Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng giáo dục Stem trong dạy học bài Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11 để phát triển năng lực học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến "Vận dụng giáo dục Stem trong dạy học bài Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11 để phát triển năng lực học sinh" được hoàn thành với mục tiêu nhằm nghiên cứu thiết kế hoạt động dạy học bài “Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11” theo hướng vận dụng giáo dục STEM nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và phát triển các phẩm chất, năng lực của học sinh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng giáo dục Stem trong dạy học bài Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11 để phát triển năng lực học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT THANH OAI A ***** SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM "VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC BÀI VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TRONG CÂY- SINH HỌC 11 ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH" Lĩnh vực/Môn: Sinh học Cấp học: THPT Tên tác giả: Lưu Thị Nhung Đơn vị công tác: THPT Thanh Oai A Chức vụ: Giáo viên Năm học 2022 - 2023
1 MỤC LỤC Nội dung Trang Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ 3 1. Lý do chọn đề tài 3 2. Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu 4 3. Phương pháp nghiên cứu 4 Phần II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 5 1. Cơ sở lí luận 5 1.1. Khái niệm dạy học STEM 5 1.2. Vì sao vận dụng phương pháp dạy học STEM vào môn Sinh học 7 trường phổ thông 1.3. Quy trình xây dựng bài học STEM 8 1.4. Tiến trình tổ chức các hoạt động trong bài học STEM 9 1.5. Định hướng giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh 11 2. Cơ sở thực tiễn 12 2.1 Thực trạng dạy học môn sinh học trong trường phổ thông 12 2.2. Xuất phát từ đặc điểm kiến thức bộ môn 13 2.3. Về phía giáo viên 13 2.4. Đánh giá phương pháp dạy bài “Vận chuyển các chất trong cây” 14 truyền thống 3. Các giải pháp giải quyết vấn đề 15 3.1 Các biện pháp đưa STEM vào môn sinh trường THPT hiện nay 15 3.2. Kết hợp xây dựng các chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy 16 học truyền thống. 3.3. Thiết kế giáo án và tổ chức day học bài “Vận chuyển các chất trong 17 cây” theo hướng giáo dục STEM 4. Kết quả thu được qua khảo nghiệm đánh giá 24 4.1. Mục đích thực nghiệm 24 4.2. Nội dung và kết quả thực nghiệm 24 4.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm 25 Phần III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26 1. Kết luận 26 2. Kiến nghị 27
2 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT THPT Trung học phổ thông GDĐT Giáo dục đào tạo HS Học sinh GV Giáo viên GQVĐ Giải quyết vấn đề
3 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Thực hiện Văn bản số 545/TB-BGDĐT ngày 07/7/2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc thông báo Kết luận của Thứ trưởng Nguyễn Hữu Độ tại Hội thảo Giáo dục STEM trong giáo dục trung học, Sở GDĐT đã ra văn bản Số: 1301/SGDĐTGDPT ngày 16/7/2020, trong đó có các nội dung sau: “Các cơ sở giáo dục cần có chế độ chính sách để khuyến khích giáo viên tích cực tham gia tổ chức dạy học theo định hướng tiếp cận giáo dục STEM”; “Khuyến khích các nhà trường tổ chức xây dựng các chủ đề giáo dục STEM, làm video hướng dẫn quy trình xây dựng, tổ chức thực hiện các chủ đề STEM gửi về Sở GDĐT để phổ biến rộng rãi trong toàn tỉnh và giới thiệu để Bộ GDĐT tập hợp, nhân rộng ra các địa phương khác”. Theo đó, các văn bản chỉ đạo về nhiệm vụ năm học 2020 – 2021 của sở GD&ĐT Hà Nội cũng như kế hoạch năm học của nhà trường coi trọng và tăng cường hoạt động theo định hướng giáo dục STEM. Giáo dục STEM là quan điểm dạy học hướng đến phát triển năng lực học sinh, đặc biệt là năng lực thuộc lĩnh vực Khoa học (S), Công nghệ (T), Kỹ thuật (E) và Toán học (M). Giáo dục STEM phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong chương trình GDPT mới. Ở trường phổ thông, Sinh học là môn khoa học tự nhiên có mối liên hệ mật thiết với các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật, Tóan học, là điều kiện thuận lợi tổ chức dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM. Vận chuyển các chất trong cây là quá trình quan trọng giúp thực vật sinh trưởng và phát triển. Dựa vào quá trình vận chuyển các chất trong cây học sinh có thể làm mô hình trồng cây thủy canh để cung cấp rau sạch cho gia đình. Nội dung kiến thức bài “Vận chuyển các chất trong cây” hoàn toàn phù hợp để thiết kế các hoạt động dạy học theo định hướng vận dụng giáo dục STEM. Từ những lí do trên, để tăng hứng thú cho người học cũng như đi đúng theo định hướng đổi mới dạy và học, tôi đã nghiên cứu thiết kế hoạt động dạy học bài “Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11” theo hướng vận dụng giáo dục STEM nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và phát triển các phẩm chất, năng lực của học sinh.
