I. Lý do chọn đề tài
8. Cấu trúc đề tài
1.3. Cơ sở thực tiễn
Để tiến hành nghiên cứu về thực trạng việc ứng dụng STEAM trong DH môn Sinh học ở trƣờng THPT, tôi đã tiến hành hồi cứu tƣ liệu, điều tra, khảo sát bằng phiếu hỏi đối với các GV và HS ở trƣờng THPT B Nghĩa Hƣng, Nghĩa Hƣng, tỉnh Nam Định với mục đích: Thu thập thông tin, phân tích thuận lợi, khó khăn của thực trạng ứng dụng STEAM trong DH môn Sinh học ở trƣờng THPT.
Phƣơng pháp phân loại, hệ thống hóa: Xem xét việc thể hiện yêu cầu tích hợp trong DH môn Sinh học ở SGK môn Sinh học cấp THPT mới.
Phƣơng pháp điều tra, khảo sát: Dự giờ, quan sát những biểu hiện của GVvà HS trong hoạt động dạy và học. Xây dựng mẫu phiếu khảo sát và tiến hành điều tra về tình hình dạy - học của GV, HS về dạy học STEAM trong DH môn Sinh học ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Nam Định.
Mục đích khảo sát nhằm đánh giá thực trạng của việc ứng dụng phƣơng pháp STEAM trong DH môn Sinh học ở trƣờng THPT.
Nội dung khảo sát tìm hiểu nhận thức, sự hiểu biết của GV về dạy học STEAM.
Đối tƣợng khảo sát là 30 GV và 120 HS ở trƣờng THPT. Địa điểm khảo sát là trƣờng THPT B Nghĩa Hƣng, Nghĩa Hƣng, tỉnh Nam Định.
Thời gian khảo sát Tháng 11, 12 năm 2019.
Phƣơng pháp phỏng vấn: Trao đổi với GV dạy bộ môn Sinh học ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Nam Định về tình hình dạy học STEAM. Chúng tôi đã phỏng vấn qua 9 câu hỏi để biết đƣợc hiểu biết của GV về dạy học STEAM, những căn cứ để GV dạy học STEAM, phƣơng pháp DH khi dạy học STEAM, những khó khăn mà GV thƣờng gặp khi dạy học STEAM.
Hỏi trực tiếp một số HS ở một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Nam Định về việc ứng dụng tri thức Sinh học học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn
1.3.1. Đặc điểm của đối tượng điều tra nghiên cứu
Bảng 1.1. Phân bố giới tính của GV trong khảo sát thực trạng
Giáo viên Số lượng %
Nam 6 20
Nữ 24 80
Bảng 1.2. Phân bố tuổi nghề của giáo viên trong khảo sát Đặc điểm Số lượng % Ít hơn 5 năm 4 13,3 5 – 10 năm 5 16,7 Hơn 10 năm 21 70 Tổng 30 100
Đối tƣợng khảo sát chủ yếu là các giáo viên có lâu năm kinh nghiệm (> 10 năm) chiếm 70%. Đa số là nữ (80%), với tuổi nghề của các thầy cô tham gia khảo sát thì họ đã từng áp dụng các phƣơng pháp dạy học tích cực, có kinh nghiệm trong dạy học.
Hình 1.3 Phân bố tỷ lệ GV đã đƣợc tập huấn STEM/STEAM và đã tham gia giảng dạy
Qua số liệu cho thấy mặc dù các giáo viên phần lớn là những ngƣời có kinh nghiệm nhƣng tỷ lệ giáo viên đã đƣợc tập huấn về STEM/STEAM là rất ít (13,3%). Số GV đã từng tham gia giảng dạy (23,3%).
1.3.2. Hiểu biết của GV về STEAM
Hình 1.4. Vai trò của các môn thành phần trong STEAM
Với 63.3% câu trả lời là môn nào cũng quan trọng cho thấy GV trƣờng THPT B Nghĩa Hƣng đã có sự tìm hiểu về phƣơng pháp STEM. Nhƣng chƣa có ai lựa chọn môn nghệ thuật (A), điều này cho thấy các thầy cô giáo chƣa thực sự hiểu về STEAM mà chỉ tìm hiểu về STEM. Hay nói cách khác các thầy cô chƣa thực sự thấy đƣợc tầm quan trọng của nghệ thuật.
Với đa số ý kiến của GV là các môn STEAM có liên quan chặt chẽ đến nhau (93,3%)
Hình 1.6. Các khái niệm STEAM và phƣơng pháp giảng dạy
1.3.3. Thực trạng dạy học STEM/STEAM
Hình 1.7. Sử dụng tình huống thực tiễn trong giảng dạy
Các thầy cô rất quan tâm đến việc đƣa tình huống thực tiễn vào giảng dạy (93%). Tuy nhiên việc này cũng chƣa đạt đƣợc mong đợi, chỉ có 38% GV là rất thƣờng xuyên đƣa các vấn đề ngoài cuộc sống vào bài giảng. Điều này cho thấy các thầy cô đã áp dụng đƣợc nhiều phƣơng pháp dạy học tích cực trong giảng dạy.
