Bên cạnh việc trình bày quy trình vận dụng mô hình giáo dục STEM vào dạy học Sinh học 8 (Xây dựng các chủ đề phù hợp, ứng với các mức độ người học cần đạt được; Lựa chọn một số nội dung trong chương trình có thể tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM; Xác định mục tiêu dạy học của chủ đề; Thiết kế các hoạt động STEM và Tổ chức dạy học và đánh giá). Mời các bạn tham khảo!
DẠY HỌC SINH HỌC (THCS) THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PGS.TS Nguyễn Thế Hưng1 Lê Thùy Linh2 Tóm tắt: Bên cạnh việc trình bày quy trình vận dụng mơ hình giáo dục STEM vào dạy học Sinh học (Xây dựng chủ đề phù hợp, ứng với mức độ người học cần đạt được; Lựa chọn số nội dung chương trình tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM; Xác định mục tiêu dạy học chủ đề; Thiết kế hoạt động STEM Tổ chức dạy học đánh giá), viết cịn đưa ví dụ minh họa sinh động minh chứng cho nhận định: “Dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM không tạo hứng thú cho người học mà cịn có hiệu việc giúp người học phát triển số lực (năng lực tư duy, lực nghiên cứu khoa học, lực giải vấn đề ) nâng cao chất lượng dạy học” Từ khóa: STEM; Kỹ STEM; Giáo dục STEM; Dạy học Sinh học 8; Phát triển lực Đặt vấn đề Hiện nay, giáo dục đại dần chuyển từ dạy học tiếp cận nội dung sang dạy học tiếp cận lực Đặc biệt, bối cảnh tồn cầu hóa với u cầu ngày cao chất lượng nguồn nhân lực, việc trang bị cho người học kỹ cần thiết quan trọng Dạy học theo định hướng giáo dục STEM hướng đến phát triển lực liên quan đến lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Toán học coi định hướng giáo dục – đào tạo Điều đặc biệt quan trọng bối cảnh nước ta có chủ trương đổi bản, tồn diện giáo dục [1] Bài viết trình bày quy trình cách tổ chức hoạt động dạy học phương thức kiểm tra - đánh giá kết học tập người học dạy học Sinh học (THCS) theo định hướng giáo dục STEM Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Trường THCS, THPT Đoàn Thị Điểm Greenfield, Văn Giang, Hưng Yên Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 69 Kết nghiên cứu thảo luận 2.1 Cơ sở khoa học giáo dục STEM STEM cách viết tắt Science (Khoa học) - Technology (Công nghệ) Engineering (Kĩ thuật) - Mathematics (Toán) Định hướng giáo dục STEM giảng dạy nhà trường Phổ thông nhiều quốc gia giới [2] Cho đến nay, có nhiều quan điểm cách định nghĩa STEM khác Tuy nhiên, hầu hết nhà giáo dục học cho giáo dục STEM cách tiếp cận liên mơn học tập, khái niệm học thuật xác kết hợp với học thực tiễn học sinh vận dụng Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học bối cảnh cụ thể, tạo nên kết nối nhà trường, cộng đồng [3] Môi trường học tập giáo dục STEM giúp người học có cách tư khoa học, vận dụng khả tính tốn thành thạo với kiến thức khoa học để giải vấn đề thực tiễn [4] Khác với dạy học đơn mơn, dạy học tích hợp tạo mối liên hệ kết nối môn học với Tuy nhiên tích hợp thống cộng gộp Do kiến thức tổ chức cách hiệu [5] 2.2 Dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM Quy trình thiết kế tổ chức dạy học: Quy trình dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM chia thành bước chủ yếu sau (Hình 1): 70 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Lựa chọn chủ đề dạy học Định hướng sản phẩm STEM Xác định