Bảng 2.2. Một số năng lực chuyên biệt có thể hình thành và phát triển cho HS THPT thông qua dạy học các chủ đề tích hợp các môn KHTN.
1. NL sử dụng kiến thức Vật lí, Hóa học, Sinh học
- Kiến thức về cấu tạo cơ thể, các hoạt động sống của thực vật, động vật, con người. Đa dạng sinh học, các quy luật di truyền và sinh thái học,...
- Kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí.
- Sử dụng các biểu tượng, thuật ngữ, danh pháp hóa học.
- Vận dụng kiến thức cả ba môn Lí, Hóa, Sinh vào giải quyết các tình huống trong thực tiễn.
2. NL khoa học
Đặt câu hỏi và đưa ra các dự đoán:
- Quan sát để xác định vấn đề nghiên cứu.
- Diễn đạt vấn đề nghiên cứu dưới dạng câu hỏi khoa học.
- Dựa trên những kiến thức đã biết và các kinh nghiệm cá nhân đưa ra dự đoán cho câu hỏi nghiên cứu.
Lập kế hoạch và thực hiện:
- Chọn một giả thuyết muốn kiểm chứng.
- Xác định cách thức kiểm chứng giả thuyết đó. - Lập kế hoạch các bước thực hiện.
- Thực hiện theo kế hoạch đã đề ra, có điều chỉnh nếu thấy có những điểm chưa hợp lý.
Xử lý và phân tích dữ liệu và thông tin khoa học:
- Quan sát, thu tập thông tin, ghi chép lại các kết quả thid nghiệm. - Xử lý, phân tích kết quả thí nghiệm với những công cụ phù hợp. - Lựa chọn được hình thức để mô tả và trình bày dữ liệu một các phù hợp sao cho phản ánh được các xu hướng hoặc tính quy luật hoặc các mối quan hệ trong dữ liệu.
- Tìm kiếm thêm thông tin khoa học liên quan đến nội dung nghiên cứu.
Đánh giá:
- Xem xét chất lượng của các bằng chứng/dữ liệu thu được xem có chính xác và đáng tin cậy không.
- Đưa ra kết luận về việc ủng hộ hay bác bỏ giả thuyết khoa học. Công bố kết quả:
- Công bố kết quả nghiên cứu dưới một số hình thức phù hợp. - Trao đổi, thảo luận về kết quả nghiên cứu với người khác, rút ra những điểm cần rút kinh nghiệm hoặc làm tốt hơn cho những nghiên cứu tiếp theo.
3. NL thực hiện trong phòng thí nghiệm
Sử dụng kính hiển vi; thực hiện an toàn phòng thí nghiệm; quan sát, mô tả các hiện tượng thí nghiệm, đưa ra kết luận, giải thích thí nghiệm, xử lí những thông tin liên quan đến thí nghiệm, bảo quản một số mẫu vật thật,…
2.3. Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp
2.3.1. Nguyên tắc thiết kế chủ đề tích hợp
Nguyên tắc 1: Quán triệt mục tiêu dạy học
Mục tiêu chính của các chủ đề được thiết kế là phát triển được năng lực học tập cho HS. Các hoạt động học tập không nhằm mục tiêu ghi nhớ kiến thức, mà chú trọng tới việc hình thành kiến thức, kĩ năng học tập cho học sinh bằng các tình huống thực tế và các kiến thức liên môn để chính các em tìm ra câu trả lời cho các vấn đề được đặt ra trong cuộc sống đồng thời hệ thống hóa được kiến thức.
Nguyên tắc 2: Quán triệt chủ trương đổi mới phương pháp dạy học.
Đó là các đặc điểm: định hướng học sinh, định hướng thực tiễn, định hướng sản phẩm, định hướng hoạt động, định hướng phức hợp và cộng tác làm việc. Chủ đề được thiết kế phải mang đầy đủ 6 đặc điểm trên nhằm hướng tới phát triển năng lực cho HS.
Nguyên tắc 3: Quán triệt nội dung kiến thức trong chương trình
Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể và sách giáo khoa mới chưa được ban hành nên việc thiết kế chủ đề tích hợp đưa vào giảng dạy phải đảm bảo được các chuẩn kiến thức theo chương trình hiện hành. Đảm bảo cho HS không chỉ được hình thành phát triển năng lực mà còn phải có đủ kiến thức cho học tập, kiểm tra và thi cử.
Nguyên tắc 4: Phát huy tối đa khả năng tự lực nghiên cứu của người học.
HS là trung tâm của quá trình thực hiện chủ đề. GV chỉ đóng vai trò là người hướng dẫn, định hướng HS khi cần thiết. HS tự lên kế hoạch, thực hiện dự án, báo cáo sản phẩm, đánh giá lẫn nhau. Điều đó vừa làm tăng hứng thú vừa phát triển các kĩ năng học tập cần thiết cho HS.
Nguyên tắc 5: Sản phẩm học theo chủ đề được mở rộng và cụ thể hóa nội dung trong bài học.
Sản phẩm chủ đề có thể là tranh ảnh, bài trình chiếu powpoint, poster, sản phẩm thật,... thể hiện được nội dung của các dự án trong chủ đề.
Nguyên tắc 6: Thời gian thực hiện chủ đề không chỉ bó hẹp trong giờ lên lớp.
Chủ đề có thể kéo dài 1 giờ học, 1 tuần, 1 tháng hay lâu hơn tùy thuộc phạm vi chủ đề.Thông thường thời gian cho chủ đề khoảng 3 – 7 tiết học trên lớp là phù hợp. Thời gian cho chủ đề tích hợp có thể thực hiện cả ngoài giờ lên lớp, trong hoạt động ngoại khóa,... Không bắt buộc các tiết dạy phải theo đúng phân phối chương trình. Tuy nhiên, các chủ đề vẫn bắt buộc phải đảm bảo đầy đủ nội dung, mục tiêu của chương trình học.
Nguyên tắc 7: Xác định điểm liên kết các môn học
Xác định điểm liên kết các môn học để lựa chọn và xây dựng nội dung chủ đề học đòi hỏi GV phải có hiểu biết sâu sắc về chương trình và đặt chương trình các môn học cạnh nhau để so sánh và tìm ra những nội dung liên kêt.
2.3.2. Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp
Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về KHTN có thể qua 7 bước sau:
2. Xác định nội dung của chủ đề
3. Xác định các kiến thức các môn học tích hợp trong chủ đề
1. Lựa chọn chủ đề
4. Xác định mục tiêu của chủ đề
5. Xác định thông tin trợ giúp giáo viên
Hình 2.1. Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp về KHTN
Bước 1. Lựa chọn chủ đề
Để xác định chủ đề tích hợp cần:
- Rà soát các môn học qua khung chương trình hiện có; các chuẩn kiến thức, kĩ năng; chuẩn năng lực để tìm ra các nội dung dạy học gần nhau, có liên quan chặt chẽ với nhau trong các môn học của chương trình hiện hành.
- Tìm ra những nội dung giáo dục liên quan đến các vấn đề thời sự của địa phương, đất nước để xây dựng chủ đề/bài học gắn với thực tiễn, có tính phổ biến, gắn với vốn kinh nghiệm của học sinh và phù hợp với trình độ nhận thức của họ.
- Tham khảo sách chuyên ngành ở bậc đại học, ví dụ các sách về: Thổ nhưỡng; Khí tầng thấp; Vật lí y sinh; Năng lượng tái tạo;... qua đó có thể tìm thêm được nguồn thông tin tham khảo cũng như cơ sở khoa học của chủ đề bởi các nội dung chuyên ngành này cũng đã mang tính tích hợp.
Khi lựa chọn chủ đề, giáo viên cần phải trả lời các câu hỏi:
Tại sao lại phải tích hợp?
Tích hợp nội dung nào là hợp lí? Các nội dung cụ thể đó là gì? Thuộc các môn học, bài học nào trong chương trình?
Logic và mạch phát triển các nội dung đó như thế nào?
Thời lượng cho bài học tích hợp dự kiến là bao nhiêu?
Từ đó, xác định và đặt tên cho chủ đề/bài học.Tên chủ đề/bài học làm sao phải phản ánh được, phủ được nội dung của chủ đề/bài học và hấp dẫn học sinh.
Bước 2. Xác định nội dung của chủ đề
Đây là bước định hướng các nội dung cần được đưa vào trong chủ đề. Các vấn đề này là những câu hỏi mà thông qua quá trình học tập chủ đề học sinh có thể trả lời được.
Bảng 2.3. Ví dụ nội dung chủ đề nước với cây trồng
Tên chủ đề Nội dung
Nước với cây trồng
- Vai trò của nước với thực vật là gì?
- Cấu tạo hóa học và những đặc tính lí - hóa nào của nước giúp nó luôn được trao đổi thành dòng liên tục ở thực vật?. - Đặc điểm của rễ, thân, lá thích nghi với quá trình trao đổi nước?
- Động lực giúp dòng nước vận chuyển liên tục ngược chiều trọng lực trong cây là gì?
- Quá trình bốc (thoát) hơi nước ở lá diễn ra như thế nào? - Giải thích hiện tượng rỉ nhựa và ứ giọt?
Bước 3. Xác định các kiến thức các môn học tích hợp trong chủ đề Trình bày về nội dung kiến thức thuộc chương trình các môn học được dạy học tích hợp trong chủ đề; nêu rõ yêu cầu cần đạt; tên bài (tiết), thời lượng phân phối chương trình hiện hành và thời điểm dạy học theo chương trình hiện hành.
Bảng 2.4. Ví dụ kiến thức các môn học được tích hợp trong chủ đề “Nước với cây trồng”
Môn
học Lớp- chương Bài – Kiến thức
Vật Lý Lớp 10 nâng cao Chương 7: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể
Bài 53: Chất lỏng. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng.
Mục 3: Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng
Bài 54: Hiện tượng dính ướt và không dính ướt, hiện tượng mao dẫn
Bài 56: Sự hóa hơi và sự ngưng tụ Mục 1: Sự hóa hơi Hóa Học Lớp 10 nâng cao Chương 3: Liên kết hóa học
Bài 17: Liên kết cộng hóa trị
- Liên kết giữa H và O tạo phân tử nước là liên cộng hóa trị có cực. Các đặc tính của nước có ý nghĩa giúp cho nước trở thành chất có vai trò rất quan trọng với sự sống.
Sinh học Lớp 11 nâng cao Phần 4: Sinh học cơ thể Chương I. Chuyển hóa vật chất và năng lượng. A. Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật.
Bài 1: Trao đổi nước ở thực vật.
Bài 2: Trao đổi nước ở thực vật (tiếp theo)
Bước 4. Xác định mục tiêu của chủ đề
Nguyên tắc xây dựng mục tiêu chủ đề tích hợp cũng tuân theo nguyên tắc chung đó là mục tiêu cần cụ thể và lượng hóa được.
- Về kiến thức: Trình bày về nội dung kiến thức mà học sinh sẽ học được thông qua chủ đề (chỉ trình bày những kiến thức sẽ được đánh giá).
- Về kĩ năng: Trình bày về những kĩ năng của học sinh được hình thành thông qua thực hiện các hoạt động học theo chủ đề (chỉ trình bày những kĩ năng sẽ được đánh giá). Sử dụng động từ hành động để ghi các loại kĩ năng và năng lực mà học sinh được phát triển qua thực hiện chủ đề.
- Về thái độ: Trình bày về những tác động của việc thực hiện các hoạt động học theo chủ đề đối với nhận thức, giá trị sống và định hướng hành vi của học sinh.
- Các năng lực chính hướng tới: Học sinh được học thông qua thực hành, sáng tạo và tạo ra sản phẩm học tập có ớ nghĩa cho bản thân; có thể thiết kế, xây dựng, sáng tạo ra một sản phẩm hoặc thực hiện một việc nào đó. Các năng lực đọc, viết, toán học, khoa học,… được phát triển trong việc tạo ra sản phẩm học tập.
- Sản phẩm dự kiến: Mô tả rõ sản phẩm mà học sinh phải hoàn thành về nội dung và hình thức thể hiện (bài báo báo, bài trình chiếu, tập tranh ảnh, video, mô hình, vật thật, dụng cụ thí nghiệm, phần mềm,…); nêu rõ tên và yêu cầu của sản phẩm cùng với tiêu chí đánh giá sản phẩm.
Bước 5. Xác định thông tin trợ giúp giáo viên
- Ở bước này cần làm rõ: Chủ đề có nhựng hoạt động nào, từng hoạt động đó thực hiện vai trò gì trong việc đạt được mục tiêu bài học?
- Xác định các kiến thức cần đưa vào trong chủ đề, có thể thuộc một môn học hoặc nhiều môn khác nhau từ đó tìm kiếm nguồn thông tin để tìm hiểu về các kiến thức đó.
- Có thể phối hợp giáo viên của bộ môn có liên quan đến chủ đề cùng xây dựng nội dung nhằm đảm bảo tính chính xác khoa học và sự phong phú của chủ đề.
Bảng 2.5. Gợi ý các tư liệu cần thiết để tổ chức hoạt động học của học sinh
Hoạt động Tư liệu cần chuẩn bị
Tiến hành thí nghiệm
- Thiết bị thí nghiệm
- Phiếu báo cáo thí nghiệm: yêu cầu, ảnh chụp, ảnh vẽ các bảng số liệu,…
- Phiếu trợ giúp và đáp án gợi ý Thu thập số liệu
thực tế
- Yêu cầu thu thập số liệu thực tế - Phiếu điều tra
- Hướng dẫn cách xử lí số liệu điều tra Đọc đoạn văn - Câu hỏi định hướng
- Yêu cầu báo cáo
- Văn bản (đoạn văn, thơ, bản đồ tư duy, hình vẽ, đồ thị, bảng biểu,…)
Xây dựng văn bản - Yêu cầu về dạng văn bản cần xây dựng
Bước 6. Gợi ý tổ chức dạy học
- Đối tượng: Lựa chọn đối tượng dạy học phù hợp với kiến thức được
lựa chọn tích hợp trong chủ đề.
Ví dụ: Chủ đề “ Nước với cây trồng” phần lớn là kiến thức trong chủ đề thuộc chương 1 của Sinh học 11 và một số kiến thức liên môn ở chương trình hóa học, vật lí lớp 10. Vì vậy, đối tượng dạy học phù hợp cho chủ đề này là học sinh khối 11.
- Kế hoạch dạy học: Xây dựng kịch bản tổ chức dạy học toàn bộ chủ đề: thực hiện các hoạt động như thế nào; ai, làm gì, thời gian bao lâu, ở đâu,...
Ở bước này có thể làm rõ:
- Xác định xem chủ đề này sẽ được tiến hành vào thời điểm nào, cuối kì, cuối năm hay trong giờ ngoại khóa. Việc xác định thời điểm cần được căn cứ vào nội dung và mục tiêu đặt ra của chủ đề.
- Dự kiến thời lượng cho chủ đề: Thông thường thời gian cho chủ đề khoảng 3 – 7 tiết học trên lớp là phù hợp.
Kế hoạch dạy học có thể được trình bày theo bảng dưới đây:
Bảng 2.6. Kế hoạch dạy học
Thời gian Nội dung Hình thức tổ chức Dự kiến sản phẩm
- Giáo án: Thiết kế giáo án chi tiết cho các hoạt động của chủ đề.
Bước 7. Gợi ý kiểm tra, đánh giá
Sau khi tổ chức dạy học chủ đề, giáo viên cũng cần đánh giá các mặt như: - Tính phù hợp thực tế dạy học với thời lượng dự kiến.
- Mức độ đạt được mục tiêu học tập qua đánh giá các hoạt động học tập. - Sự hứng thú của học sinh với chủ đề thông qua quan sát và phỏng vấn. - Mức độ khả thi với điều kiện cơ sở vật chất.
- Đánh giá các sản phẩm hoạt động của học sinh thông qua bảng công cụ đánh giá
- Đánh giá năng lực thông qua quan sát quá trình, sản phẩm hoạt động, bảng hỏi, bảng kiểm, bảng đánh giá đồng đẳng.
- Đánh giá chất lượng dạy và học thông qua các bài kiểm tra.
Việc đánh giá tổng thể chủ đề giúp giáo viên điều chỉnh, bổ sung chủ đề cho phù hợp hơn. Mặt khác, đánh giá học sinh cho phép giáo viên có thể biết được mục tiêu dạy học đề ra có đạt được hay không. Mục tiêu dạy học có thể được thực hiện thông qua các hoạt động dạy học và thông qua các công cụ đánh giá.
2.4. Nội dung một số chủ đề tích hợp
Chủ đề: NƯỚC VỚI CÂY TRỒNG 1.Lí do chọn đề tài
Trong thực tế mọi hoạt động sống của thực vật chỉ có thể tiến hành khi có đầy đủ nước. Vai trò sinh lí của nước là hết sức to lớn cho nên cần phải thỏa mãn nhu cầu nước cho cây trồng để chúng tồn tại và phát triển bình thường cho năng suất cao và ổn định. Mọi sinh vật đều có nhu cầu nước, động vật có thể tìm đến nguồn nước vậy sinh vật không có khả năng di chuyển như thực vật sẽ lấy nước