Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh trong chủ đề Phân bón cho cây trồng – Công nghệ 10 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh trong chủ đề Phân bón cho cây trồng – Công nghệ 10 THPT" nhằm giúp học sinh vận dụng được kiến thức của chủ đề Phân bón cho cây trồng – công nghệ 10 vào thực tiễn sản xuất ở địa phương để tạo ra được phân hữu cơ vi sinh. Bón cho các loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao. Qua đó hình thành các kĩ năng, phẩm chất và nhóm các năng lực cho học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh trong chủ đề Phân bón cho cây trồng – Công nghệ 10 THPT

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƢỜNG THPT PHAN THÚC TRỰC SÁNG KIẾN Đề tài: Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh” trong chủ đề Phân bón cho cây trồng – Công nghệ 10 THPT. THUỘC MÔN : CÔNG NGHỆ LỚP 10 Tác giả: Thái Văn Tuấn Đơn vị: Trƣờng THPT Phan Thúc Trực Năm thực hiện: 2021 - 2022 Số điện thoại: 0946360017 1
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Trong những năm gần đây ngành giáo dục Việt Nam chúng ta đang tích cực thực hiện đổi mới căn bản toàn diện giáo dục đào tạo theo tinh thần của Nghị quyết 29- BCHTW, đổi mới phương pháp dạy, hình thức tổ chức dạy học để chuyển từ chủ yếu quan tâm đến việc cung cấp kiến thức sang việc quan tâm hình thành, phát triển các năng lực, phẩm chất người học, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, tăng cường kĩ năng thực hành, thực nghiệm… Thực hiện chủ trương đổi mới đồng bộ hình thức dạy học, phương pháp dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả giáo dục; để tăng cường việc gắn liền dạy học trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống và góp phần hình thành năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học. Với tinh thần và chủ trương trên, tôi là một giáo viên dạy môn công nghệ biết rằng Công nghệ lớp 10 là môn khoa học ứng dụng, nghiên cứu vận dụng những quy luật tự nhiên và các nguyên lý khoa học nhằm đáp ứng nhu cầu vật chất và tinh thần của con người, môn học gắn liền với điều kiện thực tế, kiến thức rất gần gũi với học sinh, với cuộc sống sinh hoạt và lao động sản xuất. Vì vậy khi giáo viên dạy môn Công nghệ lớp 10 ngoài kiến thức lí thuyết thì cần phải chú trọng tới việc dạy thực hành và vận dụng những nguyên lý cũng như quy trình kỉ thuật vào thực tiễn sản xuất. Để giúp học sinh hình thành các năng lực, đặc biệt là năng lực thực hành, thực nghiệm cũng như khả năng vận dụng kiến thức bài học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, lúc đó các em có thể tạo ra được các sản phẩm hữu ích trong đời sống kinh tế - xã hội. Cùng với sự đổi mới môn công nghệ trong chương trình giáo dục phổ thông 2018. Bản thân là một giáo viên dạy môn công nghệ tôi luôn tìm tòi, đổi mới và vận dụng các phương pháp dạy học tích cực giúp học sinh tiếp nhận kiến thức một cách chủ động và sáng tạo hoàn thiện phẩm chất và năng lực trong quá trình học tập, học không chỉ hiểu, biết. mà phải làm tạo ra được sản phẩm, tạo ra được việc làm. Một trong những phương pháp dạy học tôi đã vận dụng đó là phương pháp giáo dục STEM. Giáo dục STEM: Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, môn Công nghệ phản ánh hai thành phần là T (technology – công nghệ) và E (engineering – kỉ thuật) trong bốn thành phần của STEM. Đây là cơ sở để xác định môn Công nghệ có vai trò quan trọng thể hiện tư tưởng giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018. Chương trình môn Công nghệ gắn với thực tiễn, hướng tới thực hiện mục tiêu “học công nghệ để học tập, làm việc hiệu quả trong môi trường công nghệ tại gia đình, nhà trường, cộng đồng”. 2
Phương pháp dạy học STEM đang là sự lựa chọn phù hợp và cần thiết để lồng ghép vào dạy học môn công nghệ lớp 10 THPT, vì thông qua quá trình học tập giúp các em tự lĩnh hội được kiến thức, kĩ năng và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong đời sống kinh tế xã hội, sản xuất ở địa phương. Qua nhiều lần vận dụng giáo dục STEM lồng ghép vào dạy học một số chủ đề ở môn công nghệ tại trường THPT nơi tôi công tác đã mang lại hiệu quả tốt. Vì vậy tôi chọn đề tài nghiên cứu và thực nghiệm là: Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh” trong chủ đề phân bón cho cây trồng, công nghệ 10 THPT. 2. Mục đích nghiên cứu Thông qua đề tài nhằm giúp học sinh vận dụng được kiến thức của chủ đề Phân bón cho cây trồng – công nghệ 10 vào thực tiễn sản xuất ở địa phương để tạo ra được phân hữu cơ vi sinh. Bón cho các loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao. Qua đó hình thành các kĩ năng, phẩm chất và nhóm các năng lực cho học sinh. Vận dụng được giáo dục STEM vào thiết kế và dạy học môn công nghệ 10. 3. Đối tƣợng, phạm vi đề tài - Chủ đề Phân bón cho cây trồng – Công nghệ 10 THPT. .- Đề tài thực hiện cụ thể trên cả khối 10 của bản thân tôi dạy 2 năm học, năm học 2020 – 2021, 2021 – 2022 tại trường THPT Phan Thúc Trực, tại địa phương các xã Công thành, Khánh thành, Liên thành… 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của giáo dục STEM. - Đề xuất, xây dựng quy trình thiết kế và dạy học bài học STEM. - Tiến hành khảo sát thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng hiệu quả phương pháp dạy học mà đề tài mang lại hiệu quả . 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng các Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, giải quyết vấn đề, phương pháp thực hành, phương pháp quan sát và điều tra, Phương pháp chuyên gia, phương pháp thực nghiệm sư phạm 6. Đóng góp của đề tài - Vận dụng Giáo dục STEM lồng ghép vào giảng dạy chủ đề phân bón thay thế phương pháp dạy học truyền thống thụ động, giúp học sinh phát huy được các phẩm chất, năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, thực hành, thực nghiệm sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực giao tiếp và hợp tác làm việc nhóm, năng lực tự 3
học và tìm kiếm kiến, thông tin trên internet, năng lực nghiên cứu khoa học. Tạo ra được các sản phẩm cụ thể áp dụng trong đời sống sản xuất, kinh tế - xã hội hiện nay. - Thông qua đề tài học sinh tạo ra được phân bón hữu cơ vi sinh mang lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất, đề cao một phong cách học tập mới sáng tạo cho người học. - Tạo sự hứng thú, yêu thích khoa học, môn học công nghệ, thích khám phá, tìm tòi, vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết các vấn đề thực tiễn sử dụng phân bón cho cây trồng. - Tạo được cho các em tinh thần đoàn kết tham gia hoạt động nhóm, giúp đỡ, chia sẽ lẫn nhau và có trách nhiệm đối với công việc được giao cho bản thân cũng như các nhiệm vụ chung của nhóm. - Thông qua đề tài có thể phát hiện năng lực, sở trường của mình để có thể định hướng được nghề nghiệp cho bản thân trong tương lai. - Giúp giáo viên dạy môn công nghệ lớp 10 trên toàn tỉnh Nghệ An cũng như cả nước có thể tham khảo đề tài này để đưa vào giảng dạy tại trường của mình công tác, đặc biệt là các trường THPT ở vùng nông thôn và các huyện miền núi. - Tạo ra một hướng đi mới trong đổi mới phương pháp dạy học môn công nghệ 10. - Vận dụng giáo dục STEM vào trường THPT mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông, chương trình giáo dục phổ thông năm 2018. PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I. Cơ sở lí luận (Thông qua nghiên cứu tổng quan về mô hình giáo dục STEM) 1. Khái niệm giáo dục STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Côngnghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khai theo những cách khác nhau. Các nhà lãnh đạo và quản lý đề xuất các chính sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoa học, công nghệ. Người làm chương trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các môn học có liên quan trong 4
chương trình. Giáo viên thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho học sinh. Chu trình STEM Science (Khoa học) Technology Math Knowledge (Công nghệ) (Toán học) (Kiến thức) Engineering (Kỹ thuật) Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học. Giáo dục STEM được sử dụng theo mô tả trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018 như sau: “Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, côngnghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể”. Định nghĩa giáo dục Stem theo Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Hoa Kỳ (National Science Teachers Association - NSTA). 5
“Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó các học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán vào trong các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới”. Nhìn chung, khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM cần nhận thức và hành động theo cả hai cách hiểu sau đây: - Tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế. - Phương pháp tiếp cận liên môn (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán) trong dạy học với mục tiêu: (1) nâng cao hứng thú học tập các môn học thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán; (2) vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; (3) kết nối trường học và cộng đồng; (4) định hướng hành động, trải nghiệm trong học tập; (5) hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất người học. 2. Vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM Vận dụng giáo dục STEM vào trường THPT mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông, chương trình giáo dục phổ thông năm 2018. cụ thể: - Đảm bảo giáo dục toàn diện Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất. - Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh. - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. 6
- Kết nối trƣờng học với cộng đồng Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. - Hƣớng nghiệp, phân luồng Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng lực, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4. 3. Sự cần thiết vận dụng phƣơng pháp dạy học STEM vào môn Công nghệ trong trƣờng THPT Sự cần thiết của dạy học STEM trong thời gian hiện nay. Các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học cần phải gắn nội dung bài học với những vấn đề thực tiễn và giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh tìm hiểu và giải quyết được vấn đề, thông qua đó tiếp thu tri thức một cách chủ động. Giáo dục STEM cũng xuất phát từ vấn đề nảy sinh trong thực tiễn được xây dựng thành các chủ đề, bài học STEM, thông qua việc giáo viên tổ chức các hoạt động học sẽ giúp học sinh tìm ra được những giải pháp để giải quyết vấn đề mà chủ đề bài học STEM nêu ra. Riêng Công nghệ lớp 10 là một môn khoa học ứng dụng gắn liền với điều kiện thực tế, kiến thức rất gần gũi với học sinh, với cuộc sống sinh hoạt và lao động sản xuất. Vì vậy khi giáo viên dạy môn Công nghệ lớp 10 ngoài kiến thức lí thuyết thì cần phải biết lựa chọn nội dung kiến thức của bài học để vận dụng sáng tạo vào thực tiễn các nguyên lý cũng như quy trình kỉ thuật, chú trọng tới việc dạy thực hành, thực nghiệm để giúp học sinh hình thành năng lực, kỉ năng thực hành, thực nghiệm sáng tạo cũng như khả năng vận dụng kiến thức bài học vào thực tiễn sản xuất, lúc đó các em có thể tạo ra được các sản phẩm hữu ích trong đời sống kinh tế - xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, ứng dụng của nền nông nghiệp 4.0, kiến thức môn Công nghệ ngày càng được bổ sung nhiều hơn và ngày càng rút ngắn khoảng cách giữa lí thuyết và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Chính vì thế các chủ đề STEM trong môn Công nghệ cũng khá phong phú và đa dạng. ví dụ chủ đề Sản xuất giống cây trồng; chủ đề bảo quản, chế biến nông lâm thủy sản; chủ đề về phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng; chủ đề phân bón cho cây trồng; chủ đề tổ chức, quản lí doanh nghiệp… Với mục tiêu của việc dạy học Công nghệ là làm sao để học sinh nắm được kiến thức lí thuyết và đặc biệt là vận 7
