Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học sinh học trung học cơ sở nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA SINH – MƠI TRƢỜNG TỪ THỊ BẢO HỊA THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC - TRUNG HỌC CƠ SỞ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TÓM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: SƢ PHẠM SINH HỌC Người hướng dẫn : TS Trƣơng Thị Thanh Mai Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Người hướng dẫn: TS Trương Thị Thanh Mai Phản biện : ThS Nguyễn Thị Hải Yến Khóa luận bảo vệ trước Hội đồng chấm khóa luận tốt nghiệp ngành Sư phạm Sinh học vào ngày 10 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu tài liệu Thư viện trường Đại học Sư phạm - ĐHĐN Khoa Sinh – Môi trường, Đại học Sư phạm – ĐHĐ PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sinh học môn khoa học thực nghiệm liên quan chặt chẽ với thực tế đời sống Vì vậy, việc cho học sinh quan sát, thực hành, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tiễn cần thiết lẽ kiến thức, vật, tượng gần gũi, quen thuộc học sinh, giúp học sinh hiểu rõ khắc sâu kiến thức Là môn khoa học tự nhiên với nhiều mảng kiến thức sinh vật, môi trường, tảng cho môn khoa học nghiên cứu, kiến thức môn sinh học hồn tồn phù hợp để áp dụng chương trình STEM Việc áp dụng chương trình giáo dục STEM phổ biến khuyến khích triển khai nhiều giáo dục giới khơng giúp học sinh tìm tịi, khám phá, phát huy khả tư sáng tạo, kĩ giải vấn đề, làm việc nhóm, cách đồng tồn diện mà cịn tạo hứng thú học tập, niềm yêu thích nghiên cứu niềm u thích mơn sinh học “Thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học kiến thức “Thực vật - Động vật – Vi sinh vật” dạy học Trung học sở nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh ” chủ đề bao gồm kiến thứcs liên hệ nhiều đến môn khoa học trung học như: Hình trịn, hình trụ đứng (Tốn học); Hơ hấp thực vật, đặc điểm loại rễ, thân, lá; giun, hệ vi sinh vật đất; đặc điểm cấu tạo sinh sản giun trùn quế; … (Sinh học) Vận dụng kiến thức khoa học, kỹ thuật, cơng nghệ tốn học, thiết kế sản phẩm theo yêu cầu chủ đề nhằm giúp HS vận dụng kiến thức vào thực tế, đồng thời trải nghiệm, sáng tạo vấn đề lí thuyết để tạo sản phẩm Với lý trên, tiến hành thực đề tài: “Thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học kiến thức “Thực vật - Động vật – Vi sinh vật” dạy học Trung học sở nhằm phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh” Mục tiêu nghiên cứu - Đề xuất quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM - Vận dụng quy trình để thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học sinh học kiến thức Thực vật – Động vật – Vi sinh vật trường THCS Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận GD STEM tổ chức dạy học GD STEM - Xây dựng quy trình thiết kế chủ đề GD STEM dạy học kiến thức Thực vật – Động vật – Vi sinh vật - Vận dụng quy trình thiết kế chủ đề GD STEM chương trình sinh học - Khảo nghiệm sư phạm để xác định tính cần thiết khả thi đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Phương pháp nghiên cứu ý kiến chuyên gia - Phương pháp khảo nghiệm sư phạm - Phương pháp xử lí số liệu - Những đóng góp đề tài - Lựa chọn nghiên cứu sở lý luận thiết kế HĐ STEM dạy học trường - Đề xuất mơ hình HĐ STEM quy trình thiết kế HĐ STEM - Vận dụng quy trình thiết kế hoạt động STEM dạy học kiến thức Thực vật – Động vật - Vi sinh vật chương trình PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÍ LUẬN CƠ BẢN VỀ GIÁO DỤC STEM 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu giáo dục STEM 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Trên giới, Mỹ “chịu chi” tỷ đô la để xây dựng chương trình giáo dục STEM Dự kiến đến năm 2020, ngân sách Mỹ trả cho chương trình giáo dục lên tới 4,32 tỷ la, thực khoản đầu tư khổng lồ từ trước đến Mỹ dành cho chương trình giáo dục Sự đầu tư lớn đến ngỡ ngàng Mỹ gây nên chấn động cho ngành giáo dục toàn giới Nhưng lý để STEM trở nên phổ biến tồn giới khơng số tiền khổng lồ mà Mỹ chịu chi trả mà cịn nằm chất lượng mơ hình STEM mang đến khả xóa bỏ giới hạn lý thuyết hàn lâm vận dụng thực tiễn – điều mà giới cần tới Điển hình lan tỏa STEM diễn đàn giáo dục STEM lần thứ Florida có tới 2500 vị đại biển đến từ 120 quốc gia khác Trong châu Mỹ có Mỹ đứng đầu khởi xướng có nước đại diện tiêu biểu Canada, Brazil,… châu Âu tiêu biểu có Anh, Pháp, Đức,…, châu Á có Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Qatar,… chắn thiếu châu Phi Với tiếp cận đến toàn giới, STEM chứng tỏ sức mạnh lan tỏa toàn cầu khơng giới hạn Phải STEM trở thành cách mạng thay đổi giáo dục giới 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Ở Việt Nam năm gần có nhiều nghiên cứu nhóm tác giả giáo dục STEM đề xuất quy trình thiết kế chủ đề STEM : - Theo Nguyễn Thanh Nga cộng , tiêu chí chủ đề giáo dục STEM là: kiến thức thuộc lĩnh vực STEM, giải vấn đề thực tiễn, định hướng thực hành, làm việc nhóm Quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM gồm bước : Vấn đề thực tiễn → Ý tưởng chủ đề STEM → Xác định kiến thức STEM cần giải → Xác định mục tiêu chủ đề STEM → Xây dựng câu hỏi định hướng chủ đề STEM - Theo Lê Xuân Quang , quy trình xây dựng chủ đề STEM gồm bước : Lựa chọn nội dung cụ thể môn học → Kết nối với sản phẩm ứng dụng thực tế → Phân tích ứng dụng → Chỉ kiến thức liên quan mơn thuộc lĩnh vực STEM → Hình thành chủ đề - Theo Nguyễn Thị Phương , quy trình xây dựng chủ đề STEM gồm bước : Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM → Xác định mục tiêu chủ đề STEM → Xác định nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề giáo dục STEM → Xác định vấn đề cần giải chủ đề giáo dục STEM → Thiết kế hoạt động học tập → Thiết kế tiêu chí cơng cụ kiểm tra đánh giá HS chủ đề 1.2 Cơ sở lý luận giáo dục STEM 1.2.1 Giáo dục STEM a Khái niệm giáo dục STEM STEM viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), (Kỹ thuật) Math (Toán học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức kĩ (gọi kĩ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp HS không hiểu biết ngun lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày b Mục tiêu giáo dục STEM Tại Mỹ, ba mục tiêu cho giáo dục STEM là: trang bị cho tất công dân kĩ STEM, mở rộng lực lượng lao động lĩnh vực STEM bao gồm phụ nữ dân tộc thiểu số nhằm khai thác tối đa tiềm người đất nước, tăng cường số lượng HS theo đuổi nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực STEM Tại Úc, mục tiêu giáo dục STEM xây dựng kiến thức tảng quốc gia nhằm đáp ứng thách thức lên việc phát triển kinh tế cho kỉ 21 Tuy phát biểu mục tiêu giáo dục STEM tầm quốc gia có khác điểm chung cho mục tiêu tác động đến người học Có thể dễ nhận thấy giáo dục STEM giải pháp cải cách giáo dục quốc gia nhằm hướng tới phát triển người nhằm đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển quốc gia thời đại tồn cầu hóa đầy cạnh tranh Trong luận văn trình bày mục tiêu giáo dục STEM theo nghĩa chung 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 , mặt khác giáo dục STEM nhằm: - Phát triển lực đặc thù môn học thuộc STEM cho HS: Đó kiến thức, kĩ liên quan đến môn học Khoa học, Cơng 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 chế tạo sản phẩm - Phát triển lực cốt lõi 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 tư phê phán, khả hợp tác để thành công… - 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 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 1.2.2 Các hình thức tổ chức giáo dục STEM a Dạy học môn 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 triển khai q trình dạy học mơn 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 khơng làm phát sinh thêm thời gian học tập b 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, cơng nghệ, kỹ thuật toán học đối cới 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 công 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 c 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 với nhiều chủ đề khác thuộc lĩnh vực robot, lượng tái tạo, mơi trường, biến đổi khí hậu, nơng nghiệp công nghệ cao… 1.2.3 Đánh giá dạy học theo chủ đề STEM Đặc điểm giáo dục STEM định hướng sản phẩm, phương pháp giảng dạy dạy học dựa dự án, học tập theo nhóm Vì việc đánh giá thường xuyên Đa dạng hình thức công cụ đánh giá cần thiết Giáo viên nên kết hợp đánh giá dựa hoạt động lớp; đánh giá qua việc trình bày, báo cáo sản phẩm người học xuyên suốt trình thực dự án; kết hợp đánh giá giáo viên với tự đánh giá đánh giá lẫn học sinh 1.2.4 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 trung học sở 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 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 hướng tới giải vấn đề có tính đặc thù địa phương - Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM trường , 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 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 1.3 Năng lực giải vấn đề Vấn đề điều cần xem xét, nghiên cứu, giải (theo Hoàng Phê – Từ điển Tiếng Việt), tình có sức thu hút hấp dẫn người học mà người học có mong muốn khám phá, khai thác vấn đề để tìm hiểu vấn đề Trong hoạt động dạy học, vấn đề nhiệm vụ đặt cho HS, chứa đựng mâu thuẫn, thách thức mà người học cần phải vận dụng kiến thức kỹ liên quan để vượt qua Theo chương trình đánh giá PISA,2012, Năng lực giải vấn đề khả cá nhân hiểu giải tình chưa rõ ràng Nó bao gồm tham gia vào giải tình vấn đề – thể tiềm cơng dân tích cực xây dựng [17] Theo tác giả Đinh Quang Báo NL GQVĐ THPT biểu hoạt động: Phân tích tình học tập, sống;Thu thập làm rõ thơng tin có liên quan đến vấn đề; Đề xuất phân tích số giải pháp GQVĐ; Lựa chọn giải pháp phù hợp nhất; Thực đánh giá GQVĐ; Suy ngẫm cách thức tiến trình GQVĐ để điều chỉnh vận dụng bối cảnh a Cấu trúc lực giải vấn đề Theo Chương trình giáo dục tổng thể tháng 12/2018, lực giải vấn đề học sinh Trung học phổ thông bao gồm lực thành tố sau : - Nhận ý tưởng - Phát làm rõ vấn đề - Hình thành triển khai ý tưởng - Đề xuất, lựa chọn giải pháp - Thiết kế tổ chức hoạt động - Tư độc lập 10 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Phân tích nội dung kiến thức Thực vật – Động vật –Vi sinh vật 3.1.1 Phân tích nội dung kiến thức Thực vật học a Chương trình hành Nội dung kiến thức sinh học phần Thực vật học chương THCS đưa vào chương trình sinh học lớp gồm chương Các nội dung cụ thể chương trình bày cụ thể bảng sau : Chương Chương I – Tế bào thực vật Chương II – Rễ Nội dung Cấu tạo thực vật; Sự lớn lên phân chia tế bào thực vật Các loại rễ, vai trò, miền rễ; Cấu tạo miền hút rễ ; Sự hút nước muối khoáng rễ, yếu tố ảnh hưởng đến hút nước muối khoáng rễ Chương III – Thân Cấu tạo thân; Vai trò thân; Sự vận cuyển chất thân Chương IV – Lá Đặc điểm bên lá; cấu tạo lá; Giới thiệu đặc điểm sinh lí (quang hợp, hơ hấp, nước) yếu tố ảnh hưởng đến đặc điểm sinh lí; Biến dạng ý nghĩa Chương V – Sinh sản sinh dưỡng Chương VI – Hoa sinh sản hữu tính Chương VII – Quả hạt Giới thiệu sinh sản sinh dưỡng số biến pháp nhân giống sinh sản sinh dưỡng Giới thiệu cấu tạo hoa; Quá trình thụ phấn thực vật số đường thụ phấn thực vật Các loại hạt; Vai trò hạt; Các hình thức phát tán hạt; Những điều kiện cần cho hạt nảy mầm Chương VIII – Các Giới thiệu ban đầu đặc điểm , cấu tạo, vai trị nhóm thực vật tảo; Cây rêu ; Cây dương xỉ; TV hạt trần, TV hạt kín; phân biệt lớp mầm lớp mầm; Khái niệm sơ lược phân loại thực vật 11 Chương IX – Vai trò Vai trò thực vật bảo vệ nguồn nước, đất, khí thực vật hậu; vai trò thực vật đời sống người ; Hiện trạng biện pháp bảo vệ đa dạng thực vật b Chương trình GD năm 2018 Qua phân tích chương trình dựa theo chương trình GD mơn KHTN nội dung kiến thức Thực vật học đưa vào chủ đề “Vật sống” chương trình lớp cụ thể sau : Lớp Chương Đa dạng giới sống Nội dung - Đa dạng thực vật - Tìm hiểu sinh vật ngồi tự nhiên - Chuyển hố lượng tế bào Trao đổi chất + Quang hợp chuyển hố + Hơ hấp tế bào lượng sinh vật - Các yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp hơ hấp - Trao đổi khí thực vật Trao đổi nước - Con đường vận chuyển nước dinh dưỡng thực chất dinh vật dưỡng sinh vật - Các yếu tố ảnh hưởng đến trao đổi nước chất dinh dưỡng thực vật - Khái niệm cảm ứng Cảm ứng sinh vật - Cảm ứng thực vật - Vai trò cảm ứng thực vật Sinh trưởng - Sinh trưởng phát triển thực vật phát triển sinh - Tìm hiểu mơ phân sinh thực vật vật - Nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển sinh vật - Sinh sản vơ tính sinh sản hữu tính thực vật Sinh sản sinh - Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh sản thực vật 12 vật - Vai trò sinh sản tự nhiên - ứng dụng sinh sản vơ tính, hình thức nhân giống vơ tính thực vật 3.1.2 Phân tích nội dung kiến thức Vi sinh vật học a Chương trình hành Nội dung kiến thức sinh học phần Thực vật học chương THCS đưa vào chương trình sinh học lớp chương X - Vi khuẩn, Nấm, Địa y Các nội dung cụ thể chương trình bày cụ thể bảng sau : Chương Nội dung Chương X – Vi khuẩn , Đặc điểm, cấu tạo, vi khuẩn, nấm, địa y ; Dinh dưỡng, vai Nấm, Địa y trò yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển vi khuẩn , nấm, địa y b Chương trình GD năm 2018 Qua phân tích chương trình dựa theo chương trình GD mơn KHTN nội dung kiến thức Vi sinh vật đưa vào chủ đề “Vật sống” chương trình lớp cụ thể sau : Chương Nội dung - Sự đa dạng nhóm sinh vật : + Virus vi khuẩn: Khái niệm ; Cấu tạo sơ lược Đa dạng giới sống ;Sự đa dạng; Một số bệnh gây virus vi khuẩn - Đa dạng nấm: Sự đa dạng nấm ;Vai trò nấm ; Một số bệnh nấm gây 3.1.3 Phân tích nội dung kiến thức Động vật học a Chương trình hành Nội dung kiến thức sinh học phần Thực vật học chương THCS đưa vào chương trình sinh học lớp gồm chương Các nội dung cụ thể chương trình bày cụ thể bảng sau : 13 Chương Nội dung Quan sát hình dạng, cấu tạo ngồi số động vật ngun sinh (trùng roi, trùng Chương I – Ngành động vật nguyên sinh biến hình, trùng giày, trùng sốt rét, ); Vai trò thực tiễn chung ngành động vật nguyên sinh Giới thiệu sơ lược đặc điểm chung ngành Chương II – Nghành ruột khoang ruột khoang; Quan sát cấu tạo thủy tức; Vai trò thực tiễn chung ngành ruột khoang Tìm hiểu đặc điểm chung ngành Chương III – Các ngành giun giun; Quan sát cấu tạo số ngành giun dẹp, giun tròn, giun đốt; Tìm hiểu đặc điểm dinh dưỡng, vai trị ngành giun Giới thiệu sơ lược đặc điểm chung, cấu Chương IV – Ngành thân mềm tạo vai trò ngành thân mềm Đặc điểm chung ngành chân khớp; quan Chương V – Ngành chân khớp sát cấu tạo số đại diện lớp giáp xác, lớp hình nhện, lớp sâu bọ; Vai trị ngành chân khớp Tìm hiểu đa dạng, đặc điểm chung, đặc Chương VI – Ngành động vật có xương sống điểm cấu tạo lớp cá, lớp lưỡng cư, lớp bị sát, lớp chim, lớp thú Tìm hiểu sơ khai tiến hóa tổ chức Chương VII – Sự tiến hóa động vật thể, tiến hóa sinh sản, phát sinh giới động vật Chương VIII – Động vật đời sống Tìm hiểu sơ khai đa dạng sinh học, người biện pháp đấu tranh sinh học; Thực trạng giải pháp bảo vệ đa dạng sinh học địa phương 14 b Chương trình GD năm 2018 Qua phân tích chương trình dựa theo chương trình GD mơn KHTN nội dung kiến thức Động vật học đưa vào chủ đề “Vật sống” chương trình lớp cụ thể sau: Lớp Chương Nội dung Đa dạng - Đa dạng nguyên sinh vật: Sự đa dạng nguyên sinh giới sống vật; Một số bệnh nguyên sinh vật gây nên - Đa dạng động vật: Sự đa dạng ; Thực hành Trao đổi chất - Chuyển hoá lượng thể chuyển hoá lượng - Vai trị trao đổi chất chuyển hóa lượng thể sinh vật Trao đổi nước chất dinh dưỡng sinh - Con đường thu nhận tiêu hoá thức ăn ống tiêu hoá động vật (đại diện người) - Quá trình vận chuyển chất động vật vật - Cảm ứng động vật Cảm ứng sinh - Tập tính động vật: khái niệm, ví dụ minh hoạ vật - Vai trò cảm ứng động vật - Sinh trưởng phát triển số loài động vật thực Sinh trưởng vật phát triển sinh - Ứng dụng hiểu biết sinh trưởng phát triển để vật tiêu diệt số loại côn trùng bệnh hại - Sinh sản vơ tính sinh sản hữu tính động vật Sinh sản sinh vật - Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh sản động vật - Vai trò sinh sản tự nhiên 15 3.2 Thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học sinh học 3.2.1 Quy trình thiết kế chủ đề STEM Dựa vào nghiên cứu lí luận quy trình thiết kế chủ đề STEM nhóm tác giả, tơi đề xuất quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học nội dung kiến thức Thực vật – Động vật – Vi sinh vật sau : Bước Nghiên cứu nội dung kiến thức TV-ĐV-VSH Bước Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM Bước Xác định mục tiêu lực chung, lực KHTN, phẩm chất STEM Bước Xác định vấn đề cần giải chủ đề giáo dục STEM Bước Xác định nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề giáo dục STEM 6.1 Xác định phương pháp, kĩ thuật tổ chức hoạt động 6.2 Xác định tài liệu tham khảo, phương tiện hoạt động Bước Thiết kế hoạt động học tập Bước Thiết kế tiêu chí cơng cụ kiểm tra, đánh giá HS chủ đề 6.3 Xác định bước thực hoạt động dạy học STEM Hình 3.2.1.1 Quy trình thiết kế chủ đề STEM dạy học Sinh học 16 3.2.2 Công cụ đánh giá NL GQVĐ học sinh : Bảng 3.2.2.1 Bảng tiêu chí đánh giá kỹ sử dụng để đánh giá kỹ năng lực giải vấn đề Cấp độ biểu hành vi KN, hành vi Xếp loại Không phát biểu câu hỏi, phát biểu A Phát Phát biểu VĐ vấn đề thành không với nội dung vấn đề Câu hỏi phản ánh nội dung vấn đề chưa tường minh Câu hỏi ngắn gọn, nêu bật nội dung vấn đề câu hỏi B Thiết Đưa vài giả thuyết không lập không phù hợp với nội dung VĐ Đưa số giả thuyết, có giả thuyết gian VĐ hình Đưa giả thành giả thuyết giải thuyết thích VĐ C Lập Chứng minh kế hoạch giả tiến thuyết, rút hành kết luận GQVĐ vấn đề phù hợp, có giả thuyết chưa phù hợp Đưa đầy đủ giả thuyết Tất giả thuyết đưa phù hợp với nội dung vấn 0 đề Chưa chứng minh giả thuyết Chứng minh giả thuyết chưa đầy đủ Chứng minh, làm rõ giả thuyết; Chủ động rút nội dung kiến thức cách xác Chưa rút kiến thức, kinh nghiệm D Đánh Xác nhận giá giải hoàn thành GQVĐ Rút vài nội dung kiến thức, kinh nghiệm chưa rõ nét 17 pháp kiến thức, Hình thành đầy đủ, xác nội dung kiến GQVĐ, kinh thức mới, rút kinh nghiệm sau hoàn rút kết nghiệm thành việc GQVĐ, vận dụng để giải luận thu nhận VĐ tổng thể Bảng 3.2.2.2 Bảng tiêu chí đánh giá mức độ tham gia hoạt động nhóm học sinh Nội dung đánh giá Học sinh tự Nhóm đánh đánh giá giá Tham gia Đầy đủ buổi họp nhóm Xếp loại Thường xuyên Một vài buổi Không buổi Tham gia Tích cực đóng góp ý Thường xuyên kiến Thỉnh thoảng Không Ln ln Hồn thành cơng việc Thường xun nhóm thời hạn Hồn thành Thỉnh thoảng Không Luôn công việc Thường xuyên nhóm có chất Thỉnh thoảng lượng Có ý tưởng Khơng Ln ln mới, sáng tạo Thường xun đóng góp cho Thỉnh thoảng nhóm Khơng 18 Vai trị nhóm Nhóm trưởng Thư kí Thành viên NHẬN XÉT, KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 19 CHƢƠNG IV : KHẢO NGHIỆM SƢ PHẠM 4.1 Mục đích khảo nghiệm sƣ phạm - Đánh giá mức độ hiệu chủ đề STEM thiết kế để sử dụng dạy học kiến thức “Thực vật – Động vật – Vi sinh vật” Trung học nhằm phát triển lực GQVĐ cho học sinh - Xác định tính khả thi việc thực chủ đề STEM vào tổ chức dạy học sinh học nói chung dạy học kiến thức “Thực vật – Động vật – Vi sinh vật” Trung học nói riêng 4.2 Nội dung khảo nghiệm - Chúng tiến hành khảo nghiệm chủ đề STEM thiết kế để sử dụng giảng dạy nội dung kiến thức phần “Thực vật – Động Vật – Vi sinh vật” Trong có chủ đề sử dụng để dạy sinh học có chủ đề sử dụng để dạy sinh học thể cụ thể bảng sau: Bảng 3.2 Hệ thống chủ đề sử dụng để khảo nghiệm ý kiến giáo viên Lớp STT Tên chủ đề STEM Nội dung kiến thức chủ đề Phân bón hữu từ chuối - Vai trò vi sinh vật đời sống (VSV) - Sinh trưởng dinh dưỡng VSV Tháp rau hữu - Đặc điểm sinh lí vai trò giun trùn quế (ĐV) - Đặc điểm sinh trưởng phát triển loại rau ngắn hạn, thời vụ (TV) - Vai trò VSV đất (VSV) 20 VSV – Bạn nhà nông - Vai trò VSV đời sống - Một số loại sâu, bệnh hại (ĐV) 4.3 Kết khảo nghiệm Qua kết khảo nghiệm ý kiến 20 giáo viên trường THCS địa bàn thành phố thành Đà Nẵng giáo viên trường THCS tỉnh Quảng Nam hiệu sử dụng chủ đề STEM (8 giáo viên đánh giá chủ đề STEM) , kết trình bày bảng 3.4 Bảng 4.3.1 Thống kế kết khảo nghiệm ý kiến nhận xét GV Mức độ nhận xét STT Tên chủ Đối tượng nhận xét Phù hợp Chưa phù Khơng có ý hợp kiến đề SL % SL % SL % 100 0 0 0.75 0.25 0 0.88 0.12 0 0.63 0.25 0.12 0.63 0.12 0.25 Giúp phát triển NL giải vấn đề Tháp rau cho HS hữu Tính khả thi chủ đề Giúp phát triển NL Phân bón giải vấn đề hữu từ cho HS chuối Tính khả thi chủ đề Giúp phát triển NL VSV – giải vấn đề Bạn cho HS 21 nhà nơng Tính khả thi 0.75 0 0.25 chủ đề Kết khảo nghiệm cho thấy đa số giáo viên đánh giá cao giá trị sử dụng chủ đề STEM việc phát triển NL GQVĐ cho HS tính khả thi chủ đề thiết kế phạm vi nghiên cứu đề tài Các chủ đề STEM đánh giá phù hợp với nội dung điều kiện tổ chức dạy học trường THCS (trên 60% ý kiến đánh giá phù hợp) Lí đưa là: chủ đề đơn giản dễ thực hiện, dễ quan sát, gần gũi với đời sống, ngun liệu dễ tìm, có tính ứng dụng linh hoạt Bên cạnh đó, với hệ thống tiêu chí đánh giá bao gồm bảng tiêu chí đánh giá hồ sơ học tập nhóm, giáo viên theo dõi q trình HS hoạt động, bám sát, hỗ trợ, điều chỉnh đánh giá khách quan, xác Bên cạnh đó, chủ đề kiến thức liên quan đến “Thực vật – Động vật – Vi sinh vật” chương trình lớp , em chưa phải gị bó nhiều thời gian hoạt động, em chuyên tâm vào trình thực ý tưởng kế hoạch; giúp hình thành sớm cho em nhiều lực cần thiết, đặc biệt lực GQVĐ sáng tạo Đặc biệt với chủ đề : “Tháp rau hữu cơ” thiết kế chương trình sinh học đánh giá cao hiệu phát triển NL GQVĐ cho học sinh (100%) Sỡ dĩ kết chủ đề có vấn đề thực tiễn gần gũi, giải thực trạng sử dụng thực phẩm bẩn – thực trạng mối quan tâm hàng đầu đời sống người dân Ngồi ra, chủ đề có tính kết hợp, vận dụng nhiều kiến thức khoa học hợp lí, phù hợp với kiến thức HS Bên cạnh đó, vật liệu chế tạo tháp rau đơn giản, phạm vi ứng dụng cao, cần thiết thiết thực để sử dụng chương trình dạy học theo định hướng Bộ giáo dục Đào tạo Tuy nhiên, tính khả thi đề tài 0,25% giáo viên chưa đồng tình lí phần thi công liên quan đến thiệt bị em cịn chưa vững vàng nên khơng đảm bảo chất lượng Vì vậy, để khắc phục tình trạng này, GV tổ chức hoạt động theo dõi, bám sát, hỗ trợ em cần thiết , nhằm mang lại hiệu cao cho hoạt động chế tạo sản phẩm 22 Ngoài ra, chủ đề “Phân bón hữu từ chuối” có Gv (0.25%) cho tính khả thi chủ đề chưa phù hợp Vì đối tượng học sinh nhỏ, em chưa đảm bảo thực quy trình ủ phân Ngồi ra, cần khác nhiều thời gian để ủ cho phân bón hữu nên gây trở ngại cho tính liên tục xuyên suốt chủ đề Nhìn chung qua kết khảo nghiệm, nhận thấy bên cạnh chủ đề đánh giá tốt cần phải chỉnh sửa, lưu ý số bước thực chủ đề hệ thống nghiên cứu khóa luận nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nâng cao hiệu dạy học giáo dục STEM chương trình - Một số ý kiến nhận xét giáo viên chủ để giáo dục STEM: + Chủ để : Tháp rau hữu + Chủ đề : Phân bón hữu từ chuối + Chủ đề : VSV – Bạn nhà nông 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đối chiếu với mục tiêu nhiệm vụ khóa luận giả thuyết khoa hoc đề ra, đến khóa luận hồn thành Qua tơi rút số kết luận sau: - Qua phân tích nội dung kiến thức phần “Thực vật – Động vật – Vi sinh vật” -Sinh học cấp nhằm xác định kiến thức phù hợp với với áp dụng chủ đề STEM trình dạy học - Căn vào ưu điểm giáo dục STEM, yêu cầu việc thiết kế chủ đề STEM, chúng tơi đề xuất quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học kiến thức “ Thực vật – Động vật – Vi sinh vật” cấp Quy trình thực theo bước, là: Nghiên cứu nội dung kiến thức Thực vật – Động vật – Vi sinh vật =>Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM =>Xác định mục tiêu lực chung, NL KHTN, phẩm chất chủ đề STEM => Xác định vấn đề cầ giải chủ đề giáo dục STEM =>Xác định nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề giáo dục STEM =>Thiết kế hoạt động học tập =>Thiết kế tiêu chí công cụ kiểm tra, đánh giá HS chủ đề - Dựa vào quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM đề xuất, tiến hành thiết kế chủ đề minh họa phần “Thực vật – Động vật – Vi sinh vật ” – nhằm phát triển NL GQVĐ cho học sinh - Kết phân tích thơng tin thu nhận từ sau kết khảo nghiệm bước đầu chứng tỏ tính hiệu đề tài khóa luận, góp phần nâng cao chất lượng dạy học trình dạy học phần kiến thức “Thực vật – Động vật – Vi sinh vật” – giúp nâng cao NL GQVĐ cho học sinh Kiến nghị Từ kết thu qua phân tích ý kiến chuyên gia, chúng tơi có mơt số đề xuất sau: - Điều chỉnh, lưu ý số bước thực chủ đề hệ thống kết nghiên cứu khóa luận nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nâng cao hiệu dạy học chương trình giáo dục STEM giáo dục tương lai 24 ... phát triển lực giải vấn đề sáng tạo cho học sinh? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Đề xuất quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM - Vận dụng quy trình để thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học sinh học kiến... thú học tập, niềm u thích nghiên cứu niềm yêu thích môn sinh học ? ?Thiết kế chủ đề giáo dục STEM dạy học kiến thức “Thực vật - Động vật – Vi sinh vật” dạy học Trung học sở nhằm phát triển lực giải. .. dựng chủ đề STEM gồm bước : Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM → Xác định mục tiêu chủ đề STEM → Xác định nội dung cụ thể cần sử dụng để giải vấn đề chủ đề giáo dục STEM → Xác định vấn đề cần giải chủ