Qlgd nqc thiết kế một số hoạt động giáo dục stem trong dạy học sinh học 11, trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN TÊN SÁNG KIẾN: “THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC VÀO THỰC TIỄN Đồng tác giả: Họ tên Chức vụ Đơn vị công tác Ngô Đức Thắng Bùi Thị Liên Trần Thị Hoa Vũ Thị Thanh Nhàn Hồng Thị u Giáo viên Tổ phó CM Giáo viên Giáo viên Giáo viên THPT Nho Quan C THPT Nho Quan C THPT Nho Quan C THPT Nho Quan C THPT Nho Quan C Ninh Bình, tháng 05 năm 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐƠN U CẦU CƠNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: - Hội đồng sáng kiến Trường THPT Nho Quan C - Hội đồng sáng kiến Sở giáo dục đào tạo Ninh Bình Chúng tơi ghi tên đây: TT Họ tên Tỷ lệ Trình (%) đóng Ngày, Chức độ góp vào Ghi tháng, năm Nơi công tác vụ chuyên việc tạo sinh môn sáng kiến Ngô Đức Thắng 27/10/1979 THPT Nho Quan C Giáo viên Tổ phó THPT Bùi Thị Liên 21/06/1985 chuyên Nho Quan C môn THPT Giáo Trần Thị Hoa 11/09/1983 Nho Quan C viên Vũ Thị THPT Giáo 11/10/1992 Thanh Nhàn Nho Quan C viên THPT Giáo Hoàng Thị Yêu 13/04/1994 Nho Quan C viên Thạc sĩ 20% Đồng tác giả Cử nhân 20% Đồng tác giả Cử nhân 20% Thạc sĩ 20% Cử nhân 20% Đồng tác giả Đồng tác giả Đồng tác giả Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Thiết kế số hoạt động giáo dục STEM dạy học Sinh học 11, Trung học phổ thông nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn” Lĩnh vực áp dụng: Giáo dục Thời gian thực hiện: Từ tháng năm 2021 đến tháng 05 năm 2022 I NỘI DUNG Giải pháp cũ thường làm 1.1 Thực trạng Ở trường phổ thơng, mơn học Tốn học, Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật đưa vào giảng dạy tất bậc học Tuy nhiên, chương trình sách giáo khoa hành Việt Nam chưa xây dựng chỉnh thể mang tính xuyên suốt, thống chặt chẽ từ cấp học; số nội dung môn học hoạt động giáo dục chưa cân đối, chưa phân loại chưa phù hợp với đối tượng người học Nội dung chương trình, sách giáo khoa hành bước đầu xây dựng theo quan điểm tích hợp phân hóa việc thực dạy học tích hợp phân hóa chưa có hiệu cao, chưa đạt yêu cầu mục tiêu chương trình Dựa yêu cầu giáo dục STEM, đặc biệt dựa hiệu tích hợp mơn học vận dụng kiến thức học vào thực tiễn, tình cụ thể thấy giáo dục phổ thông Việt Nam chưa thực có giáo dục STEM đồng cấp học, trường phổ thông tỉnh thành Ví dụ bậc tiểu học có tích hợp chương trình học mơn Tự nhiên Xã hội, Khoa học lên THCS THPT mơn học lại độc lập, tích hợp số nội dung môn học riêng lẻ Ở môn Sinh học 11, thiếu gắn kết kiến thức, kĩ môn học nên chương trình cịn nặng kiến thức hàn lâm, nhẹ yêu cầu thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn dẫn đến tình trạng phần lớn HS trọng học chủ yếu kiến thức, có kĩ thực hành, giao tiếp hợp tác, thiếu chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức học vào thực tiễn hạn chế Phương pháp giảng dạy phần thầy cô thường là: Một là, sử dụng nhóm phương pháp diễn giảng:  Phương pháp thuyết trình: Phương pháp dạy học truyền thống phương pháp mà giáo viên ứng dụng để thể tính chất thơng báo qua lời giảng giúp học sinh nghe lĩnh hội Bởi phương pháp mang tính thụ động nhiều  Phương pháp gợi mở nêu vấn đề: Với phương pháp giáo viên thực theo cấu trúc thuyết trình song song vấn đề trình bày theo hướng tích cực Giáo viên người trình bày kiến thức theo logic hợp lý theo dạng gợi mở vấn đề để học sinh tư tìm câu trả lời  Phương pháp tranh luận trực tiếp: Phương pháp giáo viên sử dụng thường xuyên Để ứng dụng phương pháp tranh luận, giáo viên đưa cho học sinh hệ thống