dụng các kiến thức đó vào quá trình giải quyết các vấn đề thực tiễn để tạo ra sản phẩm mang lại hiệu quả trong đời sống kinh tế xẫ hội, do đó nên tiếp cận với các quan điểm dạy học định hướng tích hợp giáo dục STEM. Khi vận dụng phương pháp giáo dục STEM vào dạy học giúp các em có sự thay đổi phần nào trong cảm nhận về môn Công nghệ, môn học thường bị coi môn phụ, khô khan và khó học, nay trở thành một niềm hấp dẫn mới mẻ, khơi gợi cảm hứng, niềm yêu thích và say mê khoa học, luôn tìm tòi kiến thức vận dụng để giải quyết các vấn đề thực tiễn, giúp các em có định hướng lựa chon nghề nghiệp sau này. Giáo viên dạy môn Công nghệ lớp 10 ngoài kiến thức lí thuyết thì cần phải biết lựa chọn nội dung kiến thức của bài học để vận dụng sáng tạo giáo dục STEM vào thực tiễn các nguyên lý cũng như quy trình kỉ thuật, chú trọng tới việc dạy thực hành, thực nghiệm để giúp học sinh hình thành năng lực, kỉ năng thực hành, thực nghiệm sáng tạo cũng như khả năng vận dụng kiến thức bài học vào thực tiễn sản xuất, lúc đó các em có thể tạo ra được các sản phẩm hữu ích trong đời sống kinh tế - xã hội. II. CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Thực trạng dạy học môn công nghệ và vận dung giáo dục STEM vào trƣờng THPT - Hiện tại môn công nghệ lớp 10 ở các trường THPT được coi là một môn phụ, không thi cử nên tư tưởng học sinh cũng như giáo viên chưa chú trọng về việc dạy và học để phát huy các năng lực của học sinh, giáo viên cũng không thay đổi phương pháp dạy học. Học thì qua loa không sáng tạo tiếp thu kiến thức thì thụ động, máy móc và nhàm chán. Giáo viên chủ yếu dạy học theo phương pháp truyền thống, đọc chép, ghi chép không chịu khó nghiên cứu để thay đổi phương pháp dạy học hiệu quả hơn tích cực hơn để phát huy mọi phẩm chất và năng lực cho học sinh. - Kiến thức một số bài học trong sách giáo khoa thì đã cũ không bắt kịp với kiến thức của thời đại công nghệ 4.0, đời sống kinh tế xã hội hiện nay. - Học sinh hạn chế vận dụng được kiến thức bài học vào thực tiễn trong đời sống sinh hoạt ở địa phương, quy trình và phương pháp sản xuất phân hữu cơ ở địa phương còn lạc hậu không mang lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất, thậm chí có nhiều vùng địa phương còn không chú trọng tới việc xử lí chất thải vật nuôi gia súc gia cầm mà còn vứt bỏ khắp nơi gây ô nhiễm môi trường. Người dân vẫn có thói quen dùng phân hóa học nhiều hơn, mà không thấy được tác dụng lớn của phân hữu cơ trong việc cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng và tác dụng trong việc cải tạo đất. - Mặt khác việc tổ chức dạy học theo hướng giáo dục STEM ở trường THPT nói chung còn hạn chế, các trường chủ yếu còn giao nhiệm vụ cho tổ nhóm tạo ra một 8
sản phẩm STEM chứ chưa mang tính tự giác, giáo viên đang mang tư tưởng giao thì mới làm vì vậy hiệu quả trong các chủ đề STEM đã triển khai là chưa cao, giáo viên chưa tâm huyết để bỏ thời gian công sức thực hiện một chủ đề STEM thực sự hiệu quả phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập của học sinh. Ở trường học tôi công tác cũng là nơi tôi áp dụng đề tài này, thì việc áp dụng giáo dục STEM vào dạy học tích hợp trong các chủ đề còn hạn chế, đầu năm học 2020 - 2021 giáo viên đã được triển khai về phương pháp giáo dục STEM, các tổ chuyên môn cũng từ đó bắt đầu triển khai tập huấn về giáo dục STEM nhưng cũng chỉ dừng lại là cả tổ hay cả nhóm làm thử một chủ đề STEM nào đó để trải nghiệm phương pháp này. Chứ hầu hết trong các tiết dạy của giáo viên vẫn chưa áp dụng hoặc rất hạn chế. Sang năm học 2021 – 2022 thì một số giáo viên đã vận dụng giáo dục STEM vào dạy học một số chủ đề nhiều hơn năm trước nhưng vẫ còn rất hạn chế, vẫn đang mang tính chất thăm dò và tiếp tục thử nghiệm còn một số giáo viên khác thì chưa bao giờ vận dụng phương pháp này mặc dù đã được tập huấn về định hướng giáo dục STEM. 2. Thuận lợi và khó khăn khi vận dung giáo dục STEM vào dạy học một số chủ đề ở môn công nghệ lớp 10 2.1. Thuận lợi - Ban chuyên môn nhà trường, tổ nhóm đã tập huấn cho toàn bộ giáo viên trong trường về giáo dục STEM, được trải nghiệm một số đề tài STEM của tổ, nhóm. Bản thân cũng đã tìm hiểu nhiều và vận dụng giáo dục STEM vào để giảng dạy một số chủ đề trong môn công nghệ 10. - Nhà trường, ban chuyên môn nhà trường, tổ KHTN luôn tạo điều kiện để mọi giáo viên tiến hành thiết kế và tổ chức dạy học Stem. - Trong thời đại công nghệ 4.0 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. - Là một phương pháp dạy học mới được áp dụng vài năm trở lại đây nhưng có hiệu quả giải quyết các vấn đề thực tiễn hiệu quả, nên học sinh cũng dần hứng thú, yêu thích mô hình dạy học STEM. - Công nghệ lớp 10 là một môn khoa học ứng dụng gắn liền với điều kiện thực tế, kiến thức rất gần gũi với học sinh, với cuộc sống sinh hoạt và lao động sản xuất, kiến thức của nhiều bài học sẽ vận dụng được giáo dục STEM. Vì vậy việc tích hợp giáo dục STEM vào dạy học một số chủ đề ở môn học này là điều kiện tốt và cần thiết để đưa kiến thức môn học vào thực tiễn, tạo ra sản phẩm có giá trị hữu ích trong đời sống sống kinh tế - xã hội, hình thành phẩm chất, năng lực cho học sinh. - Học sinh của trường THPT Phan Thúc Trực cũng như các trường trong huyện yên thành đều cơ bản là con nông dân ngoài việc học các em còn tham gia vào các hoạt 9
động sản xuất trồng trọt, chăn nuôi với gia đình vì vậy khi áp dụng đề tài. Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh” trong chủ đề phân bón cho cây trồng, công nghệ 10 THPT. Là rất phù hợp và hầu hết các em rất hứng thú và muốn khám phá. - Do trường học đóng ở khu vực nông thôn nên các loại nguyên liệu để thực hiện bài học là rất phong phú và dễ kiếm nên không phải tốn kém kinh phí nhiều. Các nhóm có thể thực hiện chủ đề STEM này ở thời gian học ngoài giờ, ở gia đình các em hoặc ở khu vực vườn trường. 2.2. Khó khăn - Phong trào vận dụng giáo dục STEM vào dạy học ở trường nơi tôi công tác nhìn chung chưa cao, một số giáo viên chưa thực sự quan tâm. Một số khác vận dung STEM vào dạy học một số chủ đề nhưng cũng đang hạn chế, chủ yếu là giao nhiệm vụ rồi mới tìm hiểu và thực hiện. - Trong thực tế các trường hiện nay nhiều giáo viên còn ngần ngại sử dụng kiến thức tích hợp do nó liên quan đến nhiều bộ môn, do chưa chịu khó tìm hiểu kiến thức, sâu sát với thực tế. Mặt khác, các tài liệu tích hợp, tài liệu liên quan thực tế của môn học chưa nhiều trong khi sách giáo khoa chủ yếu kiến thức lý thuyết. - Cơ sở vật chất, trang thiết bị của trường chưa thật sự đảm bảo mục đich yêu cầu, phục vụ cho giáo viên và học sinh dạy học theo định hướng giáo dục STEM. - Phần lớn học sinh khi lần đầu tiếp xúc với định hướng giáo dục STEM vẫn còn bỡ ngỡ, lúng túng trước các vấn đề cần giải quyết mà giáo viên đặt ra, đa phần học sinh còn cảm giác STEM là một lĩnh vực nào gì đó mới mẻ, ngại khám phá mà đang còn học theo phương pháp dạy học truyền thống chủ yếu nắm lí thuyết mà ít thực hành thực nghiệm sáng tạo, hạn chế vận dụng kiến thức vào thực tiễn, chủ yếu học để phục vụ thi cử, máy móc, không sáng tạo. - Về phụ huynh cơ bản là ở nông thôn làm nghề nông là chính mức sống còn thấp cũng như sự hiểu biết của phụ huynh và cả học sinh về xu thế nghề nghiệp trong thời buổi công nghệ 4.0 chưa cao, chưa nhận thức được lợi ích của việc học STEM mà còn tồn tại quan điểm “học để thi, để lên lớp” đây cũng là một trở ngại lớn để có được sự tham gia của gia đình, cộng đồng vào mô hình giáo dục STEM cùng với nhà trường. - Kinh phí để thực hiện các chủ đề giáo dục STEM còn hạn chế chủ yếu do giáo viên và một số phụ huynh là mạnh thường quân tự nguyện tài trợ. - 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. Tư tưởng an phận không chịu tiếp thu cái mới cũng là một rào cản mới trong việc đưa STEM vào trong trường phổ thông. 10
- Hiện tại môn công nghệ lớp 10 ở các trường THPT được coi là một môn phụ, không thi cử nên tư tưởng học sinh cũng như giáo viên chưa chú trọng về việc dạy và học để phát huy các năng lực của học sinh, giáo viên cũng không thay đổi phương pháp dạy học. Học thì qua loa không sáng tạo, tiếp thu kiến thức thì thụ động , nhàm chán. Giáo viên dạy học theo phương pháp truyền thống, đọc chép, ghi chép không chịu khó nghiên cứu để thay đổi phương pháp dạy học hiệu quả hơn. - Học sinh không vận dụng được kiến thức vào thực tiễn trong đời sống sinh hoạt ở địa phương, quy trình và phương pháp sảm xuất phân hữu cơ ở địa phương còn lạc hậu không mang lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất... III. Thiết kế và tổ chức dạy học - bài học STEM “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh ” 1. Tiêu chí xây dựng bài học STEM Khi thiết kế và xây dựng một bài học STEM phải đạt được mục tiêu giúp học sinh hình thành các năng lực, kỉ năng thực hành, thực nghiệm sáng tạo cũng như khả năng vận dụng kiến thức bài học vào thực tiễn để tạo ra sản phẩm cụ thể hữu ích cho đời sông kinh tế - xã hội. Vậy mỗi bài học STEM cần phải được xây dựng theo 6 tiêu chí sau: Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn. Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế. (1). Xác định vấn đề nghiên cứu. (2). Nghiên cứu kiến thức nền . (3). Đề xuất nhiều ý tưởng cho các giải pháp. (4). Lựa chọn giải pháp tối ưu. (5). Phát triển và làm phân bón hữu cơ. (6). Thử nghiệm và đánh giá. (7). Hoàn thiện sản phẩm. Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học 11
Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập. 2. Quy trình xây dựng bài học STEM Theo hướng dẫn thực hiện giáo dục STEM trong trường trung học từ năm học 2019 - 2020; Sở Giáo dục Nghệ An có Công văn số: 1841/SGD&ĐT- GDTrH ngày 7/10/2019 cụ thể như sau: Bƣớc 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình các môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài học. Bƣớc 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học 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, kỹ năng đã biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng bài học. Bƣớc 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. Bƣớc 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động: Xác định vấn đề; Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp; Lựa chọn giải pháp; Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá; Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh. Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật, trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thông tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài học, 12
trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; Vận dụng kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; Thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thông qua quá trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực. 3. Thiết kế giáo án thực nghiệm và tổ chức dạy bài học STEM BÀI HỌC STEM QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PHÂN HỮU CƠ VI SINH Lồng ghép trong tiết ppct 14 – Chủ đề: Phân bón cho cây trồng I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức - Hiểu được; Khái niệm phân hữu cơ vi sinh. - Hiểu và thiết kế được quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh. - Thực hiện được quy trình quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh. - Vận dụng các loại phân phân hữu cơ vi sinh vào bón cho cây trồng. 2. Năng lực - Năng lực tự học Học sinh xác định được mục tiêu bài học. Hiểu được khái niệm phân hữu cơ vi sinh, tự tìm kiếm các học liệu ở các kênh kiến thức khác nhau để xây dựng và thực hiện quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ chủ đề phân bón cho cây trồng. Thực hành, thực nghiệm, thực hiện quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh. - Năng lực giả quyết vấn đề Từ chủ đề phân bón cho cây trồng các em phải vận dụng được kiến thức đó vào thực tiễn để thiết kế và thực hiện được quy trình quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Đồng thời tiến hành thực hiện quy trình thông qua thực hành để tạo ra đc phân hữu cơ vi sinh. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ: Phát triển ngôn ngữ nói, viết thông qua bài thu hoạch và thuyết trình. - Năng lực hợp tác: Làm việc nhóm, lắng nghe, cùng nhau đưa ra được quy trình. - Năng lực tƣ duy sáng tạo: Phân tích và thiết kế quy trình sản xuất phân hữu cơ vi 13
sinh phù hợp với từng loại nguyên liệu đầu vào khác nhau. - Năng lực chuyên biệt. Thực hành được quy trình một cách có hiệu quả, vận đụng kiến thức để sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh cho từng đối tượng cây trồng phù hợp. 3. Phẩm chất - Nghiêm túc trách nhiệm trong học tập và tiếp thu kiến thức. - Có ý thức bảo vệ môi trường. trân trọng những giá trị của phân bón mang lại. - Đoàn kết tham gia hoạt động nhóm, giúp đỡ lẫn nhau và có trách nhiệm đối với công việc được giao cho bản thân cũng như các nhiệm vụ chung của nhóm. - Nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm, chi sẽ. II. PHƢƠNG TIỆN DẠY HỌC - Sách giáo khoa, Sử dụng tranh ảnh, quy trình ủ phân hữu cơ vi sinh. - Dụng cụ phục vụ thực hành. - Nguyên liệu phân gia súc gia cầm cây phân xanh. III. CHUẨN BỊ 1. Chuẩn bị của GV - Tìm kiếm khu vực thích hợp dạy ngoài trời, máy tính máy chiếu (nếu cần). - Nấm Trichoderma 1kg. Phân tổng hơp N.P.K 1,5kg - Phân nhóm: Mỗi nhóm 12 – 15 học sinh làm sao các HS trong 1 nhóm phải thuộc các xã, xóm gần nhau để thuận tiện cho quá trình làm việc của nhóm. - Chuẩn bị các phân đoạn video, hình ảnh… về các mô hình Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh từ chất thải gia súc, gia cầm, cây phân xanh”. - Hình ảnh một số loại cây trồng được bón phân hữu cơ vi sinh. - Xây dựng bộ câu hỏi định hướng cho bài học. - Xây dựng tiêu chí đánh giá quá trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ chất thải gia súc gia cầm, cây phân xanh của các nhóm. - Phân công nhiệm vụ của HS. - Tiêu chí đánh giá quá trình tham gia dự án - Máy tính laptop, máy chiếu. 2. Chuẩn bị của HS - Nghiên cứu kiến thức nền từ sách giáo khoa và các kênh kiến thức khác. 14
- Nghiên cứu tài liệu về mô hình về Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh”. - Bạt, ni lông khổ rộng, vét, bình tưới. - Nguyên liệu: Phân gia súc gia cầm chưa qua chế biến, cây phân xanh (căt từng đoạn 10 – 15cm). - Máy tính có kết nối mạng để làm báo cáo PowPoint. IV. PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC Dạy học dựa vào khám phá, giải quyết vấn đề, hợp tác nhóm,thực hành, thuyết trình. V. TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Bƣớc 1: Nêu vấn đề thực tiễn, lựa chọn chủ đề (Thời gian thực hiện bước 1, bước 2. Giáo viên bố trí vào phần cũng cố tiết 13 theo phân phối chương trình môn công nghệ 10). Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: Nêu tên dự án và lựa chọn giải pháp. Tạo tình huống có vấn đề về thực Học sinh xem tìm hiểu, phân tích được trạng về xử lí chất thải gia súc gia cầm, tình huống từ đó xác định được vấn đề hay sự tồn tại lãng phí của các loại cây cần giải quyết ở đây là gì. phân xanh, cách ủ phân trâu, bò, gia cầm hay cây phân xanh không hợp, giá trị dinh dưỡng thấp, không mang lại hiệu quả. Bằng tài liệu hình ảnh hoặc 1 đoạn video. Sau khi đưa học sinh vào tình huống HS thảo luận, trả lời các câu hỏi định có vấn đề cần giải quyết giáo viên hướng của GV để đề xuất các giải pháp dùng các câu hỏi định hướng đã chuẩn khắc phục theo chiều hướng tích cực và bị sẵn để học sinh giải quyết. hiệu quả hơn. Tổ chức cho HS đề xuất các giải - Nhận định, phân tích các giải pháp và pháp bằng câu hỏi định hướng: lựa chọn giải pháp tối ưu nhất. + Vì sao phân của gia súc gia cầm hay cây phân xanh cần cần phải chế biến trước khi sử dụng cho cây trồng? + Trong thực tế bà con nhân dân ủ các 15
loại phân này như thế nào? Hiệu quả ra sao? + Hãy tìm hiểu một số quy trình ủ các loại phân trên có hiệu quả cao? Giải pháp được thống nhất. Đặt tên cho giải pháp: Xây dựng “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh”. Bƣớc 2: Xác định hƣớng giải quyết vấn đề thực tiễn Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 2: Xây dựng kế hoạch thực hiện dự án đã thống nhất. - Phân nhóm: Giáo viên dựa vào nguyện vọng của sinh cũng như học sinh ở các xã, xóm gần nhau để phân nhóm cho việc thực hiện dự án hiệu quả. Chia lớp thành 3 nhóm mỗi nhóm 12 – 15 học sinh. - Giáo viên phát bộ câu hỏi định hướng giải quyết vấn đề cho HS. Căn cứ vào chủ đề học tập