Tổ chức bài dạy stem kĩ thuật trong chủ Đề sinh học vi sinh vật và virus sinh học 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng Đã học cho học sinh

Dựa trên những kết quả từ việc dạy học theo hướng giáo dục STEM mang lại, đề án đã phân tích cơ sở lí luận của việc dạy học theo hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng ki

⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

VÕ THỊ THU HIỀN

TỔ CHỨC BÀI DẠY STEM KĨ THUẬT TRONG CHỦ ĐỀ “SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” – SINH HỌC 10 THEO HƯỚNG VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CHO HỌC SINH

ĐỀ ÁN THẠC SĨ

LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC MÔN SINH HỌC

Đà Nẵng – Năm 2025

VÕ THỊ THU HIỀN

TỔ CHỨC BÀI DẠY STEM KĨ THUẬT TRONG CHỦ ĐỀ

“SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” – SINH HỌC 10 THEO HƯỚNG VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ NĂNG ĐÃ HỌC CHO

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề án này, tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Sư phạm

Đà Nẵng, Phòng Sau Đại học Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng và khoa Sinh – Môi trường đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành đề án

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã tận tình chỉ dạy chúng tôi trong thời gian học cao học Đặc biệt, tôi vô cùng cảm ơn cô giáo TS Nguyễn Công Thuỳ Trâm

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề án Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Tổ Sinh học – Tiếng anh Trường Trung học phổ thông Lý Tự Trọng, cùng các em học sinh lớp 10/1 đã dành thời gian giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi tiến hành khảo sát thực tiễn và thực nghiệm

sư phạm

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn Ba, Mẹ, gia đình, đồng nghiệp, người thân

và các bạn học viên K45, K46 đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đề án Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 03 năm 2025

Tác giả

Võ Thị Thu Hiền

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của cô giáo TS Nguyễn Công Thuỳ Trâm Các số liệu nêu trong đề án là trung thực khách quan và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nghiên cứu của tác giả nào khác Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình

Đà Nẵng, tháng 03 năm 2025

Tác giả

Võ Thị Thu Hiền

TỔ CHỨC BÀI DẠY STEM KĨ THUẬT TRONG CHỦ ĐỀ “SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” – SINH HỌC 10 THEO HƯỚNG VẬN DỤNG KIẾN THỨC KĨ

NĂNG ĐÃ HỌC CHO HỌC SINH

Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học môn Sinh học

Họ và tên học viên: Võ Thị Thu Hiền

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Công Thuỳ Trâm

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt:

Giáo dục STEM là một mô hình phù hợp với mục tiêu của sự đổi mới giáo dục ở Việt nam hiện nay,

nó góp phần vào việc phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh, đáp ứng được mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 Dựa trên những kết quả từ việc dạy học theo hướng giáo dục STEM mang lại, đề

án đã phân tích cơ sở lí luận của việc dạy học theo hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh trung học phổ thông, phân tích một số nội dung kiến thức chủ đề ‘‘Sinh học vi sinh vật và virus” – Sinh học 10, thiết kế và tổ chức bài dạy STEM theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho học sinh

Tiến hành xây dựng một số bài học STEM chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus" – Sinh học 10 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho học sinh để tổ chức dạy học và tiến hành thực nghiệm Kết quả thực nghiệm cho thấy giáo dục STEM đã giúp học sinh phát huy được năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học Qua từng bài học, các năng lực thành tố và chỉ số hành vi của năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học được phát triển ở mức độ cao

Kết quả nghiên cứu của đề án có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên dạy học môn Sinh học

ở trường trung học phổ thông Đề tài có thể tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng dạy học các chủ đề học tập khác của môn Sinh học và các môn học khác trong chương trình

Từ khóa: Năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học, giáo dục STEM, Sinh học vi sinh vật và virus

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

TS Nguyễn Công Thuỳ Trâm

Người thực hiện đề tài

Võ Thị Thu Hiền

ORGANIZING TECHNICAL STEM TEACHING LESSONS IN THE TOPIC

“MICROBIOLOGY AND VIRUSES BIOLOGY” – BIOLOGY 10 IN THE DIRECTION OF APPLYING LEARNED KNOWLEDGE AND SKILLS FOR

STUDENTS

Major: Theory and Methods of Teaching Biology

Full name of Master student: Vo Thi Thu Hien

Supervisor: TS Nguyen Cong Thuy Tram

Training institution: The University of Danang – University of Science and Education

Abstract:

STEM education is a model that is suitable for the goals of educational innovation in Vietnam today It contributes to the development of students' qualities and abilities, meeting the goal of the 2018 General Education Program Based on the results of teaching in the direction of STEM education, the project analyzed the theoretical basis of teaching in the direction of STEM education to develop the ability to apply learned knowledge content of the topic “Microbiology and Viruses” – Biology 10, designed and organized STEM lessons in the direction of developing the ability to apply learned knowledge and skills for students

Conducting the development of some STEM lessons on the topic "Microorganisms and Viruses" – Biology 10 to develop the ability to apply knowledge and skills learned for students to organize teaching and conduct experiments The experimental results show that STEM education has helped students to effectively utilize their ability to apply learned knowledge and skills Through each lesson, the component abilities and behavioral indicators of the ability to apply learned knowledge and skills were developed to a high degree The research results of the project can be used as reference materials for biology teachers in high schools The topic can continue to be researched and applied to teach other learning topics in biology and other subjects in the curriculum

Keywords: Ability to apply learned knowledge and skills, STEM education, Microorganisms and

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

TRANG THÔNG TIN ĐỀ ÁN THẠC SĨ iii

THE INFORMATION OF MASTER THESIS iv

DANH MỤC CÁC CỤM CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH x

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi mới giáo dục 1

1.2 Xuất phát từ vai trò của giáo dục STEM 1

1.3 Xuất phát từ nội dung và yêu cầu cần đạt của chủ đề “Sinh trường Vi sinh vật và virus” – Sinh học 10 1

2 Mục tiêu đề tài 2

3 Giả thuyết khoa học 2

4 Tổng quan tình hình nghiên cứu 2

4.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài 2

4.2 Các nghiên cứu ở trong nước 4

5 Phạm vi nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu 7

5.1 Phạm vi nghiên cứu 7

5.2 Đối tượng nghiên cứu 8

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

7 Phương pháp nghiên cứu 8

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 8

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 8

7.3 Phương pháp xử lí số liệu 9

8 Đóng góp mới của đề tài 9

9 Cấu trúc của đồ án 9

PHẦN 2 NỘI DUNG 10

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 10

1.1.2.Năng lực sinh học và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 15

1.1.3.Vai trò của bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 18

1.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài 19

1.2.1.Mục đích khảo sát 19

1.2.2.Nội dung khảo sát 19

1.2.3.Đối tượng khảo sát 19

1.2.4.Phương pháp khảo sát 19

1.2.5.Kết quả khảo sát 19

1.3 Tiểu kết chương 1 26

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC BÀI DẠY STEM KĨ THUẬT TRONG CHỦ ĐỀ “SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” – SINH HỌC 10 27

2.1 Phân tích cấu trúc, nội dung chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” 27

2.1.1.Logic nội dung chủ đề “ Sinh học vi sinh vật và virus” 27

2.1.2.Hệ thống yêu cầu cần đạt chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” 28

2.1.3 Định hướng xây dựng bài học trong chủ đề “Sinh học VSV và virus” môn Sinh học 10 phù hợp với dạy học tiếp cận STEM kĩ thuật 30

2.2 Tiêu chí và công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học của học sinh thông qua bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học 10 31

2.2.1.Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 31

2.2.2.Thiết kế công cụ đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 32

2.3 Quy trình thiết kế và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học 10 để phát huy năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 35

2.3.1.Nguyên tắc thiết kế và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật 35

2.3.2.Quy trình xây dựng bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học 10 37

2.4 Kết quả thiết kế một số bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” – Sinh học 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 56

2.5 Tiểu kết chương 2 76

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 77

Đối tượng thực nghiệm 77

3.3 Phương pháp thực nghiệm 77

3.4 Nội dung thực nghiệm 77

3.5 Kết quả thực nghiệm 78

3.5.1 Kết quả định lượng 78

3.5.2 Kết quả định tính 84

3.6 Tiểu kết chương 3 84

PHẨN 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86

1 Kết luận 86

2 Kiến nghị 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

[Tiếng Việt] 88

[Tiếng Anh] 89

STT CHỮ VIẾT TẮT Ý NGHĨA

Số hiệu bảng Tên bảng Trang

Bảng 1.2 Các NL thành phần và chỉ báo NL VDKTKNĐH 17 Bảng 1.3 Danh sách số lượng GV tham gia khảo sát 19 Bảng 1.4 Kết quả điều tra các nguồn thông tin tiếp cận bài dạy STEM kĩ

Bảng 1.8 Kết quả điều tra các NL, kĩ năng HS hình thành và phát

triển được sau khi học chủ đề “Sinh vật VSV và virus”

24

Bảng 1.9

Kết quả điều tra mong muốn học chủ đề “Sinh học VSV và

Bảng 2.1 Yêu cầu cần đạt của chủ đề “Sinh học VSV và virus” 27 Bảng 2.2

Các chủ đề STEM dự kiến tích hợp trong chủ đề “Sinh học

Bảng 2.3

Tiêu chí và chỉ báo hành vi đánh giá NL VDKTKNĐH

60

Số hiệu hình Tên hình Trang

Hình 1.1 Biểu đồ kết quả điều tra nguồn thông tin tiếp cận bài dạy

Hình 1.3 Biểu đồ kết quả điều tra các khó khăn trong việc dạy bài

dạy STEM kĩ thuật

22

Hình 1.4 Biểu đồ đánh giá các mong muốn của GV khi tổ chức bài

dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học 10

24

Hình 2.1 Sơ đồ phân tích nội dung chủ đề “Sinh học VSV và virus” 27

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình thiết kế bài dạy STEM kĩ thuật 35

Hình 2.3 Sơ đồ thiết kế thùng ủ rác hữu cơ 61

Hình 3.1 Đánh giá tiêu chí xác định được vấn đề 62

Hình 3.2

Đánh giá tiêu chí nghiên cứu kiến thức nên và đề xuất giải

Hình 3.3 Đánh giá tiêu chí thực hiện giải pháp 63

Hình 3.4 Đánh giá tiêu chí thiết kế và chế tạo sản phẩm 64

Hình 3.5 Đánh giá tiêu chí đánh giá và tối ưu hóa sản phẩm 64

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi mới giáo dục

Trong giai đoạn phát triển hiện nay của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, thế kỉ XXI được xem là thế kỉ của công nghệ và truyền thông Sự phát triển như vũ bão của khoa học và công nghệ đã đem lại một khối lượng kiến thức khổng lồ mà nhân loại cần tiếp nhận Để không bị tụt hậu trong tình hình này, mỗi cá nhân phải không ngừng học tập và rèn luyện bản thân Giáo dục đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo Do đó, giáo dục cũng cần phải đổi mới để đáp ứng những yêu cầu mới đang được đặt ra Ngày 04 – 5 - 2017, Thủ tướng Chính phủ

đã ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư với nhiều giải pháp quan trọng Trong đó, Thủ tướng yêu cầu thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới

1.2 Xuất phát từ vai trò của giáo dục STEM

Ngày 26 – 12 – 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành thông tư số 32/2018/TT- BGDĐT về chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) Chương trình GDPT 2018 không còn nặng về truyền thụ kiến thức mà tập trung phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh (HS), giúp các em phát triển hài hòa thể chất và tinh thần, tích cực học tập, tự tin vào bản thân Do vậy, yêu cầu đặt ra là cần chú trọng phương pháp dạy học nhằm nâng cao tính tích cực, chủ động của HS trong học tập Một trong những phương pháp giáo dục mới mà hiện nay được các nước phát triển trên thế giới đã áp dụng đó là giáo dục theo định hướng STEM Giáo dục STEM được coi như là một giải pháp trong cải cách giáo dục nhằm hướng tới phát triển nguồn nhân lực đáp ứng các mục tiêu phát triển kinh tế, phát triển quốc gia trong thời đại toàn cầu hoá đầy cạnh tranh Giáo dục STEM nhằm thu hẹp khoảng cách giữa lí thuyết và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc trong môi trường đòi hỏi tính sáng tạo cao

1.3 Xuất phát từ nội dung và yêu cầu cần đạt của chủ đề “Sinh trường Vi sinh vật

định hướng giáo dục STEM sẽ giúp GV tiếp cận chương trình và phương pháp tổ chức dạy học tích cực; đồng thời giúp HS khắc sâu được kiến thức, chủ động, sáng tạo trong quá trình học tập, vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào thực tiễn, đồng nghĩa với việc phát triển năng lực bản thân để bước vào đời sống

Xuất phát từ những lí do trên, tôi quyết định lựa chọn đề tài “Tổ chức bài dạy stem

kĩ thuật trong chủ đề “sinh học vi sinh vật và virus” - Sinh học 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh”

2 Mục tiêu đề tài

Thiết kế và xây dựng kế hoạch bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học

vi sinh vật và virus” - Sinh học 10 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Sinh học lớp 10

3 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học vi sinh vật

và virus” trong môn Sinh học 10 một cách hợp lí thì sẽ phát triển được NL VDKTKN

đã học cho HS lớp 10

4 Tổng quan tình hình nghiên cứu

4.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Bắt đầu từ năm 1990, Quỹ Khoa học Quốc Gia Hoa Kỳ (NSF) sử dụng “SMET”

để mô tả các lĩnh vực Science (Khoa học), Mathematics (Toán học), Engineering (Kỹ thuật), Technology (Công nghệ) đến năm 2001 chuyển thành “STEM” STEM đã trở thành chủ đề chính trong các cuộc thảo luận quốc tế về giáo dục, công nghiệp đổi mới

và cạnh tranh Đây là thuật ngữ được dùng trong giáo dục từ cấp tiểu học đến đại học

và để mô tả sự nghiệp trong các lĩnh vực tương ứng (Marrero, 2014)

Mục tiêu của giáo dục STEM là tạo ra tạo ra sự hứng thú và tham gia tích cực của HS vào khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học từ đó tăng sự hiểu biết của HS vào các lĩnh vực trên, phát triển được phẩm chất, năng lực cho các công dẫn ở thế kỷ

21, phát triển được nguồn nhân lực trong lĩnh vực STEM, phát triển nguồn cung cấp các nhà khoa học, kỹ sư, công nghệ và nhà toán học (Honey, Pearson & Schweingruber, 2014) Giáo dục STEM hướng đến mục tiêu cải thiện kiến thức và kĩ năng của HS về khoa học, toán học, cũng như thái độ lựa chọn nghề nghiệp của HS trong các lĩnh vực này Mục tiêu cuối cùng của giáo dục STEM là tạo ra những cá nhân có hiểu biết khoa học, có thể tồn tại trong nền kinh tế toàn cầu Cộng đồng giáo dục cần làm rõ việc xác định các kết quả học tập mới, chương trình giảng dạy và phương pháp giảng dạy (Karahan, Bilici & Ünal, 2015) Khi áp dụng mô hình STEM vào trong hoạt động giáo dục HS được đưa vào trong những tình huống học tập có ý

nghĩa, liên quan mật thiết tới môi trường sống của họ và có tính ứng dụng cao, chính

vì vậy giáo dục STEM tạo động lực và hứng thú cho HS (Stohlmann, 2012), (English

& King, 2015)

McDonald đã tiến hành phân tích những đóng góp của khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học vào lĩnh vực giáo dục STEM và thảo luận về trình độ hiểu biết STEM; các yếu tố ảnh hưởng đến sự tham gia của HS vào hoạt động giáo dục STEM; các phương pháp sư phạm hiệu quả và ảnh hưởng của chúng đến việc học tập và thành tích của HS trong STEM; vai trò của GV trong giáo dục STEM Kết quả phân tích cho thấy có 3 yếu tố chính được xác định: 1/ tầm quan trọng của việc tập trong vào giai đoạn trung học cơ sở để duy trì sự quan tâm và động lực của HS tham gia vào STEM; 2/ việc triển khai các phương pháp sự phạm hiệu quả để tăng sự quan tâm và động lực của HS phát triển các năng lực của thế kỷ 21 và cải thiện thành tích của học sinh; 3/ phát triển giáo viên chất lượng cao để tác động tích cực đến thái độ và động lực của HS đối với STEM (McDonald, 2016)

Guzey và cộng sự trong nghiên cứu của nhóm đã nhận định trong cải cách giáo dục Hoa kỳ, việc cải thiện Khoa học, Công nghệ Kĩ thuật và toán học được ưu tiên

Để đạt được mục tiêu này, việc phát triển chương trình chất lượng tập trung vào giáo dục STEM tích hợp là rất quan trọng Việc triển khai thành công bất kỳ chương trình STEM nào đều liên quan đến tài liệu giảng dạy được sử dụng Nhóm đã tiến hành nghiên cứu về việc tích hợp STEM với sự tham gia của 48 giáo viên và đã thiết kế được 20 bài STEM kĩ thuật Ở mỗi bài STEM kĩ thuật, học sinh phát triển các công nghệ để giải quyết thử thách Mỗi đơn vị bài học đều tích hợp yếu tố toán học phù hợp với trình độ lớp học để phân tích, đo lường dữ liệu với một trong ba lĩnh vực nội dung khoa học: khoa học sự sống, khoa học vật lý hoặc khoa học trái đất Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tích hợp toán học vào lĩnh vực khoa học nhất là khoa học vật lý đã tạo ra sự hấp dẫn, tạo ra động lực hơn cho học sinh khi tham gia vào hoạt động học (Guzey, Moore & Harwell, 2016)

Có hai cách tiếp cận phổ biến để triển khai giáo dục STEM: cách thứ nhất là dựa vào tìm hiểu, khám phá khoa học (inquiry-based) và cách thứ hai là dựa vào thiết

kế kĩ thuật (engineering design-based) (Honey, Pearson & Schweingruber, 2014) Trong hai cách tiếp cận này, nhiều nhà giáo dục đã chọn lựa thiết kế kĩ thuật trong việc triển khai trong giáo dục STEM Quy trình thiết kế kĩ thuật được coi là một chiến lược sư phạm yêu cầu HS phải tuân theo một loạt các bước để tìm ra giải pháp hiệu quả nhất được thử nghiệm lặp đi lặp lại và được chứng minh bằng khái niệm toán học

và khoa học (Hafiz& Ayop, 2019) Quy trình thiết kế kĩ thuật điển hình kết hợp các bước sau: 1/ xác định vấn đề; 2/ lựa chọn giải pháp hệ thống; 3/ lập mô hình và phân

tích; 4/ lặp lại quy trình thiết kế (Berland, Steingut, & Ko, 2014) Các bước liên quan đến quy trình thiết kế kĩ thuật có thể nâng cao đáng kể khả năng áp dụng các khái niệm khoa học và toán học của học sinh trong việc giải quyết các vấn đề thực tế (English

& King, 2015) Khi HS tiến hành lựa chọn có hệ thống quy trình thiết kế kĩ thuật, HS cần áp dụng nội dung, kiến thức các yếu tố liên quan đến STEM để giải thích cho giải pháp thiết kế Một quy trình thiết kế kĩ thuật quả cũng có thể tạo hứng thú và thu hút

sự tham gia của học sinh, điều này rất quan trọng và thông qua đó học sinh có những kiến thức sâu hơn, hiểu rõ hơn các yếu tố trong STEM Bên cạnh đó, quy trình thiết

kế kĩ thuật cũng cho phép xác định rõ ràng các kết nối giữa tất cả các ngành STEM

(Honey, Pearson & Schweingruber, 2014), (Estapa & Tank, 2017)

Dù áp dụng phương pháp nào, giáo dục STEM vẫn đặt HS vào trung tâm của quá trình giảng dạy (Rogers & Portsmore, 2004) Từ năm 2013, phương pháp tiếp cận dựa trên thiết kế kĩ thuật ngày càng được chú trọng, vì không chỉ giúp HS tiếp thu kiến thức khoa học mà còn tạo cơ hội giải quyết các vấn đề thực tiễn, giúp học tập trở nên hấp dẫn và có ý nghĩa hơn (English & King, 2015) (Rogers & Portsmore, 2004) Theo hướng tiếp cận này, giáo dục STEM có các đặc điểm: (1) định hướng hành động, (2) định hướng sản phẩm, (3) định hướng thực tiễn, (4) định hướng tích hợp và (5) định hướng hợp tác HS được đánh giá không chỉ qua kết quả của sản phẩm/dự án STEM mà còn qua quá trình làm việc nhóm, kĩ năng hợp tác – một yếu

tố quan trong trong thế kỉ 21 Họ cũng cần giải thích được kết quả và lựa chọn của mình, qua đó hiểu sâu sắc hơn về lý thuyết, toán học cũng như tính ứng dụng, của chúng thông qua các quy trình kĩ thuật và công nghệ

Theo Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học Mỹ (National Science Teachers Association – NSTA), giáo dục STEM được hiểu là một phương pháp tiếp cận liên ngành, trong đó các nguyên tắc học thuật được lồng ghép với các bài học thực tế HS

áp dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào các tình huống cụ thể, giúp kết nối trường học với cộng đồng, nơi làm việc và tổ chức toàn cầu, từ đó phát triển năng lực STEM và nâng cao khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế hiện đại Merrill nhấn mạnh rằng giáo dục STEM không tách biệt đến nội dung riêng lẻ mà tích hợp chúng để truyền tải kiến thức hiệu quả hơn đến HS

4.2 Các nghiên cứu ở trong nước

Giáo dục STEM được đưa vào Việt Nam không phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo dục mà thông qua Liên doanh công ty cổ phần DTT – EDUSPEC – Học viện STEM phối hợp với trường Icarnegie – Hoa Kỳ trên nền tảng là 2 môn học Công nghệ thông tin và Robotics cho khối phổ thông từ lớp 1 đến lớp 12 vào năm 2010 Mô hình này đã được triển khai thí điểm tại các trường phổ thông ở Hà Nội, Đà Nẵng và

Thành phố Hồ Chí Minh Đến năm 2016, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã hợp tác với Hội Đồng Anh để triển khai tại 14 trường THCS và THPT ở các tỉnh, thành như Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định Đến năm 2020, Bộ Giáo dục chính thức triển khai giáo dục STEM trong giáo dục trung học Điều này cho thấy giáo dục STEM ở Việt Nam vẫn còn khá mới mẻ, nhưng đã góp phần nâng cao NL cho HS, hướng tới dạy học lấy HS làm trung tâm, cải thiện tính chủ động và phát triển khả năng vận dụng vào thực tiễn

Dù đã được triển khai trong các trường phổ thông, giáo dục STEM vẫn chưa được thực hiện đồng bộ Chỉ một số trường hợp có điều kiện cơ sở vật chất tốt mới có thể

tổ chức giảng dạy STEM bài bản, trong khi nhiều GV vẫn chưa được đào tạo chuyên sâu về phương pháp này Việc chuyển đổi từ dạy học đơn môn sang mô hình tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học kiến GV gặp khó khăn cả về kiến thức chuyên môn lẫn phương pháp giảng dạy Thêm vào đó, trang thiết bị và cơ

sở vật chất còn hạn chế cũng là một rào cản lớn trong việc tổ chức dạy học STEM hiệu quả

Theo cuốn sách “Giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông” (NXB Giáo dục Việt Nam, 2019) của PGS.TS Nguyễn Văn Biên và cộng sự, các trường công lập ban đầu còn dè dặt trong việc triển khai giáo dục STEM, trong khi các trường chuyên, trường dân lập và trung tâm giáo dục tư nhân lại tổ chức nhiều hoạt động STEM phong phú như trình diễn thí nghiệm, thi đấu robot, trại hè STEM hay Câu lạc bộ STEM Bên cạnh đó, các sự kiện như Ngày hội STEM quốc gia và Ngày họi STEM tại các trường học đã góp phần thúc đẩu sự quan tâm từ học sinh, giáo viên, phụ huynh và các trường đại học Nhờ những hiệu ứng tích cực từ cộng đồng, giáo dục STEM ngày càng trở nên quen thuộc và nhận được sự hưởng ứng rộng rãi (Nguyễn Văn Biên và cộng sự, 2019) Tuy nhiên, giáo dục STEM chính quy tại Việt Nam vẫn phải đối mặc với nhiều thách thức, bao gồm việc sắp xếp thời gian hợp lý cho các hoạt động, cũng như sự thiếu thốn về trang thiết bị thí nghiệm và cơ sở vật chất Mặc dù Bộ Giáo dục và Đào tạo

đã triển khai nhiều chương trình nhằm thúc đẩy giáo dục STEM, đến nay vẫn chưa có một chương trình giáo dục STEM chính thức Giáo viên thường phải điều chỉnh chương trình hiện hành của các môn học liên quan để tạo thành modune dạy học STEM phù hợp với điều kiện thực tế

Một số nghiên cứu và thực nghiệm về giáo dục STEM đã được thực hiện, trong

đó bao gồm việc áp dụng bài học STEM vào các chủ đề cụ thể Trong công trình “Thiết

kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông” Nguyễn Thanh Nga và nhóm tác giả đã chỉ ra cách phát triển một số NL của HS

thông qua chủ đề STEM và xây dựng một số chủ đề STEM trong trường học (Nguyễn Thanh Nga và cộng sự, 2017)

Trong đề tài “Tổ chức dạy học STEM cho chủ đề ‘Sinh học vi sinh vật’ (Sinh học lớp 10) nhằm phát triển NL sáng tạo cho HS”, nhóm tác giả đã đề xuất một quy trình

tổ chức bài học STEM gồm 6 bước nhằm khuyến khích khả năng sáng tạo của HS Quy trình này được minh hoạ thông qua việc thiết kế kế hoạch bài dạy với chủ đề “Nước rứa bát sinh học” Theo nhận định của nhóm tác giả, việc dạy học chủ đề STEM tạo điều kiện cho HS phát huy được tính tích cực của mình, bên cạnh đó thông qua việc

HS chủ động giải quyết các vấn đề trong học tập, năng lực sáng tạo của HS được phát triển Nhóm tác giả còn lưu ý các điều kiện để tổ chức dạy học chủ đề STEM một cách hiệu quả như: cần có các phương tiện dạy học, điều kiện tiến hành thực hành, việc chuẩn bị kế hoạch bài dạy của GV (Nguyễn Thị Hằng Nga và cộng sự, 2022)

Luận văn thạc sĩ “Tổ chức dạy học chương trình Lực trong đời sống – Khoa học

tự nhiên 6 theo định hướng giáo dục STEM” của tác giả Huỳnh Thị Kiều Trinh (2023)

đã tổ chức hoạt động dạy học một số kiến thức chương “Lực trong đời sống” với chủ

đề STEM “Mô hình truyền sóng cơ học” (Huỳnh Thị Kiều Trinh, 2023)

Nguyễn Thị Thuê cùng với nhóm nghiên cứu của mình cũng đã công bố kết quả nghiên cứu “Tổ chức dạy học phần Sinh học vi sinh vật (Sinh học 10) theo định hướng giáo dục STEM” Trong công trình này, nhóm tác giả đã xác định quy trình tổ chức dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM gồm 5 bước Nhóm tác giả đã đề xuất được 5 chủ đề STEM Theo nhóm tác giả, việc xây dựng bài học theo định hướng giáo dục STEM đã giúp cho HS có thể liên kết được các kiện thức môn học, HS vận dụng những kiến thức đã có để giải quyết các vấn đề trong thực tiên Dạy học STEM cũng tạo ra sự hứng thú cho HS khi tham gia hoạt động học và tăng tính chủ động sáng tạo thông qua đó phát triển được các năng lực chung, năng lực chuyên biệt (Nguyễn Thị Thuê và cộng sự, 2019)

Khi tiến hành nghiên cứu về năng lực STEM trên thế giới và đề xuất khung năng lực cho học sinh phổ thông tại Việt Nam, Nguyễn Thanh Nga và nhóm tác giả đã đề xuất khung năng lực gồm 5 năng lực thành tố với 15 biểu hiện Nhóm tác giả đã phân tích từ năng lực thành tố nhằm làm rõ khái niệm, nguồn gốc vai trò của các năng lực thành tố Tương thích với cấu trúc bài học STEM gồm 5 hoạt động nhóm đã đề xuất ra các chỉ số hành vi cụ thể cho từng hoạt động và nhóm tác giả đã nhận định khung năng lực STEM sẽ là tiền đề xây dựng công cụ đánh giá kết quả học tập của HS theo định hướng giáo dục STEM, xây dựng KHBD STEM một cách thống nhất, đảm bảo yêu cầu cần đạt của chương trình giáo dục phổ thông

2018 (Nguyễn Thanh Nga và cộng sự, 2022)

Cùng với các nghiên cứu về giáo dục STEM, hiện nay cũng đã có nhiều đề tài được công bố với mục tiêu phát triển năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học cho học sinh Chẳng hạn, tác giả Mai Văn Hưng và cộng sự đã thiết kế và vận dụng bài tập tích hợp trong dạy học Sinh học 11 để phát triển NL vận dụng kiến thực liên môn vào thực tiễn (Mai Văn Hưng và cộng sự, 2021); Trong luận luận văn thạc sĩ “Thiết kế và

tổ chức bài dạy STEM trong chuyên đề ‘Công nghệ enzyme và ứng dụng’ - Sinh học 10” của tác giả Phạm Thị Hoài Phương cũng đã nghiên cứu đề xuất tổ chức hoạt động dạy học với một số chủ đề STEM trong chuyên đề Công nghệ enzyme và ứng dụng nhằm phát triển NL VDKTKNĐH cho HS (Phạm Thị Hoài Phương, 2024) Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, giáo dục STEM đã được định hướng

rõ ràng Ở cấp độ chương trình này, giáo dục STEM không chỉ tập trung vào việc đào tạo nguồn nhân lực cho các lĩnh vực STEM mà còn thể hiện một phương pháp giáo dục tích hợp Mục tiêu của nó là phát triển NL và phẩm chất của người học STEM là một trong những phương pháp dạy học tích cực, giúp HS áp dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn Qua đó, HS nhận thức được rằng các sự vật, hiện tượng và lĩnh vực khác nhau luôn có mối liên hệ và bổ trợ lẫn nhau, chứ không tồn tại độc lập

Dựa trên những cơ sở phân tích tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước

có liên quan đến đề tài, chúng tôi nhận thấy rằng nhiều công trình đã đề cập đến xu hương, vai trò và tầm quan trọng của giáo dục STEM, cũng như các phương pháp dạy học tích cực và việc xây dựng một số chủ đề STEM nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và phát triển NL cho HS Những nghiên cứu này là nguồn tài liệu tham khảo quan trọng để chúng tôi vận dụng và phát triển đề tài Tuy nhiên, chưa có công trình nào

đi sâu vào việc thiết kế và tổ chức bài học STEM nhằm phát triển NL VDKTKNĐH và nghiên cứu độc lập cho HS trong chủ đề “Sinh học VSV và virus” của môn Sinh học

10 theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 Do đó, đề tài này hướng tới việc nghiên cứu, thiết kế và triển khai các hoạt động dạy học tiếp cận STEM trong chủ đề trên, nhằm phát triển NL cho HS và góp phần nâng cao hiệu quả tổ chức dạy học STEM trong môn Sinh học nói riêng và trong trường THPT nói chung

5 Phạm vi nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

5.1 Phạm vi nghiên cứu

- Thời gian thực hiện: Từ tháng 01/2024 đến tháng 05/2024

- Nghiên cứu việc tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” trong môn Sinh học 10 tại trường THPT Lý Tự Trọng, THPT Thái Phiên, THPT Tiểu La, THPT Hùng Vương, THPT Nguyễn Thái Bình, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam

5.2 Đối tượng nghiên cứu

- Bài dạy STEM kĩ thuật chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” – Môn Sinh học

10

- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

Hệ thống hoá cơ sở lý luận về dạy học STEM; năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

Nghiên cứu thực trạng về việc tổ chức dạy học STEM; thực trạng của việc dạy học phát triển NL VDKTKN đã học ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam

Xác định tiêu chí và thiết kế công cụ đánh giá NL VDKTKN đã học của HS thông qua hoạt động dạy học bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học 10

Xác định các nguyên tắc, quy trình tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” trong môn Sinh học 10

Phân tích nội dung chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” trong môn Sinh học

10 làm cơ sở và định hướng cho quá trình nghiên cứu

Thiết kế các bài dạy STEM kĩ thuật phần “Sinh học vi sinh vật và virus” trong môn Sinh học 10 và công cụ đánh giá

Thực nghiệm sư phạm để bước đầu đánh giá tính khả thi và hiệu quả của bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” - Sinh học 10

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp phân tích, tổng hợp:

+ Nghiên cứu Chương trình GDPT 2018, các Chỉ thị, Công văn của Chính phủ

và Bộ Giáo dục và Đào tạo liên quan đến đề tài nghiên cứu

+ Nghiên cứu các công trình khoa học liên quan đến việc tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật

+ Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa môn Sinh học lớp 10

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

7.2.1 Phương pháp điều tra

- Phương pháp phỏng vấn: Phỏng vấn trực tiếp được sử dụng để phỏng vấn GV,

cán bộ quản lí và một số HS tham gia thực hiện dạy học bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học 10 tại các trường THPT Lý Tự Trọng, THPT Thái Phiên, THPT Tiểu

La, THPT Hùng Vương, THPT Nguyễn Thái Bình thuộc huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam

- Phương pháp điều tra bảng hỏi: Thiết kế các phiếu điều tra và tiến hành điều

tra về tình hình dạy học bài dạy STEM kĩ thuật tại các trường THPT Lý Tự Trọng, THPT Thái Phiên, THPT Tiểu La, THPT Hùng Vương, THPT Nguyễn Thái Bình thuộc huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam

7.2.2 Phương pháp chuyên gia

- Sử dụng phương pháp chuyên gia để trao đổi, xin ý kiến chuyên gia về sự phù hợp, tính hiệu quả của cấu trúc NL VDKTKN đã học và quy trình thiết kế, tổ chức các hoạt động dạy học STEM kĩ thuật chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” trong môn Sinh học 10 nhằm phát triển NL VDKTKN đã học của HS

8 Đóng góp mới của đề tài

- Thiết kế được bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” - Sinh học 10

- Đánh giá thực trạng dạy học môn Sinh học phổ thông dưới góc độ STEM tại một số trường trên địa bàn huyện Thăng Bình

9 Cấu trúc của đồ án

Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, đề tài “Tổ chức bài dạy stem kĩ

thuật trong chủ đề “sinh học vi sinh vật và virus” - Sinh học 10 theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học cho học sinh” gồm 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và cơ sở của đề tài

Chương 2 Thiết kế và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học vi sinh

vật và virus” - Sinh học 10

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

PHẦN 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở lí luận

1.1.1 Bài dạy STEM kĩ thuật

1.1.1.1 Khái niệm bài dạy STEM kĩ thuật

STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2013) Thuật ngữ này được dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như chính sách phát triển, nghề nghiệp, giáo dục,… Trong lĩnh vực giáo dục, nói đến STEM là muốn nhấn mạnh đến việc dạy học các môn học thuộc các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học và quan tâm đến việc tích hợp các môn học trên gắn với thực tiễn để nâng cao NL cho HS (Lê Huy Hoàng và cộng sự, 2021)

Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó HS sẽ áp dụng những kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu Từ đó phát triển các NL trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới (Nguyễn Thanh Hải, 2019)

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, Toán học vào giải quyết một

số vấn đề thực tiễn trong một bối cảnh thực tiễn

Giáo dục STEM có thể được hiểu theo 2 cách:

Thứ nhất, định hướng giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục bốn lĩnh vực: Khoa

học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học với mục tiêu hướng đến là chuẩn bị nguồn nhân lực cho tương lai đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan tới các lĩnh vực STEM, thông qua đó nâng cao được sự cạnh tranh của nền kinh tế

Thứ hai, phương pháp tiếp cận liên môn trong dạy học với mục tiêu: nâng cao

sự hứng thú của HS khi tham gia học tập các môn học STEM; vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; kết nối giữa trường học với cộng đồng; định hướng hành động và trải nghiệm trong học tập; thực hiện mục tiêu chương trình giáo dục 2018, hình thành và phát triển phẩm chất và NL cho HS

Bài dạy STEM là quá trình dạy và học mà HS là người chủ động thực hiện các hoạt động học tập dưới sự hỗ trợ của GV trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết một vấn đề thực tiễn dựa trên cơ sở vận dung các kiễn thức, kĩ năng trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật, toán học thông qua đó hình thành và phát triển phẩm chất năng lực (Lê Huy Hoàng và cộng sự, 2021) Căn cứ vào cơ sở lý thuyết

áp dụng để xây dựng, bài dạy STEM được chia thành 2 loại: bài dạy STEM khoa học

và bài dạy STEM kĩ thuật

Bản chất của bài dạy STEM kĩ thuật là bài dạy được xây dựng dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật, tập trung vào việc nhận diện các vấn đề thực tiễn, phân tích và đề xuất giải pháp thông qua việc áp dụng các nguyên lý khoa học, toán học và công nghệ hiện có

Loại bài dạy này thường được áp dụng trong các môn học thuộc lĩnh vực STEM, với mục tiêu kết hợp giữa việc khám phá các nguyên lý khoa học và vận dụng chúng vào thiết kế, chế tạo sản phẩm nhằm giải quyết vấn đề thực tế hoặc đáp ứng nhu cầu

sử dụng của con người Để đạt được mục tiêu này, HS không chỉ cần tư duy sáng tạo

và khả năng giải quyết vấn đề mà còn phải phát triển năng lực khoa học để nắm vững kiến thức, cũng như năng lực kĩ thuật và công nghệ, bao gồm thiết kế sản phẩm, lựa chọn và gia công vật liệu, lập trình, lắp ráp mạch điện tự động, in 3D, và ứng dụng công nghệ IoT và Robotics

1.1.1.2 Cấu trúc bài dạy STEM kĩ thuật

Cấu trúc bài dạy STEM kĩ thuật bao gồm 8 bước, được tổ chức thành 5 HĐ chính Các giai đoạn này bao gồm: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp; lựa chọn phương án thiết kế; chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá; cuối cùng là chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2020)

Quá trình thực hiện bài dạy STEM kĩ thuật thường kết hợp giữa các HĐ trong lớp học và ngoài giờ học Tại lớp, dưới sự hướng dẫn và giám sát của GV, HS thực hiện các bước như xác định vấn đề, lựa chọn giải pháp và thảo luận, chia sẻ Các HĐ khác như nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thường được thực hiện tại phòng bộ môn, phòng thực hành, câu lạc bộ hoặc tại các cơ sở giáo dục và địa điểm trải nghiệm kĩ thuật, công nghệ ngoài nhà trường

1.1.1.3 Vai trò, ý nghĩa của bài dạy STEM kĩ thuật

Việc tích hợp các bài giảng STEM kĩ thuật vào trường học mang lại nhiều giá trị thiết thực, góp phần thúc đẩy đổi mới giáo dục phổ thông Cụ thể:

- Phát triển giáo dục toàn diện: Giáo dục STEM không chỉ chú trong đến các môn Toán, Khoa học mà còn tập trung vào giáo dục Công nghệ, Kĩ thuật, vì vậy, cần phải có sự đầu tư đồng bộ về đội ngũ GV, nội dung chương trình cũng như cơ sở vật chất

- Tăng cường hứng thú học tập: Trong các dự án giáo dục STEM, HS có cơ hội

sử dụng kiến thức liên môn vào giải quyết vấn đề trong thực tiễn, thông qua đó một lần nữa HS hiểu rõ về kiến thức cũng như có sự đam mê, yêu thích trong hoạt động học tập

- Phát triển năng lực và phẩm chất học sinh: Qua các hoạt động STEM, HS có

cơ hội rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, tư duy sáng tạo và tiếp cận với phương pháp nghiên cứu khoa học Từ những kĩ năng này, các năng lực và phẩm chất cốt lõi của

HS cũng được phát triển

- Gắn kết trường học với cộng đồng: Để thực hiện hiệu quả giáo dục STEM, các trường thường liên kết với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học hoặc tổ chức địa phương Sự hợp tác này tận dụng được nguồn lực về nhân lực và cơ sở vật chất, đồng thời giải quyết các vấn đề đặc thù của địa phương

- Định hướng nghề nghiệp và phân luồng học sinh: Giáo dục STEM giúp HS khám phá sở thích, khả năng của bản thân trong các lĩnh vực STEM Nhờ đó, các em

sẽ có định hướng rõ ràng hơn về nghề nghiệp, phù hợp với nhu cầu nhân lực trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghệ 4.0

- Việc triển khai STEM trong giáo dục không chỉ đáp ứng nhu cầu đổi mới mà còn góp phần xây dựng thế hệ HS năng động, sáng tạo và giàu tiềm năng cho tương lai (Nguyễn Thanh Hải, 2019)

1.1.1.4 Những ưu điểm và hạn chế của bài dạy STEM kĩ thuật

Trong các bài dạy STEM kĩ thuật, HS không chỉ tiếp thu kiến thức lý thuyết mà còn được thực hành và ứng dụng các nguyên lý kĩ thuật để giải quyết các vấn đề thực

tế Những ưu điểm nổi bật như:

- Tích hợp kiến thức đa lĩnh vực: Bài dạy STEM kĩ thuật đòi hỏi HS kết hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực như Kĩ thuật, Khoa học, Công nghệ và Toán học Từ đó, các em có thể thiết kế và thực hiện các sản phẩm hoặc giải pháp kĩ thuật mang tính ứng dụng cao

- Phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề: HS thường xuyên đối mặt với các tình huống thực tế hoặc thử thách kĩ thuật trong bài học Để xử lý, các em cần sử dụng tư duy logic, kĩ năng thực hành và khả năng phân tích, đánh giá để tìm ra giải pháp tối

ưu nhất

- Khuyến khích sự sáng tạo: Bài dạy STEM kĩ thuật nhấn mạnh vào tính sáng tạo trong quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm HS được khuyến khích thử nghiệm, khám phá và tạo ra những giải pháp độc đáo mà không bị giới hạn bởi các khuôn mẫu sẵn có

- Liên kết giữa lý thuyết và thực tiễn: Bài dạy STEM kĩ thuật giúp HS không chỉ hiểu rõ lý thuyết mà còn áp dụng hiệu quả vào thực tế thông qua các hoạt động như thiết kế hoặc chế tạo sản phẩm

Bài dạy STEM kĩ thuật mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho HS, tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số hạn chế như:

- Yêu cầu cao về cơ sở vật chất và trang thiết bị: Một trong những hạn chế lớn của bài dạy STEM kĩ thuật là đòi hỏi cao về cơ sở vật chất và trang thiết bị Để thực hiện các bài dạy STEM kĩ thuật, nhà trường cần đầu tư vào các phòng thí nghiệm, máy móc, công cụ và phần mềm cần thiết Tuy nhiên, ở nhiều trường học, đặc biệt là ở khu vực nông thôn, điều kiện cơ sở vật chất còn nhiều hạn chế, dẫn đến khó khăn trong việc triển khai các bài dạy STEM

- Đòi hỏi GV có trình độ chuyên môn cao: GV đóng vai trò quan trọng trong việc tổ chức và hướng dẫn các bài dạy STEM kĩ thuật Tuy nhiên, không phải GV nào cũng có đủ kiến thức và kĩ năng để thực hiện Việc đào tạo GV để họ có thể giảng dạy theo hướng STEM là một thách thức lớn Ngoài ra, GV cần phải có khả năng hướng dẫn HS trong các dự án liên môn, điều này đòi hỏi sự chuẩn bị kĩ lưỡng và kinh nghiệm giảng dạy thực tế

- Khó đánh giá kết quả học tập: Khác với các bài kiểm tra truyền thống, bài dạy STEM kĩ thuật thường tập trung vào quá trình thực hiện dự án và sản phẩm cuối cùng Điều này khiến việc đánh giá kết quả học tập của HS trở nên phức tạp hơn GV cần phải đánh giá không chỉ dựa trên kiến thức mà còn dựa trên kĩ năng thực hành, khả năng làm việc nhóm và mức độ sáng tạo của HS Việc này đòi hỏi tiêu chí đánh giá

rõ ràng và công bằng

- Thời gian chuẩn bị bài giảng dài: Để xây dựng một bài dạy STEM kĩ thuật hiệu quả, GV cần nhiều thời gian để chuẩn bị giáo án, thu thập tài liệu và chuẩn bị trang thiết bị Điều này có thể tạo áp lực lớn cho GV, đặc biệt khi họ phải giảng dạy nhiều lớp hoặc tham gia các hoạt động khác của trường

1.1.1.5 Quy trình xây dựng và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật ở trường THPT

Căn cứ theo Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH năm 2020 hướng dẫn về Xây dựng và thực hiện bài học STEM, quy trình xây dựng bài dạy STEM gồm các bước: Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học

Dựa trên chương trình môn học và các kiến thức liên quan, giáo viên xác định các hiện tượng, quá trình tự nhiên hoặc xã hội có liên quan đến nội dung đó Đồng thời, xem xét các ứng dụng công nghệ hoặc thiết bị kỹ thuật thực tế để lựa chọn chủ đề phù hợp cho bài học

Bước 2: Xác định vấn đề trọng tâm cần giải quyết

Giáo viên đề xuất một vấn đề thực tiễn phù hợp để học sinh tìm cách giải quyết Việc lựa chọn vấn đề cần đảm bảo giúp học sinh có cơ hội lĩnh hội những kiến thức,

kỹ năng trọng tâm theo chương trình học hoặc vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn để phát triển giải pháp

Bước 3: Xác định tiêu chí của sản phẩm/giải pháp

Thiết lập cụ thể các tiêu chí để đánh giá sản phẩm hoặc giải pháp Đây sẽ là cơ

sở để học sinh hình thành ý tưởng, đề xuất giả thuyết, thiết kế giải pháp và triển khai sản phẩm đáp ứng yêu cầu đặt ra

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

- Tiến trình dạy học cần được xây dựng dựa trên các phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực, trong đó các hoạt động học tập được lồng ghép theo quy trình kỹ thuật

- Mỗi hoạt động phải thể hiện rõ mục tiêu, nội dung, sản phẩm học tập dự kiến

và hình thức tổ chức cụ thể Hoạt động học có thể diễn ra trong lớp học, tại nhà hoặc trong cộng đồng

- Bài học cũng nên được tích hợp qua các công cụ học tập trực tuyến, giúp học sinh tự học, tìm kiếm thông tin và phát triển ý tưởng bên ngoài giờ học trên lớp

Về tiến trình của bài học STEM được thực hiện theo quy trình kĩ thuật, tuy nhiên các bước trong quy trình không nhất thiết phải tiến hành theo thứ tự cố định mà có thể diễn ra song song và hỗ trợ lẫn nhau Chẳng hạn, hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo sản phẩm có thể kết hợp với thử nghiệm và đánh giá Các bước trong quy trình có tính tương hỗ, vừa

là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện các bước khác

- Một bài học STEM thường được thiết kế thông qua 5 hoạt động dưới đây Trong đó, các hoạt động 4 và 5 được triển khai linh hoạt trong và ngoài lớp học tùy theo nội dung và mức độ kiến thức của từng bài học

- Mỗi hoạt động cần xác định rõ mục đích, nội dung, sản phẩm học tập dự kiến

và cách thức tổ chức hoạt động phù hợp

- Nội dung của hoạt động có thể được biên soạn dưới dạng các mục nhỏ, bao gồm thông tin, yêu cầu hoặc lệnh cụ thể để học sinh tìm tòi, nghiên cứu và giải quyết vấn đề Cách thức tổ chức hoạt động cần thể hiện phương pháp dạy học cụ thể, đảm bảo học sinh đạt được mục tiêu đề ra

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Giáo viên giao nhiệm vụ học tập có chứa vấn đề cụ thể cần giải quyết Nhiệm

vụ yêu cầu học sinh phải hoàn thành một sản phẩm hoặc tìm ra giải pháp dựa trên kiến thức mới trong bài học Các tiêu chí sản phẩm cần được xác định rõ ràng, buộc học sinh phải sử dụng kiến thức mới để thiết kế và giải thích giải pháp hoặc sản phẩm đề xuất

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

Học sinh được tổ chức tham gia các hoạt động học tập tích cực để tự tìm hiểu

và chiếm lĩnh kiến thức nền dưới sự hướng dẫn linh hoạt của giáo viên Giáo viên cần khuyến khích học sinh tự lực nghiên cứu, khám phá và vận dụng kiến thức để đề xuất

ý tưởng và thiết kế sản phẩm phù hợp với nhiệm vụ học tập

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Học sinh trình bày và bảo vệ bản thiết kế cùng phần thuyết minh, trong đó sử dụng kiến thức mới học kết hợp với kiến thức đã có Giáo viên tổ chức góp ý, đánh giá, chỉnh sửa và xác nhận các thiết kế, giúp học sinh hoàn thiện sản phẩm trước khi tiến hành chế tạo và thử nghiệm

Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm, thử nghiệm và đánh giá

Học sinh tiến hành chế tạo sản phẩm dựa trên bản thiết kế đã được chỉnh sửa Trong quá trình chế tạo, học sinh đồng thời thử nghiệm và đánh giá để điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế nhằm đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của sản phẩm

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận và hoàn thiện

Học sinh trình bày sản phẩm hoặc giải pháp đã hoàn thành, tham gia thảo luận

và trao đổi ý kiến với bạn bè và giáo viên Dựa trên các phản hồi nhận được, học sinh tiếp tục điều chỉnh, cải tiến sản phẩm để hoàn thiện tốt hơn

1.1.2 Năng lực sinh học và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

1.1.2.1 Năng lực sinh học

Theo hướng dẫn của Bộ Giáo dục cho môn Sinh học cấp Trung học Phổ thông, năng lực (NL) sinh học bao gồm các thành phần cơ bản sau (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018)

- Giải thích mối quan hệ giữa sự vật và hiện tượng (nguyên nhân - kết quả, cấu tạo - chức năng, ) Đưa ra nhận định có tính phê phán liên quan đến chủ đề trong thảo luận

- Sử dụng được thuật ngữ khoa học và lập dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học

- Thực hiện kế hoạch: thu thập dữ liệu, đánh giá kết quả, so sánh với giả thuyết, rút ra kết luận và điều chỉnh nếu cần, đề xuất ý kiến khuyến nghị

- Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: sử dụng ngôn ngữ, sơ đồ, biểu đồ để trình bày kết quả nghiên cứu, hợp tác và thảo luận với đối tác, bảo vệ kết quả nghiên cứu

Vận dụng kiến

thức, kỹ năng đã

học

- Giải thích thực tiễn: giải thích, đánh giá hiện tượng tự nhiên

và đời sống, tác động đến phát triển bền vững, đánh giá hình công nghệ ở mức độ phù hợp

- Có hành vi, thái độ thích hợp: đề xuất, thực hiện các giải pháp bảo vệ sức khỏe bản thân, cộng đồng, bảo vệ thiên nhiên, môi trường và thích ứng với biến đổi khí hậu

NL Sinh học không chỉ giúp học sinh khám phá và hiểu rõ hơn về thế giới sống

mà còn rèn luyện những kỹ năng thiết yếu để ứng dụng vào các lĩnh vực quan trọng như y học, bảo vệ môi trường, và công nghệ sinh học Việc phát triển toàn diện năng lực này giúp học sinh không chỉ nắm vững kiến thức khoa học mà còn hình thành ý thức trách nhiệm đối với môi trường và xã hội

1.1.2.2 Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

Theo Từ điển Tiếng Việt, vận dụng là đem tri thức vận dụng vào thực tiễn Vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn là quá trình đem tri thức áp dụng vào những hoạt động của con người nhằm tạo ra những điều kiện cần thiết cho sự tổn tại và phát triển của xã hội, đây là mục tiêu hướng tới của quá trình dạy học

Trong chương trình GDPT 2018, NL VDKTKNĐH là một trong ba năng lực đặc thù của môn Sinh học NL này thể hiện ở khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ

năng đã học để giải thích các hiện tượng sinh học trong đời sống, đồng thời hình thành hành vi và thái độ đúng đắn trong việc bảo vệ sức khỏe cá nhân, cộng đồng và môi trường

Tác giả Phạm Thị Hoài Phương đã xác định cấu trúc của NL này gồm có 5

NL thành phần và 21 chỉ số xác định NL được thể hiện như bảng 1.2

- Xác định và vận dụng các kiến thức liên quan đến vấn

- Đề xuất được quy trình kĩ thuật giải quyết vấn đề

- Xác định được các điều kiện để thực hiện quy trình

- Thực hiện được các hoạt động giải quyết vấn đề

- Tiến hành các thao tác kĩ thuật theo đúng quy trình; sử dụng hợp lí, khéo léo cơ sở vật chất, nguyên vật liệu phù hợp với điều kiện thực tiễn

- Thử nghiệm, đánh giá và điều chỉnh giải pháp nếu cần

- Tổng kết, đánh giá, kết luận được vấn đề

- Vận dụng được kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn khác trong cuộc sống

- Có khả năng sáng tạo và đề xuất các ý tưởng mới về vấn

đề đó hoặc các vấn đề thực tiễn khác liên quan

- Rút ra những kết luận có giá trị từ kết quả nghiên cứu

và đề xuất các hướng phát triển tiếp theo

1.1.3 Vai trò của bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học

Khi áp dụng STEM vào môn Sinh học, GV không chỉ cung cấp cho HS kiến thức lý thuyết mà còn tạo điều kiện để các em vận dụng kiến thức đó vào thực tế, giải quyết các vấn đề sinh học một cách sáng tạo thông qua các hoạt động học tập tích cực như:

- Tạo cơ hội cho HS áp dụng kiến thức Sinh học vào việc giải quyết các vấn đề thực tế như bảo vệ môi trường, chăm sóc sức khỏe, hoặc sản xuất nông nghiệp bền vững Qua đó, HS không chỉ nắm vững kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành như phân tích, thiết kế và đánh giá giải pháp

- HS được khuyến khích sử dụng các kỹ năng đã học, chẳng hạn như kỹ năng quan sát, thu thập và xử lý dữ liệu Sinh học để đưa ra những quyết định đúng đắn khi đối mặt với các tình huống thực tế, như đánh giá mức độ ô nhiễm hay thiết kế các mô hình sinh thái

- Thông qua các dự án STEM liên quan đến Sinh học, HS học cách kết hợp kiến thức liên môn, từ việc sử dụng công nghệ để đo lường các chỉ số sinh thái, đến ứng dụng Toán học trong phân tích dữ liệu sinh học Điều này giúp HS phát triển khả năng nhìn nhận vấn đề một cách tổng thể và tìm ra các giải pháp toàn diện hơn

- Các hoạt động STEM trong Sinh học cũng khuyến khích HS sáng tạo và thử nghiệm các phương pháp mới, như tạo ra sản phẩm hữu ích từ tài nguyên tự nhiên hoặc nghiên cứu cách cải thiện môi trường sống

Bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học không chỉ giúp HS phát triển năng lực vận dụng kiến thức một cách hiệu quả mà còn xây dựng tinh thần trách nhiệm và

ý thức bảo vệ môi trường, đóng góp tích cực vào sự phát triển bền vững của xã hội

1.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.2.1 Mục đích khảo sát

- Phân tích được thực trạng tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật theo hướng phát triển

NL VDKTKNĐH cho học sinh Trung học phổ thông trên địa bàn huyện Thăng Bình

- Đánh giá thực trạng việc học chủ đề “Sinh học VSV và virus” hiện nay của HS

1.2.2 Nội dung khảo sát

- Đối với GV: Tìm hiểu thực trạng áp dụng bài dạy STEM kĩ thuật vào dạy học tại 5 trường THPT trên địa bàn huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam; điều tra thực trạng tổ chức dạy học Sinh học theo hướng tiếp cận STEM nhằm phát triển NL VDKTKNĐH cho HS

- Đối với HS: Tìm hiểu thực trạng việc học chủ đề “Sinh học VSV và virus” hiện nay

1.2.3 Đối tượng khảo sát

- Khảo sát 33 GV của các trường THPT trên địa bàn huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam và 79 HS trường THPT Lý Tự Trọng, huyện Thăng bình, tỉnh Quảng Nam Số liệu cụ thể như sau:

Bảng 1.3 Danh sách số lượng GV tham gia khảo sát

- Phỏng vấn trực tiếp GV và HS để bổ sung thêm thông tin

- Kết quả khảo sát được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel

1.2.5 Kết quả khảo sát

1.2.5.1 Đối với giáo viên

Khi tiến hành khảo sát 33 GV thuộc các trường THPT trên địa bàn huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam, chúng tôi thu được các kết quả như sau:

* Trình độ chuyên môn: Đa số các GV được khảo sát đều được đào tạo chính

quy ở trình độ Đại học, trong đó có 03 GV trình độ Thạc sĩ Tất cả các GV đều đang

giảng dạy tại các trường THPT trên địa bàn huyện Thăng bình, đúng chuyên môn, nhiệt tình với công việc, nhiều GV đạt danh hiệu GV dạy giỏi cấp tỉnh

* Việc tiếp cận và vận dụng bài dạy STEM kĩ thuật trong dạy học của GV:

- Phương thức tiếp cận mô hình dạy học STEM kĩ thuật của GV:

Kết quả khảo sát cho thấy, 100% GV đã từng nghe về giáo dục STEM, nhưng chỉ có 9/33 GV (chiếm tỉ lệ 27,3%) được tham gia khoá đào tạo hoặc bồi dưỡng về giáo dục STEM

Nguồn thông tin tiếp cận bài dạy STEM kĩ thuật được thể hiện qua bảng 1.4 và hình 1.1

Bảng 1.4 Kết quả điều tra nguồn thông tin tiếp cận bài dạy STEM kĩ thuật

Các buổi tập huấn, hoạt động ngoại khoá, sinh hoạt cụm

Hình 1.1 Biểu đồ kết quả điều tra nguồn thông tin tiếp cận bài dạy STEM kĩ thuật

Qua bảng 1.4 và hình 1.1 cho thấy, đa số nguồn thông tiếp tiếp cận bài dạy STEM

kĩ thuật của GV đến từ các phương tiện truyền thông 57,6%, trong khi chỉ có 39,4% nhận thông tin thông qua các buổi tập huấn, hoạt động ngoại khoá, sinh hoạt cụm chuyên môn và 24,2% GV tự tìm hiểu Điều này cho thấy việc tiếp cận thông tin về

39.4

57.6

24.2

6 0

Các buổi tập huấn, hoạt

động ngoại khoá, sinh

hoạt cụm chuyên môn

Các phương tiện truyền thông

bài dạy STEM kĩ thuật vẫn còn hạn chế, ảnh hưởng đến tổ chức bài dạy STEM trong môn Sinh học

Bảng 1.5 Mức độ tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học

phiếu khảo sát

Tổng số phiếu trả lời Tỉ lệ phần trăm (%)

Đã tham gia với

Hình 1.2 Biểu đồ mức độ tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học

Qua bảng 1.5 và hình 1.2 cho thấy, chỉ có 18,2% GV đã trực tiếp tổ chức dạy học STEM, có 24,2% GV tham gia với tư cách hỗ trợ nhưng chưa tự thực hiện, có đến 56,6% GV chưa từng tham gia Kết quả này cho thấy, việc dạy học STEM chưa được thực hiện rộng rãi trong nhóm GV khảo sát, số GV chưa áp dụng mô hình dạy học STEM trong dạy học môn Sinh học còn khá cao, chiếm 56,6%

- Kết quả khảo sát về những khó khăn khi GV tiến hành bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học được thể hiện qua bảng 1.6 và hình 1.3

57.6 24.2

18.2

tư cách hỗ trợ

Đã trực tiếp tổ chức

Bảng 1.6 Kết quả điều tra các khó khăn trong việc dạy bài dạy STEM kĩ thuật

Khó khăn

Mức độ khó khăn Không gặp

khó khăn

Ít gặp khó khăn Khó khăn Rất khó khăn

SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ

Sĩ số lớp học quá đông 10 30,31 9 27,27 8 24,24 6 18,18 Đội ngũ GV chưa được đào tạo

đầy đủ 5 15,15 6 18,18 13 39,39 9 27,27 Thời gian hạn chế để chuẩn bị

bài dạy STEM kĩ thuật 11 33,33 14 42,42 3 9,09 5 15,15 Thiếu nguồn tài nguyên và cơ sở

vật chất 5 15,15 8 24,24 13 39,39 7 21,21 Khó khăn trong việc tích hợp

STEM vào chương trình hiện tại 6 18,18 9 27,27 10 30,31 8 24,24 Thiếu sự hỗ trợ từ ban lãnh đạo

và đồng nghiệp 11 33,33 10 30,31 7 21,21 5 15,15 Thiếu sự quan tâm từ phụ

huynh, nhà trường với STEM 7 21,21 5 15,15 11 33,33 10 30,31

HS không hứng thú với STEM 13 39,39 10 30,31 5 15,15 5 15,15 Thiếu kinh phí triển khai 2 6,06 5 15,15 12 36,36 14 42,42 Thiếu kinh nghiệm tổ chức 4 12,12 2 6,06 15 45,45 12 36,36

Hình 1.3 Biểu đồ kết quả điều tra các khó khăn trong việc dạy bài dạy STEM kĩ thuật

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%100%

Sĩ số lớp học quá đông Đội ngũ GV chưa được đào tạo đầy đủ Thời gian hạn chế để chuẩn bị bài dạy STEM kĩ …

Thiếu nguồn tài nguyên và cơ sở vật chất Khó khăn trong việc tích hợp STEM vào chương …

Thiếu sự hỗ trợ từ ban lãnh đạo và đồng nghiệp

Thiếu sự quan tâm từ phụ huynh, nhà trường với …

HS không hứng thú với STEM Thiếu kinh phí triển khai Thiếu kinh nghiệm tổ chức

Qua bảng 1.6 và hình 1.3 cho thấy, khó khăn lớn nhất là kinh nghiệm tổ chức 81,81% và kinh phí triển khai 78,78% Bên cạnh đó, GV còn gặp một số khó khăn khác trong việc trình tổ chức hoạt động dạy học theo mô hình dạy học STEM là

sự quan tâm, hỗ trợ từ phía phụ huynh HS và nhà trường, thiếu nguồn tài nguyên cơ

sở vật chất… Điều này chỉ ra rằng các trường cần được hỗ trợ thêm về kinh phí triển khai dạy học STEM, tổ chức các lớp bồi dưỡng đào tạo chuyên môn để giúp GV

áp dụng bài dạy STEM kĩ thuật một cách hiệu quả hơn; GV chủ động tăng cường hợp tác với phụ huynh và các bên liên quan trong hoạt động giáo dục nói chung và trong hoạt động dạy học theo mô hình STEM nói riêng

Hình 1.4 Biểu đồ đánh giá các mong muốn của GV khi tổ chức bài dạy STEM kĩ

thuật trong môn Sinh học 10

Qua việc tổng hợp kết quả khảo sát, chúng tôi nhận thấy rằng, hầu hết GV đều cho rằng bài dạy STEM kĩ thuật giúp HS bồi dưỡng NL VDKTKNĐH Song, việc tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật còn gặp nhiều khó khăn Khi tiến hành điều tra về những khó khăn mà GV gặp phải khi tổ chức các bài dạy STEM kĩ thuật nhằm phát triển NL VDKTKNĐH của HS thì có thể nói khó khăn lớn nhất của các thầy cô là đã nghe về STEM nhưng việc trang bị các kiến thức liên quan đến việc tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật theo hướng phát triển NL VDKTKNĐH cho HS còn nhiều hạn chế Một số mong muốn của GV để có thể tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật hiệu quả, trong

đó nhu cầu cao nhất là được cung cấp các kế hoạch bài dạy STEM kĩ thuật chiếm tỉ

lệ cao nhất, ngoài ra còn một số mong muốn khác như:

- Tập huấn nâng cao kĩ năng và phương pháp dạy học STEM;

- Cung cấp đầy đủ phương tiện, thiết bị dạy học, công cụ và thiết bị cần thiết;

- Tạo cơ hội để thầy cô kết nối và chia sẻ kinh nghiệm với các đồng nghiệp, chuyên gia và cộng đồng giáo dục STEM

1.2.5.2 Đối với học sinh

Kết quả khảo sát về hoạt động học tập của HS khi tham gia học chủ đề “Sinh học VSV và virus” , kết quả được trình bày qua bảng 1.7 và hình 1.5

Bảng 1.7 Kết quả điều tra các hoạt động học tập trong chủ đề

Bảng 1.8 Kết quả điều tra các NL, kĩ năng HS hình thành và phát triển được sau khi

học chủ đề “Sinh vật VSV và virus”

Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 25 33,33

Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học 24 32

Hình 1.6 Biểu đồ kết quả điều tra các NL, kĩ năng HS hình thành và phát triển được

sau khi học chủ đề “Sinh học VSV và virus”

Qua bảng 1.8 và hình 1.6 cho thấy, sau khi học xong chủ đề, HS phát triển mạnh nhất về NL giao tiếp và hợp tác, NL tự chủ và tự học Tuy nhiên, một số NL như NL giải quyết vấn đề và sáng tạo; NL VDKTKNĐH hay kĩ năng thực hành thí nghiệm vẫn cần được tăng cường hơn nữa thông qua các hoạt động học tập

Khi tiến hành khảo sát về những mong muốn của HS khi tham gia học chủ đề

“Sinh học VSV và virus” theo hướng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để thiết kế

và chế tạo ra sản phẩm ứng dụng, kết quả được thể hiện qua bảng 1.9

Bảng 1.9 Kết quả điều tra mong muốn học chủ đề “Sinh học VSV và virus” theo

kĩ năng đã học

Kĩ năng thực hành thí nghiệm Kĩ năng tư duy

1.3 Tiểu kết chương 1

Trong chương 1 của đề án đã giải quyết các vấn đề sau:

- Phần cơ sở lý luận đã khái quát được các khái niệm về STEM, giáo dục STEM, bài dạy STEM, bài dạy STEM kĩ thuật; vai trò ý nghĩa và ưu khuyết điểm của bài dạy STEM kĩ thuật, quy trình xây dựng và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật Đồng thời khái quát được khái niệm năng lực sinh học, năng lực vận dụng kiến thức kĩ năng đã học; Vai trò của bài dạy STEM kĩ thuật trong môn Sinh học theo hướng vận dụng kiến thức kĩ năng đã học

- Phần thực trạng dạy học bài dạy STEM kĩ thuật tại một số trường THPT ở huyện Thăng Bình cho thấy, dù GV đã nhận thức được tầm quan trọng của STEM nhưng việc trải khai còn nhiều hạn chế Đặc biệt, vấn đề về việc tích hợp STEM vào chương trình giảng dạy và cơ sở vật chất là những rào cản lớn Cùng với đó, việc áp dụng bài dạy STEM kĩ thuật vào chủ đề “Sinh học VSV và virus” cũng đang gặp khó khăng trong việc triển khai do thiếu kinh nghiệm, tài liệu hỗ trợ và kinh phí Tuy nhiên, để tổ chức hiệu quả bài dạy STEM kĩ thuật theo hướng phát triển NL VDKTKNĐH cho HS cần có sự đầu tư mạnh mẽ vào cơ sở vật chất, tài liệu giảng dạy

và PP tổ chức dạy học Do đó, việc nghiên cứu đề tài nhằm trang bị kiến thức, kĩ năng thiết kế và tổ chức bài dạy STEM kĩ thuật trong chủ đề “Sinh học VSV và virus” trong môn Sinh học 10 theo hướng phát triển NL VDKTKNĐH cho HS là rất cần thiết

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC BÀI DẠY STEM KĨ THUẬT TRONG CHỦ ĐỀ “SINH HỌC VI SINH VẬT VÀ VIRUS” – SINH HỌC 10 2.1 Phân tích cấu trúc, nội dung chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” – Sinh học

10

2.1.1 Logic nội dung chủ đề “ Sinh học vi sinh vật và virus” – Sinh học 10

Chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus” trong chương trình giáo dục phổ thông

2018 môn Sinh học lớp 10 bao gồm các nội dung liên quan đến các quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng ở VSV, sự sinh sản, sinh trưởng của VSV, một số bệnh

do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus Đây là những kiến thức có nội dung chuyên sâu, cho phép HS vận dụng và mở rộng kiến thức về VSV và virus đã được học trong chương trình cốt lõi Đồng thời, chủ đề này tạo nền tảng vững chắc cho việc nghiên cứu về vai trò, ứng dụng và tiềm năng phát triển của VSV và virus trong các lĩnh vực khác nhau

Chủ đề được biên soạn nhằm phát triển khả năng tư duy sáng tạo của học sinh một cách có hệ thống Mỗi nội dung trong chủ đề được xây dựng với các hoạt động học tập đa dạng, giúp học sinh tiếp cận kiến thức và kỹ năng theo các hướng tiếp cận:

- Từ lý thuyết cơ bản đến ứng dụng thực tế: HS được tiếp cận từ các khái niệm

cơ bản về VSV và virus, bao gồm cấu trúc, chức năng và cơ chế hoạt động Sau đó, các em sẽ khám phá các ứng dụng thực tế như sản xuất kháng sinh, vaccine, và xử lý môi trường Điều này tạo nền tảng để hiểu sâu hơn về vai trò của VSV và virus trong các lĩnh vực y học, công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường

- Từ nguồn gốc VSV đến sự đa dạng sinh học: Nội dung xây dựng theo mạch từ việc nhận biết các loại VSV tự nhiên như vi khuẩn, nấm, tảo, và virus đến khám phá

sự đa dạng và vai trò của chúng trong các hệ sinh thái HS sẽ hiểu được mối quan hệ giữa VSV và môi trường cũng như vai trò của chúng trong các chu trình sinh địa hoá

- Phát triển từ các hoạt động tự nhiên đến công nghệ hiện đại: Sau khi nghiên cứu cách VSV và virus tồn tại và phát triển trong tự nhiên, HS sẽ tìm hiểu cách con người ứng dụng chúng trong công nghệ hiện đại Điều này bao gồm các kĩ thuật nhân giống VSV, sản xuất sinh khối, công nghệ virus tái tổ hợp, và ứng dụng VSV trong công nghệ gen Qua đó, HS nhận thấy sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và CNSH

- Từ ứng dụng cụ thể đến triển vọng trong tương lai: Sau khi HS nắm vững kiến thức về vai trò và ứng dụng của VSV và virus trong các lĩnh vực như công nghệ thực phẩm (sản xuất kimchi, sữa chua, nước mắm, xì dầu), y học (sản xuất thuốc, điều trị bệnh), nông nghiệp (phân bón sinh học, kiểm soát dịch bệnh), và công nghệ môi trường (xử lý chất thải), nội dung tiếp theo sẽ hướng các em đến việc phân tích triển vọng phát triển trong tương lai Các em sẽ được thảo luận về tiềm năng tạo ra các loại

VSV biến đổi gen với các đặc tính ưu việt, cũng như việc phát triển các loại vaccine mới và các phương pháp điều trị tiên tiến nhờ công nghệ virus tái tổ hợp

Cách triển khai này không chỉ giúp HS nắm vững kiến thức mà còn mở rộng tầm nhìn về vai trò của VSV và virus trong đời sống, công nghệ, và tương lai, từ đó phát triển tư duy khoa học, sáng tạo và ý thức trách nhiệm với cộng đồng Có thể hình dung logic nội dung chủ đề “Sinh học VSV và virus” như sau:

Hình 2.1 Sơ đồ phân tích nội dung chủ đề “Sinh học VSV và virus”

2.1.2 Hệ thống yêu cầu cần đạt chủ đề “Sinh học vi sinh vật và virus”

Yêu cầu cần đạt về NL sinh học của HS sau khi học chủ đề “Sinh học vi sinh vật

và virus” như sau:

Bảng 2.1 Yêu cầu cần đạt của chủ đề “Sinh học VSV và virus”

NL nhận thức sinh

học

- Nêu được khái niệm VSV Kể tên được các nhóm VSV

- Phân biệt được các kiểu dinh dưỡng ở VSV

Quá trình phân giải

Sinh trưởng và sinh sản ở VSV

Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật

Vi sinh vật Sinh sản ở vi sinh vật

Đối với tự nhiên Vai trò

Đối với con người

Vai trò và ứng

Cấu tạo Trong chế biến thực phẩm

Vaccin e