Skkn cấp tỉnh vận dụng stem vào bài 6 các phân tử sinh học nhằm làm tăng hứng thú học tập môn sinh học cho học sinh lớp 10 trường thpt hoàng lê kha

Đặc biệt, đối với Bài 6 “Các phân tử sinh học”, nội dung kiến thức về cacbohiđrat, lipit, protein, axit nucleic… có thể được khai thác rất tốt theo định hướng STEM thông qua các hoạt độn

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm 4 2.2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 5

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để

giải quyết vấn đề

6 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 14

1 Mở đầu

1.1 Lí do chọn đề tài

Trong xu thế đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay, mục tiêu không chỉ dừng lại ở việc truyền đạt kiến thức mà còn tập trung phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh, giúp các em vận dụng kiến thức vào thực tiễn một cách linh hoạt, sáng tạo Môn Sinh học là một môn khoa học tự nhiên quan trọng trong chương trình trung học phổ thông, có vai trò hình thành ở học sinh thế giới quan khoa học, tư duy logic, tư duy hệ thống, đồng thời rèn luyện các kỹ năng quan sát, phân tích, thực hành thí nghiệm Tuy nhiên, thực tế giảng dạy tại nhiều trường phổ thông, trong đó có trường THPT Hoàng Lê Kha, cho thấy một thực trạng đáng lo ngại: học sinh thường học Sinh học theo kiểu ghi nhớ máy móc, thiếu hứng thú, ít chủ động tìm tòi khám phá, dẫn đến kết quả học tập chưa cao

và khó hình thành niềm yêu thích lâu dài với môn học

Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là do phương pháp dạy học chưa thực sự đổi mới, còn nặng về lý thuyết, ít gắn với thực tiễn, ít phát huy được tính tích cực, chủ động của học sinh Đặc biệt, với những bài học mang tính lý thuyết cao, nội dung trừu tượng như Bài 6 “Các phân tử sinh học” (Sinh học 10), việc giảng dạy theo phương pháp truyền thống càng dễ gây ra sự nhàm chán, học sinh khó tiếp thu, khó vận dụng kiến thức vào thực tế Trong khi

đó, các em lại rất cần được tham gia vào các hoạt động học tập mang tính khám phá, trải nghiệm, sáng tạo để hiểu sâu và nhớ lâu kiến thức

Trong bối cảnh đó, việc vận dụng giáo dục STEM vào dạy học Sinh học

là một hướng đi có ý nghĩa thiết thực STEM là mô hình giáo dục tích hợp giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, chú trọng đến việc giải quyết các vấn đề thực tiễn, gắn học với hành, rèn luyện cho học sinh các năng lực tư duy sáng tạo, làm việc nhóm, giao tiếp, ứng dụng công nghệ, kỹ thuật để chế tạo sản phẩm Khi áp dụng STEM vào bài học Sinh học, học sinh không chỉ được học lý thuyết mà còn tham gia vào quá trình thiết kế, chế tạo mô hình, thực hiện thí nghiệm, khám phá kiến thức qua hoạt động thực tiễn Điều này sẽ giúp học sinh hứng thú học tập hơn, phát triển năng lực toàn diện, đồng thời tạo tiền đề quan trọng để các em tiếp cận với các lĩnh vực khoa học công nghệ hiện đại

Đặc biệt, đối với Bài 6 “Các phân tử sinh học”, nội dung kiến thức về cacbohiđrat, lipit, protein, axit nucleic… có thể được khai thác rất tốt theo định hướng STEM thông qua các hoạt động như: làm mô hình phân tử, thí nghiệm nhận biết các chất sinh học, ứng dụng thực tiễn trong thực phẩm, y học, công nghệ sinh học… Những hoạt động này không chỉ làm cho bài học trở nên sinh động, hấp dẫn mà còn giúp học sinh hiểu được ý nghĩa, vai trò của các phân tử sinh học trong đời sống hằng ngày

Xuất phát từ thực tiễn giảng dạy tại trường THPT Hoàng Lê Kha, từ nhu cầu cấp thiết phải đổi mới phương pháp dạy học Sinh học, nâng cao chất lượng học tập, khơi gợi niềm đam mê, hứng thú cho học sinh, đồng thời góp phần thực hiện tốt chương trình giáo dục phổ thông mới, tôi đã lựa chọn và thực hiện đề

tài: “Vận dụng STEM vào Bài 6 ‘Các phân tử sinh học’ nhằm làm tăng hứng thú học tập môn Sinh học cho học sinh lớp 10 trường THPT Hoàng Lê Kha”

Tôi tin tưởng rằng việc triển khai đề tài này sẽ mang lại những hiệu quả tích cực trong giảng dạy, giúp học sinh yêu thích môn học hơn, chủ động chiếm lĩnh tri thức và phát triển năng lực bản thân một cách toàn diện

1.2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài “Vận dụng STEM vào Bài 6 ‘Các phân tử sinh học’ nhằm làm tăng hứng thú học tập môn Sinh học cho học sinh lớp 10 trường THPT Hoàng Lê Kha” được thực hiện với mục đích chính là góp phần nâng cao hiệu quả dạy học môn Sinh học thông qua việc áp dụng mô hình giáo dục STEM vào bài học cụ thể Cụ thể, đề tài hướng đến các mục đích sau:

+ Nâng cao hứng thú học tập môn Sinh học cho học sinh: Giúp học sinh cảm thấy hứng thú, say mê hơn khi học bài 6 “Các phân tử sinh học” nhờ các hoạt động học tập đa dạng, hấp dẫn, mang tính trải nghiệm, thực hành, sáng tạo + Giúp học sinh hiểu sâu, nhớ lâu kiến thức: Thông qua các hoạt động STEM (làm thí nghiệm, thiết kế mô hình, giải quyết vấn đề thực tiễn…), học sinh có cơ hội được “học đi đôi với hành,” từ đó hiểu rõ bản chất kiến thức, khắc sâu nội dung bài học và vận dụng kiến thức một cách linh hoạt

+ Phát triển năng lực và phẩm chất học sinh: Đề tài nhằm rèn luyện, phát triển cho học sinh các năng lực quan trọng như năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo,

tư duy logic, hợp tác nhóm, giao tiếp, sử dụng công nghệ Đồng thời, học sinh cũng hình thành các phẩm chất tích cực như trách nhiệm, chủ động, tự tin

+ Đổi mới phương pháp dạy học môn Sinh học: Đề xuất giải pháp cụ thể để vận dụng STEM vào dạy học bài 6, qua đó góp phần đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông mới

+ Nâng cao chất lượng dạy và học tại trường THPT Hoàng Lê Kha: Góp phần cải thiện chất lượng dạy học môn Sinh học nói riêng và nâng cao chất lượng giáo dục của nhà trường nói chung, tạo tiền đề để nhân rộng mô hình dạy học STEM ra các bài học và môn học khác

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung vào việc vận dụng giáo dục STEM trong dạy học Bài 6

“Các phân tử sinh học” nhằm nâng cao hứng thú học tập môn Sinh học cho học sinh lớp 10 tại trường THPT Hoàng Lê Kha Cụ thể, đối tượng nghiên cứu của

đề tài bao gồm:

+ Đối tượng nghiên cứu lý thuyết:

- Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng STEM trong giáo dục phổ thông nói chung và trong môn Sinh học nói riêng

- Những đặc điểm tâm – sinh lý, nhu cầu, hứng thú học tập của học sinh THPT, đặc biệt là học sinh lớp 10

- Nội dung kiến thức, yêu cầu cần đạt của Bài 6 “Các phân tử sinh học” trong chương trình Sinh học 10 hiện hành

- Các phương pháp, hình thức tổ chức dạy học hiện nay trong môn Sinh học, ưu điểm, hạn chế và khả năng tích hợp STEM

+ Đối tượng nghiên cứu thực tiễn:

- Quá trình tổ chức dạy học Bài 6 “Các phân tử sinh học” theo mô hình STEM, bao gồm: thiết kế bài học, tổ chức hoạt động trải nghiệm, thực hành, làm thí

nghiệm, chế tạo mô hình, giải quyết vấn đề thực tiễn, đánh giá sản phẩm học tập của học sinh

- Hứng thú học tập, thái độ, mức độ tham gia các hoạt động học tập của học sinh khi học bài theo phương pháp truyền thống và khi được áp dụng STEM

- Ý kiến, nhận xét của giáo viên Sinh học về hiệu quả, tính khả thi của việc áp dụng dạy học STEM đối với Bài 6 và những đề xuất điều chỉnh phù hợp với điều kiện thực tế của nhà trường

+ Đối tượng khảo sát, thực nghiệm:

- Học sinh lớp 10 tại trường THPT Hoàng Lê Kha, bao gồm cả nhóm học sinh được áp dụng phương pháp dạy học STEM và nhóm học sinh học theo phương pháp truyền thống để đối chứng, so sánh

- Giáo viên trực tiếp giảng dạy môn Sinh học lớp 10 tại trường THPT Hoàng Lê Kha, nhằm thu thập ý kiến về thuận lợi, khó khăn khi vận dụng STEM, cũng như đề xuất cải tiến

- Việc xác định rõ đối tượng nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn giúp đề tài có định hướng nghiên cứu rõ ràng, đảm bảo tính khoa học và khả năng ứng dụng cao trong thực tế giảng dạy tại trường THPT Hoàng Lê Kha

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài “Vận dụng STEM vào Bài 6 ‘Các phân tử sinh học’

nhằm làm tăng hứng thú học tập môn Sinh học cho học sinh trường THPT Hoàng Lê Kha”, nhóm nghiên cứu sử dụng kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau nhằm đảm bảo tính khách quan, đầy đủ và chính xác của kết quả + Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập, đọc, phân tích các tài liệu lý luận

có liên quan đến dạy học theo định hướng STEM, các công trình nghiên cứu về hứng thú học tập của học sinh, đặc điểm tâm lý học sinh THPT, cũng như nội dung bài 6 “Các phân tử sinh học” trong chương trình Sinh học 10 Qua đó xây dựng cơ sở lý luận vững chắc cho đề tài

+ Phương pháp điều tra (phiếu hỏi, khảo sát): Thiết kế phiếu khảo sát dành cho học sinh lớp 10 trước và sau khi áp dụng dạy học STEM, nhằm thu thập dữ liệu

về mức độ hứng thú học tập, sự tham gia tích cực, cảm nhận về bài học và phương pháp giảng dạy Ngoài ra, tiến hành khảo sát ý kiến giáo viên để bổ sung góc nhìn sư phạm

+ Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm bài 6 theo định hướng STEM cho học sinh lớp 10 Quá trình thực nghiệm được tiến hành

có kế hoạch, đảm bảo đối chứng trước – sau để đánh giá tác động của phương pháp dạy học STEM đến hứng thú học tập của học sinh

+ Phương pháp quan sát sư phạm: Tiến hành quan sát trực tiếp thái độ, hành vi,

sự tham gia của học sinh trong giờ học bài 6 được dạy theo phương pháp STEM, ghi nhận những thay đổi về mức độ tập trung, tương tác nhóm, phát biểu xây dựng bài, và tinh thần học hỏi

+ Phương pháp thống kê – xử lý số liệu: Sau khi thu thập dữ liệu từ phiếu khảo sát, kết quả thực nghiệm và quan sát, tiến hành tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu bằng các phương pháp thống kê phù hợp để rút ra kết luận về hiệu quả của việc vận dụng STEM trong dạy học bài 6

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Trong quá trình đổi mới giáo dục phổ thông, đặc biệt là với Chương trình giáo dục phổ thông 2018, việc phát triển phẩm chất, năng lực học sinh được đặt làm mục tiêu trung tâm Để đạt được mục tiêu này, việc đổi mới phương pháp dạy học, đặc biệt là vận dụng các phương pháp tích cực, trở thành yêu cầu bắt buộc đối với giáo viên Một trong những phương pháp dạy học hiện đại, có tính ứng dụng cao và mang lại hiệu quả thiết thực là dạy học theo định hướng STEM

2.1.1 Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng STEM

STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) không chỉ là một mô hình giáo dục mới mẻ mà đã trở thành xu hướng toàn cầu trong giáo dục thế kỷ 21 Dạy học theo định hướng STEM có đặc trưng nổi bật là lồng ghép kiến thức liên môn, tập trung vào việc giải quyết vấn đề thực tiễn, phát triển các

kỹ năng thế kỷ 21 như tư duy phản biện, sáng tạo, hợp tác, giao tiếp và sử dụng công nghệ Theo quan điểm của nhiều nhà giáo dục học, phương pháp STEM không đơn thuần là việc dạy tích hợp các môn học, mà quan trọng hơn là hình thành cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức để khám phá, trải nghiệm và giải quyết các vấn đề đặt ra Việc dạy học theo hướng STEM còn giúp học sinh

có cái nhìn toàn diện, giảm sự tách biệt giữa lý thuyết và thực hành, từ đó nâng cao ý nghĩa và giá trị của tri thức học được

Hứng thú học tập được coi là động lực nội sinh thúc đẩy học sinh tham gia tích cực vào quá trình học tập Theo các công trình nghiên cứu về tâm lý học giáo dục (L.S Vygotsky, J Piaget), hứng thú học tập không phải là yếu tố bẩm sinh mà được hình thành, nuôi dưỡng trong quá trình dạy học thông qua nội dung bài học, phương pháp giảng dạy, môi trường học tập và sự tương tác giữa giáo viên - học sinh Khi học sinh có hứng thú, các em sẽ thể hiện sự say mê, tập trung, chủ động tìm tòi, khám phá kiến thức, vượt qua khó khăn và đạt kết quả học tập cao hơn Ngược lại, nếu không có hứng thú, học sinh dễ rơi vào trạng thái học thụ động, đối phó, ghi nhớ máy móc, dẫn đến kết quả học tập thấp và hình thành thái độ tiêu cực đối với môn học

2.1.2 Đặc điểm nội dung bài “Các phân tử sinh học”

Bài 6 “Các phân tử sinh học” thuộc chương trình Sinh học 10, đề cập đến các đại phân tử sinh học chủ yếu của tế bào gồm cacbohiđrat, lipit, protein và axit nucleic Đây là những kiến thức nền tảng, có tính trừu tượng cao, đòi hỏi học sinh không chỉ ghi nhớ khái niệm mà còn phải hiểu được vai trò, cấu trúc, chức năng của từng loại phân tử Nếu chỉ dạy học theo phương pháp truyền thống (giảng giải - thuyết trình), học sinh thường khó hình dung, dễ nhầm lẫn các khái niệm và giảm hứng thú học tập Do đó, việc vận dụng phương pháp STEM, gắn bài học với các tình huống thực tiễn, tổ chức các hoạt động trải nghiệm, thí nghiệm, mô hình hóa sẽ giúp học sinh dễ tiếp thu, tăng cường khả năng ghi nhớ và phát triển tư duy khoa học

2.1.3 Mối quan hệ giữa dạy học STEM và việc nâng cao hứng thú học tập môn Sinh học

Dạy học STEM tác động trực tiếp đến yếu tố cảm xúc, thái độ và hứng thú của học sinh thông qua các hoạt động mang tính khám phá, trải nghiệm, sáng tạo Khi học sinh được tham gia giải quyết vấn đề thực tiễn, được làm việc nhóm, được tự tay thiết kế sản phẩm, các em cảm thấy bài học trở nên thú vị, gần gũi và có ý nghĩa Đặc biệt, đối với môn Sinh học - vốn gắn liền với đời sống - việc ứng dụng STEM càng trở nên phù hợp, giúp học sinh nhận ra tầm quan trọng của môn học, từ đó hình thành niềm yêu thích và say mê khám phá Ngoài ra, dạy học STEM cũng tạo điều kiện cho học sinh phát huy thế mạnh cá nhân, tăng sự tương tác giữa học sinh với học sinh, giữa học sinh với giáo viên, qua đó nâng cao chất lượng dạy và học

