệ. Đặc trưng thứ sau, Bài học Stem không có câu trả lời đúng duy nhất, kể cả việc “thiết kế- thử nghiệm- điều chỉnh” cũng là một phần cần thiết của bài học. Đặc trưng thứ bảy, bài học Stem hướng tới việc phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh. Thông qua quá trình vận dụng kiến thức, kỹ năng của các lĩnh vực khác nhau trong giáo dục Stem sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh phát triển năng lực. Việc giải quyết những nhiệm vụ thực tiễn thông thường tạo cơ hội cho học sinh thể hiện năng lực ở mức độ cao trong quá trình phát triển năng lực. 1.3.3. Mục tiêu dạy học STEM. - Phát triển năng lực cho học sinh. - Nâng cao hứng thú học tập các môn học liên quan. - Kết nối trường học với cộng đồng. - Hướng nghiệp, phân luồng cho học sinh. - Thích ứng với cách mạng cộng nghiệp 4.0. 1.3.4. Các giai đoạn của dạy học STEM. Để xây dựng một chủ đề Stem theo định hướng phát triển năng lực học sinh nên thực hiện theo các bước sau: - Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học - Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết - Bước 3: Xây dựng tiêu chí/ giải pháp giải quyết vấn đề - Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học 1.3.5. Đánh giá dạy học STEM * Nguyên tắc đánh giá 6
Nguyên tắc đánh giá trong giáo dục Stem bám sát nguyên tắc đánh giá năng lực chung đó là: - Đánh giá bám sát mục tiêu phát triển năng lực. - Đánh giá quá trình kết hợp với đánh giá kết quả. Đánh giá quá trình thông qua quan sát trực tiếp, thông qua sản phẩm của quá trình.Đánh giá kết quả thông qua sản phẩm cuối cùng, thông qua bài kiểm tra. - Đánh giá của giáo viên sử dụng cả các kết quả tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng. * Quy trình đánh giá năng lực Việc đánh giá cần bám sát mục tiêu dạy học, do đó nếu mục tiêu dạy học thể hiện rõ cả ba yếu tố: nội dung cốt lõi cần đạt, hành vi cần thực hiện và mức độ chất lượng cần có của hành vi đó, thì việc đánh giá cũng sẽ phải thể hiện cả ba yếu tồ này. Điều đó đòi hỏi phải phối hợp đánh giá quá trình và đánh giá kết quả. Đánh giá theo nghĩa rộng bao gồm 2 quá trình: kiểm tra (assessment) và đánh giá (evaluation). Quá trình thu thập các thông tin về các biểu hiện năng lực của học sinh chính là quá trình kiểm tra và quá trình so sánh thông tin thu được với các tiêu chí trong cấu trúc năng lực chính là quá trình đánh giá. Đánh giá năng lực sẽ phải thông qua đánh giá các hành vi của năng lực đó trong các bối cảnh cụ thể. Do đó, để đánh giá năng lực cần chuyển hóa các hành vi năng lực thành các mục tiêu dạy học cụ thể, việc đánh giá các hành vi này sẽ được sử dụng theo các bước: - Giao nhiệm vụ cho HS thực hiện các hành vi đánh giá. - Thu thập các minh chứng và hành vi cần đánh giá. Tùy theo các hành vi khác nhau mà sử dụng những công cụ khác nhau để thu thập minh chứng về các hành vi này. Đó có thể là phiếu học tập, sản phẩm dự án, hồ sơ dự án hoặc thông qua quan sát trực tiếp quá trình của học sinh. - Đánh giá các thông tin thu được thông qua việc so sánh các minh chứng với các tiêu chi chất lượng hành vi đã mô tả trong cấu trúc năng lực. 1.4. Thực trạng dạy học STEM phát triển năng lực sáng tạo HS tại các trường THPT huyện Thanh Chương – Nghệ An. 1.4.1. Đối với giáo viên 7
Qua trao đổi, thảo luận về các phương pháp giảng dạy thấy hầu hết giáo viên môn Sinh học ở trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương hiện nay và đặc biệt là ở trường THPT Cát Ngạn đều nhận thức rõ về tầm quan trọng của việc thực hiện giáo dục Stem trong quá trình dạy học. Các giáo viên đều đồng tình với quan điểm dạy học theo định hướng Stem sẽ góp phần kích thích hứng thú học tập, tăng tính thuyết phục trong quá trình dạy học, đồng thời góp phần đổi mới phương pháp dạy học. Nhìn chung, tất cả các giáo viên đều có những cố gắng trong việc đầu tư cho giảng dạy, nhất là khâu thiết kế bài giảng theo hướng đổi mới phương pháp dạy học. Tất cả các giáo viên đều dành nhiều thời gian cho việc tìm hiểu tài liệu, sưu tầm các tư liệu, hình ảnh liên quan để phục vụ cho bài giảng, nhằm kích thích tính hứng thú cho học sinh, làm cho các em thêm yêu thích môn học hơn. Tuy nhiên, các GV cũng băn khoăn và lo lắng vì dạy học chủ đề theo định hướng Stem còn rất mới mà giáo viên chưa có kinh nghiệm. Hơn nữa việc thiết kế một số Stem đòi hỏi phải có nguồn kinh phí lớn mà nhà trường thì không có nguồn hỗ trợ nên phải huy động từ các em học sinh tự đóng góp và hỗ trợ của giáo viên hướng dẫn Stem. 1.4.2 Đối với học sinh Trước khi học bài 19: Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng – Sinh học 10, tôi khảo sát 37 em học sinh lớp 10A trường THPT Cát Ngạn về sự hứng thú và phương pháp học tập bài này qua phiếu điều tra (đường link điều tra phần phụ lục) thì kết quả như sau: - Về sự hứng thú với môn sinh học: Rất hứng thú 5/37 (13,5%), hứng thú 10/37 (27,0%), bình thường 9/37( 24,3%), không hứng thú 13/37 (35,1%). - Về phương pháp học môn sinh học: Nghe giảng, ghi chép 6/37 (16,2%), nghe giảng, thảo luận, phát biểu ý kiến 10/37 (27,0%), làm bài tập, thảo luận 8/37(21,6%), thực hành, trải nghiệm 13/ 37 (35,1%). 8
Hình ảnh kết quả khảo sát sự hứng thú và phương pháp học tập của học sinh Với bốn phương pháp thì thấy thực hành, trải nghiệm có tỷ lệ cao nhất. Qua đó thấy được HS rất thích tham gia các hoạt động trải nghiệm, các thí nghiệm thực hành bởi nó lôi cuốn sự chú ý của các em, các em vừa chơi vừa làm vừa học giúp chủ động trong việc tìm hiểu kiến thức đồng thời khắc phục được các tình trạng nhàm chán, buồn ngủ trong giờ học. Tuy nhiên các em cũng gặp phải một số khó khăn trong quá trình nhận thức vì kiến thức Sinh học nhiều, có những kiến thức khó nhớ, trừu tượng, khô khan. Học sinh chưa chú trọng đầu tư, chưa hứng thú nên chưa thấy được cái hay trong môn học, chưa liên hệ được kiến thức bài học với thực tế cuộc sống. Bên cạnh học sinh đang còn lo về việc lấy điểm nên thường quan tâm đến vấn đề ghi chép, làm bài tập để lấy kiến thức phục vụ cho việc kiểm tra nên chưa liên hệ được giữa bài học với thực tiễn. 9
1.5 Điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học STEM và vận dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực sáng tạo sinh trong dạy học Sinh học 1.5.1 Thuận lợi Trong thời đại công nghệ 4.0 thì việc giáo viên và các em có khả năng tiếp cận với các phương pháp dạy học và học tập tương đối dễ dàng nhờ hệ thống kết nối toàn cầu. Học sinh và giáo viên có thể tham khảo các mô hình dạy học STEM của các trường học trong và ngoài nước. - Mỗi trường học đều có chiến lược phát triển, đầu tư cho các hoạt động dạy học, khuyến khích cho các giáo viên dạy học tiếp cận năng lực người học đặc biệt các trường tiến tới kiểm định chất lượng ở mức độ cao thì càng được chú trọng hơn. - Học sinh sống khu vực nông thôn nên có nhiều kiến thức về thực tế và điều kiện để trải nghiệm. 1.5.2. Khó khăn - Học sinh hiện tại yếu tố đam mê nghiên cứu chưa nhiều vì các em ngại đầu tư, ngại làm việc do lối giáo dục chỉ tiếp cận kiến thức đã quen thuộc nên các em tương đối bị động trong công việc. - Với học sinh THPT thì mỗi lớp như vậy hội tụ học sinh của nhiều xã khác nhau nên việc thực hiện ngoài không gian trường học cũng gặp một số khó khăn, vì các em ở trong một đội nhóm ở nhiều địa bàn khác nhau. - Ở các trường phổ thông hiện tại thời gian một buổi là học chính khóa còn một buổi là học thêm nên rất khó khăn trong triển khai công việc ngoài giờ. - Đa số giáo viên còn ngại tìm hiểu và tham gia. - Cơ sở vật chất để phục vụ cho việc thực hành thí nghiệm ở các trường vẫn còn hạn chế. - Hình thức dạy học truyền thống đã ăn sâu vào tâm thức mỗi giáo viên để họ thay đổi nhận thức không phải một sớm một chiều, mà cần phải có thời gian để tìm hiểu, thay đổi, thích nghi. - Để thiết kế được một chủ đề Stem đòi hỏi cần phải đầu tư thời gian. Vì thế nhiều giáo viên còn ngại làm, ngại thực hiện. 2. Nội dung chính 2.1. Vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong bài “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng” Sinh học 10 THPT 10
2.1.1. Vị trí đặc điểm của bài: “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng” trong chương trình sinh học 10 Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng thuộc bài 19, chủ đề 9, phần Sinh học vi sinh vật và vius- Sinh học 10, bộ sách Cánh Diều. 2. 1. 2. Chuẩn kiến thức, kỹ năng của bài: “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng” * Kiến thức: - Nêu được vai trò của quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật. - Trình bày được đặc điểm của quá trình tổng hợp và sơ đồ quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật, các ứng dụng của quá trình tổng hợp các chất ở vi sinh vật. - Quan sát, giải thích và rút ra được kết luận từ các hiện tượng thực tế của sản xuất và đời sống liên quan đến quá trình lên men. - Nêu được các ứng dụng của các quá trình lên men vào sản xuất và đời sống. - Nêu được các tác động tiêu cực của các quá trình lên men đối với đời sống con người và cách phòng tránh chúng. * Kỹ năng - Tìm hiểu thế giới sống: Xác định được vai trò của VSV để tạo các axit amin quý…; vai trò của vi sinh vật phân giải prôtêin; vai trò của vi sinh vật phân giải polisaccharide. - Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học: Xác định được nguyên nhân của các hiện tượng trong thực tế. Liên hệ bảo quản lương thực, thực phẩm và sức khỏe; sản xuất nước tương cung cấp cho đời sống. Thực hiện được quy trình làm một số sản phẩm lên men từ VSV (sữa chua, dưa muối,...) - Tự chủ và tự học: Tự phân công nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm khi hợp tác, tự quyết định cách thức thực hiện nhiệm vụ. Tự nghiên cứu tài liệu học tập. - Giao tiếp và hợp tác: Thông qua cùng nhau hoàn thành phiếu học tập, trao đổi nhóm thực hiện nhiệm vụ học tập 2.2. Thiết kế tiến trình vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực sáng tạo trong dạy học bài: “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng” 2.2.1. Hình thành ý tưởng: - Tên sản phầm STEM: Quy trình sản xuất nước tương - Ứng dụng phần mềm Class 123 để thực hiện kế hoạch giảng dạy 2.2.2. Lập kế hoạch dạy học STEM 11
* Nội dung: Thiết kế quy trình sản xuất nước tương. * Yêu cầu: - Đối với giáo viên: + Nghiên cứu tài liệu để lập kế hoạch giảng dạy + Chuẩn bị các loại phiếu giao cho học sinh + Chia nhóm, phân công giao nhiệm vụ. - Đối với học sinh: + Nhóm trưởng lập kế hoạch, phân công nhiệm vụ cho mỗi thành viên + Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm, tìm hiểu kiến thức nền + Tiến hành thực nghiệm + Chụp hình, quay phim,… + Chuẩn bị các hũ sành sứ, cân, đũa, nồi rang,bếp, nồi đun, cốc đong, nước, muối, đậu nành, gạo nếp hoặc ngô, mẹt nan,… + Bút, giấy để ghi chép, điện thoại, máy chụp hình,… + Nghiên cứu bài 19 SGK Sinh học 10, bộ sách Cánh diều ban cơ bản. * Mục tiêu: - Thông qua chủ đề học sinh đã hiểu được ở thực vật có các quá trình tổng hợp, phân giải các chất để tồn tại và phát triển. - Biết vận dụng kiến thức về tổng hợp, phân giải các chất ở vi sinh vật vào đời sống sản xuất. - Hình thành và phát triển một số năng lực ở học sinh như: năng lực sáng tạo (thông qua thiết kế quy trình), năng lực quản lý (thông qua hoạt động động nhóm), năng lực tự học (thông qua tự nghiên cứu kiến thức nền, tự tìm hiểu thông tin qua sgk, qua internet,…), năng lực giải quyết vấn đề (vận dụng các kiến thức tìm hiểu để thiết kế quy trình sản xuất nước tương), năng lực giao tiếp (qua thảo luận nhóm, viết báo cáo,..), năng lực hợp tác (qua hoạt động nhóm), năng lực công nghệ thông tin (thông qua tìm hiểu kiến thức qua internet), năng lực ngôn ngữ (thông qua thuyết trình, thảo luận,…) * Kế hoạch thực hiện: - Hoạt động 1: ( Tiết 1- 45 phút, Thực hiện tại lớp học) Thiết kế quy trình sản xuất nước tương. 12
- Hoạt động 2: (1 tuần - HS nghiên cứu, thảo luận nhóm ở nhà) Nghiên cứu kiến thức nền và xác định kế hoạch thực hiện thiết kế quy trình sản xuất nước tương. - Hoạt động 3: ( Tiết 2- Thực hiện tại lớp học) Trình bày bản thiết kế quy trình sản xuất nước tương. Hoạt động 4: ( 3 tuần – 45 phút, HS làm thử nghiệm, thực hiện ngoài giờ lên lớp) Thử nghiệm quy trình sản xuất nước tương. Hoạt động 5: ( Tiết 3, 4- Thực hiện tại lớp học) Báo cáo, giới thiệu sản phẩm nước tương. 2. 3. Nội dung thực nghiệm sư phạm 2.3.1. Chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm Nội dung TNSP đối với bài: “Quá trình tổng hợp, phân giải ở vi sinh vật và ứng dụng” trong chương trình” Sinh học 10 THPT cụ thể như sau: - Ở lớp TN (lớp 10A sĩ số 37 HS) tiến hành dạy học Stem, với chủ đề Stem: Quy trình sản xuất nước tương - Ở lớp ĐC ( lớp 10C sĩ số 39 HS) giáo viên dạy học các bài theo kế hoạch thực hiện chương trình đã xây dựng và nội dung của sách giáo Sinh học 10, bộ sách Cánh diều. 2.3.2. Triển khai dạy học STEM A. TÊN CHỦ ĐỀ: QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG SẠCH 04 tiết – SINH HỌC lớp 10 B. MÔ TẢ CHỦ ĐỀ: Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của người dân rất cần có nước chấm sạch để sử dụng. Do mục đích lợi nhuận từ các nhà sản xuất nên đã tạo ra các loại nước chấm sử dụng các chất tạo màu, chất tạo ngọt, chất bảo quản,...gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Mặt khác nước tương được người dân sử dụng để nấu các món ăn đặc trưng cho vùng ở Nghệ An (ví dụ cá sông kho tương,...). Vì vậy, có nhiều gia đình đã và đang tìm giải pháp tự sản xuất nước chấm sạch như nước mắm, nước tương,... Dựa vào các nội dung kiến thức Sinh học, Hóa học, Toán học, Công nghệ trong chương trình THPT, đặc biệt là trong chương trình sinh học lớp 10, chuyên đề dạy học STEM với chủ đề “QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG SẠCH” sẽ là cơ hội cho học sinh được tìm hiểu về tổng hợp, phân giải các chất ở vi sinh vật, sinh trưởng của vi sinh vật, và đồng thời tạo ra được nước chấm sạch cho gia đình sử dụng. Chuyên đề dạy học này có khả năng tổ chức để HS thực hiện các hoạt động 13