Hình 1.8. Thầy/ cô có tự tin khi tham gia giảng dạy STEAM
Phần lớn GV không tự tin khi tham gia giảng dạy bằng phƣơng pháp STEAM (70%). Chỉ có 23.3% GV tự tin khi sử dụng phƣơng pháp STEAM.
Hình 1.9. Hình thức tổ chức STEAM
Qua những số liệu trên ta thấy STEM/STEAM đƣợc giảng dạy chủ yếu là qua dạy học một chủ đề và hoạt động trải nghiệm
Tóm lại, thông qua khảo sát tôi nhận thấy GV đều nhận thấy tầm quan trọng của phƣơng pháp STEAM, một số GV đã tham gia giảng dạy STEAM nhƣng vẫn còn lúng túng, hạn chế. Trong quá trình giảng dạy STEAM chỉ đƣợc sử dụng trong một dự án ngoài giờ lên lớp hoặc một hoạt động trải
nghiệm mà ít khi đƣợc sử dụng giảng dạy thƣờng xuyên trong giờ dạy chính khóa do áp lực về kiến thức, nội dung thi, kiểm tra.
Tỷ lệ GV đƣợc tập huấn về STEAM còn hạn chế, chƣơng trình SGK còn chƣa phù hợp, phƣơng pháp kiểm tra, đánh giá chƣa đổi mới là những khó khăn lớn nhất mà GV gặp phải trong quá trình gảng dạy tai trƣờng THPT B Nghĩa Hƣng nói riêng và trƣờng THPT nói chung.
1.3.4. Thực trạng học tập của HS lớp 11 trong dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEAM. định hướng giáo dục STEAM.
Để tìm hiểu thực trạng dạy học môn Sinh học lớp 11 theo định hƣớng Giáo dục STEAM chúng tôi đã xin ý kiến đối với 150 HS trƣờng THPT B Nghĩa Hƣng, trƣờng THPT C Nghĩa Hƣng, THPT Trần Nhân Tông.
Khi thống kê HS đã đƣợc học môn Sinh học theo định hƣớng giáo dục STEM thu đƣợc kết quả: có 50% HS mới đƣợc học 1 tiết học STEAM, 20% HS chƣa bao giờ đƣợc học STEAM. Học theo phƣơng pháp STEAM là rất mới lạ với đa số HS.
Hình 1.10. Thống kê số lƣợng HS đã học môn Sinh theo định hƣớng STEAM
Thống kê về sự hứng thú của HS sau khi đã đƣợc học chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEAM: HS rất hứng thú khi đƣợc tham gia trải nghiệm
(75%). Bên cạnh đó còn có HS không có hứng thú với phƣơng pháp học tập STEAM (5%), điều này khẳng định rằng phƣơng pháp học tập này chỉ phù hợp với những học sinh dám chấp nhận thất bại, thích khám phá,….
Hình 1.11. Thống kê về sự hứng thú của HS sau khi đã đƣợc học chủ đề theo định hƣớng giáo dục STEAM
HS rất hào hứng khi học theo phƣơng pháp STEAM 75% và đa số HS đồng ý học theo phƣơng pháp mới . Tuy nhiên vẫn có HS không hứng thú với phƣơng pháp này vì STEAM chỉ thích hợp với những học sinh dám chấp nhận rủi ro, dám tham gia thử thách, chấp nhận thử thách. Khó khăn theo các em khi tiếp cận với phƣơng pháp mới này là: Không có nhiều nguồn tƣ liệu tham khảo, Vận dụng kiến thức đề giải quyết vấn đề quá khó, tình độ nhận thức của bản thân hạn chế, ảnh hƣởng đến kết quả học tập, thi cử.
Tiếu kết chƣơng I
Mục tiêu chung của giáo dục là tạo ra những ngƣời biết chữ có chức năng, những ngƣời biết cách học và thích nghi với môi trƣờng thay đổi nhanh chóng của họ. Từ mầm non, tiểu học, trung học cơ sở và cuối cùng là giáo dục trung học phổ thông, phƣơng pháp giáo dục STEM và STEAM sẽ giúp học sinh trở thành một nhà phát minh đầy sáng tạo với kỹ năng tƣ duy và giải quyết vấn đề một cách khéo léo, khoa học và logic. Đó là các kỹ năng mà các thế hệ tƣơng lai của chúng rất cần trong thế giới công nghệ ngày càng phát triển.
