Mục đích nghiên cứu đề tài là góp phần thiết thực vào việc đổi mới phương pháp, hình thức dạy học hiện nay, nâng cao hiệu quả dạy và học môn Sinh học trong trường phổ thông, hình thành và phát triển cho HS các năng lực cần thiết trong quá trình học tập và thực tiễn đời sống. Qua chủ đề này phần nào hướng nghiệp cho học sinh miền núi cũng như giúp các em bảo tồn bản sắc văn hóa vùng miền.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT TƯƠNG DƯƠNG I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ NHÂN GIỐNG NẤM MEN VÀ SẢN XUẤT RƯỢU NẾP CẨM (SINH HỌC 10 THPT) CHO HỌC SINH HUYỆN MIỀN NÚI TƯƠNG DƯƠNG NGHỆ AN” Lĩnh vực: Tổ chức dạy học lĩnh vực Sinh học Họ và tên: Lê Thị Phương Tổ chuyên môn: Tự nhiên Năm thực hiện: 2020 2021 Điện thoại: 0974249850 Nghệ An, tháng 03 năm 2021 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lý do chọn đề tài Mục tiêu giáo dục được xác định theo hướng hình thành, phát triển phẩm chất và năng lực. Khi xác định mục tiêu của GDPT cần tập trung khẳng định u cầu về sự phát triển hài hịa giữa: Con người cá nhân và con người xã hội, con người truyền thống và con người hiện đại, con người Việt Nam và cơng dân tồn cầu Vận dụng tất cả các phương pháp, kĩ thuật và hình thức tổ chức dạy học một cách linh hoạt, sáng tạo, phù hợp với đối tượng và hồn cảnh cụ thể nhằm đạt mục tiêu, u cầu của chương trình và có hiệu quả cao. Tập trung vào các phương pháp, kĩ thuật và hình thức tổ chức học tập có ưu thế trong việc hình thành và phát triển năng lực người học như: Dạy học theo nhóm; dạy học giải quyết vấn đề; dạy học theo dự án, …Đổi mới từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực. Sự thay đổi căn bản trong cách tiếp cận này sẽ chi phối và bắt buộc tất cả các khâu của quá trình dạy học thay đổi: nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức, cách kiểm tra, đánh giá, thi cử; cách thức quản lý… u cầu chung của việc đổi mới phương pháp dạy học là phát huy cao độ tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh, chuyển từ hình thức giáo viên giới hạn vào việc truyền đạt thơng tin theo chuẩn kiến thức, kỹ năng cho học sinh sang hình thức giáo viên tổ chức hoạt động cho học sinh từ đó độc lập, chủ động và sáng tạo khám phá tri thức và hình thành được các năng lực cho bản thân Giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội Với lý do trên, tôi mạnh dạn chọn nghiên cứu đề tài “Áp dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm (sinh học 10 THPT) cho học sinh huyện miền núi Tương Dương Nghệ An” nhằm mục đích góp phần thiết thực vào việc đổi mới phương pháp, hình thức dạy học hiện nay, nâng cao hiệu quả dạy và học mơn Sinh học trong trường phổ thơng, hình thành và phát triển cho HS các năng lực cần thiết trong q trình học tập và thực tiễn đời sống. Qua chủ đề này phần nào hướng nghiệp cho học sinh miền núi cũng như giúp các em bảo tồn bản sắc văn hóa vùng miền Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thơng, mặt khác giáo dục STEM nhằm: Phát triển các năng lực đặc thù của các mơn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS: Đó là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các mơn học Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học, Tốn học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập Cơng nghệ. HS biết về quy trình thiết kế kĩ thuật và chế tạo ra các sản phẩm Phát triển các năng lực chung cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội, cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh tồn cầu của thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn học, HS sẽ được phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. 2. Mục tiêu của đề tài Giới thiệu, ứng dụng thành cơng mơ hình giáo dục STEM vào giảng dạy mơn Sinh học trường THPT huyện miền núi, qua đó rèn luyện kĩ năng, phát triển năng lực nhận thức, khả năng tư duy sáng tạo của học sinh. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt, đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước Đôi t ́ ượng và phạm vi nghiên cứu cua đê tai ̉ ̀ ̀ Đề tài nghiên cứu vấn đề dạy học phần Sinh học Vi sinh vật Nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm, sinh học lớp 10 THPT theo định hướng STEM. 4. Nhiệm vụ của đề tài Khái quát chung về STEM. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc triển khai giáo dục STEM Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của mơ hình giáo dục STEM trong dạy học Định hướng xây dựng chủ đề/bài học STEM Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề/ bài học STEM Hướng dẫn sinh hoạt chun mơn khi xây dựng và thực hiện chủ đề giáo dục STEM Vận dụng cơ sở lý thuyết để thiết kế chủ đề dạy học “Sinh học vi sinh vật nhân giống nấm men và sản xuất rượu cẩm” theo mơ hình STEM Đưa ra một số phương pháp dạy học hiệu quả trong giáo dục STEM trên cơ sở kết quả của đề tài 5. Phương pháp nghiên cứu Phân tích, tổng hợp lý thuyết, bài tập từ các tài liệu, sách giáo khoa, sách tham khảo Dựa trên thực tiễn dạy và học về bài Sinh học có liên quan đến mơ hình STEM Điều tra, tổng hợp và xử lí số liệu, đánh giá kết quả thu được từ thực nghiệm sư phạm 6. Giả thiết khoa học Học xong chương trình học sinh làm được gì? Làm thế nào 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? 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, thơng 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, thơng 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 STEM là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế cơng nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; là cơng cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác 7. Những đóng góp của đề tài Đề tài nghiên cứu phương pháp dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển năng lực học sinh. Đây là vấn đề khá mới mẻ và cịn nhiều bỡ ngỡ trong q trình tiếp cận xu hướng dạy học mới hiện nay. Vì vậy, đề tài sẽ là một trong những tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên trong việc dạy học Sinh học ở trường phổ thơng 8. Tính mới của đề tài: Giới thiệu cho giáo viên một số vấn đề chung về giáo dục STEM trong giáo dục THPT Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề/ bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng Tổ chức dạy học và kiểm tra đánh giá kết quả dạy học các chủ đề STEM theo định hướng phát triển năng lực Giới thiệu q trình triển khai xây dựng và dạy học chủ đề “Sinh học vi sinh vật Nhân giống nấm men và sản xuất rượu cẩm” theo mơ hình STEM PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở thực hiện đề tài 1.1. Cơ sở lý luận Việt Nam là quốc gia đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, cuộc Cách mạng cơng nghiệp 4.0 mở ra nhiều cơ hội trong việc nâng cao trình độ cơng nghệ, nâng cao năng lực sản xuất, tăng trưởng kinh tế…. Để cạnh tranh trong nền kinh tế khu vực và tồn cầu, giáo dục và nghề nghiệp STEM (Science Technology Engineering Maths) phải ưu tiên quốc gia. Điều này đặt ra cho GDĐT sứ mệnh to lớn là chuẩn bị đội ngũ nhân lực chất lượng cao để đáp ứng u cầu phát triển của đất nước Thực hiện Nghị quyết số 29NQ/TW ngày 04/11/2013 về đổi mới căn bản, tồn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, thực hiện Chỉ thị số 16/CTTTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng chính phủ V/v tăng cường năng lực tiếp cận Cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ 4, cần “ thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế cơng nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào cuộc thúc đẩy đào tạo về khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong chương trình giáo dục phổ thơng ” Triển khai chương trình đào tạo ứng dụng mơ hình giáo dục STEM là sự lựa chọn tất yếu, phù hợp với đào tạo theo định hướng phát triển năng lực học sinh, đáp ứng nhu cầu xã hội. Bên cạnh đó, năng lực phát triển chương trình đào tạo và phương pháp giảng dạy cũng như nhận thức của giáo viên về mơ hình giáo dục STEM được nâng cao. Việc ứng dụng mơ hình giáo dục STEM chủ trương lớn nhà trường. Chủ trương này đã được Đảng ủy, BGH chỉ đạo một cách quyết liệt, các tổ bộ mơn vào cuộc thực hiện một cách khẩn trương, căng cơ, có đầu tư cả về trí lực lẫn vật lực và đã thu được một số thành tựu đáng kể. Có thể xem đây là bước đột phá trong phát triển, nâng cao hiệu quả giáo dục của trường THPT Tương Dương 1. 1.1.1 Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Tốn học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật và Tốn học của mỗi quốc gia. Sự phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn học được mơ tả bởi chu trình STEM (Hình 1), đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế cơng nghệ nhằm giải quyết các vấn đề; Tốn là cơng cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. “Science” trong chu trình STEM được mơ tả bởi một mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể hiện quy trình sáng tạo khoa học. Đứng trước thực tiễn với "Cơng nghệ" hiện tại, các nhà khoa học, với năng lực tư duy phản biện, ln đặt ra những câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện cơng nghệ, đó là các câu hỏi/vấn đề khoa học. Trả lời các câu hỏi khoa học hoặc giải quyết các vấn đề khoa học sẽ phát minh ra các "Kiến thức" khoa học. Ngược lại, “Engineering” trong chu trình STEM được mơ tả bởi một mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể hiện quy trình kĩ thuật. Các kĩ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo ra cơng nghệ mới. Như vậy, trong chu trình STEM, "Science" được hiểu khơng chỉ là "Kiến thức" thuộc các mơn khoa học (như Vật lí, Hố học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh ra kiến thức khoa học mới. Tương tự như vậy, "Engineering" trong chu STEM khơng chỉ là "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo ra "Cơng nghệ" mới. Hai quy trình nói trên tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học kĩ thuật theo mơ hình "xốy ốc" mà cứ sau mỗi chu trình thì lượng kiến thức khoa học tăng lên và cùng với nó là cơng nghệ phát triển ở trình độ cao hơn 1.1.2. Giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("cơng nghệ" hiện tại) cần giải quyết, địi hỏi học sinh phải tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("cơng 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, địi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Q trình đó địi 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 ("cơng nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên mơn 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 mơn học Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng d ụng c ủa chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được u cầu của sự phát triển kinh tế xã hội. Các mức độ áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục phổ thơng như sau: a)Dạy học các mơn học theo phương thức giáo dục STEM Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai ngay trong q trình dạy học các mơn học STEM theo tiếp cận liên mơn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các mơn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này khơng làm phát sinh thêm thời gian học tập b) Tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các mơn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM Để tổ chức thành cơng các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường trung học, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp. Trải nghiệm STEM cịn có thể được thực hiện thơng qua sự hợp tác giữa trường trung học với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thơng với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp Các trường trung học có thể triển khai giáo dục STEM thơng qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật: Giáo dục STEM có thể được triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật. Hoạt động này khơng mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật và triển khai các dự án nghiên cứu trong khn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM và nghiên cứu khoa học, kĩ thuật là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM 1.1.3. Vai trị và ý nghĩa của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thơng. Cụ thể là: + Đảm bảo giáo dục tồn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các mơn học đang được quan tâm như Tốn, Khoa học, các lĩnh vực Cơng 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 mơn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc v ận d ụng ki ến th ức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh đượ c hoạt động, trải nghiệm và thấy đượ c 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. + Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thơng 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. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thơng cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương. + Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường trung học, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM. Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường trung học 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 cơng nghiệp hóa hiện đại hóa. 1.1.4. Tiến trình bài học STEM. Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng đề cập đến một vấn đề tương đối trọn vẹn, địi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các mơn học trong chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình mỗi bài học STEM được thực hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật (Hình 2), trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) 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 thơng tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài học, 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.Thơng qua q trình học tập đó, học sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực. Tiến trình bài học STEM tn theo quy trình kĩ thuật nêu trên nhưng các "bước" trong quy trình khơng được thực hiện một cách tuyến tính mà có bước thực song hành, tương hỗ lẫn nhau Cụ thể là việc “Nghiên cứu kiến thức nền” thực đồng thời với “Đề xuất giải pháp; “Chế tạo mơ hình” thực đồng thời với “Thử nghiệm đánh giá” đó bước vừa mục tiêu vừa là điều kiện để thực bước kia.Vì vậy, mỗi bài học STEM tổ chức theo 5 Hình 2: Tiến trình bài học STEM 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 hồn thành một sản phẩm h tập cụ thể với các tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế ngun mẫu của sản phẩm cần hồn thành Tiêu chí của sản phẩm là u cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết k ế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, cơng nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, cơng nghệ Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hồn thành nội dung (Bài ghi chép thơng tin về hiện tượng, sản phẩm, cơng nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, cơng nghệ) Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, u cầu sản phẩm phải hồn 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 sẽ khơng cịn các "tiết học" thơng thường mà ở đó giáo viên "giảng dạy" kiến thức mới cho học sinh. Thay vào đó, học sinh tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hồn thành. Kết quả là, khi học sinh hồn thành bản thiết kế đồng thời học sinh học được kiến thức theo chương trình mơn 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 hồn thành nội dung (Xác định và ghi được thơng 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 u 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); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn và giáo viên, học sinh tiếp tục hồn thiện (có thể 10 GV nhận xét và đánh giá chung về dự án. + Giáo viên tổ chức thảo luận các vấn đề các nhóm gặp phải trong q trình thực hiện + Tổng kết kiến thức về: đặc điểm của vi sinh vật, các loại vi sinh vật được phân loại theo mơi trường và kiểu dinh dưỡng, phân biệt q trình hơ hấp kị khí, hơ hấp hiếu khi và lên men, sản phẩm phân giải protein và cacbohidrat nhờ vi sinh vật, các các ứng dụng trong thực tiễn của các q trình: phân giải protein, lên men etilic phân giải cacbohidrat, lên men lacic phân giải cacbohidrat + Q trình thực hiện tạo sản phẩm. + Kĩ năng làm việc nhóm. + Kĩ năng trình bày, thuyết phục. + Giải quyết vấn đề khi trải nghiệm. …. GV u cầu HS thực hiện nhiệm vụ cuối dự án: Hồn thành hồ sơ dự án Các nhóm đánh giá theo tiêu chí Bảng tiêu chí các nhóm ở phần phụ lục Tổng kết đánh giá điểm của các nhóm theo tiêu chí: Phiếu đánh giá số 3: Đánh giá bài báo cáo và sản phẩm đạt được TT Tiêu chí Điểm Bài báo cáo kiến thức (15) 1 Đầy đủ nội dung cơ bản về chủ đề được báo cáo 2 Bài báo cáo có màu sắc hài hịa, bố cục hợp lí 10 5 Bản phương án thiết kế quy trình (25) 3 Đầy đủ nội dung theo u cầu: Bản vẽ sơ đồ quy trình, sở lý thuyết, ứng dụng, thơng số về tỉ lệ ( ngun liệu,tỉ lệ, chất lượng sản phẩm tạo thành) 4 Poster trình chiếu có màu sắc hài hịa, bố cục hợp lí 20 Bánh men ngọt và rượu cẩm (35) 5 6 Bánh men khi ủ với ngun liệu để nấu rượu phải tạo được bỗng rượu thơm đặc trưng. Cho hàm lượng rượu cao, chi phí thấp, an tồn cho người sử dụng Viên men khơng mốc, để được lâu, kích thước hợp lý 10 5 32 7 8 Rượu thơm, ngọt tự nhiên, khơng nồng, màu tím đẹp Rượu bảo quản được lâu mà khơng bị chua, mất vị, nồng 10 10 Kĩ năng thuyết trình (15) 9 Trình bày thuyết phục 10 Trả lời được câu hỏi phản biện 11 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm báo cáo Kĩ năng làm việc nhóm (10) 12 Kế hoạch có tiến trình và phân cơng nhiệm vụ rõ ràng và hợp lí 13 Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng, hợp tác hiệu quả để hồn thành dự án Tổng số điểm: 100 điểm 2.6. Kết quả thu được Trên cơ sở tiến trình dạy học đã thiết kế, tiến hành thực nghiệm sư phạm giảng dạy chủ đề “Sinh học VSV Nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm” ở 3 lớp 10A, 10G, 10K năm học 2019 2020; ở 5 lớp 10D, 10B, 10G, 10L, 10E năm học 2020 – 2021 tại trường THPT Tương Dương 1 trong tháng 2/2020 và tháng 2/2021 với các u cầu đặt ra: Chia mỗi lớp làm 4 nhóm. Mỗi nhóm cần thực hiện nhiệm vụ: Nghiên cứu kiến thức nền, xây dựng quy trình làm men rượu và quy trình sản xuất rượu cẩm, tạo sản phẩm bánh men và rượu cẩm, tạo poster thể hiện kết quả nghiên cứu Kết quả thu được: + Các nhóm của mỗi lớp tạo được poster thể hiện kết quả nghiên cứu + Tạo sản phẩm bánh men ngọt và rượu cẩm đạt chất lượng Sau đây là một số poster và hình ảnh của các nhóm HS tiến hành: Porter của nhóm 2 lớp 10D 33 34 Poster nhóm 1 lớp 10B Sản phẩm bánh men ngọt và rượu cẩm Học sinh làm bánh men ngọt (sau khi nặn bánh, cấy men giống bánh men được ủ 3 ngày sau đó phơi trên giá bếp khoảng 7 đến 8 ngày). Sau đó sử dụng bánh men để ủ rượu nếp cẩm 35 36 Các nhóm báo cáo sản phẩm 3. Kiểm tra thực nghiệm đề tài 3.1. Đối tượng và phương pháp kiểm tra thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong 2 năm: Năm học 2019 – 2020 và năm học 2020 2021 tại trường THPT Tương Dương 1, thị tr ấn th ạch Giám, huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ an Năm học 2019 – 2020 khảo sát 6 lớp học sinh mỗi lớp khoảng 30 đến 36 học sinh, trong đó: + 3 lớp làm nhóm đối chứng (ĐC): là những lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 cơ bản khơng dạy học theo chủ đề STEM + 3 lớp làm nhóm thực nghiệm (TN): là những lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 cơ bản có áp dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề Năm học 2020 – 2021 khảo sát 10 lớp học sinh mỗi lớp khoảng 30 đến 36 học sinh, trong đó: + 5 lớp làm nhóm đối chứng (ĐC): là những lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 cơ bản khơng dạy học theo chủ đề STEM + 5 lớp làm nhóm thực nghiệm (TN): là những lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 cơ bản có áp dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề Cụ thể: + Năm học 2019 – 2020 : Tại trường THPT Tương dương 1 37 Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) Lớp 10A (tổng số 33 HS) Lớp 10H (tổng số 32 HS) Lớp 10G (tổng số 34 HS) Lớp 10B (tổng số 36 HS) Lớp 10K (tổng số 32 HS) Lớp 10I ( tổng số 32 HS) Tổng: 99 HS Tổng: 100 HS + Năm học 2020 – 2021: Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) Lớp 10D (tổng số 35 HS) Lớp 10A (tổng số 35 HS) Lớp 10B (tổng số 30 HS) Lớp 10C (tổng số 35 HS) Lớp 10G (tổng số 36 HS) Lớp 10I ( tổng số 34 HS) Lớp 10L (tổng số 32 HS) Lớp 10K (tổng số 36 HS) Lớp 10E (tổng số 35HS) Lớp 10H (tổng số 34 HS) Tổng: 168 HS Tổng: 174 HS Sử dụng hình thức đề thi kiểm tra trắc nghiệm gồm 25 câu, làm bài trong 45 phút, chấm điểm theo thang điểm 10. Đề kiểm tra trắc nghiệm có nội dung liên quan đến các nội đã được sử dụng trong các hoạt động dạy học chủ đề ở trên 3.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm Để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng SKKN trong dạy học, sau khi hồn thành các sản phẩm, thực hiện kiểm tra đánh giá các con điểm kiểm tra, tơi đã lấy điểm kiểm tra của các lớp TN và ĐC , sử dụng phần mềm Excel để tiến hành thống kê, tính tốn, vẽ đồ thị và thu được kết quả như sau: Năm học 2019 – 2020: Bảng 1. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của điểm kiểm tra Nhóm Điểm khoảng Xi Tổn g HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN 99 0 0 10 34 30 15 10 ĐC 100 0 0 17 45 22 38 Bảng 2. Bảng phân phối tần suất Lớp Tổn Số % HS đạt điểm khoảng Xi g số HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN 99 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,1 34,3 30,3 15,2 10,1 ĐC 100 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0 17,0 45,0 22,0 7,0 3,0 Biểu đồ 1. Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm Lớ p TN ĐC Bảng 3. Bảng phân phối tần suất lũy tích Số % HS đạt điểm Xi trở xuống Tổng số HS 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,1 44, 74,7 99 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0 23,0 68, 90,0 100 89,9 10 100,0 97,0 100.0 Biểu đồ 2. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của 2 nhóm 39 Bảng 4. Bảng phân loại theo học lực Lớp Tổng số HS TN ĐC 99 100 Kém 0,0 0,0 Yếu 0,0 6,0 Số % HS TB 10,1 17,0 Khá 64,6 67,0 Giỏi, XS 25,3 10,0 Biểu đồ 3. Biểu đồ phân loại theo học lực của 2 nhóm Năm học 2020 – 2021: Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) Lớp 10D (tổng số 35 HS) Lớp 10A (tổng số 35 HS) Lớp 10B (tổng số 30 HS) Lớp 10C (tổng số 35 HS) Lớp 10G (tổng số 36 HS) Lớp 10I ( tổng số 34 HS) Lớp 10L (tổng số 32 HS) Lớp 10K (tổng số 36 HS) Lớp 10E (tổng số 35HS) Lớp 10H (tổng số 34 HS) Tổng: 168 HS Tổng: 174 HS Bảng 5. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của điểm kiểm tra Nhóm Điểm khoảng Xi Tổn g HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] 40 TN ĐC 168 174 0 0 10 50 67 26 15 0 0 28 75 55 10 Biểu đồ 4. Biểu đồ thống kê các điểm số (Xi) của hai nhóm Bảng 6. Bảng phân phối tần suất Số % HS đạt điểm khoảng Xi Tổn Nhóm g HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN 168 0 0 ĐC 174 0 0 3,4 6,0 29,8 39,8 15,5 16,1 43,2 31,6 5,7 8,9 Biểu đồ 5. Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm 41 Bảng 7. Bảng phân phối tần suất lũy tích Nhóm Tổn g HS TN ĐC 0 0 168 174 0 0 Số % HS đạt điểm Xi trở xuống 0 0 3,4 6,0 35,8 75,6 19,5 62,7 94,3 10 91,1 100, 0 100,0 100,0 Biểu đồ 6. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của 2 nhóm Bảng 8. Bảng phân loại theo học lực Số % HS Nhóm Tổng số HS Kém Yếu TB Khá Giỏi, XS TN ĐC 168 174 0 3,4 16,0 36,1 59,6 54,8 24,4 5,7 Biểu đồ 7. Biểu đồ phân loại theo học lực của 2 nhóm 42 Các tham số cụ thể Giá trị trung bình cộng: là tham số đặc trưng cho sự tập trung của số k liệu, được tính theo cơng thức: ni X i i X n ni là tần số ứng với điểm số Xi, n là số HS tham gia các bài kiểm tra k Phương sai: S2 ni X i X i n Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị X được tính theo k cơng thức: S ni X i X , S càng nhỏ tức số liệu càng ít phân tán i n S 100% cho phép so sánh mức độ phân tán của các X Hệ số biến thiên: V số liệu Sai số tiêu chuẩn: m S n Bảng 9. Bảng tổng hợp các tham số Nhóm Tổng số HS TN 168 ĐC 174 X 7,41 6,70 S2 S V% m 1,05 1,02 14% 0,006 7,417 ± 0,006 0,81 0,90 13% 0,005 6,701 ± 0,005 X X m Dựa vào các thơng số tính tốn ở trên, từ bảng và đồ thị, tơi rút ra được những nhận xét sau: 43 Điểm trung bình X của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu được ít phân tán, do đó trị trung bình có độ tin cậy cao Tỷ lệ HS đạt loại TB của nhóm TN giảm so với nhóm ĐC. Ngược lại, tỷ lệ HS đạt khá, giỏi của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC Đường tích lũy ứng với nhóm TN, nằm phía dưới, bên phải đường tích lũy ứng với nhóm ĐC Như vậy, kết quả học tập của nhóm TN cao hơn kết quả học tập của nhóm ĐC. PHẦN III. KẾT LUẬN 1. Kết luận 1.1. Trong q trình nghiên cứu và thực hiện sáng kiến, chúng tơi đã làm được những vấn đề sau: Trình bày tóm tắt nội dung lí luận và thực trạng của dạy học và giáo dục theo phương thức STEM Nêu được các kiến thức cơ bản trong phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 THPT Đã đề xuất được kế hoạch dạy học, các tiêu chí đánh giá khi dạy phần: Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 THPT theo định hướng STEM Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá kết thực nghiệm của đề tài 1.2. Hạn chế của đề tài Hệ thống các bài dạy theo phương thức STEM chưa nhiều chỉ dừng lại ở phần: Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 THPT 1.3. Khó khăn của đề tài Thời gian thực nghiệm có nhưng phân phối chương trình khơng cho phép, khơng thể thực hiện giảng dạy ở nhiều lớp mà chỉ thực hiện trên một số lượng cho phép để có thể bước đầu đánh giá hiệu quả nghiên cứu của đề tài. Giáo viên ít có sự đầu tư và tìm tịi dạy học và giáo dục theo phương thức STEM và thời gian chuẩn bị cho các bài dạy cịn hạn chế 2. Đánh giá tính hiệu quả của đề tài 2.1. Tính mới, tính sáng tạo Thiết kế thành cơng chủ đề dạy học “ Sinh học vi sinh vật nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm” theo định hướng giáo dục tích hợp STEM, theo định hướng của Vụ GDTrH, Bộ GDĐT; phù hợp với đối tượng 44 HS lớp 10 của trường THPT Tương Dương 1 thể hiện việc tiếp cận nội dung chương trình GDPT mới Tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá chủ đề dạy học đã thiết kế SKKN “Ứng dụng thử nghiệm mơ hình giáo dục STEM trong dạy học chủ đề sinh học vi sinh vật – nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm” tài liệu tham khảo hữu ích cho GV mơn KHTN tiếp cận chương trình GDPT mới, góp phần đổi mới PPDH, đổi mới kiểm tra đánh giá 2. 2. Khả năng áp dụng và mang lại lợi ích thiết thực của sáng kiến SKKN đã được tiến hành thực nghiệm sư phạm, được áp dụng tại 5 lớp 10, trường THPT Tương Dương 1 SKKN có thể áp dụng tại các trường THPT trong Tỉnh Nghệ An SKKN “Ứng dụng thử nghiệm mơ hình giáo dục STEM trong dạy học chủ đề sinh học vi sinh vật – nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm” góp phần đổi PPDH, đổi kiểm tra đánh giá, tiếp cận chương trình GDPT mới. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích đối với giáo viên Sinh học cấp THPT 3. Kiến nghị, đề xuất: 3.1. Ứng dụng thành cơng mơ hình giáo dục STEM vào giảng dạy mơn Sinh học trường THPT huyện miền núi theo quan điểm định hướng của Vụ GDTrH, Bộ GDĐT và tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá chủ đề dạy học đã thiết kế 3.2. SKKN có tính khả thi, có tính mới, tính sáng tạo; có khả năng mang lại lợi ích thiết thực, có thể áp dụng đối với các trường THPT miền núi nói riêng và các trường THPT nói chung 3.3. SKKN có thể mở rộng với dự án lớn tồn trường cho học sinh trải nghiệm, kinh doanh rượu cẩm nhằm hướng nghiệp cho các em phát triển nội lực kinh tế địa phương Để tổ chức dạy học theo phương thức STEM hiệu quả thì các trường cần quan tâm xây dựng kế hoạch dạy học các mơn học cho phù hợp, chỉ đạo tổ chun mơn xây dựng chun đề dạy học, tạo khơng gian và thời gian cho HS tham gia Trên đây là một số kinh nghiệm mà bản thân tơi đã đúc rút được qua q trình giảng dạy mơn Sinh học THPT. Có thể sáng kiến kinh nghiệm của tơi cịn có nhiều thiếu sót. Rất mong các đồng nghiệp trong nhóm chun mơn Sinh học và Hội đồng thẩm định đóng góp xây dựng để sáng kiến kinh nghiệm được hồn thiện tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập mơn Sinh học. 45 Kính mong Hội đồng khoa học ngành thẩm định và cơng nhận sáng kiến kinh nghiệm của tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn. 46 ... Ứng? ?dụng? ?phương pháp? ?giáo? ?dục? ?STEM? ?vào? ?chủ ? ?đề ? ?Sinh? ?học? ?vi sinh? ?vật ? ?Nhân? ?giống? ?nấm? ?men? ?và? ?sản? ?xuất? ?rượu? ?cẩm? ?? thuộc chương trình? ?Sinh? ?học? ?10? ?cơ bản 2.1. Tên? ?chủ? ?đề: ? ?Sinh? ?học? ?vi? ?sinh? ?vật ? ?Nhân? ?giống? ?nấm? ?men? ?và? ?sản? ?xuất? ?rượu? ?cẩm? ??... Hướng dẫn? ?sinh? ?hoạt chun mơn khi xây dựng? ?và? ?thực hiện? ?chủ ? ?đề? ? giáo? ?dục? ?STEM Vận? ?dụng? ?cơ sở lý thuyết để thiết kế? ?chủ? ?đề? ?dạy? ?học? ?? ?Sinh? ?học? ?vi? ?sinh vật ? ?nhân? ?giống? ?nấm? ?men? ?và? ?sản? ?xuất? ?rượu? ?cẩm? ?? theo mơ hình? ?STEM Đưa ra một số phương pháp? ?dạy? ?học? ?hiệu quả trong? ?giáo? ?dục? ?STEM? ?trên ... SKKN có thể? ?áp? ?dụng? ?tại các trường THPT trong Tỉnh? ?Nghệ? ?An? ? SKKN “Ứng? ?dụng? ?thử ? ?nghiệm? ?mơ hình? ?giáo? ?dục? ?STEM? ?trong? ?dạy học? ?chủ ? ?đề ? ?sinh? ?học? ?vi? ?sinh? ?vật –? ?nhân? ?giống? ?nấm? ?men? ?và? ?sản? ?xuất? ?rượu nếp cẩm? ?? góp phần