SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “Ủ CHUA THỨC ĂN CHĂN NUÔI” LĨNH VỰC SINH HỌC Giáo viên Nguyễn Thị Nga Số ĐT 0919529[.]
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGHI LỘC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “Ủ CHUA THỨC ĂN CHĂN NUÔI” LĨNH VỰC: SINH HỌC Giáo viên : Nguyễn Thị Nga Số ĐT : 0919529223 NĂM HỌC 2019 - 2020 MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Tính mới, đóng góp đề tài Đối tượng, phạm vi đề tài PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ NGHIÊN CỨU: Cơ sở lý luận 1.1 Khái niệm dạy học STEM 1.2 Xu tất yếu dạy học STEM thời gian tới 1.3 Vì nên vận dụng phương pháp dạy học STEM vào môn sinh học trường phổ thông 1.4.Quy trình xây dựng học STEM 2 Cơ sở thực tiễn 2.1 Thực trạng dạy học môn sinh học trường phổ thông Nguyễn Duy Trinh 2.2 Những thuận lợi khó khăn đưa STEM vào trường phổ thơng 11 2.3 Các biện pháp đưa STEM vào môn sinh trường trung học phổ thông 12 2.4 Kết hợp xây dựng chủ đề dạy học STEM với phương pháp dạy học truyền thống 13 2.5 Xây dựng chủ đề minh họa theo hướng giáo dục stem 14 2.6 Kết triển khai trường THPT 26 PHẦN III KẾT LUẬN Kết luận 33 Kiến nghị 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 PHỤ LỤC 35 HỒ SƠ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Số thứ tự THPT Trung học phổ thông HS Học sinh GQVĐ Giải vấn đề VSV Vi sinh vật VẬN DUNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “Ủ CHUA THỨC ĂN CHĂN NI” PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Thực Nghị Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI Nghị số 29-NQ/TW) đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, đại hóa điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế, toàn ngành giáo dục sức nỗ lực thực nhằm nâng cao chất lượng giáo dục nước nhà Trong giáo viên đóng vai trị then chốt cho phát triển đó, giáo viên THPT tơi trăn trở để tìm giải pháp đổi nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển giáo dục đất nước Khoa học tự nhiên nói chung, mơn sinh học nói riêng ngày đóng vai trị lớn kinh tế thời đại công nghệ Tuy nhiên làm để thu hút em yêu thích lựa chọn mơn học lại gặp nhiều khó khăn đặc thù môn tự nhiên cần kĩ tính tốn tư logic nên đa số em ngại học phương pháp dạy học phù hợp Mặc dù tăng thời lượng tiết thực hành, luyện tập chủ yếu hoạt động phạm vi không gian trường học, lực vận dụng kiến thức vào thực tế hạn chế Đồng thời phương pháp dạy học truyền thống nặng kiến thức lí thuyết hàn lâm chưa kích thích em tham gia nghiên cứu, học tập hiệu quả, khả thực hành trải nghiệm lại yếu Giáo dục cần hướng tới học sinh phải có khả vận dụng kiến thức học để giải vấn đề phức tạp sống Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 ảnh hưởng sâu rộng vào mặt đời sống, xã hội, giáo dục khơng ngoại lệ Vì địi hỏi giáo viên phải thay đổi phương pháp, học sinh phải thay đổi cách học Do vậy, vai trò giáo viên phải chuyển đổi từ “dạy gì”, “điều gì” sang dạy cho học sinh “phải làm gì” “làm nào” Phương pháp dạy học STEM lựa chọn nhiều nước có giáo dục đại thơng qua q trình học giúp em tự lĩnh hội kiến thức, kĩ có khả vận dụng kiến thức, kĩ học để giải vấn đề thực tế Nhưng làm để vận dụng phương pháp dạy học STEM vào trường THPT ta để mang lại hiệu quả? Qua ba năm