và gợi ý của Tìm hiểu một số quy trình ủ phân hữu giáo viên, HS phải nêu ra các nhiệm vụ cơ vi sinh? Chọn quy trình nào tạo ra cần thực hiện: phân hữu cơ vi sinh có giá trị dinh dưỡng cao nhất có tính chất cải tạo đất tốt? + Xây dựng “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh”. Nguồn nguyên liệu là phân gia súc gia cầm hay cây phân xanh hãy xây dựng + Xây dựng quy trình dưới dạn video và quy trình sản xuất phân hữu cơ vi hình ảnh trình bày. sinh? + Học sinh tự tìm hiểu thêm các quy trình Chọ loại vi sinh vật nào để ủ cùng trên internet, báo nông nghiệp, chương nguyên liệu trên tạo ra phân hữu cơ vi trình làm bạn với nhà nông, tạp chí khoa sinh? học, youtube… + Các nhóm thảo luận để thiết kế mô hình “Quy trình chế biến phân hữu cơ vi 16
- Giáo viên phát các phiếu đánh giá: sinh từ chất thải gia súc, gia cầm, cây Đánh giá sản phẩm, đánh giá hoạt phân xanh”. động cho HS. + Thống nhất ý kiến và báo cáo thông qua mô hình như sau: Thống nhất triển khai kế hoạch thực hiện đề án tiếp: Theo giõi dám sát, tư vấn qúa trình - Thời gian thực hiện dự an ngoài giờ lên thực hiện dự án của học sinh. lớp. - Địa điểm học sinh có thể triển khai ở địa phương hoạc ở vườn trường. Bƣớc 3: Tìm tòi, huy động kiến thức nền liên quan, xây dựng kế hoạch giải quyết vấn đề thực tiễn Thời gian thực hiện bước 3. Hoạt động ngoài giờ lên lớp. 17
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hướng dẫn học sinh tìm hiểu kiến thức Học sinh tìm hiểu tài liệu từ sách giáo nền từ nguồn tài liệu đã giới thiệu và khoa Công nghệ, tài liệu GV cung cấp, cung cấp. các quy trình trên internet, báo nông Dự kiến “Quy trình chế biến phân hữu nghiệp, chương trình làm bạn với nhà cơ vi sinh từ chất thải gia súc, gia cầm, nông, tạp chí khoa học, youtube… cây phân xanh”. Tìm hiểu tham quan thực tiễn về các Giao nhiệm vụ: HS thảo luận các quy trình mà đang được bà con nông dân phương án đề ra. hay các doanh nghiệp thực hiên. Để từ đó phát huy và rút kinh nghiệm cho quy trình của mình. Thống nhất ý kiến, xây dựng phương - Đặt câu hỏi về những vấn đề còn thắc án của nhóm; dự kiến nguyên liệu, mắc. thiết bị và tài chính. - Thảo luận và lên kế hoạch tạo sản phẩm. - Phân công nhiệm vụ của HS Tên nhóm:…… Vị trí Mô tả nhiệm vụ Họ tên Quản lý nhóm, triển khai, điều khiển hoạt động, Nhóm đôn đốc các trưởng thành viên trong nhóm thực hiện đề án. Ghi chép, lưu trữ Thư kí hồ sơ học tập, làm việc ……………… ……… Thành ……………… ……… viên ……………… ……… 18
Bƣớc 4: Giải quyết vấn đề thực tiễn bằng cách thực hành theo quy trình Thời gian thực hiện bước 4. Khoảng 4 – 6 tuần, hoạt động vào thời gian ngoài giờ lên lớp, địa điểm có thể ở vườn trường hoặc ở địa phương. - Giáo viên quan sát nhắc nhở động viên, tư vấn học sinh thực hiện quy trình. - Học sinh các nhóm thực hành thực hiện quy trình đã được thống nhất. Quy trình chế biến phân hữu cơ vi sinh từ chất thải gia súc, gia cầm, cây phân xanh. Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu, dụng cụ Bước 2: Chọn nơi ủ Bước 3: Tiến hành ủ phân Bước 4: Che phủ và bảo quản phân khi ủ Bước 5: Đảo đều bổ sung nước, không khí Bước 6: Thu họach phân hữu cơ vi sinh bảo quản, sử dụng 19
Thực hành theo quy trình Bƣớc 1: Chuẩn bị nguyên liệu, dụng cụ - Nguyên liệu chủ yếu phân chuồng gia súc, gia cầm hoạc cây phân xanh. số lượng 150kg Lưu ý: Dù là nguyên liệu phân chuồng gia súc, gia cầm hoạc cây phân xanh thì đều thực hiện theo quy trình này. - Nấm Trichoderma loại 1kg dạng bột. Nấm này có tác dụng phân giải các chất hữu cơ rất nhanh làm cho phân hoai mục nhanh, tạo nguồn chất dinh dưỡng cho phân, Nấm Trichoderma là loại nấm đối kháng vì vậy có tác dụng phòng chống bệnh tốt, nấm phát triển nhanh tạo sinh khối lớn. - Phân tổng hợp N.P.K: Phân tổng hợp N.P.K trộn vào phân hữu cơ khi ủ đề tăng hàm lương đạm, lân, kali cho phân hữu cơ vi sinh. - Dụng cụ: Vét, cào, bình tưới, bạt, tấm nilon - Nguyên liệu ủ cây phân xanh dài thì cần cắt ngắn từng đoạn từ 10 - 15 cm. - Phân tổng hợp NPK 1kg, Nguyên liệu là ủ phân trâu, bò hoạc cây phân xanh 20