Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo thông qua dạy học chủ đề STEM: Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm - Sinh học 10 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm giúp các em tạo ra được các “sản phẩm đa sắc màu” nhưng an toàn tuyệt đối cho sức khỏe phục vụ đời sống, góp phần giữ gìn và quảng bá những sản phẩm truyền thống của quê hương, cũng thông qua hoạt động này tôi còn truyền thông được vấn đề an toàn thực phẩm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo thông qua dạy học chủ đề STEM: Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm - Sinh học 10 THPT

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN ---------------- SÁNG KIẾN KHOA HỌC GIÁO DỤC ĐỀ TÀI: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO THÔNG QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM: “CẮT TỈA HOA NGHỆ THUẬT, NHUỘM MÀU HOA, NHUỘM MÀU THỰC PHẨM VÀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN THỰC PHẨM ” - SINH HỌC 10 THPT. LĨNH VỰC: SINH HỌC Năm học: 2022 - 2023 1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU 1 SÁNG KIẾN KHOA HỌC GIÁO DỤC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO THÔNG QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM: “CẮT TỈA HOA NGHỆ THUẬT, NHUỘM MÀU HOA, NHUỘM MÀU THỰC PHẨM VÀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN THỰC PHẨM ” - SINH HỌC 10 THPT. LĨNH VỰC: SINH HỌC Tác giả: Nguyễn Thị Yến Số điện thoại: 0838.979.828 Năm học: 2022-2023 2
MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Tính mới và đóng góp của đề tài 2 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3 A. Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của đề tài 3 I. Cơ sở lí luận của đề tài 3 1. Dạy học STEM 3 1.1. Khái niệm dạy học STEM 3 1.2. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM 4 1.3. Giáo dục STEM với môn Sinh học 5 1.4. Phương pháp dạy và học STEM 5 1.5. Quy trình xây dựng bài dạy STEM (Xây dựng chủ đề/ bài học 5 STEM) 2. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong chủ đề STEM 7 2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 7 2.2. Vai trò hoạt động STEM trong việc phát triển năng lực giải quyết 7 vấn đề và sáng tạo cho HS II. Cơ sở thực tiễn của đề tài 8 1. Phương pháp điều tra, nghiên cứu để xác định cơ sở thực tiễn của đề tài. 8 1.1. Nội dung điều tra: 8 1.2. Phương pháp điều tra: 8 1.3. Nội dung phiếu điều tra 8 2. Kết quả điều tra, khảo sát cơ sở thực tiễn của đề tài 12 2.1. Kết quả điều tra GV về phương pháp dạy học STEM 12 2.2. Kết quả điều tra HS 13 3. Kết luận . 15 3.1. Về ưu điểm 15 3.2. Về hạn chế 15 B.Thực hiện đề tài 16 3
I. Các bước thực hiện 16 1. Lựa chọn nội dung dạy học 16 2. Xác định vấn đề cần giải quyết 17 2.1 . Thiết kế tình huống 17 2.2. Thiết kế các sản phẩm STEM 18 2.3. Xây dựng bộ câu hỏi định hướng 18 2. 4. Xác định đối tượng dạy học STEM và xây dựng tiêu chí phân nhóm HS 19 2.5. Xây dựng các bảng phân công nhiệm vụ: ( Phụ lục 1) 21 2.6. Bảng phân chia tiến trình hoạt động 21 3. Xây dựng tiêu chí sản phẩm / giải pháp giải quyết vấn đề 22 4. Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học 23 4 .1. Mục tiêu 23 4.2. Thiết bị dạy học và học liệu 23 4.3. Tiến trình dạy học 24 4.3.1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề 24 4.3.2. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền 26 4.3.3. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp 28 4.3.4. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu thử nghiệm và đánh giá 30 4.3.5. Hoạt động 5 32 5. Đánh giá chủ đề dạy học STEM 40 6. Tổng kết và rút kinh nghiệm cho dạy học chủ đề STEM 40 7. Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá bài học STEM 41 và kết quả học tập (Nội dung phiếu ở phụ lục 2) C. Khảo nghiệm 41 1. Mục đích khảo sát 41 2. Nội dung và phương pháp khảo sát 41 2.1. Nội dung khảo sát 41 2.2. Phương pháp khảo sát và thang đánh giá 42 3. Đối tượng khảo sát 44 4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất 44 4.1. Kết quả của sự cấp thiết của các giải pháp đã được đề xuất 44 4
4.1.1. Kết quả số liệu thu được qua khảo sát googlefrom 44 4.1.2. Kết quả điểm trung bình qua phần mềm R 46 47 4.1.3. Nhận xét về sự cấp thiết của đề tài và các giải pháp đã đề ra 4.2. Kết quả tính khả thi của các giải pháp đã được đề xuất 47 4.2.1. Kết quả số liệu thu được qua khảo sát googlefrom 47 4.2.2. Kết quả điểm trung bình qua phần mềm R 48 4.2.3. Nhận xét tính khả thi của các giải pháp đã đề ra 48 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 49 A. Kết luận 49 B. Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 51 PHỤ LỤC 5
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Các chữ viết tắt: Ý nghĩa chữ viết tắt GV: GV HS: HS ĐC: Đối chứng TN: Khảo nghiệm THPT: Trung học phổ thông SL: Số lượng TL: Tỷ lệ TĐC: Trao đổi chất MC: Người dẫn chương trình NLGQVĐ và ST: Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo STEM: Dạy học STEM VD: Ví dụ TB: Tế bào ATVSTP: An toàn vệ sinh thực phẩm CNTT: Công nghệ thông tin SGK: Sách giáo khoa NL: Năng lực 6
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I. Lý do chọn đề tài: Ngành giáo dục và đào tạo đã thực hiện nhiều giải pháp nhằm thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở tất cả các bậc học, ngành học. Đối với giáo dục trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã chỉ đạo các địa phương triển khai hoạt động nghiên cứu khoa học của HS trung học cơ sở, trung học phổ thông và tổ chức cuộc thi khoa học, kĩ thuật cấp quốc gia dành cho HS trung học; tổ chức cuộc thi vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết tình huống thực tiễn dành cho HS trung học; thí điểm mô hình dạy học gắn với sản xuất, kinh doanh và bảo vệ môi trường tại địa phương; hướng dẫn HS vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết các vấn đề thực tiễn thông qua dạy học dựa trên dự án, tổ chức các hoạt động trải nghiệm;... Những hoạt động trên đã góp phần đổi mới phương thức dạy học ở trường trung học, góp phần bước đầu triển khai giáo dục STEM trong các nhà trường. Giáo dục STEM (STEM education) là một phương pháp dạy học tích cực, có nhiều ưu điểm, trang bị cho người học những kiến thức, kĩ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học - theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống hàng ngày. 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 .giúp GV thực hiện các mục tiêu hướng vào người học, phát triển con người toàn diện. Với nội dung, kết cấu của chương trình tổng thể có thể thấy giáo dục STEM sẽ có nhiều không gian, thời gian để triển khai. Về bản chất giáo dục trong chương trình giáo dục phổ thông mới sẽ là một cách tiếp cận liên ngành trong dạy học các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán nhằm tạo cơ hội cho HS kết nối những kiến thức được học với những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. Giúp HS có thể đưa ra các giải pháp sáng tạo khi có cơ hội áp dụng những kiến thức được học, giúp HS có những suy nghĩ rộng hơn về những tình huống hay vấn đề nhất định Tuy nhiên, việc vận dụng hoạt động này vào thực tế hiện nay còn rất hạn chế. Phần lớn GV chưa thực sự hiểu rõ quy trình thực hiện của Giáo dục STEM và hiệu quả mà hoạt động dạy học này mang lại. Một số ít GV đã sử dụng nhưng chưa triệt để. Phần