CHƢƠNG 2 : VẬ ND NG MÔ HÌNH GIÁO DC STEM TRONG
2.3. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học phần Vi sinh vật theo mơ hình
2.3.1.1. Xây dựng chủ đề
Lựa chọn các nội dung cụ thể trong chƣơng trình phần Sinh học VSV lớp 10,
THPT để làm cơ sở xây dựng chủ đề. Khi lựa chọn nội dung cần lƣu ý đến ngữ cảnh để tìm những điểm tƣơng đồng về nội dung phần Sinh học VSV lớp 10, THPT với
các vấn đề của thực tiễn cuộc sống.
Ví dụ: Từ các kiến thức về quá trình lên men của vi sinh vật, GV xây dựng đƣợc chủ đề “VSV với vấn đề chế biến lƣơng thực thực phẩm”. Đây là chủ đề kiến thức gắn liền với thực tế cuộc sống nhƣ: lên men rƣợu, làm nem chua, làm tƣơng...
2.3.1.2. Xây dựng nội dung học tập theo định hướng STEM
Trên cơ sở các bƣớc xây dựng chủ đề giáo dục STEM, GV có thể xây dựng bảng nội dung mô tả các kiến thức thuộc các môn học liên quan tới chủ đề.
Khi xây dựng nội dung từng phần dƣới dạng các thông tin cung cấp, các phiếu học tập (Phụ lục 2). Ở đây, nội dung học tập phần Sinh học VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM cần đƣợc xây dựng theo cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Các đối tƣợng STEM có quan hệ chặt chẽ với nhau và sự tích hợp của các đối tƣợng này có thể giúp ngƣời học phát triển những kiến thức, khái niệm, kĩ năng có liên quan. Dạy học phần Sinh học VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM không những chú trọng rèn luyện những kĩ năng lao động nghề nghiệp cơ bản mà còn nhấn mạnh khả năng nghiên cứu, sáng tạo và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống đồng thời phát triển kĩ năng giao tiếp, hợp tác.
2.3.1.3. Thiết kế các nhiệm vụ
a) Tiêu chí xác định nhiệm vụ STEM
Nhiệm vụ STEM mang tính định hƣớng sản phẩm:
- Nhiệm vụ STEM đƣợc xây dựng trên cơ sở tích hợp từ hai lĩnh vực học tập trở lên bởi các vấn đề thực tiễn ln mang tính phức hợp.
- Đa phƣơng án: Một nhiệm vụ STEM sẽ có nhiều phƣơng án để giải quyết, tạo cơ hội cho HS đƣợc tự do tƣ duy, bộc lộ năng lực sáng tạo trong việc tìm ra các giải pháp các ý tƣởng cho vấn đề cần giải quyết. Những sai lầm của HS có thể mắc phải trong quá trình tìm kiếm các giải pháp là một phần quan trọng của bài học STEM bởi những sai lầm đó có thể giúp HS có những hiểu biết sâu hơn.
- Tính mở: Khi HS tìm đƣợc giải pháp để giải quyết vấn đề điều đó khơng có nghĩa rằng nhiệm vụ đã kết thúc mà nó sẽ ln là một thách thức để HS tìm ra các giải pháp tối ƣu hơn, những cải tiến tốt hơn.
- Định hƣớng hợp tác: Các nhiệm vụ STEM sẽ đặt HS vào trong các bối cảnh nhằm khuyến khích sự hợp tác giữa các HS, cùng nhau suy nghĩ, chia sẻ ý tƣởng và
phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề liên quan.
- Kết nối kiến thức khơng có trong chƣơng trình đào tạo.
- Định hƣớng giải quyết các vấn đề thực tiễn: Trong bài học STEM, HS đƣợc tìm hiểu các vấn đề về xã hội, kinh tế, môi trƣờng của thế giới thực và tìm kiếm các giải pháp cho chúng.
b) Cấu trúc của một nhiệm vụ STEM
Cấu trúc đầy đủ của một nhiệm vụ STEM đƣợc nghiên cứu đề xuất gồm bốn thành phần nhƣ sau: Ngữ cảnh/Tình huống/Giới thiệu; Thách thức; Yêu cầu; Nguồn lực/Nguyên vật liệu.
2.3.1.4. Tổ chức thực hiện
Đây là bƣớc triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS. Gồm các giai đoạn cơ bản là: Giới thiệu → Trải nghiệm → Kết thúc.
Giới thiệu: Ở giai đoạn này GV, nêu rõ mục tiêu cụ thể hoạt động (cần hồn thành cơng việc gì? Hình thành đƣợc kĩ năng gì? Thời gian và mức độ cần hoàn thành? Điều kiện thực hiện? Cách đánh giá? Các quy định về an toàn và vệ sinh lao động...).
- Kiểm tra, hồi phục lại những kiến thức - kĩ năng. Đây là cơ sở để đƣa ra các giải pháp, giải quyết các nhiệm vụ học tập, cung cấp hiểu biết và những hƣớng dẫn mới cần thiết. Ví dụ, HS đƣợc hƣớng dẫn TN, hồn thành các phiếu học tập để có những kiến thức về cơ khí, về kĩ thuật điện (những kiến thức hỗ trợ trực tiếp cho hoạt động thiết kế ô tô).
- Nêu khái qt trình tự cơng việc, phƣơng tiện, cách thức tiến hành, các thao tác, động tác chính...
- Trải nghiệm: Đây là giai đoạn GV tổ chức cho HS vận dụng các kiến thức đƣợc học để thiết kế sản phẩm. Một số công việc triển khai là phân nhóm, giao nhiệm vụ, phân chia dụng cụ, vật liệu… GV theo dõi, uốn nắn, hƣớng dẫn thƣờng xuyên và kiểm tra từng bƣớc, từng phần công việc của HS. Đặc biệt chú ý hƣớng dẫn HS tự kiểm tra và điều chỉnh hành động.
Kết thúc: HS dừng hoạt động trải nghiệm, hoàn thiện các nội dung để báo cáo, giới thiệu sản phẩm. Dọn dẹp dụng cụ, vệ sinh phòng học. Về bản chất, giai
đoạn này sử dụng các PPDH khác nhau trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS.
2.3.1.5. Tổ chức đánh giá
Đánh giá kết quả học tập là một thành tố khơng thể thiếu trong q trình dạy học. Việc đánh giá chính xác, khách quan sẽ giúp GV có đƣợc những thơng tin để đƣa ra những điều chỉnh phù hợp về phƣơng pháp, về hình thức tổ chức dạy học nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đánh giá kết quả học tập khách quan chính xác cịn đem đến những tác động tích cực ở ngƣời học, giúp ngƣời học điều chỉnh thái độ, hành vi, nâng cao tinh thần trách nhiệm và tự chịu trách nhiệm với kết quả học tập của mình, từ đó kích thích hứng thú học tập, nâng cao hiệu quả học tập của ngƣời học. Trong dạy học theo mơ hình STEM, đánh giá càng có vai trị quan trọng và là vấn đề cốt lõi đảm bảo sự thành cơng cho một chƣơng trình giáo dục STEM.
- Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập
Việc đánh giá kết quả học tập phần VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM của HS cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
Đánh giá quá trình học tập của HS: Việc đánh giá ngƣời học phải đƣợc thực hiện trong suốt quá trình dạy học thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối cùng. Việc đánh giá này sẽ giúp GV thu thập đƣợc những thông tin phản hồi về nhận thức của ngƣời học, kết quả học tập qua từng giai đoạn, kết quả thực hiện từng nhiệm vụ học tập. Từ đó, GV đƣa ra những tác động sƣ phạm cần thiết điều khiển hoạt động học tập của ngƣời học nhằm đạt kết quả tốt nhất.
Nội dung đánh giá ngƣời học chú trọng về đánh giá năng lực và phẩm chất. Đây là mục tiêu chính đƣợc đặt ra trong chƣơng trình giáo dục phổ thơng mới. Trong đó, đánh giá năng lực là xác định khả năng thành công trong việc thực hiện hoạt động học tập diễn ra trong một bối cảnh, tình huống cụ thể nhờ sự tƣ duy tổng hợp các kiến thức, kĩ năng của ngƣời học. Đánh giá phẩm chất nhằm xem xét ngƣời học ở cách ứng xử, tính tích cực, hứng thú học tập. Bên cạnh đó, xem xét những tính tốt thể hiện ở thái độ, hành vi ứng xử trong đạo đức, lối sống, ý thức pháp luật, niềm tin, tình cảm... của ngƣời học.
đào tạo. Tuy nhiên, việc đánh giá kết quả học tập cá nhân giúp GV đối chiếu tới mục tiêu dạy học mà GV đã xây dựng cũng nhƣ PPDH mà GV đã sử dụng. Kết quả học tập cá nhân ln có những tác động tới nhận thức, tƣ duy, tình cảm của ngƣời học.
Đánh giá kết quả học tập nhóm: Dạy học theo mơ hình giáo dục STEM bên cạnh ý nghĩa giúp ngƣời học liên kết đƣợc những kiến thức thuộc lĩnh vực STEM đƣợc học với thực tiễn cuộc sống. Biết đƣợc cách vận dụng kiến thức để đƣa ra những giải pháp từ thực tiễn. Đây còn là cơ hội ngƣời học có thể phát triển những kĩ năng mềm nhƣ kĩ năng giao tiếp, kĩ năng hợp tác, kĩ năng làm việc nhóm… Việc đánh giá kết quả học tập nhóm thực chất là đánh giá sự phát triển những kĩ năng trên của ngƣời học trong quá trình học tập.
2.3.2. Nguyên tắc xây dựng quy trình thiết kế bài giảng Sinh học theo mơ hình giáo dục STEM giáo dục STEM
- Nội dung đƣợc lựa chọn để xây dựng chủ đề dạy học Sinh học theo định hƣớng giáo dục STEM có thể là một nhóm bài, một chƣơng hay một phần. Việc lựa chọn này để đảm bảo rằng các kiến thức sẽ đƣợc áp dụng để giải quyết những vấn đề thực tiễn của chủ đề giáo dục STEM sau này là không khiên cƣỡng.
Với nội dung đã lựa chọn GV nghiên cứu và xem xét những kiến thức từ nội dung đó đã đƣợc ứng dụng trong thực tiễn nhƣ thế nào. Những biểu hiện của kiến thức đó trong thực tiễn cuộc sống. Kiến thức đó đã đƣợc ứng dụng vào thiết bị gì? Sản phẩm gì? Hệ thống nào? Quy trình nào? Lĩnh vực nào?... Đây chính là cơ sở hình thành ý tƣởng cho chủ đề giáo dục STEM. Thông tin chung của một chủ đề gồm:
+ Tên chủ đề + Mục tiêu
+ Liên hệ chƣơng trình
+ Những năng lực hƣớng tới hình thành và phát triển
- Khi lựa chọn và xây dựng nội dung dạy học phần Sinh học VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM cần đảm bảo các nguyên tắc sau:
thuộc lĩnh vực STEM.
+ Nội dung giáo dục STEM phải đảm bảo tính vừa sức đối với HS.
+ Nội dung giáo dục STEM phải có ý nghĩa thực tiễn và phù hợp với cuộc sống và trải nghiệm của HS.
- Khi xây dựng các nhiệm vụ cần hƣớng đến hình thành các năng lực giải
quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực tự học, năng lực quản lí, sáng tạo, giao tiếp và các năng lực chuyên biệt đã xác định cho môn Sinh học THPT.
- Khi tổ chức đánh giá phải đảm bảo các nguyên tắc:
Đặc điểm của giáo dục STEM là định hƣớng sản phẩm, phƣơng pháp giảng dạy là dạy học dựa trên dự án, học tập theo nhóm… Do vậy, việc đánh giá thƣờng xun, đa dạng hóa các hình thức và cơng cụ đánh giá là rất cần thiết. Ở đây, GV có thể đánh giá dựa trên các hoạt động trên lớp, đánh giá qua việc trình bày, báo cáo sản phẩm của ngƣời học... cần đảm bảo có sự kết hợp đánh giá của GV với tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau của HS.
Đánh giá phải hƣớng tới sự phát triển năng lực và phẩm chất của HS thông qua các mức độ đạt chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ và các biểu hiện năng lực của ngƣời học.
Đánh giá không chỉ chú ý đến thành tích mà cần chú ý đến tính phát triển, đánh giá gắn liền với thực tiễn nghĩa là thay vì đánh giá tái hiện lại các kiến thức học từ sách vở thì cần phải đánh giá năng lực của ngƣời học, việc vận dụng các kiến thức đƣợc học vào thực tiễn cuộc sống. Khi đánh giá phải đảm bảo kịp thời, công bằng, khách quan và không tạo áp lực cho HS đồng thời không so sánh HS này với HS khác, cần khuyến khích, động viên HS để các em phát huy tƣ duy sáng tạo và năng lực của bản thân.
2.4. Xây dựng một số hoạt động theo mơ hình giáo dục STEM dạy học phần Sinh học Vi sinh vật, lớp 10 Sinh học Vi sinh vật, lớp 10
Sau khi nghiên cứu chƣơng trình Sinh học 10, chúng tôi thiết kế và xây dựng các chủ đề phù hợp với nội dung kiến thức, cũng nhƣ hiệm vụ thực hiện đảm bảo các hoạt động dạy học theo định hƣớng STEM. Kết quả đƣợc tổng hợp trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Các hoạt động dạy học theo mơ hình giáo dục STEM trong phần Sinh học VSV, Sinh học 10
TT Tên bài Hoạt động Nội dung hoạt động STEM Mục tiêu
1 Dinh dƣỡng, chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở vi sinh vật HĐ1: Bạn có biết vi khuẩn có ở đâu? + Chuẩn bị 3 lọ sạch đánh dấu thứ tự.
+ Chuẩn bị môi trƣờng aga (bằng thạch rau câu) và đƣờng trắng (glucose): Đun thạch rau câu theo t lệ và hƣớng dẫn trên bao bì, và bổ sung một thìa nhỏ glucose. + Dùng tăm bông chấm vào 3 loại nƣớc: Lavie, nƣớc máy, nƣớc ao hồ
+ Phết nhẹ tăm bông lên các lọ agar đã chuẩn bị.
+ Đặt các lọ này trong phòng ở nhiệt độ khoảng 250C. + Quan sát và mô tả hiện tƣợng trong các lọ này sau 12, 24, 36 và 72 giờ. Xác định đƣợc môi trƣờng sống của vi khuẩn HĐ2: Tác dụng của kem đánh răng là gì bạn nhỉ? + Chuẩn bị 2 lọ sạch đánh dấu thứ tự.
+ Chuẩn bị môi trƣờng aga (bằng thạch rau câu) và đƣờng trắng (glucose): Đun thạch rau câu theo t lệ và hƣớng dẫn trên bao bì, và bổ sung một thìa nhỏ glucose. + Dùng tăm bơng sạch chấm vào chân răng trƣớc và sau khi đánh răng.
+ Phết nhẹ tăm bông lên 2 lọ
Phát hiện VK và xác định đƣợc môi trƣờng sống của VK
agar đã chuẩn bị.
+ Đặt các lọ này trong phòng ở nhiệt độ khoảng 250C. + Quan sát và mô tả hiện tƣợng trong các lọ này sau 3, 6, 12, 24, 36 và 72 giờ.
HĐ 3: Gạo
đƣợc lên men nhƣ thế nào?
+ Lấy 1kg gạo nấu chín, rải ra mẹt cho hạ nhiệt đến 40- 45oC.
+ Lấy 20-30 gam bánh men nghiền mịn và rây kỹ, rồi rắc đều lên cơm.
+ Chia thành 2 phần: 1 phần mang đi ủ kín, 1 phần để ở ngồi mơi trƣờng thống khí. + Sau 3 ngày, quan sát kết quả và giải thích. Phát hiện đƣợc quá trình lên men HĐ 4: Bạn có biết ngơ cũng có thể làm thành rƣợu? + Ngô tẽ hạt, loại bỏ hạt lép và đem luộc. Ngô luộc phải đun đều lửa trong khoảng thời gian dài đủ 24 tiếng, cho sôi nhiều lần đến khi hạt ngơ chớm bung thì vớt ra. + Ngô sau khi vớt ra sẽ để hong đến khi ấm ấm (khoảng 40-45oC) thì đem trộn đều với men rƣợu.
+ Sau khi trộn men, ngơ đƣợc ủ kín trong thùng để nơi thoáng mát, trong 6 -7 ngày, ngô mới đƣợc cho vào nồi để nấu.
+ Đun cách thủy ngô đã đƣợc ủ. Nƣớc ngƣng tụ trong
Phát hiện đƣợc quá trình lên men
quá trình đun đƣợc thu lại. 2 Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV HĐ 5: Bạn có biết cách tạo ra rƣợu vang? + Lấy 3 kg Nho tách bỏ cuống và lá sau đó rửa sạch, để ráo nƣớc rồi cho vào vại. Sử dụng dụng cụ nghiền khoai tây hoặc dùng tay để bóp nát quả nho.
+ Đổ thêm 2 cốc nƣớc nóng vào trong vại để làm tăng lƣợng nƣớc ép và làm chết vi khuẩn. Cho thêm 2 cốc mật ong để rƣợu có vị ngọt. + Dùng men đóng gói sẵn đổ vào vại và khuấy đều. Phủ một tấm vải mỏng lên miệng vại và lấy dây cột chặt lại. Để qua đêm ở nơi có nhiệt độ khoảng 20oC.
+ Sau khi để hỗn hợp qua một đêm, mở nắp ra khuấy đều rồi đóng nắp lại, khuấy nhƣ vậy 4 tiếng một lần trong ngày đầu tiên, sau đó tiếp tục khuấy vài lần mỗi ngày trong 3 ngày tiếp theo. + Sau 3 ngày, lọc lấy phần bã rồi dùng ống nhựa chiết rƣợu vào bình thủy tinh. Sử dụng sau ít nhất 1 tháng. Sự phân giải các chất của VSVtrong lên men etilic HĐ 6: Bạn có biết cách muối dƣa không?
+ Chọn 1 kg cải xanh, nên chọn rau cải tƣơi, mới hái, lá xanh, cứng; 1 lít nƣớc đun sôi để nguội, 20g đƣờng, 60g muối, 3 muỗng cà phê dấm,
- Phân tích q trình lên men lactic khi muối