Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 11, Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài "Thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 11, Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn" nhằm giúp học sinh có thể nắm bắt được đầy đủ các thông tin về đối tượng nghiên cứu dựa trên cơ sở huy động hoạt động của bán cầu não trái và não phải. Từ đó sẽ phát triển được tư duy một cách tốt nhất và hình thành khái niệm về đối tượng rõ ràng nhất. Giúp cho các tài liệu học tập trở nên vừa sức hơn đối với học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 11, Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN TÊN SÁNG KIẾN: “THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN Đồng tác giả: Họ và tên Chức vụ Đơn vị công tác Ngô Đức Thắng Giáo viên THPT Nho Quan C Bùi Thị Liên Tổ phó CM THPT Nho Quan C Trần Thị Hoa Giáo viên THPT Nho Quan C Vũ Thị Thanh Nhàn Giáo viên THPT Nho Quan C Hoàng Thị Yêu Giáo viên THPT Nho Quan C Ninh Bình, tháng 05 năm 2022 1
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: - Hội đồng sáng kiến Trường THPT Nho Quan C - Hội đồng sáng kiến Sở giáo dục và đào tạo Ninh Bình Chúng tôi ghi tên dưới đây: 2
Tỷ lệ Trình (%) đóng Ngày, Chức độ góp vào Ghi TT Họ và tên tháng, năm Nơi công tác vụ chuyên việc tạo chú sinh môn ra sáng kiến THPT Giáo Đồng 1. Ngô Đức Thắng 27/10/1979 Thạc sĩ 20% Nho Quan C viên tác giả Tổ phó THPT Đồng 2. Bùi Thị Liên 21/06/1985 chuyên Cử nhân 20% Nho Quan C tác giả môn THPT Giáo Đồng 3. Trần Thị Hoa 11/09/1983 Cử nhân 20% Nho Quan C viên tác giả Vũ Thị THPT Giáo Đồng 4. 11/10/1992 Thạc sĩ 20% Thanh Nhàn Nho Quan C viên tác giả THPT Giáo Đồng 5. Hoàng Thị Yêu 13/04/1994 Cử nhân 20% Nho Quan C viên tác giả Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 11, Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn”. Lĩnh vực áp dụng: Giáo dục Thời gian thực hiện: Từ tháng 8 năm 2021 đến tháng 05 năm 2022 I. NỘI DUNG 1. Giải pháp cũ thường làm 1.1. Thực trạng Ở các trường phổ thông, các môn học như Toán học, Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật được đưa vào giảng dạy trong tất cả các bậc học. Tuy nhiên, chương trình và sách giáo khoa hiện hành ở Việt Nam chưa được xây dựng như một chỉnh thể mang tính xuyên suốt, thống nhất chặt chẽ từ các cấp học; một số nội dung các môn học và hoạt động giáo dục chưa cân đối, chưa phân loại và chưa phù hợp với từng đối tượng người học. Nội dung chương trình, sách giáo khoa hiện hành tuy bước đầu đã được xây dựng theo quan điểm tích hợp và phân hóa nhưng việc thực hiện dạy học tích hợp và phân hóa chưa có hiệu quả cao, chưa đạt được yêu cầu của mục tiêu chương trình. Dựa trên các yêu cầu của giáo dục STEM, đặc biệt là dựa trên hiệu quả tích hợp các môn học và vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, trong các tình huống cụ thể thì có thể thấy giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay chưa thực 3
sự có giáo dục STEM đồng đều ở các cấp học, các trường phổ thông và các tỉnh thành. Ví dụ như ở bậc tiểu học đã có sự tích hợp trong chương trình học như bộ môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học thì lên THCS và THPT các môn học này lại độc lập, mới tích hợp ở một số nội dung trong từng môn học riêng lẻ. Ở môn Sinh học 11, do thiếu sự gắn kết giữa kiến thức, kĩ năng của các môn học nên chương trình còn nặng về kiến thức hàn lâm, nhẹ về yêu cầu thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn đã dẫn đến tình trạng phần lớn HS chú trọng học chủ yếu về kiến thức, ít có kĩ năng thực hành, giao tiếp hợp tác, thiếu chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức bài học vào thực tiễn còn hạn chế. Phương pháp giảng dạy phần này của thầy cô thường là: Một là, sử dụng nhóm phương pháp diễn giảng:  Phương pháp thuyết trình: Phương pháp dạy học truyền thống này chính là phương pháp mà giáo viên ứng dụng để thể hiện được tính chất thông báo qua lời giảng giúp học sinh nghe và lĩnh hội. Bởi vậy đây là phương pháp mang tính thụ động khá nhiều.  Phương pháp gợi mở và nêu ra vấn đề: Với phương pháp này giáo viên sẽ thực hiện theo cấu trúc thuyết trình song song và vấn đề cũng được trình bày theo hướng tích cực hơn. Giáo viên sẽ là người trình bày các kiến thức theo một logic hợp lý theo dạng gợi mở vấn đề để học sinh tư duy và tìm ra câu trả lời.  Phương pháp tranh luận trực tiếp: Phương pháp này cũng được các giáo viên sử dụng thường xuyên. Để ứng dụng phương pháp tranh luận, giáo viên sẽ đưa ra cho học sinh một hệ thống các câu hỏi. Học sinh sẽ trao đổi, tranh luận với nhau và với giáo viên để tìm ra câu trả lời.  Phương pháp tự học với sách giáo khoa và sách tham khảo: Trong quá trình tự học, tự nghiên cứu theo sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo, học sinh sẽ có thể tìm tòi, nghiên cứu và nắm vững kiến thức. Với phương pháp tự học với sách giáo khoa và các tài liệu, học sinh có thể thực hiện ở bất cứ đâu. Hai là, sử dụng phương pháp trực quan Phương pháp dạy học trực quan là cách thức giảng dạy bằng việc sử dụng những phương tiện trực quan và các yếu tố kỹ thuật để giúp củng cố và tạo sự hứng thú cho học sinh. Ba là, sử dụng phương pháp dạy học luyện tập và thực hành Phương pháp thực hành được đánh giá là phương pháp mang tính chủ động nhiều nhất trong các phương pháp dạy học truyền thống. Với phương pháp này, giáo viên sẽ tổ chức các hoạt động thực hành để học sinh có cơ hội được 4
khám phá những tri thức mới và vận dụng nó giúp củng cố, rèn luyện kỹ năng bản thân. 1.2. Ưu điểm, nhược điểm 1.2.1. Ưu điểm Nhóm phương pháp diễn giảng: Thể hiện được tính chất thông báo trong lời giảng của giáo viên cùng với đó là tính lĩnh hội của học sinh. Bồi dưỡng được năng lực diễn đạt một vấn đề khoa học nhất có thể. Giúp giáo viên có thể thu được tín hiệu từ học sinh một cách nhanh chóng và kịp thời để điều chỉnh quá trình dạy học. Trong quá trình làm việc với sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo, học sinh sẽ nắm vững được kiến thức và hình thành được các kỹ năng thông qua sách vở. Nhóm phương pháp trực quan: Giúp học sinh có thể nắm bắt được đầy đủ các thông tin về đối tượng nghiên cứu dựa trên cơ sở huy động hoạt động của bán cầu não trái và não phải. Từ đó sẽ phát triển được tư duy một cách tốt nhất và hình thành khái niệm về đối tượng rõ ràng nhất. Giúp cho các tài liệu học tập trở nên vừa sức hơn đối với học sinh. Nhóm phương pháp thực hành: Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng kỹ xảo và củng cố tri thức. Hình thành cho người học những phẩm chất như độc lập, tự chịu trách nhiệm, tính sáng tạo... 1.2.2. Nhược điểm Nhóm phương pháp diễn giảng: Hạn chế của nhóm phương pháp này là học sinh thụ động kiến thức ghi nhớ tạm thời, dễ quên vì vậy hiệu quả giáo dục là không cao. Nhóm phương pháp trực quan: Đối với phần này giáo viên thường sử dụng là hình ảnh phóng to mặc dù hỗ trợ rất nhiều cho các em về khả năng ghi nhớ, nội dung lí thuyết. Tuy nhiên hình ảnh chưa nói lên được bản chất và vai trò của các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản của sinh vật. Nhóm phương pháp thực hành:Theo nội dung chương trình hiện hành nội dung thực hành, giáo viên rất khó thực hiện vì cơ sở vật chất không đáp ứng được. Như vậy, hạn chế chung của các phương pháp trên là chưa tạo động lực học tập, giúp học trò có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn trong đời sống một cách chủ động sáng tạo, hạn chế phát triển kĩ năng vốn có của học sinh. 2. Giải pháp mới cải tiến 2.1. Khái niệm STEM STEM là từ viết tắt từ những chữ cái đầu tiên của các từ Science (Khoa 5
học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Thuật ngữ này được sử dụng khi bàn tới các chính sách phát triển về Toán học, Khoa học, Công nghệ và Kĩ thuật của các quốc gia. Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên ba cách chính như sau: Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm của giáo dục đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó: Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất), giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày. Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Công nghệ giúp HS hiểu rõ về công nghệ được phát triển như thế nào, cung cấp những kĩ năng để HS có thể phân tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày và của cộng đồng. Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật được tích hợp kiến thức của nhiều môn học giúp cho HS hiểu rõ vấn đề và có thể vận dụng sáng tạo để thiết kế các đối tượng hay hệ thống. Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra. Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp liên ngành của 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó, những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới. Giáo dục STEM là sự tích hợp từ ít nhất hai trên bốn lĩnh vực về Công nghệ, Kĩ thuật, Khoa học và Toán học trở lên. Cụ thể là theo hướng tiếp cận, khám phá trong hoạt động dạy và học giữa hai hay nhiều môn học STEM hoặc giữa một chủ đề STEM . 2.2. Các con đường giáo dục STEM Giáo dục STEM không phải là một môn học cụ thể trong chương trình phổ thông mà thường được tổ chức qua các hình thức như hoạt động ngoài giờ 6
lên lớp, hoạt động của các câu lạc bộ STEM, hay được lồng ghép giảng dạy thông qua các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ. Một số con đường để giáo dục STEM cho HS trong đó tập trung phân tích giáo dục STEM thông qua dạy học các môn học. Giáo dục STEM thông qua những hoạt động ngoài giờ lên lớp Trên thế giới, các hoạt động giáo dục nhằm phát triển năng lực, sự sáng tạo, phẩm chất và kĩ năng, giáo dục sự nhân văn… được một số quốc gia gọi đó là hoạt động giáo dục ngoài trời, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay hoạt động trải nghiệm... Các hoạt động này thường được xây dựng dựa trên các chủ đề rất đa dạng, một trong số đó liên quan đến khám phá thế giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, Kĩ thuật… Các hoạt động này đều hướng tới việc cung cấp cho HS các tình huống, bối cảnh đa dạng và phong phú đòi hỏi sự phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép HS tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt được kết quả tốt hơn; cung cấp cho HS cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm. Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vực STEM Mô hình giáo dục STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên được các quốc gia trên thế giới quan tâm. Nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các chủ đề STEM hữu ích và việc giảng dạy thực hiện các cách khác nhau tùy theo môi trường học tập khác nhau. - Chủ đề STEM chỉ được dạy trong một môn học. Hình 1.1. Chủ đề STEM chỉ được dạy trong một môn học. - Chủ đề STEM được dạy trong một số môn học Hình 1.2. Chủ đề STEM được dạy trong một số môn học - Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học phối hợp. 7
Hình 1.3. Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học phối hợp 2.3. Phân loại STEM STEM là một trong những giải pháp chính quan trọng của nhiều quốc gia trong việc thúc đẩy tri thức, kinh tế văn hóa xã hội phát triển. Ở tầm vĩ mô, các quốc gia có chính sách STEM và các chương trình STEM được triển khai rất rõ ràng, chi tiết, bài bản. Ở tầm vi mô như trường học thì tập trung vào bài học STEM, dự án STEM và nhiệm vụ STEM. Phân loại STEM là việc làm rất cần thiết vì nhờ đó mà chúng ta có cơ sở cho việc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM và phương pháp giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện và bối cảnh khác nhau. STEM được phân loại dựa trên các khía cạnh khác nhau như: - Về các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề có: STEM khuyết, STEM đầy đủ. - Về phạm vi kiến thức giải quyết vấn đề STEM có: STEM mở rộng, STEM cơ bản. - Dựa vào mục đích của việc dạy học ta: STEM dạy kiến thức mới, STEM vận dụng. 2.4. Thực trạng giáo dục STEM trong dạy học môn Sinh học Trung học phổ thông Trên cơ sở lí luận về giáo dục STEM, chúng tôi tiến hành điều tra đánh giá thực tiễn về dạy học STEM trong dạy học Sinh học 11, THPT nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. a. Mục đích khảo sát - Khảo sát, thu thập ý kiến của GV về vai trò, ý nghĩa dạy học theo mô hình giáo dục STEM tại một số trường THPT. - Thực trạng những khó khăn khi dạy học theo hoạt động giáo dục STEM ở môn Sinh học 11, THPT. - Sự cần thiết hướng dạy học theo hoạt động giáo dục STEM trong dạy học Sinh học. b. Đối tượng khảo sát và phương pháp điều tra Nghiên cứu khảo sát 34 giáo viên Sinh học của các trường THPT của tỉnh 8