lớn GV đã có sự đầu tư giáo án cho tiết dạy nhưng chủ yếu chỉ chú trọng phần kiến thức trọng tâm của bài, có khai thác kiến thức thực tiễn nhưng chưa nhiều, chưa sâu vì không đủ thời gian và ưu tiên đầu tư cho phần kiến thức liên quan đến thi cử của HS hơn. Sinh học là môn học có nhiều nội dung gắn liền với thực tiễn đời sống. Môn học này cùng với các môn học, hoạt động giáo dục khác hình thành phát triển ở HS năng lực sinh học, các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung, đặc biệt là tình yêu thiên nhiên, niềm tự hào về thiên nhiên của quê hương, đất nước; thái độ tôn trọng 1
các quy luật tự nhiên và biết vận dụng các quy luật của tự nhiên, để từ đó biết ứng xử với thế giới tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững. Đặc biệt với chủ đề“ Trao đổi chất qua màng tế bào ” trong chương trình sinh học 10 có ứng dụng rất lớn trong đời sống. Với phương châm học đi đôi với hành, kiến thức gắn liền với thực tiễn thì chủ đề này có nội dung phù hợp để xây dựng dạy học STEM. Để thành công trong giáo dục Stem cho chủ đề đã chọn tôi quyết định sử dụng bài 10 “TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG” và bài 11“ THỰC HÀNH: THÍ NGHIỆM CO VÀ PHẢN CO NGUYÊN SINH” trong Chương 3 chương trình sinh học 10 của bộ sách kết nối tri thức làm bài dạy.Theo cách này,bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học của môn học STEM theo tiếp cận liên môn. Chủ đề 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 mà còn tạo sự hứng thú học tập cho các em. Khi thực hiện dạy học STEM cho chủ đề này sẽ tạo ra các sản phẩm như: nhuộm màu cho hoa, xôi ngũ sắc, mứt đa sắc màu, … sẽ hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS. Các sản phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh, có giá trị dinh dưỡng cao và sản phẩm đó có thể làm quà tặng cho các gia đình của bạn thuộc con hộ nghèo trong phong trào: “San sẻ yêu thương, chung tay để cùng vui đón tết” do đoàn trường tổ chức hoặc làm hàng hóa để thực hành kinh doanh trong “Gian hàng ngày tết’’ của các lớp ở trường THPT QL1 do đoàn trường triển khai. Trường đóng trên địa bàn Quỳnh Lưu là địa phương có nguồn nguyên liệu dồi dào, HS dễ trải nghiệm, dễ tìm hiểu và hoàn thành các nội dung mà GV giao nhiệm vụ để phát huy năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo…. Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: Phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo thông qua dạy học chủ đề STEM: “Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm ” - Sinh học 10 THPT. II. Tính mới và đóng góp mới của đề tài. Hiện nay trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 các GV trung học phổ thông đã áp dụng nhiều phương pháp dạy học tích cực tuy nhiên qua điều tra thì dạy học STEM là hoạt động mới nên nhiều GV cũng chưa triển khai được, đặc biệt trong 2 bài 10 và 11 chương 3 - Sinh học 10 - Bộ sách kết nối tri thức và cuộc sống chưa được sử dụng bằng hoạt động dạy học STEM thông qua một chủ đề; Với hoạt động này HS được làm việc cá nhân và hoạt động nhóm một cách tích cực, gắn mục tiêu với sản xuất thực tiễn một cách đầy đủ từ đó phát triển được năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo góp phần thực hiện mục tiêu chương trình tổng thể 2018 2
Ý tưởng dạy học STEM theo chủ đề thông qua hai bài 10,11 chương 3-Sinh học 10- Bộ sách kết nối tri thức và cuộc sống đã được hình thành từ đầu năm học 2022 – 2023, ngay khi xây dựng phân phối chương trình của tổ, kết hợp với kế hoạch hoạt động “San sẻ yêu thương, chung tay để cùng vui đón tết” và “Gian hàng ngày tết’’ ở trường THPT QL1 do đoàn trường triển khai. Trong năm học 2022– 2023 này, khi xây dựng kế hoạch giáo dục môn học có nội dung bài này nên tôi đã phát triển, áp dụng và nhân rộng ở các lớp 10 trong trường THPT Quỳnh Lưu 1, giúp các em tạo ra được các “sản phẩm đa sắc màu” nhưng an toàn tuyệt đối cho sức khỏe phục vụ đời sống, góp phần giữ gìn và quảng bá những sản phẩm truyền thống của quê hương, cũng thông qua hoạt động này tôi còn truyền thông được vấn đề an toàn thực phẩm. Kết quả của phương pháp này làm cho HS rất hứng thú trải nghiệm, việc làm ra các sản phẩm là mứt đa sắc màu, xôi ngũ sắc hay giỏ hoa ngũ sắc không những giúp các em hoàn thành nhiệm vụ học tập, rèn luyện phát huy các năng lực và phẩm chất của HS mà còn giúp HS trải nghiệm làm ra được các sản phẩm thiết thực, an toàn để cho thầy cô cùng bạn bè thưởng thức, chung vui. Các sản phẩm đó còn có thể đưa vào kinh doanh tạo lợi nhuận, làm quà tết cho các bạn nghèo, giáo dục tinh thần tương thân, tương ái và góp phần giáo dục ý thức bảo vệ sức khỏe cho bản thân và cộng đồng cho HS. PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU A. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI I. Cơ sở lí luận của đề tài 1. Dạy học STEM 1.1. Khái niệm dạy học STEM STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học).Theo tiếp cận liên môn, giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức các môn học trong lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề thực tiễn. Do vậy, giáo dục STEM định hướng hoạt động và trải nghiệm, định hướng tìm tòi khám phá, định hướng thực hành và sản phẩm. Với đặc trưng như vậy, chu trình STEM, phương pháp khoa học (Scientific Method) và quy trình thiết kế kĩ thuật (Engineering Design Process) được xác định là cơ sở để thiết kế và tổ chức các hoạt động giáo dục STEM. Phương pháp khoa học hướng tới khám phá tri thức, thiết kế kĩ thuật hướng tới vận dụng tri thức khoa học để giải quyết các vấn đề thực tiễn, trong khi chu trình STEM thể hiện sự liên hệ, kết nối giữa các lĩnh vực STEM. Dạy học STEM là quá trình dạy học dưới sự tổ chức của GV, HS chủ động thực hiện các hoạt động học tập trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong các lĩnh vực STEM, góp phần hình thành phát triển phẩm chất và năng lực cho HS. Đây là hình thức tổ 3
chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài dạy STEM được triển khai ngay trong quá trình dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM theo tiếp cận nội môn hoặc liên môn. Chủ đề STEM là chủ đề hướng tới việc vận dụng kiến thức tích hợp các lĩnh vực Toán, Khoa học, Kĩ thuật và Công nghệ nhằm giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống. Căn cứ vào cơ sở lý thuyết áp dụng, bài dạy STEM có thể được chia làm hai loại gồm: bài dạy STEM khoa học và bài dạy STEM kĩ thuật. + Bài dạy STEM khoa học bao gồm 5 hoạt động chính, phản ánh được những bước chính trong quy trình khoa học. Đó là các hoạt động: (1) Xác định vấn đề khoa học, đề xuất giả thuyết khoa học (2) Thiết kế thực nghiệm kiểm chứng (3) Lựa chọn phương án thực nghiệm; (4) Tổ chức thực nghiệm, thảo luận kết quả (5) Báo cáo, đánh giá và điều chỉnh. Trọng tâm của bài dạy STEM khoa học là HS phải thiết kế và thực hiện được các thí nghiệm để phát hiện bản chất, quy luật, mối quan hệ của sự vật hiện tượng đề cập trong bài học. Từ đó, tự các em rút ra các kết luận có tính khoa học mà lẽ ra, GV giảng dạy cho HS. + Bài dạy STEM kĩ thuật được sử dụng trong các môn học của lĩnh vực STEM, là sự kết hợp giữa tìm tòi nguyên lí khoa học và vận dụng nó trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra hay đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Cấu trúc bài dạy STEM kĩ thuật gồm 5 hoạt động chính trên cơ sở quy trình 8 bước của hoạt động thiết kế kĩ thuật. Đó là các hoạt động: (1) Xác định vấn đề thiết kế, chế tạo (2) Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp thiết kế (3) Lựa chọn giải pháp thiết kế (4) Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá (5) Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh Bài dạy STEM kĩ thuật chú trọng thiết kế, chế tạo; định hướng sản phẩm giải quyết vấn đề đặt ra. Bên cạnh tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề, bài dạy STEM kĩ thuật yêu cầu HS có năng lực khám phá khoa học (để chiếm lĩnh tri thức khoa học 1. 2. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM : Theo David D. Thornburg, các lĩnh vực Toán học, Công Nghệ, Khoa học và Kĩ thuật có mối quan hệ chặt chẽ trong mô hình STEM. Toán học và Công nghệ được sử dụng trong nghiên cứu Khoa học và Kĩ thuật nhằm giúp con người khám 4
phá và cải tạo thế giới. Mặt khác Khoa học và Kĩ thuật thúc đẩy sự phát triển tiến bộ của Toán học và Công nghệ. Sự khác biệt giữa Khoa học và Kĩ thuật thể hiện ở mục đích và phương thức thực hiện. Mục đích của Khoa học là sự “tìm kiếm” nhằm nghiên cứu về sự vật, hiện tượng tự nhiên còn Kĩ thuật thiên về sự “thực hiện” nhằm thiết kế và chế tạo các vật thể cho sự tiến bộ của nhân loại. Để khám phá tự nhiên, Khoa học liên quan đến “phương pháp khoa học”, bao gồm quá trình xây dựng giả thuyết và xác minh được hình thành và phát triển cho HS ở nhiều cấp lớp. Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học giúp HS trải nghiệm thực tế nhằm khám phá tri thức và sáng tạo ra các sản phẩm 1.3. Giáo dục STEM với môn Sinh học: Định hướng giáo dục STEM trong môn Sinh học đang được triển khai như một hướng đi quan trọng trong giáo dục và đào tạo tại nhiều nước trên thế giới. Giáo dục môn Sinh học giúp HS dần hình thành và phát triển năng lực sinh học (biểu hiện của năng lực khoa học tự nhiên) qua quan sát, thực nghiệm, vận dụng tổng hợp kiến thức, kĩ năng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống. Vì thế, cùng với các môn Toán, Vật lí, Hóa học, Công nghệ, Tin học, môn Sinh học cũng góp phần thúc đẩy giáo dục STEM. Môn Sinh học đóng vai trò là cơ sở khoa học của các bài học giáo dục STEM liên quan đến các đối tượng sinh vật. Do tính đặc thù về đối tượng nên sản phẩm của các bài học giáo dục STEM trong môn Sinh học đa số là các quy trình công nghệ. Giáo dục STEM trong môn Sinh học được thực hiện thông qua dạy học các bài học, mạch nội dung, chuyên đề học tập từ lớp 10 đến lớp 12 như: sinh học tế bào, sinh học vi sinh vật và virus, sinh học cơ thể, di truyền, sinh thái học… 1.4. Phương pháp dạy và học STEM Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như học qua dự án – chủ đề, học qua trò chơi và đặc biệt là phương pháp học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học STEM. Với phương pháp “học qua hành”, HS được thu nhận kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải từ lí thuyết. Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, HS sẽ hiểu sâu về lí thuyết, nguyên lí thông qua hoạt động thực tế. Chính những hoạt động thực tế này sẽ giúp HS nhớ lâu hơn. HS sẽ được làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác. Với 5 cách học này, GV không còn là người truyền đạt kiến thức mà là người hướng dẫn HS tự xây dựng kiến thức cho mình. 1.5. Quy trình xây dựng bài dạy STEM (Xây dựng chủ đề/ bài học STEM) Quy trình xây dựng bài dạy STEM gồm các bước cơ bản sau đây: Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học: Nội dung bài dạy STEM có thể lựa chọn bằng cách: 5
- Dựa vào những nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong thực tiễn; - Xuất phát từ việc đáp ứng một số nhu cầu thiết thực trong sinh hoạt hàng ngày, trong sản xuất, trong cuộc sống, trong học tập. - Thông qua những câu chuyện về các phát minh, sáng chế của các nhà khoa học nổi tiếng dẫn đến nhu cầu mong muốn thử nghiệm, chứng minh thông qua các bài dạy STEM - Tham khảo ý tưởng từ những bài học, hoạt động, dự án có sẵn trong các nguồn tài liệu trong nước và quốc tế (sách, báo, internet...). - Trong quá trình dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM, cần thường xuyên đặt câu hỏi “những kiến thức đã học trong bài được ứng dụng ở đâu trong thực tiễn, có thể dùng nó để giải quyết những vấn đề gì”. Đặc biệt là những câu hỏi liên hệ, vận dụng vào bối cảnh thực tiễn của địa phương, nhà trường. Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết. Dựa trên nội dung bài dạy STEM GV xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, HS phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học. Để hoàn thành nhiệm vụ, HS cần liên hệ và vận dụng kiến thức các môn học thuộc lĩnh vực STEM. Tình huống đặt ra cần có tiềm năng trong việc khuyến khích HS hoạt động và vận dụng kiến thức của nhiều môn học khác nhau, có tính khả thi về thời gian, phù hợp với năng lực của HS, điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường và địa phương... Qua quá trình xây dựng, GV có thể hình dung các khó khăn HS có thể gặp phải, các cơ hội vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề cũng như xác định được đúng đắn các tiêu chí của sản phẩm trong bước 3. Bước 3: Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề: Tiêu chí của sản phẩm trong bài dạy STEM là yếu tố quan trọng có vai trò định hướng mục tiêu, nội dung và cách thức tổ chức các hoạt động trong bài dạy. Các tiêu chí đặt ra cho sản phẩm giúp HS làm căn cứ để đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề cũng như lập kế hoạch để thực hiện hoạt động chế tạo sản phẩm. GV cần xác định các tiêu chí cụ thể cho sản phẩm sao cho: - HS huy động kiến thức đã học (với bài dạy STEM vận dụng) hoặc khám phá được kiến thức mới (đối với bài dạy STEM kiến tạo) mới có thể đáp ứng các yêu cầu sản phẩm học tập GV đưa ra. - HS vận dụng kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn để đề xuất được các giải pháp có tính khoa học và khả thi; chế tạo sản phẩm; cải tiến, phát triển sản phẩm. - Thông qua việc thực hiện các hoạt động thiết kế trong bài dạy, HS có cơ hội phát triển các năng lực chung cốt lõi như tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. 6
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. Các tiêu chí cũng phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của HS chứ không nên chỉ tập trung đánh giá sản phẩm vật chất. Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. Cấu trúc bài học STEM có 5 hoạt động: Hoạt động 1: Xác định vấn đề Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh. Mỗi hoạt động trong tiến trình tổ chức hoạt động dạy học phải được mô tả rõ mục tiêu, nội dung, dự kiến sản phẩm hoạt động của HS và cách thức tổ chức hoạt động. 2. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong chủ đề STEM 2.1. Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS là khả năng HS huy động kiến thức, kĩ năng, thái độ và sự sẵn sàng tham gia nhằm nhận ra ý tưởng mới, phát hiện và làm rõ vấn đề; đề xuất các giải pháp và thực hiện quá trình giải quyết vấn đề sáng tạo; báo cáo và đánh giá kết quả sáng tạo; vận dụng linh hoạt kiến thức vào thực tiễn. Theo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS gồm sáu thành tố: Nhận ra ý tưởng mới; phát hiện và làm rõ vấn đề; hình thành và triển khai ý tưởng mới; đề xuất, lựa chọn giải pháp; thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề; tư duy độc lập. Mỗi thành tố bao gồm một số hành vi của cá nhân khi làm việc nhóm hoặc làm việc độc lập trong quá trình giải quyết vấn đề. 2.2. Vai trò hoạt động STEM trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS Khi triển khai các dự án học tập STEM HS 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 khoa học. Như vậy, GV đã tạo điều kiện thuận lợi để HS phát huy sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức, đồng thời cũng phát huy được vai trò tương tác của tập thể HS đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân HS. Tham gia vào quá trình GQVĐ như vậy, kiến thức của HS được xây dựng một cách hệ thống và vững chắc, NL của HS nói chung, NL GQVĐ và ST nói riêng từng bước được hình thành và phát triển. Điều này được thể hiện trong từng bước khi tổ tổ chức bài học STEM. Thông qua mô hình GD STEM, HS được tham gia vào tất cả các hoạt động học tập một cách tích cực, giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống đã hình thành được kiến thức, kĩ năng và bổ sung thêm kinh nghiệm, giải quyết các vấn đề 7
học tập hiệu quả. Do đó, hướng nghiên cứu dạy học theo mô hình GD STEM phát triển NL GQVĐ và ST là phù hợp với định hướng đổi mới căn bản và toàn diện GD Việt Nam hiện nay II. Cơ sở thực tiễn của đề tài 1. Phương pháp điều tra, nghiên cứu để xác định cơ sở thực tiễn của đề tài. Để xác định cơ sở thực tiễn của đề tài về việc rèn luyện và phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cũng như thực trạng xây dựng và sử dụng phương pháp dạy học STEM trong dạy học ở 2 bài bài 10 và 11 chương 3-Sinh học 10 THPT- Bộ sách kết nối tri thức và cuộc sống, tôi đã tiến hành sử dụng phiếu điều tra, thăm dò 22 GV tại trường sở tại và các trường trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu , Hoàng Mai; điều tra 57 HS đại diện cho 7 lớp khối 10 chọn học môn Sinh học ở trường sở tại. 1.1. Nội dung điều tra: Nội dung 1: Tìm hiểu hứng thú, mức độ quan tâm và mức độ áp dụng dạy học STEM của Thầy (cô) trong dạy học môn Sinh học nói chung và về phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS thông qua dạy học chủ đề “Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm ” - Sinh học 10 THPT như thế nào ? Nội dung 2: Tìm hiểu hứng thú, mức độ quan tâm của HS về việc áp dụng dạy học STEM của Thầy (cô) trong dạy học môn Sinh học nói chung và về phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS thông qua dạy học STEM như thế nào ? 1.2. Phương pháp điều tra: - Xây dựng bộ câu hỏi cho GV và HS. - Ứng dụng phần mềm Google Forms để soạn và chuyển bộ câu hỏi bằng đường link đến cho các GV đang giảng dạy cấp THPT trên địa bàn Quỳnh Lưu, Hoàng Mai. Ứng dụng phần mềm Google Forms để soạn và chuyển bộ câu hỏi bằng đường link đến cho HS đang học lớp 10 thuộc các lớp có học môn sinh học trong trường THPT Quỳnh Lưu . - Thu phiếu điều tra sau khi các đối tượng đã hoàn thành điều tra, thống kê và xử lý kết quả. 1.3. Nội dung phiếu điều tra: Nội dung 1: Tìm hiểu hứng thú, mức độ quan tâm và mức độ áp dụng dạy học STEM của Thầy (cô) trong dạy học môn Sinh học nói chung và về phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS thông qua dạy học chủ đề “Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm ” - Sinh học 10 THPT. 8
Câu 1: Thầy(cô) đã từng tiếp xúc với khái niệm giáo dục STEM chưa? Ở mức độ nào ? Mức độ Chưa Đã từng nghe Đã tìm hiểu Đã tìm hiểu và từng nhưng chưa tìm nhưng chưa rõ nắm rõ nghe hiểu Ý Sốlượng kiến Tỉ lệ Câu 2: Mức độ quan tâm của thầy(cô) đối với STEM như thế nào? Mức độ Không Muốn tìm Muốn Muốn dạy học STEM quan tâm hiểu giảng dạy nhằm phát huy năng lực học STEM Ý Sốlượng kiến Tỉ lệ Câu 3: Mức độ quan tâm của Thầy (cô) về năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo thông qua dạy học như thế nào ? Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ Ý kiến Sốlượng Tỉ lệ Câu 4: Thầy cô có thấy tính cấp thiết của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS thông qua dạy học chủ đề STEM “Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm ” - Sinh học 10 THPT không ? + Rất cấp thiết + Cấp thiết + ít cấp thiết + cấp thiết Nội dung 2: Tìm hiểu hứng thú, mức độ quan tâm của HS về việc áp dụng dạy học STEM của Thầy (cô) trong dạy học môn Sinh học nói chung và về phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS thông qua dạy học STEM như thế nào ? Câu 1: Em đã từng tiếp xúc với khái niệm giáo dục STEM chưa ? Chưa Đã từng nhưng Đã tìm hiểu Đã tìm hiểu và Mức độ từng nghe chưa tìm hiểu nhưng chưa rõ nắm rõ Ý SL kiến Tỉ lệ 9
Câu 2: Mức độ quan tâm của em đối với STEM ? Muốn Muốn học tập về Stem nhằm Không Muốn Mức độ học tập phát huy các năng lực của bản quan tâm tìm hiểu thân Ý SL kiến Tỉ lệ Câu 3: Em đã từng được học chủ đề STEM nào chưa ? Chưa từng được học Đã từng được học SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ Câu 4: Trong giờ học môn sinh em thích hoạt động nào nhất? Được làm các Tập trung nghe thí nghiệm Nghe giảng giảng phát biểu Làm bài thực hành để và ghi chép ý kiến, thảo tập hiểu sâu sắc thụ động luận và làm việc về kiến thức Ý SL kiến Tỉ lệ Câu 5: Em có được GV dạy môn sinh học thường xuyên giao nhiệm vụ và hướng dẫn chuẩn bị nhiệm vụ học tập cho giờ học kiến thức mới không? Thường Mức độ Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ xuyên Ý SL kiến Tỉ lệ Câu 6 : GV có thường xuyên đánh giá hiệu quả hoạt động học tập của từng HS và từng nhóm trong lớp ở tiết học kiến thức mới môn sinh học không? Thường Mức độ Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ xuyên Ý SL kiến Tỉ lệ 10
Câu 7: Em có thái độ như thế nào khi phát hiện các vấn đề (mâu thuẫn với kiến thức đã học, khác với những điều em đã biết) trong câu hỏi hoặc bài tập thầy, cô giáo? Ý kiến Thái độ Số lượng Tỉ lệ Rất quan tâm, bằng mọi cách để tìm hiểu Quan tâm, muốn tìm hiểu Thấy lạ nhưng không cần tìm hiểu Không quan tâm Câu 8a: Em đánh giá như thế nào về năng lực xác định tình huống có vấn đề trong học tập của mình Mức độ Rất tốt Tốt Chưa tốt Không có Ý SL kiến Tỉ lệ Câu 8b: Em đánh giá như thế nào về năng lực đề xuất các phương án để giải quyết các vấn đề trong học tập? Mức độ Rất tốt Tốt Chưa tốt Không có Ý SL kiến Tỉ lệ Câu 8c: Em đánh giá như thế nào về năng lực lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề phù hợp nhất và thực hiện? Mức độ Rất tốt Tốt Chưa tốt Không có Ý SL kiến Tỉ lệ Câu 8d: Em đánh giá như thế nào về năng lực nghiên cứu thay đổi giải pháp giải quyết vấn đề khi có sự thay đổi dự kiện đề xuất các phương án để giải quyết các vấn đề trong học tập? Mức độ Rất tốt Tốt Chưa tốt Không có Ý SL kiến Tỉ lệ 11
2. Kết quả điều tra, khảo sát cơ sở thực tiễn của đề tài (Kết quả số liệu thu được qua khảo sát googlefrom). 2.1. Kết quả điều tra về phương pháp dạy học STEM của GV 12
2.2. Kết quả điều tra HS 13
Qua kết quả điều tra tôi thấy rằng phần lớn các thầy cô muốn dạy học STEM nhằm phát triển năng lực GQVĐ và ST giúp HS phát triển toàn diện (72,7%). Đặc biệt đa số GV đều đánh giá cao về việc chọn dạy học chủ đề STEM “Cắt tỉa hoa nghệ thuật, nhuộm màu hoa, nhuộm màu thực phẩm và bảo quản nông sản thực phẩm để phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS (100 %). 14