Kinh nghiệm sử dụng phương pháp STEM trong dạy học định hướng phát triển năng lực học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT THỌ XUÂN 5 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI KINH NGHIỆM SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP STEM TRONG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH Người

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THỌ XUÂN 5

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI

KINH NGHIỆM SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP STEM TRONG DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC HỌC SINH

Người thực hiện: Lê Bá Sơn Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực (môn):Sinh học

THANH HOÁ NĂM 2021

PHỤ LỤC

1 Mở đầu

1.1 Lý do chọn đề tài1

1.2 Mục đích nghiên cứu2

1.3.Đối tượng nghiên cứu2

1.4 Phương pháp nghiên cứu2

1.5 Những điểm mới trong SKKN2

2 Nội dung sáng kiến

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến1-2

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm3

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoắc giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 4 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, bản thân, đồng nghiệp và nhà trường14

3 Kết luận, kiến nghị14

3.1 Kết luận15

3.2 Kiến nghị15

Tài liệu tham khảo

1 MỞ ĐẦU

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

- Nghị quyết 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 giáo dục là quốc sách hàng đầu Đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triển

- Quyết định số 2653/ QĐ-BGD ĐT ban hành kế hoạch hành động của ngành giáo dục triển khai chương trình hành động của chính phủ thực hiện nghi quyết 29-NQ/ TW

- Mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông 2018 là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động, sáng tạo

- Để đạt mục tiêu giáo dục 2018 thì việc đổ mới phương pháp giáo dục, giáo lục phát triển năng lực của học sinh là điều bắt buộc

- Tuy nhiên nội dung sách giáo khoa đang sử dụng có nội dung kiến thức được phân chia theo từng bài, kiến thức các môn ít có mối liên quan dẫn tới học sinh rất khó trong việc sử dụng kiến thức liên môn để giải quyết vấn đề thực tiễn

- Chương trình dạy học mang năng kiến thức hàn lâm ít có trải nghiệm thực tế vì vậy khó phát triển được năng lực người học

- Phương pháp dạy học chủ yếu chú trọng đến truyền thụ kiến thức là chính đãn tới học sinh ít có hứng thú và chủ động trong việc chiếm lĩnh kiến thức Chính vị vậy việc đổi mới phương pháp dạy học là rất quan trọng

- Trong những phương pháp, kỹ thuật dạy học phát triển năng lực của học sinh thì phương pháp dạy học STEM có vai trò quan trọng

- Giáo dục STEM là một chương trình dạy học dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan đến khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học theo cách tiếp cận liên môn và người học có thể ứng dụng để giải quyết vấn đề trong đới sống hàng ngày

Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người có đầy đủ năng lực đáp ứng được nhu cầu về chất lượng nhân lực trong thời đại cách mạng công nghệ 4.0

Giáo dục STEM giúp học sinh đánh giá được năng lực, sở thích của bản thân từ đó giúp định hướng lựa chon và phát triển nghề trong tương lai

Giáo dục STEM giúp hình thành kiến thức, các kỹ năng, năng lực ở học sinh một cách tự nhiên thông qua những tình huống phối hợp, tranh luận để cùng nhau giải quết một vấn đề gặp phải trong nhiệm vụ học tập được giao

Giáo dục STEM giúp khơi dậy niềm đam mê khám pha những tri thức ở học sinh

đó là những tình huống học sinh gặp phải trong đời sống hàng ngày …

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu vai trò của giáo dục STEM trong dạy học định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh đáp ứng yêu cầu về chất lượng nguồn lao động trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0

- Nghiên cứu chương trình sinh học, CN trong trương trình giáo dục phổ thông để tìm bài dạy có kiến thức nền phù hợp để xây dựng chủ đề STEM

- Xây dựng phương án để đánh giá kết quả thực hiện chủ đề STEM

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đề tài này được thực hiện ở đối tượng nghiên cứu là học sinh THPT, năm học 2020 -2021

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Sử dụng phương pháp quan sát quá trình học tập ở học sinh

- Khảo sát mức độ hứng thú học tập của học sinh

1.5 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

- Sử dụng kiến thức liên môn

- Học sinh dưới sự phân công hướng dẫn của giáo viên, phải tự tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế quy trình kỹ thuật, bảo vệ quy trình, tiến hành sản xuất thử nghiệm, tính toán giá thành, sản xuất sản phẩm, trình bày kết quả

- Từ quá trình nghiên cứu, sản xuất… giúp hình thành và phát triển kiến thức, kỹ năng và năng lực ở học sinh