Ninh Bình và Hưng Yên, Hòa Bình. Cụ thể số trường và số phiếu khảo sát như sau: Khu vực Tên trường Số lượng phiếu Tỉnh Hưng Yên THPT chuyên Hưng Yên 02 THPT Nho Quan A 02 THPT Nho Quan B 03 THPT Nho Quan C 04 THPT Gia Viễn A 03 THPT Gia Viễn B 02 THPT Gia Viễn C 02 Tỉnh Ninh Bình THPT Hoa Lư A 02 THPT Đinh Tiên Hoàng 02 THPT Trần Hưng Đạo 02 THPT Kim Sơn A 03 THPT Kim Sơn B 02 THPT Bình Minh 02 Tỉnh Hòa Bình THPT chuyên Hoàng Văn Thụ 01 c) Kết quả điều tra * Thực trạng mức độ dạy học Sinh học phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Kết quả cho thấy đa số GV đã quan tâm đến việc kết nối các kiến thức thuộc các lĩnh vực khác nhau vào thực tiễn (bảng 1.1). Cụ thể, 80% GV “thường xuyên cho học sinh sử dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề có trong thực tiễn”. Tuy nhiên việc tiến hành đổi mới toàn diện chưa được chú ý, đặc biệt việc “sử dụng kiến thức từ các môn Toán học, Vật lý, Hóa học, Công nghệ trong quá trình dạy học môn Sinh học”. Việc tiến hành tổ chức hoạt động cho học sinh nhằm tạo ra các sản phẩm hay định hướng học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống thực tiễn chưa nhiều. Đặc biệt là việc đánh giá học sinh theo định hướng đổi mới còn chưa được quan tâm thường xuyên trong dạy học Sinh học. Do vậy kết quả dạy học chưa đồng bộ. Bảng 1.1. Thực trạng mức độ dạy học Sinh học phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Rất Không Rất không Thường thường thường Stt Nội dung thường xuyên xuyên xuyên xuyên SL % SL % SL % SL % 1 Trong quá trình dạy 0 0.0 5 14.7 23 67.6 6 17.7 học Sinh học, Thầy 9
cô có thường xuyên giao nhiệm vụ cho học sinh hoạt động nhóm? 2 Thầy/Cô có thường xuyên sử dụng kiến thức liên môn trong 1 2.9 17 50 15 44.2 1 2.9 quá trình dạy học môn Sinh học của mình? 3 Trong dạy học Sinh học, Thầy/Cô có thường xuyên cho học sinh sử dụng 0 0.0 3 8.8 27 79.4 4 11.8 kiến thức đã học vận dụng vào thực tiễn hay không? * Mức độ phổ biến của giáo dục theo định hướng STEM Kết quả khảo sát cho thấy, mức độ phổ biến của giáo dục STEM, các thuật ngữ liên quan đến STEM được GV nghe, đọc, dự tập huấn. Trao đổi với các giáo viên, họ đã biết tới STEM thông qua các hoạt động tập huấn, các cuộc thi, ngày hội khoa học… Trong đó số GV đã từng dự tập huấn về giáo dục theo định hướng STEM là 15/34 GV chiếm 44,1% . Số GV khi được khảo sát đã từng nghe hoặc đọc về giáo dục theo định hướng STEM nhưng chưa được dự tập huấn là 19/34 GV với tỉ lệ 55,9 %. Điều đó cho thấy, còn khá nhiều GV còn chưa từng được tập huấn về giáo dục theo định hướng STEM một cách bài bản. Vì thế cần tăng cường tập huấn, phổ biến, áp dụng những lợi ích của giáo dục STEM vào dạy học để cả người dạy và người học đều hứng thú hơn với việc dạy và học. * Đánh giá về mức độ hiểu biết về sự hữu ích của giáo dục STEM Từ bảng 1.1 cho thấy trong quá trình dạy học môn Sinh học, các GV đã rất quan tâm tới việc hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn, định hướng hứng thú ở người học. Tuy nhiên, thông qua hoạt động dạy học việc tổ chức để HS tạo ra các sản phẩm hay định hướng sản phẩm trong quá trình hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn chưa được nhiều GV quan tâm hay thực hiện. Điều này cũng có thể hiểu rằng HS chưa có nhiều cơ hội được học tập trải nghiệm, được “nhúng” trong môi trường công nghệ. Các hoạt động định hướng hứng thú, vận dụng kiến thức vào 10
thực tiễn mới chỉ dừng ở mức độ lí thuyết là chính. Tất cả các thầy cô đều đánh giá về sự hữu ích của giáo dục STEM ở mức độ quan trọng và rất quan trọng trong việc làm thay đổi tích cực quá trình học tập, khám phá tri thức của học sinh và đánh giá giáo dục STEM là cần thiết đối với tất cả học sinh. Bảng 1.2. Đánh giá về mức độ hiểu biết về sự hữu ích của giáo dục STEM Mức độ hữu ích Rất Không không Quan Rất quan STT Nội dung quan quan trọng trọng trọng trọng SL % SL % SL % SL % 1 Theo Thầy/Cô đổi mới giáo dục theo 0 0.0 0 0.0 30 88.2 7 11.8 định hướng STEM có quan trọng không? 2 Giáo dục STEM làm thay đổi tích cực quá 0 0.0 0 0.0 31 91.2 3 8.8 trình học tập của học sinh 3 Giáo dục STEM là cần thiết đối với tất cả 0 0.0 0 0.0 28 82.4 11 17.6 học sinh - Mức độ thiết kế các hoạt động dạy học liên quan đến STEM Từ kết quả khảo sát cho thấy, số lượng giáo viên thiết kế các hoạt động dạy học liên quan đến STEM trong quá trình dạy học là 13/34 GV chiếm tỷ lệ khá ít là 38,2%. Thực tế, qua trò chuyện các GV đã rất quan tâm tới việc hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn, định hướng hứng thú ở người học. Tuy nhiên, việc thiết kế các hoạt động dạy học để HS tạo ra các sản phẩm hay định hướng sản phẩm trong quá trình hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn chưa được nhiều GV quan tâm hay thực hiện. Điều này cũng có thể hiểu rằng HS chưa có nhiều cơ hội được học tập trải nghiệm. Các hoạt động định hướng hứng thú, vận dụng kiến thức vào thực tiễn mới chỉ dừng ở mức độ lí thuyết là chính. Do vậy, chưa phản ánh đúng lợi ích, ưu điểm của giáo dục STEM. - Đánh giá về ưu điểm, lợi thế của giáo dục theo định hướng STEM đối với hoạt động học tập của học sinh Từ trên đánh giá của GV về dạy học theo mô hình giáo dục STEM, chúng 11
tôi cho rằng thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 11, trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn có vai trò rất cần thiết. Để tìm hiểu điều này, chúng tôi khảo sát và thu được kết quả được thể hiện trong bảng 1.3. Bảng 1.3. Đánh giá về ưu điểm, lợi thế của giáo dục theo định hướng STEM đối với hoạt động học tập của học sinh STT Nội dung Số lượng Tỷ lệ % 1 Tiếp thu kiến thức dễ dàng 28 82.4 2 Rèn luyện được kĩ năng thực hành 31 91.2 3 Phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo 32 94.1 4 Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào 33 97 thực tiễn cuộc sống 5 Giải quyết vấn đề thực tế 29 85.3 Kết quả khảo sát cho thấy, đa phần GV đánh giá ưu điểm, lợi thế của giáo dục theo định hướng STEM đối với hoạt động học tập của học sinh giúp HS “Rèn luyện được kĩ năng thực hành” (với 31/34 ý kiến đánh giá chiếm 91,2%), “Phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo” (với 32/34 ý kiến đánh giá chiếm 94,1%) và đặc biệt là giúp HS “Phát triển được năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn” (với 33/34 ý kiến đánh giá chiếm 97%). Đồng thời các ý kiến cũng xoay quanh ưu điểm, lợi thế của giáo dục theo định hướng STEM như: Tiếp thu kiến thức dễ dàng; Giải quyết vấn đề thực tế. - Đánh giá về các kỹ thuật / phương pháp dạy học GV sử dụng nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh. Kết quả khảo sát cho thấy, nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh đa phần các thầy cô thường sử dụng những phương pháp/ kĩ thuật dạy học phổ biến như “Phương pháp dạy học thực hành” (với 33/34 ý kiến đánh giá chiếm 97%), “Phương pháp dạy học nhóm” (với 32/34 ý kiến đánh giá chiếm 94,1%), “Phương pháp giải quyết vấn đề” (với 29/34 ý kiến đánh giá chiếm 85,3%), “Dạy học theo dự án” (với 30/34 ý kiến đánh giá chiếm 88,2%) và chiếm tỉ lệ cao hơn là “Kĩ thuật giao nhiệm vụ” chiếm tỉ lệ 94,1 % với 32/34 phiếu chọn. Ngoài ra “Phương pháp đóng vai” và “Kĩ thuật các mảnh ghép” cũng được các thầy cô lựa chọn tuy nhiên với tỉ lệ ít hơn. Bảng 1.4. Đánh giá về các kỹ thuật / phương pháp dạy học GV sử dụng nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh. STT Nội dung Số lượng Tỷ lệ % 1 Phương pháp dạy học nhóm 32 94.1 2 Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề 29 85.3 3 Phương pháp đóng vai 13 38.2 4 Dạy học theo dự án 30 88.2 12
5 Phương pháp dạy học thực hành 33 97 6 Kĩ thuật giao nhiệm vụ 32 94.1 7 Kĩ thuật các mảnh ghép 15 44.1 2.5. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học 11 theo mô hình giáo dục STEM Trên cơ sở quy trình dạy học STEM của tác giả Lê Huy Hoàng, chúng tôi thiết kế và xây dựng bài giảng Sinh học theo mô hình giáo dục STEM dưới đây (hình 2.2): Hình 2.2. Quy trình dạy học môn Sinh học theo mô hình giáo dục STEM 2.5.1. Xây dựng chủ đề Lựa chọn các nội dung cụ thể trong chương trình phần Sinh học 11, THPT để làm cơ sở xây dựng chủ đề. Cần chú ý tìm những điểm tương đồng về nội dung thuộc Sinh học lớp 11, THPT với các vấn đề của thực tiễn sản xuất và đời sống. Ví dụ: Từ các kiến thức về quá trình sinh trưởng của thực vật, GV xây dựng được chủ đề “Sinh trưởng của thực vật”. Đây là chủ đề kiến thức gắn liền với thực tế cuộc sống như: sản xuất phân GE, sản xuất thuốc trừ sâu sinh học tại nhà,… 2.5.2. Xây dựng hoạt động học tập theo định hướng STEM GV có thể xây dựng bảng nội dung mô tả các kiến thức thuộc các môn học liên quan tới chủ đề dựa trên cơ sở các bước xây dựng chủ đề giáo dục STEM Khi xây dựng nội dung từng phần dưới dạng các thông tin cung cấp, các phiếu học tập. Ở đây, nội dung học tập phần Sinh học lớp 11, THPT theo mô hình giáo dục STEM cần được xây dựng theo cách vận dụng kiến thức vào thực 13
