SKKN giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học

MỤC LỤC PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Điểm đề tài: 1.3 Nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu: PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN, CƠ SỞ THỰC TIỄN, THỰC TRẠNG CỦA VIỆC THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.2 Cơ sở thực tiễn, thực trạng đề tài 2.2 NỘI DUNG 2.2.1 Cấu trúc, nội dung chủ đề: Dinh dưỡng khoáng 2.2.2 Các nội dung chủ đề Dinh dưỡng khống định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học 2.2.3 Thiết kế hoạt động để phát triển lực NCKH cho học sinh dạy học phần dinh dưỡng khoáng 2.2.4 Các biện pháp rèn luyện theo định hướng phát triển lực NCKH 31 2.3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 33 2.3.1 Mục đích thực nghiệm 33 2.3.2 Nội dung thực nghiệm 33 2.3.3 Phương pháp thực nghiệm 34 2.3.4 Kết thực nghiệm 34 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 3.1 KẾT LUẬN 38 3.2 ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ 39 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lý chọn đề tài Tầm quan trọng giáo dục bậc phổ thông hội nghị lần thứ Ban chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị số 29-NQ/TW) khẳng định “…Giáo dục người Việt Nam phát triển toàn diện phát huy tốt tiềm năng, khả sáng tạo cá nhân; yêu gia đình, yêu Tổ quốc, yêu đồng bào; sống tốt làm việc hiệu Đối với giáo dục phổ thơng, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, lực cơng dân, phát bồi dưỡng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, lực kỹ thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời…” Trong thập niên gần đây, nhờ việc ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật mà suất sản lượng nông nghiệp tỉnh ta có phát triển vượt bậc Quỳ Hợp trở thành huyện có nơng sản rau tăng nhanh Tuy nhiên, điều đáng lo ngại việc sử dụng phân bón hóa học thuốc bảo vệ thực vật loại chế phẩm khác nơng nghiệp cách thiếu kiểm sốt gây tác động tiêu cực chất lượng đất, chất lượng môi trường chất lượng rau làm cân sinh thái Đảng, nhà nước, ban ngành xã hội tạo nhiều sách, chủ trương sân chơi khoa học để thúc đẩy phong trào nghiên cứu khoa học (NCKH) học sinh phổ thông ngày mạnh mẽ hiệu quả, nhiều hoạt động khuyến khích việc NCKH như: Cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học phổ thông - Intel ISEF, hội thi Tin học trẻ không chuyên, sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng…và nhiều hoạt động khoa học phong phú khác Vì vậy, việc bồi dưỡng lực nói chung lực NCKH nói riêng cho học sinh yêu cầu cần thiết nhằm trang bị cho em phương pháp nghiên cứu, chủ động, sáng tạo, góp phần hình thành hoàn thiện nhân cách người lao động Xuất phát từ lý trên, lựa chọn đề tài: “Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học” Chăm sóc rau số xã huyện Quỳ Hợp, thực trạng giải pháp” thông qua chủ đề: Dinh dưỡng khống với nơng nghiệp để nghiên cứu Qua thân tơi học hỏi, đúc rút số kinh nghiệm dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học áp dụng dạy thể nghiệm số lớp 11 trường THPT Quỳ Hợp số trường THPT địa bàn huyện Quỳ Hợp – Tỉnh Nghệ An 1.2 Điểm đề tài: Điểm đề tài là: Xây dựng quy trình thiết kế hoạt động học tập (HĐHT) theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) Thiết kế hệ thống dạng hoạt động học tập (HĐHT) theo định hướng phát triển NL NCKH Xây dựng quy trình tổ chức HĐHT theo định hướng phát triển NL NCKH, số sản phẩm nghiên cứu học sinh để ứng dụng trồng chăm sóc rau số xã thuộc huyện Quỳ Hợp đảm bảo cung cấp nguồn rau vừa rẻ, vừa an toàn cho người sử dụng Giáo viên vận dụng kỹ thuật dạy học STEM theo định hướng NCKH nhằm phát triển lực tư duy, sáng tạo em Trên sở đó, định hướng em tiếp thu kiến thức học chương trình giáo dục THPT từ hình thành số lực chuyên biệt như: Năng lực quan sát, lực làm thực hành; Năng lực xác định mối liên hệ; Năng lực xử lý thông tin; Năng lực định nghĩa; Năng lực tiên đoán; Năng lực tư duy, lực nghiên cứu khoa học 1.3 Nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lý luận dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học - Phân tích nội dung chủ đề: dinh dưỡng khống (Sinh học 11 – ban Cơ bản), từ lựa chọn nội dung phù hợp với dạy học theo định hướng nghiên cứu khoa học - Thiết kế học giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học nhằm nâng cao Năng lực học sinh môn sinh học - Thực nghiệm sư phạm để thăm dò hiệu dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học môn sinh học PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN, CƠ SỞ THỰC TIỄN, THỰC TRẠNG CỦA VIỆC THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.1.1 Năng lực a Khái niệm lực Theo dự thảo Chương trình Giáo dục phổ thơng tổng thể Bộ giáo dục Đào tạo (dự thảo ban hành vào tháng 7/2015), lực định nghĩa sau: Năng lực khả thực thành công hoạt động bối cảnh định nhờ huy động tổng hợp kiến thức, kỹ thuộc tính cá nhân khác hứng thú, niềm tin, ý chí Năng lực cá nhân đánh giá qua phương thức kết hoạt động nhân tố giải vấn đề sống Từ quan điểm trên, hiểu lực khả vận dụng kết hợp kiến thức, kĩ thái độ để thực tốt nhiệm vụ học tập, giải có hiệu vấn đề có thực sống em kiến thức học b Đặc điểm lực - Có tác động cá nhân cụ thể tới đối tượng cụ thể (kiến thức, kĩ năng, quan hệ xã hội, …) để có sản phẩm định; phân biệt người với người khác - Năng lực yếu tố cấu thành hoạt động cụ thể Năng lực tồn trình vận động, phát triển hoạt động cụ thể Vì vậy, lực vừa mục tiêu, vừa kết hoạt động Đề cập tới xu đạt kết cơng việc cụ thể, người cụ thể thực (năng lực học tập, lực tư duy, lực tự quản lý thân ) - Với đặc điểm chung rút để đạo trình dạy học, giáo dục muốn hình thành, rèn luyện, đánh giá lực cá nhân tất yếu phải đưa cá nhân tham gia vào hoạt động làm sản phẩm Chương trình lần xây dựng theo định hướng lực tất yếu phải tổ chức dạy học, giáo dục phương pháp thiết kế hoạt động cho học sinh thực c Mơ hình cấu trúc lực Theo quan điểm nhà sư phạm nghề Đức, cấu trúc chung lực hành động mô tả kết hợp lực thành phần sau: Năng lực chuyên môn, lực phương pháp, lực xã hội, lực cá thể Các thành phần cấu trúc lực d Phân loại lực Năng lực chung: Trong chương trình giáo dục định hướng lực, đề chuẩn đầu bao gồm lực chung là: Năng lực tự học, lực giải vấn đề, lực sáng tạo, lực tự quản lý, lực giao tiếp, lực hợp tác, lực sử dụng công nghệ thông tin truyền thông, lực sử dụng ngơn ngữ, lực tính tốn Năng lực chun biệt: Là lực hình thành phát triển sở lực chung theo định hướng chuyên sâu, riêng biệt loại hình hoạt động, cơng việc tình huống, mơi trường đặc thù, cần thiết cho hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu hoạt động định toán, âm nhạc, mĩ thuật, thể thao 2.1.1.2 Năng lực nghiên cứu khoa học a Khái niệm nghiên cứu khoa học Theo Vũ Cao Đàm (2003), nghiên cứu khoa học định nghĩa hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, thử nghiệm Dựa số liệu, tài liệu, kiến thức đạt từ thí nghiệm Nghiên cứu khoa học để phát chất vật, giới tự nhiên xã hội để sáng tạo phương pháp phương tiện kỹ thuật cao hơn, giá trị Con người muốn làm nghiên cứu khoa học phải có kiến thức định lĩnh vực nghiên cứu phải rèn luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi ghế nhà trường b Quy trình nghiên cứu khoa học Vũ Cao Đàm (2003) đưa quy trình sau: Bước 1: Quan sát vật, tượng xác định vấn đề nghiên cứu Bước 2: Thiết lập giả thuyết dự đoán vấn đề nghiên cứu Bước 3: Thu thập xử lý thông tin vấn đề nghiên cứu Bước 4: Kết luận xác nhận hay phủ nhận giả thuyết vấn đề nghiên cứu c Cấu trúc lực nghiên cứu khoa học - Xác định vấn đề nhiệm vụ nghiên cứu: + Xác định vấn đề nghiên cứu: Chủ động phát vấn đề nghiên cứu đảm bảo tính + Xác định nhiệm vụ nghiên cứu: Xác định đầy đủ nhiệm vụ nghiên cứu - Lập kế hoạch thực nhiệm vụ nghiên cứu: + Lập kế hoạch nghiên cứu: lập kế hoạch nghiên cứu rõ ràng logic + Thực nhiệm vụ nghiên cứu: Chủ động sử dụng công cụ cần thiết để thực nhiệm vụ đạt kết cao - Báo cáo kết nghiên cứu: + Viết báo cáo khoa học: Thể chất cơng trình nghiên cứu + Bảo vệ cơng trình nghiên cứu: Trình bày cơng trình nghiên cứu phản biện - Đánh giá điều chỉnh hoạt động nghiên cứu: + Tự đánh giá hoạt động nghiên cứu + Rút kinh nghiệm hoạt động nghiên cứu: Rút kinh nghiệm cho thân d Thành phần lực nghiên cứu khoa học Cũng lực khác, lực nghiên cứu khoa học gồm thành tố chủ yếu: - Kiến thức: bao gồm kiến thức khoa học chuyên ngành, kiến thức phương pháp nghiên cứu khoa học - Kỹ năng: Kỹ xây dựng đề tài nghiên cứu, kỹ thiết kế nghiên cứu, kỹ thu thập liệu, kỹ phân tích liệu sử dụng cơng cụ phân tích, kỹ phê phán, kỹ lập luận, kỹ viết báo cáo khoa học 2.1.1.3 Hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học a Hoạt động học tập Theo Trần Bá Hoành (2006), hoạt động học tập chuỗi hành động thao tác trí tuệ bắp hướng tới mục tiêu xác định Mục tiêu hình thành kiến thức mới, kỹ mới; hay củng cố hoàn thiện kiến thức; xây dựng thái độ, giá trị, góp phần rèn luyện kỹ tư duy, lực xử lí tình có vấn đề b Bản chất hoạt động học tập Theo Đỗ Văn Thông (2001), chất hoạt động học tập hoạt động chiếm lĩnh tri thức kỹ năng, kỹ xảo thông qua tái tạo cá nhân người học Hoạt động học tập hoạt động hướng vào thay đổi Thơng thường hoạt động khác hướng vào làm thay đổi đối tượng hoạt động học tập không làm thay đổi đối tượng mà làm thay đổi chủ thể hoạt động học tập Hoạt động học tập điều khiển cách có ý thức nhằm tiếp thu tri thức, kỹ năng, kỹ xảo Hoạt động học tập không hướng học sinh vào việc lĩnh hội tri thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, mà hướng đến việc lĩnh hội phương pháp dành tri thức Nó cơng cụ khơng thể thiếu để đạt mục đích hoạt động học tập c Các dạng hoạt động học tập Theo Trần Bá Hồnh (2006), có nhiều dạng hoạt động học tập khác nhau, từ trình độ thấp đến trình độ cao tùy theo lực tư người học như: Tìm lời giải cho câu hỏi; điền từ, điền bảng, điền tranh câm; lập bảng, biểu, đồ thị, sơ đồ, đồ (đọc, vẽ, phân tích); làm thí nghiệm: Đề xuất giả thuyết, bố trí thí nghiệm, phân tích ngun nhân, thơng báo kết quả; thảo luận, tranh cãi chủ đề nêu ra; giải tốn nhận thức, tập tình huống; nghiên cứu ca điển hình: Điều tra thực trạng, đề xuất giải pháp cải thiện thực trạng, thực nghiệm giải pháp mới; tập lớn, đề án, luận văn, luận án d Các dạng hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học dạy học Sinh học - Hoạt động giải tập phát triển lực nghiên cứu khoa học - Hoạt động thực hành thí nghiệm phát triển lực nghiên cứu khoa học 2.1.2 Cơ sở thực tiễn, thực trạng đề tài 2.1.2.1 Thực trạng học tập học sinh môn Sinh học Qua kết điều tra nhận thấy phần lớn hoạt động học tập phát triển lực nghiên cứu khoa học học sinh chưa giáo viên ý đến Do đó, đa phần học sinh không giải vấn đề khoa học thực tiễn có liên quan đến kiến thức Sinh học học sinh phương pháp nghiên cứu khoa học 2.1.2.2 Thực trạng việc dạy học giáo viên theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Sau tiến hành khảo sát giáo viên trường địa bàn huyện Quỳ Hợp, thu kết sau: - Số GV khảo sát: 12 giáo viên Sinh học đứng lớp trường THPT gồm: THPT Quỳ Hợp I, THPT Quỳ Hợp 2, THPT Quỳ Hợp Câu hỏi Phương án trả lời, số lượng Thầy/cô học (tập huấn) phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh chưa? Đã tham gia Chưa tham gia 12/12 0/12 Thầy cô sử dụng phương pháp Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học chưa? Rồi Chưa 0/12 12/12 Ngại khó Khơng quan tâm 10/12 2/12 Vì chưa thực Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học? Qua khảo sát thực tế, rút số nhận xét sau: Thứ nhất: 100% giáo viên học, tập huấn Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học, nhiên chưa áp dụng vào việc dạy học hàng ngày Thứ hai: Phương pháp giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học dạy học môn Sinh học trường địa bàn huyện giáo viên ngại khó khăn, chưa đủ tự tin thờ với phương pháp Có thể GV chưa nắm chất vấn đề chưa trọng đổi phương pháp giáo dục Thứ ba: Việc đổi phương pháp giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học chủ đề dinh dưỡng khống chương trình Sinh học 11 chưa giáo viên huyện Quỳ Hợp thực Chủ yếu giáo viên tổ chức dạy học theo phương pháp thông thường, chưa đánh giá hết lực học sinh chưa phát huy tính tích cực, chủ động người học Như vậy, thực tiễn dạy học địa phương cho thấy việc vận dụng phương pháp giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học cần thiết có ý nghĩa vơ quan trọng I.2.3 Thực trạng chăm sóc rau xã Tam Hợp, Nam sơn, Bắc Sơn huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An Hình 1: Đồng rau lạm dụng phân hóa học thuốc bảo vệ thực vật xã Tam Hợp - Huyện Quỳ Hợp - Tỉnh Nghệ An - Phân hóa học, thuốc trừ sâu ngăn cản hấp thụ dưỡng chất cần thiết - Phân hóa học, thuốc trừ sâu diệt tập đồn vi sinh vật có lợi đất Hình 2: Đất bị thối hóa lạm dụng phân bón hóa học - Cánh đồng xã Tam hợp - Huyện Quỳ Hợp - Tỉnh Nghệ An Nitrat tồn dư vượt ngưỡng cho phép thực vật, ăn liên tục gây ảnh hưởng đến trình trao đổi chất, ảnh hưởng đến gan, thận Tác hại nitrat ngấm lâu dài chuyển hoá thành nitrit, kết hợp với số chất nguyên nhân gây ung thư Ngoài dư lượng nitrat rau thực phẩm gây việc chuyển hóa hemoglobin máu thành methemmoglobin, chuyển hóa xảy mạnh nhiều người trẻ Do số dư lượng nitrat quản lý chặt an toàn thực phẩm Tuy nhiên nhìn mắt thường khó nhận biết tính tốn dư lượng nitrat 2.2 NỘI DUNG 2.2.1 Cấu trúc, nội dung chủ đề: Dinh dưỡng khoáng - Vai trị ngun tố khống - Dinh dưỡng nito thực vật - Thực hành thí nghiệm vai trị phân bón 2.2.2 Các nội dung chủ đề Dinh dưỡng khống định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học Kiến thức Nội dung định hướng NCKH - Điều tra sử dụng phân bón địa phương (xã Tam Hợp, Nam sơn, Bắc Sơn - Sử dụng phân bón nơng huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An) thực nghiệp hành trồng với kĩ thuật bón phân - Số loại phân bón, cách bón, hàm phù hợp lượng phân bón đảm bảo an toàn + Phiếu điều tra việc sử dụng phân bón nơng nghiệp cho loại trồng - Vai trị ngun tố khống - Phân tích số biện pháp kỹ + Các mẫu phân bón sử dụng phổ thuật sử dụng dinh dưỡng khoáng biến địa phương nhằm tạo nông nghiệp - Mơ hình trồng rau nhà kính - Kỹ thuật bón phân, trừ sâu tạo - Mơ hình thủy canh theo hướng phát triển nông nghiệp nông nghiệp - Sản xuất phân bón hữu vi sinh từ nguồn phế phẩm nông nghiệp, rác thải hữu - Sản xuất thuốc trừ sâu Sinh học 2.2.3 Thiết kế hoạt động để phát triển lực NCKH cho học sinh dạy học phần dinh dưỡng khống 2.2.3.1 Quy trình thiết kế hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học Xuất phát từ nghiên cứu sở lý luận thực tiễn, phân tích mục tiêu, nội dung phần Dinh dưỡng khống - Sinh học 11, chúng tơi xây dựng quy trình thiết kế hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học bao gồm bước sau: Mục đích thí nghiệm: Giả thuyết nghiên cứu: - Tạo nguồn phân bón hữu vi - Tạo nguồn phân bón hữu vi sinh sử dụng cho rau trồng vừa đảm sinh từ rác thải hữu phế phẩm bảo nguồn rau sạch, vừa đảm bảo chăn ni… tính chất lý hóa đất, khơng gây nhiễm mơi trường Thiết kế thí nghiệm: a Dụng cụ, mẫu vật: b Cách tiến hành: - Rác thải hữu cơ, phân B1: Chọn xử lý nguyên liệu xanh, bèo B2: Phối trộn, ủ sinh học theo tỉ lệ - Phân chuồng B3: Sản phẩm phân hữu (Kiểm tra chất lượng) - Vôi, tro B4: Thử nghiệm sản phẩm loại rau - Hố ủ B5: Đánh giá sản phẩm Thu thập liệu phân tích kết thí nghiệm: - Tiến hành thí nghiệm theo bước Báo cáo kết làm - Mơ tả kết thí nghiệm ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giải thích kết thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giả thuyết bạn đưa hay sai? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận vấn đề nghiên cứu: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu hỏi mở rộng: 25 - Nếu sản xuất quy mô lớn, em tận dụng nguyên liệu phế thải điều chỉnh quy trình để đảm bảo sản xuất quy mơ cơng nghiệp? Nhóm 2: Phân hữu vi sinh từ rác thải hữu Sản xuất phân bón hữu vi sinh Mục đích thí nghiệm: Giả thuyết nghiên cứu: - Tạo nguồn phân bón hữu vi sinh - Tạo nguồn phân bón hữu vi sử dụng cho rau trồng vừa đảm bảo sinh từ rác thải hữu phế phẩm nguồn rau sạch, vừa đảm bảo tính chất lý chăn ni… hóa đất, khơng gây nhiễm mơi trường Thiết kế thí nghiệm: a Dụng cụ, mẫu vật: b Cách tiến hành: - Rác thải hữu B1: Chọn xử lý nguyên liệu - Chế phẩm IMO B2: Phối trộn, ủ sinh học theo tỉ lệ (Bổ sung chế phẩm vi sinh vật) - Hố ủ B3: Sản phẩm phân hữu (Kiểm tra chất lượng) B4: Thử nghiệm sản phẩm loại rau B5: Đánh giá sản phẩm Thu thập liệu phân tích kết thí nghiệm: - Tiến hành thí nghiệm theo bước Báo cáo kết làm - Mơ tả kết thí nghiệm ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giải thích kết thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giả thuyết bạn đưa hay sai? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 26 Kết luận vấn đề nghiên cứu: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu hỏi mở rộng: - Nếu sản xuất quy mô lớn, em tận dụng nguyên liệu phế thải điều chỉnh quy trình để đảm bảo sản xuất quy mơ cơng nghiệp? Nhóm 3: Thuốc trừ sâu từ thảo mộc Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học Mục đích thí nghiệm: Giả thuyết nghiên cứu: - Tiêu diệt loại sâu, bệnh gây hại cho Tạo chế phẩm thuốc trừ sâu từ rau thảo mộc thiên nhiên gần gũi với nông - Không gây ô nhiễm môi trường nông dân vùng Quỳ Hợp sản - Không gây hại cho thiên địch - Đảm bảo tính chất lý hóa đất Thiết kế thí nghiệm: a Dụng cụ, mẫu vật: b Cách tiến hành: - Tỏi - Ớt B1: Xử lý mẫu vật: Cắt nhỏ, xay nhuyễn - Rượu… B2: Phối trộn nguyên liệu với rượu Hặc xoan, thuốc lá, đu đủ tía… B3: Ủ chum, vải…từ 10 đến 15 ngày Hoặc: 1kg đường đỏ(Nước mía): Kg vỏ loại hoa quả( phế phẩm hữu cơ): B4: Chắt lọc dịch ủ 10 lít nước: bồ kết rang nhỏ B5: Pha theo tỉ lệ 1:1 phun cho rau bị sâu, bệnh hại Thu thập liệu phân tích kết thí nghiệm: - Tiến hành thí nghiệm theo bước Báo cáo kết làm - Mơ tả kết thí nghiệm ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 27 Giải thích kết thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Giả thuyết bạn đưa hay sai? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận vấn đề nghiên cứu: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu hỏi mở rộng: - Nếu sản xuất quy mô lớn, em tận dụng nguyên liệu điều chỉnh quy trình để đảm bảo sản xuất quy mơ cơng nghiệp? Nhóm 4: Trồng nhà kính, trồng thủy canh Mơ hình nhà kính Mục đích thí nghiệm: Giả thuyết nghiên cứu: Tạo mơ hình trồng rau tiên tiến, đại Tạo mơ hình nhà kính phù hợp giúp nông dân không phụ tuộc vào điều với loại rau trồng kiện khí hậu khắc nghiệt miền Tây Bắc Nghệ An - Chủ động sản xuất rau sạch, an toàn thực phẩm cho thị trường Thiết kế thí nghiệm: a Dụng cụ, mẫu vật: b Cách tiến hành: - Ống nước B1: Lựa chọn vật liệu - Chai lọ nhựa phế thải - Polyme B2: Lắp ráp vật liệu thành mơ thiết kế nhóm - Khay nhựa B3: Thử nghiệm trồng - Thép nhỏ cứng B4: Đánh giá hiệu loại rau khác - Bóng đèn, vịi phun ống nhỏ giọt - Hạt lại rau Thu thập liệu phân tích kết thí nghiệm: 28 - Tiến hành thí nghiệm theo bước Báo cáo kết làm - Mơ tả kết thí nghiệm ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giải thích kết thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giả thuyết bạn đưa hay sai? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận vấn đề nghiên cứu: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu hỏi mở rộng: - Căn vào đâu để điều chỉnh ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm nhà kính? Thiết kế thí nghiệm cơng nghệ thủy canh Mục đích thí nghiệm: Giả thuyết nghiên cứu: - Tạo mơ hình trồng rau tiên tiến, đại Tạo mơ hình trồng rau thủy canh giúp nông dân không phụ thuộc vào điều phù hợp với loại rau trồng kiện khí hậu khắc nghiệt miền Tây Bắc Nghệ An - Chủ động sản xuất rau sạch, an toàn thực phẩm cho thị trường Thiết kế thí nghiệm: a Dụng cụ, mẫu vật: b Cách tiến hành: - Ống nước B1: Lựa chọn vật liệu - Chai lọ nhựa phế thải - Polyme B2: Lắp ráp vật liệu thành mơ thiết kế nhóm - Thép nhỏ cứng B3: Thử nghiệm trồng - Hạt lại rau B4: Đánh giá hiệu loại rau khác 29 Thu thập liệu phân tích kết thí nghiệm: - Tiến hành thí nghiệm theo bước Báo cáo kết làm - Mơ tả kết thí nghiệm ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giải thích kết thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giả thuyết bạn đưa hay sai? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận vấn đề nghiên cứu: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu hỏi mở rộng: - Khó khăn q trình tiến hành thực nghiệm nhóm? GV: Sau nhóm thảo luận, giáo viên nêu câu hỏi mở rộng cho nhóm Em dự đoán thời gian thu sản phẩm? Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trình ủ? Theo em sản phẩm sau ủ phải đạt yêu cầu nào? Mơ hình trồng nhà kính trồng thủy canh cần đặc biệt lưu ý điều gì? C Hướng dẫn học sinh học bài, làm việc nhà (2 phút) Bước 5: Thiết kế thí nghiệm, thu thập liệu phân tích kết Bước 6: Kết luận vấn đề nghiên cứu Bước 7: Viết báo cáo thuyết trình HS tiến hành làm thí nghiệm nhà thử nghiệm sản phẩm ruộng hộ dân xã Tam hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn Huyện Quỳ Hợp thời gian từ tháng 11/2021 đến tháng 2/2022 (ngoài giờ) Lưu ý: 30 - Mỗi loại giai đoạn phát triển thích hợp với phân bón thuốc trừ sâu khác - Thiết kế thí nghiệm phù hợp với loại rau trồng khác nhau, giai đoạn sinh trưởng khác GV: Các nhóm liên hệ với giáo viên thường xuyên qua zalo nhóm lớp để trao đổi vấn đề gặp phải trình nghiên cứu thực nghiệm Bước 7: Viết báo cáo thuyết trình (1 tiết) Nội dung Báo cáo kết Hoạt động GV Hoạt động HS - Tổ chức cho nhóm báo cáo - Các nhóm báo cáo kết kết phản hồi - Gợi ý nhóm nhận xét, bổ sung - Các nhóm tham gia phản cho nhóm khác hồi phần trình bày Nếu muốn sản xuất theo hướng nhóm bạn kinh doanh em cần làm để tạo độ tin cậy người dân sản phẩm mình? Đánh Giá GV hướng dẫn học sinh tự đánh HS sử dụng phiếu để tự giá, đánh giá đồng đẳng sau đánh giá đánh giá lẫn GV đánh giá học sinh công bố kết 2.2.4 Các biện pháp rèn luyện theo định hướng phát triển lực NCKH 2.2.4.1 Biện pháp rèn luyện lực phát vấn đề nghiên cứu Trong NCKH việc phát vấn đề nghiên cứu tiền đề cho thành cơng rèn luyện lực phát vấn đề nghiên cứu cho học sinh có ý nghĩa đặc biệt quan trọng cần thiết Giáo viên cần ý số vấn đề sau: - Khi thiết kế hoạt động ngồi việc bám sát chương trình ch̉n kiến thức kỹ phải thiết kế hoạt động có nhiều kiến thức liên quan đến thực tiễn sống, vấn đề xã hội để học sinh nghiên cứu, đọc thu thập nhiều tài liệu để từ học sinh phát vấn đề đặt nhiều câu hỏi cần nghiên cứu - Trong trình thực giáo viên cần tạo điều kiện cho học sinh tiếp xúc thực tế qua hoạt động lao động sản xuất, yêu cầu kỹ thuật…để khơi gợi trí tò mò, hứng thú học sinh - Tạo điều kiện cho em tranh luận, phản biện để từ rút vấn đề cần nghiên cứu 2.2.4.2 Biện pháp rèn luyện lực xây dựng đề cương nghiên cứu 31 Đề cương nghiên cứu kế hoạch nghiên cứu học sinh diễn theo trình tự dự kiến, có tính khoa học tránh bị động trình giải vấn đề nghiên cứu Để giúp học sinh lập đề cương NCKH giáo viên hướng dẫn học sinh bước sau: - Giáo viên nêu mục đích, tầm quan trọng bước tiến hành xây dựng đề cương nghiên cứu - Hướng dẫn học sinh thực theo bước - Kiểm tra việc thực học sinh, bổ sung nhận xét - Để học sinh tự sửa chữa đề cương 2.2.4.3 Biện pháp rèn luyện lực tìm kiếm, lựa chọn tổng hợp tài liệu Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm kiếm theo bước sau: - Xác định loại tài liệu, chủ đề cần cho đề tài, đặc điểm riêng chúng Xác định từ khóa tra cứu internet - Lựa chọn phương pháp, cơng cụ thích hợp để tìm kiếm tài liệu phù hợp - Khi lựa chọn tài liệu cần ý đến tính khoa học, mức độ xác trung thực thường báo cáo khoa học, tạp chí, nhà xuất bản, học giả có uy tin cao - Khi đọc tài liệu nên dựa vào mục lục tìm kiến thức liên quan để đỡ tốn thời gian 2.2.4.4 Biện pháp rèn luyện lực làm việc nhóm Giáo viên cần ý số vấn đề tổ chức hoạt động nhóm cho học sinh: - Chia nhóm phải đồng thành viên mặt lực, số lượng - Hướng dẫn làm việc nhóm: + Chỗ hoạt động nhóm cần xếp phù hợp với công việc giao + Lập kế hoạch hoạt động: Rõ ràng, công việc, phân chia công việc phù hợp với thành viên nhóm + Có trưởng phó nhóm điều hành hoạt động nhóm (thường thành viên tích cực, hiểu biết sâu rộng vấn đề nghiên cứu) + Gắn nhiệm vụ, trách nhiệm quyền lợi thành viên với hoạt động nhóm + Chuẩn bị báo cáo trước lớp: Người báo cáo, nội dung, cách trình bày, trả lời phản biện nhóm bạn… - Các thành viên nhóm phải hiểu rõ vấn đề nhóm trình bày, giáo viên hỏi thành viên nhóm Sau báo cáo xong thành viên tự đánh giá đánh giá chéo Sau giáo viên kết luận 32 2.2.4.5 Biện pháp rèn luyện lực tư Rèn luyện lực tư nghiên cứu khoa học giáo viên sử dụng nhiều kỹ thuật dạy học như: - Sơ đồ tư - Kỹ thuật công não - Kĩ thuật khăn trải bán - Kĩ thuật đặt câu hỏi 5W1H… Tôi thường ưu tiên cho phương pháp sử dụng sơ đồ tư thể khả tư logic học sinh, thể cá tinh, riêng nhóm, thành viên 2.2.4.6 Biện pháp rèn luyện lực viết báo cáo khoa học Để rèn luyện khả viết báo cáo khoa học cho học sinh, giáo viên thực - Cho học sinh tìm hiểu cách viết báo cáo khoa học - Tập cho học sinh sử dụng ngôn ngữ khoa học cách xác, tổng kết lại kết nghiên cứu hình thức bào báo báo cáo khoa học 2.2.4.7 Biện pháp rèn luyện lực bảo vệ đề tài - Hướng dẫn học sinh kĩ trình bày báo cáo: + Mở đầu tự nhiên, lôi + Chuẩn bị thông tin xếp trình bày + Thiết kế poster báo cáo + Lời nói rõ ràng, cử tự nhiên, tự tin chủ động - Khuyến khích nhóm phản biện, tạo điều kiện nhận xét, đánh giá lẫn 2.3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 2.3.1 Mục đích thực nghiệm - Đánh giá hiệu dạy học Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học” Chăm sóc rau số xã huyện Quỳ Hợp, thực trạng giải pháp” thơng qua chủ đề: Dinh dưỡng khống với nông nghiệp để so với dạy học chủ đề tổ chức theo tiết học lớp - Góp phần nâng cao hiệu dạy học sinh học nhằm phát triển lực nghiên cứu khoa học, giải vấn đề thực tiễn sản xuất sáng tạo cho học sinh thông qua tổ chức dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học hiệu 2.3.2 Nội dung thực nghiệm 33 Tôi tiến hành thiết kế, hướng dẫn học sinh nghiên cứu làm thí nghiệm nhà tổ chức dạy chủ đề: Dinh dưỡng khống với nơng nghiệp theo định hướng nghiên cứu khoa học phù hợp với thực tiễn trồng rau địa phương cụ thể xã Tam Hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn Huyện Quỳ Hợp 2.3.3 Phương pháp thực nghiệm Năm học 2021 - 2022: Tôi chọn dạy trường THPT: Trường THPT A; Trường THPT B; Trường THPT C Mỗi trường tơi chọn lớp có học lực số lượng học sinh tương đương nhau: Một lớp dạy học chủ đề lớp (đối chứng), lớp Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học” Chăm sóc rau số xã huyện Quỳ Hợp, thực trạng giải pháp” thông qua chủ đề: Dinh dưỡng khống với nơng nghiệp (thực nghiệm) Cụ thể: - Trường THPT A chọn lớp: 11C4 (đối chứng – sĩ số 41) 11C1 (thực nghiệm – sĩ số 45) trực tiếp giảng dạy - Trường THPT B chọn lớp: 11A0 (đối chứng – sĩ số: 40) 11A2 (thực nghiệm – sĩ số 42) nhờ cô Đậu Thị Diệu Thúy giảng dạy - Trường THPT C chọn lớp: 11C1 (đối chứng – sĩ số 43) 11C3 (thực nghiệm – sĩ số 41) nhờ Hồng Thị Loan giảng dạy - Sau dạy lớp xong, giáo viên tiến hành kiểm tra 10 phút (sử dụng đề) để đánh giá mức độ nhớ khắc sâu kiến thức phần học có liên quan đến chủ đề học sinh (ở lớp đối chứng thực nghiệm) chấm theo thang điểm 10 2.3.4 Kết thực nghiệm 2.3.4.1 Bảng phân phối tần suất điểm theo nhóm - Trường THPT A, năm học 2021 - 2022 Phân bố điểm Điểm 2-4 5-6 7-8 - 10 Lớp SL % SL % SL % SL % 11C4 (đối chứng) 10 24,4 18 43,8 11 26,9 4,9 11C1 (thực nghiệm) 8,9 13 28,9 18 40 10 22,2 - Trường THPT B, năm học 2021 - 2022 Phân bố điểm 34 Điểm 2-4 5-6 7-8 - 10 Lớp SL % SL % SL % SL % 11A0 (đối chứng) 17,5 20 50 10 25 7,5 11A2 (thực nghiệm) 4.8 21,4 18 42,9 13 30,9 - Trường THPT C, năm học 2021 - 2022 Phân bố điểm: 2-4 Điểm 5-6 7-8 - 10 Lớp SL % SL % SL % SL % 11C1 (đối chứng) 14 24 55,8 11 25,5 4,7 11C3 (thực nghiệm) 4,9 22,1 19 46,4 11 26,6 2.3.4.2 Biểu đồ phân phối tần suất điểm theo nhóm 50 40 30 ĐC 20 TN 10 2-4 5-6 7-8 - 10 Bảng phân phối tần suất điểm trường A 50 40 30 ĐC 20 TN 10 2-4 5-6 7-8 - 10 Bảng phân phối tần suất trường B 35 60 50 40 ĐC 30 TN 20 10 2-4 5-6 7-8 - 10 Bảng phân phối tần suất điểm trường C 2.3.4.3 Nhận xét kết thực nghiệm Qua bảng phân phối tần suất biểu đồ phân phối tần suất điểm theo nhóm ta thấy: Trường THPT A + Nhóm điểm – 4: Lớp đối chứng (24,4%) cao lớp thực nghiệm (9,8%) nhiều + Nhóm điểm – 8: Lớp đối chứng (26,9%) thấp lớp thực nghiệm (40%) nhiều + Nhóm điểm – 10: Lớp đối chứng (4,9%) thấp lớp thực nghiệm (22,2%) nhiều Trường THPT B + Nhóm điểm – 4: Lớp đối chứng (17,5%) cao lớp thực nghiệm (4,8%) nhiều + Nhóm điểm – 8: Lớp đối chứng (25%) thấp lớp thực nghiệm (42,9%) nhiều + Nhóm điểm – 10: Lớp đối chứng (7,5%) thấp lớp thực nghiệm (30,9%) nhiều Trường THPT C + Nhóm điểm – 4: Lớp đối chứng (14%) cao lớp thực nghiệm (4,9%) nhiều + Nhóm điểm – 8: Lớp đối chứng (25,5%) thấp lớp thực nghiệm (46,4%) nhiều + Nhóm điểm – 10: Lớp đối chứng (4,7%) thấp lớp thực nghiệm (26,6%) nhiều 36 Qua kết ta thấy việc dạy học STEM theo định hướng NCKH hiệu hẳn lớp có thực nghiệm so với lớp khơng thực nghiệm Như đến thời điểm hoàn thành sáng kiến kinh nghiệm khẳng định để dạy STEM theo định hướng NCKH có hiệu quả, giáo viên cần nghiên cứu trước hướng dẫn học sinh nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu thực tế sản xuất địa phương trước dạy lớp nâng cao chất lượng giảng dạy giáo viên khích lệ tinh thần học tập học sinh, hình thành kỹ chung kỹ chuyên biệt môn sinh học đặc biệt kỹ NCKH, giải vấn đề thực tiễn sáng tạo cho học sinh 37 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 KẾT LUẬN 3.1.1 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm cơng tác dạy học - Góp phần làm sáng tỏ sở lý luận việc tổ chức hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học vào dạy học chủ đề dinh dưỡng khoáng sinh học 11 Xác định cấu trúc lực nghiên cứu khoa học dạng hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học học sinh dạy học sinh học THPT - Kết nghiên cứu thực trạng dạy học môn Sinh học theo định hướng nghiên cứu khoa học THPT cho thấy: Giáo viên tập huấn, nhận thức tầm quan trọng đổi đồng phương pháp dạy học, nhiên đa phần giáo viên chưa hiểu rõ lý luận, ngại khó tổ chức hoạt động học tập cho học sinh - Qua phân tích cấu trúc chủ đề dinh dưỡng khống sinh học 11 thực trạng chăm sóc rau số xã thuộc huyện Quỳ Hợp, xác định nội dung tổ chức hoạt động học tập định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh sát với đời sống sản xuất địa phương nhu cầu xã hội - Đề xuất quy trình tổ chức hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh vận dụng vào dạy học chủ đề dinh dưỡng khoáng với nơng nghiệp - Xây dựng tiêu chí đánh giá lực nghiên cứu khoa học học sinh chủ đề dinh dưỡng khống với nơng nghiệp - Kết thực nghiệm sư phạm cho thấy sử dụng hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học dạy học Sinh học Trong hoạt động thúc đẩy trí tuệ, khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, khả tự học học sinh… Học sinh tích cực tham gia hoạt động học tập, tự tin tham gia thi Qua cho thấy việc đổi phương pháp hình thức dạy học việc làm cần thiết nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, đáp ứng nguồn nhân lực thời đại 3.1.2 Nhận định áp dụng sáng kiến kinh nghiệm, khả mở rộng Việc xây dựng quy trình dạy học theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều công sức, làm chủ kiến thức môn học đồng thời phải hiểu rõ kiến thức liên mơn Lý, Hóa, Sinh, Cơng nghệ, Tốn, Tin…kết hợp trải nghiệm thực tiễn sống sản xuất Vì giáo viên ln phải nâng cao trình độ chun mơn, nghiệp vụ, tâm huyết với nghề, nắm bắt xu phát triển xã hội 38 Đối với học sinh cần cho trải nghiệm thực tế nhiều đặc biệt trải nghiệm thực tế địa phương từ khuyến khích em có định hướng tốt học tập, lựa chọn nghề nghiệp để xây dựng quê hương giàu đẹp, phát triển nông nghiệp tiên tiến, đại Để đạt kết tốt nhà trường cần liên kết với sở sản xuất địa phương, doanh nghiệp…thực tốt khâu học qua hành Chương trình SGK mơn Sinh học cịn nặng lý thuyết, thiếu kiến thức thực tiễn, vận dụng vào đời sống sản xuất đặc biết sản xuất địa phương, hy vọng sách giáo khoa đáp ứng mong nhu cầu người dạy người học 3.2 ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ - Do điều kiện dịch covid phức tạp nên việc thực nghiệm ruộng rau nông dân xã Tam Hợp, Nam Sơn, Bắc Sơn cịn có nhiều hạn chế bước đầu sản phẩm nghiên cứu học sinh thực nghiệm có hiệu vườn rau nhà - Do thời gian có hạn, khn khổ đề tài thiết kế hoạt động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học để dạy chủ đề Dinh dưỡng khoáng sinh học 11 bản, cần nhiều nghiên cứu góp ý bổ sung cho hồn thiện - Giáo viên không nên đưa nhiều nội dung kiến thức tiết học, nên việc giáo dục diễn cách nhẹ nhàng, nên vào nội dung trọng tâm thiết thực phù hợp với thực tế vùng miền, địa phương, nội dung khác giao cho học sinh nhà tự nghiên cứu - Ln có ý thức thường xun, liên tục nghiên cứu khoa học viết sáng kiến kinh nghiệm - Cần có buổi sinh hoạt chun mơn theo cụm có buổi dạy thể nghiệm giáo viên cụm để học hỏi rút kinh nghiệm - Sáng kiến kinh nghiệm chắn thiếu sót, vấn đề đặt có nhiều điều cần bàn Mong nhận ý kiến đóng góp chân thành đồng nghiệp Quá trình dạy thể nghiệm khơng tránh khỏi hạn chế, mong anh, chị đồng nghiệp góp ý kiến để đề tài hồn thiện Tơi mong muốn đề tài giáo viên trường THPT áp dụng rộng rãi mở rộng ra, phù hợp với điều kiện thực tế dạy học trường địa phương mong muốn bám sát đổi đề thi THPTQG mà Bộ Giáo Dục tiến hành Nghệ An, Tháng năm 2022 39 ... Thiết kế học giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học nhằm nâng cao Năng lực học sinh môn sinh học - Thực nghiệm sư phạm để thăm dò hiệu dạy học STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học môn... chưa thực Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học? Qua khảo sát thực tế, rút số nhận xét sau: Thứ nhất: 100% giáo viên học, tập huấn Giáo dục STEM theo định hướng nghiên cứu khoa học, nhiên... động học tập theo định hướng phát triển lực nghiên cứu khoa học vào dạy học chủ đề dinh dưỡng khoáng sinh học 11 Xác định cấu trúc lực nghiên cứu khoa học dạng hoạt động học tập theo định hướng