Chủ đề dạy học STEAM trong trường THPT là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng của các môn khoa học trong trường phổ thông. Trong quá trình dạy học, giáo viên tổ chức cho học sinh (HS) làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ toán học để tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kĩ năng và tư duy của HS.
BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ DOI: 10.15625/vap.2020.000137 THIẾT KẾ VÀ VẬN DỤNG MƠ HÌNH GIÁO DỤC STEAM DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “PHÒNG HỌC XANH” - SINH HỌC 11, THPT Mai Văn Hưng1, Phạm Thị Huyền2,* Tóm tắt: Chủ đề dạy học STEAM trường THPT chủ đề dạy học thiết kế dựa vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kĩ môn khoa học trường phổ thơng Trong q trình dạy học, giáo viên tổ chức cho học sinh (HS) làm việc nhóm, sử dụng cơng nghệ truyền thống đại, cơng cụ tốn học để tạo sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kĩ tư HS Nghiên cứu thực phương pháp điều tra, phân tích, thực nghiệm khoa học Kết nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng mơ hình dạy học STEAM vào dạy học Sinh học nâng cao kết học tập, Hứng thú khả giải vấn đề liên quan đến thực tiễn HS Từ khóa: Sinh học, STEAM, STEM MỞ ĐẦU STEAM mơ hình dạy học chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo, đó, học sinh tiếp cận mơ hình giáo dục có ưu bật như: kiến thức Khoa học, Kĩ thuật, Công nghệ Toán học, khả sáng tạo, tư logic, hiệu suất học tập làm việc vượt trội có hội phát triển kĩ mềm tồn diện mà mục tiêu giáo dục Việt Nam hướng đến đào tạo người (Trần Bá Hồnh, 2008): “Sâu sắc trí tuệ, phong phú tâm hồn, cường tráng thể chất, đậm đà sắc dân tộc mang tính quốc tế chân chính” Trong bối cảnh nay, cần chương trình đào tạo kết hợp hài hịa môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học Nghệ thuật để đào tạo hệ trẻ toàn diện học thuật thúc đẩy sáng tạo bên người Cần ý tưởng mới, giải pháp cho vấn đề sau Chúng ta cần đánh thức “nghệ sĩ” bên hệ học sinh nhỏ tuổi để học sinh trở thành cơng dân tồn cầu thực thụ (Nguyễn Thanh Nga nnk., 2017) Chính thế, giáo dục STEAM coi mơ hình giáo dục thích ứng với mục tiêu dạy học phát triển lực Song bối cảnh giáo dục Việt Nam nói chung đặc thù mơn Sinh học nói riêng, mơ hình dạy học STEAM dường chưa vận dụng cách thỏa đáng, số GV chưa quan tâm có nhìn chưa thấu đáo, cịn khoảng trống cần khai phá mơ hình VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết nhằm hệ thống hóa sở lí luận mơ hình giáo dục STEAM liên quan đến dạy học Sinh học 1Trường Đại học Giáo dục - ĐHQG Hà Nội THPT B Nghĩa Hưng, Nam Định *Email: phamhuyennhb@gmail.com 2Trường PHẦN III NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GIÁO DỤC VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 1123 - Phương pháp điều tra: tìm hiểu thực trạng sử dụng mơ hình dạy học STEAM số trường THPT tỉnh Nam Định - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm chủ đề sau tiến hành kiểm tra đánh giá kết thu KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Cơ sở lí thuyết giáo dục STEAM Về STEAM = STEM + ART (Nguyễn Thành Hải, 2015) STEAM phương pháp học tập chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo, đó, trẻ tiếp cận phương pháp giáo dục có ưu bật như: kiến thức Khoa học, Kĩ thuật, Cơng nghệ Tốn học, khả sáng tạo, tư logic, hiệu suất học tập làm việc vượt trội có hội phát triển kĩ mềm toàn diện STEAM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kĩ thuật), Art (nghệ thuật) Math (toán học) mơ hình học tập