Xây dựng chủ đề dạy học theo hướng STEM

Xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng STEM để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh trong dạy học một số nội dung chương I phần A, Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể thực vật”, sinh học 11. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học, kỹ thuật cần dạy. Và để giải quyết vấn đề nào đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề đó ( qua tài liệu, thiết bị, công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.

MỤC LỤC

Trang

ĐẶT VẤN ĐỀ 3

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 6

1 Cơ sở lý luận 7

1.1 Khái niệm STEM 7

1.2 Mục tiêu của giáo dục STEM 7

1.3 Chủ đề STEM 7

1.4 Quy trình ứng dụng STEM rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn 8

2 Cơ sở thực tiễn 11

2.1 Thực trạng việc sử dụng mô hình STEM ở các trường PT 11

2.2 Xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng STEM để phát triển kỹ năng Vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh trong dạy học một số nội dung chương I phần A Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể thực vật 14

3 Thực nghiệm sư phạm 28

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC 35

Trong giai đoạn hiện nay cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật và công nghệđòi hỏi phải có lực lượng lao động được đào tạo tốt, không ngừng nâng cao kiến thức và

kĩ năng, luôn thích nghi được với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ,

dễ dàng chuyển sang những nghành nghề mới, có tư duy, sáng tạo, có kỹ năng thực hànhgiỏi, có tác phong công nghiệp Muốn đào tạo ra nguồn nhân lực đáp ứng được yêu cầu

đó thì giáo dục đào tạo cần rất nhiều yếu tố, một trong những yếu tố quyết định đến chấtlượng giáo dục là đổi mới phương pháp dạy học, gây hứng thú trong hoạt động nhận thức,giúp học sinh chủ động tích cực trong việc giải quyết các tình huống thực tế, học sinhđược trải nghiệm và xâm nhập thực tế, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết cácvấn đề thực tiễn

Nghị quyết số 29- NQ/TW ngày 4/11/2013 “ về đổi mới căn bản giáo dục toàn

diện” đã nêu rõ quan điểm chỉ đạo: “ Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang

bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học Học đi đôi với hành; lí luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội.”

Trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể mới được xây dựng theođịnh hướng phát triển phẩm chất và năng lực người học, tạo môi trường học tập và rènluyện giúp người học tích lũy được kiến thức vững chắc, biết vận dụng hiệu quả kiến thứcvào đời sống, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triểnhài hòa các mối quan hệ xã hội, có nhân cách và đời sống tâm hồn phong phú và góp phầntích cực vào sự phát triển của đất nước và nhân loại

Phương pháp giáo dục STEM là một phương pháp dạy học đã được triển khainhiều năm ở các nước phát triển và mang lại nhiều kết quả thiết thực Tuy nhiên, ở ViệtNam thì phương pháp nay còn mới và mới được sử dụng thí điểm ở một số trường phíaBắc Theo PGS.TS Nguyễn Xuân Thành, Phó vụ trưởng Vụ giáo dục Trung học, Bộ GD –

ĐT, thông qua phương pháp STEM, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa họcđược cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn một cách sáng tạo Trong mỗi bài học theochủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết

liên quan đến các kiến thức khoa học, kỹ thuật cần dạy Và để giải quyết vấn đề nào đó,học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đếnvấn đề đó ( qua tài liệu, thiết bị, công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra.Đây chính là những năng lực cần thiết và quan trọng mà mỗi con người cần có để đáp ứngvới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, công nghệ, kỹ thuật như hiện nay Như thế, việcđịnh hướng phát triển giáo dục STEM ở chương trình giáo dục phổ thông mới là cần thiếtnhằm trang bị kiến thức, hành trang cho học sinh Việt Nam hội nhập với thị trường laođộng 4.0

Sinh học là một trong những môn khoa học thực nghiệm, các kiến thức gắn liền với thực tiễn, đòi hỏi học sinh phải được trải nghiệm thực tế nhiều Bản thân môn sinh học là một trong những thành tố trong STEM, do vậy việc sử dụng phương pháp giáo dục STEM

để giảng dạy các chủ đề dạy học trong môn sinh học là rất cần thiết

Tuy nhiên, ở các trường THPT hiện nay các giáo viên chưa được tiếp cận nhiều với

mô hình dạy học này, cơ sở vật chất của nhà trường chưa đảm bảo, giáo viên chưa chủ động trong việc thay đổi phương pháp dạy học Do vậy, STEM vẫn còn là khái niệm mới

và việc áp dụng nhiều nơi vẫn mang tính hình thức Vì thế, việc xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp theo định hướng STEM cần được thực hiện phổ biến ở các trường THPT Xuất phát từ những lý do, với mong muốn đổi mới phương pháp dạy học dựa trên những yêu cầu, nội dung, mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, tôi

chọn đề tài: “ Xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng STEM để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh trong dạy học một số nội dung chương I phần A, Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể thực vật”, sinh học 11

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận, cơ sở thực tiễn của giáo dục STEM

- Thiết kế chủ đề dạy học môn sinh học theo định hướng STEM và vận dụng vào dạy họcmôn sinh học ở trường THPT

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của phương pháp dạy học tích hợp theo định hướngSTEM

- Nghiên cứu thực trạng của việc sử dụng mô hình giáo dục STEM ở các trườngPT

- Xây dựng quy trình dạy học môn sinh học, phần A chương I theo định hướngSTEM và đưa ra một chủ đề cụ thể

- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của các phương án đề xuất

4 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu hiệu quả của giáo dục STEM trong dạy học một số nội dung phần A chương Isinh học 11

5 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Dạy học phần A chương I sinh học 11 môn sinh học theođịnh hướng STEM

- Khách thể nghiên cứu: Giáo dục STEM, môn sinh học THPT

6 Giả thuyết khoa học

- Nếu thiết kế được quy trình dạy học môn sinh học theo định hướng STEM và vậndụng xây dựng các chủ đề, nội dung dạy học cụ thể trong chương trình sinh học THPT sẽgóp phần nâng cao hiệu quả học tập của học sinh, gây được hứng thú cho học sinh vớimôn sinh học, phát triển được các năng lực cốt lõi cho học sinh: năng lực giải quyết vấn

đề, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo hình thành nên một con người toàn diện thíchứng với sự phát triển của KHCN

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu tài liệu có liên quan giáo dụcSEM, một số mô hình giáo dục STEM đã được sử dụng ở một số trường ở trên thế giới vàtrong nước

- Phương pháp quan sát và điều tra sư phạm: Dự giờ, trao đổi ý kiến với giáo viên,xây dựng hệ thống câu hỏi, phiếu điều tra để điều tra thực trạng của việc sử dụng giáo dụcSTEM trong thực tế dạy học hiện nay

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

8 Những đóng góp mới của đề tài nghiên cứu

- Xây dựng quy trình dạy học phần A chương I sinh học 11 theo định hướngSTEM, vận dụng quy trình vào thực tế dạy học để đánh giá được hiệu quả của đề tài

- Xây dựng 1 chủ đề dạy học minh họa theo mô hình giáo dục STEM

- Việc vận dụng giáo dục STEM vào dạy học sinh học góp phần đổi mới phươngpháp dạy học, đáp ứng yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể theo địnhhướng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, chú trọng vào phát triển phẩm chất và năng lựcngười học

PHẦN II – GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1 Cơ sở lý luận của đề tài

1.1 Khái niệm STEM

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (công nghệ), Engineering ( Kỹ thuật) và Mathematics ( Toán học)

- Tùy theo ngữ cảnh khác nhau mà thuật ngữ STEM được hiểu như là các môn học haycác lĩnh vực Trong ngữ cảnh giáo dục, thì STEM được hiểu là một chương trình giáo dục quan tâm đến các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và toán học Trong ngữ cảnh nghề nghiệp thì STEM được hiểu là nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, và Toán học

Trong giới hạn đề tài này, tôi xin bàn về ngữ cảnh giáo dục, STEM được hiểu là một chương trình giáo dục tích hợp, theo tác giả Lê xuân Quang ( 2017) cho rằng: “ Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học trở lên Trong đó, nội dung học tập được gắn với thực tiễn, phương pháp dạy học theo quan điểm dạy học định hướng hành động”

1.2 Mục tiêu của giáo dục STEM

Giáo dục STEM đã xuất hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới, tùy vào bối cảnh khác nhau của từng quốc gia mà mục tiêu của giáo dục STEM là khác nhau

Mục tiêu giáo dục STEM hướng tới sự tác động đến người học, hướng tới sự vận dụng kiến thức các môn học, để giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội của đất nước STEM có các mục tiêu cơ bản sau:

- Góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình giáo dục phổ thông

- Phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh phổ thông, thông qua ứng dụng STEM, nhằm:

+ Phát triển các năng lực đặc thù của các môn Vật lý, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học, Toán học

+ Biết vận dụng kiến thức các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn;

+ Có thể đề xuất các vấn đề thực tiễn mới phát sinh và giải quyết các vấn đề đó trong thựctiễn

1.3 Chủ đề STEM

Chủ đề dạy học STEM trong trường TH (gọi tắt là chủ đề STEM) là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông Trong quá tình dạy học giáo viên tổ chức cho học sinh làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ toán học

để tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kỹ năng và tư duy của học sinh

Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động – thực hành, làm việc nhóm

1.4 Quy trình ứng dụng STEM rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh

Năm 2017 Trần Thái Toàn và Phan Thị Thanh Hội đã đề xuất quy trình rèn luyện kỹnăng và vận dụng kiến thức vào thuực tiễn cho học sinh theo tiếp cận giải quyết vấn đềthông qua các bước sau đây:

Thiết kế mô hình STEM

Nghiên cứu tài liệu

Thực nghiệm nghiên cứu

Bước 1: Nêu vấn đề thực tiễn

Bước 2: Đặt câu hỏi hình thành giả thuyết

định hướng giải quyết vấn đề thực tiễn

Bước 3: Huy động kiến thức liên quan vấn

đề thực tiễn

Bước 4: Giải quyết vấn đề thực tiễn

Bước 5: Kết luận báo cáo kết quả

Hình 1.1 Quy trình phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Bảng 1.1 Quy trình ứng dụng STEM rèn luyện kỹ năng ứng dụng kiến thức vào

Phát biểu được giả thuyết

Bước 3 Tìm tòi huy

- Xây dựng kế hoạch tổ cức thiết kế, ứng dụng mô hình STEM

Bước 4 Giải quyết

- Xác định được các điều kiện để thực hiện được quy trình

- Thực hiện được các hoạt động giải quyết vấn đề thực tiễn

Bước 5 Kết luận,

báo cáo kết quả.

- Nêu được kết quả của quá trình ứng dụng STEM giải quyết vấn đề thực tiễn

- Tổng kết, đánh giá, kết luận được vấn đề.

- Vận dụng được kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn khác như chăm sóc sức khoẻ, bảo vệ môi trường, an toàn thực phẩm, công nghệ sinh học, … và có thể đề xuất được các vấn đề thực tiễn khác liên quan

Bảng 2.1.Mức độ GV vận dụng các kiến thức vào thực tiễn cuộc sống và cho học sinh hợp tác làm ra các sản phẩm trong quá trình dạy học môn sinh học

Hiếmkhi

Chưabao giờ

Thườngxuyên

Thỉnhthoảng

Hiếmkhi

Chưabao giờ

Qua bảng trên chúng ta nhận thấy rằng GV đã rất quan tâm đến việc liên hệ kiến thứcvào thực tiễn cho học sinh, tuy nhiên việc cho HS làm ra sản phẩm trong quá trình dạyhọc thì chưa nhiều, GV vẫn còn chưa chủ động trong việc xây dựng các chủ đề liên hệ vớithực tế Điều này có nghĩa học sinh sẽ chưa được trải nghiệm thực tiễn nhiều, chưa đượcvận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn Do vậy, việc xây dựng các chủ đềdạy học theo định hương STEM trong dạy học môn sinh học là rất cần thiết vì các kiếnthức của môn học liên quan rất nhiều với thực tiễn cuộc sống

Bảng 2.2 Mức độ GV kết nối những kiến thức từ các môn Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Tin học trong quá trình dạy học môn sinh học

