SKKN Thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học chương vi sinh vật và ứng dụng, Sinh học 10 bộ sách Chân chời sáng tạo

Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Thiết kế một số hoạt động giáo dục STEM trong dạy học chương 5 Vi sinh vật và ứng dụng, Sinh học 10 bộ sách Chân trời sáng tạo”.

Lĩnh vực áp dụng: Giáo dục

Thời gian thực hiện: Từ tháng 1 năm 2023 đến tháng 05 năm 2023

I. NỘI DUNG

1. Giải pháp cũ thường làm

1.1. Thực trạng

Ở các trường phổ thông, các môn học như Toán học, Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật được đưa vào giảng dạy trong tất cả các bậc học. Tuy nhiên, chương trình và sách giáo khoa hiện hành ở Việt Nam chưa được xây dựng như một chỉnh thể mang tính xuyên suốt, thống nhất chặt chẽ từ các cấp học; một số nội dung các môn học và hoạt động giáo dục chưa cân đối, chưa phân loại và chưa phù hợp với từng đối tượng người học. Nội dung chương trình, sách giáo khoa hiện hành tuy bước đầu đã được xây dựng theo quan điểm tích hợp và phân hóa nhưng việc thực hiện dạy học tích hợp và phân hóa chưa có hiệu quả cao, chưa đạt được yêu cầu của mục tiêu chương trình.

Dựa trên các yêu cầu của giáo dục STEM, đặc biệt là dựa trên hiệu quả tích hợp các môn học và vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, trong các tình huống cụ thể thì có thể thấy giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay chưa thực sự có giáo dục STEM đồng đều ở các cấp học, các trường phổ thông và các tỉnh thành. Ví dụ như ở bậc tiểu học đã có sự tích hợp trong chương trình học như bộ môn Tự nhiên và Xã hội, Khoa học thì lên THCS và THPT các môn học này lại độc lập, mới tích hợp ở một số nội dung trong từng môn học riêng lẻ. Trong chương trình Sinh học ở THPT tôi nhận thấy có nhiều bài học có thể vận dụng dạy học STEM. Thay vì chỉ dạy lí thuyết ít phát triển được các phẩm chất, năng lực ở học sinh, khi vận dụng dạy học STEM học sinh sẽ được “học đi đôi với hành”, giúp các em vận dụng kiến thức học được vào thực tiễn, giải quyết các vấn thực tiễn và ngược lại từ vấn đề thực tiễn kết nối với kiến thức. Việc học như vậy sẽ giúp các em phát triển được nhiều phẩm chất, năng lực đồng thời giúp các em hứng thú với học tập và đáp ứng được mục tiêu đổi mới giáo dục hiện nay.

Phương pháp giảng dạy phần này của thầy cô thường là:

Một là, sử dụng nhóm phương pháp diễn giảng:

 Phương pháp thuyết trình: Phương pháp dạy học truyền thống này chính là phương pháp mà giáo viên ứng dụng để thể hiện được tính chất thông báo qua lời giảng giúp học sinh nghe và lĩnh hội. Bởi vậy đây là phương pháp mang tính thụ động khá nhiều.

 Phương pháp gợi mở và nêu ra vấn đề: Với phương pháp này giáo viên sẽ thực hiện theo cấu trúc thuyết trình song song và vấn đề cũng được trình bày theo hướng tích cực hơn. Giáo viên sẽ là người trình bày các kiến thức theo một logic hợp lý theo dạng gợi mở vấn đề để học sinh tư duy và tìm ra câu trả lời.

 Phương pháp tranh luận trực tiếp: Phương pháp này cũng được các giáo viên sử dụng thường xuyên. Để ứng dụng phương pháp tranh luận, giáo viên sẽ đưa ra cho học sinh một hệ thống các câu hỏi. Học sinh sẽ trao đổi, tranh luận với nhau và với giáo viên để tìm ra câu trả lời.

 Phương pháp tự học với sách giáo khoa và sách tham khảo: Trong quá trình tự học, tự nghiên cứu theo sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo, học sinh sẽ có thể tìm tòi, nghiên cứu và nắm vững kiến thức. Với phương pháp tự học với sách giáo khoa và các tài liệu, học sinh có thể thực hiện ở bất cứ đâu.

Hai là, sử dụng phương pháp trực quan

Phương pháp dạy học trực quan là cách thức giảng dạy bằng việc sử dụng những phương tiện trực quan và các yếu tố kỹ thuật để giúp củng cố và tạo sự hứng thú cho học sinh.

Ba là, sử dụng phương pháp dạy học luyện tập và thực hành

Phương pháp thực hành được đánh giá là phương pháp mang tính chủ động nhiều nhất trong các phương pháp dạy học truyền thống. Với phương pháp này, giáo viên sẽ tổ chức các hoạt động thực hành để học sinh có cơ hội được khám phá những tri thức mới và vận dụng nó giúp củng cố, rèn luyện kỹ năng bản thân.

1.2. Ưu điểm, nhược điểm

1.2.1. Ưu điểm

Nhóm phương pháp diễn giảng: Thể hiện được tính chất thông báo trong lời giảng của giáo viên cùng với đó là tính lĩnh hội của học sinh. Bồi dưỡng được năng lực diễn đạt một vấn đề khoa học nhất có thể. Giúp giáo viên có thể thu được tín hiệu từ học sinh một cách nhanh chóng và kịp thời để điều chỉnh quá trình dạy học. Trong quá trình làm việc với sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo, học sinh sẽ nắm vững được kiến thức và hình thành được các kỹ năng thông qua sách vở.

Nhóm phương pháp trực quan: Giúp học sinh có thể nắm bắt được đầy đủ các thông tin về đối tượng nghiên cứu dựa trên cơ sở huy động hoạt động của bán cầu não trái và não phải. Từ đó sẽ phát triển được tư duy một cách tốt nhất và hình thành khái niệm về đối tượng rõ ràng nhất. Giúp cho các tài liệu học tập trở nên vừa sức hơn đối với học sinh.

Nhóm phương pháp thực hành: Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng kỹ xảo và củng cố tri thức. Hình thành cho người học những phẩm chất như độc lập, tự chịu trách nhiệm, tính sáng tạo…

1.2.2. Nhược điểm

Nhóm phương pháp diễn giảng: Hạn chế của nhóm phương pháp này là học sinh thụ động kiến thức ghi nhớ tạm thời, dễ quên vì vậy hiệu quả giáo dục là không cao.

Nhóm phương pháp trực quan: Đối với phần này giáo viên thường sử dụng là hình ảnh phóng to mặc dù hỗ trợ rất nhiều cho các em về khả năng ghi nhớ, nội dung lí thuyết. Tuy nhiên hình ảnh chưa nói lên được bản chất và vai trò của các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản của sinh vật.

Nhóm phương pháp thực hành:Theo nội dung chương trình hiện hành nội dung thực hành, giáo viên rất khó thực hiện vì cơ sở vật chất không đáp ứng được.

Như vậy, hạn chế chung của các phương pháp trên là chưa tạo động lực học tập, giúp học trò có thể vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn trong đời sống một cách chủ động sáng tạo, hạn chế phát triển kĩ năng vốn có của học sinh.

2. Giải pháp mới cải tiến

2.1. Khái niệm STEM

STEM là từ viết tắt từ những chữ cái đầu tiên của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học). Thuật ngữ này được sử dụng khi bàn tới các chính sách phát triển về Toán học, Khoa học, Công nghệ và Kĩ thuật của các quốc gia.

Hiện nay, giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng được định nghĩa dựa trên ba cách chính như sau:

Trong ngữ cảnh giáo dục, STEM được hiểu theo nghĩa là quan tâm của giáo dục đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó:

Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất), giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Công nghệ giúp HS hiểu rõ về công nghệ được phát triển như thế nào, cung cấp những kĩ năng để HS có thể phân tích được sự ảnh hưởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày và của cộng đồng.

Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật. Kĩ thuật được tích hợp kiến thức của nhiều môn học giúp cho HS hiểu rõ vấn đề và có thể vận dụng sáng tạo để thiết kế các đối tượng hay hệ thống.

Mathematics (Toán học): Là môn học nhằm phát triển ở HS khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng một cách hiệu quả thông qua việc tính toán, giải thích, các giải pháp giải quyết các vấn đề toán học trong các tình huống đặt ra.

Giáo dục STEM được hiểu theo nghĩa là tích hợp liên ngành của 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó, những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS được áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trường, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép người học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới.

Giáo dục STEM là sự tích hợp từ ít nhất hai trên bốn lĩnh vực về Công nghệ, Kĩ thuật, Khoa học và Toán học trở lên. Cụ thể là theo hướng tiếp cận, khám phá trong hoạt động dạy và học giữa hai hay nhiều môn học STEM hoặc giữa một chủ đề STEM .

2.2. Các con đường giáo dục STEM

Giáo dục STEM không phải là một môn học cụ thể trong chương trình phổ thông mà thường được tổ chức qua các hình thức như hoạt động ngoài giờ lên lớp, hoạt động của các câu lạc bộ STEM, hay được lồng ghép giảng dạy thông qua các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ. Một số con đường để giáo dục STEM cho HS trong đó tập trung phân tích giáo dục STEM thông qua dạy học các môn học.

Giáo dục STEM thông qua những hoạt động ngoài giờ lên lớp

Trên thế giới, các hoạt động giáo dục nhằm phát triển năng lực, sự sáng tạo, phẩm chất và kĩ năng, giáo dục sự nhân văn… được một số quốc gia gọi đó là hoạt động giáo dục ngoài trời, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay hoạt động trải nghiệm… Các hoạt động này thường được xây dựng dựa trên các chủ đề rất đa dạng, một trong số đó liên quan đến khám phá thế giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, Kĩ thuật… Các hoạt động này đều hướng tới việc cung cấp cho HS các tình huống, bối cảnh đa dạng và phong phú đòi hỏi sự phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép HS tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt được kết quả tốt hơn; cung cấp cho HS cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm.

Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vực STEM

Mô hình giáo dục STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên được các quốc gia trên thế giới quan tâm. Nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các chủ đề STEM hữu ích và việc giảng dạy thực hiện các cách khác nhau tùy theo môi trường học tập khác nhau.

– Chủ đề STEM chỉ được dạy trong một môn học.