học tập các môn khoa học như Hóa học, Sinh học, Toán học, Công nghệ, Vật lí và nghiên cứu thử nghiệm theo quy trình khoa học, kĩ thuật. Để hoàn thành một sản phẩm “THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG” học sinh cần sử dụng kiến thức các bộ môn STEM: SCIENCE TECHNOLOGY ENGINEERI MATHEMA NG TICS KHOA HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TOÁN HỌC - Hóa học: protein, muối, Sản xuất nước - Sử dụng các - Tính toán chất 3 – MCPD, …. tương : cân, gạo dụng cụ : cân, lượng đậu nếp (hoặc ngô), cốc đong, hũ nành, gạo nếp - Sinh học: Môi trường đậu nành, muối, ủ sành, nồi rang, ( ngô), muối, sống, các kiểu dinh dưỡng mốc, ngả tương, bếp , máy tính, nước để ủ của vi sinh vật, sinh trưởng phơi nắng. bút vẽ, …. để mốc và hỗn và sinh sản của vi sinh vật, tạo mô quy tương. các yếu tố ảnh hưởng đến trình. sinh trưởng của vi sinh vật, - Tính toán tổng hợp các chất ở vi sinh chi phí. vật, quá trình phân giải các chất ơt vi sinh vật, ứng dụng của việc tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật vào thực tiễn. Enzyme và vai trò của enzyme. - Vật lí: Bức xạ điện tử ( tia UV, tia X,..), nhiệt độ C. MỤC TIÊU: Sau khi hoàn thành chủ đề, HS có khả năng: Năng lực chuyên môn Năng lực Năng lực xã Năng lực cá nhân phương pháp hội Học nội dung chuyên môn Học phương Học giao tiếp- Học tự trải pháp - chiến xã hội nghiệm, đánh giá lược - Nêu được vai trò của - Lập được kế - Làm việc - Tự đánh giá điểm quá trình tổng hợp và hoạch học tập, trong nhóm: mạnh, điểm yếu phân giải ở vi sinh vật.kế hoạch làm có tinh thần của bản thân và - Trình bày được đặc việc cho nhóm. trách nhiệm, các bạn trong điểm của quá trình tổng hòa đồng, nhóm. - Rèn luyện kỹ 14
hợp và sơ đồ quá trình năng thu thập, giúp đỡ nhau - Xây dựng kế tổng hợp các chất ở vi xử lý, đánh gía, để hoàn thành hoạch phát triển cá sinh vật, các ứng dụng trình bày thông tốt nhiệm vụ nhân: tự xây dựng của quá trình tổng hợp tin về các quy của nhóm. các chất ở vi sinh vật. kế hoạch học tập, trình sản xuất - Quan sát, giải thích và - Tạo điều kế hoạch làm việc. nước tương. rút ra được kết luận từ kiện cho sự - Đánh giá hình các hiện tượng thực tế - Tự ủ được mốc hiểu biết về thành các chuẩn của sản xuất và đời sống tương và ngả phương diện mực giá trị đạo liên quan đến quá trình tương. xã hội nước đức và văn hóa: lên men. tương sạch, bản thân đã đóng - Nêu được các ứng dụng - Thiết kế quy các mô hình gợp được việc gì của các quá trình lên men trình sản xuất sản suất nước cho nhóm được vào sản xuất và đời sống. nước tương. tương và chi bạn bè ghi nhận. - Nêu được các tác động - Vận hành được phí cho các tiêu cực của các quá trình loại mô hình. - Yêu thích môn quy trình đã lên men đối với đời sống học, thích khám thiết kế và tạo ra con người và cách phòng - Học được phá, tìm tòi, vận sản phẩm tránh chúng. cách ứng xử, dụng được các - Thực hiện được quy tinh thần, kiến thức liên môn trình làm một số sản trách nhiệm, để giải quyết vấn phẩm lên men từ VSV khả năng giải đề sản xuất nước (sữa chua, dưa muối, quyết xung tương sạch. bánh mì), sản xuất nước đột, thống tương,… nhất các ý kiến của - Nêu được tên, thành thành viên phần hóa học trong nước nhóm. tương. - Biết cách tính toán chi phí nguyên vật liệu, và theo dõi sinh trưởng của vi sinh vật. - Biết chọn vị trí để ủ mốc. - Biết cách thực hiện thí nghiệm các quá trình lên men. D. THIẾT BỊ - Hũ sành, cân, đũa, nồi rang, bếp, nồi đun nước, cốc đong, nước, muối, đậu nành, gạo nếp hoặc ngô, mẹt nan,... 15