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

Để có cái nhìn toàn diện và khách quan về thực trạng dạy và học bài 6

“Các phân tử sinh học” tại trường THPT Hoàng Lê Kha, tôi đã tiến hành khảo sát thực tế trên đối tượng học sinh lớp 10 và giáo viên bộ môn Sinh học thông qua các hình thức: dự giờ, quan sát sư phạm, phỏng vấn trực tiếp, phát phiếu khảo sát, đồng thời phân tích kết quả học tập của học sinh trong các năm học trước Kết quả khảo sát được tổng hợp như sau:

2.2.1 Về phía học sinh

- Mức độ hứng thú học tập:

Qua khảo sát phiếu (50 học sinh lớp 10), có tới 68% học sinh đánh giá bài học “Các phân tử sinh học” là khó, khô khan, nhiều kiến thức trừu tượng; 22% học sinh cảm thấy bình thường, không quá hứng thú; chỉ có 10% học sinh cảm thấy thích thú với bài học Các em chủ yếu học để đối phó với kiểm tra, thi cử, chứ ít quan tâm đến ý nghĩa thực tiễn của kiến thức

- Thái độ và hành vi học tập:

Khi dự giờ và quan sát trực tiếp, tôi nhận thấy: đa số học sinh có biểu hiện thụ động, ít phát biểu xây dựng bài, thường nghe giảng một cách thụ động, ghi chép theo yêu cầu của giáo viên mà không thực sự hiểu bản chất kiến thức Chỉ một số học sinh khá giỏi mới mạnh dạn tham gia trả lời câu hỏi hoặc thảo luận, trong khi học sinh trung bình, yếu gần như không tham gia Ngoài ra, các em còn bộc lộ sự lúng túng khi gặp những câu hỏi mang tính liên hệ thực tiễn hoặc câu hỏi mở đòi hỏi tư duy tổng hợp

- Kết quả học tập:

Phân tích kết quả kiểm tra thường xuyên, định kỳ của học sinh ở các lớp khảo sát cho thấy tỉ lệ học sinh đạt điểm trung bình trở lên với nội dung bài “Các phân tử sinh học” khoảng 75%, nhưng chủ yếu tập trung ở mức điểm 5-6; học sinh đạt điểm khá giỏi chỉ chiếm khoảng 20%, trong khi khoảng 5% học sinh dưới trung bình Nhiều học sinh không nắm chắc được cấu tạo, chức năng của các phân tử, dễ nhầm lẫn giữa các khái niệm (ví dụ: nhầm giữa cấu tạo cacbohiđrat với lipit, chức năng protein với axit nucleic)

+ Nguyên nhân từ phía học sinh:

- Kiến thức mang tính lý thuyết cao, nhiều khái niệm mới, khó hình dung

- Thiếu kỹ năng tự học, kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng tìm kiếm và xử lý thông tin

- Chưa nhận thấy được ý nghĩa thực tiễn, ứng dụng của kiến thức nên không có động lực học tập

2.2.2 Về phía giáo viên

- Phương pháp dạy học:

Qua trao đổi với đồng nghiệp và dự giờ, tôi nhận thấy giáo viên chủ yếu

áp dụng phương pháp thuyết giảng kết hợp hỏi đáp, sử dụng một số tranh ảnh,

mô hình trực quan nhưng chưa thực sự phát huy được vai trò chủ động của học sinh Các hoạt động học tập phần lớn mang tính áp đặt, giáo viên truyền đạt - học sinh ghi nhớ, chưa có nhiều hoạt động trải nghiệm, khám phá hoặc gắn với thực tiễn cuộc sống

- Khó khăn của giáo viên:

+ Chưa quen với việc thiết kế các hoạt động dạy học tích hợp STEM

+ Thiếu điều kiện cơ sở vật chất, dụng cụ học tập, tài liệu hướng dẫn để tổ chức các hoạt động STEM

+ E ngại mất thời gian, khó kiểm soát lớp học khi tổ chức hoạt động nhóm, thí nghiệm, trải nghiệm sáng tạo

2.2.3 Đặc điểm nội dung bài học và tác động đến dạy - học

Bài “Các phân tử sinh học” có đặc điểm là khối lượng kiến thức lớn, nhiều thuật ngữ chuyên môn phức tạp (ví dụ: cấu trúc phân tử protein, cơ chế tạo liên kết peptit, đặc điểm axit nucleic…) Nội dung này nếu chỉ truyền đạt bằng lời nói và hình ảnh sẽ rất khó giúp học sinh hiểu sâu, nắm vững bản chất, đặc biệt đối với những học sinh học lực trung bình, yếu Điều này dẫn đến tình trạng học sinh học thuộc lòng máy móc, nhanh quên, không vận dụng được kiến thức vào thực tế

2.2.4.Tổng hợp vấn đề nổi bật

+ Từ thực tế trên có thể khái quát một số vấn đề nổi bật:

- Học sinh thiếu hứng thú học tập, thụ động, học đối phó

- Giáo viên dạy học nặng lý thuyết, thiếu đổi mới, chưa khai thác triệt để các phương pháp dạy học tích cực

- Hiệu quả học tập chưa cao, chưa đạt mục tiêu phát triển năng lực và phẩm chất học sinh theo yêu cầu của chương trình giáo dục mới

Như vậy, việc vận dụng phương pháp dạy học theo định hướng STEM vào bài học này là một giải pháp khả thi và cần thiết, vừa giúp nâng cao hứng thú học tập cho học sinh, vừa giúp phát triển các năng lực quan trọng như tư duy sáng tạo, giải quyết vấn đề, hợp tác, giao tiếp… từ đó nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Sinh học

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết

vấn đề:

Để giải quyết vấn đề đã nêu trong sáng kiến – đó là thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học bài 6 “Các phân tử sinh học” theo phương thức giáo dục STEM, bản thân tôi cùng với tổ chuyên môn đã triển khai đồng bộ các giải pháp sau đây:

2.3.1 Tìm hiểu sâu về giáo dục STEM và định hướng vận dụng trong môn Sinh học

Trước khi thiết kế bài học, tôi đã tập trung nghiên cứu kỹ cơ sở lý luận về giáo dục STEM, đặc biệt là các quan điểm, mô hình tổ chức dạy học STEM được khuyến nghị trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 Việc tìm hiểu này không chỉ giới hạn ở tài liệu chính thống của Bộ GD&ĐT mà còn mở rộng sang các nguồn học thuật, các khóa bồi dưỡng chuyên môn và các sản phẩm dạy học STEM điển hình đã được triển khai thành công trong nước và quốc tế Từ

đó, tôi đã hình thành được cái nhìn toàn diện về các bước xây dựng bài học STEM, cách xác định chủ đề, vấn đề thực tiễn, tổ chức hoạt động học tập và đánh giá sản phẩm học sinh

2.3.2 Xây dựng kế hoạch dạy học chủ đề STEM gắn với bài 6 “Các phân tử sinh học”

Dựa trên nền tảng lý luận và thực tiễn đã tìm hiểu, tôi tiến hành xây dựng

kế hoạch giáo dục môn học theo định hướng phát triển năng lực, tích hợp liên môn, lấy học sinh làm trung tâm Cụ thể:

- Tổ chuyên môn chủ động xây dựng kế hoạch giáo dục nhà trường theo chương trình GDPT 2018, bảo đảm tính logic, tính thực tiễn và liên thông giữa các chủ

đề

- Phân tích kỹ nội dung bài học “Các phân tử sinh học”, xác định những kiến thức trọng tâm, từ đó tìm kiếm mối liên hệ với các vấn đề thực tiễn trong đời sống như: dinh dưỡng, sức khỏe, nguồn thực phẩm, công nghệ sinh học, xác định huyết thống,

- Lựa chọn mô hình dạy học STEM phù hợp, trong đó ưu tiên các mô hình học tập theo dự án (PBL), giải quyết vấn đề (PBL) và chu trình thiết kế kỹ thuật

- Tổ chức họp tổ, nhóm chuyên môn để góp ý, điều chỉnh và hoàn thiện kế hoạch Áp dụng hình thức sinh hoạt chuyên môn theo nghiên cứu bài học để cải tiến phương án tổ chức dạy học

- Kế hoạch dạy học cuối cùng đảm bảo các tiêu chí của bài học STEM: tích hợp kiến thức liên môn, gắn với thực tiễn, có sản phẩm đầu ra, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh

2.3.3 Tổ chức dạy học thực nghiệm và hoàn thiện kế hoạch giáo dục STEM

Để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của bài học thiết kế, tôi đã triển khai dạy thực nghiệm tại lớp 10A1 (nhóm thực nghiệm) và đồng thời theo dõi lớp 10A2 (nhóm đối chứng) Các hoạt động cụ thể gồm:

- Tổ chức sinh hoạt chuyên môn theo hướng nghiên cứu bài học, có sự tham gia góp ý của giáo viên bộ môn STEM trong trường

- Thu thập minh chứng và dữ liệu thực tế: sản phẩm mô hình, bài thuyết trình, kết quả học tập, để so sánh giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng

- Điều chỉnh kế hoạch dạy học dựa trên kết quả thực nghiệm, đảm bảo phù hợp với đối tượng học sinh và điều kiện dạy học tại địa phương

2.3.4 Thiết kế chi tiết chủ đề STEM: “Các phân tử sinh học”

Việc thiết kế chủ đề được thực hiện theo các bước:

Bước 1: Xác định chủ đề STEM

Chủ đề “Các phân tử sinh học” nghiên cứu những kiến thức cơ bản và mới về cấu trúc và chức năng của các phân tử sinh học trong tế bào; giải thích được quan hệ giữa cấu trúc với cấu trúc; cấu trúc với chức năng Qua học phần này

HS có thể tiếp thu được kiến thức của phần Di truyền học ở Sinh học lớp 12 và

có được kiến thức cơ bản để sau này học nâng cao

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết của chủ đề STEM

Xác định được vấn đề cần giải quyết chính là đưa ra được các câu hỏi nghiên cứu, từ các câu hỏi/vấn đề nghiên cứu này, GV tổ chức cho HS giải quyết từng câu hỏi/vấn đề nhỏ để ra sản phẩm cuối cùng có thể là một giải pháp, một bản thiết kế hoặc một sản phẩm thiết kế

Trong chủ đề này thì các câu hỏi nghiên cứu cần giải quyết chính là “Vì sao cần phải làm mô hình “Các phân tử sinh học”? Để làm được mô hình “Các phân tử sinh học” phải vận dụng kiến thức nào? Để tạo được mô hình chính xác có hiệu quả cao cần phải làm như thế nào? Mối quan hệ giữa cấu trúc với cấu trúc và giữa cấu trúc và chức năng của các phân tử sinh học trong tế bào? ”

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

* Yếu tố về kiến thức được sử dụng thuộc các lĩnh vực liên quan để giải quyết vấn đề

Với những tiêu chí cụ thể, HS sẽ tự tìm hiểu những kiến thức liên quan, phục vụ cho việc thiết kế - chế tạo thành công sản phẩm Những kiến thức này thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nên để thực hiện dự án HS phải vận dụng kiến thức liên môn ở nhiều môn học, với nhiều cấp độ khác nhau, mục tiêu là giải quyết một vấn đề thực tiễn đặt ra

HS vận dụng các kiến thức và kĩ năng liên môn của các môn Sinh học, Hóa học, Toán học, Tin học, Văn học, … cụ thể:

TT Môn học Địa chỉ tích hợp Nội dung kiến thức

1 Sinh học 10

Phần Sinh học tế bào ở Sinh học 10 có kiến thức về cấu tạo và chức năng của các phân tử sinh học

Cấu tạo và chức năng của các phân tử sinh học

2 Hóa học Cấu tạo của các phân tử sinh học Cấu tạo của các phân tử sinh học

3 Công nghệ

Xây dựng được các bước thiết kế cấu tạo của các phân tử sinh học; thực hiện được các thao tác thiết kế

Khái niệm thiết kế, các giai đoạn thiết kế, bản vẽ kĩ thuật, …

4 Tin học

Tìm được tư liệu thông tin, thu thập thông tin trên các trang web, làm powerpoint, video trình chiếu

Tin học văn phòng

5 Toán học

Xác định được lượng nguyên liệu cần thiết, kích thước sản phẩm cho phù hợp, tính được kinh phí làm một mô hình cấu tạo của các phân tử sinh học

Các thao tác tính toán, định lượng

6 Văn học

Biết cách hành văn, câu từ

để viết báo cáo

Mẫu viết một bản báo cáo

7 và Mỹ thuật Công nghệ

Thiết kế mô hình đẹp mắt,

có tính thẩm mỹ cao, tỉ lệ kích thước giữa các thành phần cấu tạo nên các phân

tử sinh học hợp lý

Bố trí màu sắc, vị trí, kích thước các thành phần cấu tạo nên các phân tử sinh học phù hợp theo các thông số tra trên trang thư viện Sinh học

Kiến thức STEM trong chủ đề

Gia công vật liệu thô: xốp, đất nặn, giấy, que tre, bìa catton, rau củ quả, … với dụng cụ: dao, băng dính, keo dán, …

Xác định được lượng nguyên liệu cần thiết, kích thước sản phẩm cho phù hợp, tính được kinh phí làm một mô hình các phân tử sinh học

* Yếu tố về điều kiện cơ sở vật chất để thực hiện giải quyết vấn đề: các nguyên liệu, vật liệu và thiết bị để thực hiện

- Các thiết bị dạy học: giấy A0, bút dạ, máy tính, máy chiếu, …

- Nguyên vật liệu và dụng cụ để làm mô hình các phân tử sinh học trong tế bào + Mẫu vật: xốp, đất nặn, giấy, que tre, bìa catton, rau củ quả, …

+ Dụng cụ: dao, băng dính, keo dán, …

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

1 Tên chủ đề: VẬN DỤNG STEM VÀO BÀI 6 “CÁC PHÂN TỬ SINH

HỌC”

2 Mạch nội dung kiến thức

Bài 6 “Các phân tử sinh học” dạy 4 tiết với mạch nội dung kiến thức như sau:

a) Protein

b) Carbohydrate

c) Lipid

d) Nucleic acid

3 Công cụ đánh giá mục tiêu

4 Kế hoạch bài dạy

4.1 Mục tiêu: Sau khi học xong bài học, HS có khả năng:

a Kiến thức

- Nêu được khái niệm phân tử sinh học

- Trình bày được thành phần cấu tạo (các nguyên tố hoá học và đơn phân) và vai trò của các phân tử sinh học trong tế bào: carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid

- Phân tích được mối quan hệ giữa cấu tạo và vai trò của các phân tử sinh học

- Nêu được một số nguồn thực phẩm cung cấp các phân tử sinh học cho cơ thể

- Vận dụng được kiến thức về thành phần hoá học của tế bào vào giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn (ví dụ: ăn uống hợp lí; giải thích vì sao thịt lợn, thịt bò cùng là protein nhưng có nhiều đặc điểm khác nhau; giải thích vai trò của DNA trong xác định huyết thống, truy tìm tội phạm, )

b Năng lực

b.1 Năng lực đặc thù

- Nhận thức sinh học: Nêu được khái niệm các phân tử sinh học Trình bày được thành phần cấu tạo và vai trò của các phân tử sinh học Phân tích được mối quan

hệ giữa cấu tạo và chức năng của các phân tử sinh học Nêu được một số nguồn thực phẩm cung cấp các phân tử sinh học cho cơ thể

- Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Tìm hiểu nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể

- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được kiến thức về các phân tử sinh học để giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn (giải thích vai trò của DNA trong việc xác định huyết thống và tội phạm )

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất các biện pháp ăn uống khoa học để đề phòng một số bệnh tật do thiếu dinh dưỡng hoặc thừa dinh dưỡng

b.2 Năng lực chung

- Tự chủ và tự học: Thông qua các hoạt động tự đọc và viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được; xác định từ khóa trong mỗi mục; tự đặt ra câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài; tự trả lời trước các câu hỏi ở mục “quan sát, trả lời câu hỏi, thảo luận hoặc xử lí tình huống, em có biết”

- Giao tiếp và hợp tác: Phát triển kĩ năng làm việc nhóm, thảo luận nhóm (tự học

cá nhân, thảo luận nhóm, báo cáo thuyết trình): thông qua các hoạt động viết tóm tắt nội dung kiến thức đọc được và thuyết trình trước tổ, nhóm hay trước lớp; thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm

- Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất các biện pháp ăn uống khoa học để đề phòng một số bệnh tật do thiếu dinh dưỡng hoặc thừa dinh dưỡng

c Phẩm chất

- Chăm chỉ: Tích cực nghiên cứu tài liệu, thường xuyên theo dõi việc thực hiện các nhiệm vụ được phân công

- Trách nhiệm: Thực hiện tốt các nhiệm vụ khi được phân công

- Trung thực: Có ý thức báo cáo chính xác, khách quan về kết quả đã làm

4.2 Thiết bị dạy học và học liệu

a Giáo viên:

- Kế hoạch bài học chi tiết, phiếu học tập, bộ công cụ trả lời trắc nghiệm

- Máy vi tính, kết nối với ti vi; Giáo án powerpoint Sử dụng 02 đoạn video

các phân tử sinh học trong tế bào?)

L (Những điều em học được về các phân tử

sinh học trong tế bào?)

- Làm các nhiệm vụ theo hướng dẫn của giáo viên

- Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị như trong nhóm thống nhất

4.3 Tiến trình dạy học

Bài học STEM của tôi được tổ chức theo 5 hoạt động với sự phân bố thời gian như sau:

Tiết 1 Hoạt động 1: Xác định vấn đề (Có tiêu chí cụ thể) Tại lớp

1 tuần Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải

pháp thiết kế đáp ứng tiêu chí Nhà Tiết 2

Hoạt động 3: Trìn bày, thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền giả thích và hoàn thiện phương án thiết kế

Tại lớp

Tiết 3 Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế Tại lớp Tiết 4 Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm Tại lớp

Các hoạt động cụ thể, tôi trình bày ở phần phụ lục IV

MỘT VÀI SẢN PHẨM MÔ HÌNH CỦA CÁC NHÓM

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

2.4.1 Đối với học sinh

Việc vận dụng phương pháp giáo dục STEM vào bài 6 “Các phân tử sinh học” không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách trực quan, sinh động

mà còn khơi dậy hứng thú học tập một cách rõ rệt Qua quan sát và khảo sát sau quá trình tổ chức hoạt động, học sinh lớp thực nghiệm (10A1) tỏ ra hứng thú, chủ động, tích cực hơn trong suốt quá trình học tập Các em được giao nhiệm vụ

cụ thể trong nhóm, tham gia vào quá trình thiết kế, chế tạo mô hình phân tử sinh học bằng vật liệu tái chế, từ đó tăng cường tinh thần trách nhiệm, kỹ năng làm việc nhóm và năng lực giải quyết vấn đề

Đặc biệt, việc áp dụng hình thức đánh giá bằng sản phẩm và bài kiểm tra sau tác động đã thể hiện rõ sự khác biệt về kết quả học tập giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng Dưới đây là bảng so sánh cụ thể:

Bảng 1 So sánh kết quả kiểm tra sau tác động giữa hai nhóm

Nhóm học sinh Sĩ số Điểm trung

chứng)

học STEM

Giá trị chênh lệch trung bình giữa hai nhóm là 0,8 điểm (thang điểm 10)

Để kiểm chứng tính ý nghĩa của sự chênh lệch này, tôi đã sử dụng phép kiểm test độc lập, cho kết quả như sau:

t-Bảng 2 Kết quả kiểm chứng thống kê (t-test)

Điểm trung bình 10A1 8,3

Điểm trung bình 10A2 7,5

Chênh lệch trung bình 0,8

Giá trị p (t-test độc lập) 0,00000023024913

Ý nghĩa thống kê (p ≤ 0,05) Có ý nghĩa

Giá trị p rất nhỏ (p < 0,05) cho thấy sự khác biệt này có ý nghĩa thống

kê, không phải do ngẫu nhiên, mà là kết quả của việc áp dụng dạy học theo định hướng STEM Đồng thời, mức độ ảnh hưởng (Effect Size - ES) được tính theo công thức Cohen’s d cũng cho kết quả như sau:

Bảng 3 Mức độ ảnh hưởng (Effect Size - SMD)

Trong nghiên cứu tác động, chúng ta muốn

biết chênh lệch điểm trung bình do tác động

hay không Đó chính là độ lớn của chênh lệch giá trị TB.

2.4.2 Đối với bản thân giáo viên

Tham gia xây dựng và thực hiện sáng kiến này, bản thân tôi có điều kiện được nâng cao năng lực chuyên môn, đặc biệt trong việc thiết kế tiến trình dạy học theo hướng tích hợp và lấy học sinh làm trung tâm Tôi cũng có cơ hội rèn luyện kỹ năng tổ chức hoạt động nhóm, hướng dẫn học sinh thực hiện sản phẩm học tập, xây dựng tiêu chí đánh giá đa dạng (sản phẩm, thuyết trình, tiến trình thực hiện ) Đồng thời, qua quá trình thu thập dữ liệu, phân tích số liệu và sử dụng các phương pháp thống kê khoa học, tôi cũng được nâng cao năng lực nghiên cứu và đánh giá hiệu quả hoạt động dạy học

Ngoài ra, khi học sinh phản hồi tích cực, thể hiện sự hứng thú và tiến bộ

rõ rệt, tôi cảm thấy được truyền thêm động lực và niềm tin vào việc đổi mới phương pháp giảng dạy

2.4.3 Đối với đồng nghiệp

Sáng kiến được chia sẻ trong tổ chuyên môn Sinh học cũng như nhóm giáo viên dạy KHTN trong các buổi sinh hoạt chuyên đề, và đã nhận được sự đồng tình, đánh giá cao Nhiều đồng nghiệp đã bày tỏ mong muốn vận dụng mô hình tương tự trong các bài học khác, đặc biệt là những chủ đề tích hợp hoặc có khả năng gắn với thực tiễn cuộc sống

Một số giáo viên đã chủ động xin bản thiết kế tiến trình dạy học, mẫu phiếu hướng dẫn học sinh làm sản phẩm và bộ tiêu chí đánh giá để điều chỉnh, triển khai trong lớp mình Điều này cho thấy sáng kiến không chỉ có giá trị thực tiễn mà còn góp phần lan tỏa tinh thần đổi mới, sáng tạo trong đội ngũ giáo viên của nhà trường

2.4.4 Đối với nhà trường

Việc triển khai thành công dạy học theo định hướng STEM trong một tiết học cụ thể như bài “Các phân tử sinh học” góp phần xây dựng hình ảnh một nhà trường tích cực đổi mới, hướng tới phát triển phẩm chất và năng lực học sinh theo định hướng của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 Sáng kiến

đồng thời mở ra cơ hội xây dựng thêm các chủ đề STEM khác trong môn Sinh học cũng như các môn học liên quan như Hóa học, Vật lý, Công nghệ, góp phần thúc đẩy mô hình dạy học tích hợp liên môn trong toàn trường

Ngoài ra, mô hình này không làm tăng thời lượng học tập trên lớp nhưng lại tạo điều kiện để học sinh phát triển toàn diện hơn về năng lực giải quyết vấn

đề, sáng tạo, hợp tác và vận dụng kiến thức vào thực tiễn Đây là định hướng bền vững để nhà trường nâng cao chất lượng giáo dục theo định hướng đổi mới

= 1,244) Đây là bằng chứng thống kê rõ ràng cho thấy dạy học theo phương pháp STEM đã tạo ra chuyển biến tích cực về mặt học tập

Hứng thú học tập của học sinh được cải thiện rõ rệt: thông qua quan sát trực tiếp, các phiếu phản hồi và sản phẩm học tập, học sinh lớp thực nghiệm tỏ

ra chủ động, tích cực, hào hứng khi tham gia hoạt động thiết kế mô hình, giải quyết vấn đề thực tiễn và trình bày kết quả Điều này góp phần giảm thiểu tình trạng học thụ động, ngại học các môn tự nhiên

Giáo viên phát triển năng lực tổ chức dạy học tích hợp: quá trình chuẩn

bị và triển khai STEM đòi hỏi giáo viên không chỉ nắm chắc kiến thức chuyên môn mà còn phải linh hoạt trong thiết kế hoạt động, phối hợp liên môn và đánh giá năng lực người học Đây cũng là cơ hội để bản thân tôi nâng cao trình độ chuyên môn, đổi mới tư duy dạy học theo hướng hiện đại

Tác động tích cực đến đồng nghiệp và nhà trường: mô hình dạy học STEM khi được chia sẻ đã được nhiều giáo viên quan tâm, tìm hiểu và thử nghiệm áp dụng vào các môn học khác Nhà trường cũng đánh giá cao tính hiệu quả, thiết thực của phương pháp này và khuyến khích nhân rộng ra toàn trường trong thời gian tới

3.2 Kiến nghị

Từ những kết quả đạt được, tôi xin mạnh dạn đề xuất một số kiến nghị sau nhằm nhân rộng và nâng cao hiệu quả triển khai giáo dục STEM trong môn Sinh học nói riêng và các môn học khác nói chung:

+ Đối với Ban Giám hiệu nhà trường:

- Tiếp tục tạo điều kiện và khuyến khích giáo viên đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích hợp STEM

- Bố trí thời gian, không gian và thiết bị phù hợp để giáo viên triển khai các hoạt động trải nghiệm – sáng tạo theo định hướng dự án