tiễn. Các đối tượng STEM có quan hệ chặt chẽ với nhau và sự tích hợp của các đối tượng này có thể giúp người học phát triển những kiến thức, khái niệm, kĩ năng có liên quan. Dạy học Sinh học lớp 11, THPT theo mô hình giáo dục STEM không những chú trọng rèn luyện những kĩ năng lao động nghề nghiệp cơ bản mà còn nhấn mạnh khả năng nghiên cứu, sáng tạo và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống. 2.5.3. Thiết kế các nhiệm vụ a) Tiêu chí xác định nhiệm vụ STEM Nhiệm vụ STEM mang tính định hướng sản phẩm: - Nhiệm vụ STEM được xây dựng trên cơ sở tích hợp từ hai lĩnh vực học tập trở lên bởi các vấn đề thực tiễn luôn mang tính phức hợp. - Đa phương án: Một nhiệm vụ STEM sẽ có nhiều phương án để giải quyết, tạo cơ hội cho HS được tự do tư duy, bộc lộ năng lực sáng tạo trong việc tìm ra các giải pháp các ý tưởng cho vấn đề cần giải quyết. Những sai lầm của HS có thể mắc phải trong quá trình tìm kiếm các giải pháp là một phần quan trọng của bài học STEM bởi những sai lầm đó có thể giúp HS có những hiểu biết sâu hơn. - Tính mở: Khi HS tìm được giải pháp để giải quyết vấn đề điều đó không có nghĩa rằng nhiệm vụ đã kết thúc mà nó sẽ luôn là một thách thức để HS tìm ra các giải pháp tối ưu hơn, những cải tiến tốt hơn. - Định hướng hợp tác: Các nhiệm vụ STEM sẽ đặt HS vào trong các bối cảnh nhằm khuyến khích sự hợp tác giữa các HS, cùng nhau suy nghĩ, chia sẻ ý tưởng và phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề liên quan. - Kết nối những kiến thức không có trong chương trình học. - Định hướng giải quyết các vấn đề thực tiễn: Trong bài học STEM, HS được tìm hiểu các vấn đề về xã hội, kinh tế, môi trường của thế giới thực và tìm kiếm các giải pháp cho chúng. b) Cấu trúc của một nhiệm vụ STEM Cấu trúc đầy đủ của một nhiệm vụ STEM được nghiên cứu đề xuất gồm bốn thành phần như sau: Ngữ cảnh/Tình huống/Giới thiệu; Thách thức; Yêu cầu; Nguồn lực/Nguyên vật liệu. 2.5.4. Tổ chức thực hiện Các bước để triển khai nội dung học tập đến HS là: Giới thiệu → Trải nghiệm → Kết thúc. Giới thiệu: Ở giai đoạn này GV, nêu rõ mục tiêu cụ thể hoạt động (Cần hoàn thành công việc gì? Hình thành được kĩ năng gì? Thời gian cần hoàn thành? Điều kiện thực hiện? Cách đánh giá?...). - Kiểm tra, khồi phục kiến thức và kĩ năng của HS. Đây là cơ sở để đưa ra các giải pháp, giải quyết các nhiệm vụ học tập, cung cấp hiểu biết và những 14
hướng dẫn mới cần thiết. Ví dụ, HS được hướng dẫn TN, hoàn thành các phiếu học tập để có những kiến thức về cơ khí, về kĩ thuật điện (những kiến thức hỗ trợ trực tiếp cho hoạt động thiết kế ô tô). Trải nghiệm: Đây là giai đoạn GV tổ chức cho HS vận dụng các kiến thức được học để thiết kế sản phẩm. Một số công việc triển khai là phân nhóm, giao nhiệm vụ, phân chia dụng cụ, vật liệu,…GV theo dõi, uốn nắn, hướng dẫn thường xuyên và kiểm tra từng bước, từng phần công việc của HS. Kết thúc: HS dừng hoạt động trải nghiệm, hoàn thiện các nội dung để báo cáo, giới thiệu sản phẩm.Vệ sinh lớp học. Về bản chất, giai đoạn này sử dụng các PPDH khác nhau trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS. 2.5.5. Tổ chức đánh giá Đánh giá kết quả học tập là một việc làm rất quan trọng trong quá trình dạy học. Việc đánh giá chính xác, khách quan sẽ giúp GV có được những thông tin để đưa ra những điều chỉnh phù hợp về phương pháp, về hình thức tổ chức dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Đánh giá kết quả học tập khách quan chính xác còn đem đến những tác động tích cực ở người học, giúp người học điều chỉnh thái độ, hành vi, nâng cao tinh thần trách nhiệm và tự chịu trách nhiệm với kết quả học tập của mình, từ đó kích thích hứng thú học tập, nâng cao hiệu quả học tập của người học. Trong dạy học theo mô hình STEM, đánh giá càng có vai trò quan trọng và là vấn đề cốt lõi đảm bảo sự thành công cho một chương trình giáo dục STEM. - Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập Việc đánh giá kết quả học tập Sinh học lớp 11, THPT theo mô hình giáo dục STEM của HS theo các yêu cầu sau: Đánh giá quá trình học tập của HS: Việc đánh giá người học phải được thực hiện trong suốt quá trình dạy học thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối cùng. Việc đánh giá này sẽ giúp GV thu thập được những thông tin phản hồi về nhận thức của người học, kết quả học tập qua từng giai đoạn, kết quả thực hiện từng nhiệm vụ học tập. Từ đó, GV đưa ra những tác động sư phạm cần thiết điều khiển hoạt động học tập của người học nhằm đạt kết quả tốt nhất. Chú trọng đánh giá năng lực và phẩm chất người học. Đây là mục tiêu chính được đặt ra trong Chương trình giáo dục phổ thông mới. Trong đó, đánh giá năng lực là xác định khả năng thành công trong việc thực hiện hoạt động học tập diễn ra trong một bối cảnh, tình huống cụ thể nhờ sự tư duy tổng hợp các kiến thức, kĩ năng của người học. Đánh giá phẩm chất nhằm xem xét người học ở cách ứng xử, tính tích cực, hứng thú học tập. Đánh giá kết quả học tập cá nhân: Điều này là bắt buộc vì theo quy chế đào tạo. Tuy nhiên, việc đánh giá kết quả học tập cá nhân giúp GV đối chiếu tới mục tiêu dạy học mà GV đã xây dựng cũng như PPDH mà GV đã sử dụng. Kết 15
quả học tập cá nhân luôn có những tác động tới nhận thức, tư duy, tình cảm của người học. Đánh giá kết quả học tập nhóm: Dạy học theo mô hình giáo dục STEM bên cạnh ý nghĩa giúp người học liên kết được những kiến thức thuộc lĩnh vực STEM được học với thực tiễn cuộc sống. Biết được cách vận dụng kiến thức để đưa ra những giải pháp từ thực tiễn. Đây còn là cơ hội người học có thể phát triển những kĩ năng mềm như kĩ năng giao tiếp, kĩ năng hợp tác, kĩ năng làm việc nhóm… Việc đánh giá kết quả học tập nhóm thực chất là đánh giá sự phát triển những kĩ năng trên của người học trong quá trình học tập. 2.6. Xây dựng một số giáo án dạy học Sinh học 11 theo mô hình giáo dục STEM Sau khi nghiên cứu chương trình Sinh học 11, chúng tôi thiết kế và xây dựng các chủ đề phù hợp với nội dung kiến thức, cũng như nhiệm vụ thực hiện đảm bảo các hoạt động dạy học theo định hướng STEM. Kết quả được tổng hợp trong bảng 2.2 (phụ lục I ) HĐ 1: Thiết kế mô hình tưới nước hiệu quả cho cây trồng HĐ 2: Thiết kế mô hình thủy canh trồng rau HĐ 3: Tự sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ rác hữu cơ trong gia đình HĐ 4: Làm giá đỗ sạch tại nhà HĐ 5: Trồng rau mầm an toàn tại nhà HĐ 6: Thiết kế mô hình đèn led trồng rau HĐ 7: Thiết kế mô hình phổi nhân tạo. HĐ 8: Thiết kế video tuyên truyền về tác hại của thuốc lá HĐ 9: Thiết kế video hướng dẫn sơ cứu vết thương chảy máu khẩn cấp HĐ 10: Viết bài tuyên truyền (bài báo) về cách phòng, chống bệnh huyết áp HĐ 11: Tạo dáng cây cảnh đơn giản tại gia đình HĐ 12: Lập thời gian biểu học tập trong tuần HĐ 13: Sản xuất phân GE (Garbage Enzyme-dung dịch enzim từ rác) tại nhà. HĐ 14: Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học HĐ 15: Thiết kế máy ấp trứng gà vịt đơn giản HĐ 16: Tự ủ thức ăn gia súc giúp tăng chất dinh dưỡng HĐ 17: Nhân giống vô tính ở thực vật bằng phương pháp giâm, chiết ghép HĐ 18: Dự án: Bảo vệ sức khỏe sinh sản tuổi vị thành niên 2.7. Thiết kế một số giáo án/chủ đề dạy học STEM Sinh học 11 Từ các quy trình xây dựng bài học theo chủ đề STEM, chúng tôi đã tiến hành xây dựng ba chủ đề như dưới đây, trong đó chủ đề 1 “Sinh trưởng ở thực vật” được lựa chọn để tiến hành thực nghiệm sư phạm. - Chủ đề 1: Sinh trưởng ở thực vật (phụ lục II ) 16
- Chủ đề 2: Sinh trưởng và phát triển ở động vật (phụ lục II) - Chủ đề 3: Điều hòa sinh sản ở động vật và kế hoạch hóa gia đình (phụ lục II) II. HIỆU QUẢ 1. Về phía học sinh Được tham gia vào các hoạt động STEM các em sẽ phát triển phẩm chất, năng lực người học theo yêu cầu đổi mới giáo dục. Sau đây là một số lợi ích của giáo dục STEM đem lại: Phát triển sự khéo léo sáng tạo: Sự khéo léo và khả năng sáng tạo của học sinh được STEM khơi dậy, giúp các em phát minh ra những ý tưởng và dự án mang tính đổi mới. Dạy người học kỹ năng giải quyết vấn đề: Giáo dục STEM dạy cho học sinh cách giải quyết vấn đề bằng việc sử dụng các kỹ năng tư duy phản biện. Khi trải nghiệm phương pháp giáo dục STEM, các em sẽ được học cách phân tích các vấn đề và lên kế hoạch để giải quyết chúng. Rèn luyện sức bền bỉ: Trong các hoạt động giáo dục STEM, học sinh được học trong một môi trường an toàn, nơi mà các em có thể thoải mái thất bại rồi thử lại lần nữa. Phương pháp giáo dục STEM đề cao giá trị của sự thất bại như một công cụ giảng dạy quý giá, nó cho các em biết coi trọng thất bại, và chấp nhận nó như một phần tất yếu của quá trình học. Điều này giúp học sinh rèn luyện sự tự tin và tính bền bỉ, hai đức tính không thể thiếu để các em có thể vượt qua những khó khăn sau này. Bởi dù sao đi nữa, khó khăn và thất bại là một phần tất yếu trên con đường dẫn đến thành công. Khuyến khích làm việc nhóm: Phương pháp giáo dục STEM có thể áp dụng cho các học sinh ở tất cả các trình độ. Những học sinh có trình độ khác nhau vẫn có thể làm việc trong cùng một nhóm để giải quyết các vấn đề, ghi chép dữ liệu, viết báo cáo, thuyết trình và hơn thế nữa. Kết quả là những em học sinh được hợp tác với nhau và cùng phát triển trong môi trường yêu cầu khả năng năng làm việc nhóm cao. Khuyến khích áp dụng kiến thức vào thực tiễn: Trong giáo dục STEM, học sinh được dạy những kĩ năng có thể áp dụng vào cuộc sống thực. Điều này làm động lực để các em học, vì các em biết là các kĩ năng này có thể được sử dụng ngay lập tức để giúp cuộc sống của các em và gia đình trở nên tốt hơn. Khả năng áp dụng kiến thức vào các nhiệm vụ thực tiễn sẽ là một công cụ đắc lực cho các em trong môi trường làm việc sau này. Khuyến khích sử dụng công nghệ: Giáo dục STEM dạy cho học sinh sức mạnh của công nghệ và các phát minh. Vì thế, khi học sinh được tiếp cận một công nghệ mới, các em sẽ sẵn sàng đón nhận chúng thay vì do dự hay lo sợ. 17
Điều này sẽ giúp các em có được lợi thế lớn trong một môi trường toàn cầu đang ngày càng trở nên công nghệ hóa. Khuyến khích sự thích nghi: Để thành công trong cuộc sống, học sinh cần khả năng áp dụng những kiến thức được học vào các tình huống khác nhau. Giáo dục STEM dạy các em khả năng áp dụng các khái niệm được học một cách phù hợp tùy vào vấn đề được đưa ra. 2. Về phía giáo viên 18
Phát huy được năng lực chuyên biệt và năng lực chung của mỗi giáo viên. Đồng thời qua việc tổ chức các hoạt động dạy học STEM bản thân mỗi giáo viên có cơ hội học tập từ đồng nghiệp, học sinh, chuyên gia, nhà khoa học…để nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, kĩ năng mềm…một cách nhanh chóng, tiết kiệm và hiệu quả nhất. 3. Về phía gia đình Học sinh tham gia hoạt động học tập STEM các em biết vận dụng sáng tạo những kiến thức, kĩ năng đã học vào thực tiễn cuộc sống hiện tại trong gia đình các em. 4. Về phía xã hội Qua hoạt động STEM học sinh sẽ bộc lộ năng lực chuyên biệt, năng lực chung và niềm đam mê, sở trường của các em phát huy được kĩ năng sống vốn có của các em. III. ĐIỀU KIỆN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG: 1. Điều kiện áp dụng Để tiến hành tổ chức hoạt động dạy học STEM thành công, chúng ta cần đáp ứng một số yêu cầu, điều kiện sau: Một là, giáo viên phải có ý thức trách nhiệm với công việc cao, nhận thức đầy đủ về hoạt động STEM. Hai là, giáo viên phải có năng lực sư phạm và kiến thức vững vàng, có khả năng tổ chức sự kiện; biết cách thúc đẩy con người tinh thần, giá trị con người cá nhân học sinh bộc lộ và phát huy. Giáo viên và học sinh phải có một số năng lực chung, năng lực chuyên biệt trong chủ đề lựa chọn, hoặc trong bài có tổ chức hoạt động STEM. Ba là, việc chuẩn bị các khâu của giáo viên và học sinh phải cụ thể, chu đáo theo các bước, đúng kế hoạch, trên cơ sở hợp tác, cộng tác hiệu quả giữa các thành viên, các nhóm. Học sinh tự tin, chuẩn bị đầy đủ các yêu cầu của giáo viên, chấp hành nghiêm túc kỉ luật học tập. Bốn là, Ban giám hiệu nhà trường ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi, có kế hoạch quản lí hoạt động dạy học trải nghiệm. Năm là, được sự đồng tình, đồng hành, ủng hộ của các lực lượng giáo dục trong và ngoài nhà trường. 2. Khả năng áp dụng: Có thể áp dụng cho các trường Trung học phổ thông, Dân tộc Nội trú, Trung tâm Giáo dục thường xuyên. 19
Với tất cả các đối tượng học sinh: yếu, trung bình, khá, giỏi. Mỗi nhóm học sinh khi đã được phân công nhiệm vụ, tất cả các em đều được tham gia vào nhiệm vụ cụ thể dựa trên năng lực sở trường của mỗi em. PHỤ LỤC (có đính kèm theo đơn) PHỤ LỤC I: Minh chứng các hoạt động dạy học theo mô hình giáo dục STEM trong chương trình Sinh học 11. PHỤ LỤC II: Minh chứng một số giáo án/chủ đề dạy học STEM Sinh học 11 PHỤ LỤC III: Minh chứng một số hình ảnh tổ chức dạy học STEM tại trường THPT Nho Quan C PHỤ LỤC IV: Phiếu điều tra dành cho giáo viên THPT và phiếu hỏi dành cho học sinh PHỤ LỤC IV: Minh chứng về hiệu quả thông qua tổng kết đánh giá qua các phiếu đánh giá. Chúng tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật. Nho Quan, ngày 13 tháng 05 năm 2022 XÁC NHẬN Người nộp đơn CỦA LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ (Ký và ghi rõ họ tên) 1. Ngô Đức Thắng 2. Bùi Thị Liên 3. Trần Thị Hoa 4. Vũ Thị Thanh Nhàn 5. Hoàng Thị Yêu PHỤ LỤC 20