Khung của STEAM đã xuất hiện, cho đến nay, một cấu trúc nhƣ vậy đã phát triển đủ để cho thấy rằng có những mối liên kết nhất định giữa các lĩnh vực giáo dục khác nhau và cách đơn giản nhất đƣợc đƣa ra theo định nghĩa sau.
STEAM Giáo dục: 'Khoa học và Công nghệ, đƣợc giải thích thông qua Kỹ thuật và Nghệ thuật, tất cả đều dựa trên ngôn ngữ Toán học.
Một trong những vấn đề khó khăn lớn nhất là thiếu nguồn nhân lực về giáo dục STEM. Giáo dục STEM cần nguồn tài trợ cho công nghệ mới nhất, đào tạo về cách sử dụng công nghệ mới, đào tạo kiến thức về cách sử dụng công nghệ một cách hiệu quả nhƣ một công cụ học tập cho các giáo viên trên thế giới.
Một vấn đề lớn khác mà nhiều giáo viên đang gặp phải là hệ thống giáo dục hiện tại chỉ tập trung vào đánh giá kết quả qua điểm số hơn là xây dựng một chƣơng trình khuyến khích sự đổi mới, sự sáng tạo, kỹ năng tƣ duy phân tích vấn đề và kỹ năng giải quyết vấn đề. Để giải quyết các vấn đề trên cần thời gian dài để cải cách hệ thống và thay đổi tƣ duy dạy và học.
CHƢƠNG 2: VẬN DỤNG MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEAM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG I « CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT
VÀ NĂNG LƢỢNG Ở THỰC VẬT » SINH HỌC 11 - THPT 2.1. Phân tích chƣơng trình và sách giáo khoa
2.1.1. Chương trình Sinh học THPT
Sinh học là môn học đƣợc lựa chọn trong nhóm môn khoa học tự nhiên ở giai đoạn giáo dục định hƣớng nghề nghiệp. Môn Sinh học hình thành và phát triển ở học sinh năng lực chuyên biệt dành cho môn sinh học, đồng thời góp phần cùng các môn học, hoạt động giáo dục khác hình thành, phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung.[3]
Chƣơng trình môn Sinh học THPT vừa hệ thống hoá, củng cố kiến thức, phát triển kĩ năng và giá trị cốt lõi của sinh học đã đƣợc học ở giai đoạn giáo dục cơ bản; vừa giúp học sinh tìm hiểu sâu hơn các tri thức sinh học cốt lõi, các phƣơng pháp nghiên cứu và ứng dụng sinh học, các nguyên lí và quy trình công nghệ sinh học thông qua các chủ đề: sinh học tế bào; sinh học phân tử; sinh học vi sinh vật; sinh lí thực vật; sinh lí động vật; di truyền học; tiến hoá và sinh thái học.
Đối tƣợng nghiên cứu của sinh học là thế giới sinh vật gần gũi với đời sống hằng ngày của học sinh. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kiến thức Sinh học ngày càng đƣợc bổ sung nhiều hơn và ngày càng rút ngắn khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng. Chính vì thế các chủ đề STEAM trong môn Sinh học ngày càng phong ohus và đa dạng, từ những chủ đề liên quan đến việc chăm sóc sức khỏe bản thân, gia đình đến các vấn đề mang tính toàn cầu nhƣ biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trƣờng, suy giảm đa dạng sinh học,…
2.1.1.1 Quan điểm xây dựng chương trình
Chƣơng trình môn Sinh học tuân thủ các quy định đƣợc nêu trong Chƣơng trình tổng thể, đồng thời, xuất phát từ đặc điểm môn học, nhấn mạnh các quan điểm sau:
Tiếp cận với xu hƣớng quốc tế: Bên cạnh việc tiếp thu, kế thừa thành
công, ƣu điểm của chƣơng trình môn Sinh học hiện hành của Việt Nam, Chƣơng trình môn Sinh học còn đƣợc xây dựng trên cơ sở nghiên cứu sâu chƣơng trình môn học này của một số quốc gia, vùng lãnh thổ và tổ chức quốc tế (Anh, Australia, Cộng hoà Liên bang Đức, Hàn Quốc, một số bang của Hoa Kỳ, Liên bang Nga, Singapore, Trung Quốc, Đài Loan, Hồng Kông, Tổ chức Olympic Sinh học quốc tế, UNESCO,...).
Thực hiện giáo dục định hƣớng nghề nghiệp: Nội dung môn Sinh học đƣợc xây dựng làm cơ sở cho các quy trình công nghệ gắn với các lĩnh vực ngành nghề nhằm định hƣớng cho học sinh lựa chọn ngành nghề trong bối cảnh phát triển của công nghệ sinh học và cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ.
Thực hiện giáo dục phát triển bền vững: Chƣơng trình môn Sinh học
chú trọng giúp học sinh phát triển khả năng thích ứng trong một thế giới biến đổi không ngừng; khả năng chung sống hài hoà với thiên nhiên và bảo vệ môi trƣờng để phát triển bền vững.
2.1.1.2 Mục tiêu chương trình
- Môn Sinh học hình thành, phát triển ở học sinh năng lực sinh học; - Hình thành, phát triển ở học sinh các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung.
- Đặc biệt là tình yêu thiên nhiên, niềm tự hào về thiên nhiên của quê hƣơng, đất nƣớc; thái độ tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, trân trọng, giữ gìn và bảo vệ thiên nhiên, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững; rèn luyện cho học sinh thế giới quan khoa học, tính trung thực, tinh thần trách nhiệm, tình yêu lao động, các năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo
2.1.1.3 Nội dung chương trình
Nội dung giáo dục cốt lõi của môn Sinh học bao quát các cấp độ tổ chức sống, gồm: phân tử, tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã - hệ sinh thái, sinh quyển. Kiến thức về mỗi cấp độ tổ chức sống bao gồm: cấu trúc, chức năng; mối quan hệ giữa cấu trúc, chức năng và môi trƣờng sống. Từ kiến thức về các cấp độ tổ chức sống, chƣơng trình môn học khái quát thành các đặc tính chung của thế giới sống nhƣ: trao đổi chất và chuyển hoá năng lƣợng, sinh trƣởng và phát triển, sinh sản, cảm ứng, di truyền, biến dị và tiến hoá. Thông qua các chủ đề nội dung, chƣơng trình môn học trình bày các thành tựu công nghệ sinh học trong chăn nuôi, trồng trọt, xử lí ô nhiễm môi trƣờng, nông nghiệp và thực phẩm sạch; trong y - dƣợc học.
2.1.2. Sách giáo khoa Sinh học 11
Học xong chƣơng trình Sinh học 11, học sinh phân tích đƣợc các đặc tính của chung của tổ chức sống cấp độ cơ thể, trong đó phần sinh học cơ thể động vật chú trọng cơ thể ngƣời, từ đó học sinh đƣợc thực hành ứng dụng liên quan đến trồng trọt, chăn nuôi, y học, bảo vệ sức khoẻ. Sinh học 11 đƣợc trình bày theo các quá trình sống cấp độ cơ thể tƣơng đồng ở thực vật và động vật, ở mỗi quá trình sống trình bày khái quát những đặc điểm chung cho cấp độ cơ thể, sau đó đi sâu nghiên cứu những điểm đặc trƣng ở cơ thể thực vật và cơ thể động vật.[4]
Sách giáo khoa sinh học 11 gồm 4 chƣơng, mỗi chƣơng gồm 2 phần A- Thực vật, B- Động vật.
Chƣơng 1: Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng (22 bài = 21 bài học + 1 bài ôn tập)
A- Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật (14 bài). B- Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở Động vật (7 bài). Chƣơng 2: Cảm ứng (11 bài).
B- - Cảm ứng ở động vật (8 bài). Chƣơng 3: Sinh trƣởng và phát triển (7 bài).
A- Sinh trƣởng và phát triển ở thực vật (3 bài). B - Sinh trƣởng và phát triển ở động vật (4 bài).
Chƣơng 4: Sinh sản (8 bài = 7 bài học + 1 bài ôn tập chƣơng II, III, IV). A - Sinh sản ở thực vật (3 bài).
B - Sinh sản ở động vật (4 bài).
Qua phân tích trên ta thấy nội dung kiến thức phần Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng rất đƣợc quan tâm (21/48 = 43,75% chƣơng trình). Và đặc biệt đây là nội dung rất gần gũi với học sinh, có thể làm thí nghiệm quan sát nhanh. Chính vì thế rất thuận lợi cho việc thiết kế dạy học theo phƣơng pháp STEAM.
2.2. Các bƣớc xây dựng chủ đề STEAM
2.2.1 Các bước để xây dựng chủ đề STEAM
Có 2 cách để xây dựng chủ đề STEAM Cách 1: Đƣợc tiến hành theo 5 bƣớc
Cách 2 : Để xây dựng một chủ đề STEAM có thể làm theo 3 bƣớc Bƣớc 1: Xác định các vấn thực tiễn cần giải quyết
Bƣớc 1: Xác định kiến thức cụ thể cho môn học
Bƣớc 2: Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tiễn
Bƣớc 3: Phân tích ứng dụng
Bƣớc 4: Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn thuộc lĩnh vực STEAM
Bƣớc 2: Xác định các kiến thức liên quan đến vấn đề Bƣớc 3: Xây dựng chủ đề STEAM
2.2.2 Yêu cầu của chủ đề STEAM
Một chủ đề STEAM phải đảm bảo các yêu cầu: