SKKN Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học phần “Sinh sản ở động vật”, Sinh học 11 THPT

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài:

THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM

TRONG DẠY HỌC PHẦN “SINH SẢN Ở ĐỘNG

VẬT”, SINH HỌC 11 THPT.

Môn Sinh học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài:

THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM

TRONG DẠY HỌC PHẦN “SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT”,

SINH HỌC 11 THPT.

Môn Sinh học

Tác giả: Hoàng Thị Châu

Tổ: Khoa học tự nhiên

Năm học: 2019-2020

Số điện thoại: 0949.148.225

MỤC LỤC

Phần I – Đặt vấn đề

1. Lý do chọn đề tài..........................................................................

2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu.................................................

3. Phương pháp nghiên cứu.............................................................

4. Những đóng góp mới của đề tài...................................................

Phần II – Nội dung

1

2

A. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

1. Cơ sở lí luận của đề tài………………………………………….

2. Cơ sở thực tiễn của đề tài……………………………………….

3

6

B.

Thiết kế chủ đề GD STEM …phần “Sinh sản ở động vật”...

1. Nguyên tắc thiết kế chủ để DH STEM trong sinh học ..................

2. Tiêu chí xây dựng chủ đề/ bài học STEM ....................................

3. Quy trình thiết kế chủ để DH STEM trong sinh học .....................

7

8

VD minh họa: Thiết kế mô hình hệ thống nuôi giun quế nhân tạo..

4.

C.

11

Thực nghiệm sự phạm

1.

2.

3.

4.

Mục đích thực nghiệm …………………………………………

Nội dung thực nghiệm ………………………………………....

Phương pháp thực nghiệm …………………………………….

Kết quả và xử lí kết quả thực nghiệm …………………………

23

24

Phần III – Kết luận và kiến nghị

1. Kết luận………………………………………………………..

2. Kiến nghị………………………………………………………

25

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

1

Các kí hiệu viết tắt

Đọc là

GV

Giáo viên

2

HS

Học sinh

3

THPT

SGK

TN

Trung học phổ thông

Sách giáo khoa

Thực nghiệm

Đối chứng

4

5

6

ĐC

7

ĐV

Động vật

8

GD STEM

NXBGD

KN

Giáo dục STEM

Nhà xuất bản giáo dục

Kĩ năng

9

10

11

12

SH

Sinh học

HĐ

Hoạt động

Phần I – Đặt vấn đề

1. Lý do chọn đề tài

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công

nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học).

GD STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và

kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán

học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho

nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra

được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

GD STEM nhằm chuẩn bị cho HS những cơ hội, cũng như thách thức trong nền

kinh tế cạnh tranh toàn cầu của thế kỉ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực

Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển năng lực giải

quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.

GD STEM sẽ tạo cho HS có những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho

việc học tập ở các bậc học cao hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của

HS. Từ đó, góp phần xây dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt,

đặc biệt là lao động trong lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và

phát triển đất nước.

Sinh học là môn khoa học tích hợp nhiều lĩnh vực khoa học và gắn với nhiều

hoạt động thực tiễn, đặc biệt là phần “sinh sản ở động vật”, sinh học 11, rất thuận

lợi cho việc dạy học STEM phù hợp với định hướng đổi mới căn bản giáo dục Việt

Nam sau 2015 theo hướng phát triển năng lực ở người học nhằm đáp ứng những

đòi hỏi của xã hội hiện đại.

Vì những lí do trên mà chúng tôi lựa chọn đề tài “ Thiết kế chủ đề giáo dục

STEM trong dạy học phần sinh sản ở động vật, sinh học 11, THPT”

2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu

- Mục đích: Vận dụng quy trình thiết kế giáo dục STEM để thiết kế chủ đề dạy

học STEM trong dạy học phần “Sinh sản ở động vật”, Sinh học 11THPT nhằm

nâng cao hiệu quả dạy học.

- Phạm vi nội dung: Thiết kế chủ đề dạy học STEM trong dạy học phần “Sinh

sản ở động vật”, Sinh học 11THPT.

- Phạm vi thực nghiệm: Chúng tôi tiến hành thực nghiệm tại các trường THPT

Lê Hồng Phong, THPT Nam Đàn 2, THPT Phạm Hồng Thái và THPT Thái Lão.

1

3. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp điều tra, khảo sát

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

4. Những đóng góp mới của đề tài

Vận dụng quy trình thiết kế giáo dục STEM để thiết kế chủ đề dạy học STEM

trong dạy học phần “Sinh sản ở động vật”, Sinh học 11THPT.

2

Phần II – Nội dung

A. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

1. Cơ sở lí luận của đề tài

1.1. Giáo dục STEM

Là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học

thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở

đó các HS áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học

vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc

và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các NL trong lĩnh vực STEM và cùng

với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới.

1.2. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM

Toán (M)

Công nghệ (T)

sử dụng trong

thúc đẩy

Kỹ thuật (E)

Khoa học (S)

dẫn đến

vận dụng

liên quan

nghiên cứu

liên quan

nghiên cứu

Sáng chế

Cải tạo thế giới

Phương pháp

khoa học

Khám phá, giải

thích thế giới

Hình 2.1. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán

3

1.3. Tiến trình khoa học trong GD STEM

Hình 2.2. Tiến trình khoa học trong giáo dục STEM [5]

1.4. Quy trình giáo dục STEM

Quy trình 5E phù hợp với giáo dục STEM. Quy trình 5E nhằm mô tả tiến trình

dạy học và có thể được sử dụng trong toàn bộ chương trình, cho một chương hay

một bài học cụ thể. Quy trình 5E gồm có 5 giai đoạn trong một chu i quá trình dạy

học là: Engagement (Đặt vấn đề), Exploration (khám phá), Explanation (giải thích),

Elaboration/Extension (mở rộng) và Evaluation (đánh giá) .

Hình 2.3. Mô hình 5E hướng dꢀn tꢁch hợp STEM

4

+ Engage (đặt vấn đề): Mục tiêu của giai đoạn này là để tạo sự chú ý và

quan tâm của HS. HS được đặt vào những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quan

đến nội dung học tập mang tính thách thức và gợi nhu cầu HS cần phải giải quyết.

+ Exploration (khám phá): GV trong giai đoạn khám phá là người chỉ dẫn

và khởi đầu cho hoạt động. Cung cấp cho HS những kiến thức nền cần thiết; những

dụng cụ, nguyên vật liệu phục vụ hoạt động trải nghiệm của HS và điều chỉnh

những nhận thức sai lầm mà HS có thể gặp phải trong quá trình khám phá.

HS trải nghiệm, suy nghĩ, lập kế hoạch và tổ chức những thông tin dữ liệu thu

thập được từ đó HS có thể thực hiện các thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu, thiết kế

các quy trình, thiết kế mẫu…

+ Explanation (giải thꢁch): HS phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi

những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng công nghệ thích hợp

để phân tích và thông tin liên lạc.

+ Elaboration/Extension (mở rộng): Giai đoạn này HS có cơ hội được mở

rộng và củng cố những hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức. Học sinh

tinh chỉnh các giải pháp, các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu

thêm. Xác định và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.

+ Evaluation (đánh giá): Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải

trình bày giải pháp của họ nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu. HS

được tham gia đánh giá đồng đẳng. HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa

trên kết quả các nhiệm vụ thực hiện. GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của

HS, xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS.

1.5. Tổng quan về GD STEM ở Việt Nam

Mô hình giáo dục tích hợp STEM được đưa vào Việt Nam từ năm 2010 thông

qua Liên doanh DTT – EDUSPEC phối hợp với Trường Icarnegie – Hoa K trên

nền tảng là 2 môn học CNTT và Robotics cho khối phổ thông từ lớp 1 đến lớp 12.

Mô hình đã được mở rộng triển khai thí điểm tại các trường phổ thông thuộc 3

thành phố Hà Nội, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh.

Từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo hàng năm đã tổ chức cuộc thi “Vận

dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho HS trung

học” và cuộc thi “Dạy học theo chủ đề tích hợp dành cho GV trung học”, cuộc thi

“Sáng tạo khoa học kỉ thuật”…về cơ bản đây là một hình thức của GD STEM.

Nhận thấy vai trò của giáo dục STEM như là một giải pháp quan trọng và hiệu

quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam sau năm 2015.

Trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ Giáo dục Trung học năm học 2014 – 2015,

Bộ Giáo dục và Đào tạo đã nhấn mạnh việc vận dụng dạy học giải quyết vấn đề,

các phương pháp thực hành, dạy học theo dự án trong các môn học; tích cực ứng

dụng CNTT phù hợp với nội dung bài học. Quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp

5

giáo dục STEM trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở những môn

học liên quan.

Hiện nay, Bộ Giáo dục và Đào tạo đang phối hợp với Hội Đồng Anh triển

khai chương trình thí điểm về giáo dục STEM cho 14 trường THCS và THPT tại

các tỉnh thành như Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định. Đây

là những bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định

hướng STEM mang tầm quốc gia.

2. Cơ sở thực tiễn của đề tài

Để tìm hiểu về thực trạng dạy học theo chủ đề STEM, chúng tôi sử dụng phiếu

trưng cầu ý kiến của 28 GV giảng dạy môn sinh học của 7 trường THPT trên địa

bàn tỉnh Nghệ An về sự hiểu biết và mối quan tâm của GV trong GD STEM. Kết

quả đạt được như sau:

Bảng 2.1. Kết quả điều tra về mức độ hiểu biết về GD STEM của GV

Nội dung

Hiểu rõ(%)

15,1

Biết(%)

44,9

Chưa biết(%)

40,0

STEM

Giáo dục STEM

Ngày hội STEM

Nghề nghiệp STEM

Nhân lực STEM

Cuộc thi Robotics

13,1

8,5

8,3

7,9

43,2

41,3

40,9

39.9

43,7

50,2

50,8

52,2

21,0

45,1

33,9

Qua bảng 2.1 cho thấy các nội dung về lĩnh vực GD STEM còn rất mới đối

với đa số GV, GV mới chỉ được biết khi xem các cuộc thi robotics (45%); còn lại

đa số GV chưa biết về ngày hội STEM, nghề nghiệp STEM, nhân lực STEM .

Bảng 2.2. Kết quả điều tra về mối quan tâm của GV hiện nay về STEM

Mức độ

Không quan tâm

Tỉ lệ (%)

4,7

Mới chỉ nghe nói đến

Rất muốn tìm hiểu

Đang tìm hiểu

Đang nghiên cứu

Đang dạy về STEM

35,1

44,9

13,5

1,5

0,3

Qua bảng 2.2 ta thấy đa số GV chưa biết về GD STEM (mới chỉ nghe nói đến

35,1%), nhưng có tới 44,9% GV rất muốn tìm hiểu về lĩnh vực STEM. Mặt khác có

1,5% GV đang nghiên cứu về STEM và 0,3% đang dạy về STEM.

Rõ ràng GD STEM đang còn rất mới đối với GV, nhưng đa số GV rất muốn

tìm hiểu về GD STEM để ứng dụng trong quá trình DH. Đây là những cơ sở quan

6

trọng cho tính cấp thiết cần thiết kế dạy học theo chủ đề STEM để phát huy tốt

năng lực cho HS.

B. Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học phần “Sinh sản ở động vật”,

Sinh học 11 THPT

1. Nguyên tắc thiết kế chủ đề DH STEM trong sinh học

Thiết kế các hoạt động dạy học thông qua các chủ đề giáo dục STEM phải đảm

bảo các nguyên tắc sau:

- Đảm bảo mục tiêu dạy học: HS vừa tự chiếm lĩnh được tri thức, phát triển

được NL, rèn luyện KN thông qua các HĐTN gắn liền với kiến thức thực tiễn.

- Đảm bảo tính khoa học: đàm bảo tính logic về mặt kiến thức, tính phù hợp

về trình độ, và chú trọng theo định hướng phát triển NL tư duy khoa học; giúp HS

chiếm lĩnh hệ thống tri thức phổ thông, cơ bản, hiện đại về các lĩnh vực khoa học;

từ đó HS tiếp xúc, hình thành và phát triển một số các phương pháp nghiên cứu

khoa học.

- Đảm bảo tính sư phạm: phải thể hiện được tính thống nhất giữa vai trò chủ

thể tích cực, tự giác học tập của HS với vai trò tổ chức, hướng dẫn của GV. Trong

từng giai đoạn học tập dựa vào trải nghiệm GV luôn phải xác định nhiệm vụ của

mình, tổ chức và quản lí HS để thực hiện tốt mục tiêu, kế hoạch đã đề ra.

- Đảm bảo tính thực tiễn: phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống và HS được học

trong thực tiễn và bằng thực tiễn; tạo cơ hội cho HS tiếp xúc trực tiếp với môi

trường thực tiễn, được tự thao tác, thực hành, qua đó HS có điều kiện thảo luận,

chia sẻ kinh nghiệm, học tập lẫn nhau, cùng nhau phát hiện kiến thức, hình thành

biểu tượng, hình thành khái niệm chính xác nhất, từ đó có thái độ và hành vi đúng

đắn với môi trường xung quanh.

- Đảm bảo tính đa dạng, phong phú: Cần tạo ra nhiều loại hoạt động phù hợp

với từng môi trường tổ chức đảm bảo cho HS được trải nghiệm, phải kích thích

được sự tự học, khả năng tìm tòi, khám phá và khơi gợi niềm yêu thích HĐ ở HS.

- Đảm bảo mối liên hệ chặt chẽ giữa nhà trường, gia đình và xã hội: là nền

tảng góp phần thành công cho các các chủ đề giáo dục STEM, qua đó các lực lượng

bên cạnh nhà trường cũng có cái nhìn thiết thực hơn về hoạt động giáo dục.

7