Mức độ Thường xuyên Thỉnh thoảng Hiếm khi Chưa bao giờ

Tỷ lệ 45% 32,5% 22,5% 0

Như vậy qua bảng trên chúng ta thấy rằng phần lớn các giáo viên đã có xu hướngtích hợp các môn học trong quá trình dạy học của mình Điều đó có nghĩa GV đã quantâm đến việc dạy học tích hợp, do vậy việc xây dựng các chủ đề dạy học theo định hướngSTEM sẽ dễ dàng triển khai được

Bảng 2.3 Mức độ GV nhận thức về STEM và giáo dục STEM

Qua bảng trên chúng ta thấy rằng phần lớn GV còn khá lạ lẫm với khái niệm STEM

và tất nhiên việc vận dụng STEM vào dạy học cũng chưa được triển khai nhiều Do vậy,cần có biện pháp để đưa STEM vào dạy học để GV tiếp cận và có định hướng xây dựngcác chủ đề dạy học theo định hướng STEM

- Khảo sát về mức độ quan tâm của GV môn sinh học về STEM và dạy học STEM:

Bảng 2.4 Mức độ quan tâm của GV môn sinh học về STEM và dạy học STEM

quan tâm

Mới chỉ nghe nói đến

Rất muốn tìm hiểu

Đang tìm hiểu

Đang nghiên cứu

về STEM

Đang dạy về STEM

Như vậy, theo số liệu điều tra chúng ta thấy phần lớn giáo viên đều rất quan tâm đếnviệc dạy học theo định hướng STEM, và tổ chức các chủ đề dạy học STEM cho học sinh.Tuy nhiên, do còn nhiều điều khó khăn nên phần lớn giáo viên vẫn chưa tổ chức dạy họcđược các chủ đề STEM một cách hiệu quả

Do vậy, việc xây dựng và tổ chức các chủ đề dạy học tích hợp theo định hướngSTEM trong nhà trường là rất cần thiết, các hoạt động thì rất đa dạng, tùy vào điều kiện,

hoàn cảnh của từng trường, từng địa phương, tùy vào môn học hay tổ hợp liên môn để cónhững hình thức cũng như nội dung trải nghiệm phù hợp.

2.1.2 Nguyên nhân của thực trạng

Việc vận dụng quy trình dạy học STEM để phát triển năng lực vận dụng kiến thứccho học sinh thực tế chưa được các GV cũng như nhà trường quan tâm nhiều, dẫn đến họcsinh không được trải nghiệm với thực tiễn nên khi vấp phải các vấn đề trong cuộc sốnghọc sinh rất lúng túng và thụ động trong quá trình giải quyết vấn đề Nguyên nhân của cácthực trạng trên theo tôi tập trung vào những vấn đề sau:

- Thiếu trang thiết bị hoặc trang thiết bị không đảm bảo chất lượng

- Chưa có các lớp tập huấn về dạy học STEM, chưa có SGK hướng dẫn cách xâydựng các chủ đề STEM này, GV chưa chủ động tìm tòi, và khai thác các thông tin trênmạng

- Các hoạt động dạy học theo mô hình STEM thường mất nhiều thời gian, công sức

Bước 1: Nêu vấn đề thực tiễn ở phần chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể thực vật

Ở phần chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cơ thể thực vật có nhiều kiến thứcliên hệ với thực tiễn cuộc sống, tuy nhiên khi xây dựng chủ đề theo định hướng STEMchúng ta cần chú ý đến những kiến thức nào mang tính thực tiễn cao đảm bảo vừa sức vớihọc sinh, học sinh trải nghiệm và cho ra các sản phẩm có tính ứng dụng rộng rãi Ở phầnnày, tôi chia thành 4 nội dung cốt lõi: trao đổi nước ở thực vật, dinh dưỡng khoáng ở thựcvật, Quang hợp ở thực vật, hô hấp ở thực vật Trong giới hạn đề tài này, tôi xin đưa ra các

ví dụ ở nội dung phần dinh dưỡng khoáng ở thực vật và phần quang hợp thực vật có thểxây dựng thành các chủ đề theo định hướng STEM:

Nội dung Mục tiêu Chủ đề STEM

tố khoáng phụ thuộc vào đặcđiểm của hệ rễ, cấu trúc của đất vàđiều kiện môi trường

- Trình bày được vai trò của nitơ,quá trình đồng hóa nitơ khoáng vànitơ tự do trong khí quyển

- Thiết kế và tiến hành được thínghiệm về vai trò của phân bón vàchứng minh được vai trò của phânbón đối với cây trồng

- Phát triển năng lực vận dụngkiến thức vào thực tiễn, NL tựhọc và hợp tác, NL nghiên cứukhoa học

- Thiết kế và tiến hành thí nghiệm vềvai trò của phân bón đối với cây trồng

- Dự án “ Thiết kế mô hình trồng rausạch theo phương pháp thủy canh từrác thải”

- Dự án “ Lớp học xanh – thủy canh”

- Dự án “ Điều tra tình hình sử dụngphân bón ở địa phương từ đó đưa ragiải pháp để sử dụng phân bón hợp lýtrong nông nghiệp”

- Dự án “ Sử dụng một số cây họ đậulàm cây che phủ và cải tạo đất trongnông nghiệp hữu cơ”

- Phân biệt được quá trình quanghợp ở thực vật C3, C4, CAM

- Phân tích được ảnh hưởng củacác nhân tố ngoại cảnh đến quanghợp

- Giải thích được quá trình quanghợp quyết định năng suất câytrồng

- Thiết kế và tiến hành thí nghiệm vềchiết rút diệp lục và carotenoit

- Dự án “ Trồng trọt là ngành kinhdoanh năng lượng mặt trời”

- Dự án “ Ánh sáng và thực vật”

- Dự án “ Thiết kế mô hình trồng rautrong nhà kính mi ni bằng ánh sángđèn LED”

- Dự án “ Phủ xanh hàng rào bê tôngbằng hệ thống cây thân leo”

- Chiến dịch làm cho thế giới sạch

- Phát triển năng lực vận dụngkiến thức vào thực tiễn, NL tựhọc và hợp tác, NL nghiên cứukhoa học.

hơn, xanh hơn

- Dự án: “Nghiên cứu ảnh hưởng củaquang hợp đến năng suất cây trồng”

Bước 2: Đặt câu hỏi, hình thành giả thuyết định hướng giải quyết vấn đề thực tiễn Nội dung Câu hỏi định hướng để giải quyết vấn đề thực tiễn

- Phân bón có vai trò như thế nào đối với sự sinh trưởng phát triển của cây?

- Hãy làm thí nghiệm để chứng minh vai trò của phân bón?

- Thiết kế mô hình trồng rau sạch bằng phương pháp thủy canh từ rác thải

- Nông nghiệp sạch là gì? Cần có những biện pháp nào để xây dựng một nềnnông nghiệp sạch, bền vững?

- Cơ sở khoa học của việc trồng các loại cây trồng họ đậu sử dụng làm câyche phủ và cải tạo đất trong nông nghiệp hữu cơ?

- Thí nghiệm chiết rút sắc tố được tiến hành như thế nào?

- Quang hợp có vai trò như thế nào trong đời sống của con người?

- Sử dụng cây thân leo nào để có thể phủ xanh được hàng rào bê tông?

- Phủ xanh hàng rào bê tông mang lại những lợi ích gì?

- Quy trình trồng các loại cây thân leo như thế nào?

- Ánh sáng có vai trò như thế nào đối với quang hợp của cây xanh?

- Sử dụng đèn LED màu nào để trồng cây trong nhà kính? Tại sao?

- Nhà kính được thiết kế như thế nào? Gồm những nguyên liệu nào? Cơ chếhoạt động ra sao?

Bước 3: Tìm tòi, huy động kiến thức liên quan, xây dựng kế hoạch giải quyết vấn đề thực tiễn

Kỹ thuật: bản vẽ thiết kế, quy trình chế tạo các sản phẩm của chủ đề

- Công nghệ: gia công, chế tạo các sản phẩm theo bản thiết kế Sử dụngCNTT trong quá trình chế tạo sản phẩm

- Toán học: đo đạc, tính toán về kích thước, thể tích của các loại vật liệu liênquan, chi phí trên mỗi sản phẩm, tính toán lượng phân bón phù hợp cho câytrồng

- Kỹ thuật: bản vẽ thiết kế, quy trình chế tạo các sản phẩm của chủ đề

- Công nghệ: gia công, chế tạo các sản phẩm theo bản thiết kế Sử dụngCNTT trong quá trình chế tạo sản phẩm

- Toán học: đo đạc, tính toán về kích thước, thể tích của các loại vật liệu liênquan, chi phí trên mỗi sản phẩm

Đối với mỗi chủ đề sau khi phân tích các kiên thức STEM liên quan, GV lên kếhoạch để xây dựng tổ chức thiết kế tạo ra sản phẩm.

Bước 4: Giải quyết vấn đề thực tiễn bằng cách sử dụng mô hình STEM

- Vẽ mô hình thiết kế của sản phẩm: vẽ mô hình hệ thống tưới nước tự động, vẽ

mô hình hàng rào xanh, vẽ mô hình hệ thống trồng rau thủy canh tại nhà -Tổ chức thực hiện dự án, tiến hành làm sản phẩm

- Hoàn thiện sản phẩm, báo cáo, chỉnh sửa sản phẩm

- Ra mắt sản phẩm, báo cáo kết quả bằng các poster hoặc powerponit

Bước 5: Kết luận, báo cáo kết quả

- Nhóm báo cáo kết quả bằng sản phẩm tạo ra, poster, hoặc bài powerpoint

- Rút kinh nghiệm và đánh giá tính khả thi của dự án khi áp dụng vào thực tiễn

1.2.2 Ví dụ minh họa

Để cụ thể tôi lấy ví dụ về chủ đề STEM “Thiết kế mô hình trồng rau sạch bằng phương pháp thủy canh từ rác thải”

Chủ đề “Thiết kế mô hình trồng rau sạch bằng phương pháp thủy canh từ rác thải”

Thời gian 5 buổi

Lứa tuổi

HS

Học sinh lớp 11

Giới thiệu 1.Ý tưởng của dự án

- Hiện nay rác thải không phân hủy trong môi trường đã trở nên quá tải,nhiều vùng ở trên địa bàn trường học đóng chưa thu gom rác tập trung, một

bộ phận người dân thiếu ý thức do vậy rác thải được vứt bừa bãi khắp nơi.Trên đường, ngoài đồng, trên sông, một số hộ thì đốt rác nhưng những loạirác không phân hủy như: chai nhựa, bao bì ny lông, thùng xốp, giấy, thìviệc đốt nó cũng gây ô nhiễm rất lớn cho không khí, gây mùi khó chịu Dovậy, các loại rác đó rất cần thiết được sử dụng lại vào những mục đích cóích

- Thực trạng trồng rau hiện nay trên địa bàn đáng báo động về việc sử dụngthuốc bảo vệ thực vật, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người tiêu dùng

Một số nơi hiện tượng đất chật người đông làm cho diện tích đất trồng raucủa hộ gia đình bị thu hẹp Do vậy rất cần thiết phải có các mô hình trồngrau thủy canh tại nhà thay cho việc trồng rau trong đất, vừa tận dụng đượckhông gian vừa có rau sạch phục vụ cho gia đình.

2 Ý nghĩa của dự án

- Giúp học sinh phát triển các kỹ năng vận dụng các kiến thức môn sinh học,hóa học, công nghệ, toán học vào đời sống Thông qua hoạt động này họcsinh được giáo dục ý thức bảo vệ môi trường, giá trị của việc tiết kiệm,thêm yêu thiên nhiên, yêu lao động Từ đó, giúp học sinh hoàn thiện nhâncách và phát triển bản thân, định hướng được hướng đi đúng trong tương lai

- Trog quá trình thực hiện dự án, học sinh rèn luyện được các ký năng nhưviết báo cáo, phác thảo, vẽ ý tưởng, đo đạc, thiết kế mô hình Học sinh rènluyện kĩ năng làm việc nhóm, kỹ năng làm việc cẩn thận, kỹ năng phân tíchvấn đề để tạo ra sản phẩm mang lại hiệu quả tốt nhất

Mục tiêu Sau khi hoàn thành dự án học sinh sẽ có được những kiến thức, kỹ năng sau:

-Kỹ năng khoa học: học sinh biết vận dụng các kiến thức của các môn họcsinh học, hóa học, để thiết kế mô hình trồng rau thủy canh tại nhà từ rácthải:

+ Sinh học: Dinh dưỡng khoáng ở thực vật, sinh học cơ thể thực vật, quátrình hút nước và muối khoáng của rễ

+ Hóa học: Các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho cây, cách pha dung dịchthủy canh, phân tích được các chất độc hại trong rác thải

- Kỹ năng công nghệ: học sinh biết cách pha dung dịch thủy canh, đo độ pHcủa dung dịch phù hợp với sự sinh trưởng của cây Học sinh sử dụng máytính để ghi lại sự sinh trưởng của cây qua các giai đoạn khác nhau, sử dụng

số liệu để phân tích sự phát triển của cây, công nghệ chăm sóc tưới cây tựđộng Sử dụng công cụ tìm kiếm để tìm hiểu thông tin, sử dụng phần mềmPowerponit để thuyết trình

- Kỹ năng kỹ thuật: Biết cách theo dõi và điều chỉnh môi trường của dung

dịch phù hợp với sự sinh trưởng của cây Học sinh biết cách trồng cây vàogiá thể, chăm sóc và thu hoạch cây.

- Kỹ năng toán học: học sinh biết cách thiết kế, đo đạc và tính toán vật liệuphù hợp cho sản phẩm Đo khoảng cách phù hợp giữa các cây và giữa cáchàng để cây phát triển tốt

Ngoài ra, học sinh còn rèn luyện được kỹ năng hoạt động nhóm, kỹ năngviết báo cáo, thuyết trình, tu duy và phân tích vấn đề Giáo dục cho học sinh

ý thức bảo vệ môi trường, yêu lao động, và định hướng hoàn thiện bản thânhơn

- Thiết kế được mô hình trồng rau thủy canh tại nhà bằng các rác thải

- Mô hình phải tận dụng được các loại rác thải hằng ngày

- Mô hình cho rau thu hoạch

Vật liệu

-Bút chì, giấy A4, phiếu học tập, tẩy, dao, kéo

- Các vật liệu từ rác: thùng xốp cũ, cốc nhựa dùng 1 lần, áo mưa cũ, xơ dừa,trấu

- Hóa chất: nước cất, Ca(NO3)2, KH2PO4, MgSO4.7H2O, KCl, FeCl3

- Bình thủy tinh, ca nhựa, máy đo pH, đũa thủy tinh

- Cây giống: Cây xà lách, cây rau cải

Tiêu chí

đánh giá

sản phẩm

- Mô hình trồng rau thủy canh tại nhà cho ra sản phẩm rau sạch an toàn

- Mô hình được thiết kế đẹp mắt, hợp lý

- Mô hình được làm từ nguyên liệu là các rác thải của gia đình

Đánh giá

hoạt động

của học

sinh

- Thông qua sản phẩm học sinh tạo ra

- Thông qua bài thuyết trình của học sinh

- Thông qua quá trình học sinh làm việc theo nhóm

- Thông qua các phiếu học tập của học sinh

- HS giới thiệu về lớp, làmquen

- GV mở đẩu đưa ra ý tưởng của dự án “thiết kế mô hình trồn rau thủy canh tại nhà

từ rác thải”:

“Hiện nay, nhu cầu rau sạch của con người ngày càng gia tăng, diện tích đất trồng rau của hộ gia đình ngày càng bị thu hẹp Mặt khác, trong mỗi gia đình lượng rác thải mỗi ngày rất nhiều trong

đó có những rác thải không phân hủy được, khi bị thải vào môi trường thì sẽ gây những ảnh hưởng lâu dài đến chất lượng môi trường sống Do vậy, cần tận dụng để

sử dụng lại các loại rác thải đó Nhóm em gồm các kỹ sư trẻ, các kỹ sư trẻ hãy thiết

mô hình trồng rau sạch bằng phương