SKKN vận dụng giáo dục STEM bằng dự án sản xuất kẹo mạch nha từ mầm lúa trong dạy học bài enzym và vai trò của enzym trong quá trình chuyển hóa vật chất – sinh học 10

VẬN DỤNG MƠ HÌNH GIÁO DỤC STEM BẰNG DỰ ÁN SẢN XUẤT KẸO MẠCH NHA TỪ MẦM LÚA TRONG DẠY HỌC BÀI “ENZYM VÀ VAI TRÒ CỦA ENZYM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HĨA VẬT CHẤT” – SINH HỌC 10 – THPT Ở TRƯỜNG THPT BỈM SƠN I ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Lí chọn đề tài Khoa học tự nhiên nói chung, mơn sinh học nói riêng ngày đóng vai trò quan trọng kinh tế thời đại công nghệ Tuy nhiên để thu hút HS u thích lựa chọn mơn học lại gặp nhiều khó khăn hoạt động học tập chủ yếu diễn phạm vi khơng gian lớp học cịn nặng kiến thức lí thuyết hàn lâm mà thực hành thực tế hoạt động trải nghiệm, Do chưa kích thích HS có hứng thú, động say mê tham gia nghiên cứu, học tập hiệu yêu thích mơn học Một giải pháp sử dụng giáo dục STEM dạy học tạo cho HS có hứng thú, động lực, u thích tìm hiểu khoa học môn học vận dụng kiến thức khoa học để giải vấn đề thực tế sống, thơng qua phát triển tồn diện phẩm chất lực người học Sinh học 10,11 có nhiều vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn, vận dụng mơ hình giáo dục STEM để dạy học Trong đề tài đề cập đến vấn đề : Vận dụng giáo dục STEM dự án sản xuất kẹo mạch nha từ mầm lúa dạy học “Enzym vai trị enzym q trình chuyển hóa vật chất – sinh học 10” nhằm phát triển phẩm chất, lực người học (đặc biệt lực thực nghiệm lực vận dụng tri thức giải vấn đề thực tiễn) thực yêu cầu dạy học tích hợp nội dung kiến thức I.2 Mục đích nghiên cứu - Giúp học sinh phát triển lực học tập - Giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn I.3 Đối tượng nghiên cứu lớp học sinh lớp 10 năm học 2020 – 2021 làm nghiên cứu, kết thi năm đánh giá rút kinh nghiệm cho năm I.4 Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thơng tin, tìm hiểu tư liệu liên quan: Tìm hiểu thơng tin qua sách giáo khoa, sách giáo viên, qua mạng - Tích hợp : kết hợp mơ hình STEM giảng dạy II CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Mơ hình giáo dục STEM gì? STEM cụm từ viết tắt hình thức giáo dục hướng đến kinh tế tri thức với kết hợp lĩnh vực, bao gồm: Khoa Học (Science), Cơng Nghệ (Technology), Kỹ Thuật (Engineering) Tốn Học (Math) Nhằm trang bị cho người học kỹ kiến thức kết hợp mảng để đào tạo hệ đón đầu xu hướng cách mạng cơng nghiệp 4.0 Mục đích hệ thống nói gọn là: “Thực tế hóa” mớ kiến thức khơ khan giáo trình, hướng đến sát với đích cuối khả hành động giải vấn đề thực tế thông qua áp dụng kiến thức [3,6,7,8,9] Giáo dục STEM [13] 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 kỹ phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không hiểu biết ngun lý mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống ngày Giáo dục STEM thu hẹp khoảng cách hàn lâm thực tiễn, tạo người có lực làm việc “tức thì” mơi trường có tính sáng tạo cao sử dụng trí óc có tính chất cơng việc lặp lại kỷ 21 Mơn học STEM gì? [13] STEM môn học mà học sinh học kiến thức khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học cách tích hợp Thơng thường, mơn học STEM thiết kế dạng chủ đề học sinh học kiến thức tích hợp dựa chủ đề Ví dụ, học chủ đề hệ mặt trời, học sinh không đơn học khoa học để nghiên cứu xem hệ mặt trời gồm thành phần hay đặc điểm chúng mà học ý tưởng phát kính thiên văn (tức tìm hiểu Cơng nghệ), học giá đỡ cho kính thiên văn (liên quan đến mơn Kỹ thuật), hay học cách tính tỷ lệ khoảng cách hay bán kính ngơi (chính mơn Tốn học) Mơn học Robotics mơn học điển hình cho giáo dục STEM Học STEM nào? [13] Một phương pháp dạy học mang lại hiệu cao cho giáo dục STEM phương pháp “Học