Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM

Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.Dạy học Sinh học Trung học phổ thông theo định hướng giáo dục STEM.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI - LÊ THANH HÀ DẠY HỌC SINH HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Hà Nội, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI - LÊ THANH HÀ DẠY HỌC SINH HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM Chun ngành: Lí luận PPDH mơn Sinh học Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phan Thị Thanh Hội TS Điêu Thị Mai Hoa Hà Nội, 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tơi thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Phan Thị Thanh Hội TS Điêu Thị Mai Hoa Các kết trình bày luận án khách quan, trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Lê Thanh Hà i LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực nghiên cứu hồn thành luận án, nhận nhiều hỗ trợ từ tập thể cá nhân Tôi xin bày tỏ lịng kính trọng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Phan Thị Thanh Hội, TS Điêu Thị Mai Hoa dẫn hỗ trợ tận tâm chun mơn, ln khích lệ tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể Bộ mơn Lí luận Phương pháp dạy học Sinh học, khoa Sinh học; Phòng đào tạo sau Đại học; Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập, nghiên cứu thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô em học sinh trường phổ thông hợp tác, tạo điều kiện thuận lợi cho thực khảo sát thực nghiệm sư phạm Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, trường Olympia, đồng nghiệp bạn bè ủng hộ, cổ vũ cho hoàn thành chặng đường học tập nghiên cứu Hà Nội, tháng 10 năm 2023 Tác giả Lê Thanh Hà ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài 1.1.1 Nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.2 Nghiên cứu dạy học theo định hướng giáo dục STEM 14 1.1.3 Nghiên cứu lực GQVĐ&ST dạy học 18 1.2 Cơ sở lí luận 22 1.2.1 STEM Giáo dục STEM 22 1.2.2 Mơ hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM .26 1.2.3 Năng lực giải vấn đề sáng tạo dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM 38 1.3 Cơ sở thực tiễn đề tài .44 1.3.1 Mục đích khảo sát 44 1.3.2 Đối tượng, thời gian nội dung khảo sát 44 1.3.3 Công cụ khảo sát 45 1.3.4 Phương thức khảo sát 46 1.3.5 Kết khảo sát phân tích 46 Tiểu kết chương 54 CHƯƠNG DẠY HỌC SINH HỌC THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HỌC SINH .55 2.1 Phân tích chương trình mơn Sinh học 2018 55 2.1.1 Phân tích mục tiêu chương trình môn Sinh học 55 2.1.2 Phân tích cấu trúc chương trình mơn Sinh học 56 2.2 Xác định vấn đề STEM dạy học Sinh học .60 2.2.1 Nguyên tắc xác định vấn đề STEM dạy học Sinh học 60 2.2.2 Quy trình xác định vấn đề STEM dạy học Sinh học 60 iii 2.3 Xây dựng kế hoạch dạy tổ chức dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo .69 2.3.1 Nguyên tắc xây dựng kế hoạch dạy tổ chức dạy học 69 2.3.2 Quy trình xây dựng kế hoạch dạy theo định hướng giáo dục STEM 69 2.3.3 Tổ chức dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh .88 2.4 Đánh giá lực dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM 90 2.4.1 Nguyên tắc đánh giá lực 90 2.4.2 Quy trình đánh giá lực sinh học 91 2.4.3 Quy trình đánh giá lực GQVĐ&ST 92 Tiểu kết chương 102 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .103 3.1 Mục đích thực nghiệm 103 3.2 Đối tượng thực nghiệm 103 3.3 Thời gian, nội dung, phương pháp tổ chức thực nghiệm 103 3.4 Thu thập liệu xử lí kết thực nghiệm .105 3.5 Kết thực nghiệm thảo luận 106 3.5.1 Kết thực nghiệm khảo sát 106 3.5.2 Kết thực nghiệm thức 107 Tiểu kết chương 128 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 129 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CƠNG BỐ 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC PL1 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt BGDĐT DH CTGDPT GQVĐ GQVĐ&ST GD STEM GV HS KN NL STEM THPT Viết đầy đủ Bộ giáo dục Đào tạo dạy học Chương trình Giáo dục phổ thông giải vấn đề giải vấn đề sáng tạo Giáo dục STEM giáo viên học sinh kĩ năng lực Science – Technology – Engineer – Mathematics trung học phổ thông v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại GD STEM .25 Bảng 1.2 Khung NL GQVĐ&ST dạy học Sinh học theo định hướng GD STEM 44 Bảng 1.3 Tần suất hoạt động học HS chủ động 49 Bảng 1.4 Tần suất hoạt động dạy học GV chủ động 51 Bảng 1.5 Kết khảo sát hứng thú HS 52 Bảng 2.1 Thành phần biểu lực sinh học (CTGDPT 2018) 55 Bảng 2.2 Khung bối cảnh cho GD STEM dạy học Sinh học .60 Bảng 2.3 Các nội dung dạy học Sinh học phù hợp với bối cảnh cho GD STEM 62 Bảng 2.4 Các bối cảnh cho GD STEM theo mạch nội dung Sinh học 63 Bảng 2.5 Các vấn đề STEM dạy học phần Sinh học tế bào 65 Bảng 2.6 Thiết kế hoạt động tiến trình dạy học Sinh học theo định hướng GD STEM 71 Bảng 2.7 Mối tương quan bước tổ chức dạy học Sinh học theo định hướng GD STEM NL GQVĐ&ST 89 Bảng 2.8 Tiêu chí đánh giá NL GQVĐ&ST 93 Bảng 2.9 Các mức độ NL GQVĐ&ST 96 Bảng 2.10 Các biến quan sát thang đo 97 Bảng 3.1 Các học tổ chức dạy thực nghiệm 102 Bảng 3.2 Thời điểm công cụ đo nghiệm 104 Bảng 3.3 Mức độ đạt KN NL GQVĐ&ST .105 Bảng 3.4 Giá trị tham số thống kê đánh giá NL Sinh học thông qua kiểm tra 107 Bảng 3.5 Kiểm định giá trị trung bình theo cặp giá trị trung bình điểm HS qua lần kiểm tra .109 Bảng 3.6 Giá trị tham số thống kê đánh giá KN xác định vấn đề 113 Bảng 3.7 Kiểm định giá trị trung bình theo cặp KN xác định vấn đề STEM vi