(SKKN 2022) dạy học theo chủ đề ( dinh dưỡng nito ở thực vật ) theo GD STEM qua dự án trồng rau sạch tại trường THPT triệu sơn 5

Từ các lý do trên, tôi chọn đề tài “Dạy học theo chủ đề: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật theo giáo dục STEM qua dự án trồng rau sạch tại trường THPT Triệu Sơn 5” nhằm mục đích góp phần thiết

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5

— — –

-SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ “DINH DƯỠNG NITƠ Ở THỰC VẬT” THEO GIÁO DỤC STEM QUA DỰ ÁN TRỒNG RAU

SẠCH TẠI TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5

Người thực hiện: Lê Thị Xinh Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THPT Triệu Sơn 5 SKKN thuộc lĩnh vực: Sinh học

THANH HÓA NĂM 2022

MỤC LỤC T

Tran g

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng SKKN 62.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấv đề 9

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Ngành Giáo dục đang triển khai, thực hiện Nghị quyết số 29/NQ-TW vềđổi mới căn bản và toàn diện giáo dục và đào tạo và đã có được những kết quảnhất định Trong đó, vấn đề quan trọng được thực hiện là chuyển quá trình giáodục từ xu hướng truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục chú trọng về hình thành,phát triển năng lực, phẩm chất của người học

Thực hiện Nghị quyết số 88/2014/QH13 về đổi mới chương trình, sáchgiáo khoa GDPT, góp phần đổi mới căn bản, toàn diện GD&ĐT Chương trìnhGDPT mới được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lựccủa học sinh; tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp học sinh trở thành ngườihọc tích cực, làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩnăng đã học vào đời sống và tự học suốt đời, có những phẩm chất tốt đẹp vànăng lực cần thiết để trở thành người công dân trong thời đại toàn cầu hoá vàcách mạng công nghiệp mới

STEM là một phương thức giáo dục để chuyển tải chương trình giáo dục,giúp cho người học có thể tự chiếm lĩnh tri thức và biết vận dụng kiến thức đóvào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn STEM trong các nhà trường là phươngthức giáo dục giúp chuyển tải chương trình phổ thông quốc gia một cách tíchcực hiệu quả nhất, đáp ứng yêu cầu phát triển phẩm chất và năng lực của họcsinh trong giai đoạn hiện nay

Những kiến thức về STEM còn khá mới đối với nhiều giáo viên THPTnên việc đưa vào trường học hình thức giáo dục này còn khá nhiều bỡ ngỡ lúngtúng

Trong chương trình GDPT mới của môn Sinh học, nội dung kiến thức vềdinh dưỡng nitơ ở thực vật được xây dựng thành chuyên đề: “Dinh dưỡngkhoáng - tăng năng suất cây trồng và nông nghiệp sạch” Vì thế, việc xây dựngkiến thức bài 5 và bài 6 (Sinh học 11 – Cơ bản) thành một chủ đề và tổ chức dạyhọc theo định hướng giáo dục STEM sẽ giúp giáo viên tiếp cận chương trình vàphương pháp tổ chức dạy học mới, đồng thời giúp học sinh dễ tiếp cận và khắcsâu kiến thức, chủ động, sáng tạo trong quá trình học tập Con đường để các em

có được kiến thức cũng đồng nghĩa với việc các em đã có những năng lực cầnthiết để bước vào cuộc sống

Từ các lý do trên, tôi chọn đề tài “Dạy học theo chủ đề: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật theo giáo dục STEM qua dự án trồng rau sạch tại trường THPT Triệu Sơn 5” nhằm mục đích góp phần thiết thực vào việc đổi mới

phương pháp, hình thức dạy học hiện nay, nâng cao hiệu quả dạy và học mônSinh học trong trường phổ thông, hình thành và phát triển cho học sinh các nănglực cần thiết trong quá trình học tập và thực tiễn đời sống

1.2 Mục đích nghiên cứu

- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận và thực tiễn của sự đổi mới phương

pháp dạy học chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” theo hướng thiết kế quy

trình giáo dục STEM

-Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và thực trạng dạy học Sinh học 11, đề xuất

quy trình áp dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở

thực vật” (Sinh học 11 – cơ bản), từ đó giúp hình thành và phát triển các năng

lực cho học sinh và làm tài liệu dạy học cho giáo viên THPT

- Góp phần đổi mới hình thức tổ chức dạy học ở cấp THPT, đáp ứng yêucầu đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực người học, lấy họcsinh làm trung tâm đặt ra trong bối cảnh hiện nay

- Áp dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực

vật” góp phần hình thành và phát triển vườn rau thực nghiệm của nhà trường.Học sinh cùng nhau đưa ra quy trình và thực hành các bước trong quy trìnhtrồng rau nên các em sẽ trân trọng, giữ gìn và chăm sóc để duy trì tốt vườn cây

này hơn Thông qua dự án “Trồng rau sạch”, dựa trên những nghiên cứu và thử

nghiệm ở mức độ cơ bản của các kiến thức môn Hóa học 11, Sinh học 10, Sinhhọc 11, Vật lí 10 và Công nghệ 10, các em sẽ hiểu hơn về từng loại cây, từ quátrình sinh trưởng, tác dụng, đặc điểm…học sinh có thể về nhà tự thiết kế, tạovườn cây, vườn rau trong khuôn viên nhà mình Như thế kiến thức được ứngdụng thực tế, cũng là cách giúp cả cô và trò yêu trường, mến lớp hơn

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Vấn đề khai thác có hiệu quả giáo dục STEM trong dạy học chủ đề

“Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” để phát triển năng lực của học sinh

- Tiến hành ở khối lớp 11(11A1 và 11A4) trường THPT Triệu Sơn 5

- Đề tài chỉ nghiên cứu áp dụng giáo dục STEM để tổ chức dạy học có

hiệu quả chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” (Sinh học 11- cơ bản) qua dự án

trồng rau sạch tại trường để phát triển năng lực của học sinh

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp lí thuyết: sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp, kháiquát hóa để tập hợp, phân tích các tài liệu về các vấn đề thuộc phạm vi nghiêncứu của đề tài Nghiên cứu những chủ chương chính sách của Nhà nước, củangành Giáo dục và các bài báo có liên quan đến đề tài

Phương pháp thực nghiệm: các phương pháp điều tra, phương pháp quansát sư phạm, phương pháp thực nghiệm được sử dụng để điều tra về thực trạngdạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM, những hiểu biết củagiáo viên về giáo dục STEM Xác định nhiệm vụ và xây dựng nội dung, tiếnhành các hoạt động trải nghiệm

1.5 Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm

- Xây dựng được chủ đề dạy học bài “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” (Sinh học

lớp 11- cơ bản)

- Bổ sung lí luận về chủ đề dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dụcSTEM, phát triển năng lực cho học sinh

- Thiết kế được giáo án mẫu để giảng dạy theo chủ đề bài “Dinh dưỡng nitơ ở

thực vật” (Sinh học 11 - cơ bản) ở trường THPT Triệu Sơn 5.

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Dạy học Sinh học theo định hướng phát triển năng lực học sinh

Năng lực có thể được hiểu là khả năng vận dụng những kiến thức, kinhnghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệuquả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là dạy học định hướng kếtquả đầu ra Trong đó không quy định những nội dung chi tiết mà quy định kếtquả đầu ra của quá trình dạy học Kết quả đầu ra cuối cùng của quá trình dạyhọc là học sinh vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết nhữngvấn đề trong thực tiễn cuộc sống

Chương trình môn Sinh học góp phần hình thành và phát triển cho họcsinh các năng lực chung (tự chủ và tự học; giao tiếp và hợp tác; giải quyết vấn

đề và sáng tạo) và các năng lực đặc thù của bộ môn như:

- Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Tìm tòi, khám phá các hiện tượng trong

tự nhiên, đời sống liên quan đến Sinh học, bao gồm: đề xuất và đặt câu hỏi chovấn đề tìm tòi, khám phá; xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch; thực hiện kế hoạch;trình bày báo cáo và thảo luận; đề xuất các biện pháp giải quyết vấn đề

- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng: Giải thích những hiện tượng

thường gặp trong tự nhiên và đời sống hàng ngày liên quan đến sinh học; giảithích, bước đầu nhận định, phản biện một số ứng dụng tiến bộ sinh học nổi bậttrong đời sống

Như vậy, khi tổ chức dạy học từng chủ đề nội dung môn Sinh học, giáoviên dựa vào yêu cầu cần đạt để thiết kế một chuỗi các tình huống yêu cầu họcsinh giải quyết để bộc lộ năng lực vì học sinh phải sử dụng tích hợp các kiếnthức, kĩ năng khác nhau theo các phạm vi khác nhau Ngoài ra, trong dạy họccần sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như dự án, trải nghiệm, thựchành, STEM nhằm phát triển năng lực người học

2.1.2 Định hướng giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) Thuật ngữ nàylần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001

Với những tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được hiểu và triển khaitheo những cách khác nhau:

- Các nhà quản lý đề xuất các chính sách để thúc đẩy giáo dục STEM,quan tâm việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu của sự phát triển khoahọc, công nghệ

- Người làm chương trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâmtới nâng cao vai trò, vị trí, sự phối hợp giữa các môn học có liên quan trongchương trình

- Giáo viên thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kếtnối kiến thức học đường với thế giới thực, giải quyết các vấn đề thực tiễn, đểnâng cao hứng thú, để hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất cho họcsinh.

Khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức theo hai cách hiểusau đây:

Một là, tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng

giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học; Công nghệ; Kỹthuật; Toán học với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứngnhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nâng cao sức cạnh tranhcủa nền kinh tế

Hai là, phương pháp tiếp cận liên môn trong dạy học với mục tiêu: nâng

cao hứng thú học tập các môn học; vận dụng kiến thức liên môn để giải quyếtcác vấn đề thực tiễn; kết nối trường học và cộng đồng; định hướng hành động,trải nghiệm trong học tập; hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất ngườihọc

2.1.3 Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM

Theo đánh giá của Bộ GD&ĐT thì việc đưa giáo dục STEM vào trườngphổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới GDPT Cụthể là:

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Khi triển khai giáo dục STEM, bên cạnh

các môn học như Toán học, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật thì tất

cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất cũng sẽđược quan tâm, đầu tư

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong

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

- 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 lựcthực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứukhoa học Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triểnphẩm 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 dụcnghề nghiệp tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vậtchất Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn

đề có tính đặc thù của địa phương

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức, thực hiện tốt giáo dục STEM ở

trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánhgiá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộclĩnh vực STEM

Giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn với những kiến

thức, công nghệ hiện có, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, vận dụng kiến thức đểđưa ra các giải pháp chiếm lĩnh kiến thức mới Hình thức học này còn giúp kếtnối giữa trường học, cộng đồng để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vựcSTEM:

- Năng lực nhận thức khoa học: khi được trang bị những kiến thức về các

khái niệm, các định luật và các cơ sở lý thuyết của khoa học, học sinh có khảnăng liên kết các kiến thức này để thực hành, sử dụng kiến thức để giải quyếtcác vấn đề trong thực tế

- Năng lực vận dụng công nghệ: học sinh có khả năng sử dụng, quản lý,

hiểu biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản đến những hệthống phức tạp

- Năng lực áp dụng kỹ thuật: học sinh có khả năng phân tích, tổng hợp và

kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan để có đượcmột giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình Ngoài ra học sinhcòn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn

đề liên quan đến kỹ thuật

- Năng lực tri thức toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai

trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới Học sinh sẽ có khảnăng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày

Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0, đòi hỏi con người phải có đủnăng lực để thích ứng, đó là: năng lực tự chủ và tự học; năng lực giao tiếp vàhợp tác; năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; năng lực ngôn ngữ, tính toán,tìm hiểu tự nhiên và xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mĩ Đây cũng chính lànhững năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh và đã được mô tảtrong chương trình GDPT mới

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

2.2.1 Thực trạng của việc dạy học chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” hiện

nay

Để tìm hiểu về thực trạng dạy học môn Sinh học phổ thông dưới góc độđịnh hướng giáo dục STEM, tôi đã tiến hành điều tra một số giáo viên môn Sinhhọc ở các trường THPT trên địa bàn huyện Triệu Sơn bằng phiếu điều tra sauđây

PHIẾU KHẢO SÁT Ý KIẾN GIÁO VIÊN

Kính gửi Quý Thầy/Cô giáo!

Để thực hiện cho mục đích nghiên cứu đề tài SKKN, xin Thầy/Cô vuilòng cho biết ý kiến của mình về một số vấn đề dưới đây bằng cách đánh dấuchéo (X) vào ô lựa chọn Mong nhận được sự ủng hộ của Thầy/Cô giáo

Xin chân thành cảm ơn!

– Thầy/Cô đang công tác tại trường: … ………– Số năm công tác: ……… ………

1 Thầy/Cô đã bao giờ đọc hay nghe nói về những vấn đề sau chưa?

2 STEM có ý nghĩa như thế nào với Thầy/Cô?

Đang nghiên cứu về STEM 

3 Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM là gì?

………

……… ………

………

4 Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM trong dạy học Trung học phổ thông hiện nay

ở nước ta có quan trọng hay không? Tại sao?

Thầy/Cô vui lòng cho biết lí do:

Mặt khác kiến thức về “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” (Sinh học 11) có liên

quan đến tính chất các hợp chất chứa nitơ ở bộ môn Hóa học lớp 11, học sinh đãđược học khá đầy đủ Đồng thời kiến thức về tính chất đất trồng, sự hấp thụ chấtdinh dưỡng, xử lý đất trồng cây, phân hữu cơ, phân hóa học, phân vi sinh họcsinh cũng được học ở môn công nghệ lớp 10 Vì vậy khi tiến hành dạy về chủ đề

“Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” (Sinh học 11) có nhiều thuận lợi về mặt kế thừa

kiến thức hàn lâm Tuy nhiên khi áp dụng kiến thức đã học vào thực tiễn đời

sống hàng ngày đa số học sinh còn mơ hồ, khó hiểu, khó nhớ và không biết vậndụng để giải quyết các tình huống trong thực tiễn Vì chưa hiểu rõ nên khả năngdiễn đạt, khả năng trình bày của học sinh còn lúng túng Nhiều học sinh quenhọc theo cách thuộc lòng mà không hiểu bản chất Các kiến thức ứng dụng vàothực tế chưa được coi trọng, vận dụng, trải nghiệm còn nặng về lý thuyết suông.

Về nội dung thực hành, trong sách giáo khoa Sinh học 11- Bài 7: “Thí

nghiệm về vai trò của phân bón” chỉ thực hiện kiểm chứng sự ảnh hưởng của

phân NPK lên sự phát triển của cây trong phòng thí nghiệm ở quy mô nhỏ Nộidung còn đơn giản, học sinh chỉ thực hiện các bước theo hướng dẫn trong sáchgiáo khoa mà không có tính chất khám phá, nghiên cứu để giúp học sinh hứngthú, hoạt động chủ động, tích cực, sáng tạo để qua đó phát triển các kĩ năng cầnthiết

So với hình thức dạy học cũ, học sinh đã quen với việc học kiến thức lýthuyết và cách thức truyền đạt một chiều từ giáo viên nên học sinh tiếp thu kiếnthức một cách thụ động, điều này làm cho học sinh không hứng thú với việc họctập dẫn đến các em không hiểu được bản chất vấn đề và cũng không áp dụngđược các kiến thức đã học vào thực tiễn Từ đó các em thường chán và bỏ rơimôn học và cũng từ đó mục tiêu của bài học đã không đạt được Mặt khác, họcsinh bị hạn chế trong hình thành và phát triển các kỹ năng và cũng vì vậy màmất đi công cụ hiệu quả để chiếm lĩnh tri thức ở các môn khoa học khác Dovậy, vị trí, vai trò của môn Sinh học, môn Công nghệ trong trường THPT chưa

thực sự phát huy vai trò Khi dạy học chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” theo

giáo dục STEM, học sinh gặp khá nhiều khó khăn về tính chủ động trong chiếmlĩnh kiến thức, hình thành và phát triển các năng lực các nhân

2.2.2 Những khó khăn khi dạy học chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật”

theo giáo dục STEM.

Những khó khăn mà giáo viên phải đối mặt khi triển khai giáo dục STEM

đó chính là kiến thức vượt ngoài chuyên ngành của giáo viên là khó khăn lớnnhất Giáo dục tích hợp STEM hiện nay đang được coi là việc dạy và học tíchhợp của một số môn thuộc 4 lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học.Trong khi đó ở các trường Sư phạm, về cơ bản, giáo viên chỉ được đào tạo theođặc thù môn học Việc phải “dịch chuyển” từ dạy học đơn môn sang môn họcmới mà ở đó ranh giới giữa S-T-E-M trở nên mờ nhạt khiến giáo viên không chỉlúng túng về kiến thức chuyên môn mà cả phương pháp giảng dạy Vì vậy đểđáp ứng được yêu cầu dạy học STEM cũng là một thách thức lớn

Mặt khác nội dung của chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” vẫn nằm

trong nội dung kiểm tra đánh giá theo hình thức cũ Cách kiểm tra đánh giá nàycòn là rào cản trong giáo dục STEM Việc kiểm tra đánh giá hiện nay ở cáctrường THPT được tổ chức theo hình thức làm bài kiểm tra của học sinh (tự luậnhoặc trắc nghiệm) để đánh giá mức độ tiếp thu của học sinh trong khi kiểm trađánh giá theo mô hình giáo dục STEM lại thông qua sản phẩm, đánh giá quátrình Vì vậy, nếu không đổi mới kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển nănglực học sinh thì đó sẽ là khó khăn trong giáo dục STEM

Một khó khăn nữa là việc sắp xếp thời gian ngoại khóa để triển khai hìnhthức dạy học này còn khá nhiều bất cập, khó sắp xếp khi tổ chức các hoạt độngthực nghiệm Hơn nữa, điều kiện cơ sở vật chất hiện nay ở các nhà trường cũngchưa đáp ứng được yêu cầu của giáo dục STEM Các vật dụng cho học sinhdùng để học theo giáo dục STEM còn chưa đầy đủ, sĩ số lớp lại quá đông để tổchức dạy học thực nghiệm.

2.2.3 Những triển vọng khi áp dụng giáo dục STEM trong dạy học hiện nay.

Giáo dục STEM là sự tiếp cận mới trong dạy học khoa học, công nghệ, kĩthuật và toán học nhằm đào tạo nguồn nhân lực cho cách mạng công nghiệp 4.0

Ở Việt Nam, mô hình này được khẳng định trong chương trình giáo dục phổthông mới

Từ năm 2014, Bộ GD&ĐT đã triển khai chương trình thí điểm giáo dụcSTEM cho một số trường trung học Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ banhành Chỉ thị về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệplần thứ tư, trong đó có những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tạiViệt Nam

Gần đây, STEM bắt đầu được quan tâm ở các địa phương trên cả nước.Trong hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ cấp THPT năm học 2020 – 2021 Sở GiáoDục và Đào Tạo Thanh Hóa đã tập huấn về giáo dục STEM cho giáo viên trongthực hiện chương trình ở những môn học liên quan

Về góc độ chương trình: Trong sách giáo khoa Sinh học 11, chương trình

cơ bản, các nội dung về “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” được bố trí ở bài 5 và bài

6 chương I Qua thực tiễn dạy học tôi nhận thấy có thể tách bài 5 và bài 6 để xây

dựng thành chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” giúp học sinh dễ dàng lĩnh hội

các kiến thức, năng lực cá nhân Mặt khác việc việc sắp xếp như vậy giúp giáoviên có thể tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM một cách hiệu quả

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.

2.3.1 Quy trình xây dựng bài học STEM

Bài học STEM được xây dựng theo quy trình gồm các bước như sau:

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương

trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tựnhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thựctiễn để lựa chọn chủ đề của bài học

Bước 2: Xác định vấn đề giải quyết Xác định vấn đề để giao cho học sinh thực

hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức,

kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn hoặc vận dụngnhững kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Phải xác

định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng

để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sảnphẩm

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động dạy học được

thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực Các hoạt động họctập được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm mà học sinh phảihoàn thành.

2.3.2 Kĩ thuật và tiến trình tổ chức các hoạt động trong dạy học STEM

Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề: Học sinh tìm hiểu,

thu thập thông tin, để từ đó có hiểu biết về một tình huống thực tiễn; xác địnhđược vấn đề cần giải quyết hoặc đòi hỏi của thực tiễn theo nhiệm vụ được giao;xác định rõ tiêu chí của sản phẩm phải hoàn thành Gồm các bước:

- Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên thực hiện chuyển giao nhiệm vụ ban

đầu cho học sinh Nhiệm vụ phải đảm bảo tính vừa sức để lôi cuốn được họcsinh tham gia thực hiện

- Học sinh tìm tòi, nghiên cứu: Học sinh tìm hiểu quy trình/thiết bị được

giao để thu thập thông tin, xác định vấn đề cần giải quyết và kiến thức liên quan

để giải quyết vấn đề

- Báo cáo và thảo luận: Căn cứ vào kết quả hoạt động tìm tòi, nghiên cứu

của học sinh, giáo viên tổ chức cho các nhóm học sinh báo cáo, thảo luận, xácđịnh vấn đề cần giải quyết

- Nhận xét, đánh giá: Giáo viên đánh giá, nhận xét, giúp học sinh nêu

được các câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục giải quyết, xác định được các tiêu chí chogiải pháp cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra Từ đó định hướng cho hoạtđộng tiếp theo của học sinh

Hoạt động 2: Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền: Hoạt động này trang

bị cho học sinh kiến thức, kĩ năng theo yêu cầu cần đạt của chương trình GDPT.Gồm các bước:

- Học kiến thức mới: Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm

thực hành, thí nghiệm để chiếm lĩnh kiến thức và rèn luyện kĩ năng theo yêu cầucủa chương trình để xây dựng và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề đặt ra

- Giải thích về quy trình: Vận dụng kiến thức mới vừa học và các kiến

thức đã biết từ trước, học sinh cố gắng giải thích về quy trình được tìm hiểu.Qua đó xác định được những vấn đề cần tiếp tục hoàn thiện theo yêu cầu củanhiệm vụ học tập

- Báo cáo thảo luận: Giáo viên tổ chức học sinh trình bày kiến thức mới

đã tìm hiểu và vận dụng chúng để giải thích những kết quả đã tìm tòi, khám pháđược trong Hoạt động 1

- Nhận xét đánh giá: Căn cứ vào kết quả của học sinh, giáo viên nhận xét,

đánh giá, "chốt" kiến thức, kĩ năng để học sinh ghi nhận và sử dụng; làm rõ hơnvấn đề cần giải quyết; xác định rõ tiêu chí của sản phẩm ứng dụng mà học sinhphải hoàn thành trong hoạt động 3

Hoạt động 3: Hoạt động giải quyết vấn đề: Giáo viên dự kiến các giải

pháp giải quyết vấn đề; phương án thí nghiệm để việc định hướng học sinh thựchiện có hiệu quả Sau đó, giáo viên tổ chức cho học sinh trao đổi, thảo luận đểlựa chọn hướng đi phù hợp Gồm các bước:

- Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề: Học sinh thảo luận để đề xuất các ý

tưởng khác nhau, sau đó thống nhất lựa chọn giải pháp khả thi nhất để giải quyếtvấn đề.

- Thử nghiệm giải pháp: Học sinh lựa chọn dụng cụ thí nghiệm và tiến

hành thí nghiệm theo phương án đã thiết kế; phân tích số liệu thí nghiệm; rút rakết luận

- Báo cáo và thảo luận: Giáo viên tổ chức các nhóm học sinh báo cáo kết

quả và thảo luận

- Nhận xét đánh giá: Trên cơ sở sản phẩm học tập của học sinh, giáo viên

nhận xét, đánh giá; học sinh ghi nhận các kết quả và tiếp tục chỉnh sửa, bổ sung,hoàn thiện sản phẩm

2.3.3 Xây dựng nội dung học tập chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” theo

định hướng giáo dục STEM

Trên cơ sở các nguyên tắc xây dựng nội dung dạy học theo định hướnggiáo dục STEM và nội dung các môn học liên quan, tôi nghiên cứu xây dựng

bảng nội dung kiến thức thuộc các môn học liên quan cho chủ đề “Dinh dưỡng

nitơ ở thực vật” như sau:

Hóa học Sinh học Công nghệ Toán học Tin học

lý của nitơ

- Nêu đượccác nguồnnitơ cungcấp cho cây

- Trình bàyđược quátrình chuyểnhóa nitơtrong đất và

cố định nitơtrong khíquyển

- Giải thíchđược sự bónphân hợp lítạo năng suấtcao ở câytrồng

- Sự ảnhhưởng củadinh dưỡngnitơ đến sự

- Cách thức sửdụng bút đo

độ pH đất,hàm lượng ni

tơ trong đất

- Cơ sơ khoahọc của việcbón vôi xử lýđất chua

- Cách thứclàm tăng độphì nhiêu củađất

- Cách phòngchống bệnhhại cây trồngtrong đất

- Tính toán được chiphí tối thiểu đểhoàn thiện việctrồng rau sạch củanhóm mình

- Tính lượng phânNPK cần thiết đểpha dung dịch cónồng độ khác nhau,hoặc để bón phâncho cây nhằm đảmbảo hạn chế dưlượng phân bón

- Tính toán hợp lý,cân đối về khoảngcách của thời gianthu hoạch rau và khibón phân

- Thống kê, vẽ biểu

đồ về sự phát triển

về chiều cao, khốilượng cây trong suốtquá trình học tập

- Học sinhquay lại cácđoạn phimhoặc chụpcác hìnhảnh củahoạt độngcủa nhómmình, từ đódựng thànhmột đoạnphim hoànchỉnh đểbáo cáotổng kết

phát triểncủa rau trongvườn thựcvật.

- Hình thành

ở học sinh

có ý thứcbảo vệ sứckhỏe nhờhiểu biết vềlượng nitơ

trong rauquả

2.3.4 Các hoạt động và nhiệm vụ học tập của học sinh

Có nhiều quy trình giáo dục STEM khác nhau đang được áp dụng, trong

đề tài này, tôi tổ chức học sinh hoạt động theo quy trình giáo dục STEM nhưsau:

Bước 1 Xác định mục tiêu.

Bước 2 Xác định giải pháp: Nghiên cứu kiến thức

nền, động não tìm giải pháp

Bước 3 Lựa chọn giải pháp: Các học sinh trong

nhóm trao đổi, thảo luận để lựa chọn giải pháp tối ưu

nhất để thực hiện hoạt động

Bước 4 Thực hiện: Học sinh tiến hành hoạt động

theo giải pháp mà nhóm đã thảo luận, thống nhất

Bước 5 Đánh giá: Phân tích, đánh giá kết quả với

mục tiêu của hoạt động

Bước 6 Lặp lại các bước 2-5 đến khi đạt được

mục tiêu của hoạt động.

Bước 7 Chia sẻ: Báo cáo, thảo luận, trả lời các

câu hỏi

Trong quá trình học tập chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” theo định hướng

giáo dục STEM, học sinh phải hoàn thành các nhiệm vụ học tập được trình bày

ở mục IV - Hệ thống câu hỏi kiểm tra đánh giá

2.3.5 Thiết kế giáo án tổ chức dạy học

I Nội dung chủ đề

1 Mô tả chủ đề: Chủ đề “Dinh dưỡng nitơ ở thực vật” thuộc Chương I - Sinh

học 11 - cơ bản), bao gồm nội dung của 2 bài:

Bài 5, 6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật.

2 Mạch kiến thức của chủ đề

2.1 Trình bày vai trò sinh lý của nguyên tố nitơ

2.2 Nêu được các nguồn nitơ cung cấp cho cây.

2.3 Trình bày được quá trình chuyển hóa nitơ trong đất và cố định nitơ trongkhí quyển

2.4 Giải thích được sự bón phân hợp lí tạo năng suất cao ở cây trồng

3 Thời lượng

- Hoạt động chung cả lớp: Thực hiện trong 2 tiết tập trung trên lớp học

- Hoạt động của các nhóm học sinh: Các em tự bố trí sắp xếp thời gian thốngnhất của nhóm trong thời hạn 1 tuần

II Mục tiêu của chủ đề: Sau khi học xong chủ đề này học sinh có khả năng:

1 Kiến thức:

- Trình bày được vai trò sinh lí của nguyên tố nitơ trong đời sống của cây

- Nêu được các dấu hiệu của cây khi bị thiếu nguyên tố nitơ

- Trình bày được các nguồn nitơ tự nhiên cung cấp cho cây, dạng nitơ cây hấpthụ

- Mô tả được các quá trình chuyển hóa nitơ trong đất, cố định nitơ phân tử

- Phân tích được vai trò của quá trình cố định nitơ bằng con đường sinh học đốivới thực vật và ứng dụng thực tiễn trong trồng trọt

- Hiểu rõ mối liên hệ giữa liều lượng phân bón hợp lý với sinh trưởng và môitrường

2 Về định hướng phát triển năng lực:

2.1 Năng lực chung:

TT Năng lực Các kỹ năng thành phần

2 Đề xuất ý tưởng, thảoluận thống nhất

3 … Phân tích số liệu để viếtbáo cáo

- Phân tích để nhận biết được sự vai trò của dinh dưỡng nitơ,

sự chuyển hóa và hấp thu của nitơ

- Vai trò của vi sinh vật cố đinh đạm sống tự do và cộng sinh

- Vận dụng kiến thức về tác hại của dư thừa nitơ để giải thíchđược các kinh nghiệm thực tiễn đời sống, phòng chống bệnhtật

- Giải thích hiện tượng vì sao sau những trận mưa giông cây