luận văn thạc sĩ vận dụng mô hình giáo dục stem trong dạy học phần ba sinh học vi sinh vật sinh học 10 trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HUYỀN VẬN DỤNG MƠ HÌNH GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC PHẦN BA SINH HỌC VI SINH VẬT, SINH HỌC 10, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC HÀ NỘI – 2019 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HUYỀN VẬN DỤNG MƠ HÌNH GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC PHẦN BA SINH HỌC VI SINH VẬT, SINH HỌC 10, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN SINH HỌC MÃ SỐ: 8.14.01.11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Thúy Quỳnh HÀ NỘI – 2019 z LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu, ban chủ nhiệm khoa tất thầy cô khoa Sƣ phạm, Trƣờng Đại học Giáo dục tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khóa học Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Thúy Quỳnh trực tiếp hƣớng dẫn nhiệt tình, cẩn thận, đƣa định hƣớng q báu để tơi hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, thầy cô giáo môn, giáo viên môn Sinh học em học sinh trƣờng THPT Chuyên Lê Quý Đôn Lai Châu nhiều trƣờng trung học phổ thông địa bàn Lai Châu tạo điều kiện cho q trình thực nghiệm đề tài Cuối tơi chân thành xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên hỗ trợ phƣơng diện suốt trình học tập thực đề tài Dù có nhiều cố gắng, song điều kiện thời gian cịn có phần hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong dẫn, đóng góp ý kiến nhà khoa học, thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện Trân trọng cảm ơn! Hà Nội, 15 tháng 06 Tác giả Nguyễn Thị Huyền i z năm 2019 D NH MỤC TỪ VI T TẮT Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt GV Giáo viên HS Học sinh Nxb Nhà xuất PPDH Phƣơng pháp dạy học PHT Phiếu học tập STEM Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng TNSP Thực nghiệm sƣ phạm VSV Vi sinh vật VK Vi khuẩn VR Vi rút ii z D NH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đánh giá thực trạng dạy học môn Sinh học trƣờng THPT 16 Bảng 1.2 Đánh giá mức độ hữu ích giáo dục STEM 18 Bảng 1.3 Đánh giá ƣu điểm, lợi giáo dục theo định hƣớng STEM hoạt động học tập học sinh 20 Bảng 2.1 Nội dung, chƣơng trình Phần Sinh học VSV, Sinh học 10 25 Bảng 2.2 Các hoạt động STEM phần Sinh học VSV, Sinh học 10 33 Bảng 3.1 Tiêu chí đánh giá cho mức điểm kiểm tra 72 Bảng 3.2 Kết điều tra phiếu hỏi học sinh lớp đối chứng 73 Bảng 3.4 Phân bố tần số kết điểm kiểm tra lớp TN ĐC 77 Bảng 3.5 Phân bố tần suất điểm số kiểm tra 77 Bảng 3.6 Phân bố tần suất tích lũy điểm số kiểm tra 77 Bảng 3.7 Các tham số thống kê kết lớp TN ĐC 79 Bảng 3.8 So sánh tham số thống kê đặc trƣng lớp ĐC TN 79 iii z D NH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Chủ đề STEM đƣợc dạy môn học 11 Hình 1.2 Chủ đề STEM đƣợc dạy trong nhiều môn học 11 Hình 1.3 Chủ đề STEM nhiểu mơn phối hợp 12 Hình 1.4 Đánh giá mức độ phổ biến dạy học theo mơ hình giáo dục STEM 18 Hình 1.5 Mức độ thiết kế hoạt động dạy học liên quan đến mơ hình giáo dục STEM 20 Hình 2.1 Cấu trúc chƣơng trình sinh học 10 23 Hình 2.2 Quy trình dạy học mơn Sinh học theo mơ hình giáo dục STEM 27 Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn phân bố tần số tích lũy kết kiểm tra 78 Hình 3.2 Biểu đồ phân loại kết kiểm tra học sinh 78 Hình 3.3 Học sinh hoạt động nhóm chủ đề dự án 82 Hình 3.4 Học sinh thuyết trình sản phẩm 83 Hình 3.5 Một số sản phẩm thu hoạch học sinh 83 iv z MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH M C TỪ VIẾT TẮT ii DANH M C BẢNG BIỂU iii DANH M C HÌNH, BIỂU ĐỒ iv MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu 3.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng khách thể nghiên cứu 4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 4.2 Khách thể nghiên cứu Giả thuyết nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận 6.2 Phƣơng pháp điều tra 6.3 Phƣơng pháp chuyên gia 6.4 Thực nghiệm sƣ phạm 6.5 Phƣơng pháp xử lí số liệu Những đóng góp đề tài Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.1 Giáo dục STEM giới 1.1.2 Giáo dục STEM Việt Nam 1.2 Cơ sở lý luận v z luan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thong 1.2.1 Khái niệm giáo dục STEM 1.2.2 Một số vấn đề giáo dục STEM 1.2.2.1 Mục tiêu giáo dục STEM 1.2.2.2 Các đƣờng giáo dục STEM cho học sinh 10 1.2.2.3 Phân loại STEM 12 1.2.2.4 Ý nghĩa giáo dục theo mơ hình STEM 14 1.3 Cơ sở thực tiễn 14 1.3.1 Thực trạng giáo dục STEM Việt Nam 14 1.3.2 Thực trạng giáo dục STEM dạy học môn Sinh học THPT 15 Kết luận Chƣơng I 22 CHƢƠNG 2: VẬN D NG MƠ HÌNH GIÁO D C STEM TRONG 23 DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC VI SINH VẬT, SINH HỌC 10 23 2.1 Phân tích chƣơng trình Sinh học 10, THPT 23 2.1.1 Cấu trúc chƣơng trình Sinh học 10, THPT 23 2.1.2 Mục tiêu cấu trúc phần Sinh học vi sinh vật, Sinh học 10 24 2.2 Mối quan hệ nội dung, chƣơng trình Phần vi sinh vật với định hƣớng giáo dục STEM 24 2.2.1 Cấu trúc, nội dung phần Sinh học Vi sinh vật 10 24 2.2.2 Mối quan hệ nội dung, chƣơng trình Phần vi sinh vật với định hƣớng giáo dục STEM 26 2.3 Quy trình xây dựng giảng Sinh học phần Vi sinh vật theo mơ hình giáo dục STEM 27 2.3.1 Quy trình xây dựng giảng Sinh học theo mơ hình giáo dục STEM 27 2.3.1.1 Xây dựng chủ đề 27 2.3.1.2 Xây dựng nội dung học tập phần VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM 28 2.3.1.3 Thiết kế nhiệm vụ 28 vi luan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thong z luan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thong 2.3.1.4 Tổ chức thực 29 2.3.1.5 Tổ chức đánh giá 30 2.3.2 Nguyên tắc xây dựng quy trình thiết kế giảng Sinh học theo mơ hình giáo dục STEM 31 2.4 Xây dựng số hoạt động theo mơ hình giáo dục STEM dạy học phần Sinh học Vi sinh vật, lớp 10 32 2.5 Thiết kế số giáo án/chủ đề dạy học phần Vi sinh vật, lớp 10 40 Kết luận Chƣơng II 67 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 68 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 68 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 68 3.3 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 68 3.4 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 69 3.5 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 71 3.6 Kết thực nghiệm sƣ phạm 73 3.6.1 Kết định lƣợng 73 3.6.2 Kết định tính 80 3.6.3 Nhận xét 81 Kết luận Chƣơng 84 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PH L C vii luan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thong z luan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thong MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ở Việt Nam, định hƣớng phát triển đất nƣớc sớm trở thành nƣớc công nghiệp theo hƣớng đại, đặc biệt trọng tới phát triển kinh tế tri thức Đất nƣớc ta đà phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa, đặc biệt bƣớc vào cách mạng 4.0, vấn đề chất lƣợng nguồn lực ngƣời đƣợc quan tâm Việc phát triển nguồn lực ngƣời có chất lƣợng cao địi hỏi phải đổi giáo dục toàn diện Trong chiến lƣợc phát triển công nghiệp Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035 trọng đào tạo nguồn nhân lực cơng nghiệp có kĩ năng, có lực sáng tạo; ƣu tiên phát triển chuyển giao công nghệ ngành Trong đó, Chính phủ xác định nhóm ngành cơng nghiệp lựa chọn ƣu tiên phát triển gồm: công nghiệp chế biến chế tạo, điện tử viễn thông, lƣợng lƣợng tái tạo [11] Để xây dựng đƣợc nguồn nhân lực cơng nghiệp đó, địi hỏi giáo dục Việt Nam cần phải có lực lƣợng thành thạo lính vực Công nghệ, Khoa học, Kĩ thuật… Giáo dục STEM quan điểm dạy học theo hƣớng tiếp cận liên ngành đến lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Toán học Các kiến thức kĩ mơn học đƣợc giảng dạy tích hợp giúp ngƣời học áp dụng kiến thức bối cảnh, tình cụ thể Ở Việt Nam, STEM giáo dục STEM nói riêng đƣợc đề cập nghiên cứu nhiên chƣa sâu, đặc biệt việc nghiên cứu bàn sở lí luận giáo dục STEM vận dụng vào dạy học môn Đối với môn Sinh học môn khoa học thực nghiệm ứng dụng kiến thức tảng môn khoa học nhƣ Tốn, Lý, Hóa gắn liền kiến thức với thực tiễn Nếu trình dạy học môn Sinh học giáo viên gắn với thực tế sống, tình huống, vấn đề thực tiễn giúp học sinh phát huy sáng tạo, khám phá đƣợc điều mẻ thông qua học quan trọng hết biết vận dụng đƣợc kiến thức học vào thực tế Qua học sinh thực phát triển lực tƣ duy, sáng tạo, giúp việc tiếp thu kiến thức luan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thongluan.van.thac.si.van.dung.mo.hinh.giao.duc.stem.trong.day.hoc.phan.ba.sinh.hoc.vi.sinh.vat.sinh.hoc.10.trung.hoc.pho.thong z