nội dung kiến thức STEM cần giải Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng Xây dựng mục tiêu dạy học chủ đề Thiết kế hoạt động STEM Lập kế hoạch dạy học Tổ chức dạy học Xây dựng nội dung hình thức kiểm tra đánh giá Phản hồi, bổ sung, chỉnh sửa chủ đề hồn thiện Hình Quy trình thiết kế tổ chức dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM Bước 1: Lựa chọn chủ đề dạy học Người dạy cần đưa số kiến thức cốt lõi Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật Tốn học Từ tìm điểm chung nội dung chương trình để liên kết từ chủ đề phân tích thành nội dung STEM Khi xây dựng mạch nội dung chủ đề, giáo viên cần kết nối nội dung với sản phẩm, ứng dụng thực tế xác định kiến thức thuộc môn học STEM để giải vấn đề Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 71 Giáo viên lựa chọn chủ đề dạy học STEM từ vấn đề xuất phát từ thực tiễn gắn với nội dung kiến thức Sinh học Bước 2: Định hướng sản phẩm STEM Để phát triển kỹ STEM, người dạy cần phối hợp hình thức dạy học phát triển lực dạy học tích hợp, dạy học dự án, dạy học giải vấn đề Một thước đo quan trọng để đánh giá mức độ tiếp nhận kiến thức người học sản phẩm học tập Ở bước này, giáo viên cần định hướng rõ cho HS sản phẩm tiêu chí đánh giá cụ thể Nhờ đó, người học định hướng quy trình tạo sản phẩm chất lượng sản phẩm Bước 3: Xác định nội dung kiến thức STEM cần giải Thực chất bước xác định nội dung kiến thức cụ thể mơn học có liên quan đến chủ đề STEM Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Cơng nghệ, Kỹ thuật Bước 4: Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng Giáo viên cần xác định nội dung cần giải chủ đề, từ đưa câu hỏi tương ứng để định hướng hoạt động học tập cho học sinh, kèm theo tiêu chí, yêu cầu cụ thể để giải nhiệm vụ Bước 5: Xây dựng mục tiêu dạy học chủ đề Mục tiêu xác định để đánh giá chất lượng hiệu học Vì vậy, mục tiêu dạy học phải xác định cách tường minh, làm để đánh giá mức độ đạt mục tiêu người học Bước 6: Thiết kế hoạt động STEM Đây bước quan trọng Trong bước này, giáo viên cần thiết kế hoạt động học tập cho học sinh dựa sở nội dung mục tiêu dạy học Việc giao nhiệm vụ cho học sinh cần ý tới định hướng phát triển lực cho người học Bước 7: Lập kế hoạch dạy học chi tiết Tiến hành thiết kế giáo án hoàn chỉnh cho chủ đề, lựa chọn hoạt động phù hợp Chú ý kết hợp giáo viên môn/lĩnh vực khác Bước 8: Tổ chức dạy học Đây giai đoạn triển khai nhiệm vụ nội dung học tập Giai đoạn cần xây dựng môi trường học tập cho tồn thể học sinh theo mơ hình giáo dục STEM 72 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Bước 9: Xây dựng nội dung hình thức kiểm tra đánh giá Thơng qua đánh giá, giáo viên kiểm tra lực học sinh sau thực chủ đề Nên đa dạng hóa hình thức kiểm tra đánh giá, cho hướng đến mục tiêu dạy học, đặc biệt mục tiêu phát triển lực Bước 10: Thu thập thơng tin phản hồi, bổ sung, hồn thiện chủ đề Từ kết thu từ thông tin phản hồi, giáo viên bổ sung, chỉnh sửa hoàn thiện chủ đề 2.3 Ví dụ minh họa thiết kế chủ đề dạy học STEM chương trình Sinh học Trong khuôn khổ viết Hội thảo, xin phân tích điểm Quy trình thiết kế tổ chức dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM qua ví dụ Chủ đề giáo dục STEM thiết kế tổ chức dạy học số trường THCS địa bàn thành phố Hà Nội Trường THCS Đoàn Thị Điểm Greenfield, Văn Giang, Hưng Yên Dạy học Sinh học theo chủ đề TRUYỀN MÁU AN TOÀN 1) Lựa chọn chủ đề Chủ đề “Truyền máu an toàn” xây dựng chủ yếu dựa nội dung Bài 13: Máu, môi trường thể; Bài 15: Đông máu nguyên tắc truyền máu Bài 16: Tuần hồn máu lưu thơng bạch huyết 2) Định hướng sản phẩm STEM: Chế tạo mơ hình truyền máu, thí nghiệm xác định nhóm máu, sản phẩm thuyết trình truyền máu an tồn 3) Xác định nội dung kiến thức STEM cần giải Sinh học: Hiện tượng đông máu ý nghĩa đông máu, ứng dụng; Ý nghĩa truyền máu; Quá trình vận chuyển máu thể; Nguyên tắc xác định nhóm máu Cơng nghệ/Kỹ thuật: Thiết kế, lắp ráp mơ hình truyền máu; Thiết kế báo cáo, thuyết trình cho sản phẩm; Thí nghiệm xác định nhóm máu 4) Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng Truyền máu an toàn phải tuân theo nguyên tắc nào? Trình bày ngun lý tượng đơng máu ý nghĩa đông máu Bằng cách xác định nhóm máu? Trình bày ý nghĩa truyền máu Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 73 Trình bày đường lưu thơng máu thể người 5) Xây dựng mục tiêu dạy học chủ đề Bên cạnh mục tiêu chi tiết kiến thức, kĩ năng, thái độ, cần hướng đến mục tiêu phát triển lực cho người học: Năng lực giải vấn đề; Năng lực sử dụng công nghệ thơng tin; Năng lực thực hành, thí nghiệm; Năng lực tư sáng tạo… 6) Thiết kế hoạt động STEM 1- Chế tạo thuyết trình mơ hình truyền máu Người học chế tạo mơ hình ngun tắc truyền máu từ vật dụng tái chế, với yêu cầu người học hiểu nguyên tắc truyền máu an tồn - Thí nghiệm xác định nhóm máu Ngồi việc trình bày ngun tắc xác định nhóm máu, người học thực thí nghiệm xác định nhóm máu theo hướng dẫn người dạy: Chuẩn bị ống nghiệm tan máu viết nhãn đặt vào hàng giá ống nghiệm → Nhỏ vào ống giọt HCM 5% (Ống 1: HCM A; Ống 2: HCM B) → Thêm vào ống giọt huyết người xác định nhóm máu Trộn → Nghiêng nhẹ thành ống, đọc ngưng kết mắt thường qua kính hiển vi → Quan sát kết kết luận 7) Lập kế hoạch dạy học chi tiết (Thời lượng học lớp: tiết) Người dạy xác định chi tiết việc chuẩn bị GV: Bộ kit, ống tiêm, băng gạc, lamen, số tình truyền máu an tồn; phiếu học tập cá nhân, phiếu học tập nhóm, phiếu đánh giá, kiểm tra tổng kết chủ đề Người dạy yêu cầu người học chuẩn bị: Chế tạo mơ hình ngun tắc truyền máu an tồn, sơ đồ chế đơng máu; tìm hiểu trước thơng tin tượng đơng máu, nhóm máu người; làm sản phẩm thuyết trình nguyên tắc truyền máu an toàn 8) Tổ chức dạy học Quá trình tổ chức dạy học theo hoạt động sau đây: Hoạt động Tìm hiểu máu tuần hoàn máu thể Hoạt động Tìm hiểu tượng đơng máu ngun tắc truyền máu Hoạt động Tổng kết chủ đề - Sau tổ chức xong hoạt động hoạt động 2, người dạy tổ chức cho nhóm thuyết trình sản phẩm truyền máu an tồn 74 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành - Các nhóm nhận xét góp ý - GV cho HS làm phiếu đánh giá cá nhân phiếu đánh giá nhóm - GV nhận xét tổng kết chủ đề → HS lắng nghe rút kinh nghiệm 9) Xây dựng hình thức kiểm tra đánh giá Dựa vào mục tiêu nội dung xác định, người dạy xây dựng số câu hỏi tập đánh giá: Tại vận tốc máu chảy động mạch, tĩnh mạch mao mạch lại khác nhau? Trình bày ý nghĩa sinh học cấu tạo hồng cầu (có hình đĩa lõm mặt, khơng có nhân) Tại trước truyền máu bác sỹ phải thử để xác định nhóm máu? Tại máu chảy