câu hỏi Học sinh trao đổi, tranh luận với với giáo viên để tìm câu trả lời  Phương pháp tự học với sách giáo khoa sách tham khảo: Trong trình tự học, tự nghiên cứu theo sách giáo khoa tài liệu tham khảo, học sinh tìm tịi, nghiên cứu nắm vững kiến thức Với phương pháp tự học với sách giáo khoa tài liệu, học sinh thực đâu Hai là, sử dụng phương pháp trực quan Phương pháp dạy học trực quan cách thức giảng dạy việc sử dụng phương tiện trực quan yếu tố kỹ thuật để giúp củng cố tạo hứng thú cho học sinh Ba là, sử dụng phương pháp dạy học luyện tập thực hành Phương pháp thực hành đánh giá phương pháp mang tính chủ động nhiều phương pháp dạy học truyền thống Với phương pháp này, giáo viên tổ chức hoạt động thực hành để học sinh có hội khám phá tri thức vận dụng giúp củng cố, rèn luyện kỹ thân 1.2 Ưu điểm, nhược điểm 1.2.1 Ưu điểm Nhóm phương pháp diễn giảng: Thể tính chất thơng báo lời giảng giáo viên với tính lĩnh hội học sinh Bồi dưỡng lực diễn đạt vấn đề khoa học Giúp giáo viên thu tín hiệu từ học sinh cách nhanh chóng kịp thời để điều chỉnh trình dạy học Trong trình làm việc với sách giáo khoa tài liệu tham khảo, học sinh nắm vững kiến thức hình thành kỹ thơng qua sách Nhóm phương pháp trực quan: Giúp học sinh nắm bắt đầy đủ thông tin đối tượng nghiên cứu dựa sở huy động hoạt động bán cầu não trái não phải Từ phát triển tư cách tốt hình thành khái niệm đối tượng rõ ràng Giúp cho tài liệu học tập trở nên vừa sức học sinh Nhóm phương pháp thực hành: Rèn luyện cho học sinh kỹ kỹ xảo củng cố tri thức Hình thành cho người học phẩm chất độc lập, tự chịu trách nhiệm, tính sáng tạo 1.2.2 Nhược điểm Nhóm phương pháp diễn giảng: Hạn chế nhóm phương pháp học sinh thụ động kiến thức ghi nhớ tạm thời, dễ quên hiệu giáo dục khơng cao Nhóm phương pháp trực quan: Đối với phần giáo viên thường sử dụng hình ảnh phóng to hỗ trợ nhiều cho em khả ghi nhớ, nội dung lí thuyết Tuy nhiên hình ảnh chưa nói lên chất vai trị q trình chuyển hóa vật chất lượng, cảm ứng, sinh trưởng phát triển, sinh sản sinh vật Nhóm phương pháp thực hành:Theo nội dung chương trình hành nội dung thực hành, giáo viên khó thực sở vật chất khơng đáp ứng Như vậy, hạn chế chung phương pháp chưa tạo động lực học tập, giúp học trị vận dụng kiến thức học vào thực tiễn đời sống cách chủ động sáng tạo, hạn chế phát triển kĩ vốn có học sinh Giải pháp cải tiến 2.1 Khái niệm STEM STEM từ viết tắt từ chữ từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) Thuật ngữ sử dụng bàn tới sách phát triển Tốn học, Khoa học, Cơng nghệ Kĩ thuật quốc gia Hiện nay, giáo dục STEM nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu Do đó, khái niệm giáo dục STEM định nghĩa dựa ba cách sau: Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM hiểu theo nghĩa quan tâm giáo dục đến môn Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong đó: Science (Khoa học): Là mơn học nhằm phát triển khả sử dụng kiến thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học Khoa học Trái Đất), giúp HS hiểu giới tự nhiên vận dụng kiến thức để giải vấn đề khoa học sống hàng ngày Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả sử dụng, quản lí, hiểu đánh giá cơng nghệ HS Công nghệ giúp HS hiểu rõ công nghệ phát triển nào, cung cấp kĩ để HS phân tích ảnh hưởng công nghệ tới sống hàng ngày cộng đồng Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển hiểu biết HS cách cơng nghệ phát triển thơng qua q trình thiết kế kĩ thuật Kĩ thuật tích hợp kiến thức nhiều môn học giúp cho HS hiểu rõ vấn đề vận dụng sáng tạo để thiết kế đối tượng hay hệ thống Mathematics (Tốn học): Là mơn học nhằm phát triển HS khả phân tích, biện luận truyền đạt ý tưởng cách hiệu thơng qua việc tính tốn, giải thích, giải pháp giải vấn đề tốn học tình đặt Giáo dục STEM hiểu theo nghĩa tích hợp liên ngành lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong đó, kiến thức hàn lâm kết hợp chặt chẽ với học thực tế thông qua việc HS áp dụng kiến thức Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học vào bối cảnh cụ thể tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng doanh nghiệp cho phép người học phát triển kĩ STEM tăng khả cạnh tranh kinh tế Giáo dục STEM tích hợp từ hai bốn lĩnh vực Công nghệ, Kĩ thuật, Khoa học Toán học trở lên Cụ thể theo hướng tiếp cận, khám phá hoạt động dạy học hai hay nhiều môn học STEM chủ đề STEM 2.2 Các đường giáo dục STEM Giáo dục STEM mơn học cụ thể chương trình phổ thơng mà thường tổ chức qua hình thức hoạt động lên lớp, hoạt động câu lạc STEM, hay lồng ghép giảng dạy thơng qua mơn Khoa học tự nhiên, Tốn học Công nghệ Một số đường để giáo dục STEM cho HS tập trung phân tích giáo dục STEM thông qua dạy học môn học Giáo dục STEM thơng qua hoạt động ngồi lên lớp Trên giới, hoạt động giáo dục nhằm phát triển lực, sáng tạo, phẩm chất kĩ năng, giáo dục nhân văn… số quốc gia gọi hoạt động giáo dục trời, hoạt động lên lớp hay hoạt động trải nghiệm Các hoạt động thường xây dựng dựa chủ đề đa dạng, số liên quan đến khám phá giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Cơng nghệ, Kĩ thuật… Các hoạt động hướng tới việc cung cấp cho HS tình huống, bối cảnh đa dạng phong phú đòi hỏi phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép HS tư sáng tạo giải vấn đề theo cách khác nhằm đạt kết tốt hơn; cung cấp cho HS hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm Giáo dục STEM thông qua dạy học mơn thuộc lĩnh vực STEM Mơ hình giáo dục STEM qua dạy học môn khoa học tự nhiên quốc gia giới quan tâm Nội dung học tập môn học thiết kế thành chủ đề STEM hữu ích việc giảng dạy thực cách khác tùy theo môi trường học tập khác - Chủ đề STEM dạy mơn học Hình 1.1 Chủ đề STEM dạy môn học - Chủ đề STEM dạy số môn học Hình 1.2 Chủ đề STEM dạy số môn học - Chủ đề STEM dạy nhiều mơn học phối hợp Hình 1.3 Chủ đề STEM dạy nhiều môn học phối hợp 2.3 Phân loại STEM STEM giải pháp quan trọng nhiều quốc gia việc thúc đẩy tri thức, kinh tế văn hóa xã hội phát triển Ở tầm vĩ mơ, quốc gia có sách STEM chương trình STEM triển khai rõ ràng, chi tiết, Ở tầm vi mô trường học tập trung vào học STEM, dự án STEM nhiệm vụ STEM Phân loại STEM việc làm cần thiết nhờ mà có sở cho việc lựa chọn hình thức tổ chức giáo dục STEM phương pháp giáo dục STEM đảm bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện bối cảnh khác STEM phân loại dựa khía cạnh khác như: - Về lĩnh vực STEM tham gia giải vấn đề có: STEM khuyết, STEM đầy đủ - Về phạm vi kiến thức giải vấn đề STEM có: STEM mở rộng, STEM - Dựa vào mục đích việc dạy học ta: STEM dạy kiến thức mới, STEM vận dụng 2.4 Thực trạng giáo dục STEM dạy học môn Sinh học Trung học phổ thông Trên sở lí luận giáo dục STEM, chúng tơi tiến hành điều tra đánh giá thực tiễn dạy học STEM dạy học Sinh học 11, THPT nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn a Mục đích khảo sát - Khảo sát, thu thập ý kiến GV vai trò, ý nghĩa dạy học theo mơ hình giáo dục STEM số trường THPT - Thực trạng khó khăn dạy học theo hoạt động giáo dục STEM môn Sinh học 11, THPT - Sự cần thiết hướng dạy học theo hoạt động giáo dục STEM dạy học Sinh học b Đối tượng khảo sát phương pháp điều tra Nghiên cứu khảo sát 34 giáo viên Sinh học trường THPT tỉnh Ninh Bình Hưng n, Hịa Bình Cụ thể số trường số phiếu khảo sát sau: Khu vực Tên trường Số lượng phiếu Tỉnh Hưng Yên THPT chuyên Hưng Yên 02 THPT Nho Quan A 02 THPT Nho Quan B 03 THPT Nho Quan C 04 THPT Gia Viễn A 03 THPT Gia Viễn B 02 THPT Gia Viễn C 02 Tỉnh Ninh Bình THPT Hoa Lư A 02 THPT Đinh Tiên Hoàng 02 THPT Trần Hưng Đạo 02 THPT Kim Sơn A 03 THPT Kim Sơn B 02 THPT Bình Minh 02 Tỉnh Hịa Bình THPT chun Hồng Văn Thụ 01 c) Kết điều tra * Thực trạng mức độ dạy học Sinh học phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Kết cho thấy đa số GV quan tâm đến việc kết nối kiến thức thuộc lĩnh vực khác vào thực tiễn (bảng 1.1) Cụ thể, 80% GV “thường xuyên cho học sinh sử dụng kiến thức vào giải vấn đề có thực tiễn” Tuy nhiên việc tiến hành đổi toàn diện chưa ý, đặc biệt việc “sử dụng kiến thức từ môn Tốn học, Vật lý, Hóa học, Cơng nghệ q trình dạy học mơn Sinh học” Việc tiến hành tổ chức hoạt động cho học sinh nhằm tạo sản phẩm hay định hướng học sinh vận dụng kiến thức để giải tình thực tiễn chưa nhiều Đặc biệt việc đánh giá học sinh theo định hướng đổi chưa quan tâm thường xuyên dạy học Sinh học Do kết dạy học chưa đồng Bảng 1.1 Thực trạng mức độ dạy học Sinh học phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Rất Không Rất không Thường thường thường Stt Nội dung thường xuyên xuyên xuyên xuyên SL % SL % SL % SL % Trong q trình dạy học Sinh học, Thầy có thường xuyên 0.0 14.7 23 67.6 17.7 giao nhiệm vụ cho học sinh hoạt động nhóm? Thầy/Cơ có thường xun sử dụng kiến thức liên mơn 2.9 17 50 15 44.2 2.9 trình dạy học mơn Sinh học mình? Trong dạy học Sinh học, Thầy/Cơ có thường xun cho học sinh sử dụng 0.0 8.8 27 79.4 11.8 kiến thức học vận dụng vào thực tiễn hay không? * Mức độ phổ biến giáo dục theo định hướng STEM Kết khảo sát cho thấy, mức độ phổ biến giáo dục STEM, thuật ngữ liên quan đến STEM GV nghe, đọc, dự tập huấn Trao đổi với giáo viên, họ biết tới STEM thông qua hoạt động tập huấn, thi, ngày hội khoa học… Trong số GV dự tập huấn giáo dục theo định hướng STEM 15/34 GV chiếm 44,1% Số GV khảo sát nghe đọc giáo dục theo định hướng STEM chưa dự tập huấn 19/34 GV với tỉ lệ 55,9 % Điều cho thấy, cịn nhiều GV chưa tập huấn giáo dục theo định hướng STEM cách Vì cần tăng cường tập huấn, phổ biến, áp dụng lợi ích giáo dục STEM vào dạy học để người dạy người học hứng thú với việc dạy học * Đánh giá mức độ hiểu biết hữu ích giáo dục STEM Từ bảng 1.1 cho thấy trình dạy học môn Sinh học, GV quan tâm tới việc hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn, định hướng hứng thú người học Tuy nhiên, thông qua hoạt động dạy học việc tổ chức để HS tạo sản phẩm hay định hướng sản phẩm trình hướng dẫn HS vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn chưa nhiều GV quan tâm hay thực Điều hiểu HS chưa có nhiều hội học tập trải nghiệm, “nhúng” môi trường công nghệ Các hoạt động định hướng hứng thú, vận dụng kiến thức vào thực tiễn dừng mức độ lí thuyết Tất thầy đánh giá hữu ích giáo dục STEM mức độ quan trọng quan trọng việc làm thay đổi tích cực q trình học tập, khám phá tri thức học sinh đánh giá giáo dục STEM cần thiết tất học sinh Bảng 1.2 Đánh giá mức độ hiểu biết hữu ích giáo dục STEM Mức độ hữu ích Rất Không không Quan Rất quan STT Nội dung quan quan trọng trọng trọng trọng SL % SL % SL % SL % Theo Thầy/Cô đổi giáo dục theo 0.0 0.0 30 88.2 11.8 định hướng STEM có quan trọng khơng? Giáo dục STEM làm 0.0 0.0 31 91.2 8.8 thay đổi tích cực 10