giáo dụC mÔi trƯỜng trong dẠy họC Sinh họC trung họC phỔ thÔng thEo tiếp Cận giáo dụC StEm PGS TS Nguyễn Thế Hưng1 TS Nguyễn Mỹ Vân Tóm tắt Khác với cách tiếp cận theo nội dung và cách tiếp cận theo m[.]
GIÁO DỤC MÔI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC SINH HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO TIẾP CẬN GIÁO DỤC STEM PGS.TS Nguyễn Thế Hưng1 TS Nguyễn Mỹ Vân Tóm tắt: Khác với cách tiếp cận theo nội dung cách tiếp cận theo mục tiêu, giáo dục STEM phương pháp tiếp cận liên môn dạy học (Science – Technology – Engineering - Mathematics), giúp người học làm chủ tình huống, thách thức gặp phải đời sống cách chủ động sáng tạo Trong dạy học Sinh học Trung học Phổ thông (THPT), Dạy học dự án Dạy học tích hợp coi quan điểm phương pháp dạy học thể rõ tiếp cận Giáo dục STEM Bài viết trình bày nguyên tắc, ý nghĩa số phương pháp giáo dục môi trường (GDMT) theo tiếp cận Giáo dụcSTEM, với ví dụ minh họa cụ thể Từ khóa: Giáo dục môi trường, Dạy học Sinh học, STEM, Giáo dục STEM, Dạy học dự án, Dạy học tích hợp Đặt vấn đề Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận liên môn dạy học: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Toán (Mathematics) với mục tiêu: (i) Nâng caohứngthúhọc tập; (ii) Vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn; (iii) Kết nối trường học cộng đồng; (iv) Định hướng hành động, trải nghiệm học tập; (v) Hình thành phát triển lực phẩm chất người học [1] Ngày nay, nhà khoa học giáo dục nhận thức rằng, khơng thể trì kinh tế tảng đổi mới, trừ tạo công dân giáo dục tốt Toán học, Khoa học Kỹ thuật Điểm chung cho mục tiêu giáo dục STEM quốc gia tác động đến người học [1] Hiện nay, Việt Nam, ngành Giáo dục - Đào tạo đạo nhiều hoạt động có chất giáo dục STEM thông qua hoạt động trải nghiệm…[1] phối hợp với Hội đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho số trường Trung học số tỉnh, thành Tuy nhiên, hoạt động giáo dục STEM dừng lại hoạt động đơn lẻ, thiếu tính hệ thống, chưa đồng Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Điện thoại: 0977385080 Email: hung.dhqg@gmai.com 27 Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 Trong giáo dục, STEM triển khai nhiều cấp độ như: Chính sách STEM; Chương trình STEM; Nhà trường STEM; Mơn học STEM; Bài học STEM hay Hoạt động STEM [1] Khác với cách tiếp cận theo nội dung cách tiếp cận theo mục tiêu, giáo dục STEM coi giáo dục phát triển tiềm tiềm ẩn người, giúp người học giải thách thức gặp phải đời sống cách chủ động sáng tạo [2] Bài báo trình bày nguyên tắc số phương pháp GDMT theo tiếp cận Giáo dục STEM thông qua Dạy học dự án Dạy học tích hợp Giáo dục mơi trường dạy học Sinh học THPT theo tiếp cận Giáo dục STEM 2.1 Khái quát GDMT dạy học Sinh học Thực chất mục tiêu cuối GDMT xây dựng cộng đồng có văn hóa mơi trường Văn hố mơi trường hình thành phát triển vững sở nhận thức đúng, rèn luyện kỹ thái độ tích cực) [3] Mục tiêu GDMT gồm cấp độ: (i) Hiểu biết môi trường; (ii) Thái độ đắn môi trường; (iii) Khả hoạt động có hiệu mơi trường (Hình 1) Hiểu biết môi trường Thái độ đắn môi trường Khả hoạt động có hiệu Hình 1: Ba cấp độ mục tiêu giáo dục môi trường [3] 2.2 Giáo dục môi trường thông qua Dạy học dự án Dạy học dự án phương pháp có chức kép (kết hợp học tập nghiên cứu, gắn lý thuyết với thực hành, tư hành động, nhà trường xã hội), có vai trị tích cực vào việc đào tạo lực làm việc sáng tạo, lực giải vấn đề [3] Với hình thức này, người học thực với tính tự lực cao tồn q trình học tập [3] Dạy học dự án coi phương pháp dạy học mà người học giải mặt lý thuyết thực tiễn Với phương pháp này, người học cung cấp điều kiện (tài liệu, hoá chất, phần mềm, dụng cụ nghiên cứu ), dẫn để áp dụng tình cụ thể Qua đó, người học tích lũy kiến thức kỹ giải vấn đề [3] Dạy học dự án mơ hình dạy học lấy người học làm trung tâm, giúp phát triển kiến thức kỹ liên quan thông qua nhiệm vụ mang tính mở [4] Dạy học dự án hướng tới phát triển kỹ tư khoa học, phát triển kỹ sống cho người học 28 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Quy trình dạy học dự án biểu diễn sơ đồ hình Trong q trình thực hiện, bước khơng khả thi, quay lại bước Hình thành ý tưởng Có thể phát triển Hình thành lại ý tưởng Hình thành ý tưởng Phân tích ý tưởng Lập kế hoạch dự án Thực dự án Kết thúc dự án Kết thúc theo dự định Hình 2: Quy trình dạy học dự án Ý tưởng dự án xuất phát từ thực tiễn xã hội từ nội dung chương trình đào tạo Ý tưởng dự án xuất phát từ phía người học Khi đó, dự án thường phù hợp với hứng thú người học, tính tự chịu trách nhiệm với cơng việc họ cao [3] Trong dạy học dự án, người dạy thực vai trò người hướng dẫn, người trợ giúp suốt hoạt động dự án, người học đưa nhiều định, cộng tác làm việc, đưa sáng kiến, trình bày trước tập thể, nhiều trường hợp, người học thiết lập kiến thức riêng cho thân [1] Ví dụ: Với ý tưởng Bảo vệ nguồn nước, người dạy tổ chức dạy học dự án sau: Người dạy hướng người học đến việc xác định số kiến thức bản: - Nước có vai trò quan trọng đời sống sinh vật Tuy vậy, nước vô hạn, mà thực nước tài nguyên quan trọng Trong hoạt động sống mình, người làm suy giảm nguồn tài nguyên nước Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 29 Thảm thực vật có vai trị quan trọng việc dự trữ, điều tiết nguồn nước Việc đánh giá khả dự trữ, điều tiết lượng nước thảm thực vật quan trọng Ngoài ra, người học phải quan tâm đến kiến thức học: vai trò nước đời sống, dạng tồn nước tự nhiên, chu trình tuần hồn nước hệ sinh thái, tác động qua lại sinh vật môi trường Người dạy tổ chức nhóm xác định đề tài, xây dựng đề cương nghiên cứu: Với vai trò người hướng dẫn, người dạy giúp người học xây dựng đề cương nghiên cứu việc trả lời câu hỏi sau đây: 1) Việc “Bảo vệ nguồn nước” có ý nghĩa nào? 2) Tại thực đề tài? (ý nghĩa đề tài, tính thực tiễn, tính khả thi) 3) Điều kiện để thực dự án? (thời gian tiến hành, thời hạn, điều kiện sở vật chất phương tiện nghiên cứu, phương tiện lại, số thành viên tham gia ) 4) Nhóm nghiên cứu lựa chọn hướng nghiên cứu nào? (Cần lưu ý đến yêu cầu thực tiễn, đặc biệt yêu cầu nơi người học sinh sống) 5) Đối tượng, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu đề tài gì? Người dạy tổ chức nhóm thực đề tài nghiên cứu: Khi hướng dẫn nhóm nghiên cứu, người dạy hỗ trợ người học việc giúp người học trả lời câu hỏi sau: 1) Việc tiến hành nghiên cứu thực địa nào? (cách lấy mẫu, thời gian lấy mẫu, cách đặt thí nghiệm để đảm bảo tính xác, khoa học) 2) Từ số liệu thu (số liệu thơ), làm để rút kết luận sơ (lập bảng biểu; tính đại lượng đặc trưng; kiểm định giả thuyết thống kê tham số; biểu diễn đồ thị, biểu đồ ) 3) Báo cáo khoa học viết nào? (cấu trúc báo cáo, dung lượng, cách thống kê tài liệu tham khảo, hình thức trình bày, cách thảo luận rút nhận xét sau phần, cách viết phần Kết luận, cách viết tóm tắt báo cáo khoa học) 9) Báo cáo kết nghiên cứu bảo vệ luận điểm khoa học nào? (thiết kế poster, trình chiếu powerpoint, cách đặt vấn đề, xác định thời gian nội dung báo cáo, điểm cần nhấn mạnh, cần giải thích báo cáo) Người dạy tổ chức đánh giá nhóm việc xây dựng thực đề tài nghiên cứu: 30 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Người dạy xây dựng tiêu chí đánh giá cụ thể xây dựng biểu điểm cho tiêu chí theo giai đoạn, với trọng số phù hợp: (i) Xây dựng đề cương nghiên cứu; (ii) Thực đề tài; (iii) Nộp sản phẩm đề tài báo cáo kết Việc phân tích ví dụ cho thấy, dạy học dự án thể cách tiếp cận giáo dục STEM đạt nhiều mục tiêu: i) Tạo hứng thú cho người học, nhiệm vụ người học gắn với thực tiễn đời sống Thông qua việc thực dự án này, người học phải đưa đóng góp mặt khoa học giúp định hướng cho việc sử dụng đất địa phương cách hợp lý, có hiệu việc bảo vệ nguồn nước (ii) Bên cạnh việc hiểu cách sâu sắc, người học rèn luyện kỹ nghiên cứu khoa học (kĩ xác định đề tài nghiên cứu, kĩ xây dựng báo cáo đề cương nghiên cứu, cách thu thập xử lý số liệu thu được, cách xây dựng cấu trúc báo cáo khoa học, cách bảo vệ đề tài ) (iii) Người học phát triển kỹ thực hành kỹ giải vấn đề học tập đời sống (iv) Bồi dưỡng lòng yêu khoa học, rèn luyện tính nghiêm túc nghiên cứu khoa học (v) Phát triển lực tự học, phát triển lực tư logic, tính sáng tạo nghiên cứu khoa học Ví dụ: Cùng đánh giá khả trữ nước kiểu thảm thực vật vùng nghiên cứu, nhóm nghiên cứu có cách tiếp cận khác nhau, cách thiết kế thí nghiệm khác phương pháp nghiên cứu khác 2.3 Giáo dục môi trường thông qua Dạy học tích hợp Khơng có ngành khoa học khơng có tích hợp tri thức nhiều lĩnh vực Xu phát triển khoa học ngày phân hóa sâu, song song với việc tích hợp liên mơn, liên ngành ngày mạnh [1] Điều dẫn đến tất yếu khơng thể giảng dạy khoa học lĩnh vực tri thức riêng rẽ Theo tiếp cận giáo dục STEM, (i) Dạy học tích hợp giúp người học vận dụng sáng tạo kiến thức, kỹ (chẳng hạn, kỹ thu nhận xử lý thông tin ) phương pháp tư khoa học để giải tình đời sống thực tiễn; (ii) Ngồi ra, dạy học tích hợp cịn giúp người học xác lập mối liên hệ khái niệm học mơn học khác nhau; (iii) Dạy học tích hợp tạo hứng thú học tập cho người học dạy học tích hợp trọng tập dượt cho người học nhiều kiến thức kỹ học vào tình thực tế, có ích cho sống, có lực sống tự lập [5] Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 31 Các bước tích hợp kiến thức giảng Sinh học: - Phân tích nội dung sách giáo khoa (SGK) - Xác lập mối quan hệ nội dung kiến thức Sinh học với kiến thức ngành khoa học khác, đặc biệt Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Tốn (Mathematics) - Lựa chọn cách thức tích hợp kiến thức giảng - Giải thích tượng thực tế có liên quan Các nguyên tắc tích hợp dạy học Sinh học: 1) Kiến thức tích hợp phải có mối quan hệ logic chặt chẽ với Sinh học, phải ẩn nội dung học Sinh học Tránh việc biến dạy Sinh học thành giảng môn khoa học khác 2) Kiến thức tích hợp đưa vào học phải xếp cách có hệ thống, với lượng hợp lý, vừa làm phong phú thêm kiến thức cho người học vừa nâng cao chất lượng dạy học, phải sát với thực tiễn, thích hợp với trình độ người học 3) Kiến thức tích hợp đưa vào học phải đảm bảo tính vừa sức, có giá trị giúp người học hiểu hơn, tạo hứng thú cho người học Đảm bảo nguyên tắc vừa sức, trình bày đơn giản, ví dụ thực tế gần gũi Dưới số ví dụ tích hợp Tốn học vào dạy học Sinh học Người dạy cần ý đến chương trình Tốn học trình độ người học, sử dụng triệt để kiến thức mà người học biết chọn lọc nội dung tích hợp hợp lý để giải nhiệm vụ kiến thức Sinh học Ví dụ 1: Dạy nội dung “Phân bón với suất trồng môi trường” (Bài Dinh dưỡng Nitơ thực vật, Sinh học 11) [6] * Tổ chức dạy học: Để giúp người học xác định mối quan hệ qua lại trồng, phân bón mơi trường, người dạy sử dụng khái niệm Hiệu suất bón phân lượng chất dinh dưỡng lấy từ nguồn phân bón tính theo công thức: X = (Xn – Xn-1) / (Vn – Vn-1) (Theo Kimura Chiba, 1963) Trong đó: X: Hiệu suất bón phân; Xn-1: Năng suất trồng trước bón thêm dinh dưỡng; Xn: Năng suất trồng sau bón thêm chất dinh dưỡng; Vn-1: Lượng dinh dưỡng trước bón phân; Vn: Lượng chất dinh dưỡng bón thêm 32 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Người dạy rút gọn công thức trên: X = X / V yêu cầu người học trả lời câu hỏi: Hiệu suất bón phân lượng chất dinh dưỡng lấy từ nguồn phân bón phụ thuộc vào yếu tố nào? Từ đó, rút ý nghĩa thực tiễn Người dạy tổ chức dạy học giúp người học rút kết luận: Hiệu suất bón phân phụ thuộc vào lượng phân bón; X / V nhỏ gây lãng phí phân bón; X/V lớn nghĩa sử dụng phân bón hiệu Vì vậy, thực tiễn cần bón phân với liều lượng cho X / V hợp lý Để tạo hứng thú cho người học giúp người học xác định ý nghĩa việc tính tốn lượng phân bón thích hợp, người dạy u cầu người học giải tập theo nhóm: Ở khu vực đồng sơng Hồng (Việt Nam),muốn có 100 thóc, cần cung cấp 1,4 kg nitơ (đối với lúa chiêm) 1,6 kg nitơ (đối với lúa mùa) Hệ số sử dụng phân nitơ hóa học 60% Xác định lượng nitơ cần phải bón để đạt thóc/ha vụ bao nhiêu? Tổ chức cho người học giải tập: Lượng phân bón nitơ cần là: Đối với lúa chiêm: (1,4 x 50 x 100) / 60 = 116,7 kg N Đối với lúa mùa: (1,6 x 50 x 100) / 60 = 133,3 kg N Ý nghĩa dạy học tích hợp: Thơng qua sử dụng công thức, người học rèn luyện kỹ tư (phân tích, tổng hợp) kỹ giải vấn đề thực tiễn sống Người học có hứng thú với học qua việc xác định ý nghĩa thực tiễn nội dung kiến thức dạy Một mục tiêu học người học phải xác định mối quan hệ liều lượng phân đạm bón cho với sinh trưởng điều kiện môi trường (Nếu lượng phân bón thiếu, trồng khơng đủ dinh dưỡng để phát triển, lượng phân bón thừa gây nhiễm môi trường ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng cây) Vì vậy, để bón phân hợp lý cần xác định nhu cầu dinh dưỡng trồng Ví dụ 2: Trong 43 Trao đổi vật chất hệ sinh thái (Sinh học 12, Tr.193) [7], SGK đưa khái niệm Tháp sinh khối, kèm theo sơ đồ minh họa (Hình 3) ... pháp GDMT theo tiếp cận Giáo dục STEM thông qua Dạy học dự án Dạy học tích hợp Giáo dục mơi trường dạy học Sinh học THPT theo tiếp cận Giáo dục STEM 2.1 Khái quát GDMT dạy học Sinh học Thực chất... mơi trường (Hình 1) Hiểu biết môi trường Thái độ đắn môi trường Khả hoạt động có hiệu Hình 1: Ba cấp độ mục tiêu giáo dục môi trường [3] 2.2 Giáo dục môi trường thông qua Dạy học dự án Dạy học. .. PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 Trong giáo dục, STEM triển khai nhiều cấp độ như: Chính sách STEM; Chương trình STEM; Nhà trường STEM; Mơn học STEM; Bài học STEM hay Hoạt động STEM [1]