4 2. Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu Phương pháp và hình thức tổ chức dạy bài ‘‘Vận chuyển các chất trong cây” trong chương trình Sinh học 11 ở trường THPT. 2.2. Phạm vi nghiên cứu Tập trung nghiên cứu về dạy học theo hướng vận dụng giáo dục Stem nhằm phát triển phẩm chất, năng lực HS, áp dụng vào dạy bài “Vận chuyển các chất trong cây” (Sinh học 11). 2.3. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 22/09/2022 – 30/10/2022. 3. Phương pháp nghiên cứu - Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: + Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài. + Dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM trong bộ môn Hóa học. - Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: + Quan sát, thăm lớp, dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh. + Khảo sát tình hình dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM hiện nay. - Nhóm phương pháp quán sát: Quan sát quá trình dạy và học Sinh học ở trường THPT; thực tiễn việc trồng rau thủy canh tại nhà. - Nhóm các phương pháp hỗ trợ: Các phương pháp thống kê toán học sử dụng trong nghiên cứu khoa học Sinh học. - Soạn nội dung tiết dạy bài: “Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11” rồi thực hành giảng dạy trên lớp. Cho HS làm bài kiểm tra, khảo sát ý kiến của GV và HS sau khi dạy. 4. Những điểm mới của đề tài - Triển khai vận dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực như: Phương pháp hoạt động nhóm; Phương pháp đặt và giải quyết vấn đề; Kĩ thuật KWL,...... - Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học theo hướng vận dụng giáo dục STEM trong dạy học Sinh học ở trường THPT. - Cung cấp những giá trị cụ thể về mức độ thành công của việc vận dụng giáo dục STEM vào trong thực tế giảng dạy bộ môn Sinh học THPT để phát triển năng lực HS.
5 PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Cơ sở lí luận 1.1. Khái niệm dạy học STEM STEM là thuật ngữ xuất phát từ phương pháp giảng dạy và học tập tích hợp nội dung và các kỹ năng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Thuật ngữ STEM được hiểu như một “tổ hợp đa lĩnh vực” bao gồm: Khoa học(Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics). Bốn lĩnh vực này được mô tả như sau: Khoa học, là việc nghiên cứu thế giới tự nhiên, bao gồm các quy luật tự nhiên của Vật lý, Hoá học, Sinh học và giải quyết hoặc ứng dụng các hiện tượng, nguyên lý, quan niệm hoặc quy tắc của các môn này. Khoa học vừa là một chỉnh thể kiến thức được tích luỹ qua thời gian, vừa là một tiến trình mang tính khoa học tạo ra kiến thức mới. Kiến thức từ khoa học sẽ cung cấp thông tin cho tiến trình thiết kế kỹthuật. Công nghệ, mặc dù không phải là một lĩnh vực, theo nghĩa chặt chẽ nhất, bao gồm toàn bộ hệ thống con người và tổ thức, kiến thức, tiến trình, và thiết bị dùng để tạo ra và thao tác các đồ vật (tạo tác) công nghệ, cũng như chính các đồ vật đó. Suốt chiều dài lịch sử, con người đã tạo ra các công nghệ để thoả mãn mong muốn và nhu cầu của mình. Phần lớn các công nghệ hiện đại là sản phẩm của khoa học và kỹ thuật, và các công cụ công nghệ được sửdụng trong cả hai lĩnhvực. Kỹ thuật, vừa là một chỉnh thể kiến thức về thiết kế và chế tạo các sản phẩm nhân tạo, vừa là một quá trình giải quyết vấn đề. Quá trình này chịu ảnh hưởng của các ràng buộc. Một trong số đó là các quy luật tự nhiên, hoặc khoa học. Những ràng buộc khác có thể kể đến là thời gian, tiền bạc, nguyên vật liệu sẵn có, hệ sinh thái, quy định về môi trường, khả năng sản xuất và sửa chữa. Kỹ thuật sử dụng các khái niệm khoa học và toán học như những công cụ công nghệ. Toán học, là việc nghiên cứu các mô hình và mối quan hệ giữa số lượng, số và không gian. Không giống như trong khoa học, nơi các bằng chứng thực nghiệm được tìm kiếm để đảm bảo hoặc bác bỏ các mệnh đề, các mệnh đề toán học được
6 đảm bảo bằng các lập luận logic dựa trên các giả định cơ bản. Những lập luận logic, bản thân nó đã là một phần của toán học đi cùng với các mệnh đề. Không chỉ đơn thuần mô tả bốn lĩnh vực STEM, đoạn trích nói trên còn cho thấy bốn lĩnh vực này không phải hiện diện một cách riêng lẻ mà cần phải được tích hợp, liên kết chặt chẽ với nhau.Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa mộtchủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận, khám phá trong giảng dạy và học tập giữa hai hay nhiều hơn các môn học STEM, hoặc giữa mộtchủ đề STEM và một hoặc nhiều môn học khác trong nhà trường. Theo Howard - Brown và Martinez (chuyên gia giáo dục Mỹ), phương pháp giải quyết vấn đề trong dạy học sẽ cho phép sự liên môn giữa các lĩnh vực nói trên. Đó là cách nhìn nhận và giải quyết vấn đề một cách toàn diện, xem các thành phần của STEM tương tác với nhau như thếnào. Nói một cách đơn giản, đó là sự giao thoa hội tụ của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học. Nó sử dụng hợp nhất các lĩnh vực này để giải quyết một vấn đề. Stem trong trường phổ thông được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống thường ngày. Những sản phẩm này không nhất thiết phải là sản phẩm mới, đừng suy nghĩ rằng các em phải tạo ra điều gì đó mới mẻ mới là
7 STEM, như vậy các em đã là những nhà sáng chế rồi, tất nhiên nếu tạo ra sản phẩm mới thì càng tốt. 1.2. Vì sao vận dụng phương pháp dạy học STEM vào môn Sinh học trường phổ thông Sinh học là môn khoa học nghiên cứu về thế giới sinh vật vô cùng gần gũi với đời sống hằng ngày của con người. Bên cạnh đó, môn Sinh học cũng có mối quan hệ chặt chẽ với các môn học khác như Vật lí, Hóa học, Toán học,...; vận dụng kiến thức của các môn học này vào giải thích các hiện tượng, quy luật sinh học. Cùng với sự phát triểncủa khoa học kĩ thuật, kiến thức Sinh học ngày càng được bổ sung nhiều hơn và ngàycàng rút ngắn khoảng cách giữa lí thuyết và ứng dụng. Chính vì thếcác chủ đề STEM trong môn Sinh học cũng khá phong phú và đa dạng, từ những chủ đề liên quan đến việcchăm sóc sức khỏe bản thân, gia đình đến những chủ đề giải quyết các vấn đề mang tính toàn cầu như biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường, suy giảm đa dạng sinh học. Với mục tiêu của việc dạy học là làm sao để học sinh vận dụng các kiến thức vào quá trình thực tế. Do đó, nên tiếp cận với các quan điểm dạy học định hướng tích hợp giáo dục STEM. Khi vận dụng phương pháp này các em sẽ thấy một chỉnh thể của khoa học trong đó sinh học không tách rời các bộ môn khoa học khác. Qua đó các em có sự thay đổi phần nào trong cảm nhận về môn khoa học tự nhiên - những bộ môn thường bị coi rằng khô khan và khó học, nặng lý thuyết và không có liên hệ thực tế - nay trở thành một niềm hấp dẫn mới mẻ, khơi gợi cảm hứng, niềm yêu thích và say mê khoa học với nhiều em học sinh. Và qua việc học theo định hướng STEM, có khá nhiều em học sinh chia sẻ sẽ lựa chọn khoa học là con đường tương lai cho bản thân mình. Sau đó trên các diễn đàn dạy học tích cực, qua các cuộc tập huấn và các lớp học nâng hạng, tôi đã biết đến giáo dục STEM. Tôi đã tìm ra câu trả lời cho những trăn trở của mình và mạnh dạn áp dụng vào dạy học trong thời gian vừa qua và đã mang lại những tín hiệu đáng mừng. Tôi mạnh dạn trình bày những sáng kiến cũng như kinh nghiệm của bản thân và mong muốn cùng với các đồng nghiệp tạo ra những tiết học lí thú, truyền cảm hứng cho học sinh qua chủ đề cụ thể.
8 1.3. Quy trình xây dựng bài học STEM Bước 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. Bước 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 trongchương 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. Bước 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. Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng). Bước 5: Tổ chức dạy thử, rút kinh nghiệm, hoàn thiện giáo án và tiến hành triển khai nhân rộng. 1.4. Tiến trình tổ chức các hoạt động trong bài học STEM Tiến trình bài học STEM là sự kết hợp giữa tiến trình khoa học và chu trình thiết kế kĩ thuật. Mặc dù vậy, các "bước" trong quy trình không phải được thực hiện một cách tuyến tính mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là 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. Vì vậy, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau: Hoạt động 1: Xác định vấn đề Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng
9 giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. - Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu. - Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ... - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ). - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ). Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Trong hoạt động này, học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trong bài học STEM học sinh tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi HS hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng. - Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. - Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế). - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ nhu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thơng tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có). Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.
10 - Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế. - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện. - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ nhu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá, hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Trong hoạt động này, HS tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; trong qúa trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, học sinh cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi. - Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế. - Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử nghiệm và điều chỉnh. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật… đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá. - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo sản phẩm); Học sinh thực hành chế tạo và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện. - Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu. - Nội dung: Trình bày và thảo luận. - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật... đã chế tạo được + Bài trình bày báo cáo. - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện.
11 1.5. Định hướng giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh Giáo dục STEM đặt HS trước những vấn đề thực tiễn với những kiến thức, Công nghệ hiện có, đòi hỏi HS phải tìm tòi, vận dụng kiến thức để đưa ra các giải pháp chiếm lĩnh kiến thức mới để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM: - Năng lực tự chủ và tự học - Năng lực tin học - Năng lực giao tiếp và hợp tác - Năng lực thẩm mĩ. - Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. - Năng lực nhận thức Sinh học. - Năng lực ngôn ngữ. - Năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Sinh học. - Năng lực tính toán. - Năng lực khoa học. - Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học. - Năng lực Công nghệ. Đây cũng chính là những năng lực cần hình thành và phát triển cho HS và đã được mô tả trong chương trình GDPT mới.
12 2. Cơ sở thực tiễn 2.1 Thực trạng dạy học môn sinh học trong trường phổ thông - Môn sinh học là một trong nhữngbộ môn khoa học cơ bản lí do lựa chọn môn sinh học của học sinh là chủ yếu học để thi đại học ngành Y, Công nghệ sinh học.. nói chung là những trường có điểm đầu vào khá cao. - Do chương trình thi cử nặng nề về lí thuyết và nhiều bài tập tính toán nên đa số các em học theo kiểu nhồi nhét kiến thức để đáp ứng cho các kì thi, chính vì vậy mà các em ít nhận thấy vai trò ứng dụng của sinh vào đời sống. - Học sinh không được trải nghiệm thực tế, nên việc đưa kiến thức khoa học trở nên nặng nề. - Việc tổ chức dạy học theo hướng giáo dục Stem ở các trường THPT nói chung còn hạn chế, các trường chủ yếu còn giao nhiệm vụ cho tổ nhóm tạo ra 1 sản phẩm Stem chứ chưa mang tính tự giác. Đó là lí do các em học sinh học chủ yếu là để đối phó với các kì thi còn yếu tố đam mê yêu thích rất ít. Chính vì vậy năm học 2022-2023 tôi đã tiến hành khảo sát 200 em học sinh khối 11 (gồm 5 lớp 11A0, 11A1, 11A8, 11A10, 11A12) về sự hứng thú, cách thức học và nội dung phương pháp học môn sinh. PHIẾU KHẢO SÁT Em hãy tích vào nội dung câu hỏi sau: Nội dung Ý kiến học sinh Sự hứng thú học môn sinh ở các em thuộc mức độ nào? (Rất thích, thích, bình thường, không thích) Em thích học môn sinh vì? (Là môn thi vào trườn đại học, kiến thức dễ nắm bắt, kiến thức gắn thực tế nhiều, thầy cô dạy dễ hiểu) Trong giờ học môn sinh em thích được học như thế nào? (Ghi chép một cách thụ động, thảo luận và làm việc, làm các bài tập để ôn thi đại học, làm các thí nghiệm thực hành) Em thích nội dung dạy học như thế nào? (Không cần thí nghiệm thực hành, tăng cường lý thuyết và giải bài tập, tăng cường thí nghiệm thực hành)
13 Kết quả khảo sát cho thấy số lượng học sinh yêu thích và thích môn sinh rất thấp chỉ chiếm 6% và 17%; các em thích học vì môn sinh là do giáo viên dạy, do là môn thi đại học và kiến thức gắn với thực tiễn. Các em cũng rất chú trọng các nội dung dạy học gắn với các kì thi chiếm 45%. Rõ ràng qua phân tích thì các em vẫn chủ yếu học theo lối truyền thống nặng về thi cử đối phó. Do vậy kĩ năng thực hành rất hạn chế và là nguyên nhân hạn chế năng lực làm việc sau khi ra trường. Vậy đó là lí do tôi muốn đưa phương pháp dạy học STEM vào để giảng dạy kết hợp phương pháp truyền thống. 2.2. Xuất phát từ đặc điểm kiến thức bộ môn Sinh học là môn khoa học thực nghiệm, gần gũi với thực tiễn. Sách giáo khoa hiện hành còn nặng về lý thuyết hàn lâm. Do yêu cầu đổi mới thi cử nên những tài liệu về các bài tập Sinh học ứng dụng thực tế khá nhiều, tuy nhiên những tài liệu đó còn rời rạc chưa được hệ thống và phân loại chi tiết, chưa có sự phân tích, thiết kế vào các bài giảng cụ thể, gây khó khăn cho giáo viên và học sinh khi tham khảo và vận dụng. 2.3. Về phía giáo viên Tôi đã tiến hành điều tra khảo sát 45 GV trên địa bàn Thành phố Hà Nội, kết quả thu được như sau: a) Với câu hỏi “Thầy (cô) có tự tìm hiểu hoặc được tập huấn về giáo dục STEM không?” Kết quả thu được như sau: + 35/45 (77.3 %) GV cho biết chưa được tìm hiểu hoặc chưa được tập huấn về giáo dục STEM; + 10/45 ( 22.7%) GV cho biết có tìm hiểu giáo dục STEM. Kết quả này chứng tỏ giáo dục STEM ở Hà Nội chưa được triển khai rộng rãi. b) Với câu hỏi “Theo thầy (cô), có cần tổ chức hoạt động giáo dục STEM trong dạy học ở trường phổ thông không?” Kết quả thu được như sau: + 3/45 (6.7%) GV nói không cần; + 27/45 (chiếm 60%) GV nói cần; + 7/45 (15.6%) GV nói bình thường; + 8/45 (17.8%) GV nói rất cần. Kết quả này cho thấy đa số GV cho rằng việc áp dụng giáo dục STEM vào dạy học
14 ở trường phổ thông là cần thiết. c) Với câu hỏi “Thầy (cô) đã vân dụng dạy hoc theo định hướng giáo dục STEM chưa?” Kết quả thu được như sau: + 10/45 GV (chiếm 22,7%) cho biết thỉnh thoảng áp dụng + 35/45 GV (chiếm 77,3%) chưa bao giờ áp dụng. Kết quả này phản ánh các GV chưa được tiếp cận nhiều với giáo dục STEM d) Với câu hỏi mở “Theo thầy (cô) việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học gặp khó khăn gì?” Kết quả thu được như sau: + 41/45 (chiếm 91,1%) GV cho biết: Không đủ thời gian thực hiện vì lượng kiến thức cho mỗi tiết học còn nặng, số tiết đứng lớp của GV trong một tuần còn nhiều. + 38/45 (chiếm 84,4%) GV cho biết: Không đủ phương tiện dạy học. + 44/45 (chiếm 97,8%) GV cho biết: Mất nhiều thời gian thiết kế hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM. + 45/45 (chiếm 100%) GV cho biết: HS sẽ rất hứng thú với phương pháp này. + 9/45 (chiếm 20,0%) GV cho biết: Không phù hợp với trình độ của HS. + Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác như: Nhiều GV chưa được hướng dẫn cụ thể về việc thiết kế, tổ chức, đánh giá các hoạt động giáo dục STEM,... 2.4. Đánh giá phương pháp dạy bài “Vận chuyển các chất trong cây” truyền thống Qua khảo sát thực tế cho thấy: - Hầu hết giáo viên dạy bài “Vận chuyển các chất trong cây”, bằng phương pháp chủ yếu nghiên cứu sách giáo khoa, liên hệ thực tế, làm thí nghiệm hoặc xem video thí nghiệm. - HS tiếp thu theo hướng cố gắ ng nhớ được kiến thức để đối phó với thi cử; Chưa linh hoạt để vận dụng kiến thức vào giải quyết các tình huống trong thực tiễn. Trên những cơ sở lí luận và thực tiễn vừa nêu trên, tôi tiến hành xây dựng đề tài: “Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học bài Vận chuyển các chất trong cây - Sinh học 11 để phát triển năng lực học sinh” với yêu cầu thiết kế các hoạt động phù hợp với đối tượng học sinh THPT tiếp cận chương trình GDPT mới.
15 3. Các giải pháp giải quyết vấn đề 3.1 Các biện pháp đưa STEM vào môn sinh trường THPT hiện nay 3.1.1. Về phía nhà trường - Tổ chức tập huấn tốt về hình thức dạy học STEM làm cho học sinh và giáo viên hiểu được đầy đủ và đúng đắn ý nghĩa của hình thức học tập này. - Mở các câu lạc bộ STEM dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các tổ nhóm chuyên môn. - Có hình thức động viên, khuyến khích, khen thưởng kịp thời với những giáo viên có những đóng góp cho sự phát triển phong trào dạy học STEM của nhà trường. - Tích cực tuyên truyền cho giáo viên và học sinh thấy được ý nghĩa của dạy học STEM. - Cơ sở vật chất của các nhà trường được đầu tư thêm để đáp ứng nhu cầu cho giáo viên và học sinh giảng dạy và học tập. -Tạo diễn đàn (Forum) về việc học tập STEM trên trang web của nhà trường, đó là nơi giáo viên có thể thảo luận về cách soạn bài, về phương pháp, về cách thức tổ chức triển khai về bài học, các em học sinh có thể trao đổi về các kiến thức trong bài, nội dung bài học, các bài tập hay giao lưu kết bạn. 3.1.2. Về phía giáo viên - Tích cực tham gia các buổi tập huấn, các chương trình học STEM qua các khóa học có chất lượng.-Tích cực soạn bài giảng có định hướng STEM. - Tích cực tham gia các buổi tập huấn, các chương trình học STEM qua các khóa học có chất lượng. - Tham gia diễn đàn của các chương trình dạy học STEM trên khắp cả nước và diễn đàn của nhà trường nói riêng. - Hướng dẫn học sinh cách học tập và nghiên cứu theo phương pháp này để học sinh cảm nhận được tính ưu việt của phương pháp dạy học này. - Bên cạnh phát huy các ưu điểm của dạy học truyền thống cũng cần học sinh thấy được vai trò của thực hành và khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống mang lại những bài giảng phong phú hấp dẫn cho học sinh. 3.1.3. Về phía học sinh - Học sinh là người học là người trực tiếp thực hiện các nhiệm vụ học tập một cách tự giác và chủ động, vì việc thực hiện các nhiệm vụ không những thực hiện trong phạm vi không gian lớp học mà còn ở ngoài trường học nữa.