hệ mạch lại không bị đông? Một người bị tai nạn nhiều máu đưa vào viện cấp cứu, có hồ sơ xác định nhóm máu người đó, bác sĩ cho truyền máu mà không xét nghiệm máu của người đó Vậy máu đem truyền tḥc nhóm máu nào? Vì khơng cần xét nghiệm? Trong gia đình: Người bố có nhóm máu A, người mẹ có nhóm máu O, người trai có nhóm máu A Người trai bị tai nạn giao thông nhiều máu cần truyền máu gấp, gia đình người cho máu? Hãy nêu số ý tưởng thiết kế mơ hình truyền máu dựa nguyên liệu tái chế Bên cạnh đó, hệ thống phiếu đánh giá góp phần kiểm tra lại mức độ nhận thức hứng thú học sinh chủ đề Mỗi phiếu đánh giá thực chất bảng ma trận với tiêu chí đánh giá (có trọng số khác nhau) mức độ đạt người học (Bảng 1, Bảng 2, Bảng 3): Bảng Tiêu chí đánh giá kỹ thực hành (làm thí nghiệm) Tiêu chí Mức độ tiếp nhận kiến thức liên hệ lý thuyết với nội dung thực hành (40%) Kỹ thực hành (30%) Kỹ giải thích kết sau thí nghiệm (15%) Kỹ làm báo cáo thực hành (15%) Xuất sắc (10) Tốt (8-9) Trung bình (7) Yếu (0-6) Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 75 Bảng Tiêu chí đánh giá hoạt động cá nhân Tốt (8 - 10) Tiêu chí Khá (6 - 8) Trung bình (4 - 6) Cần điều chỉnh (0 – 4) Cộng Ý thức học tập Tranh luận, trao đổi Hợp tác Sắp xếp thời gian Bảng Tiêu chí tự đánh giá hoạt động nhóm Tiêu chí Tốt (8 - 10) Khá (6 - 8) Trung bình (4 - 6) Cần điều chỉnh (0 - 4) Cộng Trao đổi, lắng nghe Hợp tác Phân chia công việc Sắp xếp thời gian 2.4 Thực nghiệm sư phạm kết thu Thực nghiệm sư phạm tiến hành Trường Phổ thông liên cấp Đoàn Thị Điểm Greenfield - Văn Giang, Hưng Yên thời gian từ 4/2019 đến 5/2019 Lớp thực nghiệm (8A1) lớp đối chứng (8A3) có số lượng học sinh học lực tương đương Một số kết thu sau: Việc đổi phương pháp dạy học, vận dụng mơ hình giáo dục STEM vào giảng dạy giúp học sinh cảm thấy môn học bớt khô khan mang tính hàn lâm Thơng qua hệ thống nhiệm vụ giao, em tự tin rèn luyện kỹ thân, góp phần tăng hứng thú học tập môn học (Bảng 4): Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành 76 Bảng Kết khảo sát mức độ hứng thú học sinh lớp thực nghiệm Mức độ đồng ý (%) Nội dung Rất không đồng ý Không đồng ý Đồng ý Rất đồng ý Bài học giúp em thêm u thích mơn 0% 0% 51.5% 48.5% Nội dung kiến thức học dễ hiểu, liên quan đến thực tế sống 0% 24.2% 36.4% 39.4% Bài học giúp em rèn kĩ thực hành 15.1% 9.1% 48.5% 27.3% Các hoạt động học giúp em phát triển lực hợp tác 0% 21.2% 39.4% 39.4% Bài học giúp em phát triển tư 0% 24.2% 60.6% 15.2% Bài học giúp em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tiễn 6.1% 6.1% 45.6% 42.2% Các nhiệm vụ học tập giao giúp em phát triển khả sáng tạo 0% 30.3% 33.3% 36.4% Bài học giúp em liên hệ kiến thức môn học khác 9.1% 6.1% 54.5% 30.3% Bài học giúp em nâng cao khả thuyết trình trước tập thể 3% 6.1% 57.6% 33.3% 10 Bài học giúp em rèn luyện khả sử dụng công nghệ thông tin 12.1% 15.2% 60.6% 12.1% Điểm làm lớp thực nghiệm lớp đối chứng không khác phổ điểm (Bảng 5), mà cịn có khác biệt phân bố điểm (Hình 2): Bảng Bảng phân bố tần số kết điểm lớp thực nghiệm đối chứng Lớp Số học sinh đạt điểm Xi 10 TN 0 0 0 17 ĐC 0 0 1 12 10 Phần TRIẾT LÝ, MÔ THỨC, PHƯƠNG THỨC GIÁO DỤC THEO ĐỊNH HƯỚNG 4.0 77 Hình Đồ thị phân loại kết học tập học sinh Các kết phân tích kiểm định giả thuyết thống kê cho phép khẳng định, việc dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM không tạo hứng thú mà cịn có hiệu việc nâng cao chất lượng dạy học Kết luận Quy trình dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM xác định gồm 10 bước: (i) Lựa chọn chủ đề dạy học; (ii) Định hướng sản phẩm STEM; (iii) Xác định nội dung kiến thức STEM cần giải quyết; (iv) Xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng; (v) Xây dựng mục tiêu dạy học chủ đề; (vi) Thiết kế hoạt động STEM; (vii) Lập kế hoạch dạy học chi tiết; (viii) Tổ chức dạy học; (ix) Xây dựng nội dung hình thức kiểm tra đánh giá; (x) Phản hồi, bổ sung, chỉnh sửa chủ đề hoàn thiện Thực tiễn dạy học kết thực nghiệm sư phạm cho thấy, việc vận dụng mơ hình giáo dục STEM vào dạy học Sinh học (THCS) khơng có tính khả thi, mà cịn có tính hiệu cao việc tạo hứng thú học tập nâng cao chất lượng dạy học TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo dục Đào tạo (2014), “Phương hướng đổi chương trình, Sách giáo khoa Giáo dục Phổ thơng”, Hội thảo Xây dựng chương trình Giáo dục Phổ thơng theo định hướng phát triển lực học sinh, tr 5-10 78 Kỷ yếu Hội thảo quốc tế Các vấn đề khoa học giáo dục: tiếp cận liên ngành xuyên ngành Nguyễn Thế Hưng, Lại Phương Liên (2017), Dạy học Sinh học theo tiếp cận phát triển lực, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Lê Huy Hoàng (2017), “Định hướng giáo dục STEM chương trình giáo dục phổ thơng mới”, Kỷ yếu hội thảo giáo dục STEM trường phổ thông Việt Nam, tr 9-12 Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ Phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Luận án tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Khoa Sư phạm Kĩ thuật, Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội Norman Herr (2007), The Sourcebook for Teaching Science, California State University, Northridge TEACHING BIOLOGY ACCORDING TO THE MODEL STEM Abstract: In addition to presenting the process of applying STEM education model to teaching Biology (Developing appropriate topics; Selecting some content in the program can be taught STEM orientation; Determine the teaching objectives of the topics; Design STEM activities and organize teaching and evaluation, the article also provides vivid examples Experimental results show: Teaching Biology in the direction of STEM education not only creates excitement for learners but is also very effective in helping learners develop some abilities (thinking ability, scientific research, solve problems ) and improve teaching quality Keywords: STEM; STEM skills; STEM education; Teaching Biology 8; Capacity Development ... khẳng định, việc dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM không tạo hứng thú mà cịn có hiệu việc nâng cao chất lượng dạy học Kết luận Quy trình dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM. .. đề dạy học STEM chương trình Sinh học Trong khuôn khổ viết Hội thảo, xin phân tích điểm Quy trình thiết kế tổ chức dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM qua ví dụ Chủ đề giáo dục STEM. .. môn học với Tuy nhiên tích hợp thống cộng gộp Do kiến thức tổ chức cách hiệu [5] 2.2 Dạy học Sinh học theo định hướng giáo dục STEM Quy trình thiết kế tổ chức dạy học: Quy trình dạy học Sinh học