ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VỤ GIÁO DỤC TRUNG HỌC CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN GDTrH GIAI ĐOẠN TÀI LIỆU HỘI THẢO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC (Lưu hành nội bộ) - NĂM 2018 - MỤC LỤC PHẦN MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM I GIỚI THIỆU CHUNG II HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM III ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM IV BÀI HỌC STEM V THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM VI TỔ CHỨC THỰC HIỆN BÀI HỌC STEM 11 VII TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ BÀI HỌC STEM 19 PHẦN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ MINH HỌA (DỰ THẢO) 21 CHỦ ĐỀ 1: THIẾT KẾ GIÁ XẾP ĐỒ 22 CHỦ ĐỀ 2: THẾT BỊ MÔ PHỎNG MÁY BẮN ĐÁ 35 CHỦ ĐỀ 3: MÁY QUAY LI TÂM ĐƠN GIẢN 59 CHỦ ĐỀ 4: MỘT GIẢI PHÁP CHO SỰ NỔI 70 CHỦ ĐỀ 5: PHÂN BÓN HÓA HỌC 78 CHỦ ĐỀ 7: HỆ TUẦN HOÀN MÁU Ở NGƯỜI 86 CHỦ ĐỀ 8: THIẾT KẾ XE ĐUA MƠ HÌNH 94 CHỦ ĐỀ 9: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG CHO VƯỜN RAU GIA ĐÌNH 113 CHỦ ĐỀ 10: SÁNG TẠO MÁY TÍNH 127 CHỦ ĐỀ 11: HỆ HÔ HẤP/ RESPIRATORY SYSTEM 133 PHẦN HƯỚNG DẪN BIÊN SOẠN CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM BẰNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ BÀI HỌC 146 PHẦN MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM I GIỚI THIỆU CHUNG Khái niệm 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 Thuật ngữ lần giới thiệu Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001 Với tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM hiểu triển khai theo cách khác Các nhà lãnh đạo quản lý đề xuất sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu phát triển khoa học, cơng nghệ Người làm chương trình qn triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trị, vị trí, phối hợp mơn học có liên quan chương trình Giáo viên thực giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với giới thực, giải vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành phát triển lực phẩm chất cho học sinh Nhìn chung, đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức hành động theo hai cách hiểu sau đây: Một là, TƯ TƯỞNG (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, THÚC ĐẨY giáo dục lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày tăng ngành nghề liên quan, nhờ đó, nâng cao sức cạnh tranh kinh tế Hai là, phương pháp TIẾP CẬN LIÊN MƠN (khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, toán) dạy học với mục tiêu: (1) nâng cao hứng thú học tập môn học thuộc lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn; (2) vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn; (3) kết nối trường học cộng đồng; (4) định hướng hành động, trải nghiệm học tập; (5) hình thành phát triển lực phẩm chất người học Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thông Cụ thể là: - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM nhà trường, bên cạnh mơn học quan tâm Tốn, Khoa học, lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật quan tâm, đầu tư tất phương diện đội ngũ giáo viên, chương trình, sở vật chất - Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM: Các dự án học tập giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn, học sinh hoạt động, trải nghiệm thấy ý nghĩa tri thức với sống, nhờ nâng cao hứng thú học tập học sinh - Hình thành phát triển lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động tự lực thực nhiệm vụ học; làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu góp phần tích cực vào hình thành phát triển phẩm chất, lực cho học sinh - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu giáo dục STEM, sở giáo dục phổ thông thường kết nối với sở giáo dục nghề nghiệp, đại học địa phương nhằm khai thác nguồn lực người, sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thơng hướng tới giải vấn đề có tính đặc thù địa phương - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM trường phổ thông, học sinh trải nghiệm lĩnh vực STEM, đánh giá phù hợp, khiếu, sở thích thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Thực tốt giáo dục STEM trường phổ thông cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, ngành nghề có nhu cầu cao nguồn nhân lực cách mạng công nghiệp lần thứ tư II HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM Dạy học mơn học thuộc lĩnh vực STEM Đây hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trường Theo cách này, học, hoạt động giáo dục STEM triển khai trình dạy học môn học STEM theo tiếp cận liên môn Các chủ đề, học, hoạt động STEM bám sát chương trình mơn học thành phần Hình thức giáo dục STEM không làm phát sinh thêm thời gian học tập Hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh khám phá thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật thực tiễn đời sống Qua đó, nhận biết ý nghĩa khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học đời sống người, nâng cao hứng thú học tập môn học STEM Đây cách thức để thu hút quan tâm xã hội tới giáo dục STEM Để tổ chức thành cơng hoạt động trải nghiệm STEM, cần có tham gia, hợp tác bên liên quan trường phổ thông, sở giáo dục nghề nghiệp, trường đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM cịn thực thông qua hợp tác trường phổ thông với sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp Theo cách này, kết hợp thực tiễn phổ thông với ưu sở vật chất giáo dục đại học giáo dục nghề nghiệp Các trường phổ thơng triển khai giáo dục STEM thơng qua hình thức câu lạc Tham gia câu lạc STEM, học sinh học tập nâng cao trình độ, triển khai dự án nghiên cứu, tìm hiểu ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM Đây hoạt động theo sở thích, khiếu học sinh, diễn định kỳ, năm học Tổ chức tốt hoạt động câu lạc STEM tiền đề triển khai dự án nghiên cứu khuôn khổ thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học Bên cạnh đó, tham gia câu lạc STEM cịn hội để học sinh thấy phù hợp lực, sở thích, giá trị thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM Hoạt động nghiên cứu khoa học Giáo dục STEM triển khai thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác thuộc lĩnh vực robot, lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nơng nghiệp cơng nghệ cao… Hoạt động khơng mang tính đại trà mà dành cho học sinh có lực, sở tích hứng thú với hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải vấn đề thực tiễn Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật tiền đề triển khai dự án nghiên cứu khuôn khổ thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học tổ chức thường niên III ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM Nhà trường cần đảm bảo có quan tâm đầy đủ toàn diện tới lĩnh vực giáo dục khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật, tốn, tin học Sự coi nhẹ lĩnh vực trên, giáo dục STEM phổ thơng khơng đạt hiệu Cần có hiểu biết đầy đủ, toàn diện thống nhận thức giáo dục STEM Kết nối hoạt động giáo dục STEM với hoạt động dạy học, giáo dục triển khai sở giáo dục phổ thơng đảm bảo tính đồng bộ, hiệu triển khai Cần quan tâm bồi dưỡng đội ngũ giáo viên mơn khoa học, cơng nghệ, tốn học, tin học Tăng cường đầu tư sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục STEM, đó, quan tâm triển khai hệ thống không gian trải nghiệm khoa học công nghệ giúp học sinh trải nghiệm thực hóa ý tưởng sáng tạo Kết nối với sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, trung tâm nghiên cứu, sở sản xuất để khai thác nguồn lực người, sở vật chất hỗ trợ hoạt động giáo dục STEM IV BÀI HỌC STEM Chu trình STEM Mối quan hệ Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học phát triển khoa học - kĩ thuật thể khái quát chu trình STEM Science (Khoa học) Technology Mathematic Knowledge (Cơng nghệ) (Tốn học) (Kiến thức) Engineering (Kĩ thuật) Chu trình bao gồm hai quy trình sáng tạo: Quy trình khoa học Quy trình kĩ thuật Quy trình khoa học: Xuất phát từ ý tưởng khoa học, với hỗ trợ công nghệ tại, với cơng cụ tốn học, nhà khoa học khám phá tri thức Để thực công việc đó, nhà khoa học thực quy trình: câu hỏi - giả thuyết - kiểm chứng - kết luận Kết phát minh kiến thức cho nhân loại Quy trình kĩ thuật: Xuất phát từ vấn đề hay đòi hỏi thực tiễn, nhà cơng nghệ sử dụng kiến thức khoa học, tốn học sáng tạo giải pháp công nghệ ứng dụng kiến thức khoa học để giải vấn đề Để thực việc này, nhà công nghệ thực quy trình: vấn đề - giải pháp - thử nghiệm - kết luận Kết sáng chế sản phẩm, công nghệ cho xã hội 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 Năng lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ tư Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0 nay, tốc độ phát triển khoa học - cơng nghệ theo chu trình STEM ngày tăng cao; vịng đời cơng nghệ (thể sản phẩm công nghệ) ngày ngắn; lượng tri thức khoa học sản sinh với tốc độ ngày cao; cấu nghề nghiệp xã hội thay đổi nhanh chóng địi hỏi người phải có đủ lực để thích ứng Những lực thể rõ từ chu trình STEM nói Cụ thể sau: - Trước thực tiễn trình độ cơng nghệ tại, người cần có tư phản biện để đặt câu hỏi khoa học, xác định vấn đề cần giải - Để trả lời câu hỏi khoa học hay giải vấn đề, người cần có tư sáng tạo để đề xuất "giả thuyết khoa học" hay "giải pháp giải vấn đề" - "Giả thuyết khoa học" kiểm chứng trở thành tri thức khoa học mới; "giải pháp giải vấn đề" thử nghiệm thành công sinh công nghệ Để thực tốt việc phát giải vấn đề đòi hỏi người cần có nhiều lực như: lực tự chủ tự học; lực giao tiếp hợp tác; lực giải vấn đề sáng tạo; lực ngơn ngữ, tính tốn, tìm hiểu tự nhiên xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mĩ Các hoạt động học STEM Các lực mà người cần có để đáp ứng địi hỏi phát triển khoa học - cơng nghệ Cách mạng 4.0 kể lực cần hình thành phát triển cho học sinh mô tả chương trình giáo dục phổ thơng Để thực mục tiêu phát triển lực cho học sinh, trình dạy học cần phải tổ chức hoạt động dạy học giáo dục phổ thông cho học sinh hoạt động học theo chu trình STEM Nghĩa học sinh hoạt động học theo hướng "trải nghiệm" việc phát giải vấn đề (sáng tạo khoa học, kĩ thuật) trình học tập kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn Như vậy, giáo dục STEM phương thức giáo dục tích hợp, học sinh thực loại hoạt động sau: Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát vấn đề Trong học STEM, học sinh đặt trước nhiệm vụ thực tiễn: giải tình tìm hiểu, cải tiến ứng dụng kĩ thuật Thực nhiệm vụ này, học sinh cần phải thu thập thơng tin, phân tích tình huống, giải thích ứng dụng kĩ thuật, từ xuất câu hỏi xác định vấn đề cần giải Hoạt động nghiên cứu kiến thức Từ câu hỏi vấn đề cần giải quyết, học sinh yêu cầu/hướng dẫn tìm tịi, nghiên cứu để tiếp nhận kiến thức, kĩ cần sử dụng cho việc trả lời câu hỏi hay giải vấn đề Đó kiến thức, kĩ biết hay cần dạy cho học sinh chương trình giáo dục phổ thơng Hoạt động bao gồm: nghiên cứu tài liệu khoa học (bao gồm sách giáo khoa); quan sát/thực thí nghiệm, thực hành; giải tập/tình có liên quan để nắm vững kiến thức, kĩ Hoạt động giải vấn đề Về chất, hoạt động giải vấn đề hoạt động sáng tạo khoa học, kĩ thuật, nhờ giúp cho học sinh hình thành phát triển phẩm chất lực cần thiết thông qua việc đề xuất kiểm chứng giả thuyết khoa học đề xuất thử nghiệm giải pháp kĩ thuật Tương ứng với đó, có hai loại sản phẩm "kiến thức mới" (dự án khoa học) "công nghệ mới" (dự án kĩ thuật) - Đối với hoạt động sáng tạo khoa học: kết nghiên cứu đề xuất mang tính lí thuyết rút từ số liệu thu thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học Ví dụ: tìm chất mới; yếu tố mới, quy trình tác động đến vật, tượng, trình tự nhiên - Đối với hoạt động sáng tạo kĩ thuật: kết nghiên cứu sản phẩm mang tính ứng dụng thể giải pháp cơng nghệ thử nghiệm thành cơng Ví dụ: dụng cụ, thiết bị mới; giải pháp kĩ thuật V THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM Tiêu chí xây dựng học STEM Để tổ chức hoạt động nói trên, học STEM cần phải xây dựng theo tiêu chí sau: Tiêu chí 1: Chủ đề học STEM tập trung vào vấn đề thực tiễn Trong học STEM, học sinh đặt vào vấn đề thực tiễn xã hội, kinh tế, mơi trường u cầu tìm giải pháp Tiêu chí 2: Cấu trúc học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật Quy trình thiết kế kĩ thuật cung cấp tiến trình linh hoạt đưa học sinh từ việc xác định vấn đề - yêu cầu thiết kế - đến sáng tạo phát triển giải pháp Theo quy trình này, học sinh thực hiện: (1) xác định vấn đề - (2) nghiên cứu kiến thức – (3) đề xuất nhiều ý tưởng cho giải pháp – (4) lựa chọn giải pháp tối ưu – (5) phát triển chế tạo mơ hình (ngun mẫu) – (6) thử nghiệm đánh giá – (7) hoàn thiện thiết kế Trong quy trình thiết kế kĩ thuật, nhóm học sinh thử nghiệm ý tưởng dựa nghiên cứu mình, sử dụng nhiều cách tiếp cận khác nhau, mắc sai lầm, chấp nhận học từ sai lầm, thử lại Sự tập trung học sinh phát triển giải pháp Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tịi khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm sản phẩm Trong học STEM, hoạt động học học sinh thực theo hướng mở có "khn khổ" điều kiện mà học sinh sử dụng (chẳng hạn vật liệu khả dụng) Hoạt động học học sinh hoạt động chuyển giao hợp tác; định giải pháp giải vấn đề học sinh Học sinh thực hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng tái thiết kế nguyên mẫu cần Học sinh tự điều chỉnh ý tưởng thiết kế hoạt động khám phá thân Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức học STEM lơi học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Giúp học sinh làm việc nhóm kiến tạo không việc dễ Tuy nhiên, việc trở nên dễ dàng tất giáo viên STEM trường làm việc để áp dụng làm việc nhóm, sử dụng ngơn ngữ, tiến trình mong đợi cho học sinh Làm việc nhóm thực hoạt động học STEM sở phát triển lực giao tiếp hợp tác Tiêu chí 5: Nội dung học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học toán mà học sinh học Trong học STEM, giáo viên cần kết nối tích hợp cách có mục đích nội dung từ chương trình khoa học, cơng nghệ tốn Lập kế hoạch để hợp tác với giáo viên tốn, cơng nghệ khoa học khác để hiểu rõ nội hàm việc làm để mục tiêu khoa học tích hợp học cho Từ đó, học sinh dần thấy khoa học, cơng nghệ tốn khơng phải môn học độc lập, mà chúng liên kết với để giải vần đề Điều có liên quan đến việc học tốn, cơng nghệ khoa học học sinh Tiêu chí 6: Tiến trình học STEM tính đến có nhiều đáp án coi thất bại phần cần thiết học tập Đổ nước đầy bình sử dụng cốc chia vạch để đo lượng nước Vạch cốc lên băng dính (những đo đạc thể lượng nước thở ra) vặn nắp lại Đổ nước đầy 1/2 đĩa nhựa hình chảo Đặt bình nước lộn ngược vào nước vặn tháo nắp Cần người giữ bình nước KHƠNG để bọt khí vào bình Bỏ đầu ống vào miệng bình Hít thở bình thường thở vào đầu ống Đánh dấu lượng nước băng dính 10 Đổ lại nước đầy bình đặt bình lại bào đĩa hình chảo chứa nước 11 Thở sâu thở gắng sức tồn khơng khí phổi vào ống 12 Đánh dấu lượng nước băng dính c Dự kiến sản phẩm d Cách thức tổ chức hoạt động Hoạt động 6: Thử nghiệm đánh giá a Mục đích hoạt động b Nội dung hoạt động Phần A Thí nghiệm thể có ơxi khơng khí hít thở Đổ lượng nước vào đáy chảo, đủ để phủ kín đáy chảo Thắp nến đặt vào nước phái đáy chảo Đậy nến cháy cốc thủy tinh quan sát điều xảy với nước Phần B Mơ hình thể hoạt động hồnh hơ hấp người 141 Lấy đoạn ống hút dài khoảng cm cắt hình tam giác nhỏ giữa, khơng cắt xun qua phí đối diện Nối bóng nhỏ đầu ống hút buộc chặt dây chun nhỏ (Đảm bảo khơng khí vào bóng thổi từ lỗ thủng ống) Bẻ gập ống hút bị trí cắt lỗ Lấy đoạn ống hút thứ hai cắt hình chữ V đầu Cài nửa góc chữ V đầu ống hút vừa cắt vào lỗ phía ống hút vừa bẻ gập Buộc cố định hai đoạn ống hút với Để khô sử dụng băng dính để giữ đến khô Cắt lỗ đáy cốc nhựa suốt đường kính ống hút Luồn đầu mở ống hút vào lỗ vừa tạo cốc nhựa Cố định ống hút vào lỗ Lấy bóng lớn cắt bỏ phần cổ Cần thận kép cắt bóng để che phần phía cốc Khơng làm vỡ cốc Buộc mép bóng với dây chun lớn Mơ hình có hiệu hồn tồn kín Sau kéo nhẹ bóng lớn phía đáy quan sát điều xảy với hai bóng nhỏ Phần C Thí nghiệm thể cacbonic sản phẩm thải điển hình tế bào Bỏ thìa cà phê bột vơi vào cốc nước ấm trộn Phủ kín cốc để qua đêm Ngày hôm sau hớt lấy phần nước phía Đây nước vơi để làm thí nghiệm Đặt ống hút vào nước vôi thổi vào ống hút Quan sát điều xảy với nước vơi Phần D Thí nghiệm rõ dung tích phổi cách đo lượng khí thở từ phổi Đặt dải băng dính ngồi thành bình từ đỉnh xuống phía đáy Đổ nước đầy bình sử dụng cốc chia vạch để đo lượng nước 142 Vạch cốc lên băng dính (những đo đạc thể lượng nước thở ra) vặn nắp lại Đổ nước đầy 1/2 đĩa nhựa hình chảo Đặt bình nước lộn ngược vào nước vặn tháo nắp Cần người giữ bình nước KHƠNG để bọt khí vào bình Bỏ đầu ống vào miệng bình Hít thở bình thường thở vào đầu ống Đánh dấu lượng nước băng dính 10 Đổ lại nước đầy bình đặt bình lại bào đĩa hình chảo chứa nước 11 Thở sâu thở gắng sức toàn khơng khí phổi vào ống 12 Đánh dấu lượng nước băng dính c Dự kiến sản phẩm d Cách thức tổ chức hoạt động Hoạt động 7: Chia sẻ thảo luận a Mục đích hoạt động b Nội dung hoạt động Những chức hệ hơ hấp gì? Tại cần hít thở? Chất có khơng khí hít thở? Làm bạn biết có ơxi khơng khí hít vào? Điều xảy ôxi thể bị hết? Hai bóng bay nhỏ thí nghiệm thay cho phận hệ hô hấp? 143 Các đầu ống hút nối với bóng nhỏ thí nghiệm thay cho phận hệ hô hấp? Đoạn ống hút dài thí nghiệm thay cho phận hệ hô hấp? Các thành cốc thay cho phận hệ hô hấp? 10 Tấm bóng phủ lên miệng cốc thay cho phận nào? 11 Điều xảy hai bóng nhỏ bạn kéo bóng lớn xuống phía dưới? 12 Điều xảy hai bóng nhỏ bạn đẩy bóng lớn lên phía trên? 13 Điều xảy với khơng khí phổi? 14 Hoạt động trao đổi chất tế bào gì? 15 Sản phẩm khí thải hoạt động trao đổi chất tế bào gì? 16 Chất có khí bạn thở ra? 17 Dung tích phổi gì? 18 Điều xảy chai nhựa bạn thổi khơng khí vào thơng qua ống cao su? 19 Tập thể dục có tác động đến thể tích khí hơ hấp? Giải thích Kết luận: Khi kết thúc học học sinh hiểu giải phẫu sinh lí hệ hô hấp c Dự kiến sản phẩm d Cách thức tổ chức hoạt động Hoạt động 8: Điều chỉnh thiết kế a Mục đích hoạt động b Nội dung hoạt động c Dự kiến sản phẩm 144 d Cách thức tổ chức hoạt động Hoạt động 9: Mở rộng a Mục đích hoạt động Nâng cao lực tự học, tìm tịi khám phá kiến thức b Nội dung hoạt động * Câu hỏi luyện tập Câu 1: Mở rộng Học sinh học thêm vai trò tim phổi tham gia vào q trình tuần hồn máu người Học sinh nghiên cứu thêm cách mà hệ thống tuần hồn hơ hấp liên quan với trao đổi khí người c Dự kiến sản phẩm Giải thích vai trị tim phổi tham gia vào q trình tuần hồn máu người Cách mà hệ thống tuần hồn hơ hấp liên quan với trao đổi khí người d Cách thức tổ chức hoạt động Cho học sinh tự đọc trước sách giáo khoa, giải thích tượng thực tế: chạy nhịp tim nhịp hơ hấp tăng, ngủ nhịp tim nhịp hô hấp chậm lại 145 PHẦN HƯỚNG DẪN BIÊN SOẠN CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM BẰNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ BÀI HỌC A LƯU Ý QUAN TRỌNG VỀ VIỆC XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ STEM Xây dựng học STEM chủ đề dạy - Chúng ta khơng có thời gian để thực học STEM tách rời hướng dẫn thực chương trình giáo dục Vì để xây dựng học STEM trước hết phải chọn nội dung cần dạy chương trình mơn học có liên quan để tích hợp vào học - Giáo viên chủ trì lựa chọn trước chủ đề dạy học chương trình môn học gắn với ứng dụng thực tiễn kiến thức để bắt đầu xây dựng học STEM, từ xác định kiến thức thuộc mơn học khác có liên quan mà học sinh cần sử dụng để thực học Liên hệ chủ đề học với vấn đề thực tiễn Xác định vấn đề thực tiễn liên quan đến ứng dụng kiến thức học thực tiễn Xác định rõ thử thách STEM mà học sinh thực Từ vấn đề thực tiễn có liên quan với chủ đề học, cần sử dụng kiến thức học kiến thức có liên quan thuộc mơn học khác để giải vấn đề, xác định rõ nhiệm vụ để giao cho học sinh giải Xác định tiêu chí đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập Mô tả rõ yêu cầu cần đạt kiến thức mà học sinh cần tiếp nhận vận dụng để giải vấn đề; tiêu chí đánh giá mơ hình mẫu thử nghiệm theo u cầu học Áp dụng quy trình thiết kế cơng nghệ để xây dựng kế hoạch học  Xác định vấn đề nhu cầu thực tiễn  Nghiên cứu lí thuyết (học kiến thức mới)  Đề xuất giải pháp  Chọn giải pháp tốt  Chế tạo mơ hình mẫu thử nghiệm 146  Thử nghiệm đánh giá  Chia sẻ thảo luận  Điều chỉnh thiết kế Xác định vấn đề nhu cầu thực tiễn Nghiên cứu lý thuyết (học kiến thức mới) Toán Lý Hóa Sinh Tin CN (Nội dung dạy học theo chương trình xếp lại phù hợp) Đề xuất giải pháp Chọn giải pháp tốt Chế tạo mơ hình mẫu thử nghiệm Thử nghiệm đánh giá Chia sẻ thảo luận Điều chỉnh thiết kế Tác giả sử dụng công cụ Module online để biên soạn chủ đề STEM (hướng dẫn đây) Công cụ được sử dụng để tập huấn giáo viên dạy học chủ đề STEM nhà trường suốt q trình triển khai thí điểm STEM - Module Online thiết kế sẵn “quy trình thiết kế cơng nghệ để xây dựng kế hoạch học” Khi biên soạn chủ đề, tác giả đưa liệu biên soạn vào phần tương ứng Module - Dưới hướng dẫn chi tiết để tác giả tiến hành biên soạn đưa liệu lên Module 147 - Gửi kèm hướng dẫn Giáo án STEM (đã trình bày họp ngày 31/5) làm minh họa B HƯỚNG DẪN BIÊN SOẠN BẰNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ BÀI HỌC I Đăng nhập: Sử dụng tài khoản GMAIL Truy cập Website: http://stem.truonghocketnoi.edu.vn Click chuột vào “Đăng nhập với Google”; Chọn tài khoản Gmail; Nhập mật Gmail; Đăng nhập thành công, Khung thiết kế học/chủ đề STEM hình (Hình 1): (Hình 1) 148 II LƯU Ý QUAN TRỌNG: - Click chuột vào mục “Xác định Vấn đề Yêu cầu”, hình (Hình 2): (2) (1) (3) (Hình 2) Màn hình (Hình 2) bố trí thành 03 Khu vực: Khu vực 1: Các bước (hoạt động) thực học/chủ đề STEM - Để soạn thảo bước nào, Click chuột vào bước - Sau Click, nội dung bước hiển thị Khu vực Khu vực - Như vậy, thao tác để soạn nội dung bước/hoạt động bước hoàn toàn tương tự (xem mô tả Khu vực Khu vực đây) Khu vực 2: Nội dung bước tương ứng thực học/chủ đề STEM - Những nội dung mà tác giả đặt vào Khu vực thông tin mà tác giả dự kiến cung cấp cho học sinh (Khi học sinh truy cập vào đây, học sinh nhìn thấy thông tin đặt Khu vực 2) - Khu vực lưu trữ hai loại thơng tin khác nhau: dạng file dạng văn bản/media Tùy vào nội dung, tác giả cần sử dụng dạng kết hợp hai dạng để biên soạn nội dung 149 Ví dụ: - Đối với lượng thông tin ngắn media, tác giả cần sử dụng chức để chèn thông tin vào - Đối với dạng thông tin phức hợp, dài phải tổ chức file Word file liệu khác (chẳng hạn nội dung chứa công thức phiếu học tập …), tác giả sử dụng chức để tải file lên, đồng thời sử dụng chức để đưa “lệnh” vào, yêu cầu học sinh nghiên cứu file phần “Tài liệu” Khu vực 3: Phần quan trọng dành cho giáo viên/tác giả - Tác giả hình dung tiến hành biên soạn giáo án để tổ chức dạy học Đối với hoạt động học biên soạn Khu vực 2, tác giả cần rõ: Mục đích hoạt động/bước, Dự kiến sản phẩm học sinh Cách thức tổ chức hoạt động - Để chèn thông tin vào soạn, tác giả sử dụng công cụ Khu vực III Biên soạn học/chủ đề Để tiến hành biên soạn Khung thiết kế sẵn này, mặt thao tác kỹ thuật, tác giả cần sử dụng nút chức để chỉnh sửa nội dung tương ứng theo học/chủ đề mà tác giả định lựa chọn (1) (2) (3) (Hình 3) 150 Trước hết, sửa lại Tên học/chủ đề cách: - Click chuột vào nút (Số 1, Hình 3); - Trong cửa sổ ra, xóa dịng “Thiết kế chủ đề STEM” nhập tên học, chủ đề Tiếp theo, biên soạn bước/hoạt động chủ đề STEM, cụ thể sau: 3.1 Xác định Vấn đề u cầu (Số 3, Hình 3): Mục đích: Mơ tả vấn đề giúp đỡ học sinh xác định vấn đề cần giải Thiết kế tình để thu hút quan tâm học sinh làm xuất vấn đề (có thể sử dụng nhiều hình thức khác cách phù hợp với nội dung học) Cần đảm bảo chắn học sinh hiểu vấn đề sẵn sàng giải vấn đề - Click chuột vào vị trí Số 3, Hình 3, hình hiển thị sau: (2) (1) (Hình 4) - Click chuột vào nút (Số 1, Hình 4); - Trong cửa sổ ra, xóa nội dung có nhập vào nội dung mà tác giả biên soạn 151 - Trong trường hợp tác giả biên soạn vào File Word, click chuột vào nút (Số 2, Hình 4) để Upload file đính kèm vào nội dung 3.2 Nghiên lý thuyết (học kiến thức mới): Tương tự mục 3.1 Mục đích: Trình bày nội dung kiến thức lơi học sinh (theo nhóm) vào việc nghiên cứu nội dung kiến thức liên quan đến vấn đề cần giải (học kiến thức mới) Tổ chức hoạt động dạy học kiến thức liên quan đến vấn đề cần giải theo phương pháp dạy học tích cực: tổ chức cho học sinh hoạt động học tích cực, tự lực với việc sử dụng sách giáo khoa, học liệu thiết bị dạy học phù hợp 3.3 Đề xuất giải pháp khả dĩ: Tương tự mục 3.1 Mục đích: Khuyến khích học sinh (theo nhóm) phát triển ý tưởng cách thức giải vấn đề - Trước giao cho học sinh đề xuất ý tưởng giải pháp giải vấn đề, giáo viên cần thiết lập số tiêu chí yêu cầu mà giải pháp phải có - Điều quan trọng phải để học sinh đề xuất nhiều ý tưởng giải vấn đề Sau học sinh có số ý tưởng, cần phải chọn ý tưởng để thử nghiệm 152 3.4 Lựa chọn giải pháp tốt nhất: Tương tự mục 3.1 Mục đích: Hướng dẫn nhóm học sinh chọn ý tưởng để xây dựng mẫu thử nghiệm 3.5 Chế tạo mơ hình mẫu thử nghiệm: Tương tự mục 3.1 Mục đích: Hướng dẫn nhóm học sinh chọn ý tưởng xây dựng mẫu thử nghiệm 153 Trong trường hợp học sinh phải chế tạo mơ hình mẫu để thử nghiệm giải pháp giải vấn đề 3.6 Thử nghiệm đánh giá: Tương tự mục 3.1 Mục đích: Hướng dẫn q trình thử nghiệm đánh giá mẫu thiết kế Các nhóm cần thử nghiệm mẫu thiết kế thu thập số liệu Có thể tiến hành hay nhiều lần thử nghiệm, phụ thuộc vào định dạng số liệu, liệu thu thập Sau đội cần phân tích số liệu đánh giá mẫu thử nghiệp theo tiêu chí đề 3.7 Chia sẻ thảo luận: Tương tự mục 3.1 Mục đích: Lơi nhóm vào việc chia sẻ thơng tin kết thu 154 Các nhóm trình bày số liệu trước tồn lớp sau xác định nhóm đạt kết tốt 3.8 Điều chỉnh thiết kế: Tương tự mục 3.1 Mục đích: Tái thiết kế/điều chỉnh mẫu Một nhóm có thời gian học lẫn nhau, họ tái thiết kế mẫu thử nghiệm để hoàn thiện giải pháp giải vấn đề./ 155 ... VỀ GIÁO DỤC STEM I GIỚI THIỆU CHUNG II HÌNH THỨC TỔ CHỨC GIÁO DỤC STEM III ĐIỀU KIỆN TRIỂN KHAI GIÁO DỤC STEM IV BÀI HỌC STEM V THIẾT KẾ BÀI HỌC STEM ... GIÁO DỤC STEM Dạy học mơn học thuộc lĩnh vực STEM Đây hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu nhà trường Theo cách này, học, hoạt động giáo dục STEM triển khai trình dạy học môn học STEM theo... BÀI HỌC STEM Tiêu chí xây dựng học STEM Để tổ chức hoạt động nói trên, học STEM cần phải xây dựng theo tiêu chí sau: Tiêu chí 1: Chủ đề học STEM tập trung vào vấn đề thực tiễn Trong học STEM, học