16 - Dưới sự hướng dẫn của giáo viên học sinh các em phải có sự kết nối các thành viên trong tổ nhóm khi thực hiện ở ngoài trường, nên cần tinh thần trách nhiệm của các thành viên trong nhóm để đảm bào thành quả của sự hợp tác nhóm. - Vậy các em khi hoạt động ngoài không gian trường học với điều kiện địa lí xa làm vậy cách triển khai kế hoạch thế nào. + Lập nhóm trên diễn đàn (chủ yếu trên facbook), đề cử nhóm trưởng. + Thảo luận và các thành viên và lên kế hoạch thông báo (như thời gian, địa điểm...) cho các thành viên. + Giáo viên tham gia hướng dẫn và tư vấn. 3.2. Kết hợp xây dựng các chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy học truyền thống. Rõ ràng STEM có rất nhiều ưu điểm tuy nhiên hạn chế như sau: Thứ nhất là mất nhiều thời gian thực hiện. Một chủ đề thực hiện sẽ mất khá nhiều thời gian ở trên lớp cũng như ngoài lớp nên ảnh hưởng đến việc học tập trên lớp các em cũng như thời gian học tập các môn học khác vì các em cần đầu tư thời gian tương đối nhiều khi thực hiện một chủ đề. Thứ hai trong khi các kì thi hiện tại vẫn chủ yếu rèn luyện trí nhớ kiến thức hàn lâm và nặng về các bài tập tính toán nên các em vẫn phải học để đáp ứng các kì thi, do thói quen học tập cũ nặng về nhồi nhét kiến thức vậy nên chưa chú tâm học tập và trải nghiệm các công việc được giao ở nhà, một số em còn làm theo đối phó và suy nghĩ rằng chưa thiết thực với thi cử hiện hành. Thứ ba đó kinh phí thực hiện một số dụng cụ, nguyên liệukhi làm thực hành chưa đầy đủ, và khá tốn kém nên đôi khi giáo viên và các em cũng ngại làm. Thứ tư đó là STEM là phương pháp tích hợp nên chắc chắn giáo viên giảng dạy đòi hỏi phải nắm rõ phương pháp và cách thức tổ chức giảng dạy cũng như trình độ liên môn nhất định vì STEM như là khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Đòi hỏi giáo viên phải có trình độ và đam mê công việc nó mất nhiều thời gian và công sức của giáo viên. Do vậy chúng ta nên phối hợp lồng ghép giữa phương pháp học tập truyền thống và giáo dục STEM để học sinh có thể đạt hiệu quả học tập tốt nhất hiện nay.
17 3.3. Thiết kế giáo án và tổ chức day học bài “Vận chuyển các chất trong cây” theo hướng giáo dục STEM Tên chủ đề: MÔ HÌNH TRỒNG RAU THỦY CANH TẠI NHÀ 3.3.1. Mô tả chủ đề Thực trạng trồng rau hiện nay trên địa bàn đáng báo động về việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV). Một số nơi đất chật người đông làm diện tích đất trồng rau bị thu hẹp. Vì vậy, cần mô hình trồng rau thủy canh tại nhà vừa tận dụng được không gian vừa có rau sạch cho gia đình. Qua bài học này chúng ta thiết kế được mô hình trồng rau thủy canh qua đó học được kiến thức về Vận chuyển các chất trong cây với sự phát triển của thực vật. 3.3.2. Kiến thức STEM trong chủ đề - Khoa học (S): + Sinh học: Vận chuyển các chất trong cây: Cấu tạo, thành phần, động lực của dòng mạch gỗ và dòng mạch rây. + Vật lý: Hoạt động của máy bơm, Timer. + Hóa học: Pha chế dung dịch dinh dưỡng phù hợp với từng loại rau, xác định được độ pH, ppm trong dung dịch. - Công nghệ (T): Hệ thống bơm, ống dẫn, van điều chỉnh, thùng chứa dung dịch thủy canh, rọ đựng giá thể trồng rau, giá thể, thiết bị khoan cắt để tạo mô hình thủy canh hồi lưu, bút đo pH, bút đo ppm. - Kĩ thuật (E): Bản vẽ và mô hình chế tạo thủy canh hồi lưu, mô hình thủy canh tĩnh. - Toán học (M): Đo chiều dài ống nhựa theo bản vẽ, khoảng cách giữa các rọ giá thể, tính toán tỉ lệ pha dung dịch thủy canh. Đo chiều cao cây trong các loại môi trường dinh dưỡng thủy canh khác nhau. 3.3.3. Mục tiêu bài học Về kiến thức - Mô tả được dòng vận chuyển các chất trong cây gồm mạch gỗ vầ mạch rây: + Con đường vận chuyển, cấu tạo + Thành phần dịch được vận chuyển + Động lực đẩy dòng vật chất di chuyển