SKKN Dạy học theo định hướng mới gắn với giáo dục STEM trong chương trình Công nghệ 10 THPT

1 MỤC LỤC PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Tính mới, đóng góp đề tài Đối tượng, phạm vi nghiên cứu PHẦN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ NGHIÊN CỨU Cơ sở lí luận 1.1 STEM gì? 7 1.2 Phương pháp dạy học STEM Bốn trụ cột STEM sử dụng đề tài 1.4 Dạy học dự án gì? Quy trình dạy học dự án? 10 Cơ sở thực tiễn 12 2.1 Thực trạng dạy học môn công nghệ trường THPT Nguyễn Duy Trinh 12 2.2 Đặc điểm, vị trí thực hành “Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học” chương trình Cơng nghệ 10 năm 13 2.3 Mục đích, ý nghĩa dự án 13 2.4 Ý tưởng dự án 14 II NỘI DUNG DỰ ÁN 14 Bộ câu hỏi dự án Xây dựng kế hoạch dạy học dự án 2.1 Đối tượng dự án 14 15 15 2.2 Mục tiêu 15 2.3 Chuẩn bị điều kiện thực dự án 16 2.4 Tiến trình dạy học dự án 16 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 3.1 Thời gian đối tượng thực nghiệm 26 26 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 26 Tiến hành thực nghiệm Kết thực nghiệm Khả ứng dụng sáng kiến Lợi ích thiết thực sáng kiến Kết PHẦN KẾT LUẬN Nhận định chung Những điều kiện áp dụng, sử dụng dự án Đề xuất 26 27 42 42 44 45 45 45 45 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT - THPT: Trung học phổ thông - GV: Giáo viên - HS: Học sinh - STEM: Science Technology Engineering Maths - NLGQVĐ: Năng lực giải vấn đề - PPCT: Phân phối chương trình - BGDĐT : Bộ giáo dục đào tạo - GDTrH : Giáo dục trung học - GD&ĐT: Giáo dục đào tạo PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH Bộ GD&ĐT việc triển khai thực giáo dục STEM giáo dục trung học phổ thơng cho thấy vai trị giáo dục Stem chương trình giáo dục phổ thông Giáo dục STEM đồng thời thay đổi phương thức học tập học qua làm, học qua nghiên cứu, giúp học sinh tìm tịi khám phá tri thức, từ hình thành phẩm chất lực Chương trình giáo dục phổ thơng (GDPT) có mục đích cốt lõi hình thành phẩm chất lực thơng qua việc học sinh đổi cách học, cách nghĩ Do đó, giáo dục STEM cần tiếp tục đẩy mạnh nhà trường Đây thực phương pháp giáo dục đại (Bộ giáo dục đào tạo, 2020) Đồng thời, thị 16/CT-TTg ngày 4/5/2017 Thủ tướng Chính phủ nêu: “Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ với xu hướng phát triển dựa tảng tích hợp cao độ hệ thống nối số Hóa - Vật lí - Sinh học với đột phá Interrnet vạn vật trí tuệ nhân tạo làm thay đổi sản xuất giới” Thủ tướng đạo bộ, ngành, địa phương triển khai đồng nhiều giải pháp nhằm tăng cường lực tiếp cận cách mạng cơng nghiệp lần thứ (cịn gọi cách mạng cơng nghiệp 4.0) Theo đó, phải 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 Bộ GD&ĐT cần tập trung vào thúc đẩy giáo dục STEM bên cạnh ngoại ngữ, tin học chương trình giáo dục phổ thơng (CT GDPT) (Trần Thái Tồn, 2020) Chính vậy, dạy học đổi theo giáo dục STEM hướng đắn cần thiết tất trường phổ thông Đặc biệt chương trình Cơng nghệ, môn khoa học tự nhiên làm tảng cho ngành khoa học kĩ thuật việc định hướng cho học sinh nghiên cứu để nắm bắt kiến thức kĩ để giải tình thực tiễn Cũng bồi dưỡng tình yêu khoa học, yêu sáng tạo trọng thực hành ngày quan trọng xã hội đại Đặc biệt, chương trình giáo dục phổ thơng mới, Cơng nghệ môn học bắt buộc giai đoạn giáo dục bản, mơn học lựa chọn thuộc nhóm Cơng nghệ Nghệ thuật giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp Mục tiêu xây dựng chương trình giáo dục Công nghệ theo định hướng STEM (Bộ giáo dục đào tạo, 2020) Thế nên, từ bây giờ, việc vận dụng giáo dục STEM vào chương trình công nghệ bước tảng quan trọng chuẩn bị cho chương trình cơng nghệ Trong trường phổ thông nay, việc dạy học môn khoa học thường mang nặng lí thuyết, trọng thực hành Hoặc có thực hành gắn với thực tiễn Dẫn đến học sinh thường chán học học thi đỗ điểm cao, niềm đam mê học thực bị bào mịn mà lí em khơng biết học để làm gì, học có liên quan cho sống sau Điều khiến trăn trở lâu, ln đặt cho câu hỏi với học để em có nhu cầu thực để tìm hiểu u thích nó, để gắn học với thực tiễn, để học trị dạy sau tạo sản phẩm có giá trị thực tiễn Xuất phát từ lý trên, tiến hành nghiên cứu triển khai đề tài “Dạy học theo định hướng gắn với giáo dục STEM chương trình Cơng nghệ 10 THPT” Tính mới, đóng góp đề tài - Phát triển lực đặc thù môn học Khoa học (vật lí, hóa học, sinh học), Cơng nghệ Toán học để giải vấn đề thực tiễn - Bên cạnh hiểu biết lĩnh vực khoa học cơng nghệ, kĩ thuật, tốn học, học sinh phát triển tư phê phán, kĩ hợp tác để thành công - Với việc tổ chức dạy học theo định hướng STEM tạo điều kiện cho học sinh tham gia đánh giá lẫn nhau, phát triển kĩ đánh giá tự đánh giá - Sáng kiến xây dựng thành công quy trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học từ thảo mộc làm tài liệu giảng dạy dự án Đồng thời, làm tư liệu giúp người dân vận dụng để tự sản xuất thuốc trừ sâu sinh học từ thực vật nhà góp phần hạn chế nhiễm môi trường ô nhiễm nông sản sử dụng tràn lan thuốc trừ sâu hóa học - Sáng kiến xây dựng thành công phương pháp dạy học dự án theo định hướng STEM – phương pháp dạy học giúp người học chủ động tạo sản phẩm, từ tích lũy kiến thức khoa học cho thân - Sáng kiến rõ bước tiến hành dạy học theo định hướng STEM với ví dụ điển hình dự án “Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học” mà vận dụng phương pháp dạy học dự án Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Trong sáng kiến này, xin đề cập đến cách tổ chức dạy học theo định hướng STEM tiết thực hành “ Pha chế thuốc trừ sâu sinh học” môn công nghệ 10 Sáng kiến với mong muốn hoàn thiện mở rộng số tiết học khác không môn Công nghệ 10 mà cịn mơn khoa học khác Mục đích phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học tập học sinh qua phát triển kĩ thuyết trình, kĩ hợp tác, kĩ đánh giá, kĩ tư logic tư phản biện giúp học sinh không nắm kiến thức mà tự tin thể ý tưởng vận dụng kiến thức học vào thực tiễn sống PHẦN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I CƠ SỞ NGHIÊN CỨU Cơ sở lí luận 1.1 STEM gì? - STEM cách viết lấy chữ tiếng Anh từ: Science, Technology, Engineering, Maths Science (Khoa học): gồm kiến thức Vật lí, Hóa học, Sinh học Khoa học trái đất nhằm giúp học sinh hiểu giới tự nhiên vận dụng kiến thức để giải vấn đề khoa học sống hàng ngày Technology (Công nghệ): phát triển khả sử dụng, quản lý, hiểu đánh giá công nghệ học sinh, tạo hội để học sinh hiểu công nghệ phát triển nào, ảnh hưởng công nghệ tới sống Engineering (Kĩ thuật): phát triển hiểu biết học sinh cách công nghệ phát triển thông qua trình thiết kế kĩ thuật, tạo hội để tích hợp kiến thức nhiều mơn học, giúp cho khái niệm liên quan trở nên dễ hiểu Kĩ thuật cung cấp cho HS kĩ để vận dụng sáng tạo sở Khoa học Toán học trình thiết kế đối tượng, hệ thống hay xây dựng quy trình sản xuất Maths (Toán học): phát triển học sinh khả phân tích, biện luận truyền đạt ý tưởng cách hiệu thơng qua việc tính tốn, giải thích, giải pháp giải vấn đề toán học tình đặt 1.2 Phương pháp dạy học STEM Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt học qua dự án – chủ đề, học qua trò chơi đặc biệt phương pháp học qua hành áp dụng triệt môn học STEM Với phương pháp “học qua hành”, học sinh thu nhận kiến thức từ kinh nghiệm thực hành khơng phải từ lí thuyết Bằng cách xây dựng giảng theo chủ đề dựa thực hành, học sinh hiểu sâu lí thuyết, ngun lí thơng qua hoạt động thực tế Chính hoạt động thực tế giúp học sinh nhớ lâu 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 học sinh tự xây dựng kiến thức cho Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kĩ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học Các kiến thức kĩ phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp học sinh khơng hiểu biết ngun lí mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống hàng ngày Giáo dục STEM thu hẹp khoảng cách hàn lâm thực tiễn Giáo dục STEM để học sinh trở thành nhà toán học, khoa học, kĩ sư hay kĩ thuật viên mà phát triển cho học sinh kĩ sử dụng để làm việc phát triển giới công nghệ đại ngày Đó kĩ STEM Kĩ STEM hiểu tích hợp, lồng ghép hài hịa từ nhóm kĩ sau: + Kĩ khoa học: khả liên kết khái niệm, nguyên lí, định luật sở lí thuyết giáo dục khoa học để thực hành sử dụng kiến thức, để giải vấn đề thực tế + Kĩ công nghệ: sử dụng, quản lí, hiểu biết truy cập công nghệ Công nghệ từ vật dụng hàng ngày đơn giản dao, kéo, bút chì… đến hệ thống phức tạp internet, mạng lưới điện quốc gia, vệ tinh…Tất thay đổi giới tự nhiên mà phục vụ nhu cầu người gọi cơng nghệ + Kĩ kĩ thuật: khả giải vấn đề thực tiễn diễn sống cách thiết kế hệ thống xây dựng quy trình sản xuất để tạo sản phẩm Học sinh cần có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm cân yếu tố liên quan như: khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kĩ thuật Khi em 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 kĩ thuật + Kĩ tốn học: khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới Học sinh có kĩ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống hàng ngày Song song với việc rèn luyện kĩ khoa học, cơng nghệ, kĩ thuật tốn học, giáo dục STEM cung cấp cho học sinh kĩ cần thiết giúp học sinh phát triển tốt kỉ 21 như: kĩ giải vấn đề, kĩ tư phản biện, kĩ cộng tác giao tiếp Để có người động, sáng tạo công việc, cần hình thành phát triển cho học sinh kĩ tư phản biện, giải vấn đề, hợp tác Các kĩ 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 cơng nghệ có khả sử dụng cơng nghệ thành thạo, đem lại tính hiệu cao hơn, nhanh hơn, xác cơng việc Vì vậy, việc kết hợp kĩ STEM ngày trở nên quan trọng kỉ 21 Bốn trụ cột STEM sử dụng đề tài ST Lĩnh vực Kiến thức T Khoa học Sinh học - Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển sâu hại - Tập tính hoạt động lồi sâu hại trồng -Vịng đời phát triển số lồi sâu hại - Thời điểm phun thuốc trừ sâu lên rau: tháng tuổi Hóa học - Các axit chứa tỏi, gừng, sả, ớt, hành…là chất gây cay, bỏng phần mắt da sâu, làm sâu dễ bị chết - Axit hữu giấm ăn (axit axetic); Rượu êtylic chất dễ làm sâu bị chết Kĩ thuật Xây dựng thực quy trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học từ thảo mộc Công nghệ - Sử dụng nguyên liệu cho quy trình sản xuất, vật liệu, dụng cụ hỗ trợ - Sử dụng công nghệ thông tin internet tìm kiếm trao đổi thơng tin, cách làm Toán học - Sử dụng toán thống kê số liệu trình nghiên cứu thực trạng trình thực quy trình - Tính tỉ lệ nguyên liệu để tạo sản phẩm tốt 1.4 Dạy học dự án gì? Quy trình dạy học dự án? Dạy học dự án phương pháp dạy học người học thực số nhiệm vụ học tập phức hợp, có kết hợp lí thuyết thực hành, nhằm tạo sản phẩm giới thiệu chúng Nhiệm vụ phương pháp địi hỏi người học cần có tính tự lực cao tồn q trình học tập Làm việc nhóm hình thức làm việc phương pháp dạy học dự án Quy trình dạy học dự án Bước Hoạt động GV Hoạt động HS 10 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 ... chức dạy học dự án kĩ thiết kế tổ chức dạy học theo định hướng STEM Đề xuất Trên đề tài ? ?Dạy học theo định hướng gắn với giáo dục STEM chương trình Cơng nghệ 10 THPT? ?? mà áp dụng thành công dạy. .. khai thực giáo dục STEM giáo dục trung học phổ thơng cho thấy vai trị giáo dục Stem chương trình giáo dục phổ thơng Giáo dục STEM đồng thời thay đổi phương thức học tập học qua làm, học qua nghiên... Tốn học Cơng nghệ cơng tác dạy học tích hợp theo dự án theo định hướng STEM Lợi ích thiết thực sáng kiến * Tính khoa học: Sáng kiến vận dụng dạy học theo định hướng STEM nhằm giúp học sinh tự học,