Áp dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề nhân giống nấm men và sản xuất rượu nếp cẩm (sinh học 10 THPT) cho học sinh huyện miền núi tương dương nghệ an

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT TƯƠNG DƯƠNG I - - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ NHÂN GIỐNG NẤM MEN VÀ SẢN XUẤT RƯỢU NẾP CẨM (SINH HỌC 10 THPT) CHO HỌC SINH HUYỆN MIỀN NÚI TƯƠNG DƯƠNG NGHỆ AN” Lĩnh vực: Tổ chức dạy học lĩnh vực Sinh học Họ tên: Lê Thị Phương Tổ chuyên môn: Tự nhiên Năm thực hiện: 2020- 2021 Nghệ An, tháng 03 năm 2021 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Mục tiêu giáo dục xác định theo hướng hình thành, phát triển phẩm chất lực Khi xác định mục tiêu GDPT cần tập trung khẳng định yêu cầu phát triển hài hòa giữa: Con người cá nhân người xã hội, người truyền thống người đại, người Việt Nam cơng dân tồn cầu Vận dụng tất phương pháp, kĩ thuật hình thức tổ chức dạy học cách linh hoạt, sáng tạo, phù hợp với đối tượng hoàn cảnh cụ thể nhằm đạt mục tiêu, yêu cầu chương trình có hiệu cao Tập trung vào phương pháp, kĩ thuật hình thức tổ chức học tập có ưu việc hình thành phát triển lực người học như: Dạy học theo nhóm; dạy học giải vấn đề; dạy học theo dự án, …Đổi từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực Sự thay đổi cách tiếp cận chi phối bắt buộc tất khâu trình dạy học thay đổi: nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức, cách kiểm tra, đánh giá, thi cử; cách thức quản lý… Yêu cầu chung việc đổi phương pháp dạy học phát huy cao độ tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh, chuyển từ hình thức giáo viên giới hạn vào việc truyền đạt thông tin theo chuẩn kiến thức, kỹ cho học sinh sang hình thức giáo viên tổ chức hoạt động cho học sinh từ độc lập, chủ động sáng tạo khám phá tri thức hình thành lực cho thân Giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho học sinh lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội Với lý trên, mạnh dạn chọn nghiên cứu đề tài “Áp dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm (sinh học 10 THPT) cho học sinh huyện miền núi Tương Dương Nghệ An” nhằm mục đích góp phần thiết thực vào việc đổi phương pháp, hình thức dạy học nay, nâng cao hiệu dạy học môn Sinh học trường phổ thơng, hình thành phát triển cho HS lực cần thiết trình học tập thực tiễn đời sống Qua chủ đề phần hướng nghiệp cho học sinh miền núi giúp em bảo tồn sắc văn hóa vùng miền Dưới góc độ giáo dục vận dụng bối cảnh Việt Nam, giáo dục STEM mặt thực đầy đủ mục tiêu giáo dục nêu chương trình giáo dục phổ thơng, mặt khác giáo dục STEM nhằm: - Phát triển lực đặc thù mơn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS: Đó khả vận dụng kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Trong HS biết liên kết kiến thức Khoa học, Toán học để giải vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí truy cập Cơng nghệ HS biết quy trình thiết kế kĩ thuật chế tạo sản phẩm - Phát triển lực chung cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị cho HS hội, thách thức kinh tế cạnh tranh toàn cầu kỉ 21 Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật, Tốn học, HS phát triển lực giải vấn đề sáng tạo, lực giao tiếp hợp tác, lực tự chủ tự học - Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM tạo cho HS có kiến thức, kĩ mang tính tảng cho việc học tập bậc học cao cho nghề nghiệp tương lai HS Mục tiêu đề tài Giới thiệu, ứng dụng thành công mơ hình giáo dục STEM vào giảng dạy mơn Sinh học trường THPT huyện miền núi, qua rèn luyện kĩ năng, phát triển lực nhận thức, khả tư sáng tạo học sinh Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có lực, phẩm chất tốt, đặc biệt lao động lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng phát triển đất nước Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài nghiên cứu vấn đề dạy học phần Sinh học Vi sinh vật - Nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm, sinh học lớp 10 THPT theo định hướng STEM Nhiệm vụ đề tài - Khái quát chung STEM - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc triển khai giáo dục STEM - Nghiên cứu sở lí thuyết mơ hình giáo dục STEM dạy học - Định hướng xây dựng chủ đề/bài học STEM - Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề/ học STEM - Hướng dẫn sinh hoạt chuyên môn xây dựng thực chủ đề giáo dục STEM - Vận dụng sở lý thuyết để thiết kế chủ đề dạy học “Sinh học vi sinh vật nhân giống nấm men sản xuất rượu cẩm” theo mơ hình STEM - Đưa số phương pháp dạy học hiệu giáo dục STEM sở kết đề tài Phương pháp nghiên cứu - Phân tích, tổng hợp lý thuyết, tập từ tài liệu, sách giáo khoa, sách tham khảo - Dựa thực tiễn dạy học Sinh học có liên quan đến mơ hình STEM - Điều tra, tổng hợp xử lí số liệu, đánh giá kết thu từ thực nghiệm sư phạm Giả thiết khoa học Học xong chương trình học sinh làm gì? Làm đổi đồng hình thức dạy học, phương pháp dạy học kiểm tra, đánh giá kết giáo dục; để tăng cường việc gắn liền dạy học nhà trường với thực tiễn sống góp phần hình thành lực giải vấn đề học sinh trung học? Các phương pháp hình thức tổ chức dạy học cần phải gắn nội dung học với vấn đề thực tiễn giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh tìm hiểu giải vấn đề, thơng qua tiếp thu tri thức cách chủ động Giáo dục STEM xuất phát từ vấn đề nảy sinh thực tiễn xây dựng thành chủ đề/bài học STEM, thông qua việc giáo viên tổ chức hoạt động học giúp học sinh tìm giải pháp để giải vấn đề mà chủ đề/bài học STEM nêu STEM quy trình sáng tạo kiến thức khoa học; quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ nhằm giải vấn đề; công cụ sử dụng để thu nhận kết chia sẻ kết với người khác Những đóng góp đề tài Đề tài nghiên cứu phương pháp dạy học theo định hướng STEM nhằm phát triển lực học sinh Đây vấn đề mẻ nhiều bỡ ngỡ trình tiếp cận xu hướng dạy học Vì vậy, đề tài tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên việc dạy học Sinh học trường phổ thơng Tính đề tài: - Giới thiệu cho giáo viên số vấn đề chung giáo dục STEM giáo dục THPT - Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề/ học STEM chương trình giáo dục phổ thơng - Tổ chức dạy học kiểm tra đánh giá kết dạy học chủ đề STEM theo định hướng phát triển lực - Giới thiệu trình triển khai xây dựng dạy học chủ đề “Sinh học vi sinh vật - Nhân giống nấm men sản xuất rượu cẩm” theo mơ hình STEM PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở thực đề tài 1.1 Cơ sở lý luận Việt Nam quốc gia q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập quốc tế, Cách mạng công nghiệp 4.0 mở nhiều hội việc nâng cao trình độ công nghệ, nâng cao lực sản xuất, tăng trưởng kinh tế… Để cạnh tranh kinh tế khu vực toàn cầu, giáo dục nghề nghiệp STEM (Science Technology Engineering Maths) phải ưu tiên quốc gia Điều đặt cho GD-ĐT sứ mệnh to lớn chuẩn bị đội ngũ nhân lực chất lượng cao để đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước Thực Nghị số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, đại hóa điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế, thực Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 Thủ tướng phủ V/v tăng cường lực tiếp cận Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, cần “ thay đổi mạnh mẽ sách, nội dung, phương pháp giáo dục dạy nghề nhằm tạo nguồn nhân lực có khả tiếp nhận xu công nghệ sản xuất mới, cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thơng ” Triển khai chương trình đào tạo ứng dụng mơ hình giáo dục STEM lựa chọn tất yếu, phù hợp với đào tạo theo định hướng phát triển lực học sinh, đáp ứng nhu cầu xã hội Bên cạnh đó, lực phát triển chương trình đào tạo phương pháp giảng dạy nhận thức giáo viên mô hình giáo dục STEM nâng cao Việc ứng dụng mơ hình giáo dục STEM chủ trương lớn nhà trường Chủ trương Đảng ủy, BGH đạo cách liệt, tổ môn vào thực cách khẩn trương, căng cơ, có đầu tư trí lực lẫn vật lực thu số thành tựu đáng kể Có thể xem bước đột phá phát triển, nâng cao hiệu giáo dục trường THPT Tương Dương 1.1.1 Khái niệm STEM STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Cơng nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Tốn học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Tốn học quốc gia Sự phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học mơ tả chu trình STEM (Hình 1), Science quy trình sáng tạo kiến thức khoa học; Engineering quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ nhằm giải vấn đề; Tốn cơng cụ sử dụng để thu nhận kết chia sẻ kết với người khác “Science” chu trình STEM mô tả mũi tên từ “Technology” sang “Knowledge” thể quy trình sáng tạo khoa học Đứng trước thực tiễn với "Công nghệ" tại, nhà khoa học, với lực tư phản biện, đặt câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện cơng nghệ, câu hỏi/vấn đề khoa học Trả lời câu hỏi khoa học giải vấn đề khoa học phát minh "Kiến thức" khoa học Ngược lại, “Engineering” chu trình STEM mơ tả mũi tên từ “Knowledge” sang “Technology” thể quy trình kĩ thuật Các kĩ sư sử dụng "Kiến thức" khoa học để thiết kế, sáng tạo công nghệ Như vậy, chu trình STEM, "Science" hiểu khơng "Kiến thức" thuộc môn khoa học (như Vật lí, Hố học, Sinh học) mà bao hàm "Quy trình khoa học" để phát minh kiến thức khoa học Tương tự vậy, "Engineering" chu STEM không "Kiến thức" thuộc lĩnh vực "Kĩ thuật" mà bao hàm "Quy trình kĩ thuật" để sáng tạo "Cơng nghệ" 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 1.1.2 Giáo dục STEM Phỏng theo chu trình STEM, giáo dục STEM đặt học sinh trước vấn đề thực tiễn ("công nghệ" tại) cần giải quyết, địi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để thiết kế thực giải pháp giải vấn đề ("công nghệ" mới) Như vậy, học STEM đề cập giao cho học sinh giải vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức có tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng Q trình địi hỏi học sinh phải thực theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức vào việc thiết kế thực giải pháp ("công nghệ" mới) để giải vấn đề Đây tiếp cận liên mơn giáo dục STEM, kiến thức mà học sinh cần phải học để sử dụng học STEM cụ thể thuộc mơn học Như vậy, giáo dục STEM phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng chúng thực tiễn, qua phát triển cho học sinh lực phát giải vấn đề với lực khác tương ứng, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội Các mức độ áp dụng giáo dục STEM giáo dục phổ thông sau: a)Dạy học môn học theo phương thức giáo dục 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 b) Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh khám phá 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 trung học, sở giáo dục nghề nghiệp, trường đại học, doanh nghiệp Trải nghiệm STEM thực thơng qua hợp tác trường trung học 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 trung học 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 c) Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật: Giáo dục STEM triển khai thơng qua hoạt động nghiên cứu khoa học tổ chức thi sáng tạo khoa học kỹ thuật Hoạt động không mang tính đại trà mà dành cho học sinh có lực, sở thích hứng thú với hoạt động tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải vấn đề thực tiễn Tổ chức tốt hoạt động câu lạc STEM tiền đề phát triển hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật 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 nghiên cứu khoa học, kĩ thuật hội để học sinh thấy phù hợp lực, sở thích, giá trị thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM 1.1.3 Vai trò ý nghĩa giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi giáo dục phổ thơng Cụ thể là: + Đảm bảo giáo dục tồn 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 trung học, 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 trung học 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 cơng nghiệp hóa đại hóa 1.1.4 Tiến trình học STEM Mỗi học STEM chương trình giáo dục phổ thơng đề cập đến vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học sử dụng kiến thức thuộc mơn học chương trình để sử dụng vào giải vấn đề Tiến trình học STEM thực theo quy trình kĩ thuật (Hình 2), việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background research) tiến trình dạy học học STEM việc học để chiếm lĩnh nội dung kiến thức chương trình giáo dục phổ thơng tương ứng với vấn đề cần giải học, học sinh người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) hướng dẫn giáo viên; vận dụng kiến thức học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế.Thông qua q trình học tập đó, học sinh rèn luyện nhiều kĩ để phát triển phẩm chất, lực Tiến trình học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nêu "bước" quy trình khơng thực cách tuyến tính mà có bước thực song hành, tương hỗ lẫn Cụ thể việc “Nghiên cứu kiến thức nền” thực đồng thời với “Đề xuất giải pháp; “Chế tạo mơ hình” thực đồng thời với “Thử nghiệm đánh giá” bước vừa mục tiêu vừa điều kiện để thực bước kia.Vì vậy, học STEM tổ chức theo hoạt động sau: Hình 2: Tiến trình học STEM Hoạt động 1: Xác định vấn đề Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, học sinh phải hồn thành sản phẩm h tập cụ thể với tiêu chí địi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức học để đề xuất, xây dựng giải pháp thiết kế ngun mẫu sản phẩm cần hồn thành Tiêu chí sản phẩm yêu cầu quan trọng, "tính mới" sản phẩm, kể sản phẩm quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí buộc học sinh phải nắm vững kiến thức thiết kế giải thích thiết kế cho sản phẩm cần làm - Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát vấn đề/nhu cầu - Nội dung: Tìm hiểu tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá tượng, sản phẩm, công nghệ - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Bài ghi chép thông tin tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi tượng, sản phẩm, công nghệ) - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ) Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất giải pháp Trong hoạt động này, học sinh thực hoạt động học tích cực, tự lực hướng dẫn giáo viên Trong học STEM khơng cịn "tiết học" thơng thường mà giáo viên "giảng dạy" kiến thức cho học sinh Thay vào đó, học sinh tự tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành Kết là, học sinh hoàn thành thiết kế đồng thời học sinh học kiến thức theo chương trình mơn học tương ứng - Mục đích: Hình thành kiến thức đề xuất giải pháp - Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức đề xuất giải pháp/thiết kế - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định ghi thông tin, liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế) - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định ghi thơng tin, liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức + hỗ trợ HS đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Trong hoạt động này, học sinh tổ chức để trình bày, giải thích bảo vệ thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức học kiến thức có); thể cụ thể giải pháp giải vấn đề Dưới trao đổi, góp ý bạn giáo viên, học sinh tiếp tục hồn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) thiết kế trước tiến hành chế tạo, thử nghiệm - Mục đích: Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế - Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn hoàn thiện - Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Giải pháp/bản thiết kế lựa chọn/hoàn thiện - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu HS trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ HS lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm đánh giá Trong hoạt động này, học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo thiết kế hoàn thiện sau bước 3; trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm đánh giá Trong q trình này, học sinh phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo khả thi Hoạt động 4: Thực quy trình làm men ủ rượu nếp cẩm (Học sinh thực nhà thời gian tuần ) A Mục đích: - Học sinh dựa vào quy trình làm men ủ rượu cẩm đề xuất để thử nghiệm, giải vấn đề gặp phải (nếu có) để điều chỉnh quy trình - Tạo sản phẩm minh họa cho quy trình đề xuất B Nội dung: - Học sinh sử dụng nguyên liệu dụng cụ cho trước để tiến hành làm bánh men ủ rượu cẩm theo quy trình, quay video lại quy trình thực Các nhóm trình bày Poster - Trong q trình làm nhóm quan sát, đánh giá điều chỉnh (nếu cần) - Chuẩn bị báo cáo sản phẩm trước lớp chia sẻ vấn đề gặp phải trình thử nghiệm, cách giải kết C Dự kiến sản phẩm cần đạt được: Mỗi nhóm có sản phẩm bánh men rượu nếp cẩm, video quay tiến trình thực hiện, poster quy trình làm bánh men ủ rượu nếp cẩm điều chỉnh D Cách thức tổ chức hoạt động: - Các nhóm tự lập kế hoạch làm việc nhà, quay video, hồn thành nhật kí làm việc (mẫu cuối bài) Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm thảo luận (Tiết – 45 phút) A Mục đích: Các nhóm học sinh giới thiệu quy trình làm bánh men quy trình ủ rượu nếp cẩm trước lớp, chia sẻ trình trải nghiệm B Nội dung: - Các nhóm trình diễn mơ tả sản phẩm quy trình làm men tương ứng với sản phẩm trước lớp, trình bày thay đổi quy trình lí - Thảo luận nhận xét, đánh giá sản phẩm, phân tích vấn đề nhóm gặp phải q trình thử nghiệm - GV gợi ý việc phát triển sản phẩm với hương vị nguyên liệu khác nhau, C Dự kiến sản phẩm cần đạt được: Quy trình làm bánh men ủ rượu nếp cẩm hoàn chỉnh 28 D Cách thức tổ chức hoạt động: - Giáo viên nêu yêu cầu cho trình bày: Nội dung cần trình bày: mơ tả sản phẩm, bước, điều kiện cụ thể bước để làm sản phẩm đó, nhứng thay đổi so với đề xuất ban đầu, lí Thời lượng báo cáo: 3–5 phút Các nhóm nghe, đánh giá sản phẩm Các bước tiến hành Báo cáo lớp Nội dung báo cáo nhóm + Tiến trình làm sản phẩm + Kết lần thử nghiệm + Phương án thực cuối + Phương pháp bảo quản sử dụng Thử nghiệm sản phẩm lớp học + GV quan sát trạng thái, màu sắc, mùi vị sản phẩm + Đánh giá nguyên liệu chất lượng sản phẩm + GV HS ghi nhận vào phiếu đánh giá sản phẩm Tổng kết, đánh giá dự án lớp - HS GV nhận xét sản phẩm - GV nhận xét đánh giá chung dự án + Giáo viên tổ chức thảo luận vấn đề nhóm gặp phải trình thực + Tổng kết kiến thức về: đặc điểm vi sinh vật, loại vi sinh vật phân loại theo môi trường kiểu dinh dưỡng, phân biệt q trình hơ hấp kị khí, hơ hấp hiếu lên men, sản phẩm phân giải protein cacbohidrat nhờ vi sinh vật, các ứng dụng thực tiễn trình: phân giải protein, lên men etilic phân giải cacbohidrat, lên men lacic phân giải cacbohidrat + Quá trình thực tạo sản phẩm + Kĩ làm việc nhóm + Kĩ trình bày, thuyết phục + Giải vấn đề trải nghiệm … - GV yêu cầu HS thực nhiệm vụ cuối dự án: Hoàn thành hồ sơ dự án - Các nhóm đánh giá theo tiêu chí - Bảng tiêu chí nhóm phần phụ lục - Tổng kết đánh giá điểm nhóm theo tiêu chí: 29 Phiếu đánh giá số 3: Đánh giá báo cáo sản phẩm đạt TT Tiêu chí Điểm Bài báo cáo kiến thức (15) Đầy đủ nội dung chủ đề báo cáo Bài báo cáo có màu sắc hài hịa, bố cục hợp lí 10 Bản phương án thiết kế quy trình (25) Đầy đủ nội dung theo yêu cầu: Bản vẽ sơ đồ quy trình, sở lý thuyết, ứng dụng, thông số tỉ lệ ( nguyên liệu,tỉ lệ, chất lượng sản phẩm tạo thành) Poster trình chiếu có màu sắc hài hịa, bố cục hợp lí 20 Bánh men rượu cẩm (35) Bánh men ủ với nguyên liệu để nấu rượu phải tạo rượu thơm đặc trưng Cho hàm lượng rượu cao, chi phí thấp, an tồn cho người sử dụng 10 Viên men không mốc, để lâu, kích thước hợp lý Rượu thơm, tự nhiên, khơng nồng, màu tím đẹp 10 Rượu bảo quản lâu mà không bị chua, vị, nồng 10 Kĩ thuyết trình (15) Trình bày thuyết phục 10 Trả lời câu hỏi phản biện 11 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm báo cáo Kĩ làm việc nhóm (10) 12 Kế hoạch có tiến trình phân cơng nhiệm vụ rõ ràng hợp lí 13 Mỗi thành viên tham gia đóng góp ý tưởng, hợp tác hiệu để hồn thành dự án Tổng số điểm: 100 điểm 2.6 Kết thu 30 Trên sở tiến trình dạy học thiết kế, tiến hành thực nghiệm sư phạm giảng dạy chủ đề “Sinh học VSV - Nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm” lớp 10A, 10G, 10K năm học 2019- 2020; lớp 10D, 10B, 10G, 10L, 10E năm học 2020 – 2021 trường THPT Tương Dương tháng 2/2020 tháng 2/2021 với yêu cầu đặt ra: Chia lớp làm nhóm Mỗi nhóm cần thực nhiệm vụ: Nghiên cứu kiến thức nền, xây dựng quy trình làm men rượu quy trình sản xuất rượu cẩm, tạo sản phẩm bánh men rượu cẩm, tạo poster thể kết nghiên cứu Kết thu được: + Các nhóm lớp tạo poster thể kết nghiên cứu + Tạo sản phẩm bánh men rượu cẩm đạt chất lượng Sau số poster hình ảnh nhóm HS tiến hành: Porter nhóm 2- lớp 10D 31 Poster nhóm lớp 10B Sản phẩm bánh men rượu cẩm 32 Học sinh làm bánh men (sau nặn bánh, cấy men giống bánh men ủ ngày sau phơi giá bếp khoảng đến ngày) Sau sử dụng bánh men để ủ rượu nếp cẩm 33 Các nhóm báo cáo sản phẩm Kiểm tra thực nghiệm đề tài 3.1 Đối tượng phương pháp kiểm tra thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm tiến hành năm: Năm học 2019 – 2020 năm học 2020 - 2021 trường THPT Tương Dương 1, thị trấn thạch Giám, huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ an Năm học 2019 – 2020 khảo sát lớp học sinh lớp khoảng 30 đến 36 học sinh, đó: + lớp làm nhóm đối chứng (ĐC): lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 không dạy học theo chủ đề STEM + lớp làm nhóm thực nghiệm (TN): lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 có áp dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề Năm học 2020 – 2021 khảo sát 10 lớp học sinh lớp khoảng 30 đến 36 học sinh, đó: + lớp làm nhóm đối chứng (ĐC): lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 không dạy học theo chủ đề STEM + lớp làm nhóm thực nghiệm (TN): lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 có áp dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ đề Cụ thể: + Năm học 2019 – 2020 : Tại trường THPT Tương dương 34 Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) Lớp 10A (tổng số 33 HS) Lớp 10H (tổng số 32 HS) Lớp 10G (tổng số 34 HS) Lớp 10B (tổng số 36 HS) Lớp 10K (tổng số 32 HS) Lớp 10I ( tổng số 32 HS) Tổng: 99 HS Tổng: 100 HS + Năm học 2020 – 2021: Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) Lớp 10D (tổng số 35 HS) Lớp 10A (tổng số 35 HS) Lớp 10B (tổng số 30 HS) Lớp 10C (tổng số 35 HS) Lớp 10G (tổng số 36 HS) Lớp 10I ( tổng số 34 HS) Lớp 10L (tổng số 32 HS) Lớp 10K (tổng số 36 HS) Lớp 10E (tổng số 35HS) Lớp 10H (tổng số 34 HS) Tổng: 168 HS Tổng: 174 HS Sử dụng hình thức đề thi kiểm tra trắc nghiệm gồm 25 câu, làm 45 phút, chấm điểm theo thang điểm 10 Đề kiểm tra trắc nghiệm có nội dung liên quan đến nội sử dụng hoạt động dạy học chủ đề 3.2 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm Để đánh giá hiệu việc sử dụng SKKN dạy học, sau hoàn thành sản phẩm, thực kiểm tra đánh giá điểm kiểm tra, lấy điểm kiểm tra lớp TN ĐC , sử dụng phần mềm Excel để tiến hành thống kê, tính tốn, vẽ đồ thị thu kết sau: - Năm học 2019 – 2020: Bảng Bảng thống kê điểm số (Xi) điểm kiểm tra Điểm khoảng Xi Tổng Nhóm HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN 99 0 0 10 34 30 15 10 ĐC 100 0 0 17 45 22 35 Bảng Bảng phân phối tần suất Tổng Số % HS đạt điểm khoảng Xi Lớp số HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN 99 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,1 34,3 30,3 15,2 10,1 ĐC 100 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0 17,0 45,0 22,0 7,0 3,0 Biểu đồ Biểu đồ phân phối tần suất hai nhóm Bảng Bảng phân phối tần suất lũy tích Số % HS đạt điểm Xi trở xuống Tổng Lớp số HS 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,1 44,4 74,7 TN 99 ĐC 100 0,0 0,0 0,0 0,0 6,0 23,0 68,0 90,0 89,9 97,0 10 100,0 100.0 Biểu đồ Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích nhóm 36 Bảng Bảng phân loại theo học lực Lớp Tổng số HS TN ĐC 99 100 Kém 0,0 0,0 Số % HS TB 10,1 17,0 Yếu 0,0 6,0 Khá 64,6 67,0 Giỏi, XS 25,3 10,0 Biểu đồ Biểu đồ phân loại theo học lực nhóm - Năm học 2020 – 2021: Lớp thực nghiệm (TN) Lớp đối chứng (ĐC) Lớp 10D (tổng số 35 HS) Lớp 10A (tổng số 35 HS) Lớp 10B (tổng số 30 HS) Lớp 10C (tổng số 35 HS) Lớp 10G (tổng số 36 HS) Lớp 10I ( tổng số 34 HS) Lớp 10L (tổng số 32 HS) Lớp 10K (tổng số 36 HS) Lớp 10E (tổng số 35HS) Lớp 10H (tổng số 34 HS) Tổng: 168 HS Tổng: 174 HS Bảng Bảng thống kê điểm số (Xi) điểm kiểm tra Điểm khoảng Xi Tổng Nhóm HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN ĐC 168 174 0 0 10 50 67 26 15 0 0 28 75 55 10 37 Biểu đồ Biểu đồ thống kê điểm số (Xi) hai nhóm Bảng Bảng phân phối tần suất Nhóm Số % HS đạt điểm khoảng Xi Tổng HS [0;1) [1;2) [2;3) [3;4) [4;5) [5;6) [6;7) [7;8) [8;9) [9;10] TN 168 0 0 ĐC 174 0 0 3,4 6,0 29,8 39,8 15,5 16,1 43,2 31,6 5,7 8,9 Biểu đồ Biểu đồ phân phối tần suất hai nhóm 38 Bảng Bảng phân phối tần suất lũy tích Nhóm Tổng HS TN ĐC 0 0 168 174 0 Số % HS đạt điểm Xi trở xuống 0 3,4 6,0 19,5 35,8 62,7 75,6 94,3 10 91,1 100,0 100,0 100,0 Biểu đồ Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích nhóm Bảng Bảng phân loại theo học lực Số % HS Nhóm Tổng số HS Kém Yếu TB Khá Giỏi, XS TN ĐC 168 174 0 3,4 16,0 36,1 59,6 54,8 24,4 5,7 Biểu đồ Biểu đồ phân loại theo học lực nhóm 39 Các tham số cụ thể - Giá trị trung bình cộng: tham số đặc trưng cho tập trung số liệu, k n X i tính theo công thức: X  i i 1 n ni tần số ứng với điểm số Xi, n số HS tham gia kiểm tra k n X i - Phương sai: S  i 1 i  X n - Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị X tính theo cơng k thức: n X i S i  X i 1 , S nhỏ tức số liệu phân tán n S X - Hệ số biến thiên: V  100% cho phép so sánh mức độ phân tán số liệu - Sai số tiêu chuẩn: m  S n Bảng Bảng tổng hợp tham số Nhóm Tổng số HS TN 168 ĐC 174 S V% m X  X m 7,417 1,05 1,02 14% 0,006 7,417 ± 0,006 6,701 0,81 0,90 13% 0,005 6,701 ± 0,005 X S2 Dựa vào thơng số tính tốn trên, từ bảng đồ thị, rút nhận xét sau: - Điểm trung bình X nhóm TN cao nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu phân tán, trị trung bình có độ tin cậy cao - Tỷ lệ HS đạt loại TB nhóm TN giảm so với nhóm ĐC Ngược lại, tỷ lệ HS đạt khá, giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC - Đường tích lũy ứng với nhóm TN, nằm phía dưới, bên phải đường tích lũy ứng với nhóm ĐC 40 - Như vậy, kết học tập nhóm TN cao kết học tập nhóm ĐC PHẦN III KẾT LUẬN Kết luận 1.1 Trong trình nghiên cứu thực sáng kiến, chúng tơi làm vấn đề sau: Trình bày tóm tắt nội dung lí luận thực trạng dạy học giáo dục theo phương thức STEM Nêu kiến thức phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 THPT Đã đề xuất kế hoạch dạy học, tiêu chí đánh giá dạy phần: Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 THPT theo định hướng STEM Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá kết thực nghiệm đề tài 1.2 Hạn chế đề tài Hệ thống dạy theo phương thức STEM chưa nhiều dừng lại phần: Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 THPT 1.3 Khó khăn đề tài Thời gian thực nghiệm có phân phối chương trình khơng cho phép, khơng thể thực giảng dạy nhiều lớp mà thực số lượng cho phép để bước đầu đánh giá hiệu nghiên cứu đề tài Giáo viên có đầu tư tìm tòi dạy học giáo dục theo phương thức STEM thời gian chuẩn bị cho dạy hạn chế Đánh giá tính hiệu đề tài 2.1 Tính mới, tính sáng tạo - Thiết kế thành công chủ đề dạy học “ Sinh học vi sinh vật - nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm” theo định hướng giáo dục tích hợp STEM, theo định hướng Vụ GDTrH, Bộ GDĐT; phù hợp với đối tượng HS lớp 10 trường THPT Tương Dương thể việc tiếp cận nội dung chương trình GDPT - Tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá chủ đề dạy học thiết kế - SKKN “Ứng dụng thử nghiệm mơ hình giáo dục STEM dạy học chủ đề sinh học vi sinh vật – nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm” tài liệu tham khảo hữu ích cho GV mơn KHTN tiếp cận chương trình GDPT mới, góp phần đổi PPDH, đổi kiểm tra đánh giá 2 Khả áp dụng mang lại lợi ích thiết thực sáng kiến 41 - SKKN tiến hành thực nghiệm sư phạm, áp dụng lớp 10, trường THPT Tương Dương - SKKN áp dụng trường THPT Tỉnh Nghệ An - SKKN “Ứng dụng thử nghiệm mơ hình giáo dục STEM dạy học chủ đề sinh học vi sinh vật – nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm” góp phần đổi PPDH, đổi kiểm tra đánh giá, tiếp cận chương trình GDPT Đây tài liệu tham khảo hữu ích giáo viên Sinh học cấp THPT Kiến nghị, đề xuất: 3.1 Ứng dụng thành công mơ hình giáo dục STEM vào giảng dạy mơn Sinh học trường THPT huyện miền núi theo quan điểm định hướng Vụ GDTrH, Bộ GDĐT tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá chủ đề dạy học thiết kế 3.2 SKKN có tính khả thi, có tính mới, tính sáng tạo; có khả mang lại lợi ích thiết thực, áp dụng trường THPT miền núi nói riêng trường THPT nói chung 3.3 SKKN mở rộng với dự án lớn toàn trường cho học sinh trải nghiệm, kinh doanh rượu cẩm nhằm hướng nghiệp cho em phát triển nội lực kinh tế địa phương Để tổ chức dạy học theo phương thức STEM hiệu trường cần quan tâm xây dựng kế hoạch dạy học môn học cho phù hợp, đạo tổ chuyên môn xây dựng chuyên đề dạy học, tạo không gian thời gian cho HS tham gia Trên số kinh nghiệm mà thân đúc rút qua q trình giảng dạy mơn Sinh học THPT Có thể sáng kiến kinh nghiệm tơi cịn có nhiều thiếu sót Rất mong đồng nghiệp nhóm chun mơn Sinh học Hội đồng thẩm định đóng góp xây dựng để sáng kiến kinh nghiệm hồn thiện tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy học tập mơn Sinh học Kính mong Hội đồng khoa học ngành thẩm định công nhận sáng kiến kinh nghiệm Tôi xin chân thành cảm ơn 42 ... ? ?Áp dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề nhân giống nấm men sản xuất rượu nếp cẩm (sinh học 10 THPT) cho học sinh huyện miền núi Tương Dương Nghệ An? ?? nhằm mục đích góp phần thiết thực vào việc đổi... THPT miền núi Ứng dụng phương pháp giáo dục STEM vào chủ đề ? ?Sinh học vi sinh vật - Nhân giống nấm men sản xuất rượu cẩm? ?? thuộc chương trình Sinh học 10 2.1 Tên chủ đề: ? ?Sinh học vi sinh vật - Nhân. .. Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 không dạy học theo chủ đề STEM + lớp làm nhóm thực nghiệm (TN): lớp giảng dạy phần Sinh học vi sinh vật – Sinh học 10 có áp dụng giáo dục STEM vào dạy học chủ