qua hành” -“Learning by doing” Phương pháp “Học qua hành” giúp học sinh có kiến thức từ kinh nghiệm thực hành từ lý thuyết Bằng cách xây dựng giảng theo chủ đề dựa thực hành, học sinh hiểu sâu lý thuyết, nguyên lý thông qua hoạt động thực tế Chính hoạt động thực tế giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn, sâu Học sinh làm việc theo nhóm, tự thảo luận tìm tịi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào hoạt động thực hành sau truyền đạt lại kiến thức cho người khác Với cách học này, giáo viên khơng cịn người truyền đạt kiến thức mà người hướng dẫn để học sinh tự xây dựng kiến thức cho Tại giáo dục STEM lại quan trọng? [13] Một thống kê Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình ngành nghề khác Trong đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình ngành khác tính từ năm 1950 đến 2007 Với phát triển khoa học kỹ thuật nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày lớn, đòi hỏi ngành giáo dục phải có thay đổi để đáp ứng nhu cầu xã hội Giáo dục STEM tạo người đáp ứng nhu cầu cơng việc kỷ mới, có tác động lớn đến thay đổi nên kinh tế đổi Trong phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ, Bill Gates nói: “Chúng ta khơng thể trì kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ xây dựng lực lượng lao động có kiến thức kỹ để sáng tạo” Bill Gates đặc biệt nhấn mạnh đến vai trò giáo dục việc xây dựng lực lượng lao động Ông nói tiếp: “Chúng ta khơng thể trì kinh tế sáng tạo có cơng dân đào tạo tốt tốn học, khoa học kỹ thuật” Các kỹ STEM hiểu nào? Giáo dục STEM để học sinh trở thành nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư hay kỹ thuật viên mà phát triển cho học sinh kỹ sử dụng để làm việc phát triển giới công nghệ đại ngày Vâng, kỹ STEM Kỹ STEM hiểu tích hợp, lồng ghép hài hịa từ bốn nhóm kỹ là: Kỹ khoa học, kỹ công nghệ, kỹ kỹ thuật kỹ toán học * Kỹ khoa học: khả liên kết khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết giáo dục khoa học để thực hành sử dụng kiến thức để giải vấn đề thực tế * Kỹ công nghệ: Là khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ Công nghệ từ vật dụng ngày đơn giản quạt mo, bút chì đến hệ thống sử dụng phức tạp mạng internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh… Tất thay đổi giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu người coi cơng nghệ * Kỹ kỹ thuật: Là khả giải vấn đề thực tiễn diễn sống cách thiết kế đối tượng, hệ thống xây dựng quy trình sản xuất để tạo đối tượng Hiểu cách đơn giản, học sinh trang bị kỹ kỹ thuật có khả sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm Học sinh phải có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm cân yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, cơng nghệ, kỹ thuật) để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi ra, học sinh cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kỹ thuật * Kỹ tốn học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới Học sinh có kỹ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống ngày Giáo dục STEM cung cấp kỹ gì? Ngồi kỹ khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học, giáo dục STEM cung cấp cho học sinh kỹ cần thiết giúp học sinh phát triển tốt kỷ 21 như: kỹ giải vấn đề, tư phản biện, kỹ cộng tác, kỹ giao tiếp… Kỹ giải vấn đề kỹ cần cho học sinh kỷ 21, kỷ mà số lượng cơng việc có tính chất sáng tạo không lặp lặp lại tăng mạnh, đòi hỏi người lao động phải chủ động trang bị lực giải vấn đề Tư phản biện hiểu trình tư phân tích thơng tin theo hướng khác vấn đề để từ làm sáng tỏ khẳng định lại vấn đề Đây thực cách tiếp cận tốt giáo dục mà vốn từ xưa tới nay, học sinh tiếp nhận thông tin, kiến thức từ giáo viên cách thụ động Tư phản biện giúp học sinh hiểu vấn đề sâu hơn, hình thành lối suy nghĩ logic kỹ xử lý thông tin tốt Kỹ cộng tác giao tiếp kỹ vô quan trọng để phát triển kỷ 21 cơng việc ngày địi hỏi chia sẻ, giao tiếp kỹ khiến vấn đề giải cách nhanh chóng, trơi chảy mang lại hiệu cao Vai trị Cơng nghệ (T) Kỹ thuật (E) Chương trình giáo dục kỷ 20 chủ yếu tập trung vào Khoa học (S) Tốn học (M) mà xem nhẹ vai trị Công nghệ (T) Kỹ thuật (E) Không cần Toán học Khoa học, kỷ 21 cịn cần Cơng nghệ Kỹ thuật kỹ cần thiết như: kỹ tư phản biện, giải vấn đề, làm việc theo nhóm, cộng tác Các kỹ kĩ thuật cho phép học sinh tiếp cận phương pháp, tảng để thiết kế xây dựng thiết bị từ đơn giản đến phức tạp mà xã hội cần sử dụng Học sinh cung cấp kiến thức công nghệ có khả sử dụng cơng nghệ thành thạo, đem lạitính hiệu cao hơn, nhanh hơn, xác cơng việc Nếu giáo dục khơng có T and E học sinh trang bị lý thuyết, khái niệm, nguyên lý, công thức, định luật mà không trang bị kiến thức để áp dụng vào thực tiễn Vì vậy, việc kết hợp kỹ STEM ngày trở nên quan trọng kỷ 21 STEM tích hợp Rào cản lớn giáo dục truyền thống tách rời bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học Sự tách rời tạo khoảng cách lớn học làm, nhà trường doanh nghiệp Học sinh, sinh viên đào tạo theo mơ hình truyền thống khoảng thời gian để hiểu cách sở lý thuyết, nguyên lý chuyển thành ứng dụng thực tế kiến thức bị mài mòn Hơn nữa, tư liên kết vật, tượng với ứng dụng kỹ thuật hạn chế Giáo dục STEM phương pháp tiếp cận liên ngành tạo kết hợp hài hòa lĩnh vực Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Tốn học nhằm mang đến cho học sinh trải nghiệm thực tế thậtc có ý nghĩa Việc dạy học STEM tăng tính hấp dẫn với học sinh, giúp học sinh hiểu sâu vấn đề, đạt hiệu học tập cao Giáo dục STEM Việt Nam Chúng ta sống thời đại hòa nhập cao quốc gia có văn hóa khác nhau, nhu cầu trao đổi công việc nhân lực ngày cao Bối cảnh địi hỏi ngành giáo dục cần chuẩn bị cho học sinh kỹ kiến thức theo chuẩn toàn cầu Giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp kiến thức kỹ cần thiết cho học sinh kỷ 21 mơ hình giáo dục diện rộng tương lai gần giới Phương pháp giáo dục STEM mẻ có phương pháp tiếp cận khác giảng dạy học tập nên cần quan tâm nhận thức toàn xã hội Những người hoạch định sách cần có phương pháp nâng cao nhận thức tầng lớp xã hội giáo dục STEM, từ bậc cha mẹ, giáo viên, nhà trường, đến nhữngnhà giáo dục cấp Cải cách giáo dục điều tất yếu, triển khai giáo dục STEM để đón đầu xu hướng phát triển giáo dục đặt móng vững cho phát triển cuả đất nước tương lai Quy trình vận dụng giáo dục STEM lập kế hoạch dạy học Enzym vai trị enzym q trình chuyển hóa vật chất – Sinh học 10 2.1 Quy trình chung [1,2,3,6,7,8,9,11] Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, q trình gắn với kiến thức tự nhiên; quy c Lựa trình thiết bị cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn chọn chủ đề để lựa chọn chủ đề học học Bướ Sau chọn chủ đề học, cần xác định vấn đề cần giải để giao cho học sinh thực cho giải vấn đề đó, Bước Xác học sinh phải học kiến thức, kĩ cần lĩnh hội định vấn đề chương trình mơn học lựa chọn (đối với STEM kiến tạo) cần giải vận dụng kiến thức, kỹ biết (đối với STEM vận dụng) để xây dựng học Trong trình này, GV tiến hành thử nghiệm để hình dung khó khăn học sinh gặp phải, hội vận dụng kiến thức để giải vấn đề xác định đắn tiêu chí sản phẩm bước Bước Xây Sau xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm tạo ra, cần dựng tiêu chí xác định rõ tiêu chí giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí thiết quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải vấn bị/giải pháp đề/thiết kế mẫu sản phẩm giải Các tiêu chí phải hướng tới việc định hướng trình học vấn đề tập vận dụng kiến thức học sinh không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất Bước Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Bao gồm (1) Hoạt động trải nghiệm thực hành thực tế; (2) Hoạt động khám phá kiến thức mới, luyện tập, vận dụng sáng tạo; (3) Hoạt động kiểm tra, đánh giá Mỗi hoạt động học thiết kế rõ ràng mục đích, nội dung sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành, cách thức tổ chức hoạt động Các hoạt động học tổ chức ngồi lớp học (ở trường, nhà cộng đồng) II.2 Thực trạng vấn đề - Hiện môn Sinh môn không ý nhiều trường phổ thơng Một lí mơn Sinh thuộc tổ hợp khối B, khối B trường đại học xét tuyển không đa dạng ngành nghề, chủ yếu trường Y trường Y lại lấy với số điểm cao - Việc dạy học giáo viên chưa thực đổi mới, ngại tiếp cận với vấn đề mới, dạy theo phương pháp cần tốn nhiều thời gian, đầu tư công sức giáo viên - Học sinh trường THPT Bỉm Sơn thực tế động, sáng tạo Ham học hỏi, giáo viên mà phân công công việc học theo dự án em hào hứng, phấn khởi tham gia trách nhiệm II Giải pháp thực Vận dụng quy trình lập kế hoạch dạy học Enzym vai trị enzym q trình chuyển hóa vật chất – Sinh học 10 [4,5,10,12] Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức 14 “Enzim vai trò Enzym trình chuyển hóa vật chất”, 15 “Một số thí nghiệm enzim” chương trình Sinh học 10, điều kiện thực tế địa phương quy trình cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn, để lựa chọn chủ đề học Đó là: “Ứng dụng Enzym sản xuất kẹo mạch nha” Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Với chủ đề “Ứng dụng Enzym sản xuất kẹo mạch nha”, GV yêu cầu HS giải vấn đề sau: (1) Mạch nha gì? Có cơng dụng gì, phương pháp (quy trình) làm kẹo mạch nha từ mầm lúa tinh bột? Cơ chế tạo kẹo mạch nha từ mầm lúa tinh bột? lĩnh vực ứng dụng khác enzym mà em biết? (2) Lớp chia thành nhóm (cách chia nhóm?) Mỗi nhóm thực quy trình làm kẹo mạch nha, quay video q trình nhóm thực quy trình làm sản phẩm thực yêu cầu sau: Quan sát tượng (quay lại clip) đổ hồ tinh bột vào Enzym để nhận thấy trình thay đổi Nêu tượng giải thích tượng (3) Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác enzime mầm lúa (như nhiệt độ, độ pH, nồng độ chất, nồng độ enzim); Xác định mối quan hệ trình làm kẹo mạch nha với nội dung học “Enzim vai trò enzym q trình chuyển hóa vật chất – Sinh học 10” Trên sở xác định nhiệm vụ học tập học (4) Nêu khái niệm, cấu trúc chế tác động enzime Liên hệ giải thích thể khơng thể thiếu vitamin, khống chất? Nếu thiếu lạm dụng dư thừa gây hậu nào? Tại hầm thịt với đu đủ, dứa nhanh nhừ;… (5) Lấy ví dụ thực tế chứng minh vai trị enzime q trình chuyển hóa vật chất thể tế bào Tế bào tự điều chỉnh q trình chuyển hóa vật chất cách nào? Nếu không điều chỉnh gây hậu gì? Lấy ví dụ minh họa Bước 3: Xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải vấn đề Đây hoạt động cần thiết Với mục đích phát huy hết lực em nhóm việc hợp tác làm việc nhóm So với với chủ đề xây dựng dạy học theo dự án, STEM chúng tơi có cải tiến viêc đánh giá Gồm có phiếu đánh giá: Phiếu 1: Đánh giá thành viên nhóm nhóm trưởng bạn nhóm định Đánh giá theo % suất Để tránh cào bằng, nể em yêu cầu nhóm có hai mức đánh giá khác PHIẾU TỰ ĐÁNH GIÁ DÀNH CHO NHÓM STT Họ tên Chức vụ nhóm Nhiệm vụ phân cơng Thời gian Điểm nhóm đánh giá hồn thành Phiếu 2: Phiếu đánh giá nhóm giáo viên đánh giá Gồm: Tiêu chí đánh giá sản phẩm tiêu chí khoa học Tiêu chí Điểm tối Điểm đa Thực quy trình điểm ( có clip minh họa) Sản phầm đạt yêu cầu ( màu vàng mật ong, quánh, điểm dẻo, trong, thơm đạt Nếu không thành công phải giải thích khơng thành cơng Giải thích chế làm kẹo mạch nha điểm Làm thí nghiệm chứng minh yếu tố ảnh điểm hưởng đến hoạt tính Ezim Trình bày kiến thức chung Enzim điểm Trình bày rõ ràng sinh động điểm Phiếu 3: Phiếu đánh giá nhóm Để theo dõi đánh giá cách công bằng, cho nhóm đánh giá chéo Mỗi nhóm cho điểm nhóm cịn lại PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHÉO GIỮA CÁC NHĨM VD: Đây phiếu đánh giá chéo nhóm Tiêu chí Điểm tối Nhóm đa Thực quy trình điểm Nhóm Nhóm ( có clip minh họa) Sản phầm đạt yêu cầu ( màu vàng mật điểm ong, quánh, dẻo, trong, thơm Nếu khơng thành cơng phải giải thích khơng thành cơng Giải thích chế làm kẹo mạch điểm nha Làm thí nghiệm chứng minh điểm yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính Ezim Trình bày kiến thức chung Enzim điểm vận dụng thực tiễn Trình bày rõ ràng, sinh động sáng tạo điểm Điểm cá nhân = Là tính điểm trung bình trung đánh giá cách đánh chúng tơi thấy phát huy hết tính chủ động học sinh Dù nhóm có phân chia điểm khác nhau, em đóng góp nhiều điểm cao em đóng góp điểm đánh giá là: Điểm đánh giá nhóm giáo viên đánh giá (điểm nhóm lấy cho cá nhân) Điểm tự đánh giá nhóm cho thành viên Điểm đánh giá chéo nhóm Điểm kiểm tra kiến thức nhóm Điểm kiểm tra kiến thức câu hỏi trắc nghiệm Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học (1) Hoạt động trải nghiệm thực hành thực tế Mục đích: *HS trải nghiệm thực hành thực tế tạo sản phẩm kẹo mạch nha từ tinh bột gạo nếp mầm lúa; *Rèn luyện phát triển kĩ - Sử dụng Tốn học cơng cụ để tính tốn tỉ lệ khối lượng nguyên liệu, thời lượng khâu quy trình, thiết bị,… cho tỉ lệ thành công cao, đạt hiệu kinh tế nhất; thống kê kết thực nghiệm sai số - Phân tích thiết kế kỹ thuật: Từ quy trình tìm hiểu, xác định chuẩn bị đủ số lượng chất lượng nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị để thực hiện; Tiến hành thực quy trình làm sản phẩm kẹo mạch nha; - Ứng dụng công nghệ thông tin truyền thông để tạo bảng biểu, sử dụng internet với mục đích tìm kiếm thơng tin, làm videoclip ghi lại q trình nhóm thực nhiệm vụ tạo sản phẩm *Thơng qua q trình kết nối lĩnh vực Cơng nghệ, Tốn học, Kỹ thuật rèn luyện phát triển phẩm chất (Yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm), lực chung (Tự chủ tự học, giao tiếp hợp tác, giải vấn đề sáng tạo); lực đặc thù mơn Sinh học (Tìm hiểu kiến thức sinh học) * Trong quy trình 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 để giải vấn đề đặt ra, nhờ học vận dụng kiến thức chương trình giáo dục Nội dung: Tìm hiểu quy trình làm kẹo mạch nha từ mầm lúa tinh bột; chuẩn bị nguyên liệu, đồ dùng, thiết bị; thực quy trình tạo sản phẩm; Trình bày cách thức thực hiện, giới thiệu sản phẩm thảo luận sản phẩm tạo ra; điều chỉnh phương án (quy trình) ban đầu… Thời lượng: Cần phải thống đưa cho học trò trước đưu tiêu chí sản phẩm Chủ đề chúng tơi kết hợp ln thí nghiệm Enzim vào để chưng sminh nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim Cụ thể kế hoạch sau Hoạt động Thời lượng Giao nhiệm vụ dự án , nghiên cứu kiến thức chọn quy tiết trình làm kẹo mạch nha Tiến hành nghiên cứu thử nghiệm tuần nhà Báo cáo, giới thiệu sản phẩm hình thành kiến thức chung tiết Enzim Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Quy trình làm kẹo mạch nha; báo cáo, minh chứng làm sản phẩm (videoclip ghi lại trình thực quy trình) sản phẩm kẹo mạch nha; điều chỉnh phương án/quy trình ban đầu (nếu có) Cách thức tổ chức hoạt động: Thể bảng sau: Giáo dục STEM HĐ1: Xác định vấn đề Bước Xác định vấn đề/nhu cầu thực tiễn ? HS tái lại kiến thức cũ trả lời câu hỏi sau: (1) Đơn phân protein, gluxit, lipit, axit nucleic? (2) Trong ống tiêu hóa, để tiêu hóa hóa học đại phân tử protein, gluxit, lipit,… thành đơn phân cần có tham gia chất gì? (3) Thế chuyển hóa vật chất? Enzim chất khơng thể thiếu q trình chuyển hóa vật chất thể tế bào Hiện enzim ứng dụng nhiều thực tế Một ứng dụng lâu đời sản xuất kẹo mạch nha Vậy kẹo mạch nha gì, sản xuất nào? Ngồi ứng dụng làm kẹo mạch nha, emzim ứng dụng lĩnh vực nào? GV chia lớp thành nhóm học tập ? Các nhóm tìm hiểu QUY TRÌNH SẢN XUẤT KẸO MẠCH NHA VÀ BÁO CÁO kết tìm hiểu Tài liệu: mạng internet, qua trang Google Bước Bước Lựa chọn phương án/quy trình Bước Thực quy trình tìm hiểu trả lời câu hỏi (ngồi lớp học) HĐ3: Trình bày/bảo vệ/lựa chọn 01 phương án (quy trình) thực Các nhóm báo cáo xong thống quy trình Ngun liệu: thóc 0,5 kg: bột gạo nếp: kg (1) Thóc ngâm ủ thành mầm dài tầm 5- cm.( Mầm màu vàng) Rủ bỏ trấu, lấy mầm, cho vào máy sinh tố xay nhuyễn tạo thành dung dịch (2) Nấu bột gạo thành hồ tinh bột để nguội tầm 40 – 50 độ C Và đổ dung dịch làm từ bước vào (3) Cho hồn hợp lọc bẳng vải lọc lấy dung dịch (4) Cho dung dịch từ bước lên bếp đun (vừa lửa khuấy nhẹ nhàng liên tục), đun đến dung dịch lại có màu cánh gián (vàng ngà, quánh dẻo, trong), thơm mùi kẹo ta sản phẩm kẹo mạch nha HĐ4: Tạo sản phẩm, tìm hiểu trả lời câu hỏi + nhóm/lớp, nhóm thực theo quy trình thống nhất; chụp ảnh, làm videoclip ghi lại q trình thực hiện; Mơ tả tượng đổ hồ tinh bột vào dịch mầm lúa, nguyên nhân gây tượng + nhóm/lớp, nhóm thực theo quy trình cải tiến, sau tìm hiểu trả lời câu hỏi sau: (được thiết kế phiếu học tập phát cho nhóm) - Vai trị tác dụng thành phần mầm lúa, hồ tinh bột cơm nếp trình hình thành kẹo mạch nha? Enzym mầm lúa có tên gì? thành phần nó? Cơ chế tác động Enzym mầm lúa để tạo sản phẩm kẹo mạch nha nào? - Nếu mầm lúa phát triển thành mầm dài 7cm, có màu xanh 10 mạ có tạo thành kẹo mạch nha không? Tại sao? - Tại phải nấu bột thành hồ tinh bột? Nhóm làm thêm thí nghiệm để bột gạo sống cho dung dịch mầm lúa vào có tạo sản phẩm kẹo mạch nha không? không sử dụng mầm lúa mà thay vào dung dịch xay từ củ khoai tây có tạo sản phẩm kẹo mạch nha hay không? - Tại phải để hồ tinh bột nguội 50 - 60 0C? Nhóm làm thêm thí nghiệm dịch mầm lúa đun sôi để tủ lạnh ảnh hưởng đến hình thành mạch nha? - Nhóm làm thêm thí nghiệm: cho thêm giấm (tầm 100ml) vào dung dịch mầm lúa có tạo sản phẩm khơng? - Nhóm làm thêm thí nghiệm: Với lượng hồ tinh bột nhau, cho dung dịch xay từ mầm lúa 500 gam 100g Trường hợp dễ thành công hơn? thời gian biến đổi thay đổi nào? Đồng thời, GV tiến hành thực quy trình làm kẹo mạch nha để hình dung khó khăn học sinh gặp phải, hội vận dụng kiến thức để giải vấn đề Bước Chia sẻ thảo luận Bước Điều chỉnh thiết kế HĐ5: Trình bày cách thức thực thảo luận sản phẩm tạo ra; điều chỉnh phương án (quy trình) ban đầu Mỗi nhóm báo cáo sản phẩm hính thức: Qua trình chiếu, vào giấy A0 (Phải có minh chứng ảnh, clip bước vòng phút ) Đánh giá sản phẩm nhóm làm đạt hay khơng đạt u cầu Nếu không đạt phải xác định nguyên nhân đề xuất phương án điều chỉnh (2) Hoạt động khám phá hình thành kiến thức mới, luyện tập củng cố, vận dụng sáng tạo Mục đích: Hình thành kiến thức khoa học vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn; kết nối lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật, tốn học rèn luyện phát triển phẩm chất, lực chung, lực đặc thù đặc biệt lực vận dụng kiến thức giải vấn đề thực hành thực tiễn Nội dung: Nghiên cứu tài liệu, liên hệ thực hành thực tiễn thực nhiệm vụ học tập liên quan đến nội dung học tập chủ đề Thời lượng: Trên lớp tiết Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: Các kiến thức khoa học liên quan vận dụng kiến thức giải vấn đề thực tiễn Cách thức tổ chức hoạt động: Vận dụng phương pháp, biện pháp dạy học tích cực: Dạy học nhóm, dạy học khám phá, vấn đáp tìm tịi,… (2.1) Hoạt động khám phá hình thành kiến thức mới: Thơng qua q trình làm kẹo mạch nha trả lời câu hỏi bước Hoạt động trải nghiệm thực hành thực tế, kết hợp với tài liệu sách giáo khoa, HS xác định mối quan hệ thí nghiệm làm kẹo mạch nha với nội dung học “Enzim vai trò enzym q trình chuyển hóa vật chất – Sinh học 10” chủ động khám phá xây dựng nên kiến thức học, theo tiến trình sau: HS nghiên cứu trả lời câu hỏi theo nhóm học tập 11 Nội dung học Câu 1: Enzim sử dụng trình làm kẹo mạch nha tổng hợp từ đâu? Trong sản phẩm tạo thành có cịn Enzim khơng? Enzim có bị biến đổi khơng? Hãy nêu định nghĩa Enzim gì? Câu 2: Enzim mầm lúa có tên gì? Thành phần nó? En zim có cấu trúc hóa học nào?  Khái quát cấu trúc Enzim? Câu 3: Vai trò tác dụng thành phần mầm lúa, hồ tinh bột cơm nếp trình hình thành kẹo mạch nha? Cơ chế tác động Enzim mầm lúa để tạo sản phẩm kẹo mạch nha nào? Câu 4: Nếu không sử dụng mầm lúa mà thay vào dung dịch xay từ củ khoai tây có tạo sản phẩm kẹo mạch nha hay không?  Khái quát chế tác động Enzim? ( Gọi chất bị enzim tác động chất) Câu 5: - Tại phải nấu tinh bột thành hồ tinh bột? Nếu để bột gạo sống cho dung dịch mầm lúc xay vào có tạo sản phẩm kẹo mạch nha không? Tại phải để hồ tinh bột nguội 50 - 600C? Nếu dịch mầm lúa đun sơi để tủ lạnh ảnh hưởng đến hình thành mạch nha?  Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim? Câu 6: Nếu với dung mầm mầm lúa ta cho thêm giấm (tầm 100ml) có tạo sản phẩm khơng? Theo em enzim Amilaza mầm lúa hoạt động tốt độ PH bao nhiêu? Enzim dày người hoạt động mơi trường có độ PH nào?  Độ pH ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim? Câu 7: Với lượng hồ tinh bột nhau, cho dung dịch xay từ mầm lúa 500 gam 100g Trường hợp dễ thành công hơn? thời gian biến đổi thay đổi nào?  Nồng độ Enzim ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim? Câu 8: Với lượng dung dịch mầm lúa xác định , cho hồ tinh bột vào từ từ, hoạt tính Enzim thay đổi nào?  Nồng độ chất ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim? (Các nhóm vẽ đồ thị ) Câu 9: Nếu tế bào khơng có Enzim hoạt động sống có diễn hay khơng? Câu 10: Quan sát hình 14.2 trả lời câu hỏi câu hỏi lệnh Câu 11: Tế bào điều chỉnh q trình chuyển hóa vật chất lượng cách nào? Câu 12: Thế ức chế ngược? I Enzim Định nghĩa …………… …………… …………… Cấu trúc …………… …………… Cơ chế tác động …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính Enzim 4.1 Nhiệt độ …………… …………… 4.2 Độ pH …………… …………… …………… …………… …………… 4.3 Nồng độ enzim …………… …………… …………… 4.3 Nồng độ chất …………… …………… …………… II Vai trò enzim q trình chuyển hóa vật chất Trong q trình này, HS hướng dẫn tổng hợp kiến thức giải đáp thắc mắc để hiểu rõ học Giáo viên tạo điều kiện cho học sinh 12 trình bày, miêu tả, phân tích trải nghiệm, quan sát thu nhận liên hệ với kiến thức học (2.2) Hoạt động luyện tập củng cố, vận dụng sáng tạo Tổ chức lớp tơi chia thành nhóm chia từ tiết trước ngổi nhìn lên bảng Các nhóm báo cáo sản phẩm Các nhóm chấm điểm, chấm vào phiếu điểm Sau nghe xong báo cáo, kết hợp với việc trả lời câu hỏi quy trình ( phát trước cho học sinh) để GV rút kiến thức Enzim Cần ý đến hoạt động củng cố đánh giá kiến thức nhóm: để dảm bảo việc tất thành viên nhóm tham gia, nhóm hỏi nhóm bạn câu hỏi liên quan đến kiến thức cách làm quy trình, Thơng thường bạn hỏi bạn lâu coi chưa chăm, không ý để trả lời nhóm trả lời tốt điểm nhóm gv điều chỉnh lên, nhóm trả lời khơng tốt điểm nhóm bị điều chỉnh xuống Và tơi điều chỉnh nhóm từ 10 xuống 9,5, có nhóm từ xuống 8,5 có thành viên nhóm trả lời câu hỏi khơng xác Như cách đánh giá giúp cho nhóm học sinh phải thực chủ động, khơng ỉ lại bạn khác nhóm quyền định hỏi bạn nhóm, * Vận dụng giải số vấn đề thực tế, như: Tại hầm thịt với đu đủ, dứa nhanh nhừ; Tại thể khơng thể thiếu vitamin, khống chất, không lạm dụng dùng nhiều vitamin, khống chất; người sốt lâu nguy hiểm; … (3) Hoạt động Đánh giá Mục đích: Xác định mức độ đạt HS so với tiêu chí đề ra, bao gồm mơ tả định tính định lượng kết đạt được, tiến HS q trình học; Có thơng tin phản hồi ngược để điều chỉnh kế hoạch dạy học, điều chỉnh hỗ trợ học sinh, giúp học sinh đạt mục tiêu học tập đề ra, để thúc đẩy kích thích HS có hứng thú, có động cơ, tích cực học tập, nghiên cứu, u thích mơn học Nội dung: Đánh giá mặt định tính phát triển phẩm chất lực; mặt định lượng bao gồm: (1) Các thành viên nhóm tự đánh giá cho điểm thành viên trình thực hoạt động trải nghiệm làm kẹo mạch nha, từ lúc thành lập nhóm, lên kế hoạch phân cơng nhiệm vụ nhóm, hợp tác thực nhiệm vụ tạo sản phẩm kẹo mạch nha (2) Đánh giá chéo tương tác trình trình bày sản phẩm thảo luận nhóm; (3) Giáo viên đánh giá trình trả lời câu hỏi GV HS khác đưa ra; (4) Giáo viên đánh giá trình đặt câu hỏi cho nhóm bạn, q trình trả lời câu hỏi nhóm bạn (5) Giáo viên đánh giá qua test nhanh (5 phút) câu hỏi TNKQ sau: Câu Nhận định hay sai: Nội dung Đúng Sai 13 Mỗi enzim có nhiệt độ tối ưu, enzim có hoạt tính tối đa Các enzim hoạt động điều kiện pH giống Với lượng chất xác định, tăng dần lượng chất đầu hoẹt tính enzim tăng dần đến giới hạn gia tăng nồng độ chất khơng làm tăng hoạt tính enzim Với lượng chất xác định, nồng độ chất cao tốc độ phản ứng xảy chậm Một số chất hóa học ức chế hoạt động enzim nên tế bào cần ức chế enzim tạo chất ức chế đặc hiệu cho enzim Câu Bản chất enzim là: A protein; B lipoprotein; C glicoprotein; D cacbohidrat Câu Điều sau không với enzim? A Là chất xúc tác sinh học tổng hợp tế bào sống; B Làm tăng tốc độ phản ứng; C Sau phản ứng thành phần hóa học enzim bị thay đổi; D Mỗi enzim xúc tác cho phản ứng định; Câu Ức chế ngược kiểu điều hịa sản phẩm đường chuyển hóa quay lại tác động …………(1) … làm …………(2) ………….enzim xúc tác cho phản ứng đầu đường chuyển hóa ( 1) (2) là: A chất hoạt hóa, ức chế; B chất ức chế, bất hoạt C chất hoạt hóa, bất hoạt; D chất ức chế, hoạt hóa Câu Enzim làm tăng tốc độ phản ứng cách nào? A Liên kết với chất tạo chất trung gian; B Làm biến đổi cấu hình chất C Làm tăng lượng hoạt hóa chất tham gia phản ứng D Làm giảm lượng hoạt hóa chất tham gia phản ứng Dự kiến sản phẩm hoạt động: nội dung đánh giá theo cá nhân theo nhóm; nội dung theo thang điểm 10 Cách thức tổ chức hoạt động: Căn vào nội dung đánh giá tiêu chí xây dựng bước 3, quan sát trình thực hoạt động học tập, kết kiểm tra vấn trực tiếp số học sinh sau học, phát phiếu thăm dò để nắm bắt suy nghĩ, cảm giác, mức độ hứng thú học sinh sau học để đánh giá mặt định tính định lượng mức độ HS đạt Kết triển khai trường THPT Bỉm sơn – Thanh Hóa Sau xây dựng chủ đề Stem tiến dành dạy học lớp khối 10 trường THPT Bỉm Sơn – Thanh Hóa bước đầu mang lại hiệu sau: - 100 % học sinh hỏi trả lời hứng thú với học, HS tiếp nhận kiến thức cách hệ thống, liền mạch, dễ hiểu, dễ nhớ kiến thức; giảm thời lượng dạy học lý thuyết, thay vào hoạt động trải nghiệm, thực hành sáng tạo, em bước khám phá tự xây dựng kiến thức mới, em tích cực, chủ động, sáng tạo, tự tay làm sản phẩm sử dụng 14 - 100 % học sinh cho “Bài học giúp em vận dụng kiến thức giải vấn đề thực tiễn rèn luyện phát triển kĩ thực hành, thực tế” - Kết định lượng: Dựa vào điểm số trung bình cộng nội dung theo thang điểm 10, 336 HS, kết thu theo bảng thống kê sau: Mức độ Số lượng Tỉ lệ % Xuất sắc (≥9 điểm) 108 32,1% Giỏi (≥8 điểm) 146 43,4% Khá (≥7 điểm) 62 18,5% Trung bình (≥5 điểm) 20 6,0 Yếu, (