Vận dụng phương pháp STEM trong dạy học

Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến - Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy họcSTEM và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEMnhằm phát triể

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN

1 Tên sáng kiến: Vận dụng dạy học môn sinh học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM.

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Sinh học.

3 Tác giả:

Họ và tên: BÙI THỊ LAN; Giới tính: Nữ

Ngày/ tháng/ năm sinh:

Trình độ chuyên môn: Thạc sĩ sinh học

Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác:

4 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến:

5 Đơn vị áp dụng sáng kiến lần đầu:

6 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:

- Sĩ số HS: theo chuẩn của Bộ giáo dục – Đào tạo

- Máy tính, máy in màu, máy chiếu và các phương tiện khác

7 Thời gian áp dụng sáng kiến lần đầu: tháng 9/2016.

TÓM TẮT SÁNG KIẾN

1 Hoàn cảnh nảy sinh sáng kiến

- Nền kinh tế thịnh vượng của thế kỉ XXI sẽ dựa trên nền tảng của Khoahọc (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Toán học(Math) Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho HSnhững kĩ năng và kiến thức toàn cầu để đáp ứng nhu cầu hội nhập ngày càngcao Sự tách rời các môn học này đã tạo ra khoảng cách lớn giữa học và làm,giữa nhà trường (nơi đào tạo nguồn nhân lực) và các doanh nghiệp (nơi sử dụngnguồn nhân lực) HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ mất mộtkhoảng thời gian dài để hiểu các cơ sở lý thuyết, nguyên lý, rồi chuyển chúngthành các ứng dụng thực tế trong khi kiến thức đã bị mài mòn

- Yêu cầu của việc dạy - học đang được đặt ra khá cấp bách Đó là: Đổi mớiphương pháp, hình thức tổ chức dạy - học nhằm phát huy tính tích cực, chủđộng, sáng tạo của HS Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt chú trọng rènluyện tư duy, kĩ năng sống cho HS, tăng cường các hoạt động trải nghiệm sángtạo Tích hợp liên môn trong dạy - học nhằm vận dụng kiến thức để giải quyếtcác tình huống thực tiễn

- Giáo dục STEM là hình thức giáo dục tích hợp giữa các môn Khoa học –Công nghệ - Kĩ thuật – Toán với phương pháp “học qua hành” đã đáp ứng đượcyêu cầu của việc dạy học trong thời kì mới

2 Điều kiện, thời gian, đối tượng áp dụng sáng kiến

2.1 Điều kiện:

- Sĩ số HS: theo chuẩn của Bộ giáo dục và đào tạo (35 – 40 HS/ lớp)

- Cơ sở vật chất tối thiểu: Máy tính, máy chiếu và các phương tiện, thiết bịkhác phù hợp với nội dung bài học

2.2 Thời gian áp dụng sáng kiến:

- Sáng kiến được áp dụng lần đầu vào tháng 9 năm 2016.

2.3 Đối tượng áp dụng sáng kiến: HS THPT, GV giảng dạy các môn Sinh

3 Nội dung sáng kiến

3.1 Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến

- Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy họcSTEM và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEMnhằm phát triển năng lực tư duy, sáng tạo của HS; gắn liền kiến thức lí thuyếtvới các vấn đề thực tiễn

Sáng kiến góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra đánh giá; từng bước hoàn thành chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 -2020

-3.2 Khả năng áp dụng của sáng kiến

- Sáng kiến có thể được áp dụng rộng rãi với mọi đối tượng HS THPT

- Sáng kiến có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho GV và HStham gia các dự án dạy học liên môn và dạy học theo định hướng STEM

- Sáng kiến là cơ sở giúp HS yêu thích các môn khoa học và định hướnghọc sinh cách nghiên cứu khoa học

3.3 Lợi ích thiết thực của sáng kiến

Sáng kiến có tính khoa học và thực tiễn cao

* Ý nghĩa khoa học:

Sáng kiến được thực hiện nhằm nâng cao nghệ thuật dạy học, cũng nhưphát huy tính sáng tạo trong việc dạy và học; đưa việc học gắn liền với thực tiễn

* Ý nghĩa thực tiễn:

Góp phần nâng cao chất lượng dạy học trong Nhà trường THPT nói chung

và môn Sinh học nói riêng Sáng kiến cũng góp phần phát huy tính chủ động,tích cực, sáng tạo trong học tập của người học, giúp HS vận dụng được kiếnthức liên môn trong việc giải quyết các tình huống thực tiễn Trên cơ sở đó, địnhhướng phát triển các năng lực cho HS

Sáng kiến cũng đã cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các môn học và giữacác môn học với ứng dụng cuộc sống

Sáng kiến còn khắc phục hiện tượng học tập thụ động nhàm chán ở cácmôn học, đưa ra một phương pháp dạy học tích cực mới - “học qua hành” (họcqua thực hành)

4 Kết quả đạt được của sáng kiến

Đa số HS hào hứng trong học tập, tích cực, chủ động và sáng tạo trong việcgiải quyết các tình huống của dự án Sản phẩm thu được từ HS trong quá trìnhhoạt động học tập là minh chứng thuyết phục cho kết quả đánh giá khả quan.Trên cơ sở học tập các dự án, HS đã tham gia vào nhiều hoạt động do Nhàtrường và Sở GD - ĐT phát động và được đánh giá khá cao

5 Những đề xuất để mở rộng sáng kiến

- Tích cực nghiên cứu các dự án dạy học tích hợp các môn khoa học Toánhọc, Vật lý, Sinh học, Hóa học, Công nghệ bằng các phương pháp dạy học theođịnh hướng STEM nhằm đem lại hiệu quả cao trong dạy học và đáp ứng mụctiêu giáo dục THPT giai đoạn 2011 - 2020

- Cần lưu ý phần thực hành cần song song hoặc được định hướng trước khitìm hiểu nội dung kiến thức nhằm kích thích khả năng tư duy, phát hiện kiếnthức ở người học

- Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học; bồi dưỡng độingũ cán bộ GV … đảm bảo nguồn lực để dễ dàng thực hiện dạy học theophương pháp STEM

- Các trường THPT cần tăng cường liên kết với các trường ĐH – CĐ hoặccác trung tâm nghiên cứu giúp quá trình thực hiện các dự án được dễ dàng

Mặt khác, yêu cầu của việc dạy - học đang được đặt ra khá cấp bách Đó là:Đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức dạy - học nhằm phát huy tính tích cực,chủ động, sáng tạo của HS Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt chú trọngrèn luyện tư duy, kĩ năng sống cho HS Tích hợp liên môn trong dạy - học nhằmvận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống thực tiễn.

Tháng 8/2016, Bộ GD - ĐT phối hợp với Hội đồng Anh, tổ chức tập huấnphương pháp dạy học STEM (dự án giáo dục STEM) Giáo dục STEM là hìnhthức giáo dục tích hợp giữa các môn Khoa học - Công nghệ - Kĩ thuật - Toánvới phương pháp “học qua hành” đã đáp ứng được yêu cầu của việc dạy họctrong thời kì mới

Sinh học là một môn khoa học thành phần của giáo dục STEM Các kiếnthức sinh học luôn gắn liền với các quy trình, kĩ thuật

Từ những nhận thức thức trên, tôi nảy sinh ý tưởng: Vận dụng dạy học môn sinh học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM.

1.2 Phạm vi và đối tượng áp dụng

- Đối tượng áp dụng chủ yếu: HS THPT

- Phạm vi áp dụng: Liên môn sinh học, hóa học, công nghệ

1.3 T ính mới, tính sáng tạo của sáng kiến

- Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy học STEM

và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEM nhằm pháttriển năng lực tư duy, sáng tạo của HS; gắn liền kiến thức lí thuyết với các vấn

đề thực tiễn

- Sáng kiến góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra - đánhgiá và nâng cao chất lượng giáo dục ở các trường THPT; từng bước hoàn thànhchiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 - 2020

1.4 Khả năng áp dụng của sáng kiến

- Sáng kiến có thể được áp dụng rộng rãi với mọi đối tượng HS THPT

- Sáng kiến có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho GV và HS thamgia các dự án dạy học đơn môn, liên môn và dạy học theo định hướng STEM

- Sáng kiến là cơ sở giúp HS yêu thích các môn khoa học và định hướng họcsinh cách nghiên cứu khoa học

1.5 Lợi ích thiết thực của sáng kiến

- Tính khoa học:

+ Sáng kiến vận dụng kĩ thuật dạy học theo định hướng STEM nhằm giúp

HS tự học, tự nghiên cứu trong học tập môn sinh học và các môn học khác.+ Sáng kiến là cơ sở đổi mới phương pháp và hình thức dạy học, chủ độngtrong nội dung, phương thức tổ chức dạy và học, đáp ứng được mục tiêu dạy họctrong giai đoạn hiện nay

2 Cơ sở lí luận của đề tài

2.1 STEM và mục tiêu của giáo dục STEM

- STEM được viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (Côngnghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học)

- Mục tiêu giáo dục STEM: Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bốicảnh Việt Nam, giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đãnêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm:

+ Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS:

Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Côngnghệ, Kĩ thuật và Toán học Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học,Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn Biết sử dụng, quản lí và truy cậpCông nghệ HS biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm

+ Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị

cho HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầucủa thế kỉ XXI Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ,

Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác đểthành công…

+ Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có

những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học caohơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS Từ đó, góp phần xâydựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động tronglĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước

2.2 Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM

Trong giáo dục hiện nay, bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học (gồm Sinhhọc, vật lí, hóa học), Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được xây dựng và giảngdạy một cách độc lập Việc dạy – học theo cách này vẫn giữ một vai trò quantrọng trong việc cung cấp những kiến thức cơ bản thuộc các lĩnh vực trên.Nhưng sự tách rời giữa các môn học đã tạo ra một khoảng cách lớn giữa học vàthực hành, giữa nhà trường và doanh nghiệp Bởi lẽ, mỗi môn học cung cấp một

mảng kiến thức rời rạc, nhưng cuộc sống thực tiễn thì lại không tồn tại độc lậpnhư các môn học trong nhà trường mà là những vấn đề mang tính phức hợp Saukhi học xong, HS cần có thời gian để thích nghi, để hiểu được làm thế nào để từ

cơ sở lí thuyết, nguyên lí, những kiến thức được học trong trường chuyển thànhcác ứng dụng thực tế Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với cácứng dụng và kĩ thuật cũng rất hạn chế bởi trong chính quá trình giảng dạy địnhhướng nội dung, HS không có điều kiện để thấy được những biểu hiện thực tiễncủa kiến thức trong cuộc sống…

Mối quan hệ giữa các thành tố trong STEM là các mối quan hệ “sử dụng”,

“thúc đẩy”, “dẫn đến”, “áp dụng” Các môn Khoa học sử dụng những kiếnthức có được từ sự phát triển của Công nghệ, Kĩ thuật để làm “mới mình” CònCông nghệ, Kĩ thuật là bộ môn áp dụng những thành quả của Khoa học vào đờisống Toán học là môn học rất cần thiết cho cả Khoa học và Công nghệ, Kĩthuật Những tiến bộ của Khoa học, Công nghệ sẽ kích thích những tiến bộ mớitrong Toán học… Từ đó, các lĩnh vực STEM đều thúc đẩy nhau phát triển vàhưởng lợi từ sự phát triển của nhau Mối liên kết giữa các lĩnh vực STEM phảnảnh những vấn đề cơ bản của cuộc sống là khám phá thế giới và cải tạo thế giới

Hình 1 Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học

Trong giáo dục, dạy học Khoa học là dạy về phương pháp khoa học về quátrình xây dựng giả thuyết và xác minh giả thuyết Dạy học Công nghệ và Kĩ

thuật là dạy về sự linh hoạt, sáng tạo và đổi mới Những thuộc tính này rất khó

để lượng hóa trong dạy học, nhưng lại là những điều rất cần thiết trong dạy - họcCông nghệ, Kĩ thuật

Ví dụ, khi dạy học về quá trình lên men rượu, lĩnh vực Hóa học khai thác công thức cấu tạo và tính chất của các chất tham gia và chất tạo thành Lĩnh vực sinh học, khai thác quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật trong những điều kiện khác nhau và lượng sản phẩm thu được trong các điều kiện đó… Công nghệ khai thác khía cạnh quy trình kĩ thuật lên men có hiệu quả cao

và mở rộng những ứng dụng của rượu trong đời sống Kĩ thuật tập trung khai thác các bước trong kĩ thuật lên men rượu đảm bảo đạt kết quả tốt Như vậy, các lĩnh vực Khoa học giải thích cơ sở khoa học và nguyên lí, điều kiện của quá trình lên men rượu Trong khi đó, Công nghệ và Kĩ thuật hướng dẫn thực hiện các khâu trong quá trình lên men rượu, từ đó có những sáng tạo giúp quá trình lên men thuận lợi nhất.

Quá trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong HS nhưng phải cần thời

gian và HS cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để kíchthích sự sáng tạo Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tínhliên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ,

Kĩ thuật và Toán học nhằm mang đến cho HS những trải nghiệm thực tế thực sự

có ý nghĩa

Ví dụ trong bài học STEM về chủ đề xây cầu, HS đóng vai là những kĩ sư

tư vấn cho một công ty phải sửa hoặc thay thế một cây cầu qua một kênh đào

đã bị hư hỏng nặng HS được học về bản chất của lực, trọng lực và cách làm việc với lực cân bằng Ở đây, kiến thức về Toán học sẽ được sử dụng trong các tính toán về trọng lực, cân bằng lực Những kiến thức này sẽ là cơ sở để đưa ra các giải pháp kĩ thuật nhằm tạo ra những cấu trúc ổn định.

Khi học một chủ đề về sinh sản ở thực vật, HS không chỉ đơn thuần học về khoa học để nghiên cứu xem sinh sản là gì, có những hình thức sinh sản nào hay đặc điểm của các hình thức sinh sản ra sao mà còn được học những ý tưởng nhân giống các loài cây trồng bằng các phương pháp truyền thống (Kĩ thuật) và

phát hiện ra các phương pháp nhân giống hiện đại như nuôi cấy mô, công nghệ gen … (Công nghệ), hay học cách tính toán chi phi đầu tư cho việc nhân giống thành công một cây giống, từ đó nảy sinh ý định kinh doanh phù hợp (Toán học).

2.3 Quy trình giáo dục STEM

Quy trình 5E gồm có 5 giai đoạn trong một chuỗi quá trình dạy học là:

Engagement (Đặt vấn đề), Exploration (khám phá), Explanation (giải thích), Elaboration/Extension (mở rộng) và Evaluation (đánh giá).

Đặt vấn đề: nhằm tạo sự chú ý và quan tâm của HS HS được đặt vào

những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quan đến nội dung học tập mang tínhthách thức và gợi nhu cầu HS cần phải giải quyết Từ đó, bộc lộ ở HS những suynghĩ như: tại sao điều đó lại có thể xảy ra, em cũng đã từng suy nghĩ nhưngkhông biết lí giải thế nào, em muốn tìm hiểu thêm về vấn đề này… Và khi đó

HS cảm thấy cần thiết phải giải quyết hay học thêm một vấn đề gì đó

Khám phá: là giai đoạn HS trải nghiệm thông qua các hoạt động như thu

thập thông tin dữ liệu, quan sát mô hình, thí nghiệm, điều tra… để giải thích cáchiện tượng và phát triển khả năng nhận thức của bản thân Vai trò của GV tronggiai đoạn khám phá là người chỉ dẫn và khởi đầu cho hoạt động Cung cấp cho

HS những kiến thức nền cần thiết; những dụng cụ, nguyên vật liệu phục vụ hoạtđộng trải nghiệm của HS và điều chỉnh những nhận thức sai lầm mà HS có thểgặp phải trong quá trình khám phá Ở giai đoạn này, HS có thể thực hiện cácthí nghiệm, tiến hành nghiên cứu, thiết kế các quy trình, thiết kế mẫu… để trảlời câu hỏi mang tính phức hợp, để điều tra các vấn đề mang tính thời sự và pháttriển các giải pháp cho những thách thức và các vấn đề trong thế giới thực

Giải thích: HS phân tích và diễn giải các dữ liệu Trao đổi những kiến thức

và các giải pháp mang tính khả thi Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích vàthông tin liên lạc

Mở rộng: Giai đoạn này HS có cơ hội được mở rộng và củng cố những

hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức Học sinh tinh chỉnh các giải

pháp, các quy trình Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm Xác định

và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM

Đánh giá: Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải trình bày giải

pháp của họ nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu HS được tham giađánh giá đồng đẳng HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa trên kếtquả các nhiệm vụ thực hiện GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của HS,xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS

Quy trình trên được xây dựng dựa trên lí thuyết kiến tạo, giúp HS có thể tựxây dựng những hiểu biết của mình thông qua những trải nghiệm và những ýtưởng mới

Hiện nay, giáo dục STEM được giảng dạy chủ yếu theo phương phápnghiên cứu khoa học Đây là phương pháp nghiên cứu những vấn đề khoa học,những số liệu liên quan được thu thập nhằm xây dựng những giả thuyết và thínghiệm kiểm chứng những giả thuyết Theo cách tiếp cận này HS sẽ được họctheo cách của các nhà khoa học khám phá hay trả lời các câu hỏi khoa học Quytrình này phù hợp cho các hình thức giáo dục STEM thông qua nghiên cứukhoa học hay mô hình sinh hoạt câu lạc bộ khoa học

Khác với quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học là dựa trên các câu hỏi,dựa trên các giả thuyết khoa học để làm xuất phát điểm cho quá trình nhận thứccủa HS và ở đó quan tâm nhiều đến việc tìm ra các minh chứng để trả lời cho cáccâu hỏi khoa học đó thì quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật sẽ dựatrên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần phải giải quyết Hay nói cáchkhác, đây là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn đề

2.4 Các con đường giáo dục STEM cho học sinh

STEM ko phải là một môn học đơn lẻ trong chương trình giáo dục phổthông Giáo dục STEM thường được lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạtcâu lạc bộ khoa học, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay được giảng dạy thông quacác môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ

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

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

Đây là mô hình ở dạng đơn giản nhất, tuỳ theo quy mô của chủ đề mà cóthể được thiết kế để dạy trong một tiết hoặc nhiều tiết trong đó GV sẽ phân chiathời gian để HS tham gia các hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các giảipháp hay cách thức để giải quyết vấn đề; thu thập thông tin, bằng chứng và cuốicùng là tổng kết, rút ra các kiến thức

Ví dụ: Trong chương trình sinh học 11, nội dung sinh sản vô tính ở thực vật có thể xây dựng thành một chủ đề STEM dành riêng cho môn sinh học như

“Nhân giống hoa hồng” hay mức độ cao hơn với những trường có điều kiện cơ

sở vật chất tốt có thể dạy học chủ đề STEM “Nhân giống hoa Phong Lan” hay

“Nhân giống hoa tuylyp” …

Chủ đề STEM dạng này bao trùm nhiều hơn một môn học thuộc lĩnh vựcSTEM, các môn học này sử dụng chung một vấn đề, một bối cảnh Các GV dạymỗi môn học khác nhau sẽ dạy chủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trongmột môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình

Hay vẫn là hình thức sinh sản vô tính ở thực vật nhưng khi lựa chọn chủ

đề “Nhân giống hoa hồng”, môn Sinh học khai thác cơ sở khoa học và kĩ thuật nhân giống hoa; môn Công nghệ nghiên cứu quy trình kĩ thuật và các thao tác thực hiện trong nhân giống hoa và thậm chí cả kĩ thuật quảng bá sản phẩm cây giống trên thị trường ….

Sinh học là một môn khoa học ứng dụng, tính tích hợp các kiến thức của cáclĩnh vực khác nhau Đặc biệt, Sinh học luôn gắn với thực tiễn, học tập môn Sinhhọc luôn được tiếp cận theo định hướng sản phẩm, yếu tố sáng tạo trong Sinh họcluôn được nhấn mạnh Do vậy, có nhiều điểm thuận lợi khi giáo dục STEMthông qua dạy học môn Sinh học

2.5 Phân loại STEM

STEM là một trong những giải pháp quan trọng của nhiều quốc gia trongviệc thúc đẩy kinh tế phát triển Việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là mộttrong những cơ sở cho việc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM,

phương pháp giáo dục STEM hay xây dựng các chủ đề giáo dục STEM đảmbảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác nhau.

- Phân loại dựa trên khía cạnh các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề

ta có:

+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến

thức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng

kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề

- Phân loại dựa trên khía cạnh phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM ta có:

+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức

thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trongchương trình giáo dục phổ thông

+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài

chương trình và sách giáo khoa Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu

và nghiên cứu Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn

- Phân loại dựa vào mục đích dạy học ta có:

+ STEM dạy kiến thức mới: STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối

kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được họcmột phần)

+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức

HS đã được học STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng líthuyết vào thực tế Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu

3 Thực trạng dạy học môn Sinh học phổ thông dưới góc độ định hướng giáo dục STEM.

3.1 Về chương trình môn học

Chương trình và sách giáo khoa hiện hành ở Việt Nam chưa được xâydựng như một chỉnh thể mang tính xuyên suốt từ các cấp học, các môn học,hoạt động giáo dục; một số nội dung các môn học và hoạt động giáo dục chưa

cân đối, chưa phù hợp với đối tượng Nội dung chương trình, sách giáo khoahiện hành tuy bước đầu đã được xây dựng theo quan điểm tích hợp và phân hóanhưng việc thực hiện dạy học tích hợp và phân hóa chưa có hiệu quả cao, chưađạt được yêu cầu của mục tiêu chương trình.

Giáo dục STEM có hiệu quả tích hợp các môn học và vận dụng thực tế cóthể thấy chương trình giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay chưa thực sự cógiáo dục STEM Chương trình các môn học ở bậc THCS và THPT độc lập, mớitích hợp ở một số nội dung trong từng môn học riêng lẻ Chương trình các mônToán học, Khoa học tự nhiên, Kĩ thuật và Công nghệ được xây dựng theo cáchtiếp cận nội dung, chưa coi trọng yêu cầu hình thành và phát triển năng lực Dothiếu sự gắn kết giữa kiến thức, kĩ năng của các môn học nên chương trình cácmôn Khoa học tự nhiên còn đã dẫn đến tình trạng phần lớn HS, sinh viên thiếu

kĩ năng thực hành nghề nghiệp, ứng dụng CNTT, thiếu chủ động, sáng tạo, hạnchế vận dụng kiến thức vào sản xuất và đời sống

Hơn nữa, chương trình môn Sinh học THPT được thiết kế các bài học líthuyết trước các bài thực hành Sự sắp xếp này đã đi ngược với tư duy: từ trựcquan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ hiện tượng thực tế hình thành quyluật, định luật … Các bài thực hành nhằm minh họa cho các kiến thức lí thuyết

đã học, chưa kích thích được tính chủ động học tập của học sinh

3.4.2 Nhận thức của giáo viên về STEM

Nhiều GV THPT nói chung và GV môn Sinh học nói riêng mới chỉ nghenói đến giáo dục STEM Không nhiều GV biết về các hoạt động của giáo dụcSTEM hay bản chất của dạy học theo định hướng STEM nên cho rằng “giáodục suốt ngày thay đổi” Nhưng thực chất, giáo dục STEM không phải là sựthay đổi chương trình học, cũng không làm thay đổi nội dung kiến thức mà chỉ

là cách thức tổ chức nhằm vận dụng kiến thức của các môn học STEM (Khoahọc – Công nghệ - Kĩ thuật – Toán) vào giải quyết một vấn đề cụ thể nào đócủa cuộc sống

4 Biện pháp và giải pháp thực hiện

Dạy học theo định hướng STEM là một hình thức giáo dục khá mới mẻ vớinhiều người Dạy học môn Sinh học theo định hướng STEM như thế nào? Cóthể vận dụng dạy học theo định hướng STEM ra sao trong các bài học môn Sinhhọc? Có nhất thiết phải hình thành dự án và tạo ra sản phẩm khoa học mới đượccoi là Dạy học theo định hướng STEM? Rất nhiều đồng nghiệp đã đặt câuhỏi như trên đối với bản thân tôi Trước những câu hỏi đó, năm học 2018 - 2019,tôi đã tích cực áp dụng và tiến hành vận dụng dạy học theo định hướng STEMvào các bài học và các dự án nhỏ nhằm tìm câu trả lời.

4.1 Môn Sinh học trong chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam

- Về mục tiêu tổng quát: Môn Sinh học nhằm giúp HS làm quen với thực

tiễn về các mối quan hệ giữa người con với con người; giữa con người vớimôi trường thiên nhiên; giúp HS hiểu sâu hơn các tri thức sinh học cốt lõi, cácphương pháp nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học, các nguyên lí và quytrình công nghệ sinh học; rút ngắn khoảng cách giữa kiến thức lí thuyết cơ bảnvới công nghệ ứng dụng Thông qua các hoạt động thực nghiệm, thực hànhgiúp HS khám phá thế giới tự nhiên, phát triển khả năng vận dụng kiến thứcvào thực tiễn và khả năng định hướng nghề nghiệp

- Về nội dung: Nội dung môn Sinh học trong chương trình giáo dục phổ

thông phản ánh các thành tựu công nghệ sinh học trong chăn nuôi, trồng trọt,

xử lí ô nhiễm môi trường, nông nghiệp và thực phẩm sạch, trong y - dược học

…

- Về kết cấu chương trình: Kiến thức trong môn Sinh học có sự tích hợp

của các môn Lí – Hóa – Toán học và công nghệ

- Môn Sinh học đề cập tới việc giải quyết những vấn đề thực tiễn trong sảnxuất và đời sống hằng ngày mà những giải pháp thực tiễn thường rất đa dạng

HS được khơi dậy tính sáng tạo khi giải quyết những vấn đề thực tiễn phù hợpvới hoàn cảnh của HS và địa phương

 Do vậy, có thể thấy môn Sinh học có nhiều điểm tương đồng với giáodục STEM Mục tiêu mang tính thực tiễn, nội dung mang tính tích hợp và bao

gồm cả yếu tố Khoa học và Kĩ thuật, phương pháp định hướng hành động Đây

là cơ sở cho việc tổ chức dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dụcSTEM hiệu quả và khả thi

4.2 Phương pháp và hình thức tổ chức dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM

PPDH trong môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM về bản chất là

mở rộng các hoạt động dạy và học bằng cách tạo môi trường, bối cảnh cụ thể

để HS được trải nghiệm, vận dụng kiến thức, sử dụng kĩ năng và thể hiện thái

độ của bản thân Trong dạy học STEM nói chung, các phương pháp và kĩ thuậtdạy học tích cực được sử dụng để tạo động cơ, thúc đẩy nhu cầu khám phá và

hỗ trợ xây dựng, tổ chức các hoạt động nhận thức tích cực ở người học Để huyđộng vốn kiến thức, kinh nghiệm, khuyến khích tư duy của người học

Dựa vào phân loại ở trên cho thấy giáo dục STEM thường được thực hiệntrong hai bối cảnh:

Học tập thông qua chủ đề được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một

phần) Về bản chất, là lấy chủ đề giáo dục STEM làm xuất phát điểm của quátrình nhận thức HS sẽ được đối diện với nó trước, thông qua đó HS phải đi tìmhiểu, nghiên cứu HS tự định hướng nghiên cứu các kiến thức có liên quan Ởchủ đề dạng này, GV thường sử dụng dạy học giải quyết vấn đề

Học tập thông qua chủ đề có tính chất vận dụng Là chủ đề được xây

dựng trên cơ sở kiến thức HS đã được học HS một lần nữa được vận dụng kiếnthức vào trong cuộc sống và soi sáng những lí thuyết HS đã được học Ở chủ đềdạng này, GV thường sử dụng PPDH dựa trên dự án

Giáo dục STEM có thể được vận dụng trong dạy học dưới các hình thứcsau:

4.2.1 Lồng ghép bộ phận

Ở mức độ này, GV sẽ dạy một phần kiến thức của bài học theo định hướnggiáo dục STEM Các hoạt động STEM ở mức độ này thường được thiết kế đơn