Thiết kế và tổ chức dạy học trải nghiệm stem chủ đề “sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (sinh học 11)

Đổi mới phương pháp giáo dục để hình thành và phát triển phẩm chất, NL của người học là một định hướng quan trọng vì việc áp dụng các phương pháp tích cực hóa hoạt động của học sinh như

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHẠM QUANG SƠN

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ ‘‘SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở SINH VẬT’’ (SINH HỌC 11)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2021

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHẠM QUANG SƠN

THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ ‘‘SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở SINH VẬT’’ (SINH HỌC 11)

Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Hằng

THÁI NGUYÊN - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Thị Hằng Các số liệu trích dẫn đều có nguồn gốc rõ ràng, các kết quả trong luận văn là trung thực

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những kết quả nghiên cứu trong luận văn

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2021

Tác giả luận văn

Phạm Quang Sơn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn, ngoài sự cố gắng, nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô, sự động viên, ủng hộ của gia đình và bạn bè

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến TS Nguyễn Thị Hằng đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong Khoa Sinh học trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trường THPT Thái Nguyên đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

Xin chân thành cảm ơn gia đình, các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợ, ủng hộ, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thiện đề tài

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2021

Tác giả luận văn

Phạm Quang Sơn

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3

4 Câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học 3

5 Nội dung nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Đóng góp của đề tài 5

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM 6

1.1 Tổng quan về dạy học trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM 6

1.1.1 Tình hình nghiên cứu về dạy học trải nghiệm STEM trên thế giới 6

1.1.2 Tình hình nghiên cứu về dạy học trải nghiệm STEM ở Việt Nam 7

1.2 Một số khái niệm cơ bản 8

1.2.1 Khái niệm về học trải nghiệm 8

1.2.2 Khái niệm về giáo dục STEM 10

1.2.3 Khái niệm về dạy học trải nghiệm STEM 12

1.3 Đặc điểm của dạy học trải nghiệm STEM 12

1.4 Dạy học trải nghiệm STEM trong mối tương quan với hình thành và phát triển năng lực của học sinh 14

1.4.1 Mối quan hệ giữa giáo dục STEM và dạy học phát triển năng lực 14

1.4.2 Ưu thế của dạy học trải nghiệm STEM đối với sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh 15

1.4.3 Đánh giá năng lực trong dạy học trải nghiệm STEM 16

1.5 Khảo sát thực trạng tổ chức dạy học trải nghiệm STEM ở trường phổ thông 19

1.5.1 Khái quát về điều tra thực trạng 19

1.5.2 Kết quả nghiên cứu thực trạng 20

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 24

Chương 2 THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM 25

TRONG CHỦ ĐỀ “SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở SINH VẬT” 25

2.1 Mối tương quan giữa yêu cầu cần đạt với mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 25

2.2 Thiết kế hoạt động dạy học chủ đề 31

2.3 Các hoạt động dạy học trải nghiệm STEM trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 43

2.3.1 Quy trình thiết kế hoạt động dạy học trải nghiệm STEM 43

Hình 2.1 Quy trình thiết kế hoạt động trong dạy học trải nghiệm STEM 43

2.3.2 Thông tin về hoạt động dạy học trải nghiệm STEM trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 44

2.3.3 Tiến trình thực hiện hoạt động dạy học trải nghiệm STEM 46

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 55

Chương 3 KIỂM NGHIỆM TỔ CHỨC DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM TRONG CHỦ ĐỀ “SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở SINH VẬT” 56

3.1 Thực nghiệm sư phạm 56

3.1.1 Mục đích kiểm nghiệm 56

3.1.2 Đối tượng, thời gian và địa điểm kiểm nghiệm sư phạm 56

3.1.3 Nội dung kiểm nghiệm sư phạm 56

3.1.4 Phương pháp kiểm nghiệm 56

3.2 Kết quả kiểm nghiệm sư phạm 58

3.2.1 Một số hình ảnh dạy học trải nghiệm STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 58

3.2.2 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 60

3.2.3 Kết quả phân tích định tính 65

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 66

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67

1 Kết luận 67

2 Đề nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Biểu hiện của năng lực trong dạy học trải nghiệm STEM 15

Bảng 1.2 Đánh giá sản phẩm trải nghiệm STEM 17

Bảng 1.3 Đánh giá báo cáo sản phẩm STEM 18

Bảng 1.4 Đánh giá thái độ của học sinh tham gia học tập trải nghiệm 19

Bảng 1.5 Nhận thức của giáo viên về dạy học trải nghiệm STEM 20

Bảng 2.1 Ma trận kết nối giữa yêu cầu cần đạt với mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11) 25

Bảng 2.2 Các hoạt động dạy học trải nghiệm STEM trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 45

Bảng 2.3 Kế hoạch tổng quát tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM trong dạy học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 47

Bảng 2.4 Bảng đánh giá theo tiêu chí cho sản phẩm STEM của chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 52

Bảng 2.5 Phiếu chấm điểm sản phẩm STEM và báo cáo sản trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” 54

Bảng 3.1 Kết quả đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng trước thực nghiệm

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Mức độ tổ chức hoạt động dạy học trải nghiệm STEM 22Hình 1.2 Cơ sở vật chất của Nhà trường đảm bảo thuận lợi cho việctổ chức DHTN STEM (%) 23Hình 3.1 Kết quả đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năngtrước thực nghiệm giữa nhóm TN với ĐC 61Hình 3.2 Kết quả đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năngsau thực nghiệm giữa nhóm TN với ĐC 62Hình 3.3 Hình phân bố tỉ lệ xếp loại năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng của HS trước và sau TN 63

MỞ ĐẦU 1 Lí do lựa chọn đề tài

1.1 Định hướng giáo dục của Chương trình giáo dục phổ thông 2018

Vấn đề đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế đã được nhấn mạnh trong Nghị quyết số 29-NQ/TW [1], đồng thời, được thực hiện thông qua những đổi mới, thể hiện trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018 Theo đó, đổi mới chương trình góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện về phẩm chất, NL của học sinh [3], thể hiện từ đổi mới mục tiêu, yêu cầu cần đạt, nội dung giáo dục, phương pháp giáo dục, kiểm tra đánh giá

Đổi mới phương pháp giáo dục để hình thành và phát triển phẩm chất, NL của người học là một định hướng quan trọng vì việc áp dụng các phương pháp tích cực hóa hoạt động của học sinh như hoạt động khám phá vấn đề, luyện tập, ứng dụng những điều đã học để phát hiện những vấn đề trong đời sống thực tiễn sẽ tạo môi trường học tập thân thiện, học sinh tự phát hiện NL, nguyện vọng của bản thân, rèn luyện thói quen và khả năng tự học Trong xu hướng đó, các PPDH được phát triển, cải tiến các phương pháp truyền thống và tùy theo mục tiêu, tính chất hoạt động, mỗi học sinh đều được tạo điều kiện để tự mình thực hiện nhiệm vụ học tập và trải nghiệm thực tế trong các hình thức dạy học đa dạng Một trong những PPDH hiện đại đề cao vai trò chủ thể học tập của học sinh là dạy học dựa trên trải nghiệm [3]

1.2 Học tập dựa theo trải nghiệm và học trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

Học tập dựa trên trải nghiệm là một mô hình học tập rất phát triển trong hệ thống giáo dục ở nhiều quốc gia và bắt đầu được chú trọng vận dụng trong giáo dục phổ thông ở Việt Nam, nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông theo hướng phát triển phẩm chất và NL của người học [37] Mô hình học trải nghiệm được vận dụng trong dạy học các môn học bằng nhiều hình thức khác nhau, trong đó, học trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM là một hình thức có nhiều ưu điểm, nhấn mạnh học qua trải nghiệm, huy động tổng hợp các kiến thức và kĩ năng từ nhiều lĩnh vực khác nhau như Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kĩ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics), để áp dụng vào thực tế đời sống, từ đó,

học sinh có kĩ năng làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại trong tương lai Nhiều nội dung đề cập đến các đặc tính chung của tổ chức sống trong chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học hoàn toàn phù hợp để tổ chức hoạt động học trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM [11]

1.3 Đặc điểm dạy học môn Sinh học và chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” ở trường phổ thông

Sinh học là môn khoa học thực nghiệm, có đối tượng là thế giới sinh vật gần gũi với đời sống hằng ngày của HS Thông qua việc tổ chức các hoạt động thực nghiệm, thực hành trong phòng thí nghiệm, ngoài thực địa; thông qua tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học bằng các bài tập tình huống, các sáng kiến khoa học, các dự án nghiên cứu gắn với thực tiễn đời sống; thông qua tham quan các cơ sở sản xuất nông nghiệp, các nhà máy ứng dụng công nghệ sinh học, môn Sinh học giúp HS khám phá thế giới sống, phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng vào thực tiễn Nội dung dạy học Sinh học đề cập đến các tri thức sinh học cốt lõi, các phương pháp nghiên cứu và ứng dụng sinh học, các nguyên lí và quy trình công nghệ sinh học thông qua các chủ đề: sinh học phân tử, sinh học tế bào, sinh học vi sinh vật và virus, sinh học cơ thể, di truyền học, tiến hóa, sinh thái học và môi trường [4]

Môn Sinh học (lớp 11) tập trung vào Sinh học cơ thể Chủ đề cốt lõi về sinh học cơ thể đề cập đến sinh lí thực vật và sinh lí động vật, giới thiệu các hoạt động sinh lí của cơ thể thực vật, động vật, như: trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản Nội dung “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” giới thiệu về đặc điểm, các hình thức, các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật và động vật Qua tìm hiểu những nội dung đó, HS phân tích được khả năng điều khiển sự sinh trưởng và phát triển ở động vật, thực vật; Vận dụng được hiểu biết về sinh trưởng và phát triển ở động vật vào thực tiễn, chẳng hạn, đề xuất được một số biện pháp hợp lí trong trồng trọt, chăn nuôi nhằm tăng nhanh sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng và vật nuôi, tiêu diệt côn trùng gây hại,… và vận dụng hiểu biết về tuổi dậy thì để bảo vệ sức khỏe, chăm sóc bản thân và người khác

Đặc điểm dạy học môn Sinh học và chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” cho thấy, tổ chức DHTN theo định hướng giáo dục STEM (gọi tắt là DHTN STEM) là hoàn toàn có cơ sở và có khả năng thực hiện, phù hợp với định hướng đổi

mới căn bản toàn diện giáo dục Việt Nam hiện nay Qua đó, HS vận dụng được các kiến thức, kĩ năng về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật khi trải nghiệm thiết kế các sản phẩm để tạo điều kiện cho thực vật, động vật sinh trưởng, phát triển tốt, bảo vệ sức khỏe con người và thiết kế các phương tiện tiêu diệt côn trùng, dịch hại,…

Xuất phát từ các lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu “Thiết kế và tổ

chức dạy học trải nghiệm STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11)”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Thiết kế được nội dung DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” - Thiết kế được kế hoạch DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” - Kiểm nghiệm đánh giá việc tổ chức DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11) nhằm hình thành và phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của học sinh

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Kế hoạch và tổ chức DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” góp phần phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của HS

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11)

4 Câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học 4.1 Câu hỏi nghiên cứu

- Dựa vào cơ sở nào để thiết kế nội dung, kế hoạch và tổ chức DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” nhằm phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của học sinh?

- Thiết kế kế hoạch và tổ chức DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” như thế nào để phát triển NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của HS?

- Những sản phẩm thu được qua DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” là gì?

4.2 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức được kế hoạch DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” thì HS sẽ phát triển được NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật

5 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về DHTN STEM và NL của HS trong đó có NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

- Điều tra thực trạng DHTN STEM trong môn Sinh học ở trường phổ thông - Thiết kế kế hoạch DHTN STEM chủ đề "Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật" (SH 11) và công cụ đánh giá NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học của HS

- Kiểm nghiệm sư phạm tổ chức DHTN STEM chủ đề "Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật"

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu các Nghị quyết, văn bản liên quan đến đổi mới GDPT

- Nghiên cứu các công trình khoa học, các sách tham khảo, website đã công bố có liên quan đến DHTN STEM, dạy học Sinh học và năng lực của HS

- Nghiên cứu nội dung “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11) để xác định được nội dung DHTN STEM và thiết kế kế hoạch, tổ chức dạy học chủ đề cho phù hợp

6.2 Phương pháp chuyên gia

- Tham khảo ý kiến của các giảng viên Bộ môn PPDH, các GV ở trường phổ thông về cơ sở lí luận và thực tiễn của DHTN STEM, về kế hoạch tổ chức DHTN STEM và về đánh giá NL vận dụng kiến thức, kĩ năng của HS

- Trao đổi trực tiếp với các GV ở trường phổ thông có nhiều kinh nghiệm để tổ chức hiệu quả DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật”

6.3 Phương pháp điều tra sư phạm

Thiết kế và sử dụng phiếu điều tra để tìm hiểu tình hình vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học ở trường phổ thông, đặc biệt trong môn

Sinh học và chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật”

6.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực hiện DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” theo kế hoạch đã thiết kế ở trường THPT để kiểm tra giả thuyết của đề tài

6.5 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng toán thống kê để xử lý, phân tích, tổng hợp các kết quả thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng lĩnh hội kiến thức và NL vận dụng kiến thức, kĩ năng của HS

7 Đóng góp của đề tài

Thiết kế được kế hoạch DHTN STEM chủ để “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11) và một số sản phẩm của dạy học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM Bổ sung nguồn tư liệu dạy học cho quá trình dạy học Sinh học ở trường THPT

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM

1.1 Tổng quan về dạy học trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM

1.1.1 Tình hình nghiên cứu về dạy học trải nghiệm STEM trên thế giới

DHTN hay học qua trải nghiệm được dựa trên một tập hợp các giả định học hỏi từ kinh nghiệm đã có và phản ánh, tái tạo trong những trải nghiệm mới [30], [41] Tư tưởng học trải nghiệm ngay từ thời cổ đại đã xuất hiện trong quan điểm của Khổng Tử (551 - 479 TCN) về phương pháp giáo dục coi trọng thực hành, vận dụng hoặc quan điểm của Sokrates (470 - 399 TCN) - nhà triết học Hy Lạp - về “người ta phải học bằng cách làm một việc gì đó”; sau đó, tư tưởng này được vận dụng trong giáo dục, chẳng hạn quan điểm của J.A Comenxki (1592 - 1670) về “dạy học phải đảm bảo mối liên hệ với đời sống” Học trải nghiệm thực sự được đưa vào giáo dục từ những năm đầu của thế kỉ XX, ở nhiều quốc gia, chẳng hạn, phong trào “Câu lạc bộ trồng ngô” tại Mỹ năm 1902, “Hướng đạo sinh” tại Anh năm 1907 Dần dần, giáo dục trải nghiệm càng được coi trọng, được thừa nhận và công bố rộng rãi vào năm 1977 với việc thành lâp “Hiệp hội giáo dục trải nghiệm” Đặc biệt, học trải nghiệm được coi trọng bởi David Kolb, một nhà lý luận giáo dục người Mỹ, khi ông nhấn mạnh trải nghiệm đóng vai trò trung tâm trong tiến trình học tập [dẫn theo 18] Việc phân tích, phản ánh, đánh giá các kinh nghiệm của HS cần kết hợp các điều kiện học tập và kiến thức nền tảng STEM, từ đó, HS có cơ hội áp dụng hiệu quả kiến thức và thực hành STEM vào các vấn đề phức tạp trong cuộc sống [35]

Giáo dục STEM được xem là một mô hình giáo dục tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học dựa trên các ứng dụng của thế giới thực [42] và phù hợp với các cấp học Tham gia vào giáo dục STEM, HS có hứng thú học tập, được trải nghiệm các hiện tượng gắn liền với đời sống và tạo ra sản phẩm, phát triển các kỹ năng các môn khoa học, giải quyết vấn đề, tư duy phản biện, hợp tác, giao tiếp Giáo dục STEM được Mỹ, Australia, Anh, Israel, Pháp và nhiều quốc gia trên thế giới xác định như là một bước quan trọng để cải cách giáo dục, nhằm giữ vững vị thế của giáo dục Đồng thời, giáo dục STEM đang thực sự là giải pháp đáp ứng nguồn nhân lực

cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế đổi mới, đồng thời ngày càng góp phần cải thiện chất lượng sống của con người

1.1.2 Tình hình nghiên cứu về dạy học trải nghiệm STEM ở Việt Nam

Hiện nay, giáo dục STEM, DHTN đã được biết đến là một hoạt động không còn quá mới lạ trong lĩnh vực giáo dục tại các nhà trường tại Việt Nam Đã có nhiều nghiên cứu vận dụng tổ chức hoạt động học trải nghiệm, giáo dục STEM trong dạy học các môn học ở trường phổ thông Một số nghiên cứu đã thể hiện kết quả vận dụng trong các sách, giáo trình để làm cơ sở khoa học định hướng cho quá trình vận dụng trong thực tiễn dạy học [5], [11], [18] Một số tác giả đã áp dụng mô hình 4 giai đoạn của D Kolb trong thiết kế và tổ chức hoạt động trải nghiệm, nhấn mạnh sự trải nghiệm của HS [10], [19], [36], [37] Hoạt động trải nghiệm, dạy học theo định hướng giáo dục STEM khi vận dụng vào dạy học các môn học đã thu được một số kết quả nhất định, chẳng hạn, trong môn Lịch sử [6], trong môn Ngữ văn [23], trong môn Vật lí [22], trong môn Toán [27], trong môn Công nghệ [14], trong môn Giáo dục công dân [19], trong môn Hóa học [8], [17],… Các nghiên cứu này đều cho thấy, hoạt động trải nghiệm, dạy học theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa hình thành và phát triển NL của người học

Trong dạy học môn Sinh học, nhiều tác giả đã giới thiệu kết quả vận dụng hoạt động học trải nghiệm, dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong các phân môn, chủ đề, bài học, như trong dạy học Sinh học vi sinh vật [7], [25], trong dạy học Sinh thái học [28], trong dạy học Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật [9], [16], [26], trong dạy học Sinh học cơ thể [12], [24], trong dạy học các chuyên đề học tập môn Sinh học [13], Các nghiên cứu đã trình bày biện pháp, cách thức tổ chức các hoạt động trải nghiệm cụ thể dưới nhiều hình thức khác nhau, các nguyên tắc, quy trình thiết kế và tổ chức hoạt động trải nghiệm, dạy học STEM có hiệu quả hình thành và phát triển NL của HS trong dạy học các chủ đề Sinh học Tuy nhiên, nghiên cứu vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” còn khá khiêm tốn, cần được nghiên cứu thêm

Như vậy, mặc dù với những cách tiếp cận khác nhau còn khá dè dặt và gặp một số thách thức như sự tích hợp giáo dục STEM vào chương trình phổ thông hiện hành

còn mang tính cổ điển; nguồn lực của trường phổ thông cho giáo dục STEM còn hạn chế, nhưng DHTN và dạy hoc theo định hướng giáo dục STEM đã được đưa vào các nhà trường phổ thông ở Việt Nam theo nhiều hướng khác nhau Vượt qua những thách thức, để tăng hiểu biết về DHTN và giáo dục STEM và nhằm bắt nhịp với các xu hướng DHTN STEM, chúng tôi đã lựa chọn nghiên cứu vận dụng DHTN STEM trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” góp phần vào đổi mới GDPT ở nước ta

1.2 Một số khái niệm cơ bản

1.2.1 Khái niệm về học trải nghiệm

Học trải nghiệm là một cách học thông qua làm, là quá trình tạo ra tri thức trên cơ sở trải nghiệm thực tế, dựa trên những đánh giá, phân tích những kinh nghiệm, kiến thức đã có [29], [34], [39] Những sự kiện trong cuộc sống người học được trải nghiệm sẽ làm nảy sinh những vấn đề cần giải quyết và để giải quyết, HS cần được tạo cơ hội áp dụng hiệu quả kiến thức và thực hành STEM, nghĩa là biết phân tích, phản ánh, đánh giá kinh nghiệm của bản thân kết hợp với các các dạng học tập, không gian học tập và kiến thức nền tảng Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học [40]

Tư tưởng về học trải nghiệm được David Kolb giới thiệu “Học là một quá trình được bắt đầu từ kinh nghiệm và liên tục được sửa đổi bởi kinh nghiệm” [34] và chu trình học tập trải nghiệm gồm bốn bước có sự tương tác biện chứng, đó là Kinh nghiệm cụ thể (cảm nhận); Quan sát phản chiếu (xem, nhìn); Kinh nghiệm trừu tượng (tư duy); Thử nghiệm tích cực (làm), đặc biệt là người học có sự phản ánh, làm xuất hiện kinh nghiệm mới - sẽ là đầu vào cho vòng học tập tiếp theo, để đạt được mục tiêu Chu trình học tập của D Kolb nhằm “quy trình hóa” việc học với các giai đoạn và thao tác được xác định rõ ràng Theo chu trình, cả người học và người dạy đều có thể cải biến liên tục chất lượng và trình độ của việc học:

+ Bước 1 Kinh nghiệm cụ thể (cảm nhận): Người học có một số kinh nghiệm

thông qua đọc một số tài liệu, tham dự bài giảng, nghe giảng, xem video,… về chủ đề đang học tập, hoặc đã làm thử theo hướng dẫn của GV,… được D Kolb gọi là

“nguyên liệu đầu vào” quan trọng của quá trình học tập Đây là cơ sở cho quá trình

học, phụ thuộc vào sự cởi mở và khả năng thích nghi hơn là một phương pháp mang tính hệ thống với vấn đề có sự liên quan đến những trải nghiệm của cá nhân;

+ Bước 2 Quan sát phản chiếu (Xem, nhìn): Người học quan sát và phân tích,

đánh giá các sự kiện và các kinh nghiệm đã có Sự đánh giá này cần mang yếu tố

“phản tính”, tức là tự mình suy tưởng về các kinh nghiệm đó Trong quá trình suy

ngẫm, ghi lại các suy tưởng ấy theo một cách tự nhiên và tự thân, người học sẽ rút ra được các bài học và định hướng mới cho chặng đường học tập tiếp theo thú vị và hiệu quả hơn;

+ Bước 3 Kinh nghiệm trừu tượng (Tư duy): Sau khi có được quan sát chi tiết

và suy tưởng sâu sắc, người học đi đến việc hiểu khái niệm chung - khái niệm mà sự trải nghiệm thực tế của họ là một ví dụ - bằng việc tập hợp sự trải nghiệm của họ thành hình mẫu chung Không có bước này, kinh nghiệm không được chuyển đổi

thành “tri thức”, hệ thống khái niệm và lưu giữ trong não bộ; các kinh nghiệm sẽ

không được nâng cấp và phát triển lên tầm cao mới hữu ích hơn, mà chỉ là các trải nghiệm vụn vặt nhặt được trong tiến trình học tập hay thực hành;

+ Bước 4 Thử nghệm tích cực (Làm): Người học sử dụng những giả thuyết đã

có được ở các giai đoạn hình thành khái niệm trừu tượng để đưa ra những phán đoán

về tình huống trong cuộc sống thực Bản “kết luận” được đúc rút từ thực tiễn với các

luận cứ và tư duy được liên kết chặt chẽ ở bước 3, có thể coi như là một giả thuyết và phải đưa vào thực tiễn để kiểm nghiệm, từ đó hình thành nên tri thức thực

Một số quan niệm khác nhau của các học giả quốc tế cho rằng học trải nghiệm được dựa trên một tập hợp các giả định học hỏi từ kinh nghiệm, trong đó chú ý đến việc người học phân tích những trải nghiệm đã có và phản ánh, đánh giá, tái tạo trong những trải nghiệm mới [31] Học trải nghiệm là một quá trình phát triển kiến thức, kĩ năng, thái độ của người học thông qua việc sử dụng các trải nghiệm thực tiễn [39];…

Các nghiên cứu về học trải nghiệm mặc dù đưa ra những định nghĩa khác nhau, nhưng bản chất của học trải nghiệm là quá trình học mà phẩm chất và năng lực được hình thành qua việc chuyển hóa kinh nghiệm, có ý nghĩa trực tiếp từ kinh nghiệm; Dấu hiệu cơ bản của hoạt động là trải nghiệm và sáng tạo; Nội dung học tập mang

tính tích hợp và phân hóa cao; Hình thức hoạt động đa dạng, có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhiều lực lượng giáo dục

1.2.2 Khái niệm về giáo dục STEM

Hoa Kỳ là nước đi đầu trong lĩnh vực giáo dục STEM (2001) khi Quỹ Khoa học Hoa Kỳ (NSF) giới thiệu STEM liên quan đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học STEM được coi là chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng giáo dục trong bốn lĩnh vực cụ thể là Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) Thay vì dạy bốn môn như các môn học riêng biệt và rời rạc, STEM tích hợp chúng vào một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng trong thế giới thực [32]

STEM là một thuật ngữ rộng được sử dụng để nhóm các ngành khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học lại với nhau Thuật ngữ này thường được sử dụng để đề cập đến chính sách giáo dục hoặc lựa chọn các chương trình giảng dạy trong trường học, có ý nghĩa đối với sự hình thành và phát triển năng lực của người học và định hướng nghề nghiệp [33] Khoa học trong STEM thường đề cập đến ba ngành chính của Khoa học tự nhiên là Sinh học, Vật lí và Hóa học Ngoài ra, có một số quan điểm đề xuất sự tích hợp không chủ dừng lại ở bốn lĩnh vực mà có thể mở rộng tích hợp với các lĩnh vực khác như khoa học xã hội, nghệ thuật, khi đó STEM sẽ chuyển thành STEAM (A - Arts - Nghệ thuật)

Giáo dục STEM được nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nên khái niệm về giáo dục STEM cũng có các cách hiểu khác nhau, chẳng hạn [dẫn theo 5]:

Theo Bộ Giáo dục Hoa Kì: Giáo dục STEM là sự quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Giáo dục STEM là một chương trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cường giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học ở Tiểu học và Trung học cho đến bậc sau Đại học

Theo tác giả Tsupros: Giáo dục STEM là định hướng tích hợp (liên môn) của bốn lĩnh vực/môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học: Giáo dục STEM là một phương pháp học tập tiếp cận liên ngành, ở đó những kiến thức hàn lâm được kết hợp chặt chẽ với những 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 cạnh cụ thể

Theo Sanders: Giáo dục STEM là tích hợp từ ít nhất hai lĩnh vực/môn học về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên: Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào GQVĐ thực tiễn trong bối cảnh cụ thể

Chương trình giáo dục phổ thông - chương trình tổng thể (2018) đã xác định:

Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [3]

Như vậy, giáo dục STEM trang bị cho người học khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học Giáo dục STEM được triển khai với mục tiêu cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho HS thế kỉ XXI, vì thế được xem là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của thế giới Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lí mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày

Có nhiều loại hình giáo dục STEM do sự đa dạng về lĩnh vực, phong phú về nội dung Căn cứ vào một số tiêu chí, có thể phân loại giáo dục STEM mang tính chất

tương đối như sau: 1/ Dựa theo mục tiêu: STEM phát triển NL, STEM hướng nghiệp, STEM phát triển thói quen tư duy kĩ thuật; 2/ Dựa theo nội dung: STEM khuyết, STEM đầy đủ; 3/ Dựa theo PPDH: Tự chế tạo sản phẩm đơn giản, Thực hành STEM, Dự án STEM, các gameshow về STEM; 4/ Dựa vào địa điểm: STEM trong lớp học, Câu lạc bộ STEM, Trung tâm STEM, Trải nghiệm thực tế về STEM; 5/ Dựa vào phương tiện: STEM tái chế, STEM robotic, STEM trong phòng thí nghiệm

Giáo dục STEM có thể thực hiện theo các hình thức: Dạy học các môn Khoa học theo bài học STEM; Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM; Tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học - kĩ thuật Trong đó, tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM là hoạt động mà HS được lĩnh hội kiến thức thông qua khám phá các hiện tượng, các ứng dụng khoa học trong đời sống và phát huy năng lực sáng tạo thông qua GQVĐ

1.2.3 Khái niệm về dạy học trải nghiệm STEM

Học trải nghiệm nhấn mạnh học qua trải nghiệm, huy động tổng hợp các kiến thức và kĩ năng từ những lĩnh vực đời sống khác nhau Do đó, có thể xem giáo dục STEM là một trong những hoạt động của giáo dục trải nghiệm Giáo dục STEM được ẩn chứa, nằm trong phạm vi khái niệm, nội hàm và khuôn khổ của hoạt động trải nghiệm [11]

DHTN theo định hướng giáo dục STEM (được gọi tắt là DHTN STEM) là một quá trình học tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học dựa trên các ứng dụng của thế giới thực, theo đó phẩm chất và năng lực được tạo ra thông qua việc chuyển hóa kinh nghiệm, là quá trình xây dựng kiến thức, kĩ năng, thái độ có ý nghĩa trực tiếp từ kinh nghiệm để giải quyết những vấn đề thực tiễn và tạo ra những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày

DHTN STEM đảm bảo được đặc điểm nổi bật của giáo dục STEM là tính tích hợp liên môn và hoạt động thực hành gắn với lí thuyết [21] Trong DHTN STEM, học qua trải nghiệm của HS chiếm vị trí trung tâm; Có sự gắn kết nhà trường với các tổ chức xã hội, địa phương và cộng đồng; GV cảm thấy có sự cải thiện nỗ lực của họ trong việc cộng tác với đồng nghiệp, chất lượng của chương trình giảng dạy, kinh nghiệm đã có và phát triển chuyên môn [38]

1.3 Đặc điểm của dạy học trải nghiệm STEM

DHTN STEM muốn thành công và đem lại hiệu quả cao cần có sự tham gia của nhà trường, phụ huynh và các lực lượng, các tổ chức giáo dục uy tín, các trường cao

đẳng, đại học…

Nội dung DHTN STEM được lựa chọn phải gắn với việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông, tạo hứng thú và động lực học tập nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho HS Chú trọng những hoạt động liên quan, hoạt động tiếp nối ở mức vận dụng (thiết kế, thử nghiệm, thảo luận và chỉnh sửa) các hoạt động của bài học STEM trong chương trình, tập trung vào việc giải quyết các vấn đề của thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ DHTN STEM có thể gắn với các hoạt động nghề nghiệp liên quan đến lĩnh vực STEM nhằm bổ trợ cho quá trình học tập, tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần định hướng nghề nghiệp cho học sinh

Hình thức tổ chức DHTN STEM: Cần phong phú, đa dạng, lôi cuốn HS vào hoạt động tìm tòi, khám phá và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề trong thực tiễn xã hội, khoa học và công nghệ; Có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong trường (dưới hình thức câu lạc bộ) và ngoài trường (tìm tòi, khám phá thực tiễn) hoặc giới thiệu thư viện học liệu số, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm học tập để HS tìm hiểu, khám phá các thí nghiệm, ứng dụng khoa học, kỹ thuật trong thực tiễn đời sống…; Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho HS nhưng cần đảm bảo chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi HS trong nhóm

DHTN STEM mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông: đảm bảo phát triển toàn diện; nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM; hình thành và phát triển phẩm chất, NL cho học sinh; kết nối trường học với cộng đồng; hướng nghiệp và phân luồng cho học sinh

Trong DHTN STEM, các phương pháp và hình thức dạy học tích cực (dạy học dựa trên dự án, dạy học GQVĐ, dạy học khám phá, học qua trải nghiệm,…) đều có thể được vận dụng, hoặc cụ thể hóa phù hợp HS được thực hiện các hoạt động chính như tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề (được đặt trước nhiệm vụ thực tiễn, cần phải thu thập thông tin, phân tích được tình huống, giải thích được ứng dụng kĩ thuật, từ đó xuất hiện câu hỏi hoặc vấn đề cần giải quyết); nghiên cứu kiến thức nền (HS được hướng dẫn tìm tòi, nghiên cứu để tiếp nhận kiến thức, kĩ năng cần cho việc trả lời câu hỏi hay GQVĐ); GQVĐ (HS đề xuất và kiểm chứng các giả thuyết khoa học hoặc đề xuất và thử nghiệm các giải pháp kĩ thuật, từ đó tạo ra sản phẩm là “kiến thức mới” trong dự án khoa học và “công nghệ mới” trong dự án kĩ thuật

DHTN STEM đề cao phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo Được đặt vào vai trò của một nhà phát minh, HS sẽ hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị, biết mở rộng kiến thức, biết sửa chữa, chế biến lại kiến thức, kĩ năng cho phù hợp với tình huống có vấn đề đang phải giải quyết Những sản phẩm học tập được đánh giá có tính sáng tạo thông qua tính mới, tính hiệu quả và tính toàn thể của sản phẩm

1.4 Dạy học trải nghiệm STEM trong mối tương quan với hình thành và phát triển năng lực của học sinh

1.4.1 Mối quan hệ giữa giáo dục STEM và dạy học phát triển năng lực

DHTN STEM gắn liền với việc hình thành và phát triển NL của HS, tác động đến tư duy vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống một cách tích hợp, thông qua đó phát triển các NL chung và NL đặc thù ở người học, thể hiện ở các khía cạnh:

1/ DHTN STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành, ứng dụng Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Qua đó, HS vừa học được kiến thức Khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn DHTN STEM sẽ phá đi khoảng cách giữa hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có NL làm việc trong môi trường làm việc có tính sáng tạo cao Điều này phù hợp với cách tiếp cận tích hợp trong Chương trình GDPT mới

2/ DHTN STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển NL GQVĐ cho người học Trong mỗi hoạt động trải nghiệm STEM, HS được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học Để GQVĐ đó, HS phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để GQVĐ đặt ra Các kiến thức và kĩ 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

3/ DHTN STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết Sự thẩm thấu kiến thức theo cách như vậy chính là một trong những định hướng mà giáo dục cần tiếp cận Tuy vậy, có thể thấy phương thức dạy học như trên là không hề dễ dàng ngay cả đối với thế giới chứ không chỉ riêng trong điều kiện hiện nay của chúng ta

1.4.2 Ưu thế của dạy học trải nghiệm STEM đối với sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh

DHTN STEM có ưu thế hình thành và phát triển các phẩm chất và NL chung, NL Sinh học cho HS (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Cơ hội phát triển năng lực trong dạy học trải nghiệm STEM

Tự chủ động nghiên cứu, tự quyết định cách thức nghiên cứu, biết đề xuất giải pháp thực hiện sản phẩm, tự đánh giá về quá trình và kết quả nghiên cứu

Giao tiếp và hợp tác

Tích cực làm việc nhóm, thảo luận, chia sẻ, biết lắng nghe, phản hồi, thống nhất ý kiến để thực hiện các nhiệm vụ chủ đề STEM đã đưa ra

Giải quyết vấn đề và

sáng tạo

Chủ động đề ra kế hoạch, cách thức giải quyết vấn đề, cách thức xử lí các vấn đề phát sinh một cách sáng tạo khi thực hiện tiến trình dạy học STEM

- Phân tích, đánh giá được các đặc điểm của sự vật, hiện tượng, quá trình sinh học theo một logic nhất định

- Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng, nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được

Tìm hiểu thế giới

sống

- Đề xuất vấn đề nghiên cứu và đặt câu hỏi nghiên cứu - Lập kế hoạch thực hiện kế hoạch GQVĐ nghiên cứu - Thực hiện được kế hoạch nghiên cứu

- Viết và trình bày được kết quả nghiên cứu và thảo luận, ra kết luận và đề xuất ý kiến

Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã

học

- Nhận ra và giải thích được các vấn đề thực tiễn

- Đề xuất được các giải pháp và thực hiện được một số giải pháp cho các vấn đề thực tiễn

Phẩm

chất Yêu nước Tự hào khi được tham gia vào các hoạt động chế tạo các sản

phẩm để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ sức khỏe

Nhân ái

Tôn trọng, sẵn sàng học hỏi và giúp đỡ bạn bè trong học tập, trong các hoạt động chế tạo sản phẩm

Chăm chỉ Chủ động nghiên cứu, tìm tòi những kiến thức thuộc các

môn học có liên quan đến vấn đề

Trung thực Báo cáo chính xác, khách quan kết quả nghiên cứu Trách

nhiệm

Tự giác thực hiện nghiên cứu, tìm tòi kiến thức, kĩ năng và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra

1.4.3 Đánh giá năng lực trong dạy học trải nghiệm STEM

1.4.3.1 Đặc điểm của đánh giá năng lực trong dạy học trải nghiệm STEM

Đánh giá trong DHTN STEM bám sát mục tiêu phát triển NL; thực hiện đánh giá quá trình kết hợp với đánh giá tổng kết, đánh giá của GV kết hợp với tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng của HS;

Các công cụ đánh giá phải thỏa mãn được các tiêu chí: Tương thích với công cụ đa phương tiện và mô phỏng; Hỗ trợ nhiều cách để ghi lại những suy nghĩ, vấn đề thực tiễn và sản phẩm của HS (các bài viết, hình ảnh, video,…); Tạo điều kiện cho việc thảo luận và cộng tác giữa các HS

Đánh giá NL phải thông qua các biểu hiện của NL trong các bối cảnh cụ thể Do đó, đánh giá được sử dụng theo các bước:

1/ Giao nhiệm vụ cho HS thực hiện các biểu hiện cần đánh giá; 2/ Thu thập các minh chứng về biểu hiện cần đánh giá;

3/ Đánh giá các thông tin thu được thông qua so sánh các minh chứng với các tiêu chí chất lượng của biểu hiện đã mô tả trong cấu trúc NL Với các biểu hiện phức tạp như thuyết trình, làm thí nghiệm,… cần sử dụng bảng đánh giá theo tiêu chí (Rubric) để hỗ trợ, nhằm đảm bảo tính khách quan trong đánh giá, được sử dụng trong nhiều giai đoạn, phổ biến nhất là đánh giá quá trình, đánh giá sản phẩm và đánh giá báo cáo sản phẩm

1.4.3.3 Đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học là một thành phần của NL Sinh học HS vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học về Sinh học để giải thích những hiện tượng thường gặp trong tự nhiên và trong đời sống; ứng xử thích hợp và giải quyết những

vấn đề đơn giản liên quan đến bản thân, gia đình, cộng đồng, với biểu hiện cụ thể: Nhận ra và giải thích được vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức Sinh học; Dựa trên hiểu biết và cứ liệu điều tra, nêu được các giải pháp và thực hiện được một số giải pháp để bảo vệ tự nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu, có hành vi, thái độ phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững

Trong các chủ đề DHTN STEM, đánh giá NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học được thể hiện qua đánh giá sản phẩm (Bảng 1.2), đánh giá báo cáo sản phẩm (Bảng 1.3), đánh giá thái độ tham gia hoạt động (Bảng 1.4)

Bảng 1.2 Đánh giá sản phẩm trải nghiệm STEM

Bảng 1.3 Đánh giá báo cáo sản phẩm STEM

Bảng 1.4 Đánh giá thái độ của học sinh tham gia học tập trải nghiệm STEM

1.5 Khảo sát thực trạng tổ chức dạy học trải nghiệm STEM ở trường phổ thông

1.5.1 Khái quát về điều tra thực trạng

1.5.1.1 Nội dung điều tra

Để có cơ sở thực tiễn đề xuất nội dung và quy trình tổ chức DHTN STEM chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật”, chúng tôi tiến hành điều tra các nội dung:

- Nhận thức, quan điểm của GV về DHTN STEM - Tình hình tổ chức DHTN STEM ở trường phổ thông

1.5.1.2 Đối tượng điều tra

Điều tra thực trạng tổ chức DHTN STEM của 60 giáo viên dạy Sinh học ở các trường phổ thông trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, Yên Bái và Quảng Ninh như: THPT Dương Tự Minh, THPT Nguyễn Huệ, THPT Phú Bình (Thái Nguyên); THPT Chuyên Nguyễn Tất Thành, THPT Lý Thường Kiệt, THPT Lê Quý Đôn (Yên Bái); THCS Bái Tử Long, THPT Cẩm Phả (Quảng Ninh),…

1.5.1.3 Phương pháp điều tra

* Phương pháp sử dụng khảo sát: Phiếu hỏi

* Mô tả cách tiến hành: Chúng tôi xây dựng phiếu điều tra gồm 08 câu hỏi khảo sát GV (Phụ lục 1) Các phiếu điều tra được gửi qua đường dẫn cho các GV bộ môn Sinh học để lấy ý kiến thông qua các buổi gặp gỡ, sinh hoạt chuyên môn, tập huấn (Đối tượng thực hiện không được gợi ý hay cung cấp các câu hỏi trong phiếu trước thời điểm tiến hành điều tra); thu thập phiếu, phân tích và xử lý kết quả

1.5.2 Kết quả nghiên cứu thực trạng

1.5.2.1 Nhận thức về dạy học trải nghiệm STEM

Kết quả điều tra về nhận thức của GV thông qua việc trả lời câu hỏi tại phiếu điều tra được thể hiện qua bảng 1.5

Bảng 1.5 Nhận thức của giáo viên về dạy học trải nghiệm STEM

Nội dung điều tra

Kết quả Số lượng Tỉ lệ

(%) Câu 1: Theo thầy/cô, việc tổ chức dạy học trải nghiệm

STEM trong dạy học Sinh học là

Câu 2: Theo thầy/cô, vai trò của việc tổ chức dạy học trải

nghiệm STEM trong dạy học Sinh học để

 tạo hứng thú và động lực học tập nhằm phát triển phẩm chất và năng lực cho học sinh

 học sinh được lĩnh hội kiến thức thông qua khám phá các hiện tượng, các ứng dụng khoa học trong đời sống và phát

9

35

15

58,3

huy năng lực sáng tạo thông qua GQVĐ

 đổi mới phương pháp dạy học và giúp HS phát triển được các năng lực của bản thân

 bổ trợ cho quá trình học tập, tạo hứng thú và động lực học tập, góp phần định hướng nghề nghiệp cho học sinh

7

9

11,7

15

Câu 3: Theo thầy/cô, hình thức tổ chức dạy học trải nghiệm

STEM có thể kết hợp giữa các hoạt động trong trường và ngoài trường được không?

Câu 4: Theo thầy/cô, việc tổ chức dạy học trải nghiệm

STEM trong dạy học Sinh học giúp học sinh phát triển tối

ưu năng lực nào?

 Năng lực nhận thức sinh học  Năng lực tìm hiểu thế giới sống

 Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng  Năng lực tự học và giải quyết vấn đề

Câu 5: Thầy/cô đã hiểu rõ về cách thiết kế và tổ chức dạy học

trải nghiệm STEM cho học sinh Qua bảng kết quả trên, chúng tôi nhận thấy đa số GV đã có nhận thức đúng về tầm quan trọng của việc tổ chức, vai trò của DHTN STEM trong dạy học phát triển NL ở người học (83,3%) Tuy nhiên, phần lớn GV vẫn chưa hiểu rõ về hình thức tổ chức DHTN STEM (56,7%); đa số GV đều đang trong quá trình tìm hiểu cách thiết kế và tổ chức DHTN STEM (66,7%) Kết quả này có thể là do GV nghiên cứu chưa kĩ hoặc chưa được tiếp cận các tài liệu, chưa được tham gia các lớp tập huấn, bồi dưỡng chuyên môn về DHTN STEM

1.5.2.2 Thực trạng về tổ chức DHTN STEM cho học sinh

Tìm hiểu mức độ thường xuyên của việc DHTN STEM trong các giờ học ở trường phổ thông thu được kết quả biểu thị qua hình 1.1

Hình 1.1 Mức độ tổ chức hoạt động dạy học trải nghiệm STEM

Quan sát hình 1.1 cho thấy có 13,3% GV thường xuyên tổ chức; có 25% GV thỉnh thoảng tổ chức và 61,7% GV chưa bao giờ tổ chức DHTN STEM Qua phiếu điều tra thấy có 8/60 GV đã biết hình thức, quy trình tổ chức DHTN STEM, 15/60 GV đang nghiên cứu, tìm hiểu và 37/60 GV mới bước đầu tìm hiểu hoặc chưa tìm hiểu về DHTN STEM Giáo viên chưa hiểu rõ bản chất của DHTN STEM để hướng dẫn HS thực hiện nên mức độ thường xuyên tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM còn ít

1.5.2.3 Thực trạng về cơ sở vật chất của nhà trường đảm bảo điều kiện thuận lợi khi giáo viên tổ chức dạy học trải nghiệm STEM

Từ việc thống kê và xử lý số liệu qua phiếu điều tra, chúng tôi thu được kết quả biểu thị qua hình 1.2 Kết quả cho thấy đa số các Nhà trường đều đảm bảo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để giáo viên tổ chức DHTN STEM Tuy nhiên, một số trường phổ thông ở khu vực miền núi của tỉnh Yên Bái thì cơ sở vật chất còn chưa đầy đủ nên việc tổ chức dạy học trải nghiệm STEM còn hạn chế

Hình 1.2 Cơ sở vật chất của Nhà trường đảm bảo thuận lợi cho việc tổ chức DHTN STEM (%)

Như vậy, từ việc phân tích số liệu khảo sát về hoạt động DHTN STEM ở các trường phổ thông, chúng tôi rút ra kết luận như sau:

- DHTN STEM ở trường phổ thông hiện nay vẫn là một loại hình giáo dục mới, đang được quan tâm và triển khai Hiện tại, vẫn còn nhiều GV chưa biết rõ về cách thiết kế, hình thức và quy trình tổ chức DHTN STEM Nguyên nhân của thực trạng này có thể do giáo dục STEM nói chung, DHTN STEM nói riêng mới được đưa vào thử nghiệm và một số địa phương, Nhà trường còn chưa đảm bảo được điều kiện thuận lợi để tổ chức

- Để nâng cao chất lượng dạy và học môn Sinh học thì việc thiết kế và tổ chức DHTN STEM các chủ đề học tập là một trong những giải pháp tối ưu Do đó việc đào tạo, bồi dưỡng kiến thức chuyên môn cho GV, biên soạn thêm các tài liệu hướng dẫn cũng như việc đảm bảo cơ sở vật chất của Nhà trường là những yếu tố quang trọng để góp phần thu được kết quả cao

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

(i) Trên thế giới và ở Việt Nam, HĐTN và giáo dục STEM đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Nhiều công trình nghiên cứu vận dụng học trải nghiệm, giáo dục STEM và DHTN STEM đều cho thấy ý nghĩa của chúng trong việc phát triển năng lực của HS Tuy nhiên, nghiên cứu tổ chức DHTN STEM trong dạy học “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” còn khiêm tốn, cần được nghiên cứu đầy đủ hơn

(ii) Các khái niệm về học trải nghiệm, giáo dục STEM và dạy DHTN STEM được xác định Trong đó, DHTN STEM là một quá trình học tích hợp Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học dựa trên các ứng dụng của thế giới thực, theo đó phẩm chất và năng lực được tạo ra thông qua việc chuyển hóa kinh nghiệm, là quá trình xây dựng kiến thức, kĩ năng, thái độ có ý nghĩa trực tiếp từ kinh nghiệm để giải quyết những vấn đề thực tiễn và tạo ra những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày

(iii) Những đặc điểm của DHTN STEM được giới thiệu như: Có sự phối hợp của nhiều lực lượng giáo dục khi tổ chức; Nội dung dạy học liên quan đến các vấn đề thực tiễn, gắn với các hoạt động nghề nghiệp; Hình thức tổ chức DHTN STEM đa dạng, phong phú và lôi cuốn HS; DHTN STEM phù hợp với định hướng GDPT, đảm bảo phát triển toàn diện cho HS; Các phương pháp và hình thức dạy học tích cực được vận dụng hoặc cụ thể hóa phù hợp; DHTN STEM đề cao phong cách học tập cho HS, do đó, có ý nghĩa hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực của HS

(iv) Đánh giá năng lực của HS thông qua DHTN STEM dựa trên các công cụ đa dạng, trong đó, bảng đánh giá theo tiêu chí thông qua sản phẩm của HS được giới thiệu, như đánh giá qua sản phẩm STEM, qua báo cáo sản phẩm và qua thái độ của HS khi tham gia học tập trải nghiệm STEM

(v) Khảo sát thực trạng DHTN STEM trên 60 GV Sinh học ở các trường phổ thông ở Thái Nguyên, Quảng Ninh và Yên Bái cho thấy, các GV đều có nhận thức đúng đắn về mục tiêu, tầm quan trọng của việc thiết kế và tổ chức DHTN STEM Một số GV đã áp dụng DHTN STEM và dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học nhưng chưa được thường xuyên, chưa có những định hướng cụ thể Các GV đều có mong muốn được tìm hiểu, định hướng rõ ràng hơn về DHTN STEM

Chương 2

THIẾT KẾ KẾ HOẠCH DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM STEM TRONG CHỦ ĐỀ “SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN Ở SINH VẬT”

2.1 Mối tương quan giữa yêu cầu cần đạt với mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật”

Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật là một trong những đặc tính chung của tổ chức sống cấp độ cơ thể, là một chủ đề dạy học trong chương trình Sinh học (lớp 11), giới thiệu những đặc điểm chung của sinh trưởng và phát triển ở sinh vật nói chung và những điểm đặc trưng của cơ thể thực vật và cơ thể động vật

Dạy học chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” góp phần hình thành và phát triển NL sinh học, NL chung và phẩm chất chủ yếu cho HS, đã được quy định trong chương trình GDPT tổng thể và chương trình GDPT môn Sinh học Quá trình dạy học chủ đề này phải đảm bảo mối quan hệ giữa yêu cầu cần đạt với mục tiêu, nội dung, PPDH Khi thiết kế kế hoạch dạy học, GV cần căn cứ yêu cầu cần đạt để xác định mục tiêu, nội dung và PPDH, từ đó có cơ sở để xác định tiến trình dạy học

Mối tương quan giữa yêu cầu cần đạt với mục tiêu, nội dung và PPDH trong chủ đề được mô tả trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Ma trận kết nối giữa yêu cầu cần đạt với mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học trong chủ đề “Sinh trưởng và phát triển ở sinh vật” (Sinh học 11)

Yêu cầu cần đạt Mục tiêu dạy học Nội dung

1 Khái quát về sinh trưởng và phát triển ở sinh vật

- Nêu được khái niệm sinh trưởng và phát triển ở sinh vật Trình bày được các dấu hiệu đặc trưng của sinh trưởng và khái niệm và các dấu hiệu đặc trưng của sinh trưởng

và phát triển ở sinh vật

- NT2: Phân tích được mối quan hệ giữa sinh trưởng và phát triển - NT3: Nêu được khái niệm vòng đời và tuổi thọ

phân hoá tế bào và phát sinh hình thái, chức năng sinh lí, điều hoà)

- Phân tích được mối quan hệ giữa sinh trưởng và phát triển - Nêu được khái niệm vòng đời và tuổi thọ của sinh vật Lấy được ví dụ minh hoạ

- Trình bày được một số ứng dụng hiểu biết về vòng đời của sinh vật trong thông tin về vòng đời và tuổi thọ của một số loài sinh vật (Cam, chuối, gà,

2 Sinh trưởng và phát triển ở thực vật

- Nêu được đặc điểm

- Nêu được khái niệm mô phân sinh Trình bày được vai trò của mô phân sinh đối với sinh trưởng ở

- NT8: Nêu được khái niệm và vai trò của mô phân sinh đối với sinh

thực vật Phân biệt được các loại mô phân sinh

- Trình bày được quá trình sinh trưởng sơ

- NT9: Phân biệt được các loại mô phân sinh

- NT10: Trình bày được quá trình sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp ở thực vật

- NT11: Nêu được khái niệm và vai trò hormone

hiểu biết về sinh tăng nhanh sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng; tiêu diệt các loại

3 Sinh trưởng và phát triển ở động vật

- Nêu được đặc điểm đoạn phôi và giai đoạn hậu phôi)

- Phân biệt các hình thức phát triển qua biến thái và không qua biến thái các giai đoạn chính trong quá trình sinh trưởng và nghĩa của sự phát triển qua biến thái hoàn toàn ở động vật đối với đời sống

giai đoạn phát triển của con người từ hợp

- Nêu được ảnh hưởng của các nhân tố bên trong đến sinh trưởng và phát triển động vật (di truyền; giới tính; hormone sinh trưởng hưởng của các nhân tố bên trong đến sinh trưởng và phát triển động vật - NT22: Nêu được vai trò của một số hormone đối với hoạt động sống của động vật

- NT23: Trình bày được ảnh hưởng của các nhân tố bên ngoài đến sinh trưởng và phát triển động vật (Nhiệt độ, thức ăn, ) - NT24: Phân tích được khả năng điều khiển sự sinh trưởng và phát triển ở động vật

- NT25: Phân tích đặc điểm tuổi dậy thì ở người và ứng dụng hiểu biết về tuổi dậy thì để bảo vệ sức khoẻ, chăm sóc bản thân chăn nuôi nhằm tăng nhanh sự sinh trưởng và

tượng trong thực tiễn chăn nuôi nhằm tăng nhanh sự sinh trưởng

phát triển của vật nuôi; tiêu diệt các loài động vật và côn trùng gây hại trong nông nghiệp và sức khỏe con người

- VD4: Đề xuất được chế độ dinh dưỡng hợp lí cho bản thân và gia đình trong