vận dụng lồng ghép STEM với dạy học truyền thống xây dựng số chủ đề dạy học theo điều kiện trường, mang lại hiệu khả quan Nên mạnh dạn đơn cử chủ đề mà thực tương đối có hiệu “chủ đề stem ủ chua thức ăn chăn ni” Tính mới, đóng góp đề tài Giáo dục STEM phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên mơn (interdisciplinary) thơng qua thực hành, ứng dụng Thay dạy bốn môn học đối tượng tách biệt rời rạc, STEM kết hợp chúng thành mơ hình học tập gắn kết dựa ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn Giáo dục STEM phá khoảng cách hàn lâm thực tiễn, tạo người có lực làm việc “tức thì” mơi trường làm việc có tính sáng tạo cao với cơng việc địi hỏi trí óc kỷ 21 Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành phát triển lực giải vấn đề cho người học Trong học theo chủ đề STEM, học sinh đặt trước tình có vấn đề thực tiễn cần giải liên quan đến kiến thức khoa học.Để giải vấn đề đó, học sinh phải tìm tịi, nghiên cứu kiến thức thuộc mơn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) sử dụng chúng để giải vấn đề đặt Giáo dục STEM đề cao phong cách học tập cho người học, phong cách học tập sáng tạo Đặt người học vào vai trò nhà phát minh, người học phải hiểu thực chất kiến thức trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình có vấn đề mà người học phải giải Đối tượng, phạm vi đề tài: Đề tài thực cụ thể lớp 10 thân dạy năm học 2017-2018 năm học 2018-2019 trường THPT Nguyễn Duy Trinh năm học 2019 - 2020: trường THPT Nghi Lộc PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ NGHIÊN CỨU: CƠ SỞ LÍ LUẬN: 1.1 Khái niệm dạy học STEM STEM thuật ngữ xuất phát từ phương pháp giảng dạy học tập tích hợp nội dung kỹ khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Giáo dục STEM phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên mơn (interdisciplinary) thơng qua thực hành, ứng dụng Thay dạy bốn môn học đối tượng tách biệt rời rạc, STEM kết hợp chúng thành mô hình học tập gắn kết dựa ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn Thuật ngữ STEM hiểu “tổ hợp đa lĩnh vực” bao gồm: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) Tốn học (Mathematics) Bốn lĩnh vực mơ tả sau: Khoa học, việc nghiên cứu giới tự nhiên, bao gồm quy luật tự nhiên Vật lý, Hoá học, Sinh học giải ứng dụng tượng, nguyên lý, quan niệm quy tắc môn Khoa học vừa chỉnh thể kiến thức tích luỹ qua thời gian, vừa tiến trình mang tính khoa học - tạo kiến thức Kiến thức từ khoa học cung cấp thơng tin cho tiến trình thiết kế kỹ thuật Công nghệ, lĩnh vực, theo nghĩa chặt chẽ nhất, bao gồm toàn hệ thống người tổ thức, kiến thức, tiến trình, thiết bị dùng để tạo thao tác đồ vật (tạo tác) công nghệ, đồ vật Suốt chiều dài lịch sử, người tạo công nghệ để thoả mãn mong muốn nhu cầu Phần lớn công nghệ đại sản phẩm khoa học kỹ thuật, công cụ công nghệ sử dụng hai lĩnh vực Kỹ thuật, vừa chỉnh thể kiến thức - thiết kế chế tạo sản phẩm nhân tạo - vừa trình giải vấn đề Quá trình chịu ảnh hưởng ràng buộc Một số quy luật tự nhiên, khoa học Những ràng buộc khác kể đến thời gian, tiền bạc, nguyên vật liệu sẵn có, hệ sinh thái, quy định mơi trường, khả sản xuất sửa chữa Kỹ thuật sử dụng khái niệm khoa học toán học cơng cụ cơng nghệ Tốn học, việc nghiên cứu mơ hình mối quan hệ số lượng, số không gian Không giống khoa học, nơi chứng thực nghiệm tìm kiếm để đảm bảo bác bỏ mệnh đề, mệnh đề toán học đảm bảo lập luận logic dựa giả định Những lập luận logic, thân phần toán học với mệnh đề Cũng khoa học, kiến thức toán ngày phát triển, khơng giống khoa học, kiến thức tốn khơng thể bị bác bỏ, giả định bị thay đổi Các loại khái niệm toán đặc thù 12 năm học phổ thông bao gồm số số học, đại số, hàm số, hình học, xác suất, thống kê Toán học dùng khoa học, kỹ thuật công nghệ Không đơn mô tả bốn lĩnh vực STEM, đoạn trích nói cịn cho thấy bốn lĩnh vực diện cách riêng lẻ mà cần phải tích hợp, liên kết chặt chẽ với Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận, khám phá giảng dạy học tập hai hay nhiều môn học STEM, chủ đề STEM nhiều môn học khác nhà trường Theo Howard-Brown Martinez (chuyên gia giáo dục Mỹ), phương pháp giải vấn đề dạy học cho phép liên mơn lĩnh vực nói Đó cách nhìn nhận giải vấn đề cách tồn diện, xem thành phần STEM tương tác với Nói cách đơn giản, giao thoa hội tụ khoa học, công nghệ, kỹ thuật tốn học Nó sử dụng hợp lĩnh vực để giải vấn đề Stem trường phổ thông hiểu trang bị cho người học kiến thức kĩ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học Những kiến thức kĩ phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ giúp học sinh không hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống thường ngày Những sản phẩm không thiết phải sản phẩm mới, đừng suy nghĩ em phải tạo điều mẻ Stem, em nhà sáng chế rồi, tất nhiên tạo sản phẩm tốt 1.2 Xu tất yếu dạy học STEM thời gian tới Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 định hướng phát triển phẩm chất lực học sinh, mục tiêu chương trình nhằm để trả lời cho câu hỏi: Học xong chương trình học sinh làm gì? Chính mà cần phải đổi phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển phẩm chất lực học sinh Các phương pháp hình thức tổ chức dạy học cần phải gắn nội dung học với vấn đề thực tiễn giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh tìm hiểu giải vấn đề, thơng qua tiếp thu tri thức cách chủ động Giáo dục STEM xuất phát từ vấn đề nảy sinh thực tiễn xây dựng thành chủ đề/bài học STEM, thông qua việc giáo viên tổ chức hoạt động học giúp học sinh tìm giải pháp để giải vấn đề mà chủ đề/bài học STEM nêu Trong năm qua, Đảng, Chính phủ, Bộ Giáo dục Đào tạo có nhiều văn đạo, hướng dẫn thực đổi giáo dục có liên quan đến giáo dục STEM ban hành, cụ thể như: Nghị số 29/NQ–TW Hội nghị lần thứ Ban chấp hành Trung ương Đảng đổi bản, toàn diện Giáo dục Đào tạo; Chỉ thị số 16/CT–TTg ngày 4/5/2017 Thủ tướng Chính phủ việc tăng cường lực tiếp cận Cách mạng công nghiệp lần thứ 4; Quyết định 522/QĐ–TTg ngày 14 tháng năm 2018 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án “Giáo dục hướng nghiệp định hướng phân luồng học sinh giáo dục phổ thông giai đoạn 2018 – 2025”; Công văn số 3535/BGDĐT–GDTrH, ngày 27/5/2013 Bộ Giáo dục Đào tạo việc đổi phương pháp dạy học kiểm tra đánh giá thông qua việc hướng dẫn xây dựng chủ đề dạy học; Công văn số 5555/BGDĐT–GDTrH, ngày 8/10/2014 Bộ Giáo dục Đào tạo việc đổi quản lí sinh hoạt chuyên môn theo hướng nghiên cứu học; Công văn số 791/ BGDĐT–GDTrH, ngày 25/6/2013 Bộ Giáo dục Đào tạo việc thí điểm giao quyền tự chủ xây dựng kế hoạch nhà trường; Các công văn hướng dẫn thực nhiệm vụ năm học giáo dục trung học năm;Thông tư 32/2018/TT–BGDĐT Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018;Công văn số 4612/BGDĐT–GDTrH ngày 03/10/2017 Bộ Giáo dục Đào tạo việc hướng dẫn thực chương trình giáo dục phổ thơng hành theo định hướng phát triển lực phẩm chất học sinh từ năm học 2017–2018; Kế hoạch số 10/KH–BGDĐT, ngày 7/1/2016 Bộ Giáo dục Đào tạo việc ứng dụng ICT quản lí hoạt động giáo dục trường trung học năm học 2016–2017, thí điểm triển khai giáo dục STEM số trường trung học Về phía Sở Giáo duc Đào tạo Nghệ An số 1602/SGD&ĐT-GDTrH nói rõ mục đổi hình thức dạy học cần: Đa dạng hóa hình thức tổ chức dạy học Ngồi việc tổ chức cho học sinh thực nhiệm vụ học tập lớp, cần coi trọng giao nhiệm vụ hướng dẫn học sinh học tập nhà, nhà trường; tăng cường hoạt động trải nghiệm; tổ chức dạy học gắn liền với di sản văn hóa, với hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ địa phương; sử dụng hình thức dạy học sở ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông Xây dựng tổ chức thực chủ đề tích hợp liên mơn, chủ đề xây dựng theo tỉnh thần giáo dục tích hợp khoa học - cơng nghệ - kỹ thuật - toán (STEM) việc thực CT GDPT mơn học liên quan Khuyến khích nhóm chun môn xây dựng chủ đề giáo dục STEM, tập trung vào mức độ “Dạy học môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM” Gần Sở Giáo dục Nghệ An có Cơng văn số:1841/SGD&ĐTGDTrH ngày 7/10/2019 V/v Hướng dẫn thực giáo dục STEM trường trung học từ năm học 2019-2020 Cơng văn nói rõ: Giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho học sinh lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế – xã hội Mỗi học STEM chương trình giáo dục phổ thơng đề cập đến vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học sử dụng kiến thức thuộc mơn học chương trình để sử dụng vào giải vấn đề Giáo dục STEM đảm bảo giáo dục toàn diện, nâng cao hứng thú học tập mơn học, hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh, kết nối trường học với cộng đồng, góp phần hướng nghiệp, phân luồng 1.3 Vì nên vận dụng phương pháp dạy học STEM vào môn sinh học trường phổ thông Sinh học môn khoa học nghiên cứu giới sinh vật vô gần gũi với đời sống ngày người Bên cạnh đó, mơn Sinh học có mối quan hệ chặt chẽ với mơn học khác Vật lí, Hóa học, Tốn học,…; vận dụng kiến thức mơn học vào giải thích tượng, quy luật sinh học Cùng với phát triển khoa học kĩ thuật, kiến thức Sinh học ngày bổ sung nhiều ngày rút ngắn khoảng cách lí thuyết ứng dụng Chính chủ đề STEM mơn Sinh học phong phú đa dạng, từ chủ đề liên quan đến việc chăm sóc sức khỏe thân, gia đình đến chủ đề giải vấn đề mang tính tồn cầu biến đổi khí hậu, nhiễm mơi trường, suy giảm đa dạng sinh học Với mục tiêu việc dạy học để học sinh vận dụng kiến thức vào q trình thực tế, nên tiếp cận với quan điểm dạy học định hướng tích hợp giáo dục STEM Khi vận dụng phương pháp em thấy chỉnh thể khoa học hóa học khơng tách rời mơn khoa học khác Qua em có thay đổi phần cảm nhận môn khoa học tự nhiên – môn thường bị coi khơ khan khó học, nặng lý thuyết khơng có liên hệ thực tế - trở thành niềm hấp dẫn mẻ, khơi gợi cảm hứng, niềm yêu thích say mê khoa học với nhiều em học sinh Và qua việc học theo định hướng STEM, có nhiều em học sinh chia sẻ lựa chọn khoa học đường tương lai cho thân Sau diễn đàn dạy học tích cực, qua tập huấn lớp học nâng hạng, biết đến giáo dục Stem Tơi tìm câu trả lời cho trăn trở mạnh dạn áp dụng vào dạy học thời gian vừa qua mang lại tín hiệu đáng mừng Tơi mạnh dạn trình bày sáng kiến kinh nghiệm thân mong muốn với đồng nghiệp tạo tiết học lí thú, truyền cảm hứng cho học sinh qua chủ đề cụ thể Trong đề tài đề cập đến chủ đề “ Ủ chua thức ăn chăn ni” thích hợp cho việc thiết kế tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh trường THPT Qua trình thực nhận thấy hiệu cụ thể sau Đối với giáo viên: cần huy động kiến thức nhiều mơn học khoa học, kĩ thuật, tốn học tin học Giáo viện học hỏi tham vấn ý kiến chuyên môn môn liên quan Qua lần soạn kiến thức khơng nâng lên mà kĩ rèn luyện, kĩ sử dụng thí nghiệm thực hành, kĩ tổ chức quản lí học sinh bên lớp học va kĩ ứng dụng công nghệ thông tin, … Đối với người học: mục tiêu mà tiết học mang lại nội dung kiến thức, khả áp dụng kiến thức vào thực tiễn học giúp người học hiểu rõ chất, thấy vật tượng giới ln có mối liên hệ biện chứng với Đồng thời người học rèn luyện tính tự học, tự giác cao, lực làm việc nhóm, lực giải vấn đề bối cảnh thực tế Người học hình thành dự án khoa học cho việc phát triển thân tương lai 1.4 Quy trình xây dựng học STEM Hướng dẫn thực giáo dục STEM trường trung học từ năm học 2019-2020; Sở Giáo dục Nghệ An có Cơng văn số:1841/SGD&ĐT-GDTrH ngày 7/10/2019 cụ thể sau: Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, trình gắn với kiến thức tự nhiên; quy trình thiết bị cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn để lựa chọn chủ đề học Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Sau chọn chủ đề học, cần xác định vấn đề cần giải để giao cho học sinh thực cho giải vấn đề đó, học sinh phải học kiến thức, kĩ cần dạy chương trình mơn học lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) vận dụng kiến thức, kỹ biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng học Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị/giải pháp giải vấn đề Sau xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Mỗi học STEM tổ chức theo hoạt động: Xác định vấn đề; Nghiên cứu kiến thức đề xuất giải pháp; Lựa chọn giải pháp; Chế tạo mẫu, thử nghiệm đánh giá; Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Tiến trình học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu "bước" quy trình khơng thực cách tuyến tính (hết bước sang bước kia) mà có bước thực song hành, tương hỗ lẫn 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", bước vừa mục tiêu vừa điều kiện để thực bước ... STT Số thứ tự THPT Trung học phổ thông HS Học sinh GQVĐ Giải vấn đề VSV Vi sinh vật VẬN DUNG GIÁO DỤC STEM VÀO DẠY HỌC CHỦ ĐỀ ? ?Ủ CHUA THỨC ĂN CHĂN NUÔI” PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Thực Nghị... tiết học lí thú, truyền cảm hứng cho học sinh qua chủ đề cụ thể Trong đề tài đề cập đến chủ đề “ Ủ chua thức ăn chăn ni” thích hợp cho việc thiết kế tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM. .. tốn (STEM) việc thực CT GDPT môn học liên quan Khuyến khích nhóm chun mơn xây dựng chủ đề giáo dục STEM, tập trung vào mức độ ? ?Dạy học môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM? ?? Gần Sở Giáo dục