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN

2.1 CƠ SỞ LÍ LUÂN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Giáo dục trung học phổ thông nhằm giúp học sinh củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục trung học cơ sở, hoàn thiện học vấn phổ thông và có những hiểu biết thông thường về kỹ thuật và hướng nghiệp, có điều kiện phát huy năng lực cá nhân để lựa chọn hướng phát triển, tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung cấp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống lao động

Để đạt được mục tiêu giáo đục ngoài về xây dựng chương trinh sách giáo khoa thì vấn đề đổi mới phương pháp giáo dục là rất quan trọng

Có rất nhiều phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực của học sinh trong đó phương pháp STEM có rất nhiều lợi thế

STEM là phương pháp giáo dục tích hợp 4 bộ môn, bao gồm Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học) Theo “Hiệp hội các giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ” (NSTA), điểm đặc biệt của phương pháp này là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học và lồng ghép các kiến thức lí thuyết trong bối cảnh thực tiễn Nhờ vậy, học sinh có cái nhìn vừa đa chiều vừa có tính ứng dụng cao

Ở Việt Nam, STEM cũng được đặc biệt quan tâm Năm 2017, chính phủ đã

ra định hướng áp dụng STEM vào chương trình phổ thông, thí điểm tại một số điểm như trường Tiểu học FPT Bên cạnh đó, các trung tâm như Học viện STEM Giáo dục STEM, hiểu theo hướng tiếp cận giải quyết vấn đề, là một định hướng giáo dục mà ở đó học sinh sử dụng kiến thức và kỹ năng của những lĩnh vực khoa học - công nghệ - kỹ thuật và toán học để giải quyết những vấn đề thực tế của cuộc sống

Như vậy, đào tạo theo hướng liên ngành sẽ giúp các con phát triển bản thân được tối đa – từ tư duy logic với Toán, kiến thức khoa học, nắm bắt công nghệ đến việc tự tin ứng dụng vào kỹ thuật Đây sẽ là chìa khoá giúp con giải quyết vấn đề thông minh và hiệu quả Bên cạnh đó, nhờ được học bằng thực tiễn, các con còn có khả năng nhìn nhận nhu cầu và phản ứng của xã hội trước những vấn đề kỹ thuật của đời sống Điều này cực kì giá trị trong thời đại bùng nổ công nghệ, khi sự nhanh nhạy trước biến đổi của thị trường được coi là một trong những nhân tố hàng đầu quyết định năng lực nhân sự

2.2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ

Trong trường học vẫn chủ yếu sử dung các phương pháp dậy học truyền dạy kiến thức là chủ yếu, ít quan tâm tổ chức các hoạt động của học sinh

Giáo viên chỉ cố gắng truyền dạy kiến thức, học sinh nắm kiến thức để có thể làm bài kiểm tra, bài thi nhằm mục đích lấy điểm cao

Kiến thức mỗi môn gần như độc lập, ít có sử dụng kiến thức liên môn trong dạy và học

Nội dung bài dạy nằm trong sách giáo khoa đa số đã lạc hậu và ít có ứng dụng trong thực tế Học sinh học ít có hứng thú, ít tích cực trong hoạt động học

2.3 CÁC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HOẶC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Có nhiều giải pháp đã được thực hiện trong đổi mới dạy học phát triển năng lực học sinh đã được triển khai trong nhà trường tuy nhiên hiệu quả vẫn chưa được cao

Nguyên nhân:

- Giáo viên vẫn ít áp dụng kỹ thuật và các phương pháp dạy học tích cực

- Các phương pháp chủ yếu khai thác kiến thức trong sách giáo khoa ít có ứng dụng

để giải quyết vấn đề thường gặp trong đời sống dẫn tới chưa làm tăng hứng thú hoạt động học tập của học sinh

- Kiến thức vẫn chủ yếu là nội môn

Việc sử dung phương pháp STEM đã khắc phục được nguyên nhân trên và làm tăng hứng thú học tập của học sinh

Ví dụ

CHỦ ĐỀ : ĐIỀU CHẾ NƯỚC TRÁI CÂY LÊN MEN

1 Tên chủ đề: ĐIỀU CHẾ NƯỚC TRÁI CÂY LÊN MEN

(Số tiết: 03 tiết – Sinh 10 )

2 Mô tả chủ đề:

Nước trái cây lên men có chứa một lượng lớn vitamin C Các enzyme được sản xuất trong quá trình lên men cũng có tác dụng rất có lợi đối với toàn bộ hệ thống tim mạch như tăng cường các thành mạch máu, giảm sự tích tụ cholesterol xấu, loại bỏ mảng xơ vữa động mạch

Nước quả lên men là thức uống bổ dưỡng nhất, chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin, khoáng chất, men vi sinh tốt cho tiêu hóa, có độ cồn thấp phù hợp cho mọi lứa tuổi, cồn etylic trong nước lên men tự nhiên rất tinh khiết

So với các loại siro trái cây thì nước trái cây lên men ngon và có tác dụng giải nhiệt hơn nhiều CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hoà tan vào nước giải khát, sau đó tác dụng với các chất hoặc nguyên tố có trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các ester đơn giản và phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn Giải nhiệt tốt hơn vì

CO2 sẽ bay hơi và thu nhiệt, do đó tạo cho ta cảm giác mát và khoan khoái

Trên thế giới:

Ngành sản xuất nước trái cây lên men đã có từ lâu đời và đang phát triển với tốc độ rất nhanh

Trong số các loại nước giải khát thì đây được coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỷ XXI nên các quốc gia như Mỹ, Hà Lan, Đức, Nhật, Trung Quốc, Úc… đã và đang tập trung nghiên cứu và sản xuất các loại nước len men từ các loại trái cây như xoài, dứa, nho, dâu, táo, lê, mơ, vải, khế… có chất lượng rất cao đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người

Tại Việt Nam:

Việt Nam có khí hậu nóng khô nên nhu cầu sử dụng nước giải khát rất lớn Trái cây ở việt Nam lại vô cùng phong phú, đa dạng hoàn toàn có thể đáp ứng được nhu cầu về nguyên liệu

Tại việt nam đã có những nghiên cứu sản xuất nước ép và rượu vang từ trái cây như: Dứa, nho, dâu tây… Việc nghiên cứu nước lên men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực

Những môn học được tích hợp trong chủ đề STEM:

Môn: Sinh 10

Bài 14: Enzim và vai trò của enzim trong chuyển hóa vật chất

Bài 22: Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật

Bài 23: Thực hành lên men

Bài 25: Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật

Môn: CN 10

Bài 44: Chế biến lương thực, thực phẩm

Bài 45: Thực hành chế biến sirô từ quả

Bài 55: Quản lí doanh nghiệp

Toán học: Tính toán chi phí sản xuất sản phẩm

Trong chủ đề này, HS sẽ thực hiện dự án chế biến được nước uống lên men từ trái cây

Theo đó, HS phải tìm hiểu và chiếm lĩnh các kiến thức mới:

Mô tả quá trình lên men rượu

Tính toán được lượng cần dùng

Biết cách chế biến và thu hoạch sản phẩm, ý thức được việc bảo vệ môi trường

3 Mục tiêu:

Sau khi hoàn thành chủ đề này, học sinh có khả năng:

a Kiến thức, kĩ năng:

HS biết cách tính toán, thống kê, ghi chép các nguyên vật liệu và sản phẩm thu được khi điều chế nước lên men

Biết tiến hành thí nghiệm, nghiên cứu và tìm ra điều kiện phù hợp.

Nắm được các tính chất, ứng dụng của ancol etylic và glucozo

- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình và phản biện ý kiến của người khác

b Phát triển phẩm chất:

- Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm

- Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học

- Có ý thức bảo vệ môi trường

c Phát triển năng lực:

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: chế biến được nước trái cây lên men theo các tiêu chí đã đề ra

- Năng lực giao tiếp và hợp tác để thống nhất bản thiết kế, phân công thực hiện từng nhiệm vụ, trình bày và bảo vệ ý tưởng thiết kế

- Năng lực tự chủ và tự học: để tự tìm hiểu một số kiến thức nền có liên quan đến chủ đề

4 Thiết bị:

GV sẽ hướng dẫn HS sử dụng một số thiết bị sau khi học chủ đề:

- Hủ thủy tinh

- Cân, ca đong

- Nguyên vật liệu : Nho, đường…

5 Tiến trình dạy học:

Hoạt động 1+2: GIAO NHIỆM VỤ VÀ NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN

(Tiết 1 – 45 phút)

1 GIAO NHIỆM VỤ:

a Mục tiêu:

- Xác định yêu cầu điều chế nước trái cây lên men

- Công bố tiêu chí cho sản phẩm

b Nội dung:

- HS trình bày được quy trình lên men rượu

- GV nêu nhiệm vụ học tập: Mỗi nhóm thiết kế một loại nước lên men từ các loại trái cây khác nhau

- GV thống nhất với HS về kế hoạch thực hiện sản phẩm và tiêu chí đánh giá sản phẩm

c Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh:

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

- Bản ghi chép kiến thức mới về dấu hiệu, kết quả của quá trình làm thí nghiêm

- Bảng mô tả nhiệm vụ của việc chế tạo sản phẩm; nhiệm vụ các thành viên; thời gian chế tạo sản phẩm và các yêu cầu đối với sản phẩm

- Học sinh làm được một loại nước lên men từ 1 loại trái cây khác nhau

d Cách thức tổ chức hoạt động:

Bước 1 Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ:

Trên cơ sở GV đã giao nhiệm vụ cho HS về nhà tìm hiểu thông tin về thống kê

GV đặt câu hỏi để HS trả lời:

- Muốn điều chế nước trái cây lên mem em phải làm gì?

- Các giai đoạn lên men ?

- Phản ứng hóa học của sự lên men, điều kiện cho quá trình lên men?

- Cách tính toán, thống kê các nguyên vật liệu cần dùng

Giáo viên tổng kết bổ sung, chỉ ra được vấn đề, hiện tượng mà ta quan tâm là quá trình lên men Có nhiều nguyên liệu để lên men tuy nhiên lưu ý học sinh là mình đang thực hiện phương án lên men từ trái cây

Bước 2 Giao nhiệm vụ cho học sinh và xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm.

- GV chia HS thành các nhóm từ 6–8 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí)

- GV nêu mục đích và hướng dẫn cách thực hiện

- Mục đích: Để thực hiện quá trình lên men các vấn đề cần quan tâm

- GV phát nguyên liệu và phiếu hướng dẫn/phiếu học tập cho mỗi nhóm

- Mỗi nhóm học sinh sẽ chuẩn bị một số vật liệu và dụng cụ sau: Trái cây, đường,

hủ thủy tinh, …

- Học sinh thực hiên điều chế nước trái cây lên men theo nhóm

- Đại diện học sinh các nhóm trình bày kết quả và kết luận

- GV nhận xét, chốt kiến thức: Các nguyên liệu sử dụng trong thực hiện phương án điều chế nước trái cây lên men góp phần bảo vệ môi trường

Bước 3 Giao nhiệm vụ cho học sinh và xác lập yêu cầu của sản phẩm

- GV nêu nhiệm vụ: Các nhóm thực hiện dự án “Điều chế nước trái cây lên men” từ trái cây

- Sản phẩm nước trái cây thu được cần đạt được các yêu cầu về vị ( không quá chua hay quá ngọt), men lên vừa phải

Bảng yêu cầu đối với quá trình lên men

Tiêu chí

Nước trái cây sau khi lên men không quá chua hay quá ngọt

Nước trái cây sau khi lên men có nồng độ rượu vừa phải

Bước 4 GV thống nhất kế hoạch triển khai

Hoạt động 1 + 2: Giao nhiệm vụ và nghiên

cứu kiến thức nền

Tiết 1

Hoạt động 3: Trình bày và bảo vệ phương án

thực hiện

Tiết 2

Hoạt động 4: Chế tạo và thử nghiệm Học sinh làm việc ở nhà

Hoạt động 5: Giới thiệu sản phẩm Tiết 3

Trong đó, giáo viên nêu rõ nhiệm vụ ở nhà của hoạt động 2:

- Nghiên cứu kiến thức liên quan: Dấu hiệu, hiện tượng xảy ra

- Ghi lại các dấu hiệu, hiện tượng để báo cáo trong buổi học kế tiếp

- Các tiêu chí đánh giá bài trình bày, kết quả của quá trình lên men được sử dụng theo Phiếu đánh giá số 2

Yêu cầu đối với bài báo cáo và sản phẩm

Tiêu chí

Bản thiết kế quá trình thực hiện phương án

Giải thích dấu hiệu, phản ứng hóa học xảy ra

Trình bày rõ ràng, logic, sinh động

Bảo vệ môi trường trong quá trình thực hiện và hoàn thành phương

án

GV cần nhấn mạnh: Khi báo cáo phương án thiết kế sản phẩm học sinh phải vận dụng kiến thức nền để giải thích, trình bày cấu tạo của sản phẩm Vì vậy, tiêu chí này có số điểm lớn nhất

2 NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN:

a Mục tiêu: Sau khi thực hiện hoạt động này HS có khả năng:

Kiến thức: