Tập huấn các bộ quản lý, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo dục trong giáo dục trung học

GIẢNG VIÊN, CHUYÊN GIA TƯ VẤN XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM Đơn vị tổ chức thực hiện: Ban Quản lý chương trình phát triển Giáo dục Trung học giai đoạn 2 Đơn vị thẩm định: Vụ Giáo dục Trung học Tư vấn Tư vấn quốc tế: TS Nguyễn Thị Phước Lai Tư vấn nước: PGS.TS Nguyễn Văn Biên Nhóm nghiên cứu miền Bắc: Cố vấn: PGS TS Nguyễn Văn Hiền (Trưởng nhóm) TS Phạm Thị Bình PGS TS Nguyễn Hồi Nam TS Lê Xuân Quang TS Dương Xuân Quý TS Nguyễn Chí Thanh Nhóm nghiên cứu miền Nam: Cố vấn: TS Nguyễn Thị Thu Trang (Trưởng nhóm) TS Vũ Như Thư Hương TS Thái Hoài Minh TS Nguyễn Thanh Nga TS Nguyễn Thị Nga Ths NCS Lê Hải Mỹ Ngân Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học MỤC LỤC Phần MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG GIÁO DỤC PHỔ THÔNG Khái quát chung STEM Cơ sở lí luận thực tiễn việc triển khai giáo dục STEM 11 Vai trò ý nghĩa giáo dục STEM giáo dục phổ thông 16 Giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thông 2018 18 Phần XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ/BÀI HỌC STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG 25 Định hướng xây dựng chủ đề/bài học STEM 25 Xây dựng chủ đề/ học STEM 28 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề/ học STEM 37 Phần TỔ CHỨC DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ DẠY HỌC CÁC CHỦ ĐỀ STEM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 44 Một số phương pháp dạy học hiệu giáo dục STEM 44 Các hình thức tổ chức giáo dục STEM 48 Đánh giá giáo dục STEM 51 Cơ sở vật chất thực giáo dục STEM trường trung học 58 Vai trị cấp quản lí giáo dục STEM 60 Hướng dẫn sinh hoạt chuyên môn xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM 63 Hướng dẫn sử dụng hệ thống tập huấn trực tuyến 71 HỎI ĐÁP VỀ GIÁO DỤC STEM 76 Phần THỰC HÀNH XÂY DỰNG, TỔ CHỨC THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG CẤP TRUNG HỌC CƠ SỞ VÀ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 79 Chủ đề minh hoạ cấp THCS 79 Chủ đề: Bộ dụng cụ học hình học cho người khiếm thị (TRƯỜNG THCS NGUYỄN TRƯỜNG TỘ, TP VĨNH LONG) 79 Chủ đề minh hoạ cấp THPT 106 Chủ đề Thiết kế đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ (TRƯỜNG THPT SỐ LÀO CAI) 106 GIỚI THIỆU QUÁ TRÌNH TRIỂN KHAI XÂY DỰNG VÀ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM MINH HOẠ 125 Chủ đề Thuyền chở vật liệu 127 Chủ đề Bóng cứu hạn (TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG, PHÚ THỌ) 134 Chủ đề Bình chữa cháy mini (TRƯỜNG THPT NGUYỄN DU, TP.HCM) 151 Chủ đề Thiết kế hệ thống báo động mở cửa (TRƯỜNG THCS & THPT NGUYỄN SIÊU, HÀ NỘI) 186 Chủ đề 5: Gậy thông minh hỗ trợ người khiếm thị (TRƯỜNG THPT CHÚC ĐỘNG, HÀ NỘI) 213 Chủ đề Hệ thống hỗ trợ quang hợp cho rong chó (TRƯỜNG THPT GIA ĐỊNH, TP HCM) 241 Chủ đề Âm sống (TRƯỜNG THCS TRẦN VĂN ƠN, TP HCM) 279 Chủ đề Trồng với dung dịch thủy canh từ phân bón hóa học (TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG, PHÚ THỌ) 299 Chủ đề Đèn ngủ tiết kiệm điện tích hợp sạc điện thoại (TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÍ TỰ TRỌNG, CẦN THƠ) 316 Chủ đề 10 Xây dựng quy trình làm sữa chua (TRƯỜNG THPT MỸ HÀO, HƯNG YÊN) 333 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Phần MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG GIÁO DỤC PHỔ THÔNG Khái quát chung STEM 1.1 Vài nét lịch sử phát triển STEM 1.1.1 Giáo dục STEM giới Ở nhiều quốc gia, cải cách giáo dục tập trung vào việc tăng khả năng, hứng thú, đam mê khoa học học sinh STEM giảng dạy STEM Tại Mỹ: Giáo dục STEM vấn đề Mỹ, gần dành quan tâm lớn quốc gia thơng qua luật liên bang Có ba khuyến cáo quan trọng cho nhà hoạch định sách phát triển công cụ nhằm xây dựng vấn đề liên quan đến STEM cách toàn diện gồm: Yêu cầu xây dựng cách nghiêm túc chương trình giáo dục STEM hệ đào tạo 12 năm; cải thiện việc dạy học STEM phạm vi tồn quốc; hỗ trợ mơ hình tập trung vào phù hợp để chắn tất học sinh có kĩ STEM sau tốt nghiệp Một chiến lược chung Mỹ hướng tới STEM nâng cao yêu cầu Toán học Khoa học học sinh tốt nghiệp Cách tiếp cận sở giúp nhà trường tác động tới tất học sinh Tại Pháp: Giáo dục STEM bao phủ cấp học Trong giai đoạn bậc Tiểu học, học sinh học Toán học, Khoa học tự nhiên Công nghệ học sinh tham gia hoạt động trải nghiệm nghiên cứu nhằm thúc đẩy quan tâm em Khoa học Cơng nghệ, bên cạnh phát triển tư phê phán học sinh Tại Anh: Giáo dục STEM phát triển thành chương trình quốc gia với mục tiêu tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học chất lượng cao Chương trình hành động Anh nhằm thúc đẩy giáo dục STEM bao gồm nội dung chính: Một là, tuyển dụng giáo viên giảng dạy STEM Theo đó, dạy tích hợp khơng phải giáo viên dạy nhiều môn học lúc mà giáo viên môn học khác phải hợp tác, xây dựng giảng để học sinh vận dụng kiến thức kĩ nhiều môn để giải vấn đề Hai là, bồi dưỡng nâng cao trình độ giáo viên Ba là, cải tiến làm phong phú chương trình học lớp học Bốn là, phát triển sở vật chất hỗ trợ cho việc dạy học 1.2.2 Giáo dục STEM Việt Nam Việt Nam quốc gia q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập quốc tế, Cách mạng 4.0 mở nhiều hội việc nâng cao trình độ cơng nghệ, nâng cao lực sản xuất cạnh tranh sản phẩm đồng thời hội lớn cho sản xuất cơng nghiệp với trình độ công nghệ tiên tiến Tại Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 Thủ tướng Chính phủ rõ: “Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ với xu hướng phát triển dựa tảng tích hợp cao độ hệ thống kết nối số hóa - Vật lí – Sinh học với đột phá Internet vạn vật trí tuệ nhân tạo làm thay đổi sản xuất giới Cách mạng công nghiệp lần thứ với đặc điểm tận dụng cách triệt để lan tỏa số hóa cơng nghệ thơng tin Làn sóng công nghệ diễn với tốc độ khác quốc gia giới, tác động mạnh mẽ, ngày tăng tới mặt đời sống kinh tế- xã hội, dẫn đến việc thay đổi phương thức lực lượng sản xuất xã hội Tuy nhiên, không bắt nhịp với tốc độ phát triển giới khu vực, Việt Nam phải đối mặt thách thức, tác động tiêu cực như: Sự tụt hậu công nghệ dẫn đến suy giảm sản xuất kinh doanh; dư thừa lao động có kĩ trình độ thấp gây phá vỡ thị trường lao động truyền thống, ảnh hưởng tới tình hình kinh tế xã hội đất nước.” Chúng ta tích cực thực đổi toàn diện giáo dục đào tạo theo tinh thần Nghị 29-BCHTW, đổi phương pháp dạy, hình thức tổ chức dạy học để chuyển từ chủ yếu quan tâm đến việc cung cấp kiến thức sang việc quan tâm hình thành, phát triển lực, phẩm chất người học, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học sinh, tăng cường kĩ thực hành… Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Thực chủ trương đổi đồng hình thức dạy học, phương pháp dạy học kiểm tra, đánh giá kết giáo dục; để tăng cường việc gắn liền dạy học nhà trường với thực tiễn sống góp phần hình thành lực giải vấn đề học sinh trung học Từ năm 2012, Bộ Giáo dục Đào tạo hàng năm tổ chức thi “Vận dụng kiến thức liên mơn để giải tình thực tiễn dành cho học sinh trung học” thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho giáo viên trung học” Đặc biệt, thi “Khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học” Bộ Giáo dục Đào tạo tổ chức dành cho học sinh phổ thơng trở thành điểm sáng tích cực giáo dục định hướng lực… Về bản, hình thức giáo dục STEM Các thi ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển lực cho học sinh hình thành kĩ học tập lao động kỉ 21 Bộ Giáo dục Đào tạo mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới Nhận thấy vai trò giáo dục STEM giải pháp quan trọng hiệu việc đổi toàn diện giáo dục Việt Nam Bộ Giáo dục Đào tạo nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải vấn đề, phương pháp thực hành, dạy học theo dự án mơn học; tích cực ứng dụng cơng nghệ thông tin phù hợp với nội dung học Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp giáo dục STEM việc thực chương trình giáo dục phổ thơng môn học liên quan 1.2 Khái niệm STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Toán học quốc gia Sự phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học mơ tả chu trình STEM (Hình 1), Science quy trình sáng tạo kiến thức khoa học; Engineering quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ nhằm giải vấn đề; Tốn cơng cụ sử dụng để thu nhận kết chia sẻ kết với người khác (Kĩ sư: Giải vấn đề) Math Knowledge Scientists: answer questions Technology (Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi) Engineers: Solve problems Science Engineering Hình 1: Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com) “Science” chu trình STEM mơ tả mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể quy trình sáng tạo khoa học Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" tại, nhà khoa học, với lực tư phản biện, đặt câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện cơng nghệ, câu hỏi/vấn đề khoa học Trả lời câu hỏi khoa học giải vấn đề khoa học phát minh "Kiến thức" khoa học Ngược lại, “Engineering” chu trình STEM mơ tả mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể quy trình kĩ thuật Các kĩ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo cơng nghệ Như vậy, chu trình STEM, "Science" hiểu không "Kiến thức" thuộc môn khoa học (như Vật lí, Hố học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh kiến thức khoa học Tương tự vậy, "Engineering" chu trình STEM khơng "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo "Công nghệ" Hai quy trình nói tiếp nối nhau, khép kín thành chu trình sáng tạo khoa học – kĩ thuật theo mơ hình "xốy ốc" mà sau chu trình lượng kiến thức khoa học tăng lên với cơng nghệ phát triển trình độ cao Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Một số khái niệm liên quan + STEM mở: Bao gồm nhiều lĩnh vực (Toán, Công nghệ, Kĩ thuật Khoa học) Nghệ thuật, Nhân văn, Robot,… + STEM đóng: Bao gồm lĩnh vực (Tốn, Cơng nghệ, Kĩ thuật Khoa học) + STEM khuyết: Bao gồm lĩnh vực (Tốn, Công nghệ, Kĩ thuật Khoa học) + STEAM: hướng tiếp cận giáo dục sử dụng mơ hình STEM kết hợp với nghệ thuật, nhân văn (Art) + STEM sáng tạo KHKT: STEM sở giúp học sinh phát triển thành dự án sáng tạo KHKT 1.3 Giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước vấn đề thực tiễn ("cơng nghệ" tại) cần giải quyết, địi hỏi học sinh phải tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để thiết kế thực giải pháp giải vấn đề ("công nghệ" mới) Như vậy, học STEM đề cập giao cho học sinh giải vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức có tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng Q trình địi hỏi học sinh phải thực theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức vào việc thiết kế thực giải pháp ("công nghệ" mới) để giải vấn đề Đây tiếp cận liên môn giáo dục STEM, kiến thức mà học sinh cần phải học để sử dụng học STEM cụ thể thuộc môn học Trong tài liệu này, giáo dục STEM sử dụng theo mô tả Chương trình giáo dục phổ thơng năm 2018 sau: Giáo dục STEM mơ hình giáo dục dựa cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học vào giải số vấn đề thực tiễn bối cảnh cụ thể Khi nói đến mơ hình giáo dục STEM, muốn đề cập đến nội hàm bao gồm khía cạnh chương trình giáo dục, nguồn lực thực chương trình sách thúc đẩy chương trình giáo dục STEM thực tiễn (Hình 2) Hình Mơ hình giáo dục STEM 1.4 Mục tiêu giáo dục STEM Dưới góc độ giáo dục vận dụng bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM mặt thực đầy đủ mục tiêu giáo dục nêu chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm: – Phát triển lực đặc thù môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS: Đó khả vận dụng kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong HS biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí truy cập Cơng nghệ HS biết quy trình thiết kế kĩ thuật chế tạo sản phẩm – Phát triển lực chung cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS hội, thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỉ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS phát triển lực giải vấn đề sáng tạo, lực giao tiếp hợp tác, lực tự chủ tự học – Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo cho HS có kiến thức, kĩ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai HS Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có 10 Mục tiêu a Kiến thức: – Nêu khái niệm vi sinh vật, loại môi trường kiểu dinh dưỡng – Nêu phân biệt hơ hấp kị khí với hơ hấp hiếu khí lên men – Nêu trình phân giải protein, đường saccarozo ứng dụng chúng b Kĩ năng: – Đọc, thu thập thông tin từ tài liệu – Tiến hành, mơ tả tượng thí nghiệm lên men etylic – Lập kế hoạch, tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến trình lên men lactic (làm sữa chua), ghi chép, đánh giá đề xuất quy trình làm sữa chua theo tiêu chí cần đạt sản phẩm – Hợp tác nhóm để thực nhiệm vụ học tập – Trình bày, bảo vệ ý kiến mình, lắng nghe, nhận xét phản biện ý kiến người khác – Tự đánh giá q trình làm việc cá nhân nhóm theo tiêu chí GV đưa c Phát triển phẩm chất: – Nghiêm túc, chủ động, tích cực thực nhiệm vụ cá nhân, thảo luận nhóm xây dựng sản phẩm chung nhóm – u thích khám phá, tìm tịi vận dụng kiến thức học vào giải nhiệm vụ giao; – Hòa đồng, giúp đỡ bạn – Tuân thủ tiêu chuẩn kĩ thuật giữ gìn vệ sinh chung tiến hành thực nghiệm d Định hướng phát triển lực: Định hướng phát triển số lực: khoa học tự nhiên, tự chủ tự học, giao tiếp hợp tác, giải vấn đề sáng tạo 334 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Thiết bị – Dụng cụ hóa chất tiến hành thí nghiệm lên men etylic: ống nghiệm, giá ống nghiệm, dung dịch đường glucozo 10%, nước cất, men etylic – Nguyên liệu dụng cụ làm sữa chua:  Ngun liệu: Sữa tươi có đường khơng đường sữa đặc có đường, sữa chua; nước; loại thực phẩm khác  Dụng cụ: Xoong; thìa; máy ủ (dụng cụ ủ); cốc đựng Tiến trình dạy học Hoạt động 1: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA (Tiết – 45 phút) A Mục đích: – HS tiến hành thí nghiệm lên men etylic, quan sát mô tả tượng từ đặt câu hỏi q trình lên men rượu trình lên men, phân giải protein, cacbohiđrat nói chung ứng dụng trình – HS tiếp nhận nhiệm vụ: nghiên cứu xây dựng quy trình làm sữa chua nguyên liệu từ sữa, đường, nước men vi sinh theo số tiêu chí sản phẩm, dựa sở nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến trình lên men B Nội dung: – HS tiến hành thí nghiệm lên men etylic đặt câu hỏi trình lên men, ứng dung trình lên men – GV giới thiệu tác dụng sữa chua, đặt vấn đề “Làm để tự làm sữa chua thành công, đảm bảo vệ sinh”, giao nhiệm vụ xây dựng quy trình làm sữa chua từ việc nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố men, nhiệt độ, tỉ lệ sữa đường, nêu tiêu chí đánh giá sản phẩm 335 – GV hướng dẫn HS tự học kiến thức chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật tìm hiểu quy trình làm sữa chua, lập kế hoạch nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến trình lên men, đề xuất quy trình làm sữa chua (đề xuất quy trình) – HS thảo luận nhóm thống kế hoạch thực C Dự kiến sản phẩm hoạt động HS: – Kết thí nghiệm lên men etylic – Các câu hỏi trình lên men – Kế hoạch thực nhiệm vụ nhóm (nghiên kiến thức nền, thảo luận phương án nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố phân tích, thảo luận đưa quy trình làm sữa chua nhóm), gồm: nhiệm vụ cá nhân, thời gian nội dung thảo luận nhóm thực nhiệm vụ tự học kiến thức đề xuất quy trình D Cách thức tổ chức hoạt động: GV đưa số hình ảnh liên quan đến trình lên men như: rượu vang, nếp cẩm, giấm ăn, sữa chua, dưa muối; hỏi HS điểm chung loại đồ ăn, uống (HS cần chúng tạo trình lên men, HS khơng trả lời GV gợi ý câu hỏi như: đồ ăn, thức uống làm từ nguyên liệu cách nào?) GV đặt vấn đề câu hỏi: lên men gì? Và tổ chức cho HS làm thí nghiệm lên men etylic theo nhóm để tìm hiểu lên men: GV phát phiếu học tập số có hướng dẫn thí nghiệm quan sát, báo cáo kết PHIẾU HỌC TẬP SỐ Nhiệm vụ 1: Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn hình vẽ sau: Cho vào ống nghiệm 2, ống bánh nấm men khiết Đổ vào ống nghiệm 1, ống 10ml dung dịch đường nước hình vẽ (ống nghiệm khoảng 15cm) Để ống nghiệm nhiệt độ 30– 32 C o 336 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Quan sát tượng ống nghiệm điền dấu (+) có tượng dấu (–) khơng có tượng vào bảng đây: Nhận xét Có bọt khí Có mùi rượu Có mùi đường Có mùi men Ống nghiệm Ống nghiệm Ống nghiệm Nhiệm vụ 2: Thảo luận tượng khác ống nghiệm, có khác đó? Dự đốn q trình xảy ống nghiệm số gì? Chú ý: GV nên chuẩn bị sẵn thí nghiệm trước 3–4 để tượng rõ cho HS quan sát thêm – GV tổ chức cho HS báo cáo kết (1 nhóm báo cáo, nhóm khác theo dõi nêu điểm khác) – GV nhận xét, kết luận trình xảy ống nghiệm số 2, đặt tiếp câu hỏi điều kiện cần để xảy lên men HS tiếp nhận giải thích tượng trình xảy ống nghiệm nêu điều kiện xảy lên men (có men, có đường) – GV bổ sung giới thiệu q trình lên men: có nhiều trình lên men khác nhau, trình thí nghiệm gọi lên men etylic, ngồi cịn có q trình lên men lactic xảy làm dưa muối, làm sữa chua – GV đặt câu hỏi: Sữa chua tốt với sức khỏe người? Làm sữa chua nào? HS trả lời tác dụng sữa chua với sức khỏe nêu bước làm sữa chua – GV đặt câu hỏi: Làm sữa chua gọi thành công sữa chua phải có độ chua vừa phải, đơng thành khối, khơng bị nước tách ra, có mùi thơm, khơng cịn mùi sữa, đường,… Vậy em có bí kíp để làm sữa chua thành cơng khơng? Tại thực điều đó? HS trả lời theo vốn kiến thức thực tiễn 337 – GV đặt vấn đề, giao nhiệm vụ: Bằng cách tìm điều kiện tối ưu để làm sữa chua thành công? HS làm việc theo nhóm để xây dựng quy trình làm sữa chua thi xem sản phẩm sữa chua theo quy trình thành cơng nhất? – GV nêu chi tiết nhiệm vụ tiêu chí đánh giá sản phẩm + Sản phẩm cần thực hiện: Quy trình mô tả bước làm sữa chua thành phẩm theo quy trình + Tiêu chí đánh giá sản phẩm STT Tiêu chí Điểm tối đa Quy trình Nêu đủ bước thực quy trình làm sữa chua 10 Mô tả rõ hành động/thao tác thực bước 20 Mô tả rõ loại nguyên liệu, tỉ lệ nguyên liệu 20 Sản phẩm sữa chua Sữa mịn, đặc sệt (không bị tách nước, không bị nhớt) (không sử dụng chất tạo đông chất bảo quản) 15 Độ chua vừa phải 15 Có màu trắng sữa màu phụ liệu đặc trưng 10 Có mùi thơm sữa chua 10 Tổng 100 Cho HS trao đổi, đặt câu hỏi làm rõ tiêu chí GV giao nhiệm vụ, hướng dẫn HS thực sản phẩm cần đạt hoạt động 2: + Nhiệm vụ:  Tự học kiến thức chuyển hóa chất lượng vi sinh vật (bài 22, 23 Sinh học 10)  Tìm hiểu quy trình làm sữa chua  Tham khảo điều kiện (tỉ lệ nguyên liệu, nhiệt độ, lượng men) thực làm sữa chua, kết hợp phân tích lí thuyết q trình lên men để tiến hành số thí nghiệm thay đổi điều kiện đó, ảnh hưởng yếu tố men, nhiệt độ nồng độ đến lên men sữa chua  Đề xuất điều kiện tốt cho quy trình làm sữa chua 338 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học + Sản phẩm cần đạt buổi học tiếp theo: Cá nhân: ghi chép nội dung kiến thức (phiếu học tập số hoạt động 2) Nhóm:  Phiếu học tập số hoạt động  Phiếu học tập số phân chia nhiệm vụ, phương án thí nghiệm, hoạt động 2) làm sữa chua lên men (bài 22, 23 sinh học)  Chuẩn bị trình bày phương án thí nghiệm hoạt động Hoạt động TÌM HIỂU KIẾN THỨC NỀN VÀ NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN CHO QUY TRÌNH LÀM SỮA CHUA (ở nhà) A Mục đích: HS tự đọc sách, tài liệu, thảo luận, tiến hành thí nghiệm để: – Hình thành kiến thức về: khái niệm vi khuẩn, loại môi trường kiểu dinh dưỡng, hô hấp lên men, trình phân giải protein cacbohidrat nhờ vi sinh vật – Nêu bước thực làm sữa chua từ sữa đặc – Nêu giải thích ảnh hưởng yếu tố đến trình lên men lactic (làm sữa chua) từ chọn điều kiện tối ưu để thiết lập quy trình làm sữa chua B Nội dung: – Các cá nhân tự học kiến thức nền, gồm: 22, 23 (mục II) Sinh học 10 tìm hiểu quy trình làm sữa chua theo phần II 24 Sinh học 10 từ tài liệu tìm kiếm khác (theo hướng dẫn phiếu học tập số 2) – Thảo luận nhóm đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng lượng men, nhiệt độ tỉ lệ sữa: nước đến quy trình lên men (phiếu học tập số 3) – Phân tích kết thí nghiệm từ đề xuất quy trình làm sữa chua chi tiết – Chuẩn bị trình bày trước lớp quy trình làm sữa chua, giải thích quy trình C Dự kiến sản phẩm cần đạt được: – Cá nhân: hoàn thành phiếu học tập số 339 – Nhóm: hồn thành nhật kí làm việc vẽ sơ đồ mơ tả quy trình làm sữa chua theo bước Trong bước mô tả chi tiết thao tác, nguyên liệu, tỉ lệ điều kiện thực hiện, trình bày trước lớp D Cách thức tổ chức hoạt động: – Hướng dẫn HS tự học kiến thức theo Phiếu học tập số Đây nhiệm vụ cá nhân cần tự học trước làm việc nhóm lên phương án, thực thí nghiệm PHIẾU HỌC TẬP SỐ (Hướng dẫn tự học kiến thức tìm hiểu quy trình làm sữa chua) Nhiệm vụ 1: Đọc nội dung 22, 23 (phần II) trả lời câu hỏi sau: 1) Nêu đặc điểm vi sinh vật 2) Nêu loại vi sinh vật dựa phân loại theo môi trường kiểu dinh dưỡng 3) So sánh giống khác vi sinh vật hóa dị dưỡng vi sinh vật quang tự dưỡng nguồn cacbon nguồn lượng 4) Dựa vào yếu tố phân biệt q trình hơ hấp kị khí, hơ hấp hiếu lên men? 5) Nhờ vi sinh vật, protein cacbohidrat phân giải cho sản phẩm gì? 6) Kể tên ứng dụng thực tiễn trình: – Phân giải protein – Lên men etilic phân giải cacbohidrat – Lên men lacic phân giải cacbohidrat Nhiệm vụ 2: Đọc quy trình làm sữa chua mục II 24 Sinh học 10 tìm hiểu quy trình, ý làm sữa chua từ sữa đặc đặc mịn, thơm mạng internet, – Các bước làm sữa chua – Các nguyên liệu tỉ lệ – Nhiệt độ thời gian ủ – Quá trình xảy ủ sữa làm sữa chua? Tại sữa chua lại đông mịn được? – Sau làm thành sữa chua cần bảo quản tủ lạnh? – Hướng dẫn HS làm việc nhóm lên phương án tiến hành thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến trình làm sữa chua 340 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học PHIẾU HỌC TẬP SỐ (Hướng dẫn thảo luận nhóm, tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến chất lượng sữa chua, đưa quy trình làm sữa chua) Nhiệm vụ Thảo luận, thống bước làm sữa chua, trả lời câu hỏi: – Quá trình xảy ủ sữa làm sữa chua? Tại sữa chua lại đông mịn được? – Ban đầu cho sữa chua vào hỗn hợp nguyên liệu để làm gì? – Sau làm thành sữa chua cần bảo quản tủ lạnh? – Tỉ lệ sữa: nước, lượng men, nhiệt độ thời gian ủ ảnh hưởng đến trình lên men chất lượng sản phẩm Nhiệm vụ Đề xuất phương án thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố sau đến trình lên men làm sữa chua:, lượng men, nhiệt độ thời gian ủ Cách làm: Tham khảo chọn cơng thức làm sữa chua → sau thay đổi yếu tố tỉ lệ sữa: nước, lượng men, nhiệt độ thời gian ủ đề xuất (trên sở phân tích lí thuyết ảnh hưởng yếu tố đến chất lượng sản phẩm (bản chất ảnh hưởng yếu tố đến tốc độ phản ứng lên men) → đề xuất phương án thay đổi yếu tố → chia nhiệm vụ cho cá nhân thực làm để nghiên cứu ảnh hưởng chúng Mỗi yếu tố chọn 2– thay đổi/2–3 phương án, thay đổi lập bảng: Yếu tố nghiên cứu Phương án thực nghiệm Đặc điểm sản phẩm (màu sắc, trạng thái, mùi, độ chua) Giải thích kết Tỉ lệ sữa: nước Lượng men Nhiệt độ Thời gian ủ 341 Sau đề xuất phương án nên phân công thành viên nhóm thực phương án ứng với yếu tố nghiên cứu, yếu tố nghiên cứu có 1–2 HS thực Nhiệm vụ Thảo luận nhóm đánh giá kết thử nghiệm phương án, giải thích chọn phương án tốt để làm sữa chua Vẽ sơ đồ quy trình có giải chi tiết cho bước, chuẩn bị báo cáo trước lớp phút giải thích lí lựa chọn điều kiện mô tả quy trình Chú ý: Quá trình thảo luận cần ghi chép lại nhật kí làm việc nhóm Mẫu nhật kí cuối Tiêu chí đánh giá vẽ sơ đồ trình bày: STT Tiêu chí Điểm tối đa Bản vẽ quy trình Nêu đủ bước thực quy trình làm sữa chua 10 Mô tả rõ hành động/thao tác thực bước 20 Mô tả rõ loại nguyên liệu, tỉ lệ nguyên liệu 20 Trình bày 342 Nêu đầy đủ bước quy trình to, rõ ràng 10 Đúng thời gian cho phép (3–5 phút) Nêu phương án thực thí nghiệm kết thí nghiệm 10 Giải thích lí định chọn điều kiện cho yếu tố nghiên cứu đề xuất 15 Trả lời câu hỏi phản biện GV bạn 10 Tổng 100 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Hoạt động 3: TRÌNH BÀY, BẢO VỆ QUY TRÌNH LÀM SỮA CHUA (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Học sinh bảo vệ hồn thiện quy trình làm sữa chua nhóm B Nội dung: – Học sinh trình bày, giải thích, bảo vệ quy trình làm sữa chua – Thảo luận, đặt câu hỏi phản biện quy trình nhóm – Các nhóm ghi lại, để thảo luận thống quy trình đề xuất để thử nghiệm – Phân công công việc, lên kế hoạch thực thử nghiệm quy trình làm sữa chua C Sản phẩm: Quy trình làm sữa chua hồn thiện D Cách thức tổ chức hoạt động: – Giáo viên nêu yêu cầu cho trình bày:  Nội dung cần trình bày: bước, điều kiện cụ thể bước, sở đề xuất (chi tiết theo tiêu chí đánh giá trình bày)  Thời lượng báo cáo: 3–5 phút  Các nhóm nghe: ghi chép so sánh với nhóm mình, nêu câu hỏi/phản biện cho nhóm – Đại diện HS nhóm báo cáo, nhóm sau thường trùng bước thực nêu điều kiện khác giải thích – Giáo viên tổ chức thảo luận đặt số câu hỏi làm rõ kiến thức như: + Bản chất trình hình thành sữa chua gì? + Tại sữa chua lại đơng mịn được? + Ban đầu cho sữa chua vào có tác dụng gì? Tại sữa chua thêm vào ban đầu nên chảy lỏng hẳn không nên cho dạng đông đặc? + Nhiệt độ ủ sữa tăng cao hạ thấp ảnh hưởng đến tạo thành sữa chua? Tại sao? + Tăng tỉ lệ nước có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm? sao? + Vi sinh vật lên men sữa chua thuộc loại nào? 343 + Sau làm thành sữa chua cần bảo quản tủ lạnh? – Hướng dẫn nhiệm vụ yêu cầu tiếp theo: Các nhóm nhà thực làm sữa chua theo quy trình đề xuất, có quay video mơ tả cách làm tiến trình (video ngắn gọn khoảng phút) Lưu ý lập kế hoạch thực sớm, sản phẩm không đạt tiêu chí ban đầu cần phân tích tìm nguyên nhân thay đổi phương án để làm lại cho đạt sản phẩm theo tiêu chí đặt (GV nhắc lại tiêu chí sản phẩm sữa chua) Ghi lại vấn đề thất bại gặp phải cách giải thực thử nghiệm quy trình Cần có sản phẩm sữa chua mang trình bày buổi học sau – Bài trình bày buổi học sau gồm: Mô tả sản phẩm sữa chua quy trình, điều kiện tạo sản phẩm Chia sẻ khó khăn, thất bại q trình làm, giải Thời gian trình bày cho nhóm phút – HS thảo luận phân công công việc thực quy trình làm sữa chua báo cáo Hoạt động 4: THỰC HIỆN QUY TRÌNH LÀM SỮA CHUA (ở nhà) A Mục đích: – Học sinh dựa vào quy trình làm sữa chua đề xuất để thử nghiệm, giải vấn đề gặp phải (nếu có) để điều chỉnh quy trình – Tạo sản phẩm minh họa cho quy trình đề xuất B Nội dung: – Học sinh sử dụng nguyên liệu dụng cụ cho trước để tiến hành làm sữa chua theo quy trình, quay video lại quy trình thực – Trong q trình làm nhóm quan sát, đánh giá điều chỉnh (nếu cần) – Chuẩn bị báo cáo sản phẩm trước lớp hia sẻ vấn đề gặp phải trình thử nghiệm, cách giải kết 344 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học C Dự kiến sản phẩm cần đạt được: Mỗi nhóm có sản phẩm sữa chua, video quay tiến trình thực hiện, quy trình làm sữa chua điều chỉnh D Cách thức tổ chức hoạt động: – Các nhóm tự lập kế hoạch làm việc nhà, quay video, hoàn thành nhật kí làm việc (mẫu cuối bài) Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM VÀ THẢO LUẬN (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Các nhóm học sinh giới thiệu quy trình làm sữa chua trước lớp, chia sẻ trình trải nghiệm B Nội dung: – Các nhóm trình diễn mơ tả sản phẩm quy trình làm sữa chua tương ứng với sản phẩm trước lớp, trình bày thay đổi quy trình lí – Thảo luận nhận xét, đánh giá sản phẩm, phân tích vấn đề nhóm gặp phải trình thử nghiệm – GV gợi ý việc phát triển sản phẩm với hương vị nguyên liệu khác nhau, C Dự kiến sản phẩm cần đạt được: Quy trình làm sữa chua hồn chỉnh D Cách thức tổ chức hoạt động: – Giáo viên nêu yêu cầu cho trình bày:  Nội dung cần trình bày: mơ tả sản phẩm, bước, điều kiện cụ thể bước để làm sản phẩm đó, thay đổi so với đề xuất ban đầu, lí  Thời lượng báo cáo: 3–5 phút  Các nhóm nghe, đánh giá sản phẩm – Đại diện HS nhóm báo cáo (video nhóm quay đưa lên mạng để nhóm GV xem trước, buổi học GV phân tích, nhận xét số video) 345 – Giáo viên tổ chức thảo luận vấn đề nhóm gặp phải trình thực – Tổng kết kiến thức về: đặc điểm vi sinh vật, loại vi sinh vật phân loại theo môi trường kiểu dinh dưỡng, phân biệt q trình hơ hấp kị khí, hơ hấp hiếu lên men, sản phẩm phân giải protein cacbohidrat nhờ vi sinh vật, các ứng dụng thực tiễn trình: phân giải protein, lên men etilic phân giải cacbohidrat, lên men lacic phân giải cacbohidrat – Tổng kết đánh giá điểm nhóm theo tiêu chí ban đầu (trình bày hoạt động 1) 346 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học PHỤ LỤC I Các loại nguyên liệu sử dụng Sữa đặc loại: Men sữa chua: Yếu tố nghiên cứu Phương án thực nghiệm Đặc điểm sản phẩm (màu sắc, trạng thái, mùi, độ chua) Giải thích kết Người phụ trách Tỉ lệ sữa: nước Lượng men Nhiệt độ Thời gian ủ Khoanh tròn phương án lựa chọn với yếu tố bảng Quy trình đề xuất (chú ý ghi rõ điều kiện lựa chọn với yếu tố) 347 II Thực hoạt động Làm thử lần theo quy trình đề xuất: Mô tả sản phẩm Tự đánh giá, phân tích đề xuất cách khắc phục: STT Tiêu chí Đạt điểm Sữa mịn, đặc sệt (không bị tách nước, không bị nhớt) (không sử dụng chất tạo đông chất bảo quản) …./15 Độ chua vừa phải …./15 Có màu trắng sữa màu phụ liệu đặc trưng …./10 Có mùi thơm sữa chua …./10 Nguyên nhân dẫn đến chưa đạt điểm tối đa Đề xuất cách khắc phục Lần thử nghiệm 2: Các thay đổi so với lần Mô tả sản phẩm Đánh giá thay đổi (có khắc phục dược vấn đề gặp lần khơng? Có tạo vấn đề không?) Có thể tiếp tục phân tích vấn đề gặp phải đề xuất cách khác phục – thử nghiệm đến đạt sản phẩm tiêu chí ban đầu 348 View publication stats ... học, … 24 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học Phần XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ/BÀI HỌC STEM TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THƠNG Định hướng xây. .. chất, môn học sử dụng chung vấn đề, bối cảnh Các giáo viên dạy môn học khác 50 Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học dạy chủ đề STEM cách dạy chủ đề STEM... Nga Ths NCS Lê Hải Mỹ Ngân Tập huấn cán quản lí, giáo viên xây dựng chủ đề giáo dục STEM giáo dục trung học MỤC LỤC Phần MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG GIÁO DỤC PHỔ THÔNG