áp dụng Mĩ với đặc điểm cung cấp kiến thức toàn diện năm lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Nghệ thuật Toán học (Mai Văn Hưng, 2019) Mơ hình STEAM mơ hình cho chương trình giảng dạy dựa học tập tự nhiên ý tưởng giáo dục học sinh tất ngành - cụ thể khoa học, công nghệ, kĩ thuật, nghệ thuật tốn học - cách tích hợp phương pháp vào phương pháp áp dụng bao quát (Trần Bá Hoành, 2008) Việc đưa STEAM vào trường trung học mang lại nhiều lời ích, phù hợp với định hướng đổi giáo dục Học sinh tham gia học tập STEAM ngồi lợi ích mà STEM mang lại cịn có thêm lợi ích trội: Suy nghĩ vượt khuôn khổ; Làm chủ việc học tập mình; Tăng cường kĩ chuyển nhượng; Hiểu cách mà khoa học, tốn học, nghệ thuật cơng nghệ phối hợp với nhau; Ngày tò mò giới xung quanh cảm thấy trao quyền để thay đổi tốt (Nguyễn Thanh Nga nnk., 2015) 3.2 Cơ sở xây dựng quy trình dạy học theo mơ hình giáo dục STEAM: Dựa mục tiêu giáo dục STEAM: Phát triển lực cốt lõi; lực đặc thù môn STEAM; định hướng nghề nghiệp; nhân văn, nghệ thuật xã hội, thiết kế thử nghiệm quy trình thiết kế học STEAM rút kết luận: Học sinh thích học dựa dự án nơi họ khám phá sáng tạo để giải thách thức cách sử dụng tài liệu theo cách thú vị Có nhiều cách để thiết kế quy trình gồm có bước (Nguyễn Thanh Nga nnk., 2017; Nguyễn Thanh Nga nnk., 2017) 3.3 Quy trình thiết kế học STEAM Quy trình thiết kế học theo mơ hình giáo dục STEAM bao gồm có bước (Nguyễn Thành Hải, 2015) 1124 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Bước 1: Phát vấn đề thực tiễn liên quan đến kiến thức học Trong bước này, chọn câu hỏi cần thiết để trả lời vấn đề cần giải thực tiễn gắn liền với nội dung học Câu hỏi hay vấn đề phải có tính thực tiễn, kích thích hứng thú học sinh Bước 2: Lựa chọn kiến thức lĩnh vực STEAM liên quan đến học Đây giai đoạn chi tiết yếu tố góp phần gây vấn đề câu hỏi Khi bạn quan sát mối tương quan với lĩnh vực STEAM vấn đề tồn tại, bạn bắt đầu tìm kiếm thơng tin bản, kĩ quy trình mà học sinh cần để giải câu hỏi bạn cần tạo đồ lược đồ chương trình giảng dạy chủ đề, ý tưởng vấn đề chọn Bước 3: Thiết kế mô hình STEAM Dựa việc chi tiết hóa kiến thức STEAM, HS tìm hiểu vấn đề tồn câu hỏi lớn cần trả lời, đưa ý tưởng để cải tạo vấn đề nâng cấp vấn đề Trong bước HS cần hình thành ý tưởng thiết kế thành vẽ hình thành quy trình giấy Bước 4: Xây dựng mơ hình STEAM Biến dự án thành thật Sau HS sâu vào vấn đề câu hỏi phân tích giải pháp vấn đề cần giải quyết, họ bắt đầu tạo giải pháp thành phần riêng cho vấn đề Đây nơi họ sử dụng kĩ năng, quy trình kiến thức dạy giai đoạn khám phá đưa họ vào làm việc Nói cách khác, học có kết thúc mở phép HS khám phá tài liệu định để giải vấn đề HS khám phá nhiều cách để tìm giải pháp cho vấn đề, với thừa nhận đầy đủ nguyên mẫu ban đầu chúng khơng hoạt động Dạy HS áp dụng quy trình thiết kế kĩ thuật suốt dự án học Bài học STEAM phải thực hiện, không sách hay máy tính mà liên quan đến tính sáng tạo Bước 5: Trình bày mơ hình STEAM Khi học sinh tạo giải pháp thành phần mình, lúc nghệ thuật ngơn ngữ thể rõ Điều quan trọng cơng việc trình bày dựa quan điểm riêng học sinh xung quanh câu hỏi vấn đề tay Đây hội quan trọng để tạo điều kiện cho phản hồi giúp sinh viên học cách cho nhận Bước 6: Điều chỉnh mơ hình STEAM Sau kết chia sẻ nhận phản hồi từ nhóm khác nhau, theo cách khác Dự án cải tạo theo hướng tốt hơn, đáp ứng yêu cầu không kĩ thuật mà thẩm mĩ 3.4 Vận dụng mơ hình STEAM dạy học chủ đề “Phòng học xanh sáng tạo” Bước 1: Phát vấn đề thực tiễn liên quan đến kiến thức học PHẦN III NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GIÁO DỤC VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 1125 Thiết kế góc học tập gần gũi với thiên nhiên nhằm giảm tính đơn điệu phịng học giúp học tập trở nên thoải mái Trong đó, Chủ đề phịng học xanh vận dụng quy trình trồng thủy canh, Tạo lập góc khơng gian xanh lớp học Tham gia chủ đề HS trải nghiệm trình sinh trưởng thực vật, Các nhân tố ảnh hưởng đến đời sống thực vật, tượng mao dẫn Bước 2: Lựa chọn kiến thức lĩnh vực STEAM liên quan đến học Sản phẩm Khoa học (S) Cơng nghệ (T) Kĩ thuật (E) Nghệ thuật (A) Tốn học (M) Vịng ngọc xanh - Phân bón hóa học - Quá trình sinh trưởng - Các nhân tố ảnh hưởng đến trình sinh trưởng - Hiện tượng mao dẫn - Bản vẽ thiết kế - Vỏ chai, kẽm, sơ dừa, vải Quy trình trồng thủy canh - Bản vẽ thiết kế thuyết trình - Nghệ thuật ngôn ngữ - Xác định tỉ lệ sống - Tỉ lệ vẽ thiết kế - Giá thành sản phẩm * Mục tiêu chủ đề + Kiến thức - Trình bày quy trình trồng thủy canh; - Vận dụng kiến thức mao dẫn, phân hóa học, yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh trưởng phát triển thực vật, để trồng nhằm xây dựng góc học tập lớp + Kĩ • Xây dựng thực phương án phịng học xanh • Tự tin giới thiệu phịng học xanh nhóm thực Phân cơng thành viên nhóm chăm sóc theo dõi q trình sinh trưởng phát triển • + Thái độ - Yêu thiên nhiên có ý thức bảo vệ xanh - Có trách nhiệm hoàn thành tốt nhiệm vụ vệ sinh, làm đẹp, bảo vệ phòng học + Bộ câu hỏi định hướng Câu hỏi định hướng: Làm để lớp học trở nên thoải mái hơn? Câu hỏi học: Quy trình trồng thủy canh nào? Hãy lập phương án xây dựng phịng học xanh Bước 3: Thiết kế mơ hình STEAM Để thiết kế mơ hình khơng gian lớp học xanh HS cần tìm hiểu - Làm để tạo không gian lớp học thoải mái hơn? BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 1126 - Những vị trí trồng lớp học? (Cửa sổ, góc lớp) - Những trồng lớp học? * Hình thành ý tưởng Quá trình sinh trưởng, phát triển thực vật Không gian học tập thoải mái Phịng học xanh sáng tạo Cơng nghệ đơn giản: Gỗ, sơ dừa, vải Quy trình trồng thủy canh Bước 4: Xây dựng mơ hình STEAM HS làm việc nhóm đưa ý tưởng, tính tốn phương án thực hiện, cách thức thực hiện, phân công việc cho cá nhân Bước 5: Trình bày mơ hình STEAM Cho HS thuyết trình phương án nhóm đưa ra, lắng nghe góp ý nhóm khác Bước 6: Điều chỉnh mơ hình STEAM Giàn hoa lớp 11A1 Sau thực nghiệm giảng thu kết sau: PHẦN III NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GIÁO DỤC VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Tiêu chí Mean (điểm trung bình) Standard Error (sai số chuẩn) Median (giá trị giữa) Mode (điểm nhiều nhất) Standard Deviation (Độ lệch chuẩn) Sample Variance (Phương sai mẫu) Range (dải biến thiên) Minimum (nhỏ biến) Maximum (lớn biến) Sum (tổng) Count (số lượng biến) Largest (1) (cao nhất) Smallest (1) (thấp nhất) Confidence Level (95.0%) (độ tin cậy) Lớp thực nghiệm (11A1) 7.705882353 0.148638574 7.5 8.0 1.061491736 1.126764706 4.75 9.75 393 51 9.75 0.298549362 1127 Lớp đối chứng (11A2) 7.287234043 0.146454143 7.5 7.25 1.004039022 1.008094357 5.25 3.75 342.5 47 3.75 0.294796901 Bảng thống kê điểm kiểm tra lớp sau thực nghiệm cho thấy điểm lớp thực nghiệm từ - 9,75 Lớp đối chứng từ 3,75- 9,0 Điểm cao lớp thực nghiệm 9,75 lớp đối chứng 9,0 Điểm phổ biến lớ thực nghiệm 8,0 lớp đối chứng 7,25 Kết nghiên cứu cho thấy, việc vận dụng mơ hình giáo dục STEAM vào dạy học Sinh học mang lại hiệu thiết thực giúp học sinh vận dụng sáng tạo kiến thức liên môn nhằm giải vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú, say mê học tập môn học, từ góp phần phát triển cho học sinh lực giải vấn đề lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cho thấy, việc thích ứng mơ hình giáo dục STEAM vào dạy học Sinh học mang lại hiệu thiết thực giúp học sinh vận dụng sáng tạo kiến thức liên môn nhằm giải vấn đề thực tiễn, tạo hứng thú, say mê học tập mơn học, từ góp phần phát triển cho học sinh lực giải vấn đề lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thành Hải, 2015 Giáo dục STEM/STEAM từ trải nghiệm thực hành đến tư sáng tạo Nxb Trẻ Trần Bá Hồnh, 2008 Dạy học tích hợp Kỉ yếu hội thảo khoa học: Dạy học tích hợp khả áp dụng vào thực tiễn giáo dục Việt Nam Hà Nội Mai Văn Hưng, 2019 Giáo dục STEM: Để học sinh thích ứng với mơi trường lao động 4.0 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam; số (724), Tr.43-45 ISSN 1859-4794 Mai Văn Hưng, 2017 Giáo dục STEM, TEAM, STREAM đề xuất đổi chương trình giáo dục phổ thơng Việt Nam Hội thảo Giáo dục 2017, Ủy ban Văn hóa Giáo dục, Thanh niên, thiếu niên nhi đồng Quốc hội khóa XIV.Tr 56-62 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 1128 Hà Thị Lan Hương, 2013 Xu hướng tích hợp xây dựng chương trình mơn khoa học tự nhiên nước giới khả áp dụng vào thực tiễn giáo dục Việt Nam Tạp chí Giáo dục xã hội Số 29 (90), tháng năm 2013 Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội, Phùng Việt Hải, 2017 Dạy học chủ đề STEM dành cho học sinh trung học sở trung học phổ thơng Nxb Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), 2015 Dạy học tích hợp phát triển lực giải quyêt vấn đề thực tiễn cho học sinh trung học phổ thông Nxb Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), 2017 Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học sở trung học phổ thông Nxb Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh DESIGNING AND APPLICATION OF STEAM EDUCATION MODEL FOR TEACHING THE THEME “GREEN CLASSROOM” OF BIOLOGY GRADE 11 Mai Van Hung1, Pham Thi Huyen2,* Abstract: STEAM teaching subject in high school is a teaching topic designed based on practical issues combined with standard knowledge and skills of science subjects in high school In the teaching process, teachers organize students to work in groups, using traditional and modern technology, in addition to mathematical tools to create products that have practical applicability This process develops skills as well as knowledge of the students Research is carried out by means of scientific investigation, analysis and experiment The research results show that the application of STEAM teaching model to teaching Biology has improved learning results, excitement and ability to solve problems related to students' practice Key: Biology, STEAM, STEM 1University of Education, Vietnam National University, Hanoi Nghia Hung High school, Nam Dinh *Email: phamhuyennhb@gmail.com 2B ... sinh lực giải vấn đề lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cho thấy, việc thích ứng mơ hình giáo dục STEAM vào dạy học Sinh học mang lại hiệu thiết thực giúp học sinh vận. .. mĩ 3.4 Vận dụng mơ hình STEAM dạy học chủ đề “Phịng học xanh sáng tạo” Bước 1: Phát vấn đề thực tiễn liên quan đến kiến thức học PHẦN III NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GIÁO DỤC VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở... 3.3 Quy trình thiết kế học STEAM Quy trình thiết kế học theo mơ hình giáo dục STEAM bao gồm có bước (Nguyễn Thành Hải, 2015) 1124 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM