Dạy học theo định hướng stem chủ đề cảm ứng ở thực vật nhằm phát triển năng lực cho học sinh

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đề tài sáng kiến : “Dạy học theo định hướng Stem chủ đề cảm ứng ở thực vật nhằm phát triển năng lực cho học sinh” là công trình nghiên cứu của tôi, được

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đề tài sáng kiến : “Dạy học theo định hướng Stem chủ đề

cảm ứng ở thực vật nhằm phát triển năng lực cho học sinh” là công trình nghiên

cứu của tôi, được rút ra từ kinh nghiệm quá trình dạy học của bản thân tôi, trong đề tài này có tham khảo thông tin từ sách giáo khoa, sách giáo viên, một số thông tin và

tư liệu trên mạng internet Các tài liệu trích dẫn trong đề tài có nguồn gốc, xuất xứ

rõ ràng Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung sáng kiến của mình

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

2.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 5

2.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 6

2.3 Phương pháp nghiên cứu 6

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 6

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 6

2.3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 6

2.3.4 Phương pháp thống kê toán học 6

2.4 Kế hoạch nghiên cứu 6

2.5 Điểm mới của đề tài 7

1.1 Dạy học Sinh học ở trường phổ thông theo định hướng phát triển

năng lực

8

1.1.1 Khái niệm năng lực 8

1.1.2 Phân loại năng lực 8

1.2.1 Khái niệm dạy học STEM 9

1.2.2 Đặc trưng cơ bản của dạy học STEM 10

1.2.3 Mục tiêu dạy học STEM 11

1.2.4 Các giai đoạn của dạy học STEM 11

1.2.5 Đánh giá dạy học STEM 11

1.3 Thực trạng dạy học STEM phát triển năng lực HS tại các trường

THPT huyện Thanh Chương – Nghệ An

12

1.3.1 Đối với giáo viên 12

1.3.2 Đối với học sinh 13 1.4 Điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học STEM và vận

dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực học sinh trong

dạy học Sinh học

13

2.1 Vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực

2.2.2 Các phương pháp sử dụng giảng dạy 16

2.2.3 Định hướng sản phẩm của học sinh 16

2.2.4 Lập kế hoạch dạy học STEM 16

2.2 5 Nội dung thực nghiệm sư phạm 17

PHẦN A ĐẶT VẤN ĐỀ

I Lí do chọn đề tài

Sự nghiệp đổi mới giáo dục nhằm đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước và hội nhập với cộng đồng quốc tế, đang đặt ra cho ngành giáo dục đào tạo nhiệm vụ phải nâng cao hơn nữa chất lượng giảng dạy và học tập ở tất cả các bậc đào tạo, trong đó đổi mới giáo dục phổ thông giữ vai trò quan trọng

Để cho tiết học đạt hiệu quả tốt, giáo viên phải nghiên cứu kỹ bài dạy, nắm chắc những yêu cầu về kĩ năng, kiến thức của bài sử dụng các phương pháp dạy học hợp lý Một trong những phương pháp dạy học mới và hiện đại nhất được đưa vào là phương pháp dạy học theo định hướng STEM

Đối với bộ môn Sinh Học là một môn học mang tính thực tế cao, gần gũi với học sinh cho nên để đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng: làm khơi dậy lòng say mê học tập và ý chí vươn lên của học sinh thì việc ứng dụng các phương tiện dạy học hiện đại trong quá trình dạy học Sinh học là một yêu cầu tất yếu Trong đó dạy học theo định hướng STEM là phương pháp hiện đại mà có thể sử dụng để dạy học môn Sinh học, thông qua phương pháp này học sinh vừa được học kiến thức khoa học, vừa học cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn Đồng thời cũng qua phương pháp này hình thành và phát triển một số năng lực ở

học sinh như: năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo,

Phần kiến thức cảm ứng ở thực vật là một phần kiến thức gần gũi đối với học sinh, ngoài ra nội dung phần này lại có tính ứng dụng trong thực tiễn sản xuất rất cao Qua nhiều năm giảng dạy bộ môn Sinh học lớp 11, tôi luôn cố gắng tìm hiểu để xây dựng các giờ dạy theo hướng đổi mới phương pháp dạy nhằm làm tăng tính hứng thú học tập của học sinh để từ đó nâng cao hiệu quả dạy học, làm cho học sinh

đam mê môn học Đó là lý do tôi chọn đề tài: “Dạy học theo định hướng STEM chủ đề cảm ứng ở thực vật nhằm phát triển năng lực cho học sinh THPT”

II Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng chủ đề dựa trên cơ sở khoa học, đặc diểm của địa phương, chú trọng sử dụng các phương pháp, kỹ thuật, hình thức tổ chức dạy học Stem cho chủ

đề “Cảm ứng ở thực vật” nhằm tăng hiệu quả dạy học phát triển năng lực cho học sinh, từ đó nâng cao khả năng nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống

- Xây dựng các tiêu chí, phương thức đánh giá học sinh trong quá trình học tập chủ đề

2.1 Nhiệm vụ nghiên cứu

Phát triển năng lực của học sinh thông qua vận dụng dạy học STEM trong dạy

học “Chủ đề: Cảm ứng ở thực vật- Sinh học 11”

2.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- HS lớp 11 A, 11C trường THPT Cát Ngạn

- Các biện pháp vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực

trong dạy học “Chủ đề: Cảm ứng ở thực vật- Sinh học 11”

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học Stem

- Cơ sở lý luận phát triển năng lực cho HS trong dạy học Sinh học

- Cơ sở lý luận để đề xuất dạy học Stem theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

- Mục tiêu, cấu trúc, nội dung chủ đề “Cảm ứng ở thực vật” Sinh học 11

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra, tìm hiểu thực tế

- Quan sát, phân tích, tổng hợp các phiếu điều tra, thăm dò và đánh giá thực trạng

2.3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm ở trường phổ thông nhằm kiểm tra ,đánh giá kết quả nghiên cứu thu nhận được

2.3.4 Phương pháp thống kê toán học

- Sử dụng phương pháp thống kê xác suất toán học xử lý kết quả thực nghiệm

sư phạm đối với 2 nhóm: đối chứng và thực nghiệm nhằm rút ra kết luận, chứng minh tính khả thi của đề tài

2.4 Kế hoạch nghiên cứu

TT Thời gian Nội dung công việc Sản phẩm

1 Tháng 8/2020 đến tháng

9/2020

- Chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm

- Số liệu khảo sát đã

xử lí

3 Cuối tháng 11/2020

-Nộp đề cương SKKN về Sở GD

- Áp dụng thử nghiệm

- Tập hợp ý kiến đóng góp của đồng nghiệp

- Kết quả thử nghiệm

5 Từ tháng 1/2021đến tháng

02/2021

- Viết báo cáo

- Xin ý kiến của đồng nghiệp

- Bản nháp báo cáo

- Tập hợp ý kiến đóng góp của đồng nghiệp

2.5 Điểm mới của đề tài

Về lý luận: Hệ thống hóa, bổ sung cơ sở lý luận về vận dụng dạy học

STEM theo định hướng phát triển năng lực cho HS trong dạy học Sinh học

Về thực tiễn: Thiết kế, xây dựng được tiến trình, giáo án vận dụng và tổ

chức thực nghiệm dạy học STEM dạy học chủ đề “Cảm ứng ở thực vật” Sinh học

11 theo định hướng phát triển năng lực cho HS

PHẦN B: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I Cơ sở lí luận

1.1 Dạy học Sinh học ở trường phổ thông theo định hướng phát triển năng lực

1.1.1 Khái niệm năng lực

Trong các kết quả nghiên cứu tâm lý học thì năng lực là những thuộc tính riêng

của cá nhân Ở Liên Xô trước đây, nhà Tâm lý học P A Ruđich cho rằng : “Năng

lực là tính chất tâm – sinh lý của con người chi phối quá trình tiếp thu các kiến thức,

kỹ năng, kỹ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định” Theo G Coovaliôp: “Năng lực là một tập hợp hoặc tổng hợp những thuộc tính của cá nhân con người, đáp ứng những nhu cầu lao động và đảm bảo cho hoạt động và đạt được

những kết quả cao” Ở Việt Nam thì tác giả Phạm Minh Hạc đã định nghĩa : “Năng

lực là những đặc điểm tâm lý cá biệt, tạo thành điều kiện quy định tốc độ, chiều sâu,

cường độ, của việc tác động vào đối tượng lao động”

Người có năng lực về một lĩnh vực nào đó thì thể dễ dàng hoàn thành công việc được giao so với người không có năng lực cùng thể hiện chung nhiệm vụ Năng lực nó chứa đựng các yếu tố mới, có tính linh hoạt, lĩnh vực hoạt động rộng, giải quyết nhiệm vụ trong nhiều tình huống khác nhau Còn kỹ năng, kỹ xảo là những hoạt động được lặp đi lặp lại nhiều lần đến mức thành thạo và có lĩnh vực hoạt động hẹp

1.1.2 Phân loại năng lực

- Năng lực chung

- Năng lực chuyên môn

- Năng lực phát triển bản thân

- Năng lực trong công việc

- Năng lực về quản lí xã hội

- Nhóm năng lực công cụ

1.1.3 Các mức độ của năng lực

- NL chung là hệ thống những thuộc tính trí tuệ cá nhân đảm bảo cho cá nhân

nắm được tri thức và hoạt động một cách dễ dàng có hiệu quả, có thể gọi NL chung

là năng lực trí tuệ (inteligence), NL này thể hiện ở chức năng tâm lí

- NL chuyên môn là hệ thống các thuộc tính cá nhân bảo đảm đạt được kết quả

cao trong nhận thức và trong sáng tạo của các lĩnh vực chuyên môn Mỗi người đều

có NL chung và NL chuyên môn phát triển bổ sung lẫn nhau

Điều kiện quyết định NL của cá nhân phụ thuộc vào hoạt động của cá nhân trong điều kiện giáo dục của xã hội và chịu ảnh hưởng của nền văn hóa xã hội

1.1.4 Cấu trúc của năng lực

NL gồm có 3 thành tố: Kiến thức, kĩ năng và thái độ Giữa các thành tố của

NL có mối quan hệ hữu cơ với nhau trong sự tác động để hình thành và phát triển Cấu trúc chung của NL có thể nhận thức theo sơ đồ sau:

1.2 Dạy học STEM trong dạy học Sinh học ở trường Trung học phổ thông

1.2.1 Khái niệm dạy học STEM

Stem là thuật nhữ xuất phát từ phương pháp giảng dạy và hoạc tập tích cực nội dung và các kỹ năng khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học

Giáo dục Stem là phương pháp giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và thông qua thực hành ứng dụng Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc Stem kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn

Thuật ngữ Stem được hiểu như một “tổ hợp đa lĩnh vực”, bao gồm: Khoa học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering) và Toán học (Mathematics) Bốn lĩnh vực này được mô tả như sau:

Khoa học, là việc nghiên cứu thế giới tự nhiên, bao gồm các quy luật tự nhiên

của Vật lí, Hóa học, Sinh học và giải quyết hoặc ứng dụng các hiện tượng, nguyên

lí, quan niệm hoặc quy tác của các môn này

Công nghệ, mặc dù không phải là một lĩnh vực, theo nghĩa chặt chẽ

nhất, bao gồm toàn bộ hệ thống con người và tổ thức, kiến thức, tiến trình, và thiết bị dùng để tạo ra và thao tác các đồ vật (tạo tác) công nghệ, cũng như chính các đồ vật đó Suốt chiều dài lịch sử, con người đã tạo ra các công nghệ

Thái độ năng lực

để thoả mãn mong muốn và nhu cầu của mình Phần lớn các công nghệ hiện đại là sản phẩm của khoa học và kỹ thuật, và các công cụ công nghệ được sử dụng trong cả hai lĩnh vực

Kỹ thuật, vừa là một chỉnh thể kiến thức - về thiết kế và chế tạo các sản

phẩm nhân tạo - vừa là một quá trình giải quyết vấn đề Quá trình này chịu ảnh hưởng của các ràng buộc Một trong số đó là các quy luật tự nhiên, hoặc khoa học Những ràng buộc khác có thể kể đến là thời gian, tiền bạc, nguyên vật liệu sẵn có, hệ sinh thái, quy định về môi trường, khả năng sản xuất và sửa chữa Kỹ thuật sử dụng các khái niệm khoa học và toán học như những công cụ công nghệ

Toán học, là việc nghiên cứu các mô hình và mối quan hệ giữa số lượng,

số và không gian Không giống như trong khoa học, nơi các bằng chứng thực nghiệm được tìm kiếm để đảm bảo hoặc bác bỏ các mệnh đề, các mệnh đề toán học được đảm bảo bằng các lập luận logic dựa trên các giả định cơ bản Những lập luận logic, bản thân nó đã là một phần của toán học đi cùng với các mệnh đề Cũng như khoa học, kiến thức toán ngày một phát triển, nhưng không giống khoa học, kiến thức toán không thể bị bác bỏ, trừ phi các giả định cơ bản

bị thay đổi Các loại khái niệm toán đặc thù của 12 năm học phổ thông bao gồm số và số học, đại số, hàm số, hình học, xác suất, thống kê Toán học được dùng trong khoa học, kỹ thuật và công nghệ

1.2.2 Đặc trưng cơ bản của dạy học STEM

Đặc trưng thứ nhất, bài học Stem gắn với tình huống và vấn đề thực tiễn: Các tình huống hoặc các vấn đề nêu ra có liên quan đến các vấn đề xã hội, kinh tế, môi trường cần được có những giải pháp và nỗ lực thực hiện Những vấn đề thực tiễn có thể gắn với cá nhân học sinh, với thực tiễn địa phương hoặc là vấn đề toàn cầu Đặc trưng thứ hai, bài học Stem thường được phỏng theo quy trình thiết kế kỹ thuật: Học sinh được yêu cầu thết kế, chế tạo, vận hành thử nghiệm và tối ưu hóa một sản phẩm phục vụ cho yêu cầu của đời sống Để thực hiện được các nhiệm vụ

đó, học sinh có thể được hướng dẫn thông qua văn bản, video,…hoặc dưới sự hướng dẫn trực tiếp của giao viên, Với sự định hướng, hỗ trợ của giáo viên, hỗ trợ của giáo viên, học sinh sẽ đặt ra các vấn đề bản thân gặp phải, có thể là tìm hiểu nguyên lí hoạt động của sản phẩm, các bước chế tao,… và tìm cách giải quyết Trong quá trình tìm cách giải quyết sẽ có những ý tưởng nảy sinh, giải pháp mới

Đặc trưng thứ ba, bài học Stem dẫn học sinh vào chuỗi hoạt động tìm tòi, khám phá có kết thúc mở Trong các bài học Stem, con đường học tập có kết thúc

mở, trong một quy trình không quá ràng buộc

Đặc trưng thứ tư, bài học Stem hướng tới việc định hướng nghề nghiệp: Hoạt động Stem cơ hội cho học sinh giải quyêt các nhiệm vụ của các nghề nghiệp Stem Việc tổ chức cho học sinh làm việc nhóm hiệu quả, đem lại cơ hội cho việc giáo dục

định hướng nghề nghiệp cho học sinh Qua hoạt động Stem học sinh hiểu yêu cầu cần có của nghề nghiệp

Đặc trưng thứ năm, bài học Stem có các nội dung toán học và khoa học được liên kết chặt chẽ Trong các bài học Stem các nội dung toán học và khoa học được kết nối và tích hợp Kiến thức ký năng toán học và khoa học là kiến thức nền để học sinh có thể động vào giải quyết các vấn đề thông qua các công cụ kỹ thuật và đúc rút thành các quy trình công nghệ

Đặc trưng thứ sau, Bài học Stem không có câu trả lời đúng duy nhất, kể cả việc “thiết kê- thử nghiệm- điều chỉnh” cũng là một phần cần thiết của bài học Đặc trưng thứ bảy, bài học Stem hướng tới việc phát triển phẩm chất, năng lực của học sinh Thông qua quá trình vận dụng kiến thức, kỹ năng của các lĩnh vực khác nhau trong giáo dục Stem sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh phát triển năng lực Việc giải quyết những nhiệm vụ thực tiễn thông thường tạo cơ hội cho học sinh thể hiện năng lực ở mức độ cao trong quá trình phát triển năng lực

1.2.3 Mục tiêu dạy học STEM

- Phát triển năng lực cho học sinh

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học liên quan

- Kết nối trường học với cộng đồng

- Hướng nghiệp, phân luồng cho học sinh

- Thích ứng với cách mạng cộng nghiệp 4.0

1.2.4 Các giai đoạn của dạy học STEM

Để xây dựng một chủ đề Stem theo định hướng phát triển năng lực học sinh nên thực hiện theo các bước sau:

- Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

- Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

- Bước 3: Xây dựng tiêu chí/ giải pháp giải quyết vấn đề

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

1.2.5 Đánh giá dạy học STEM

- Đánh giá quá trình kết hợp với đánh giá kết quả Đánh giá quá trì nh thông qua quan sát trực tiếp, thông qua sản phẩm của quá trình.Đánh giá kết quả thông qua sản phẩm cuối cùng, thông qua bài kiểm tra

- Đánh giá của giáo viên sử dụng cả các kết quả tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng

* Quy trình đánh giá năng lực

Việc đánh giá cần bám sát mục tiêu dạy học, do đó nếu mục tiêu dạy học thể hiện rõ cả ba yếu tố: nội dung cốt lõi cần đạt, hành vi cần thực hiện và mức độ chất lượng cần có của hành vi đó, thì việc đánh giá cũng sẽ phải thể hiện cả ba yếu tồ này

Điều đó đòi hỏi phải phối hợp đánh giá quá trình và đánh giá kết quả

Đánh giá theo nghĩa rông bao gồm 2 quá trình: kiểm tra (assessment) và đánh giá (evaluation)

Quá trình thu thập các thông tin về các biểu hiện năng lực của học sinh chính là quá trình kiểm tra và quá trình so sánh thông tin thu được với các tiêu chí trong cấu trúc năng lực chính là quá trình đánh giá

Đánh giá năng lực sẽ phải thông qua đánh giá các hành vi của năng lực đó trong các bối cảnh cụ thể Do đó, để đánh giá năng lực cần chuyển hóa các hành vi năng lực thành các mục tiêu dạy học cụ thể, việc đánh giá các hành vi này sẽ được

sử dụng theo các bước:

- Giao nhiệm vụ cho HS thực hiện các hành vi đánh giá

- Thu thập các minh chứng và hành vi cần đánh giá Tùy theo các hành vi khác nhau mà sử dụng những công cụ khác nhau để thu thập minh chứng về các hành vi này Đó có thể là phiếu học tập, sản phẩm dự án, hồ sơ dự án hoặc thông qua quan sát trực tiếp quá trình của học sinh

- Đánh giá các thông tin thu được thông qua việc so sánh các minh chứng với các tiêu chi chất lượng hành vi đã mô tả trong cấu trúc năng lực

1.3 Thực trạng dạy học STEM phát triển năng lực HS tại các trường THPT huyện Thanh Chương – Nghệ An

1.3.1 Đối với giáo viên

Qua trao đổi, thảo luận về các phương pháp giảng dạy thây hầu hết giáo viên môn Sinh học ở trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương hiện nay và đặc biệt là ở trường THPT Cát Ngạn đều nhận thức rõ về tầm quan trọng của việc thực hiện giáo dục Stem trong quá trình dạy học Các giáo viên đều đồng tình với quan điểm dạy học theo định hướng Stem sẽ góp phần kích thích hứng thú học tập, tăng

tính thuyết phục trong quá trình dạy học, đồng thời góp phần đổi mới phương pháp dạy học Nhìn chung, tất cả các giáo viên đều có những cố gắng trong việc đầu tư cho giảng dạy, nhất là khâu thiết kế bài giảng theo hướng đổi mới phương pháp dạy học Tất cả các giáo viên đều dành nhiều thời gian cho việc tìm hiểu tài liệu, sưu tầm các tư liệu, hình ảnh liên quan để phục vụ cho bài giảng, nhằm kích thích tính hứng thú cho học sinh, làm cho các em thêm yêu thích môn học hơn

Tuy nhiên, các GV cũng băn khoăn và lo lắng vì dạy học chủ đề theo định hướng Stem còn rất mới mà giáo viên chưa có kinh nghiệm Hơn nữa việc thiết kế một số Stem đòi hỏi phải có nguồn kinh phí lớn mà nhà trường thì không có nguồn

hỗ trợ nên phải huy động từ các em học sinh tự đóng góp Đồng thời việc tổ chức cho HS tham gia hoạt động trải nghiệm thực tế thì việc quản lí học sinh cũng là cả một vấn đề.Để tổ chức cho Hs trải nghiệm cần phải có sự đồng ý của nhà trường, sự phối hợp của Đoàn trường và giáo viện chủ nhiệm, nên một số giáo viên cũng rất ngại khi tổ chức dạy học theo hình thức này

1.3.2 Đối với học sinh

Đầu năm học 2020-2021, tôi khảo sát 31 em học sinh lớp 11C trường THPT Cát Ngạn về sự hứng thú và phương pháp học môn sinh học qua phiếu điều tra (phần phụ lục) thì kết quả như sau:

- Về sự hứng thú với môn sinh học: Rất thích 2/31 (6,5%), 5/31 thích (16,1%), bình thường 15/31( 48,4%), không thích 9/31 (29,0%)

- Về phương pháp học môn sinh học: Nghe giảng, ghi chép 8/31 (25,8%), nghe giảng, thảo luận, phát biểu ý kiến 6/31 (19,4,), làm bài tập, làm các đề thi 8/31(25,8%), thực, hành, trải nghiệm 9/31 (29,0%)

Qua đó thấy được HS rất thích tham gia các hoạt động trải nghiệm, các thí nghiệm thực hành bởi nó lôi cuốn sự chú ý của các em, các em vừa chơi vừa làm vừa học giúp chủ động trong việc tìm hiểu kiến thức đồng thời khắc phục được các tình trạng nhàm chán, buồn ngủ trong giờ học

Tuy nhiên các em cũng gặp phải một số khó khăn trong quá trình nhận thức vì kiến thức Sinh học nhiều, có những kiến thức khó nhớ, trừu tượng, khô khan Học sinh chưa chú trọng đầu tư, chưa hứng thú nên chưa thấy được cái hay trong môn học, chưa liên hệ được kiến thức bài học với thực tế cuộc sống Bên cạnh học sinh đang còn lo về việc lấy điểm nên thường quan tâm đến vấn đề ghi chép, làm bài tập

để lấy kiến thức phục vụ cho việc kiểm tra nên chưa liên hệ được giữa bài học với thực tiễn

1.4 Điểm thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến dạy học STEM và vận dụng dạy học STEM theo hướng phát triển năng lực học sinh trong dạy học Sinh học

1.4.1 Thuận lợi

Trong thời đại công nghệ 4.0 thì việc giáo viên và các em có khả năng tiếp cận với các phương pháp dạy học và học tập tương đối dễ dàng nhờ hệ thống kết nối toàn cầu Học sinh và giáo viên có thể tham khảo các mô hình dạy học STEM của các trường học trong và ngoài nước

- Mỗi trường học đều có chiến lược phát triển, đầu tư cho các hoạt động dạy học, khuyến khích cho các giáo viên dạy học tiếp cận năng lực người học đặc biệt các trường tiến tới kiểm định chất lượng ở mức độ cao thì càng được chú trọng hơn

1.4.2 Khó khăn

- Học sinh hiện tại yếu tố đam mê nghiên cứu chưa nhiều vì các em ngại đầu

tư, ngại làm việc do lối giáo dục chỉ tiếp cận kiến thức đã quen thuộc nên các em tương đối bị động trong công việc

- Với học sinh THPT thì mỗi lớp như vậy hội tụ học sinh của nhiều xã khác nhau nên việc thực hiện ngoài không gian trường học cũng gặp một số khó khăn, vì các em ở trong một đội nhóm ở nhiều địa bàn khác nhau

- Ở các trường phổ thông hiện tại thời gian một buổi là học chính khóa còn một buổi là học thêm nên rất khó khăn trong triển khai công việc ngoài giờ

- Đa số giáo viên chưa hiểu về phương pháp dạy học tiếp cận STEM còn ngại tìm hiểu và tham gia

- Cơ sở vật chất để phục vụ cho việc thực hành thí nghiệm ở các trường vẫn còn hạn chế

- Hình thức dạy học truyền thống đã ăn sâu vào tâm thức mỗi giáo viên để họ thay đổi nhận thức không phải một sớm một chiều, mà cần phải có thời gian để tìm hiểu, thay đổi, thích nghi

- Để thiết kế được một chủ đề Stem đòi hỏi cần phải đầu tư thời gian Vì thế nhiều giáo viên còn ngại làm, ngại thực hiện

II Nội dung chính

2.1 Vận dụng dạy học STEM theo định hướng phát triển năng lực trong chủ đề “Cảm ứng ở thực vật” Sinh học 11 THPT

2.1.1 Vị trí đặc điểm của CĐ: “Cảm ứng ở thực vật” trong chương trình sinh học 11

Chủ đề bao gồm 3 bài trong chương II, phần A: Cảm ứng ở thực vật thuộc chương trình Sinh học 11 ban cơ bản

Bài 23: Hướng động

- Nêu được các kiểu hướng động và các kiểu ứng động

- Nêu được ứng động là sự vận động sinh trưởng hoặc không sinh trưởng do sự biến đổi của điều kiện môi trường

- Phân biệt được ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng, lấy được ví dụ minh họa

- Nêu được vai trò của cảm ứng đối với thực vật

* Kỹ năng

- Phân tích tranh hình, thông tin phát hiện kiến thức

- Khái quát, tổng hợp kiến thức

- Làm được một số thí nghiệm về hướng động

- Nhận biết được các hiện tượng cảm ứng trong tự nhiên và giải thích được các hiện tượng cảm ứng thực tế trong tự nhiên

Dựa vào sự vận động của thực vật trước tác nhân kích thích (trọng lực, ánh sáng, nước, chất hóa học, sự tiếp xúc) con người đã ứng dụng trong sản xuất như: trồng cây thủy canh, trồng đậu ve leo, bầu bí, trồng cây làm cảnh, bón phân cho cây trồng, …một cách lợp lí

Tận dụng chai nhựa thải để làm mô hình trồng rau thủy canh giúp tiết kiệm được một phần kinh phí khi thực hiện Stem góp phần hạn chế rác thải, nhằm bảo vệ môi trường

2.2.2 Các phương pháp sử dụng giảng dạy

- Phương pháp thảo luận nhóm

- Phương pháp trải nghiệm sáng tạo

- Phương pháp thực hành thí nghiệm

- Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề

- Phương pháp dạy học khám phá

2.2.3 Định hướng sản phẩm của học sinh

- Kết quả quy trình trồng sau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

- Bài báo cáo thuyết trình của học sinh

- Bảng phân công nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm

- Các việc làm trong đời sống hằng ngày thể hiện yêu thiên nhiên, đất nước,

- Mỗi nhóm có sản phẩm cụ thể là mô hình cây rau thủy canh

2.2.4 Lập kế hoạch dạy học STEM

* Nội dung: Thiết kế quy trình trồng rau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

* Yêu cầu:

- Đối với giáo viên: + Nghiên cứu tài liệu để lập kế hoạch giảng dạy

+ Chuẩn bị các loại phiếu giao cho học sinh

+ Chia nhóm, phân công giao nhiệm vụ

+ Chuẩn bị máy đo độ pH

- Đối với học sinh: + Nhóm trưởng lập kế hoạch, phân công nhiệm vụ cho mỗi thành viên

+ Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm, tìm hiểu kiến thức nền

+ Tiến hành thực nghiệm

+ Chụp hình, quay phim,…

+ Chuẩn bị các chai nhựa thải, xơ dừa, phân chuồng hoai, phân NPK, một số loại hạt rau, cân, ống đong, xô nhựa, nước sạch,…

+ Bút, giấy để ghi chép, điện thoại, máy chụp hình,… + Nghiên cứu bài 23,24,25 SGK Sinh học 11 ban cơ bản

* Mục tiêu:

- Thông qua chủ đề học sinh đã hiểu được ở thực vật có các quá trình vận động

để thích nghi tồn tại và phát triển

- Biết vận dụng kiến thức về cảm ứng ở thực vật vào đời sống sản xuất

- Hình thành và phát triển một số năng lực ở học sinh như: năng lực quản lý (thông qua hoạt động động nhóm), năng lực tự học ( thông qua tự nghiên cứu kiến thức nền, tự tìm hiểu thông tin qua sgk, qua internet,…), năng lực giải quyết vấn đề (vận dụng các kiến thức tìm hiểu để thiết kế quy trình trồng rau thủy canh sạch bằng

vỏ chai nhựa), năng lực giao tiếp (qua thảo luận nhóm, viết báo cáo, ), năng lực hợp tác (qua hoạt động nhóm), năng lực công nghệ thông tin ( thông qua tìm hiểu kiến thức qua internet), năng lực ngôn ngữ( thông qua thuyết trình, thảo luận,…)

- Hoạt động 3: ( Tiết 2- Thực hiện tại lớp học) Trình bày bản thiết kế quy trình trồng rau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

Hoạt động 4: ( 3 tuần – 45 phút, SH tự trồng thử nghiệm, thực hiện ngoài giờ lên lớp) Thử nghiệm quy trình trồng rau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

Hoạt động 5: ( Tiết 3- Thực hiện tại lớp học) Báo cáo, giới thiệu sản phẩm rau thủy canh sạch

2.2 5 Nội dung thực nghiệm sư phạm

2.2.5.1 Chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm

Nội dung TNSP đối với chủ đề “Cảm ứng ở thực vật” Sinh học 11 THPT cụ

thể như sau:

- Ở lớp TN (lớp 11C sĩ số 31 HS) tiến hành dạy học Stem, với chủ đề Stem:

Trồng rau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

Thay cho các bài:

Bài 23: Hướng động

Bài 24: Ứng động

Bài 25: Thực hành hướng động

- Ở lớp ĐC ( lớp 11A sĩ số 30 HS) giáo viên dạy học các bài theo kế hoạch thực hiện chương trình đã xây dựng và nội dung của sách giáo Sinh học 11 THPT 2.2.5.2 Triển khai dạy học STEM

A TÊN CHỦ ĐỀ: TRỒNG RAU THỦY CANH SẠCH BẰNG VỎ CHAI NHỰA

03 tiết – SINH HỌC lớp 11 (cơ bản)

B MÔ TẢ CHỦ ĐỀ:

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn của người dân thị trấn, thành phố rất cần có rau sạch để sử dụng nhưng đất canh tác lại hạn chế Các loại rau bán trên thị trường hiện nay không được kiểm tra chất lượng nên gây ra các vụ ngộ độc thực phẩm do dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, dư lượng phân bón hóa học, kim loại nặng, có chứa chất kích thích sinh trưởng Vì vậy, có nhiều gia đình đã và đang tìm giải pháp tự trồng rau sạch như trồng rau trong thùng xốp, trồng rau trong vỏ hộp sữa, trồng rau thủy canh,

Dựa vào các nội dung kiến thức Sinh học, Hóa học, Toán học, Công nghệ trong chương trình THPT, đặc biệt là trong chương trình sinh học lớp 11, chuyên đề dạy

học STEM với chủ đề “TRỒNG RAU THỦY CANH SẠCH BẰNG VỎ CHAI NHỰA ” sẽ là cơ hội cho học sinh được tìm hiểu về cảm ứng của thực vật, sự sinh

trưởng, phát triển của thực vật, vai trò của phân bón với cây trồng và đồng thời tạo

ra được nguồn rau sạch cho gia đình sử dụng Đồng thời khi sử dụng các vỏ chai nhựa sẽ phần nào hạn chế được rác thải nhựa ra môi trường, góp phần bảo vệ môi trường Chuyên đề dạy học này có khả năng tổ chức để HS thực hiện các hoạt động học tập các môn khoa học như Hóa học, Sinh học, Toán học, Vật lí và nghiên cứu thử nghiệm theo quy trình khoa học, kĩ thuật

Để hoàn thành một sản phẩm “THIẾT KẾ MÔ HÌNH THỦY CANH RAU SẠCH” học sinh cần sử dụng kiến thức các bộ môn STEM:

- Hóa học: phân bón vô cơ,

trong nước, không cần đất, cung cấp dinh dưỡng khoáng hòa tan trong dung dịch, tạo giá

- Sử dụng các dụng cụ : máy

đọ pH, cưa, thứơc đo, kéo, dao, chai nhựa thải, xô nhựa, cân, máy tính,

xơ dừa, mùn cưa, bút vẽ,

- Tính toán lượng phân vô

cơ NPK để pha dung dịch đúng nồng độ

- Lập bảng,

đồ thị theo dõi các chỉ số

phát triển của thực vật, khả

năng vận động của các cơ

quan thực vật đối với kích

thích từ môi trường

- Vật lí: Ánh sáng, trọng

lực

thể để rễ cây tiếp xúc được với dinh dưỡng

… để tạo mô hình thủy canh

sinh trưởng của cây

- Tính toán chi phí

C MỤC TIÊU:

Sau khi hoàn thành chủ đề, HS có khả năng:

Năng lực chuyên môn Năng lực

phương pháp

Năng lực xã hội

Năng lực cá nhân

Học nội dung chuyên môn Học phương

pháp - chiến lược

Học giao tiếp-

xã hội

Học tự trải nghiệm, đánh giá

- Biết được khái niệm

hướng động, các loại

hướng động và cơ chế

hướng động

- Phân biệt được các kiểu

hướng động và vai trò của

hướng động đối vời đời

sống thực vật

- Biết được khái niệm ứng

động và phân biệt được

hướng động với ứng động

- Phân biệt được ứng động

sinh trưởng và ứng động

không sinh trưởng và nêu

được vai trò của ứng động

đối với đời sống thực vật

- Nêu được tên, thành

phần hóa học trong dung

kế hoạch làm việc cho nhóm

- Rèn luyện kỹ năng thu thập,

xử lý, đánh gía, trình bày thông tin về các mô hình thủy canh

- Tự pha được dung dịch thủy canh an toàn, phù hợp

- Thiết kế được

mô hình rau thủy canh bằng

vỏ chai nhựa

- Vận hành được

mô hình đã thiết

kế và tạo ra sản phẩm

- Làm việc trong nhóm:

có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau

để hoàn thành tốt nhiệm vụ của nhóm

- Tạo điều kiện cho sự hiểu biết về phương diện

xã hội về rau sạch, các mô hình thủy canh và chi phí cho các loại mô hình

- Học được cách ứng xử, tinh thần, trách nhiệm, khả năng giải quyết xung

- Tự đánh giá điểm mạnh, điểm yếu của bản thân và các bạn trong nhóm

- Xây dựng kế hoạch phát triển cá nhân: tự xây dựng

kế hoạch học tập,

kế hoạch làm việc

- Đánh giá hình thành các chuẩn mực giá trị đạo đức và văn hóa: bản thân đã đóng gợp được việc gì cho nhóm được bạn bè ghi nhận

- Yêu thích môn học, thích khám phá, tìm tòi, vận dụng được các kiến thức liên môn

để giải quyết vấn

đề trồng rau sạch

D THIẾT BỊ

- Cân, cốc đong, cưa, dao, kéo, xô nhựa, các vỏ chai nhựa, mùn cưa, xơ dừa, hạt rau các loại, phân NPK, các loại muối vô cơ, máy đo pH dung dịch, máy đo nồng độ chất rắn hòa tan…

- Nguồn tài liệu tham khảo: sách giáo khoa Công nghệ 10, Sinh học 11, Hóa học 11, Vật lí 12, các trang web nói về thủy canh

- Điện thoại thông minh, máy ảnh để quay phim, chụp hình

- Giấy A1, bảng phụ, bút vẽ, … để trình bày bản thiết kế quy trình

E TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH TRỒNG RAU THỦY CANH SẠCH BẰNG VỎ CHAI NHỰA (Tiết 1- 45 phút- thực hiện tại lớp học)

A Mục đích của hoạt động: Sau khi tham gia hoạt động này, học sinh phải:

- Trình bày được quy trình thực hiện mô hình thủy canh rau rạch bằng vỏ chai nhựa

- Biết phân công nhiệm vụ cho các thành viên, rèn luyện ký năng hoạt động nhóm

- Tăng tinh thần học hỏi, tìm tòi, khám phá

- Biết cách vận dụng sáng tạo các kiến thức đã học với mô hình trồng rau sạch

- Biệt được sự vận động của các cơ quan thực vật đối với các tác nhân từ môi trường như: ánh sáng, nước, các hợp chất hóa học,…

- Biết thu gom và sử dụng các chai nhựa thải góp phần bảo vệ môi trường

- Biết phân công nhiệm vụ cho các thành viên trong tổ

B Nội dung hoạt động

- Gv yêu cầu học sinh trình bày về vai trò của nước, nguyên tố khoáng đối với cây trồng, từ đó trình bày được cơ sở khoa học của kỹ thuật thủy canh

- Gv nêu nhiệm vụ: Xây dựng bản thiết kế mô hình thủy canh rau sạch phù hợp với điều kiện địa phương Dự án cần trình bày đươc:

+ Quy trình thực hiện mô hình thủy canh hộ gia đình

+ Cách pha chế dung dịch thủy canh đúng tiêu chuẩn, an toàn

+ Lựa chọn dụng cụ pha chế phù hợp

+ Thực hiện được quy trình trồng rau thủy canh sạch

C Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh

- Danh mục các vật liệu cần mua và các loại hạt rau gieo trồng

- Bảng phân công nhiệm vụ của các thành viên trong nhóm

- Bản ghi chép của học sinh về các nội dung: rau thủy canh, rau sạch

D Cách thức hoạt động

Bước 1: Đặt vấn đề, chia nhóm, giao nhiệm vụ

- Gv giới thiệu chủ đề Stem về thiết kế mô hình thủy canh rau sạch bằng vỏ chai nhựa: lí do chọn chủ đề , các nội dung bài học liên quan và các mục tiêu, năng lực cần đạt tới

- Gv giới thiệu về thủy canh: khai niệm, nguyên lí hoạt động, ứng dụng thực tiễn GV nêu các kiến thức liên quan của các môn học mà HS đã học để làm cơ sở cho tính khả thi của mô hình thủy canh rau sạch

- Gv chia lớp thành 5 nhóm, mỗi nhóm 6 - 7 HS, trong mỗi nhóm phân công nhóm trưởng, thư kí và đặt tên nhóm

Bước 2: Giao nhiệm vụ cho HS và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm

- Giáo viên giao nhiệm vụ cho HS: Thực hiện quy trình trồng rau sạch bằng vỏ chai nhựa HS cần thực hiện được:

+ Quy trình trồng rau thủy canh trong vỏ chai nhựa

+ Cách pha chế dung dịch thủy canh đúng tiêu chuẩn, an toàn

+ Tính toán chi phí để hoàn thiện mô hình thủy canh rau sạch

Bản quy trình sản suất thủy canh rau sạch bằng vỏ chai nhựa và sản phẩm được đánh giá theo phiếu đánh giá sau:

Phiếu đánh giá số 1: Bản tiêu chí đánh giá quy trình và sản phẩm

Nhóm: ………

Nêu được đủ các bước thực hiện quy trình

trồng rau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

10

Trình bày rõ ràng, ngắn gọn, súc tích 15

Nêu được vai trò mục đích của việc sử dụng

các nguyên liệu khi tạo mô hình

Chi phí đầu tư 10

Lựa chọn các loại cây, sự sinh trưởng của

cây rau, thời gian cách li an toàn khi thu

Không buổi nào Tham gia đóng góp

ý kiến

Tích cực Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ Hoàn thành công

việc của nhóm

đúng thời hạn

Luôn luôn Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ Hoàn thành công

việc của nhóm có

chất lượng

Luôn luôn Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ

Có ý tưởng mới

đóng góp cho

nhóm

Luôn luôn Thường xuyên Thỉnh thoảng Không bao giờ Nhận xét, kết luận

- Thống nhất tiến trình các hoạt động để hoàn thành dự án

Hoạt động 1: Xác định nhiệm vụ thiết kế mô

hình thủy canh rau sạch bằng vỏ chai nhựa

Tiết 1

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và

xác định kế hoạch thực hiện thiết kế mô

hình sản xuất rau thủy canh sạch bằng vỏ

chai nhựa

1 tuần (HS tự nghiên cứu tại nhà theo nhóm)

Hoạt động 3: Trình bày bản thiết kế mô hình

rau thủy canh sạch bằng vỏ chai nhựa

Tiết 2

Hoạt động 4: Thử nghiệm mô hình thủy 3 tuần ( HS tự thực hiện ngoài

canh rau sạch giờ lên lớp theo nhóm)

Hoạt động 5: Báo cáo, giới thiệu sản phẩm

rau thủy canh sạch

Tiết 3

Hoạt động 2: NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN XÁC ĐỊNH KẾ HOẠCH THỰC HIỆN THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRỒNG RAU THỦY CANH RẠCH BẰNG VỎ CHAI NHỰA (1 tuần- HS tự nghiên cứu theo nhóm ngoài giờ lên lớp)

A Mục đích: Sau khi tham gia hoạt động này, học sinh cần phải:

- Chủ động tìm hiểu kiến thức Hóa học, Sinh học, Toán học, Công nghệ,…liên quan đến dự án, phát triển kỹ năng tự học, tự sáng tạo và làm việc nhóm

- Tìm hiểu về các mô hình trồng rau thủy canh sạch qua internet

- Đề xuất được ý tưởng về mô hình trồng rau thủy canh sạch cho nhóm

Tên bài Nội dung cần nghiên cứu

Bài 12: Đặc điểm, tính chất, kỹ thuật sử

dụng một số loại phân bón thông thường

- Tên một số loại phân bón thường dùng trong nông nghiệp

- Đặc điểm, tính chất và cách sử dụng của các loại phân bón thường dùng

Bài 14: Thực hành: Trồng cây trong

dung dịch

- Chuẩn bị trồng cây trong dung dịch

- Quy trình trồng cây trong dung dịch

Sinh học 11

Tên bài Nội dung cần nghiên cứu

Bài 23: Hướng động - Khái niệm và các loại hướng động, cơ

chế hướng động

- Các kiểu hướng động và vai trò của các kiểu hướng động đến đời sống thực vật Bài 24: Ứng động - Khái niệm ứng động, các tác nhân liên

Tên bài Nội dung cần nghiên cứu

Bài 16: Phân bón hóa học - Phân đạm là gì, vai trò với cây trồng

- Phân lân là gì, vai trò với cây trồng

- Phân kali là gì, vai trò với cây trồng

- Gv giới thiệu cho HS các trang web tham khảo về thủy canh HS nghiên cứu tài liệu và trả lời câu hỏi theo phiếu học tập sau:

Phiếu hướng dẫn tìm hiểu kiến thức nền

Các em hãy tìm hiểu thông tin trong các bài 23,24, ở SGK sinh học 11, bài12,14 SGK Công nghệ 10 cũng như thông tin có liên quan từ Internet để trả lời các câu hỏi sau:

1 Hướng động là gì? Các loại hướng động? Cơ chế hướng động?