SKKN Nâng cao hiệu quả dạy học stem thông qua thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề cấu trúc và chức năng của tế bào – sinh học 10

                        Mục lục                                              Trang 

Phần A – ĐẶT VẤN ĐỀ …………………………………………………………………………………………………..1 

1. Lý do chọn đề tài……………………………………………………………………………………………………………1 
2. Tính mới của đề tài ………………………………………………………………………………………………………..2 
3. Nhiệm vụ và phương pháp tổ chức nghiên cứu …………………………………………………………………..2 Phần B – GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ……………………………………………………………………………………..3 

1. Cơ sở lý luận, cơ sở thực tiễn, thực trạng của việc thực hiện nội dung ……………………………………..3 
   1. Cơ sở lý luận ………………………………………………………………………………………………………………3 
   2. Cơ sở thực tiễn ……………………………………………………………………………………………………………8 
2. Nội dung ……………………………………………………………………………………………………………………….12 
   1. Một số biện pháp nhằm khắc phục khó khăn và nâng cao hiệu quả thiết kế và sử dụng phương pháp dạy học STEM trong môn Sinh học ……………………………………………………12 
   2. Thiết kế dạy học STEM thông qua chủ đề: Cấu trúc và chức năng của tế bào nhân thực – Sinh 

học 10 (ban cơ bản)…………………………………………………………………………………..15 

1. Thực nghiệm sư phạm ……………………………………………………………………………………… ………34 
   1. Mục đích thực nghiệm …………………………………………………………………………………… ………..34 
   2. Nội dung thực nghiệm ………………………………………………………………………………….. ………..34 
   3. Phương pháp thực nghiệm …… ……………………………………………………………………….. ………..34 
   4. Kết quả thực nghiệm ……………………………………………………………………………………. ………..35 

Phần C – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………………………………….. ………..40 

1. Kết luận …………………………………………………………………………………………………………… ………..40 
2. Đề xuất kiến nghị ……………………………………………………………………………………………. ………..40   

PHẦN A: ĐẶT VẤN ĐỀ 

1. Lý do chọn đề tài 

     Giáo dục hiện đại chuyển từ dạy học tiếp cận nội dung sang dạy học tiếp cận năng lực đòi hỏi người dạy và người học đều phải thay đổi cách dạy và cách học. Bên cạnh phương pháp dạy học truyền thống, phương pháp dạy học STEM đang là sự lựa chọn của nhiều nước có nền giáo dục hiện đại. Vì thông qua quá trình học giúp các em tự lĩnh hội được kiến thức, kĩ năng và có khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết các vấn đề thực tế. Từ đó góp phần tạo ra tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới. 

   Thời gian qua, ngành giáo dục đã tích cực thực hiện giáo dục STEM, xây dựng các chủ đề dạy học liên môn. Nhiều chương trình của giáo dục STEM đã được các trường học lựa chọn triển khai giảng dạy cho học sinh và đã khích lệ được học sinh tham gia học tập, sáng tạo. Việc dạy học các chủ đề STEM góp phần đổi mới phương pháp dạy học đã cho thấy hiệu quả.   

     Tuy nhiên, phương pháp giáo dục STEM vẫn còn là phương pháp mới, cần nhiều thời gian để giáo viên học hỏi, vận dụng vào thực tế giảng dạy. Làm thế nào để vận dụng phương pháp dạy học STEM vào trường THPT để mang lại hiệu quả cao hơn nữa, giáo viên cần có kiến thức STEM, kiến thức liên môn cũng như một số kinh nghiệm trong thiết kế bài dạy và kinh nghiệm trong tổ chức hoạt động trong dạy học stem.  

        Là một giáo viên giảng dạy môn sinh học trong nhiều năm, tôi nhận thấy việc vận dụng kiến thức lý thuyết môn học của học sinh  để giải quyết các tình huống thực  tiễn cuộc sống thường gặp nhiều khó khăn. Vì vậy làm cho kiến thức khoa học xa rời với cuộc sống làm cho các em cảm thấy không thích thú với môn học. Đặc biệt trong công tác thi cử trong những năm gần đây, các câu hỏi trong các đề thi theo hướng tăng cường khả năng vận dụng bài học vào việc giải quyết tình huống tương tự hoặc tình huống mới. Đây cũng là vấn đề khó đối với học sinh.  

     Sinh học là môn khoa học thực nghiệm, kiến thức sinh học chủ yếu được hình thành bằng phương pháp quan sát, mô tả, tìm tòi, làm thực nghiệm. Vậy mà học sinh lại gặp khó khăn trong vấn đề này thì quả đây là một điều rất đáng quan tâm. Điều đó cũng chứng tỏ rằng học sinh ít được trải nghiệm, thực hành, khám phá.  

    Cùng với các phương pháp dạy học truyền thống, qua các năm chúng tôi cũng đã thiết kế và tổ chức dạy học STEM với nhiều chủ đề khác nhau theo điều kiện của trường có được hiệu quả cao trong dạy học. Qua đó chúng tôi mạnh dạn đề xuất một số kinh nghiệm trong thiết kế bài dạy và tổ chức các hoạt động nhằm “Nâng cao hiệu quả dạy học STEM thông qua thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề cấu trúc và chức năng của tế bào – Sinh học 10”.  

• Tính mới của đề tài: Đề xuất một số biện pháp khắc phục khó khăn trong thiết kế bài dạy và tổ chức các hoạt động dạy học STEM; áp dụng để nâng cao chất lượng dạy học STEM thông qua chủ đề cấu trúc và chức năng của tế bào – Sinh học 10. 

• Nhiệm vụ và phương pháp tổ chức nghiên cứu: 

• Tìm hiểu cơ sở lý luận của dạy học STEM. 
• Tìm hiểu quy trình thiết kế bài dạy và tổ chức các hoạt động dạy học để nâng cao chất lượng dạy học STEM. 
• Điều tra thực trạng của việc thiết kế bài dạy và tổ chức các hoạt động dạy học cũng như mức độ hứng thú của học sinh trong học tập môn Sinh học theo phương pháp dạy học STEM của một số trường THPT trên địa bàn huyện. 
• Đề xuất một số biện pháp khắc phục khó khăn và nâng cao chất lượng dạy học STEM chủ đề: Cấu trúc và chức năng của tế bào – Sinh học 10. 
• Thiết kế bài học theo hướng dạy học STEM để nâng cao chất lượng dạy học. 
• Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của dạy học STEM với chủ đề: Cấu trúc và chức năng của tế bào – Sinh học 10.     

PHẦN B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. 

• CƠ SỞ LÝ LUẬN, CƠ SỞ THỰC TIỄN, THỰC TRẠNG CỦA VIỆC THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI. 

• Cơ sở lí luận:  

• Khái niệm giáo dục STEM: 

    Giáo dục STEM (STEM education) là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. 

   Như vậy, giáo dục STEM trong trường phổ thông được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Những kiến thức và kĩ năng này được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống thường ngày. Những sản phẩm này không nhất thiết phải là sản phẩm mới, đừng nghĩ rằng các em phải tạo ra điều gì đó mới mẻ mới là STEM, như vậy các em đã là những nhà sáng chế rồi, tất nhiên nếu tạo ra sản phẩm mới thì càng tốt. 

• Các hình thức triển khai STEM ở trường phổ thông: 

• Dạy học các môn học thuộc lĩnh vực STEM 

    Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường. Theo cách này, các bài học, hoạt động giáo dục STEM được triển khai tổ chức ngay trong quá trình dạy học các môn học STEM theo tiếp cận tích hợp liên môn. Các chủ đề, bài học, hoạt động STEM bám sát chương trình của các môn học thành phần. Hình thức giáo dục STEM này không làm phát sinh thêm thời gian học tập. 

• Hoạt động trải nghiệm STEM 

    Trong hoạt động trải nghiệm STEM, học sinh được khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống. Qua đó, nhận biết được ý nghĩa của khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học đối với đời sống con người, nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM. Đây cũng là cách thức để thu hút sự quan tâm của xã hội tới giáo dục STEM. Để tổ chức thành công các hoạt động trải nghiệm STEM, cần có sự tham gia, hợp tác của các bên liên quan như trường phổ thông, cơ sở giáo dục nghề nghiệp, các trường đại học, doanh nghiệp.  

    Trải nghiệm STEM còn có thể được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa trường phổ thông với các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp. Theo cách này, sẽ kết hợp được thực tiễn phổ thông với ưu thế về cơ sở vật chất của giáo dục đại học và giáo dục nghề nghiệp. 

   Các trường phổ thông có thể triển khai giáo dục STEM thông qua hình thức câu lạc bộ. Tham gia câu lạc bộ STEM, học sinh được học tập nâng cao trình độ, triển khai các dự án, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM. Đây là hoạt động theo sở thích, năng khiếu của học sinh, diễn ra định kỳ, trong cả năm học. 

    Tổ chức tốt hoạt động câu lạc bộ STEM cũng là tiền đề triển khai các dự án tìm hiểu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học. Bên cạnh đó, tham gia câu lạc bộ STEM còn là cơ hội để học sinh thấy được sự phù hợp về năng lực, sở thích, giá trị của bản thân với nghề nghiệp thuộc các lĩnh vực STEM. 

• Hoạt động tìm hiểu khoa học. 

   Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động tìm hiểu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau thuộc các lĩnh vực robot thông minh, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao… 

     Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng lực, sở tích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn. 

      Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật là tiền đề triển khai các dự án tìm hiểu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học được tổ chức thường niên. 

• Dạy học dự án: 

   Dạy học dựa trên dự án có nhiều lợi thế trong việc phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống như: 

+ Phân tích được các vấn đề thực tiễn để đề xuất dự án. 

+ Lập được kế hoạch triển khai dự án. 

+ Thu thập và phân tích, xử lý kết quả dự án. 

+ Viết và trình bày báo cáo dự án. 

+ Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học như: Giải thích được các vấn đề thực tiễn liên qua đến lĩnh vực sinh học; đề xuất được các biện pháp chăm sóc sức khỏe con người, bảo vệ thiên nhiên, môi trường. 

I.1.3 Vai trò của giáo dục STEM ở trường phổ thông:     Đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông và có vai trò rất quan trọng. Cụ thể là:  

• Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như: Toán, Khoa học thì các lĩnh vực Công nghệ, 

Kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện như đội ngũ giáo viên, chương trình giảng dạy, cơ sở vật chất…  

• Nâng cao hứng thú học tập cho người học: Những dự án học tập trong giáo dục 

STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập.  

• Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen với những hoạt động có tính chất tìm hiểu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. 
• Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất để triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM tại trường phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.