DẠY HỌC PHẦN “SINH HỌC VI SINH VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG

DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

vectorstock.com/28062415

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

DẠY HỌC PHẦN “SINH HỌC VI SINH VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG HỆ GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN TỈNH BẮC KẠN WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––

NGỌC MẠNH HUÂN

DẠY HỌC PHẦN “SINH HỌC VI SINH VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG HỆ GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM –––––––––––––––––––––

NGỌC MẠNH HUÂN

DẠY HỌC PHẦN “SINH HỌC VI SINH VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG HỆ GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN TỈNH BẮC KẠN Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số: 8 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM THỊ HỒNG TÚ

THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu của luận văn chưa được ai công bố trong bất kì một công trình nghiên cứu nào.

Các trích dẫn về bảng biểu, kết quả nghiên cứu của các tác giả khác, các tài liệu tham khảo trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng.

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 8 năm 2019 TÁC GIẢ NGỌC MẠNH HUÂN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN Với tấm lòng tri ân và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn Cô giáo TS. Phạm Thị Hồng Tú - người đã tận tâm, tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập thể các thầy giáo, cô giáo khoa Sinh học, đặc biệt là thầy giáo, cô giáo trong tổ bộ môn LL &PPDH Sinh học đã tận tình giảng dạy, trang bị cho em những kiến thức quan trọng giúp em hoàn thành luận văn.

Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học trường ĐH Sư phạm Thái Nguyên tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu luận văn này.

Xin cảm ơn Ban Giám đốc trung tâm GDNN - GDTX huyện Chợ Đồn và các em HV đã tạo điều kiện cho tôi được thực nghiệm sư phạm tại trung tâm.

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn ủng hộ, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn này.

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2019 TÁC GIẢ NGỌC MẠNH HUÂN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

MỤC LỤC Lời cam đoan ........................................................................................................ i Lời cảm ơn ........................................................................................................... ii Mục lục ............................................................................................................... iii Danh mục viết tắt ................................................................................................ iv Danh mục các bảng.............................................................................................. v Danh mục các hình ............................................................................................. vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lí do lựa chọn đề tài ........................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 4 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ................................................................. 4 4. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 4 5. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 4 6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 5 7. Những đóng góp mới của đề tài ...................................................................... 5 8. Cấu trúc của luận văn ........................................................................................ 6 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM .................................................... 7 1.1. Lược sử nghiên cứu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM .............. 7 1.1.1. Trên thế giới .............................................................................................. 7 1.1.2. Ở Việt Nam ................................................................................................ 9 1.2. Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM....................... 11 1.2.1. Khái niệm................................................................................................. 11 1.2.3. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM ....................................................... 11 1.2.3. Chủ đề STEM .......................................................................................... 12 1.2.4. Phân loại chủ đề STEM ........................................................................... 13 1.2.5. Các con đường giáo dục STEM cho học sinh ......................................... 14 1.2.6. Quy trình giáo dục STEM ....................................................................... 16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

1.3. Năng lực giải quyết vấn đề ......................................................................... 18 1.3.1. Khái niệm năng lực.................................................................................. 18 1.3.2. Năng lực giải quyết vấn đề ...................................................................... 19 1.4. Mối quan hệ giữa dạy học theo định hướng giáo dục STEM với việc phát triển NL GQVĐ ......................................................................................... 22 1.5. Thực trạng dạy học “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM ở trung tâm GDNN – GDTX hiện nay .................................................. 22 1.5.1. Thực trạng dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” ở trung tâm GDNN GDTX hiện nay.................................................................................................. 22 1.5.2. Hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trung tâm GDNN - GDTX .......................................................................................... 25 Tiểu kết chương 1 .............................................................................................. 28 Chương 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC “VI SINH VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HS THPT HỆ GDTX ............................................................................................. 29 2.1. Phân tích cấu trúc phần Sinh học vi sinh vật hệ GDTX. ............................ 29 2.2. Thiết kế và tổ chúc dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX ................................................. 30 2.2.1. Thiết kế kế hoạch dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX ................................................. 30 2.2.2. Tổ chức dạy học chủ đề “Sinh trưởng của vi sinh vật - Nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM ..................................................... 34 2.3. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề .......................................................... 46 2.3.1. Các công cụ đánh giá năng lực và năng lực giải quyết vấn đề ............... 47 2.3.2. Các tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ .................................................... 48 Tiểu kết chương 2 .............................................................................................. 51 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...................................................... 52 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ................................................................. 52 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm................................................................. 52 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................. 52 3.3.1. Thiết kế các chủ đề dạy học .................................................................... 52 3.3.2. Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm ................................................. 53 3.3.3. Xây dựng công cụ phân tích, xử lí, đánh giá kết quả thí nghiệm ............ 53 3.3.4. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm ............................................................. 53 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ................................................................ 54 3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................................... 55 3.5.1. Kết quả đánh giá về kiến thức ................................................................. 55 3.5.2. Kết quả đánh giá năng lực giải quyết vấn đề........................................... 63 Tiểu kết chương 3 .............................................................................................. 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 68 PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC VIẾT TẮT

CLB

Câu lạc bộ

CTGD

Chương trình giáo dục

DH

Dạy học

ĐC

Đối chứng

GD&ĐT

Giáo dục và đào tạo

GDNN - GDTX

Giáo dục nghề nghiệp - Giáo dục thường xuyên

GDPT

Giáo dục phổ thông

GQVĐ

giải quyết vấn đề

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

HSPT

Học sinh phổ thông

HSTHPT

Học sinh trung học phổ thông

HV

Học viên

LL&PPDH

Lí luận và phương pháp daỵ học

NL

Năng lực

PPDH

Phương pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

STEM

Science, Technology, Engineering và Mathematics

THPT

Trung học phổ thông

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

VSV

Vi sinh vật

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1.

Bảng 2.1.

Các biểu hiện của NLGQVĐ ....................................................... 21 Hoạt động tổ chức dạy chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM ...................... 36 Bảng 2.2. Tiêu chí và các mức độ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT hệ GDTX trong dạy học STEM .................... 48 Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC ..... 55 Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC .. 55 Bảng 3.3. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC .. 56 Bảng 3.4. Kiểm định X điểm kiểm tra 15 phút của nhóm lớp TN và ĐC..... 57 Bảng 3.5. Phân tích phương sai điểm kiểm tra15 phút của lớp TN và lớp ĐC ........................................................................................... 58 Bảng 3.6. Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 1 tiết................................... 59 Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra 1 tiết ................................ 59 Bảng 3.8. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết ............................... 60 Bảng 3.9. Kiểm định X điểm kiểm tra 1 tiết của nhóm lớp TN và ĐC......... 61 Bảng 3.10. Phân tích phương sai điểm kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC .. 62 Bảng 3.11. Bảng đánh giá điểm trung bình năng lực giải quyết vấn đề của lớp TN và lớp ĐC do GV đánh giá ............................................... 63

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1.

Vòng lặp thiết kế kỹ thuật trong giáo dục STEM . ....................... 18

Hình 2.1.

Quy trình thiết kế kế hoạch dạy học cho bài học STEM .............. 32

Hình 2.2.

Sơ đồ quy trình tổ chức DH theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX ..................................................................... 35

Hình 3.1.

Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC ............................................................................................. 56

Hình 3.2.

Đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC .... 57

Hình 3.3.

Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra 1 tiết............................. 59

Hình 3.4.

Đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra 1 tiết giữa lớp TN và lớp ĐC ...... 60

Hình 3.5.

Đồ thị đánh giá sự tiến bộ năng lực GQVĐ của lớp TN và lớp đối chứng ....................................................................................... 64

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

MỞ ĐẦU 1. Lí do lựa chọn đề tài 1.1. Xuất phát từ nhiệm vụ đổi mới giáo dục phổ thông theo hướng phát triển năng lực, phẩm chất cho HS Mục tiêu giáo dục phổ thông hiện nay là đổi mới theo hướng Giáo dục phát triển bền vững và gắn với cuộc sống hàng ngày của học sinh. Chương trình chú trọng giúp học sinh phát triển năng lực thích ứng trong một xã hội biến đổi không ngừng; năng lực cùng chung sống và bảo vệ môi trường để phát triển bền vững… Trong đó, nội dung Sinh học góp phần phát triển ở học sinh năng lực gắn khoa học với cuộc sống; quan tâm tới những nội dung gần gũi với cuộc sống hàng ngày của học sinh; tăng cường vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn từ đó giúp học sinh thấy được sinh học vừa gần gũi, thiết thực với cuộc sống con người, vừa là lĩnh vực hứa hẹn nhiều thành tựu về lý thuyết và công nghệ hiện đại trong bối cảnh của cách mạng Công nghiệp 4.0.

Dạy học theo định hướng Giáo dục STEM là một trong những xu hướng giáo dục nhằm phát triển năng lực cho HS và được coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới và được đặc biệt quan tâm trong đổi mới giáo dục phổ thông của Việt Nam trong giai đoạn hiện nay. Trong Chương trình giáo dục phổ thông Chương trình tổng thể 2018, giáo dục STEM được đề cập đến là một trong những hướng dạy học phát triển năng lực, trong đó nhấn mạnh năng lực vận dụng kiến thức các lĩnh vực như Khoa học (S), công nghệ (T), kĩ thuật (E) và toán học (M) để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Giáo dục STEM được đề cập trong nhiều lĩnh vực như giáo dục Toán học, giáo dục Khoa học tự nhiên, giáo dục Công nghệ và tin học. “Giáo dục khoa học tự nhiên giúp học sinh dần hình thành và phát triển năng lực khoa học tự nhiên qua quan sát và thực nghiệm, vận dụng tổng hợp kiến thức, kĩ năng để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống; đồng thời cùng với các môn Toán, Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học thực hiện giáo dục STEM” [4]. Tuy nhiên, việc dạy học môn học theo định Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

hướng giáo dục STEM còn gặp rất nhiều khó khăn, trong đó có khó khăn về nhận thức của giáo viên (GV) về giáo dục STEM cũng như khó khăn về điều kiện thực hiện. Vì vậy, việc hỗ trợ các GV trong việc tổ chức dạy học môn học theo định hướng Giáo dục STEM cho học sinh nói chung và học viên (HV) ở các trung tâm Giáo dục nghề nghiệp - Giáo dục thường xuyên (viết tắt là trung tâm GDNN-GDTX) nói riêng có ý nghĩa cấp thiết, góp phần đáp ứng được yêu cầu của đổi mới giáo dục phổ thông trong giai đoạn hiện nay.

1.2. Sự phù hợp của dạy học môn học theo định hướng giáo dục STEM tại các trung tâm Giáo dục nghề nghiệp - Giáo dục thường xuyên Trong công văn hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ năm học 2018 - 2019 đối với GDNN - GDTX do Bộ GD - ĐT đã chỉ rõ: “Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực nhằm tạo động cơ và hứng thú học tập cho HV, khuyến khích GV sử dụng các phương pháp tích cực, đa dạng hóa các hình thức tổ chức dạy học nhằm phát huy tính chủ động sáng tạo và tự học của HV” [7]. Dạy học theo định hướng giáo dục STEM là một trong những hướng đổi mới, trong đó chú trọng đến phát triển toàn diện, hình thành phẩm chất và phát triển năng lực người học, bắt đầu từ việc tạo sự hứng thú đến việc tạo điều kiện, tạo cơ hội để HV chủ động, sáng tạo trong các khâu: Lựa chọn vấn đề giải quyết cho đến việc đề xuất phương án và thực hiện các phương án GQVĐ.

Ngoài ra, giáo dục STEM còn góp phần định hướng nghề nghiệp cho HV: Học viên GDNN-GDTX là đối tượng vừa học văn hóa vừa có thể học nghề. Do đó, khi thực hiện các hoạt động trong bài học STEM, HV nhận thức những ưu, nhược điểm của bản thân rõ hơn, thấy được xu hướng nghề nghiệp tốt hơn, từ đó giúp cho việc đặt mục tiêu và lựa chọn nghề nghiệp của bản thân hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, dạy học theo định hướng giáo dục STEM còn giúp HV có thể vận dụng kiến thức thuộc các lĩnh vực STEM để áp dụng vào thực tiễn như: Làm men, nấu rượu, trồng chè, làm tương… Từ đó giúp giảm thời gian, công sức sản xuất và tăng năng suất, chất lượng sản phẩm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Môn Sinh học là môn học gồm các kiến thức ứng dụng thực tiễn, đặc biệt là phần Sinh học vi sinh vật (VSV), Sinh học 10. Phần Sinh học VSV gồm các nội dung nghiên cứu về đối tượng VSV và ứng dụng của VSV trong thực tiễn, là các vấn đề về trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở VSV, sinh trưởng và sinh sản của VSV. Những hiểu biết trên là cơ sở để ứng dụng công nghệ VSV trong sản xuất các sản phẩm đáp ứng nhu cầu của đời sống con người, như sản xuất sinh khối VSV, ứng dụng các quá trình lên men VSV,… Vì vậy, nội dung phần Sinh học VSV thích hợp cho việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho HV ở các trung tâm GDNN - GDTX. 1.3. Xuất phát từ thực tiễn dạy học phần “Sinh học Vi sinh vật” ở trung tâm GDNN - GDTX tỉnh Bắc Kạn Sinh học là một trong những môn khoa học tự nhiên mang tính thực nghiệm cao. Phần Sinh học vi sinh vật có rất nhiều kiến thức gắn liền với thực tế đời sống của các em và của cộng đồng. Vì thế khi dạy học phần học này, đòi hỏi giáo viên (GV) phải có những cách thức tổ chức dạy học phù hợp, có như vậy mới giúp học sinh chủ động, tích cực hình thành và phát triển cả về kiến thức, kĩ năng và phẩm chất thái độ. Hay nói khác đi là phát triển được năng lực của người học.

Hiện nay, phần lớn giáo viên tại các trung tâm GDNN - GDTX vẫn dạy học chủ yếu theo phương pháp truyền thống như thuyết trình, giảng giải, vấn đáp...

Dạy học theo theo định hướng nội dung là chính. Trong mỗi tiết dạy và học, giáo viên vẫn là người giữ vai trò trung tâm. Còn học viên vẫn chủ yếu thụ động lĩnh hội kiến thức.

Nội dung kiến thức còn nhiều, mang tính hàn lâm cao làm cho nhiều tiết học trở nên khô khan, hình thức, không quấn hút người học… Từ đó khiến cho học viên cảm thấy áp lực, nặng nền và cả chán học.

Việc đổi mới phương pháp dạy học ở Trung tâm GDNN - GDTX chưa thực hiện được nhiều, hiệu quả của việc thực hiện đổi mới cũng chưa cao nên chưa tạo được hứng thú cho người học, đi kèm với đó là chưa phát triển được nhiều năng lực, phẩm chất cho học viên.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài: Dạy học phần “ Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh phổ thông hệ giáo dục thường xuyên Tỉnh Bắc Kạn”.

2. Mục tiêu nghiên cứu Thiết kế và sử dụng được các chủ đề phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX trong DH môn Sinh học.

3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Các chủ đề giáo dục STEM trong giảng dạy phần “Sinh học vi sinh vật”.

Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Sinh học 10 THPT hệ GDTX. 4. Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế và sử dụng được một số chủ đề STEM trong dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” cho HS THPT hệ GDTX thì sẽ nâng cao hiệu quả học tập môn Sinh học và góp phần phát triển NL GQVĐ cho HS. 5. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học STEM, NL GQVĐ đối với HS phổ thông hệ GDTX. Điều tra thực trạng dạy học chủ đề STEM trong DH môn sinh học với việc giải quyết các vấn đề ở một số trung tâm GDNN - GDTX. Nghiên cứu, đề xuất quy trình thiết kế chủ đề STEM và vận dụng quy trình để thiết kế một số chủ đề STEM trong giảng dạy phần “Sinh học vi sinh vật” phù hợp.

Nghiên cứu, đề xuất quy trình tổ chức dạy học theo chủ đề STEM và vận dụng quy trình để tổ chức dạy thực nghiệm các chủ đề STEM đã thiết kế trong giảng dạy phần “Sinh học vi sinh vật” nhằm khẳng định tính khả thi của giả thuyết đề tài đã đề ra.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu các văn bản có tính pháp lí của Đảng, Chính phủ, Bộ GD & ĐT về chiến lược phát triển, đổi mới giáo dục, phát triển chương trình và SGK phổ thông nói chung, chiến lược đổi mới PPDH nói riêng.

Nghiên cứu các tài liệu dạy học STEM và tài liệu liên quan đến đề tài.

6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn 6.2.1. Điều tra thực trạng Sử dụng phiếu điều tra đối với cán bộ quản lý và giáo viên bộ môn Sinh học và các bộ môn khác nhằm tìm hiểu thực trạng việc dạy học theo hướng đổi mới ở trung tâm GDNN - GDTX hiện nay.

6.2.2. Phương pháp chuyên gia Gặp gỡ, trao đổi trực tiếp, xin ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực Sinh học và khoa học giáo dục liên quan đến đề tài.

6.2.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm ở một số lớp tại một số trung tâm GDNN - GDTX tỉnh Bắc Kạn nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.

6.3. Phương pháp thống kê toán học Xử lý các kết quả điều tra và kết quả thực nghiệm sư phạm.

7. Những đóng góp mới của đề tài Hệ thống hóa những vấn đề cơ bản của dạy học STEM, mối quan hệ của việc dạy học STEM với phát triển năng lực nói chung và NL GQVĐ nói riêng. Đề xuất quy trình thiết kế bài chủ đề STEM trong giảng dạy phần “Sinh học vi sinh vật”. Vận dụng quy trình để thiết kế một số chủ đề giáo dục STEM phần “Sinh học vi sinh vật” sinh học 10. Đề xuất quy trình tổ chức dạy học bài học chủ đề STEM trong giảng dạy phần “Sinh học vi sinh vật” cho HS THPT hệ GDTX và vận dụng quy trình để tổ chức dạy học nhằm góp phần nâng cao kết quả học tập môn SH tại các trung tâm GDNN - GDTX tỉnh Bắc Kạn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, cấu trúc nội dung luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Chương 2: Thiết kế và tổ chức DH một số chủ đề STEM trong giảng dạy phần “Sinh học vi sinh vật” cho HS THPT hệ GDTX Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM 1.1. Lược sử nghiên cứu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.1.1. Trên thế giới Giáo dục STEM được xuất hiện lần đầu tiên tại Mỹ, sau đó phát triển rộng ra nhiều quốc gia trên thế giới. Điều làm cho giáo dục STEM trở nên phổ biến trên thế giới là khả năng xóa bỏ khoảng cách giữa kiến thức trên sách vở và ứng dụng thực tiễn. Giáo dục đi kèm với thực tế đã dần thay đổi so với giáo dục truyền thống gò bó và áp lực với học sinh - Điều mà cả thế giới đều đang cố gắng đạt được [28].

Theo hiệp hội các GV dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association - NSTA) thì giáo dục STEM được hiểu như sau: “Giáo dục STEM là 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 các HS áp dụng các kiến thức trong Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới” [24].

Các trường học ở Mỹ đã xây dựng nội dung chương trình giáo dục STEM, các lớp học STEM, đào tạo giáo viên về dạy học STEM. Nhờ đó mà giáo dục STEM đã giúp cho quốc gia này có những đột phá quan trọng trong giáo dục, góp phần đào tạo được nguồn nhân lực chất lượng cao. Một thống kê ở Mỹ cho thấy từ năm 2004 đến 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, việc làm STEM có tốc độ tăng trường gấp 4 lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm 1950 đến 2007 [21].

Tại Anh đã xây dựng một chương trình hành động nhằm thúc đẩy giáo dục STEM với 4 nội dung chính: (1) Tuyển dụng giáo viên STEM; (2) bồi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

dưỡng nâng cao trình độ giáo viên; (3) Cải cách chương trình học; (4) phát triển cơ sở vật chất phục vụ cho việc dạy học STEM [21]. Mục tiêu của giáo dục STEM tại quốc gia này là đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, có khả năng nghiên cứu và ứng dụng khoa học vào thực tiễn.

Tại Pháp, giáo dục STEM được thực hiện ở các cấp học và ở cấp Trung học phổ thông (THPT) giáo dục STEM chiếm thời lượng đáng kể.

Ngay từ năm học đầu tiên học sinh đã được tham gia vào các hoạt động nghiên cứu về Khoa học đời sống và Trái Đất, các chủ đề dạy học có liên quan đến giáo dục STEM [16].

Bên cạnh đó một số quốc gia có nền giáo dục phát triển như Australia, Hàn Quốc, Hà Lan, Singapore, Canada, Phần Lan… cũng có nhiều công trình nghiên cứu về giáo dục STEM. Giáo dục STEM được đưa vào trong các cấp học với mục tiêu là làm tăng khả năng sáng tạo, đam mê nghiên cứu khoa học của HS, cung cấp nhân tài làm việc trong các lĩnh vực STEM. HS được đào tạo theo mô hình giáo dục STEM có cơ hội nhận được việc làm tốt hơn và tiếp cận với các công việc có nguồn thu nhập cao. Bên cạnh đó các quốc gia này còn khẳng định nguồn nhân lực thuộc nhóm ngành STEM sẽ góp phần thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế của quốc gia.

Có thể nói rằng: Giáo dục STEM đã được triển khai từ vài thập kỷ trước đây tại rất nhiều quốc gia trên thế giới và được công nhận là hướng đi đúng đắn. Trong một bài phát biểu trước thượng nghị viện Mỹ, Bill Gates đã từng nói “Chúng ta không thể duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ khi chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật”. Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà khoa học, kỹ sư mà là phát triển các kỹ năng cần thiết được sử dụng để làm việc, giải quyết các vấn đề trong cuộc sống và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại ngày nay [21]. Giáo dục STEM chính là giải pháp đáp ứng nguồn nhân lực cho cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

1.1.2. Ở Việt Nam Năm 2011, công ty Cổ phần công nghệ DTT là đơn vị tiên phong trong quá trình đưa giáo dục STEM vào Việt Nam thông qua phối hợp với Trường Icarnegie - Hoa Kỳ mở rộng triển khai thí điểm tại các trường phổ thông thuộc 3 thành phố Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh [26].

Từ năm 2014, Bộ Giáo dục và Đào tạo phối hợp Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho một số trường trung học thuộc các tỉnh, thành phố như: Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định. Đây là những bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia [27].

Ngày 4-5-2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị số 16/CT-TTg về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, trong đó có những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam. Một trong các giải pháp được chỉ rõ trong Chỉ thị nói trên là: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào tạo về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, Ngoại ngữ, Tin học trong chương trình giáo dục phổ thông…” [18].

Trong những năm gần đây, định hướng dạy học STEM được sự quan tâm từ nhiều nhà trường, các tổ chức giáo dục, phụ huynh và HS. Nhiều trường đã bắt đầu có câu lạc bộ STEM và hoạt động khá tích cực, thu hút được sự quan tâm của đông đảo HS. Tại Hà Nội, các hoạt động thuộc lĩnh vực giáo dục STEM như CLB STEM, đưa các môn học STEM vào học tập theo hình thức chính khóa (STEM Khoa học máy tính, STEM Khoa học dữ liệu, STEM Robotics)… Nhiều học sinh hứng thú và tham gia các khóa học STEM hàng năm tại các trung tâm.

Việc nghiên cứu về giáo dục STEM ở Việt Nam, cho đến nay có một số ít công trình nghiên cứu về giáo dục STEM cho đối tượng học sinh phổ thông: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tác giả Lê Xuân Quang (2017), đã nghiên cứu về quy trình dạy học môn Công nghệ ở trường phổ thông theo định hướng giáo dục STEM [14]. Tác giả Nguyễn Thanh Nga, Phùng Việt Hải, Nguyễn Quang Linh, Hoàng Phước Muội (2017), đã nghiên cứu về quy trình Thiết kế và quy trình tổ chức chủ đề STEM cho học sinh THCS và THPT. Tác giả Nguyễn Thanh Nga, Hoàng Phước Muội (2018), nghiên cứu về quy trình tổ chức hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM thông qua hoạt động Câu lạc bộ và sử dụng cơ sở vật chất phòng thí nghiệm ở trường trung học.

Trong CTGD Tổng thể 2018, Giáo dục STEM cũng được đề cập đến như là một mô hình giáo dục hiệu quả nhằm phát triển năng lực, phẩm chất của người học, tuy nhiên sự đề cập này mới chỉ dừng lại ở mức độ khái niệm: Là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể [4].

Nhìn chung các tác giả đã phân tích lợi ích của giáo dục STEM trong dạy học cũng như hoạt động trải nghiệm tới hứng thú học tập của HS. Các tác giả đã đưa ra và vận dụng được các quy trình thiết kế, tổ chức dạy học một số môn học nhưng chủ yếu là vận dụng trong các môn: Công nghệ, vật lý, toán học và hoạt động trải nghiệm ở trường PT. Qua việc nghiên cứu về các công trình về giáo dục STEM nói chung và dạy học các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học… nói riêng thì thấy rằng DH môn sinh học theo định hướng giáo dục STEM là rất cần thiết và phù hợp với hứng thú và đặc thù của môn học cũng như đáp ứng được yêu cầu đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam theo hướng phát triển năng lực ở người học trong giai đoạn hiện nay. Tuy nhiên, việc DH môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM ở trường PT nói chung và đặc biệt là với HS THPT hệ GDTX tại các trung tâm GDNN - GDTX là chưa có công trình nào nghiên cứu và ứng dụng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

1.2. Cơ sở lý luận về dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.2.1. Khái niệm STEM STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học): Science (Khoa học): Gồm các kiến thức về Vật lý, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất nhằm giúp học sinh hiểu về thế giới tự nhiên và vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày.

Technology (Công nghệ): Phát triển khả năng sử dụng quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của học sinh, tạo cơ hội để học sinh hiểu về công nghệ, ảnh hưởng của công nghệ đến đời sống.

Engineering (Kỹ thuật): Phát triển sự hiểu biết ở học sinh về cách công nghệ đang phát triển thông qua quy trình thiết kế các đối tượng, các hệ thống hay xây dựng các quy trình sản xuất trên cơ sở vận dụng kiến thức Khoa học và Toán học.

Mathematics (Toán học): Phát triển ở học sinh khả năng phân tích, biện luận và truyền đạt ý tưởng thông qua việc tính toán, giải thích các giải pháp giải quyết các vấn đề trong các tình huống đặt ra [13].

Thuật ngữ STEM được dùng trong hai ngữ cảnh khác nhau đó là: Ngữ cảnh giáo dục, là ngữ cảnh mà STEM nhấn mạnh đến sự quan tâm của nền giáo dục đối với các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán.

Quan tâm đến việc tích hợp các môn khoa học trên gắn với thực tiễn để nâng cao năng lực cho người học.

Ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM được hiểu là nghề nhiệp thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học [13], [16].

1.2.2. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên cạnh các môn học đang được quan tâm như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ, Kỹ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện về đội ngũ giáo viên, chương trình, cơ sở vật chất.

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của học sinh.

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh.

- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dụcSTEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.

- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, học sinh sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM [6].

Thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông cũng là cách thức thu hút học sinh theo học, lựa chọn các ngành nghề thuộc lĩnh vực STEM, các ngành nghề có nhu cầu cao về nguồn nhân lực trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

1.2.3. Chủ đề STEM Hiện nay, trong trường phổ thông chưa có các môn học về STEM. Các môn học thuộc giáo dục STEM được giảng dạy theo hình thức đơn môn và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

được tổ chức thực hiện theo hình thức tích hợp các môn Khoa học trong giảng dạy như giảng dạy kiến thức Sinh học có thể lồng ghép kiến thức về Vật lý, Hóa học hoặc thông qua các câu lạc bộ nghiên cứu khoa học và sáng tạo, qua các hoạt động trải nghiệm. Một trong những hình thức thực hiện giáo dục STEM trong trường phổ thông đang được áp dụng đó là dạy học STEM theo chủ đề.

Các chủ đề giáo dục STEM thường phải đảm bảo các tiêu chí sau: - Hướng tới việc giải quyết vấn đề trong thực tiễn. Các vấn đề trong thực tiễn là các vấn đề gần gũi, nảy sinh trong đời sống xã hội thường ngày. Học sinh vận dụng kiến thức STEM để giải quyết các vấn đề đó. Đây chính là mục tiêu mà giáo dục STEM hướng tới.

- Định hướng thực hành: Đây là một tiêu chí quan trọng của chủ đề giáo dục STEM, gắn lý thuyết với thực tiễn. Thông qua thực tiễn học sinh sẽ hiểu sâu hơn về lý thuyết của các môn Khoa học và Toán học.

- Phát triển năng lực làm việc nhóm: Đây là một kỹ năng quan trọng của con người trong thế kỷ 21. Thông qua làm việc nhóm cá nhân học sinh sẽ phát triển kỹ năng giao tiếp, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo [13], [20].

1.2.4. Phân loại chủ đề STEM 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 [14].

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 trong chương trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm STEM này thường đơn giản, chủ đề giáo dục STEM bám sát nội dung sách giáo khoa và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

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. Các chủ đề thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung mang tính bổ sung, mở rộng chương trình giáo dục phổ thông [29].

Phân loại dựa vào mục đích dạy học ta có: STEM dạy kiến thức mới: Là STEM 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). HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội được tri thức mới. 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 lí thuyết vào thực tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu [15].

1.2.5. Các con đường giáo dục STEM cho học sinh Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới không có môn học mang tên STEM cụ thể trong chương trình giáo dục phổ thông. Giáo dục STEM thường được lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạt câu lạc bộ khoa học, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay được giảng dạy thông qua các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ. Ở Việt Nam giáo dục STEM cho HS bước đầu chủ yếu tập trung phân tích giáo dục STEM thông qua dạy học các môn học [15].

1.2.5.1. Giáo dục STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp Trên thế giới, các hoạt động giáo dục nhằm phát triển năng lực, sự sáng tạo, phẩm chất và kĩ năng, giáo dục sự nhân văn… được rất nhiều quốc gia quan tâm đặc biệt là các quốc gia tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông theo hướng phát triển năng lực. Một số quốc gia gọi đó là hoạt động giáo dục ngoài trời, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay hoạt động trải nghiệm... Các hoạt động này thường được xây dựng dựa trên các chủ đề rất đa dạng, một trong số đó liên quan đến khám phá thế giới tự nhiên, khoa học trái đất, tìm hiểu Công nghệ, Kĩ thuật… Tuy tên gọi, nội dung khác nhau nhưng nhìn chung các hoạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

động trên đều hướng tới việc cung cấp cho HS các tình huống, bối cảnh đa dạng và phong phú đòi hỏi sự phát triển, vận dụng nhiều tri thức kĩ năng, cho phép HS tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề theo các cách khác nhau nhằm đạt được kết quả tốt hơn; cung cấp cho HS cơ hội sáng tạo, dám nghĩ, dám làm.

Bên cạnh đó tại nhiều quốc gia, giáo dục không chỉ phó mặc cho nhà trường mà còn có sự tham gia của các cá nhân, tổ chức nhằm thúc đẩy sự chung tay góp sức của toàn xã hội trong việc chia sẻ sứ mệnh giáo dục. Đây là những điều kiện thuận lợi để giáo dục STEM cho HS. 1.2.5.2. Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vựcSTEM Mô hình giáo dục STEM qua dạy học các môn khoa học tự nhiên khá phổ biến trên thế giới, đặc biệt là ở nước Anh trong đó nội dung học tập của môn học được thiết kế thành các chủ đề STEM và được giảng dạy theo các cách khác nhau: - Chủ đề STEM được dạy trong một môn học duy nhất: Đây là mô hình ở dạng đơn giản nhất, tuỳ theo quy mô của chủ đề mà có thể được thiết kế để dạy trong một tiết hoặc nhiều tiết trong đó GV sẽ phân chia thời gian để HS tham gia các hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các giải pháp hay cách thức để giải quyết vấn đề; thu thập thông tin, bằng chứng và cuối cùng là tổng kết, rút ra các kiến thức.

- Chủ đề STEM được dạy trong nhiều môn học: Chủ đề STEM dạng này bao trùm nhiều hơn một môn học. Về bản chất, các môn học sử dụng chung một vấn đề, một bối cảnh. Các GV dạy mỗi môn học khác nhau sẽ dạy chủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trong một môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình. Ví dụ như về chủ đề “Chất lượng nguồn nước”, GV môn Hoá Học sẽ cho HS tìm hiểu dưới góc độ nghiên cứu về độ pH trong nước trong khi đó GV môn Sinh học dạy HS theo định hướng STEM tập trung vào nghiên cứu loài sinh vật trong nguồn nước đó và ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước như thế nào hay GV môn Địa lí có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

thể hướng dẫn HS tìm hiểu ở góc độ là nguồn nước bắt đầu từ đâu, cấu tạo địa chất có ảnh hưởng như thế nào tới nguồn nước…

- Chủ đề STEM nhiều môn phối hợp: Chủ đề STEM dạng này khá phức tạp, nó có sự liên kết kiến thức giữa các môn rất chặt chẽ. Các môn học vẫn tiếp cận chủ đề theo góc độ kiến thức chuyên môn riêng của mình. Nhưng những nội dung được giải quyết trong môn học trước sẽ là tiền đề nối tiếp để dạy ở môn học sau. Các môn học phải được phối hợp với nhau để dạy những nội dung có tính chất gối nhau. Như trên đã đề cập, mô hình này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các môn học đảm bảo cho những gì HS được học ở môn này sẽ là tiền đề, điều kiện về kiến thức, kĩ năng để các em có thể học được ở môn tiếp theo. Thứ hai nó đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng giữa các GV phụ trách các môn học, bất kì một sự thay đổi nào về kiến thức, về thời gian… cũng làm hưởng đến mô hình [14].

1.2.6. Quy trình giáo dục STEM 1.2.6.1. Quy trình 5E 5E là viết tắt của các cụm từ: Enagement (Gắn kết/Đặt vấn đề), Exploration (Khảo sát/khám phá), Explaination (Giải thích), Elaboration (Áp dụng cụ thể), Evaluation (Đánh giá). Năm 1987, Rodger W.Bybee cùng với các cộng sự của mình làm việc trong tổ chức giáo dục nghiên cứu khung chương trình dạy Sinh học tại Mỹ đã đề xuất mô hình dạy học cải tiến cho chương trình học môn Sinh học ở cấp tiểu học. Mô hình 5E được xây dựng dựa trên thuyết kiến tạo nhận thức của quá trình học. Theo đó người học xây dựng kiến thức mới từ quá trình trải nghiệm. Đây là mô hình giáo dục phổ biến đang được áp dụng tại Mỹ. Quy trình 5E là một chuỗi của quá trình dạy học gồm 5 giai đoạn: - Enagement (Gắn kết/Đặt vấn đề): Đây là giai đoạn đầu của chu kỳ học tập. Giáo viên đặt học sinh vào các sự kiện, tình huống hoặc vấn đề nào đó trong thực tiễn có liên quan đến chủ đề học tập. Thông qua các hoạt động giáo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

viên định hướng cho học sinh gắn kết, liên hệ giữa kiến thức với sự kiện, tình huống hay vấn đề đã được đặt ra. Từ sự gắn kết đó sẽ nảy sinh vấn đề cần giải quyết hay cần nghiên cứu thêm một vấn đề gì đó.

- Exploration (Khảo sát/khám phá): Học sinh chủ động khám phá kiến thức mới thông qua các hoạt động như quan sát, làm thí nghiệm, thiết kế, thu thập số liệu… để giải quyết một vấn đề. Giáo viên chỉ đóng vai trò là người định hướng hoạt động, cung cấp những kiến thức hoặc trải nghiệm nền tảng.

- Explaination (Giải thích): Học sinh trình bày, miêu tả, giải thích, phân tích các trải nghiệm hoặc quan sát thu được ở giai đoạn khám phá, đề xuất các giải pháp mang tính khả thi. Giáo viên sẽ hướng dẫn học sinh tổng hợp kiến thức mới và giải thích nếu cần làm rõ kiến thức nào đó.

- Elaboration (Áp dụng cụ thể): Học sinh vận dụng các kiến thức đã học vào các tình huống và hoàn cảnh cụ thể giúp cho kiến thức trở nên sâu sắc hơn.

- Evaluation (Đánh giá): Giai đoạn này bao gồm các hoạt động tự đánh giá, bài tập viết, bài tập trắc nghiệm hoặc các sản phẩm. Học sinh phải trình bày được các giải pháp để GQVĐ đã đặt ra ở giai đoạn 1. Giáo viên sử dụng các kỹ thuật đánh giá khác nhau để đánh giá kiến thức và kỹ năng của từng học sinh, từ đó đề xuất các phương pháp điều chỉnh phù hợp để HS đạt được mục tiêu học tập [22].

Như vậy, mô hình 5E trở thành một bộ công cụ hữu ích trong giáo dục STEM. Khi áp dụng mô hình này trong giáo dục STEM sẽ giúp cho bài giảng sinh động và có tính hệ thống. Học sinh được tham gia vào các hoạt động trải nghiệm để khám phá kiến thức mới và vận dụng kiến thức. Đồng thời tính hệ thống của mô hình này sẽ giúp cho học sinh phát triển đồng thời cả kiến thức và kỹ năng.

1.2.6.2. Quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học Giáo dục STEM theo cách tiếp cận nghiên cứu khoa học cũng là một mô hình được các quốc gia quan tâm và áp dụng. Theo mô hình này học sinh sẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

được tiếp cận với các vấn đề khoa học theo cách của các nhà khoa học. Quy trình gồm 6 bước: - Bước 1: Đặt câu hỏi nghiên cứu.

- Bước 2: Đề xuất giải thuyết.

- Bước 3: Trải nghiệm.

- Bước 4: Quan sát và ghi chép.

- Bước 5: Phân tích.

- Bước 6: Chia sẻ kết quả [16].

Tại Việt Nam cuộc thi “Sáng tạo KHKT dành cho học sinh trung học” đang trở nên phổ biến cũng là một hình thức của giáo dục STEM theo mô hình này.

1.2.6.3. Quy trình tiếp cận theo nguyên lí thiết kế kỹ thuật Giáo dục STEM sẽ thực sự đạt hiệu quả cao khi bài học được thiết kế theo quy trình kỹ thuật. Theo quy trình này thì học sinh sẽ đưa ra nhiều giải pháp để GQVĐ. Một quy trình kỹ thuật phù hợp sẽ thúc đẩy học sinh suy nghĩ và đưa ra quyết định Xác định vấn đề

Chia sẻ

Đánh giá

Xác định các giải pháp

Lựa chọn giải pháp

Hình 1.1.Vòng lặp thiết kế kỹ thuật trong giáo dục STEM[24].

1.3. Năng lực giải quyết vấn đề 1.3.1. Khái niệm năng lực Có nhiều tác giả đưa ra khái niệm “năng lực”: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Theo P.A. Rudich, năng lực là tính chất tâm sinh lí của con người chi phối các quá trình tiếp thu cá kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hoạt động nhất định [17].

Theo John Erpenbeck, năng lực được tri thức làm cơ sở, được sử dụng như khả năng, được quy định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và được hiện thực hóa qua chủ định [8].

Theo từ điển tâm lí học, (Vũ Dũng, 2000): “Năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm chất của tâm lí cá nhân, đóng vai trò là điều khiển bên trong, tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định”.

“Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong các tình huống thay đổi thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động”.

“Năng lực là khả năng thực hiện thành công hoạt động trong một bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí… Năng lực của cá nhân được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của cá nhân đó khi giải quyết các vấn đề của cuộc sống”… [1].

Các phát biểu trên đều khẳng định: Khi đề cập đến năng lực là phải nói đến khả năng thực hiện, là phải biết làm, chứ không chỉ biết và hiểu.

Theo CTGD tổng thể năm 2018, năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể [4].

1.3.2. Năng lực giải quyết vấn đề Có nhiều tác giả và nhóm tác giả đã nghiên cứu về NL GQVĐ. Theo tác giả Nguyễn Cảnh Toàn: “Giải quyết vấn đề là hoạt động trí tuệ được coi là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

trình độ phức tạp và cao nhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân. Để giải quyết vấn đề, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, ngôn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thân và khả năng kiểm soát được tình thế” [19].

Theo nghiên cứu của tác giả Đinh Quang Báo, ở bậc học THPT, NL GQVĐ được biểu hiện ở các hoạt động: - Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống; phát hiện và nêu được tình huống CVĐ trong học tập, trong cuộc sống.

- Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến VĐ; đề xuất và phân tích được một số giải pháp GQVĐ; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất; - Thực hiện và ĐG giải pháp GQVĐ; suy ngẫm về cách thức và tiến trình GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng trong bối cảnh mới.

Từ những định nghĩa trên, chúng ta có thể hiểu năng lực giải quyết vấn đề của học sinh là khả năng của học sinh phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chương trình trung học phổ thông để giải quyết thành công các tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống của các em, đồng thời phải có được khả năng tự đánh giá và điều chỉnh quá trình GQVĐ với thái độ tích cực.

Trong CTGD tổng thể 2018, NL giải quyết vấn đề được biểu hiện gồm các tiêu chí được thể hiện ở bảng 1.1:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Bảng 1.1. Các biểu hiện của NLGQVĐ [4] STT 1

Các biểu hiện

Tiêu chí Nhận

ra

ý Biết xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và

tưởng mới

phức tạp từ các nguồn thông tin khác nhau; biết phân tích các nguồn thông tin độc lập để thấy được khuynh hướng và độ tin cậy của ý tưởng mới.

2

Phát hiện và Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc làm rõ vấn đề

sống; phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống.

3

Hình thành và Nêu được nhiều ý tưởng mới trong học tập và cuộc triển

khai

ý sống; suy nghĩ không theo lối mòn; tạo ra yếu tố mới

tưởng mới

dựa trên những ý tưởng khác nhau; hình thành và kết nối các ý tưởng; nghiên cứu để thay đổi giải pháp trước sự thay đổi của bối cảnh; đánh giá rủi ro và có dự phòng.

4

Đề xuất, lựa Biết thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến chọn giải pháp

vấn đề; biết đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề; lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất.

5

Thiết kế và tổ - Lập được kế hoạch hoạt động có mục tiêu, nội chức hoạt động dung, hình thức, phương tiện hoạt động phù hợp; - Tập hợp và điều phối được nguồn lực (nhân lực, vật lực) cần thiết cho hoạt động.

- Biết điều chỉnh kế hoạch và việc thực hiện kế hoạch, cách thức và tiến trình giải quyết vấn đề cho phù hợp với hoàn cảnh để đạt hiệu quả cao.

- Đánh giá được hiệu quả của giải pháp và hoạt động.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Như vậy, Năng lực giải quyết vấn đề trong học tập có những biểu hiện sau: - Phân tích được tình huống trong học tập, trong cuộc sống.

- Phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống.

- Thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề.

- Đề xuất và phân tích được một số giải pháp giải quyết vấn đề, lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất.

- Lập được kế hoạch để GQVĐ đặt ra và thực hiện kế hoạch một cách độc lập, sáng tạo, hợp lý.

- Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ; suy ngẫm về cách thức và tiến trình GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng trong tình huống mới.

1.4. Mối quan hệ giữa dạy học theo định hướng giáo dục STEM với việc phát triển NL GQVĐ DH theo định hướng giáo dục STEM trong DH Sinh học là một trong những giải pháp để thực hiện được mục tiêu giáo dục trong giai đoạn đổi mới hiện nay. DH theo định hướng giáo dục STEM thuận lợi cho việc hình thành hứng thú học tập qua đó hình thành phẩm chất và phát triển NL chung và NL đặc thù môn Sinh học trong đó có NL GQVĐ. Trong các quy trình DH STEM, thì quy trình thiết kế kĩ thuật là quy trình phù hợp với HS phổ thông hệ GDTX, đồng thời quy trình này tương đồng với quy trình DH GQVĐ. Mặt khác qua phân tích các biểu hiện của NLGQVĐ được dự kiến phát triển ở HS phổ thông, thì thấy có những nét tương đồng với tiến trình của dạy học theo định hướng STEM theo quy trình kĩ thuật, do vậy chúng tôi sử dụng DH theo quy trình kĩ thuật của DH STEM để phát triển NLGQVĐ thông qua các chủ đề STEM phần Sinh học Vi sinh vật, Sinh học 10 THPT. 1.5. Khảo sát thực trạng dạy học “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM ở trung tâm GDNN - GDTX hiện nay 1.5.1. Khảo sát thực trạng dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” ở trung tâm GDNN - GDTX hiện nay Mục đích khảo sát: Nhằm đánh giá được thực trạng dạy học Sinh học phần “Sinh học vi sinh vật” hiện nay, tìm ra những điểm yếu cần khắc phục để Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

từ đó đưa ra giải pháp hợp lý cho việc vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn.

Nội dung khảo sát: Chúng tôi đã tiến hành phát phiếu khảo sát đối với giáo viên (GV) dạy môn Sinh học tại tất cả 08 trung tâm GDNN - GDTX trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn vào tháng 10 năm 2018.

Kết quả khảo sát: Thể hiện ở bảng 1.1 và 1.2 (Phụ lục 2).

Từ kết quả trên thấy rằng: Về việc sử dụng phương pháp dạy học tích cực: Các phương pháp thuyết trình, hỏi đáp, trực quan là các PPDH được sử dụng thường xuyên trong các giờ học với tỷ lệ từ 62,5% đến 100%. Qua phỏng vấn thì các GV cho rằng đây là các phương pháp dễ thực hiện, không mất thời gian chuẩn bị nhiều và phù hợp với mọi điều kiện học tập. Tuy nhiên, việc sử dụng các phương pháp này quá nhiều dẫn đến tình trạng học viên thụ động trong học tập, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn sẽ bị hạn chế. Dạy học qua thực hành, thí nghiệm thỉnh thoảng mới được thực hiện (100%) vì các hóa chất và thiết bị phục vụ cho thí nghiệm, thực hành của môn Sinh học chưa có. Dạy học dự án và dạy học giải quyết vấn đề được GV sử dụng chiếm 12,5%. PPDH này chỉ thực hiện được ở rất ít trung tâm, đó là những trung tâm có đội ngũ GV chuyển công tác từ trường THPT sang, dạy lâu năm, kinh nghiệm nhiều. 87,5% GV được điều tra chưa áp dụng bao giờ. Do GV tại các trung tâm GDNN - GDTX được tập huấn về đổi mới PPDH ít hơn GV dạy học tại các trường THPT, Mỗi môn học chỉ có một GV giảng dạy, thậm chí có trung tâm vẫn phải hợp đồng GV giảng dạy với các trường THPT, cơ sở vật chất thiếu thốn, chưa có phòng thực hành cho các môn học nên việc triển khai các PPDH tích cực còn rất hạn chế.

Về việc sử dụng kĩ thuật dạy học tích cực: Sơ đồ tư duy là kĩ thuật dạy học được GV sử dụng nhiều nhất chiếm 37,5%. Đa số các GV đều cho rằng đây là kỹ thuật áp dụng phù hợp với các bài ôn tập, có tính hệ thống hóa kiến thức, dễ thực hiện. Kĩ thuật hợp tác nhóm cũng được các GV sử dụng (25%) nhưng tùy theo bài học, theo nội dung học tập. Tuy nhiên các GV cho biết HV tham Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

gia hoạt động nhóm còn thiếu kĩ năng, thực hiện chậm, mất nhiều thời gian nên việc sử dụng kĩ thuật hợp tác nhóm trên lớp gặp khó khăn làm cho GV ngại sử dụng. Kĩ thuật khăn trải bàn và mảnh ghép: 100% GV chưa sử dụng các kĩ thuật dạy học này. Các GV đều cho rằng, khi sử dụng các kĩ thuật DH này sẽ không đảm bảo thời gian cho tiết học nên không áp dụng được.

Như vậy kết quả điều tra đã cho thấy việc triển khai các PPDH và kỹ thuật dạy học tích cực vẫn còn gặp nhiều khó khăn.

Việc vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề xảy ra trong thực tiễn: Các hoạt động vận dụng kiến thức để GQVĐ xảy ra trong thực tiễn mới chỉ là các câu hỏi mang tính chất gợi mở, vận dụng ở mức độ thấp và chủ yếu là thỉnh thoảng mới sử dụng (75%). Nguyên nhân chủ yếu là học viên chưa có nhiều cơ hội học tập trải nghiệm gắn liền với thực tế. Áp lực về học tập và thi cử đang chi phối nhiều hoạt động học của học viên hiện nay.

Như vậy từ phân tích số liệu về thực trạng dạy học Sinh học có thể rút ra kết luận như sau: - GV đã quan tâm đến việc vận dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực nhưng vẫn còn rất hạn chế. Nhưng việc triển khai các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực còn gặp nhiều khó khăn, chủ yếu là dochất lượng đầu vào của HV rất thấp, bên cạnh đó còn có nguyên nhân nữa là do cơ sở vật chất thiếu thốn, mỗi môn học chỉ có một GV nên việc trao đổi chuyên môn gặp khó khăn, thậm chí có nơi còn phải thuê GV dạy hợp đồng, tâm lí ngại đổi mới vẫn còn có ở số ít GV… Tuy nhiên, với lợi thế về thời gian học tập nhiều (do số lớp và số HV tại các trung tâm ít, HV chỉ học tám môn chính và chỉ học một ca là chính), HV chủ yếu phải lao đông giúp gia đình nhiều… Vì vậy, nếu GV chủ động trao đổi chuyên môn với GV trường THPT, gắn nội dung bài học với những vấn đề thực tiễn ở địa phươngthì đây lại là cơ sở thuận lợi để GV tiếp cận với tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong các trung tâm GDNN - GDTX.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Nội dung chương trình học khó, mang tính chất hàn lâm, chú trọng việc trang bị kiến thức cơ bản hơn là gắn với việc thực hành, vận dụng sáng tạo vào thực tiễn dẫn đến hạn chế việc phát triển năng lực toàn diện của HV. - Do áp lực của các kì thi còn lớn nên tâm lí học để đối phó thi cử của học viên chưa khuyến khích đổi mới phương pháp dạy học.

- Chính sách, cơ chế quản lí giáo dục chưa khuyến khích GV tích cực đổi mới phương pháp dạy học.

Từ những kết luận trên chúng ta thấy rằng cần phải thay đổi tư duy dạy học “cũ” trong các trung tâm hiện nay, xây dựng một mô hình học tập mới gắn với chương trình mới, giảm tính hàn lâm của lí thuyết và tăng khả năng thực hành, ứng dụng kiến thức vào GQVĐ, phát huy ý tưởng sáng tạo trong thực tiễn là giải pháp cần thiết.

1.5.2. Khảo sát hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trung tâm GDNN - GDTX Mục đích khảo sát: Để đánh giá việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng như là tìm ra các giải pháp để triển khai giáo dục STEM trong các trung tâm GDNN - GDTX thuận lợi nhất.

Nội dung khảo sát: Chúng tôi đã tiến hành khảo sát nhận thức GV và học viên (HV) vào tháng 10 năm học 2018 - 2019.

- GV: Chúng tôi lựa chọn 8 GV Sinh học của tất cả các trung tâm GDNN - GDTX trong tỉnh Bắc Kạn.

- HV: Chúng tôi lựa chọn 83 HV khối 10 của trung tâm GDNN - GDTX

huyện Chợ Đồn và huyện Chợ Mới, và 41 HV khối 11 của trung tâm GDNN GDTX huyện Ba Bể và huyện Bạch Thông, 42 HV khối 12 của trung tâm GDNN - GDTX huyện Bạch Thông và huyện Ngân Sơn.

Kết quả khảo sát: Mức độ quan tâm của GV về giáo dục STEM và Mức độ nhận thức của GV về dạy học theo định hướng giáo dục STEM: (Bảng 1.3, 1.4 - Phụ lục 2) thì thấy rằng mối quan tâm và mức độ nhận thức của GV về giáo dục STEM tại các trung tâm GDNN - GDTX hiện nay như sau: Đa số GV chưa quan tâm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

nhiều đến giáo dục STEM, đặc biệt là quy trình giáo dục STEM, thiết kế và tổ chức dạy học các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM (2/8 = 25%) và các hoạt động trải nghiệm giáo dục STEM (2/8 = 25%). Phần lớn GV mới chỉ quan tâm, tìm hiểu về khái niệm giáo dục STEM (4/8 = 50%). Giáo dục STEM là khái niệm còn rất mới với các GV tại các trung tâm GDNN - GDTX do chưa có điều kiện để tiếp cận. Một số GV trong quá trình tự bồi dưỡng hoặc do sự chia sẻ từ đồng nghiệp ở các tỉnh khác có hoạt động giáo dục STEM nên mới bước đầu tìm hiểu đến hình thức giáo dục này.

Tương tự, khi tiến hành khảo sát về Hoạt động giáo dục STEM ở các trung tâm GDNN - GDTX hiện nay: Từ kết quả khảo sát ở bảng 1.5 (Phụ lục 2) và bảng 1.7 (Phụ lục 4) thấy rằng hoạt động giáo dục STEM ở cáctrung tâm GDNN - GDTX là chưa thực hiện. Cuộc thi sáng tạo KHKT tuy được Sở GD&ĐT triển khai nhưng không bắt buộc tại các trung tâm GDNN - GDTX nên cũng chưa tổ chức được hoạt động này. Các hội thảo và tập huấn về giáo dục STEM cũng chưa triển khai tới các trung tâm nên hầu hết GV chưa hiểu rõ ràng về giáo dục STEM. Tiếp tục khảo sát Triển vọng về việc tổ chức các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong trường THPT hiện nay: Sau khi phổ biến cho các GV những hiểu biết cơ bản về DH STEM như: Khái niệm, những biểu hiện cơ bản của DH STEM nói chung và DH STEM môn SH nói riêng, đã tiến hành khảo sát GV về triển vọng của DH STEM tại TTGDTX và thu được kết quả ở bảng 1.6 (Phụ lục 2). và bảng 1.8 (Phụ lục 4).

Từ kết quả khảo sát chúng tôi thấy: 62,5% GV cho rằng tổ chức định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX có phù hợp và cần thiết với đổi mới giáo dục hiện nay. 50% GV cho rằng có thể thiết kế chủ đề dạy học sinh học theo định hướng giáo dục STEM theo hướng gắn với các hoạt động gần gũi với đời sống học viên. 75% GV đồng ý với ý kiến giáo dục STEM sẽ phát triển năng lực cho học viên tốt. Số lượng HV muốn được tham gia các hoạt động giáo dục STEM chiếm 69,3%. Với kết quả như trên thì việc triển khai các hoạt động dạy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

học theo định hướng giáo dục STEM là định hướng đúng, phù hợp và có thể triển khai được.

Như vậy từ việc phân tích số liệu khảo sát về hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trung tâm GDNN - GDTXcó thể rút ra kết luận như sau: - Hoạt động giáo dục STEM trong trung tâm GDNN - GDTX hiện nay chưa được thực hiện. Nguyên nhân của thực trạng này là giáo dục STEM mới đưa vào thử nghiệm, chưa bắt buộc nên cán bộ quản lí và GV chưa thực sự quan tâm.

- Áp lực của các kì thi đến HV là rất lớn nên các em chưa thực sự quan tâm đến việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

- Việc triển khai tập huấn về giáo dục STEM chưa được tổ chức cho GV các trung tâm GDNN - GDTX. Tuy nhiên bên cạnh tồn tại đó thì có thể thấy trong tổng số 8 GV được hỏi thì có đến 50% GV bắt đầu quan tâm, tìm hiểu về giáo dục STEM. 69,3%HV muốn được tham gia các hoạt động giáo dục STEM. Mặt khác, các trung tâm GDNN - GDTX trện địa bàn tỉnh Bắc Kạn đều có số lớp rất ít, trung bình mỗi khối học chỉ có một lớp. GV tại các trung tâm chỉ dạy khoảng 4 - 6 tiết trên tuần còn lại là thực hiện các hoạt động kiêm nhiệm. Về phía HV, các em chủ yếu học bốn tiết học trên một buổi chính khóa từ thứ hai đến thứ sáu. Đây chính là cơ sở, điều kiện để các GV và HV có thời gian thiết kế, xây dựng và thực hiện được các chủ đề dạy học theo định hướng STEM. - Giải pháp để nâng cao chất hượng dạy và học môn Sinh học là thiết kế các chủ đề dạy học và tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM. Do đó việc nghiên cứu và đề xuất mô hình dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong môn Sinh học là hoàn toàn phù hợp, thực hiện được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tiểu kết chương 1 Nội dung của chương này đã trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học phần “Sinh học Vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh hệ GDTX. Những nội dung chính tóm tắt gồm: Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp các kiến thức và kỹ năng về Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học góp phần định hướng phát triển năng lực của học sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức để GQVĐ thực tiễn mang lại hiệu quả và giá trị. Bên cạnh đó, giáo dục STEM còn giúp HS định hướng nghề nghiệp trong tương lai đặc biệt là lao động trong các ngành, nghề thuộc lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu phát triển đất nước, yêu cầu của cuộc cách mạng công nghệ 4.0.

Hiện nay giáo dục STEM trở thành mô hình giáo dục phổ biến trên thế giới và đạt được những kết quả nhất định. Ở Việt Nam, giáo dục STEM mới được đưa vào thử nghiệm tại các trường THPT và là một mô hình giáo dục mới.

Nhiều GV và HS chưa được tiếp cận với giáo dục STEM. Tuy nhiên qua kết quả điều tra thì đều thấy rằng việc triển khai giáo dục STEM là mong muốn của cả GV và HV của các trung tâm GDNN - GDTX trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn. Đây là cơ sở thực tiễn quan trọng cho việc xây dựng các chủ đề dạy học và tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại các trung tâm GDNN - GDTX.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC “VI SINH VẬT” THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM CHO HS THPT HỆ GDTX 2.1. Phân tích cấu trúc phần Sinh học vi sinh vật hệ GDTX Trong chương trình Sinh học lớp 10 hệ GDTX, phần Sinh học Vi sinh vật gồm 2 phần chính với cấu trúc như sau: Sinh học Vi sinh vật

Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở VSV

Môi trường và các kiểu dinh dưỡng

Hô hấp và lên men

Quá trình phân giải các chất

Sinh trưởng và các yếu tố ảnh hưởng đến ST của VSV

Sinh trưởng của quần thể VSV

Các yếu tố ảnh hưởng đến ST của VSV

Mục tiêu dạy học phần Sinh học vi sinh vật: Theo [10] thì mục tiêu dạy học phần Sinh học vi sinh vật như sau: - Kiến thức: Nêu được khái niệm vi sinh vật và các đặc điểm chung của vi sinh vật.

Trình bày được các kiểu chuyển hoá vật chất và năng lượng ở vi sinh vật dựa vào nguồn năng lượng và nguồn cacbon mà vi sinh vật đó sử dụng.

Nêu được hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí và lên men.

Nêu được đặc điểm chung của các quá trình phân giải chủ yếu ở vi sinh vật và ứng dụng của các quá trình này trong đời sống và sản xuất.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Trình bày được đặc điểm chung của sự sinh trưởng ở vi sinh vật và giải thích được sự sinh trưởng của chúng trong điều kiện nuôi cấy liên tục và không liên tục.

Trình bày được những yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật và ứng dụng của chúng.

- Kĩ năng: Biết làm một số sản phẩm lên men (sữa chua, muối chua rau quả và lên men rượu).

Nhuộm đơn, quan sát một số loại vi sinh vật và quan sát một số tiêu bản bào tử của vi sinh vật.

- Thái độ: Chăm chỉ, trung thực trong học tập, trong tìm tòi, khám phá khoa học.

Yêu thiên nhiên và trách nhiệm đúng đắn trong bảo vệ môi trường, phát triển bền vững. * Xác định được chủ đề giáo dục STEM Căn cứ nội dung kiến thức phần Sinh học vi sinh vật, cơ sở vật chất của trung tâm, khả năng học tập của học viên và các hoạt động sinh hoạt, sản xuất gần gũi của địa phương để GV xác định được các chủ đề giáo dục STEM. Một số nội dung cơ bản có thể lựa chọn để xây dựng các chủ đề giáo dục STEM như: Làm bánh men rươụ, ủ rượu; làm tương, dưa chua, sữa chua, măng chua, mẻ; siro hoa qủa, ủ phân vi sinh... hoặc bảo quản một số nông phẩm...

2.2. Thiết kế và tổ chúc dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX 2.2.1. Thiết kế kế hoạch dạy học phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX 2.2.1.1. Các nguyên tắc xây dựng bài học STEM - Đảm bảo những yêu cầu cần đạt về kiến thức, kĩ năng theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Trong quá trình thực hiện chủ đề STEM, người học phải tìm hiểu những kiến thức liên quan để giải quyết vấn đề đặt ra trong chủ đề. Do đó, GV khi xây dựng chủ đề bài học STEM, phải đảm bảo cho người học trong quá trình thực hiện chủ đề sẽ lĩnh hội được những kiến thức, kĩ năng các môn học trong lĩnh vực STEM theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo ngoài những kiến thức liên quan khác. Tuy nhiên cũng cần tránh những kiến thức hàn lâm, quá khó để tạo hứng thú học tập cho các em.

- Tạo được hứng thú học tập cho người học: Khi xây dựng chủ đề STEM, giáo viên nên tìm những chủ đề gần gũi với người học, sản phẩm của chủ đề phải ý nghĩa, thiết thực trong cuộc sống; trong khi thiết kế cần chú ý đến không gian và thời gian thực hiện chủ đề theo hướng mở, nhưng vẫn đảm bảo không khí học tập nghiêm túc; thiết kế nhiệm vụ, câu hỏi, bài tập phải vừa sức với các em... Có như vậy, mới tạo tâm lí hứng thú cho các em tham gia thực hiện chủ đề.

- Việc xây dựng chủ đề, bài học STEM thỏa mãn các tiêu chí cơ bản của bài học/chủ đề STEM: 1) Chủ đề, bài học STEM tập trung vào các vấn đề thực tiễn; 2) Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật; 3) Phương pháp dạy học bài học STEM đưa HV vào các hoạt động tìm tòi khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm; 4) Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn HV vào hoạt động nhóm kiến tạo; 5) Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung Khoa học và Toán học đã và đang học; 6) Tiến trình bài học STEM tính đến nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập [6].

2.2.1.2. Quy trình thiết kế kế hoạch dạy học cho bài học STEM: Trên cơ sở nghiên cứu quy trình xây dựng bài học STEM của các tác giả [13], [14], [9], [23] chúng tôi đưa ra quy trình thiết kế kế hoạch dạy học cho bài học STEM gồm các bước như sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 2.1. Quy trình thiết kế kế hoạch dạy học cho bài học STEM 2.2.1.3. Vận dụng quy trình thiết kế kế hoạch dạy học cho bài học STEM với chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men”: - Bước 1: Xác định chủ đề STEM Từ việc phân tích nội dung kiến thức trong chương trình môn học, xác định các vấn đề thực tiễn có liên quan đến các hiện tượng, quá trình, cơ chế trong chương trình (ưu tiên những vấn đề thực tiễn liên quan đến địa phương).

Căn cứ vào điều kiện thực tế của cơ sở giáo dục và căn cứ vào khả năng của các HV để lựa chọn bài học và chủ đề của bài học STEM. Phần Sinh học VSV nghiên cứu các VSV, trong đó nấm men là đối tượng được người dân ở địa phương huyện Chợ Đồn (tỉnh Bắc Kạn) ứng dụng nhiều để sản xuất nhiều sản phẩm ứng dụng. Vì vậy, nếu HV được học, được làm, được sáng tạo trong các khâu ứng dụng liên quan đến nấm men thì rất có ý nghĩa, vừa giúp các HV hứng thú trong học tập, vừa giúp hình thành phẩm chất, năng lực đáp ứng yêu cầu của đổi mới giáo dục phổ thông, đồng thời góp phần định hướng nghề nghiệp. Từ những phân tích trên, chúng tôi lựa chọn bài học “Sinh trưởng của VSV” và xác định chủ đề STEM là “Nhân giống nấm men”, trong đó lựa chọn việc nhân giống nấm men bằng hình thức Làm bánh men chuẩn bị nấm men giống làm thức ăn cho người, thức ăn trong chăn nuôi và sản xuất rượu etilic.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết của chủ đề STEM Đây là khâu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, xác định được vấn đề cần giải quyết là vấn đề trọng tâm. Kết quả của việc xác định được vấn đề cần giải quyết chính là đưa ra được các câu hỏi nghiên cứu, từ các câu hỏi/vấn đề nghiên cứu này, GV tổ chức cho HV giải quyết từng câu hỏi/vấn đề nhỏ để ra sản phẩm cuối cùng có thể là một giải pháp, một bản thiết kế hoặc một sản phẩm thiết kế. Với chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men” thì các câu hỏi nghiên cứu cần giải quyết chính là: Vì sao cần phải sản xuất bánh men (hoặc bánh men lá)? Việc sản xuất bánh men tiến hành như thế nào? Để làm được bánh men hoặc bánh men lá thì cần vận dụng những kiến thức nào? Việc sản xuất bánh men truyền thống thường gặp những khó khăn gì?...

- Bước 3: Xác định mục tiêu bài học STEM, dự kiến các sản phẩm Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ mục tiêu cần đạt được và dự kiến các sản phẩm có thể được tạo thành.

Mục tiêu Dự kiến sản phẩm * Kiến thức: Xác định được môi trường nuôi cấy nấm men; kiểu dinh dưỡng của nấm men; kiểu hô hấp; - Nêu được khái niệm sinh trưởng của quần thể VSV; Phân biệt được đặc điểm và ưu nhược HV xác định được các điểm của sự sinh trưởng của quần thể VSV kiến thức có liên quan đến trong điều kiện nuôi cấy liên tục và nuôi cấy sinh trưởng của VSV không liên tục; - Chỉ ra được các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng sinh sản của VSV nói chung và của nấm men nói riêng. * Kĩ năng: Đề xuất được giải pháp trong việc ủ bánh Quy trình làm bánh men; men; Thiết kế được giá/tủ ủ bánh men từ nguyên Bản thiết kế giá ủ bánh liệu sẵn có; Đề xuất được quy trình làm bánh men. men; Giá ủ bánh men; Vận dụng quy trình và sử dụng những nguyên liệu Bánh men lá. tự nhiên để làm được bánh men. * Thái độ: Tăng hứng thú tìm hiểu, khám phá khoa học gắn liền với thực tiễn; tăng sự đoàn kết, hợp tác trong công việc để hoàn thành nhiệm vụ. * Năng lực được hình thành: Năng lực giải quyết vấn đề; năng lực vận dụng kiến thức sinh học vào thực tiễn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Bước 4: Xác định những yếu tố thực hiện bài học STEM * Yếu tố về kiến thức được sử dụng thuộc các lĩnh vực liên quan để GQVĐ STT

Lĩnh vực

Kiến thức Phần VSV (Sinh học 10): Dinh dưỡng, chuyển hoá vật

1

Sinh học

chất và năng lượng ở sinh vật; Quá trình phân giải các chất ở VSV; Sinh trưởng của VSV và các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trường của VSV.

2 3 4

Kĩ thuật

Xây dựng được quy trình sản xuất men lá; Thực hiện được các thao tác thiết kế.

Công nghệ Phần I: Vẽ kĩ thuật (Công nghệ 11).

Toán học

1. Xác định tỉ lệ các loại nguyên liệu.

2. Xác định kích thước các vật liệu để chế tạo tủ ủ men mini.

* Yếu tố về điều kiện cơ sở vật chất để thực hiện GQVĐ: Các nguyên liệu, vật liệu và thiết bị để thực hiện.

- Bước 5: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với các loại hoạt động học (Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề; Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền; Hoạt động giải quyết vấn đề). Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng).

- Bước 6: Đánh giá điều chỉnh cho phù hợp 2.2.2. Tổ chức dạy học chủ đề “Sinh trưởng của vi sinh vật - Nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM Tổ chức dạy chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM cho HS hệ GDTX thực chất là triển khai các hoạt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

động dạy và học theo kế hoạch đã thiết kế nhằm đạt được mục tiêu của bài học đã đặt ra. Thông qua bài học, HS hình thành kiến thức, phát triển NL và được định hướng nghề nghiệp - Đây là điều rất quan trọng với HSPT hệ GDTX. Cụ thể quy trình được thể hiện ở Hình 2.2:

Hình 2.2. Sơ đồ quy trình tổ chức DH theo định hướng giáo dục STEM cho HSPT hệ GDTX Vận dụng quy trình tổ chức Hoạt động dạy chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men”.

Việc tổ chức dạy học chủ đề này được tiến hành theo các hoạt động chính được thể hiện như sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Kế hoạch tổ chức dạy chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men”

theo định hướng giáo dục STEM Hoạt động của Hoạt động của GV

Học viên - Dự kiến

Mục tiêu

sản phẩm Hoạt động 1. Hoạt động trải nghiệm thực tiễn, phát hiện vấn đề (Hướng dẫn vào thời gian 5 phút của tiết trước; HV trải nghiệm sản phẩm trên lớp và trải nghiệm thực tiễn ở địa phương) - GV tổ chức cho HS chơi trò chơi “Đoán ý đồng đội”: GV cung cấp HV tham gia trò chơi: cho HV bát rượu nếp và nhiệm vụ Đoán ý đồng đội. của HV này là quan sát, nếm, ngửi

- HV hứng thú

sản phẩm và mô tả cho đồng đội để

trong tham gia

đồng đội đoán tên sản phẩm.

- HV chia sẻ thông tin Hoạt động học

- GV phỏng vấn HV: Về tác dụng hiểu biết của cá nhân tập: HV được tận của rượu nếp nói riêng và sản về tác dụng của sản mắt nhìn, được phẩm lên men nói chung trong đời phẩm lên men từ VSV ngửi, được thử sống, trong sản xuất kinh doanh và có tên nấm men: dùng sản phẩm do trong bối cảnh nhiều người sử dụng làm thức ăn cho người chính HV đã làm rượu cồn công nghiệp gây ngộ và trong chăn nuôi độc…

(thơm ngon, giàu dinh

- Vấn đề đặt ra: 1) Cơm rượu nếp dưỡng, kích thích tiêu là sản phẩm ứng dụng của VSV hóa…); trong sản xuất nào? 2) Để làm được cơm rượu nói kinh doanh thu lợi - HV huy động chung, cần sử dụng những nguyên kinh tế; sử dụng cơm những hiểu biết liệu chính nào và sử dụng loại VSV rượu chưng cất để sản của cá nhân từ thực tiễn vào nào? Làm cách nào để có thể nhân xuất rượu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

giống được loại VSV đó?

- HV: Loại VSV: Nấm trong bài học (vì

- GV kết luận vấn đề: Bánh men men (bánh men); Tiến địa phương có là gì? Cách tiến hành làm bánh hành làm bánh men.

nhiều gia đình

men như thế nào?

làm cơm rượu và nấu rượu…)

- GV tiếp tục cho HV quan sát, sờ, - HV quan sát, sờ, ngửi bánh men

bánh men và dự đoán

chứa nấm men

là sản phẩm của sinh

giống và phỏng

trưởng

ngửi

nấm

men;

vấn hiểu biết của HV về bánh men nguyên liệu: gạo tẻ, (vai trò của bánh men, loại VSV nấm men, bột lá..., mỗi trong bánh men, nguyên liệu làm bánh men chứa hàng bánh men…).

chục đến hàng trăm triệu tế bào nấm men, - HV tích cực

- GV đặt vấn đề: Từ một vài bánh chúng có khả năng hứng thú trong men, làm thế nào để tạo ra hàng chuyển

hóa

đường việc thực hiện

trăm bánh men cho nhiều người thành rượu. được sử dụng?

nhiệm

vụ

GV

- HV chỉ ra: Nuôi cấy giao

- Giao nhiệm vụ HV (hoạt động cá nấm men và tạo điều nhân) về nhà: 1) Tìm hiểu cách tạo kiện cho nấm men sinh ra bánh men lá; 2) Báo cáo quy trưởng, sinh sản tạo trình làm bánh men; 3) Chỉ ra được sinh khối. những khó khăn của việc sản xuất - HV đi trải nghiệm bánh men ở nhà dân; 4) Đặt các thực tiễn và thực hiện câu hỏi thắc mắc liên quan.

nhiệm vụ GV giao.

Hoạt động 2. Khám phá kiến thức liên quan để GQVĐ (Thực hiện trên lớp) 1) Tổ chức HV báo cáo việc HV thực hiện Nhiệm vụ 1: thực hiện nhiệm vụ của hôm Báo cáo quy trình làm bánh Gắn kiến thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

trước:

men;

thực tiễn với bài

Nhiệm vụ 1: Báo cáo quy HV đưa ra các câu hỏi: (1) học trình làm bánh men tìm hiểu Vai trò của gạo, lá cây trong được; Đưa ra những câu hỏi quá trình làm bánh men; (2) thắc mắc; Chỉ ra những khó Vì sao làm bánh men cần để khăn trong quy trình làm bánh thoáng khí (xếp ra nong, men ở nhà dân.

nia); tại sao trời lạnh không

- GV định hướng HV đi tìm làm được bánh men; (3) Tại câu trả lời cho những thắc sao phải làm bánh men thật mắc có liên quan đến làm khô mới bảo quản?...

- HV xác định

bánh men: Bản chất của quá HV đưa ra những khó khăn: được kiến thức: trình làm bánh men lá là quá Tốn diện tích ủ, tốn thời + Phân biệt được trình sản xuất sinh khối nấm gian, vấn đề vệ sinh, phụ hô hấp và lên men; Để thu được sinh khối thuộc thời tiết (mùa động men, từ đó xác nấm men tốt nhất cần có thường không làm).

định được để sản

những kiến thức về dinh

xuất sinh khối

dưỡng, sinh trưởng phát triển HV thực hiện Nhiệm vụ 2:

nấm men cần tạo

và các yếu tố ảnh hưởng đến * Nghiên cứu Sách giáo điều kiện hiếu sinh trưởng của nấm men.

khoa và tìm câu trả lời:

Nhiệm vụ 2

+ Có các kiểu hô hấp: Hô

khí.

* Nghiên cứu Sách giáo khoa hấp hiếu khí, hô hấp kị khí; trang 90 và cho biết:

Nấm men thuộc nhóm hô

+ Hô hấp ở VSV có những hấp Kị khí không bắt buộc. loại nào? Điều kiện xảy ra các

Nuôi cấy hiếu khí

Nuôi cấy kị khí

thuộc kiểu hô hấp nào?

Sản phẩm chủ yếu là sinh khối

Thu được ít sinh khối

+ Từ kiến thức về hô hấp của

CO2 là sản phẩm thứ cấp

Còn lại là CO2, một số sản phẩm trao đổi chất (ethanol)

loại hô hấp đó? Nấm men

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

nấm men hãy cho biết để tạo được nhiều sinh khối nấm men nhất thì nên tạo điều kiện như thế nào?

Để tạo được nhiều sinh khối nấm men nhất thì nên tạo

* Cho HV quan sát video về điều kiện hiếu khí. sự sinh trưởng của quần thể

- HV trình bày

VSV từ đó hình thành khái

được khái niệm

niệm sinh trưởng của quần thể

sinh trưởng của

VSV cho HV.

* HV nghiên cứu hình 25 quần thể VSV;

* Nghiên cứu đường cong Sách giáo khoa và nghiên - Xác định được sinh trưởng của quần thể vi cứu nội dung mục II.1 để đường cong sinh khuẩn nói riêng và của VSV xác định được: Sự sinh trưởng của quần nói chung (trang 100-101 trưởng của quần thể VSV thể VSV gồm 4 Sách giáo khoa) cho biết nếu nói chung và của nấm men phá và nên thu nuôi cấy nấm men trong điều nói riêng trông điều kiện sinh khối ở cuối kiện nuôi cấy không liên tục nuôi cấy không liên tục trải pha lũy thừa đầu thì nên thu hoạch nấm men ở qua 4 pha. pha nào là hiệu quả nhất?

pha cân bằng.

- HV chỉ ra: Nấm men sinh

* Để nhân giống nấm men trưởng trên môi trường - HV xác định hiệu quả, nghiên cứu Sách chứa 50 - 60% glucoza; được các điều giáo khoa trang 105 - 107 xác Nhiệt độ thích hợp để nấm kiện thuận lợi định các yếu tố dinh dưỡng và men phát triển là 28 - 30oC; cho các điều kiện vật lí, hóa học pH thích hợp = 4,5 - 5,5.

nấm

men

phát triển.

thuận lợi cho sinh trưởng của - Vai trò của gạo cung cấp nấm men?

môi trường chứa glucoza và

Từ những phân tích ở trên, GV vitamin B1; các loại lá định hướng HV trả lời các câu thuốc có tác dụng cung cấp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

hỏi băn khoăn đã nêu ở trên.

dưỡng chất, vừa ức chế VSV bất lợi, vừa giúp kích thích nấm men phát triển; thoáng khí tạo điều kiện hô hấp hiếu khí của nấm men…

KẾT LUẬN: 1. Khái niệm sinh trưởng của VSV; 2. Đặc điểm sinh trưởng của VSV trong điều kiện nuôi cấy không liên tục (đường cong sinh trưởng gồm 4 pha); 3. Đặc điểm sinh trưởng của VSV trong điều kiện nuôi cấy liên tục; 4. Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của VSV (nhân tố kích thích, yếu tố ức chế).

Hoạt động 3. Thực hiện trên lớp tiết 2,3 1. Đề xuất giải pháp (Thực hiện 20 phút) Nhiệm vụ 3: Trên cơ sở có những kiến thức liên quan đến quy trình làm bánh men, từ những khó - HV thảo luận và đề xuất những - HV đề xuất khăn của làm bánh men giải pháp khắc phục các khó được giải pháp ở nhà dân là tốn diện khăn trong làm bánh men: Làm khắc phục. tích, không chủ động về giá để ủ bánh men hoặc làm nhiệt độ, thời gian…, thùng ủ bánh men… hãy đề xuất các giải pháp

- HV đưa ra được

khắc phục các khó khăn?

phương án giải

- GV yêu cầu HV tự thiết - HV: Dựa vào kiến thức toán quyết: Thiết kế giá kế giá ủ men theo sở học và thảo luận để tìm ra giải 2 tầng, mỗi tầng thích hoặc GV đưa ra bài pháp.

có diện tích khay

toán tình huống để định - HV tính được: 1 bánh men khi ủ đựng là 0,25m2 hướng HV: Biết rằng 1 sẽ chiếm diện tích là: (4 + 1) x (4 + nhằm tận dụng bánh men khối cầu có 1) = 25cm2 = 0,0025m2; Với diện không gian chiều Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

đường kính 4cm. Khi ủ tích 0,25m2 sẽ xếp được số men là: cao và chủ động men, các bánh men xếp 0,25 : 0,0025 = 100 bánh men; Số về nhiệt độ cách nhau 1cm. Em hãy men còn dư là: 200 - 100 = 100 đưa ra giải pháp để ủ hết bánh men => Còn thiếu 0,25m2 nữa 200 bánh men vào diện nên làm giá 2 tầng. tích 0,25m2.

- HV đưa ra giải pháp sao cho môi trường ủ men có nhiệt độ

- GV đặt vấn đề: Nếu ủ thích hợp để nấm men sinh sản men bằng cách xếp trên tốt: Để vào chỗ ủ những chai - HV vẽ được nong thì vào mùa đông, nước ấm 30 - 35oC hoặc gắn vào mô hình giá ủ nhiệt độ xuống thấp lại giá/tủ ủ máy ấp trứng CNE 6...

men (Hình 1):

không ủ men được. Em - HV giải thích những lợi ích của hãy đề xuất giải pháp khắc máy ấp trứng: Đảm bảo nhiệt độ phục tình trạng trên.

thích hợp, ổn định nhiệt độ, độ ẩm và sự thoáng khí theo yêu

-Phỏng vấn HV về lợi ích cầu.

Hình 1: Bản vẽ

và khó khăn khi sử dụng - HV Xác định kích thước giá: giá ủ men máy ấp trứng để điều hòa Dựa vào kích thước hộp xốp HV nhiệt độ.

thiết kế giá ủ men 2 tầng với

- GV yêu cầu HV đưa ra kích thước: Diện tích mặt giá là: bản vẽ thiết kế tủ/giá ủ 55 x 55cm; Chiều cao là 30cm. men từ những vật liệu đơn mỗi tầng của giá cao 15cm. giản, dễ kiếm.

- Vẽ mô hình giá đựng khay.

2. Thực hiện giải pháp/thực hiện thiết kế giải pháp (65 phút trên lớp) (1) Thiết kế tủ/giá để ủ bánh - HV: Các nhóm thảo HV men

thiết

kế

luận, thống nhất cách được: thùng xốp,

- GV chia lớp thành 4 nhóm, yêu làm, phân công nhiệm vụ giá ủ men, khay cầu các nhóm thiết kế giá/tủ ủ men thực hiện để hoàn thành ủ men, gắn bộ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

từ những nguyên liệu sẵn có.

nhiệm vụ được giao.

phận tạo nhiệt độ

- GV có thể gợi ý cách thiết kế

phù hợp (Hình

tủ ủ men từ nguyên liệu trên

2).

theo các bước sau: Chuẩn bị một thùng xốp làm vỏ tủ ủ men (với nhóm thiết kế giá ủ men không cần làm vỏ tủ); Thiết kế giá ủ men; Chuẩn bị khay ủ men; Lắp máy điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm - Nhóm HV thực hiện và thông khí (có nhóm đề xuất nhiệm vụ thiết kế giá ủ gắn chai nước) vào thùng xốp bánh men từ những vật (hoặc giá); tạo tủ (giá) ủ men liệu sẵn có. hoàn chỉnh.

- Nhóm HV thực hiện

- GV giới thiệu máy điều chỉnh nhiệm vụ thiết kế tủ ủ nhiệt độ chính là máy Ấp trứng bánh men.

CNE V6 với các bộ phận sau: Bộ phận điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm

Bộ phận lưu thông không khí.

Đèn báo nhiệt độ, độ ẩm

Khay đựng nước

Hình

2:

phẩm

thiết

Sản kế

của HV

Dây cắm điện

- Tiêu chí của tủ ủ men: Đơn giản, dễ thực hiện, tiết kiệm; Tạo được Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho nấm men sinh trưởng; Tránh được sự tấn công của những sinh vật gây hại; Giúp nấm men sinh trưởng tốt nhất và chất lượng đảm bảo.

(2) Làm bánh men

- HV: Các nhóm thực - HV xây dựng

- GV: Từ quy trình làm bánh hiện nhiệm vụ được giao. quy

trình

sản

men của các nhóm báo cáo, GV (1) Đề xuất một số xuất bánh men tổ chức cho HV phân tích và phương án cải tiến:

dựa

trên

quy

chọn 1 quy trình phù hợp để thảo + Thay vì ngâm gạo bằng trình đã có (Hình luận. Nhiệm vụ đặt ra là từ quy nước lã thì ngâm gạo 3) trình đã chọn, các HV có thể đề bằng nước đun sôi để xuất phương án cải tiến và đưa nguội ra lí do của sự cải tiến đó.

- Loại bỏ được một số

- GV yêu cầu HV tự xác định VSV có hại trong nước nguyên liệu cho việc làm bánh lã. men của mỗi nhóm hoặc GV đưa + Bổ sung bột riềng khô ra bài tập để định hướng HV: Để Tạo mùi thơm, tiêu diệt sản xuất 25 bánh men lá đường một số VSV gây hại, tạo kính 4 cm người ta cần 1kg gạo, điều kiện phù hợp cho người ta cần 1kg thuốc lá cây, nấm men phát triển.

50gam men giống, 50 gam bột riềng khô, 3 lít nước, 1 nồi đun - HV: Dựa vào kiến thức có dung tích 1,5 - 2 lít. Vậy để toán học để xác định tỉ lệ

Hình 3: Sơ đồ quy

trình

làm

bánh men

sản xuất 200 bánh men lá thì các thành phần nguyên các nguyên liệu và dụng cụ liệu. như thế nào?

- GV tổ chức các nhóm sản xuất - HV thực hiện các thao Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

bánh men theo quy trình đã xây tác chính: cân bột, nặn dựng và thống nhất (một số việc bánh, cấy giống, xếp vào - HV thực hiện GV phải chuẩn bị trước: Bột đã khay/giá để ủ. Bước tiếp giải pháp: Sản nghiền, lá thuốc đã đun).

theo là ủ, phơi tiến hành phẩm

là

bánh

- Tiêu chuẩn của men thành sau giờ học (vì cần đủ men (hình 4): phẩm là: Men phải giữ được độ thời gian). sáng của bột gạo, có nhiều vân

(2) Các nhóm làm bánh

trông đẹp mắt và có mùi thơm men theo quy trình đã đặc trưng. Khi ủ với nguyên liệu xây dựng. để nấu rượu phải tạo được bống rượu thơm đặc trưng.

Hình 4: Quy trình sản xuất bánh men giống Bước 1. Tạo bánh Bước 2. Tạo bánh Bước 3. Ủ bánh men Bước 4: Làm bột: Nghiền mịn bột men giống: Lăn giống: gạo và nặn bánh.

Đưa

bánh khô và bảo

bánh bột gạo vào men vào khay và quản

bánh

bột khô chứa nấm thùng xốp có thông men giống. men giống.

gió và điều nhiệt.

Hoạt động 4. Định hướng nghiên cứu cho phần tiếp theo (5 phút trên lớp) GV định hướng mở rộng nghiên - HV xác định được là -

Những

HV

cứu (dành cho một số HV ham nuôi cấy không liên đam mê nghiên sáng tạo): Cách làm bánh men là tục và chỉ ra hạn chế cứu được tiếp tục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

ứng dụng của loại nuôi cấy VSV của nuôi cấy không sáng tạo. nào? Chỉ ra hạn chế của nuôi cấy liên tục. không liên tục? Có thể nghiên cứu

- Những HV ham

đề xuất cách nhân giống nấm men nghiên cứu tiếp tục đi theo mô hình nuôi cấy liên tục tìm hiểu cách nhân được không? Đưa ra nguyên liệu giống nấm men theo và quy trình sản xuất nấm men mô hình nuôi cấy liên giống theo mô hình nuôi cấy liên tục để tăng năng suất tục.

nhân giống nấm men.

Hoạt động 5. Thảo luận và báo cáo kết quả (đầu giờ của tiết học tuần sau) điều chỉnh thiết kế - GV tổ chức cho HV báo cáo sản phẩm - HV báo cáo sản - HV được bánh men đã làm từ giờ trước. Thảo luận phẩm, so sánh chất rèn luyện kĩ đánh giá sản phẩm thông qua việc quan lượng của 4 sản năng

báo

sát, ngửi… và xin ý kiến đánh giá của phẩm, thảo luận cáo, đánh giá nghệ nhân.

nguyên nhân thành sản phẩm.

-Yêu cầu HV so sánh 4 sản phẩm: (1) công và chưa thành -

HV

Bánh men được ủ bằng tủ ủ có gắn máy ấp công từ đó điều luyện

rèn được

trứng CNE 6; (2)Bánh men được ủ từ giá ủ chỉnh thiết kế cho KN so sánh có gắn máy ấp trứng CNE 6; (3)Bánh men phù hợp.

phân tích.

được ủ bằng giá ủ có gắn chai nước tạo

- HV được

nhiệt; (4)Bánh men được ủ bằng giá ủ

điều

bánh men có gắn máy ấp trứng CNE 6.

thiết kế.

chỉnh

Thông qua việc so sánh yêu cầu HV tự điều chỉnh thiết kế cho hiệu quả nhất.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Hoạt động 6. Định hướng nghề nghiệp.

(GV cung cấp thông tin về một số ngành nghề liên quan đến lĩnh vực bài học) 1. Định hướng nghề nghiệp chung của phần Sinh học vi sinh vật: - Kỹ thuật viên xét nghiệm tại các bệnh viện, phòng khám, trung tâm xét nghiệm ở các mảng như hỗ trợ sinh sản, tế bào gốc, xét nghiệm di truyền - sinh học phân tử, xét nghiệm vi sinh - sinh hóa.

- Nhân viên kiểm soát và đảm bảo chất lượng sản phẩm (QC&QA), nhân viên sản xuất, nhân viên hỗ trợ, tư vấn tại các công ty; nhân viên ứng dụng sản phẩm (Application) tại các công ty thực phẩm, dược phẩm, nông nghiệp, công nghiệp, y tế, phòng thí nghiệm tại các công ty, trung tâm đo lường, kiểm chuẩn.

- Cán bộ giảng dạy cho các trường hoặc cán bộ làm việc tại các sở ban ngành.

2. Định hướng nghề nghiệp riêng của chủ đề: - Nhằm tận dụng thế mạnh sẵn có của địa phương như nguồn nguyên liệu lên men dồi dào, kinh nghiệm sản xuất các nghề liên quan đến quá trình lên men truyền thống lâu năm, tận dụng nguồn lao động dư thừa; và đặc biệt là giúp phát triển kinh tế hộ gia đình, tăng thu nhập cho người dân.

- Dựa vào kiến thức đã học, HV có thể phát triển các nghề tạo sản phẩm sạch, an toàn với người sử dụng như sau: Muối chua rau, củ, quả; lên men thức ăn chăn nuôi; làm rượu nếp cẩm, rượu vang.

- Dựa vào kiến thức đã học để phát triển nghề sản xuất rượu an toàn từ những nguyên liệu mới như rượu chuối, rượu cây tao, rượu táo mèo, rượu củ mài,… vừa có thu nhập cao vừa khắc phục được hiện tượng ngộ độc do rượu không an toàn ở địa phương, cũng như phát triển sản phẩm ra cả nước.

2.3. Đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Chương 1 chúng tôi đã trình bày về mục tiêu của dạy học STEM, trong đó có mục tiêu phát triển năng lực cho người học như năng lực tư duy phê phán và tư duy logic, năng lực GQVĐ và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

năng lực tự chủ và tự học. Trong đó phát triển năng lực GQVĐ là một trong những nội dung giáo dục cốt lõi của môn Sinh học nói chung và giáo dục STEM nói riêng. Do đó trong phạm vi của nghiên cứu chúng tôi đề cập đến việc đánh giá năng lực GQVĐ trong việc tổ chức các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM. 2.3.1. Các công cụ đánh giá năng lực và năng lực giải quyết vấn đề Theo quan điểm phát triển năng lực, việc đánh giá kết quả học tập không lấy việc kiểm tra khả năng tái hiện kiến thức đã học làm trung tâm của việc đánh giá. Đánh giá kết quả học tập theo hướng tiếp cận năng lực cần chú trọng khả năng vận dụng sáng tạo tri thức trong những tình huống ứng dụng khác nhau. Đánhgiá kết quả học tập theo hướng phát triển năng lực là đánh giá theo chuẩn và sản phẩm đầu ra nhưng sản phẩm đó không chỉ là kiến thức, kĩ năng mà là khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng và thái độ cần có để thực hiện nhiệm vụ học tập tới chuẩn nào đó. Hay nói cách khác, đánh giá theo NL là đánh giá kiến thức, kỹ năng và thái độ trong bối cảnh có ý nghĩa [11]. Đặc trưng của đánh giá năng lực là sử dụng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau. Phương pháp đánh giá càng đa dạng thì mức độ chính xác càng cao vì kết quả đánh giá phản ánh khách quan tốt hơn. Vì vậy, trong đánh giá năng lực nói chung và năng lực giải quyết vấn đề nói riêng, ngoài phương pháp đánh giá truyền thống như đánh giá chuyên gia (GV đánh giá HS), đánh giá định kì bằng bài kiểm tra thì GV cần chú ý các hình thức đánh giá không truyền thống như: - Đánh giá qua quan sát.

- Đánh giá bằng phỏng vấn sâu (vấn đáp).

- Đánh giá bằng hồ sơ họctập.

- Đánh giá bằng sản phẩm học tập (power point, tập san,...).

- Đánh giá bằng phiếu hỏi học sinh.

Sử dụng tự đánh giá (HS tự đánh giá) và đánh giá đồng đẳng (bạn học đánh giá nhau).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Ví dụ: Khi tổ chức dạy chủ đề “Sinh trưởng của VSV - Nhân giống nấm men” theo định hướng giáo dục STEM. Để đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, ta có thể đánh giá bằng sản phẩm học tập đó là sản phẩm bánh men lá với các tiêu chí cụ thể: Men phải giữ được độ sáng của bột gạo, có nhiều vân trông đẹp mắt và có mùi thơm đặc trưng. Khi ủ với nguyên liệu để nấu rượu phải tạo được bống rượu thơm đặc trưng.

Tuy nhiên, tất cả các phương pháp đánh giá trên đều phải chú trọng đánh giá khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết tình huống học tập (hoặc tình huống thực tế) và chú trọng đánh giá việc sáng tạo lại kiến thức của HS [11].

2.3.2. Các tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ Để đánh giá được sự phát triển của năng lực GQVĐ ở HS trong dạy học STEM, cần xác định được các biểu hiện của năng lực này và xây dựng bộ tiêu chí, công cụ đánh giá. Trên cơ sở các biểu hiện của NL GQVĐ của Bộ GD&ĐT (bảng 1.1), với đối tượng là HS THPT hệ GDTX, chúng tôi đề xuất một số tiêu chí và mức độ biểu hiện của các tiêu chí đánh giá NL GQVĐ như bảng 2.1.

Bảng 2.1. Tiêu chí và các mức độ đánh giá năng lực vận dụng, giải quyết vấn đề trong dạy học chủ đề “Sinh học Vi sinh vật – nhân giống nấm men” Tiêu chí

Mức độ 3

Mức độ 2

Mức 1

1. Phân tích,

Phân tích được

Phân tích được

Phân tích được

xác định vấn

vấn đềqua trải

vấn

vấn đềqua trải

đề thực tiễn

nghiệm và nêu

nghiệm và nêu

nghiệm

trong việc sản

được vấn đề cần

được vấn đề cần

chưa nêu được

xuất

GQ,

mụctiêu

GQ, mục tiêu cần

vấn đề cần GQ

đạt được nhưng

cũng như mục

chưa đầy đủ.

tiêu

bánh

men lá truyền thống.

cần đạt được.

đềqua

trải

nhưng

cần

đạt

được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tiêu chí

Mức độ 2

xuất

Đề xuất và chọn

Đề

phương án -

được phương án

chọn phương

phù

Chưa tự đề xuất

phương

án

được phương án

GQVĐ

nhưng

GQVĐ phù hợp

án phù hợp

GQVĐ đặt ra

chưa chọn được

với yêu cầu của

GQVĐ đặt ra

trong việc sản

phương án

việc sản xuất

trong việc sản

xuất bánh men

hợp nhất với yêu

bánh

xuất

lá truyền thống.

cầu của việc sản

truyền thống mà

men lá truyền

xuất bánh men lá

cần sự hỗ trợ

thống.

truyền thống.

của GV.

bánh

hợp

để

xuất

Mức 1

được

2.

Đề

Mức độ 3

phù

men

lá

3. Thiết kế được phương án GQVĐ đã chọn.

Tự thiết kế được phương án đã thiết kế một cách có hiệu quả (Sản phẩm là bản vẽ thiết kế).

Thiết kế được phương án, sản phẩm thiết kế tạo ra cần có sự hỗ trợ của GV.

Thực hiện được 1 phần của thiết kế.

4. Thực hiện được phương án GQVĐ đã chọn.

Thực hiện được phương án đã thiết kế một cách có hiệu quả (Sản phẩm cụ thể là bánh men lá).

Thực hiện được thiết kế phương án, sản phẩm tạo ra cần có sự hỗ trợ của GV.

Thực hiện được thiết kế nhưng hoàn thành sản phẩm được giao chưa hiệu quả.

5.Trình bày sản phẩm chủ đề rõ ràng, đầy đủ như: Giá ủ men, tủ ủ men, sản phẩm bánh men.

Trình bày kết quả nghiên cứu đầy đủ rõ ràng, logic chặt chẽ với hình ảnh và sản phẩm cụ thể.

Trình bày kết quả nghiên cứu đầy đủ, cách trình bày chưa thật rõ ràng.

Trình bày kết quả nghiên cứu còn lúng túng, chưa đầy đủ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Trong đó: Mức 1: tương đương với mức độ chưa đạt, được 0 - 4 điểm.

Mức 2: tương đương với mức độ đạt, được 5 - 7 điểm.

Mức 3: tương đương với mức độ tốt, được 8 - 10 điểm.

Bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ cần đảm bảo được cấu trúc, tiêu chí đánh giá và mức độ đạt được đã nêu trên. Nguyên tắc đánh giá năng lực là sử dụng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau. Do đó, ngoài hình thức kiểm tra viết (đánh giá kiến thức, kĩ năng), cần phối hợp nhiều phương phápnhư đánh giá chuyên gia (GV), đánh giá đồng đẳng (HS đánh giá lẫn nhau) và tự đánh giá (HS tự đánh giá bản thân). GV có thể áp dụng nhiều PPDH khác nhau trong quá trình dạy học. Mỗi PPDH khác nhau sẽ có những tiêu chí cụ thể để đánh giá năng lực GQVĐ của HS. Các phương pháp này được sử dụng bằng các bảng kiểm quan sát, phiếu hỏi, phiếu tự đánh giá của HS hoặc phiếu phỏng vấn GV.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tiểu kết chương 2 Chương 2 đã phân tích vị trí, cấu trúc, mục tiêu chương trình Sinh học Vi sinh vật lớp 10 nhằm tìm mối liên hệ giữa chương trình Sinh học Vi sinh vật lớp 10 với mục tiêu dạy học STEM. Đã đề xuất nguyên tắc xây dựng chủ đề bài học STEM và quy trình thiết kế kế hoạch dạy học cho bài học STEM gồm xây dựng chủ đề, xây dựng nội dung học tập theo định hướng STEM, thiết kế nhiệm vụ, tổ chức thực hiện, đánh giá. Dựa vào phần lý luận và thực tiễn ở chương 1 để xây dựng quy trình thiết kế và tổ chức dạy học phần “Sinh học Vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM. Đã xây dựng các tiêu chí và mức độ đánh giá NL GQVĐ. Qua đó, thiết kế bộ công cụ đánh giá NL GQVĐ của HS như bảng kiểm quan sát, các bài kiểm tra để đánh giá tác động của giáo dục STEM đến chất lượng học tập của học sinh trong chương 3.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã nêu ra trong luận văn. Thu thập, xử lý số liệu các kết quả thực nghiệm và tiến hành phân tích đánh giá tính khả thi, hiệu quả của việc tổ chức DH các chủ đề phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM với kết quả học tập và phát triển NL GQVĐ của HV mà luận văn đã đề xuất.

3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm Để thực nghiệm sư phạm (TNSP) chúng tôi xác định những nhiệm vụ như sau: - Thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM để đưa vào thực nghiệm (TN).

- Lựa chọn đối tượng HV và trung tâm GDNN - GDTX để tiến hành TNSP. - Trao đổi và thống nhất với GV tham gia giảng dạy.

- Chuẩn bị cơ sở vật chất và các điều kiện cần thiết để tiến hành TNSP. - Thiết kế phiếu điềutra, thang đo và bộ công cụ đánh giá.

- Xây dựng kế hoạch và tiến hành TNSP theo kế hoạch.

- Thu thập, xử lí và phân tích số liệu để rút ra kết luận về việc tổ chức thiết kế và dạy học các chủ đề theo định hướng giáo dục STEM. 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Thiết kế các chủ đề dạy học Để đánh giá việc thiết kế và tổ chức dạy học các chủ đề theo định hướng giáo dục STEM trong phần “Sinh học vi sinh vật” có phù hợp hay không, chúng tôi đã tiến hành tổ chức dạy học các chủ đề sau đây: - Chủ đề 1: “Sinh trưởng của vi sinh vật - Nhân giống nấm men”.

- Chủ đề 2: Sản xuất sữa chua - Ủ rượu (lên men rượu).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3.3.2. Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm Đối tượng được chọn TNSP đảm bảo các yêu cầu sau đây: - HV: Phải là HV lớp 10, lớp thực nghiệm (TN) và đối chứng (ĐC) tương đương nhau về số lượng và chất lượng học tập.

- GV: Đạt trình độ chuẩn hoặc trên chuẩn theo quy định, có trình độ chuyên môn và phương pháp sư phạm tốt, có khả năng phối hợp thực hiện đề tài.

- Lớp TN và lớp ĐC do cùng một GV phụ trách. + Lớp ĐC: GV tiến hành dạy theo giáo án của mình. + Lớp TN: GV tiến hành dạy theo giáo án, kế hoạch được thiết kế trong luận văn.

Trên cơ sở những yêu cầu như trên chứng tôi đã chọn được đối tượng và địa bàn TN như sau: - Tại trung tâm GDNN - GDTX huyện Bạch Thông chúng tôi chọn 2 lớp 10. Trong đó lớp 10A có 22 HV là lớp thực nghiệm, lớp 10B có 24 HV là lớp đối chứng.

- Tại trung tâm GDNN - GDTX huyện Chợ Đồn chúng tôi chọn 2 lớp 10. Trong đó lớp 10A có 24 HV là lớp thực nghiệm, lớp 10B có 23 HV là lớp đối chứng.

Tổng số HV nhóm ĐC là 47 HV và TN là 46 HV. 3.3.3. Công cụ phân tích, xử lí, đánh giá kết quả thí nghiệm Chúng tôi sử dụng phần mềm Excel để phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.

3.3.4. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm Sau khi tìm hiểu đối tượng và địa bàn thực nghiệm; trao đổi và thống nhất với GV tham gia giảng dạy. Chúng tôi tiến hành xây dựng kế hoạch thực nghiệm như sau: Thời gian thực nghiệm: Từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2019. Địa điểm thực nghiệm: Tại hai trung tâm: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Trung tâm GDNN - GDTX huyện Bạch Thông, - Trung tâm GDNN - GDTX huyện Chợ Đồn.

Nội dung thực nghiệm: - Tổ chức dạy học theo các chủ đề ở lớp thực nghiệm.

- Tiến hành bài kiểm tra sau bài dạy TN để đánh giá chất lượng giờ học,

bài kiểm tra ở lớp TN và ĐC là như nhau, cùng một GV chấm.

- Thu thập số liệu, xử lí thống kê và phân tích kết quả bằng phương pháp

thống kê toán học dựa trên phần mền Excel.

- Tiến hành đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho HV

bằng phiếu kiểm quan sát đánh giá của GV và tự đánh giá của HV. - Chấm bài kiểm tra và xử lí số liệu theo phương pháp thống kê.

3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm - Xin ý kiến Ban Giám đốc trung tâm về mục đích TNSP. Trình bày tính

đúng đắn và cần thiết của đề tài.

- Gặp gỡ GV tham gia TN và thống nhất các vấn đề:

+ Trao đổi về nội dung, khối lượng kiến thức, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học ở lớp TN và ĐC. + Thống nhất về hình thức kiểm tra đánh giá sự phát triển năng lực GQVĐ qua bảng kiếm quan sát và phiếu tự đánh giá của HV. + Chuẩn bị cơ sở vật chất, các thiết bị dạy học và dụng cụ cần thiết nhằm đảm bảo cho tiến trình dạy học đạt hiệu quả. + Ở lớp ĐC: Tiến hành 1 bài dạy theo kế hoạch của Sở GD&ĐT với hình thức dạy học truyền thống, theo SGK. + Ở lớp TN: Tiến hành giảng dạy chủ đề 1 và chủ đề 2 theo định hướng giáo dục STEM. Để đạt được kết quả TN có độ tin cậy cao, GV tổ chức hoạt động theo quy trình đã được trình bày trong luận văn.

Kết thúc mỗi chủ đề chúng tôi đều tiến hành kiểm tra để đánh giá năng lực (kiến thức, kỹ năng và thái độ) của HV trong quá trình học tập.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm 3.5.1. Kết quả đánh giá về kiến thức Đánh giá kết quả học tập của HV về mặt kiến thức là yêu cầu bắt buộc đối với quá trình dạy học. Căn cứ để đánh giá kiến thức là các yêu cầu cần đạt được về kiến thức đã được đặt ra trong phần mục tiêu của bài học. Để đánh giá kết quả về mặt kiến thức chúng tôi sử dụng các bài kiểm tra kiến thức theo hình thức 15 phút và 1 tiết. Trong đó, bài kiểm tra 15 phút được tiến hành sau khi kết thúc dạy chủ đề 1, còn bài kiểm tra 1 tiết được tiến hành sau khi kết thúc dạy chủ đề 2.

Trên cơ sở kết quả của bài kiểm tra, chúng tôi tiến hành kiểm chứng kết quả nghiên cứu dựa trên dữ liệu tác động vào lớp TN và lớp ĐC. a) Kết quả kiểm tra 15 phút sau khi kết thúc dạy học chủ đề 1 - Chúng tôi sử dụng hình thức kiểm tra tự luận kết hợp với trắc nghiệm theo Đề số 01 – Phụ lục 6 và thu được kết quả như sau: Bảng 3.1. Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC Lớp

Điểm số (Xi)

Số bài

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ĐC

47

3

5

9

12

10

5

2

1

0

TN

46

1

7

10

14

8

4

2

0

Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC Lớp

Điểm số (Xi)

Số bài

ĐC

47

TN

46

2

3

4

5

6

7

6.38 10.64 19.15 25.53 21.28 10.64 2.17

15.22 21.74 30.43 17.39

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

8

9

10

4.26

2.13

0

8.7

4.35

0

http://lrc.tnu.edu.vn

Từ dữ liệu ở bảng 3.2, chúng tôi tiến hành lập biểu đồ so sánh tần suất bài

Tần suất (%)

kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC. Kết quả được thể hiện ở hình 3.1 như sau:

Điểm Xi

Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC Như vậy dựa vào hình 3.1 chúng tôi thấy tần suất điểm của lớp TN cao hơn só với lớp đối chứng, đặc biệt là số học viên đạt điểm

đạt giá trị cao

hơn 30,4%. Dựa vào kết quả của bảng 3.1, chúng tôi tiến hành lập bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra trong bài kiểm tra 15 phút. Kết quả ở bảng 3.3: Bảng 3.3. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC Lớp

Điểm số (Xi)

Số bài

2

ĐC

47

100

TN

46

100

3

4

5

6

7

8

9

10

38.3

17.02

6.38

2.13

0

97.83 82.61 60.87 30.44 13.05 4.35

0

93.62 82.98 63.83 100

Từ bảng 3.3, chúng tôi vẽ được đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra 15 phút như sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tỉ lệ (%)

Điểm Xi

Hình 3.2. Đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra 15 phút của lớp TN và ĐC Nhìn vào hình 3.2 ta thấy: Đường đồ thị tần suất hội tụ tiến đường biểu diễn của nhóm thực nghiệm nằm về phía bên phải và ở phía trên so với nhóm đối chứng điều đó chứng tỏ phương án thực nghiệm đã tác động đến kết quả bài kiểm tra. Để khẳng định điều này chúng tôi tiến hành so sánh giá trị trung bình và phân tích phương sai kết quả điểm kiểm tra của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC. Giả thuyết H0 đặt ra là: “Không có sự khác nhau giữa kết quả học tập của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC” và đối thuyết H1: “Có sự khác nhau giữa kết quả học tập của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC”. Dùng tiêu chuẩn U để kiểm định giả thuyết H0 và đối thuyết H1. Kết quả kiểm định thể hiện ở bảng 3.4. dưới đây: Bảng 3.4. Kiểm định X điểm kiểm tra 15 phút của nhóm lớp TN và ĐC z-Test: Two Sample for Means Mean (Điểm trung bình) Known Variance (Phương sai) Observations (Số quan sát) Hypothesized Mean Difference (H0) Z=U Trị số z tiêu chuẩn theo XS 0,05 một chiều Trị số z tiêu chuẩn XS 0,05 hai chiều

Đối chứng 5.108695652 2.6068 47 0 -2.673294781 1.644853627 1.959963985

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

Thực nghiệm 5.95555556 1.9657 46

http://lrc.tnu.edu.vn

Kết quả phân tích số liệu trên cho thấy: TN > ĐC, ( TN = 5,96, ĐC = 5,1) phương sai của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC. Như vậy, điểm kiểm tra ở nhóm TN cao hơn và tập trung hơn so với nhóm ĐC. Trị số tuyệt đối của U = 2,67 > 1,96 (trị số z tiêu chuẩn), với xác xuất là 1,64 > 0,05 nên bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận đối thuyết H1. Nghĩa là có sự khác nhau giữa kết quả của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC, kết quả học tập của nhóm lớp TN cao hơn nhóm lớp ĐC. Để khẳng định kết luận này cần tiếp tục tiến hành phân tích phương sai. Đặt giả thuyết HA là: “Dạy học phần VSV theo định hướng STEM tác động như nhau đến mức độ hiểu bài của HV ở nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC” và đối thuyết Ha “Dạy học phần VSV theo định hướng STEM tác động khác nhau đến mức độ hiểu bài của HV ở nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC”, kết quả thể hiện ở bảng 3.5 dưới đây: Bảng 3.5. Phân tích phương sai điểm kiểm tra 15 phút của lớp TN và lớp ĐC Anova: Single Factor SUMMARY Groups

Count

Sum

Average

Variance

Lớp ĐC

47

237

5.108695652

2.6068

Lớp TN

46

271

5.95555556

1. 9657

ANOVA Source of Variation

SS

df

MS

F

P-value

F crit

Between Groups

16.74686

1

16.74686

7.313693

0.008168

3.945694

Within Groups

208.3714

91

2.289796

Total

225.1182

92

Trong bảng 3.5, phần tổng hợp (Summary) đã cho chúng tôi thấy: Số bài kiểm tra (Count), trị số trung bình (Average), phương sai (Variance). Bảng phân tích phương sai (ANOVA) cho biết trị số FA= 7.313693 > F-crit (tiêu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

chuẩn) = 3.945694 nên giả thuyết HA bị bác bỏ, tức là hai phương pháp khác nhau đã ảnh hưởng đến chất lượng học tập của HV. b) Kết quả bài kiểm tra 1 tiết thực nghiệm của lớp TN và lớp ĐC sau khi kết thúc dạy học chủ đề 2 Để đánh giá hiệu quả của các phương pháp dạy học STEM đến quá trình học tập của HV chúng tôi thực hiện kiểm tra 1 tiết sau khi kết thúc 2 chủ đề theo Đề số 02 - Phụ lục 6 và thu được kết quả như sau: Bảng 3.6. Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 1 tiết Số bài 46 47

Lớp TN ĐC

2 3

3 3 7

4 8 10

Điểm số (Xi) 5 6 7 11 14 7 13 8 4

8 3 2

9 0 0

10 0 0

Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra 1 tiết Điểm số (Xi)

Số

Lớp

bài

TN

46

ĐC

47

2

3 6.52

6.38

4

5

6

7

8

17.39 23.91 30.43 15.22 6.52

14.89 21.28 27.66 17.02

8.51

4.26

9

10

0

0

0

0

Từ dữ liệu ở bảng 3.7 chúng tôi tiến hành lập biểu đồ so sánh tần suất

Tần suất (%)

điểm kiểm tra 1 tiết giữa lớp TN và lớp ĐC như sau:

Điểm Xi

Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra 1 tiết Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Qua biểu đồ so sánh tần suất điểm kiểm tra có thể nhận thấy kết quả kiểm tra 1 tiết giữa lớp TN và ĐC đã có sự phân hóa rõ rệt. Cụ thể là số HV đạt điểm từ 5 ≤ Xi ≤ 7 ở lớp TN chiếm 60,87%, trong khi đó lớp ĐC là 50,01%. Để đánh giá rõ hơn mức độ tác động của dạy học STEM đến quá trình học tập của HV chúng tôi lập bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết. Kết quả ở bảng 3.8: Bảng 3.8. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết Lớp

Điểm số (Xi)

Số bài

2

3

TN

46

100

100

ĐC

47

4

5

6

7

8

9

10

93.48 76.09 52.18 21.75

6.53

0

0

100 93.62 78.73 57.45 29.79 12.77

4.26

0

0

Từ kết quả của bảng 3.8, chúng tôi tiến hành lập đồ thị tần suất hội tụ

Tỉ lệ %

tiến để đánh giá kết quả thực nghiệm:

Điểm Xi

Hình 3.4. Đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra 1 tiết giữa lớp TN và lớp ĐC Nhìn vào đồ thị đường tích lũyta thấy đường biểu diễn của nhóm TN luôn nằm cách biệt về phía trên bên phải so với nhóm ĐC nên có thể khẳng định thành tích học tập khi có tác động luôn cao hơn. Để khẳng định điều này chúng tôi tiến hành so sánh giá trị trung bình và phân tích phương sai kết quả điểm kiểm tra của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Giả thuyết H0 đặt ra là: “Không có sự khác nhau giữa kết quả học tập của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC” và đối thuyết H1: “Có sự khác nhau giữa kết quả học tập của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC”. Dùng tiêu chuẩn U để kiểm định giả thuyết H0 và đối thuyết H1. Kết quả kiểm định thể hiện ở bảng 3.9 dưới đây: Bảng 3.9. Kiểm định X điểm kiểm tra 1 tiết của nhóm lớp TN và ĐC z-Test: Two Sample for Means Đối chứng Mean (Điểm trung bình) Known Variance (Phương sai)

Thực nghiệm

4.765957

5.5556

2.27012

1.72222

47

46

Observations (Số quan sát) Hypothesized Mean Difference (H0)

0

Z=U

-2.46436006

Trị số z tiêu chuẩn theo XS 0,05 một chiều

1.644853627

Trị số z tiêu chuẩn XS 0,05 hai chiều

1.959963985

Kết quả phân tích số liệu trên cho thấy:

TN >

ĐC, ( TN = 5,6,

ĐC = 4,8) phương sai của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC. Như vậy, điểm kiểm tra ở nhóm TN cao hơn và tập trung hơn so với nhóm ĐC. Trị số tuyệt đối của U = 2,46 > 1,96 (trị số z tiêu chuẩn), với xác xuất là 1,64 > 0,05 nên bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận đối thuyết H1. Nghĩa là có sự khác nhau giữa kết quả của nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC, kết quả học tập của nhóm lớp TN cao hơn nhóm lớp ĐC. Để khẳng định kết luận này cần tiếp tục tiến hành phân tích phương sai. Đặt giả thuyết HA là: “Dạy học phần VSV theo định hướng STEM tác động như nhau đến mức độ hiểu bài của HV ở nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC” và đối thuyết Ha “Dạy học phần VSV theo định hướng STEM tác động khác nhau đến mức độ hiểu bài của HV ở nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC”, kết quả thể hiện ở bảng dưới đây: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Bảng 3.10. Phân tích phương sai điểm kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC Anova: Single Factor SUMMARY Groups

Count

Sum

Average

Variance

Lớp ĐC

47

224

4.765957

2.27012

Lớp TN

46

253

5.55556

1.72222

ANOVA Source of Variation

SS

df

MS

Between Groups

12.52608

1

12.52608

Within Groups

181.9255 91

1.999182

Total

194.4516 92

F

P-value

F crit

6.265604 0.014094 3.945694

Trong bảng 3.10, phần tổng hợp (Summary) đã cho chúng tôi thấy: Số bài kiểm tra (Count), trị số trung bình (Average), phương sai (Variance). Bảng phân tích phương sai (ANOVA) cho biết trị số FA= 6.265604 > F-crit (tiêu chuẩn) = 3.945694 nên giả thuyết HA bị bác bỏ, tức là hai phương pháp khác nhau đã ảnh hưởng đến chất lượng học tập của HV. Từ kết quả kiểm tra thực nghiệm, chúng tôi thấy rằng có sự khác nhau về kết quả học tập giữa lớp TN và lớp ĐC, ở lớp TN trước tác động và sau tác động. Nguyên nhân của sự khác nhau này là ở nhóm lớp TN thì HV được học tập các chủ đề theo định hướng giáo dục STEM, được làm quen với các tình huống học tập từ thực tiễn và đặc biệt được giao nhiệm vụ để thực hiện các dự án học tập nên khả năng GQVĐ của HV được nâng cao hơn. Trong khi đó ở nhóm lớp ĐC và ở lớp TN trước tác động thì HS chủ yếu học các kiến thức nằm trong SGK hiện hành và không được thực hiện các dự án học tập nên khi kiểm tra sẽ gặp khó khăn.

Như vậy, việc xây dựng và tổ chức dạy học các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong phần “Sinh học vi sinh vật” bước đầu đã cải thiện kết quả học tập của HV, chất lượng học tập của bộ môn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

3.5.2. Kết quả đánh giá năng lực giải quyết vấn đề Để đánh giá được năng lực GQVĐ của HV chúng tôi sử dụng bảng kiểm quan sát dành cho GV và HV làm công cụ để đánh giá. Kết quả cụ thể như sau: - Kết quả bảng kiểm quan sát đánh giá năng lực GQVĐ dành cho GVmđược thể hiện ở bảng 3.11. Trong đó các tiêu chí từ 1-5 là: 1. Phân tích, xác định vấn đề thực tiễn, 2. Đề xuất phương án GQVĐ đặt ra trong chủ đề chọn phương án phù hợp, 3. Thiết kế được phương án GQVĐ đã chọn, 4. Thực hiện được phương án GQVĐ đã chọn, 5.Trình bày sản phẩm chủ đề rõ ràng, đầy đủ (Các biểu hiện ở các mức độ đã được trình bày ở bảng 2.1).

Bảng 3.11. Bảng đánh giá điểm trung bình năng lực giải quyết vấn đề của lớp TN và lớp ĐC do GV đánh giá Các

Lớp TN

tiêu

Số HV đạt mức điểm Điểm TB

chí số

1,0

2,0

3,0

1

7

12

27

2

6

11

3

8

4 5

Lớp ĐC

tiêu chí

Số HV đạt mức điểm

Điểm

TB

tiêu chí

1,0

2,0

3,0

2.54

10

17

20

2.20

29

2.52

14

14

19

2.09

13

25

2.46

12

14

21

2.20

5

13

28

2.57

12

15

20

2.22

9

11

26

2.46

10

16

21

2.26

Điểm TB NL GQVĐ của lớp TN= 2.51 Điểm TB NL GQVĐ của lớp ĐC = 2,19 Chênh lệch điểm TB = 0,31 Độ lệch chuẩn của lớp TN = 0,04899

Độ lệch chuẩn của lớp ĐC = 0,06309

Phép kiểm chứng t-test độc lập p= 0,00134 Mức độ ảnh hưởng ES = 5,02 Phân tích mức độ phát triển của NL GQVĐ: - Từ kết quả xử lí các tiêu chí NL GQVĐ ở HV sau chủ đề do GV đánh giá cho thấy giá trị p < 0,05, mức độ ảnh hưởng ES là 5.02. Từ giá trị ES cho thấy kết quả thực nghiệm trên có mức ảnh hưởng rất lớn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

- Điểm TB các tiêu chí đánh giá NLGQVĐ ở lớp TN cao hơn lớp ĐC. Sự

Điểm TB tiêu chí

chênh lệch về giá trị TB đó là 0,31 cho thấy rằng các phương pháp dạy học định hướng STEM đã tác động lớn vào việc phát triển NLGQVĐ cho HV. - Tiêu chí có điểm TB lớp TN cao hơn cả đó là tiêu chí 1 (2.54), tiêu chí 2 (2.52) và tiêu chí 4 (2.57). Điều này là do GV nhận thấy HV đã biết phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề trong học tập liên quan đến các ứng dụng thực tiễn. Từ đó, HV xác định thông tin, biết thu thập và làm rõ các thông tin có liên quan đến vấn đề cần giải quyết trong chủ đề STEM. Tuy nhiên, còn hạn chế ở các tiêu chí 3 (2.46), tiêu chí 5 (2.46). Mức độ thực hiện tốt các tiêu chí này thấp hơn, cho thấy rằng HV chưa thể hiện tốt khả năng lập kế hoạch giải quyết vấn đề cũng như việc trình bày sản của chủ đề liên quan đến vấn đề thực tiễn. Để thấy rõ mức độ tiến bộ về năng lực GQVĐ và sáng tạo chúng tôi tiến hành lập biểu đồ so sánh như sau:

Tiêu chí

Hình 3.5. Đồ thị đánh giá sự tiến bộ năng lực GQVĐ của lớp TN và lớp đối chứng Nhìn vào biểu đồ ta thấy sự tiến bộ về năng lực GQVĐ của lớp TN đã có tiến bộ rõ ràng trong quá trình học tập và rèn luyện. Đồ thị biểu mỗi tiêu chí ở lớp thí nghiệm đều nằm phía trên cao hơn so với lớp đối chứng. Như vậy, các kết quả về đánh giá năng lực GQVĐ ở lớp thí nghiệm và lớp đối chứng đã chứng tỏ rằng: Dạy học theo định hướng giáo dục STEM góp phần rất lớn trong việc phát triển năng lực GQVĐ cho HV. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Tiểu kết chương 3 Chương 3 đã trình bày về quá trình TNSP và xử lí kết quả TNSP, bao gồm: Xác định mục đích, nhiệm vụ, nội dung và lập kế hoạch TNSP. Tiến hành TNSP tại 4 lớp thuộc trung tâm GDNN - GDTX huyện Chợ Đồn và trung tâm GDNN - GDTX huyện Bạch Thông tỉnh Bắc Kạn. Trong đó lớp TN có 46 HV, lớp ĐC có 47 HV với sự tham gia của 2 giáo viên giảng dạy.

Tiến hành TNSP với 2 chủ đề STEM là Sinh trưởng của vi sinh vật Nhân giống nấm men và Sản xuất sữa chua - ủ rượu.

Thực hiện 2 bài kiểm tra đánh giá chất lượng hoạt động sau mỗi chủ đề. Đánh giá mức độ đạt được của NL GQVĐ thông qua bảng kiểm quan sát của GV đánh giá.

Kết quả bài kiểm tra và bảng kiểm quan sát được xử lí theo phương pháp thống kê toán học. Qua phân tích kết quả thực nghiệm cho thấy: - Nội dung các chủ đề STEM phù hợp và logic, giúp HV có khả năng tự GQVĐ trong học tập, yêu thích môn học, biết vận dụng các kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn.

- Kết quả nhóm TN cao hơn nhóm ĐC. HV lớp TN tích cực, chủ động tham gia các hoạt động, thảo luận nhóm.

- Năng lực GQVĐ của HV nhóm TN phát triển tốt hơn, thể hiện rõ rệt thông qua bảng kiểm quan sát do GV đánh giá.

- HV lớp TN nắm vững kiến thức hơn, chất lượng HV tốt hơn HV nhóm ĐC, điều này được thể hiện qua các bài kiểm tra như giá trị trung bình cao hơn, tỷ lệ HV đạt mức điểm khá giỏi lớn hơn.

Những kết luận rút ra từ việc đánh giá kết quả TNSP đã xác nhận giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Sau một thời gian triển khai thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu đã đề ra, chúng tôi đưa ra một số kết luận như sau: 1.1. Đề tài đã xây dựng được cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của việc thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong phần “Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM như một số vấn đề cơ bản về giáo dục STEM (khái niệm STEM, khái niệm giáo dục STEM, mục tiêu của giáo dục STEM, quy trình giáo dục STEM….), tiến hành khảo sát thực trạng dạy học môn Sinh học ở trung tâm GDNN - GDTX theo góc độ STEM và nhận thức của GV về giáo dục STEM hiện nay.

1.2. Nghiên cứu và đề xuất được quy trình thiết kế và tổ chức dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM. Vận dụng quy trình đó để thiết kế và dạy học thử nghiệm một số chủ đề trong phần sinh học vi sinh vật theo định hướng giáo dục STEM vào môn Sinh học 10.

1.3. Xây dựng được bộ công cụ đánh giá năng lực GQVĐ, đánh giá sản phẩm STEM và vận dụng bộ công cụ đó để đánh giá hoạt động dạy học của một số chủ đề trong phần “Sinh học vi sinh vật”.

1.4. Tiến hành kiểm nghiệm và đánh giá giả thuyết khoa học cũng như tính khả thi của đề tài. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy việc thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề học tập theo định hướng giáo dục STEM đã phát triển được năng lực GQVĐ và nâng cao được chất lượng học tập, góp phần tích cực vào việc đổi mới phương pháp dạy học. Điều này đã khả định giả thuyết khoa học mà đề tài đưa ra ban đầu là đúng đắn.

2. Kiến nghị Trên cơ sở quá trình nghiên cứu và kết quả của đề tài chúng tôi có một số kiến nghị như sau:

66

2.1. Đề tài mới chỉ dừng lại ở việc thiết kế và tổ chức dạy học một số chủ đề trong phần “Sinh học vi sinh vật” theo đinh hướng giáo dục STEM và đánh giá ở năng lực GQVĐ. Do đó cần tiếp tục nghiên cứu mở rộng ở các phần khác của môn sinh học, ở nhiều trung tâm GDNN - GDTX theo hướng nghiên cứu mà chúng tôi đề xuất để từ đó có những điều chỉnh phù hợp và từng bước đưa vào giảng dạy.

2.2. Khuyến khích và từng bước đưa dạy học theo định hướng giáo dục STEM vào giảng dạy tại các trung tâm GDNN - GDTX. 2.3. Cần tăng cường bồi dưỡng đội ngũ GV, đầu tư về cơ sở vật chất phục vụ cho các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM. 2.4. Xây dựng bộ tài liệu hướng dẫn, tham khảo về dạy học STEM về các chủ đề sinh học để từ đó giúp GV thuận lợi trong quá trình nghiên cứu và tổ chức các hoạt động dạy học cho phù hợp.

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng việt 1. Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường (2014), Lí luận dạy học hiện đại. Cơ sở đổi mới mục tiêu, nội dung và PPDH, NXB ĐHSP, Hà Nội.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014), Dạy học và Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định hướng phát triển năng lực học sinh, Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội.

3. Bộ Giáo dục & Đào tạo (2017), Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông mới, http://www.moet.gov.vn/giaoducquocdan/giao-ductrung-hoc, ngày 26/7/2017 4. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông - Chương trình tổng thể (ban hành tháng 12/2018) 5. Bộ Giáo dục - Đào tạo (2018), Chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học, NXB Giáo dục Việt Nam. 6. Bộ Giáo dục & Đào tạo (2018), Tài liệu Hội thảo định hướng giáo dục STEM trong trường trung học.

7. Công văn 3846/BGDĐT-GDTX năm 2018 hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ năm học 2018-2019 đối với giáo dục thường xuyên do Bộ Giáo dục và Đào tạo.

8. Nguyễn Văn Cường (2006), Đổi mới phương pháp dạy học trung học phổ thông, Dự án Giáo dục Trung học phổ thông, Bộ Giáo dục và Đào tạo.

9. Nguyễn Mậu Đức, Dương Thị Ánh Tuyết (2018), “Dạy học chủ đề Axit Bazo (hóa học 11) theo định hướng giáo dục STEM”, Tạp chí Giáo dục, số đặc biệt tháng 8/2018, tr 225-230.

10. Ngô Văn Hưng (Chủ biên), Lê Hồng Điệp, Nguyễn Thị Hồng Liên (2009), Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng trong chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học lớp 10 (cấp THPT), NXB Giáo dục Việt Nam. 11. Nguyễn Công Khanh (2014), Kiểm tra và đánh giá trong giáo dục, Nhà xuất bản Đại học Sư Phạm, Hà Nội.

68

12. Mark Windale (2016), “Giáo dục STEM bồi dưỡng những nhà đổi mới, sáng tạo trong tương lai”, Hội thảo Vai trò của nhà nước và các tổ chức cá nhân có liên quan trong việc xây dựng chiến lược phát triển giáo dục STEM, Bộ Giáo dục và Đào tạo - Hội đồng Anh. 13. TS. Nguyễn Thanh Nga (chủ biên), TS. Phùng Việt Hải, TS. Nguyễn Quang Linh, Ths. Hoàng Phước Muội (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh THCS và THPT, NXB Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.

14. Lê Xuân Quang(2015), “Giáo dục STEM - Một giải pháp trong xây dựng, phát triển chương trình giáo dục phổ thông sau năm 2015”, Tạp chí Giáo dục và Xã hội, 6/2015, tr. 37-39.

15. Lê Xuân Quang (2016),“Một số vấn đề trong dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục STEM”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 61 (6B), tr.211-218.

16. Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng STEM, Luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục, Trường Đại học sư phạm Hà Nội.

17. Rudich P.A. (1986), Tâm lý học, Nxb Thể dục thể thao.

18. Thủ tướng Chính phủ (2017), Chỉ thị số 16/CT - TTgvề việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4.

19. Nguyễn Cảnh Toàn (2012), Xã hội học tập - học tập suốt đời.

20. Trần Thái Toàn, Phan Thị Thanh Hội (2017), Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh thông qua ứng dụng mô hình STEM, Kỷ yếu Hội thảo khoa học giáo dục STEM trong chương trình Giáo dục phổ thông mới, NXB Đại học sư phạm TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.

21. Đỗ Văn Tuấn (2014), “Những điều cần biết về giáo dục STEM”, Tạp chí Tin học và nhà trường số 182.

II. Tiếng Anh 22. Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88-98.

69

23. Howard - Brown, B., & Martinez, D. (2012). Engaging Diverse Learners Through theProvision of STEM Education Opportunities. Southwest Educational Development Laboratory (SEDL).

24. Nationale M. D. L. É. (2012), "L’enseignement des Sciences de la Maternelle au Baccalauréat".

25. U.S Department of Eduacation (2007), Report of the academic comprtiveness council, Eduacation Publications Center, Washington.

III. Website 26. http://dtt.vn/?page_id=1251 27. https://moet.gov.vn/giaoducquocdan/giao-duc-trunghoc/Pages/default.aspx?ItemID=4804.

28. https://spiderum.com/bai-dang/Con-cuong-STEM-cua-the-gioi-va-VietNam-hoi-nhap-giao-duc-quoc-te-9uj 29. http://www.stem.vn/giao-duc-stem

70

PHỤ LỤC Phụ lục 1.

PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GIÁO VIÊN Kính thưa quý Thầy Cô!

Chúng tôi đang nghiên cứu đề tài Dạy học phần “ Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh phổ thông hệ giáo dục thường xuyên.”. Để làm cơ sở thực tiễn cho đề tài, kính mong quý Thầy (Cô) cung cấp một số thông tin liên quan đến việc giảng dạy của mình. Xin trân trọng cảm ơn!

Phần thông tin cá nhân: (Quý Thầy Cô có thể không cung cấp thông tin) Họ và tên:...............................................

Giảng dạy lớp:.....................

Trung tâm:..............................................

SĐT liên lạc:........................

Phần thông tin liên quan đến đề tài: 1. Thực trạng dạy học bộ môn Sinh học tại trung tâm GDNN - GDTX 1.1. Trong quá trình dạy học, các thầy (cô) đã sử dụng các phương pháp dạy và kỹ thuật dạy học tích cực với các mức độ nào sau đây? (Đánh dấu X vào ô tương ứng) Phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực

Các mức độ Thường xuyên

Thuyết trình Hỏi đáp Trực quan Thực hành Dạy học giải quyết vấn đề Dạy học dự án Dạy học tích hợp Kỹ thuật khăn trải bàn Kỹ thuật mảnh ghép Sơ đồ tư duy Hợp tác theo nhóm

PL1

Thỉnh thoảng

Chưa bao giờ

1.2. Trong quá trình dạy học, thầy (cô) có thường xuyên hướng dẫn học viên vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn và tạo ra các sản phẩm hay không?

Thường xuyên;

Chưa bao giờ.

Thỉnh thoảng;

2. Trong quá trình dạy học, các thầy (cô) tự đánh giá mức độ nhận thức và quan tâm của mình về dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong trường THPT (Đánh dấu X vào ô tương ứng) 2.1. Mức độ quan tâm về dạy học theo định hướng giáo dục STEM Mức độ quan tâm Nội dung đánh giá

Chưa bao

Mới chỉ

Đang tìm

Thường

giờ quan

nghe nói

hiểu và

xuyên

tâm

đến

nghiên cứu

(3)

(0)

(1)

(2)

Giáo dục STEM Quy trình giáo dục STEM Năng lực của giáo dục STEM Triển vọng của giáo dục STEM Hoạt động trải nghiệm sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM Thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM

PL2

2.2. Mức độ nhận thức về dạy học theo định hướng giáo dục STEM Mức độ nhận thức Nội dung đánh giá

Có

Không

(1)

(0)

Tôi có biết về khái niệm STEM Tôi có biết về giáo dục STEM Tôi có biết và đã nghiên cứu về quy trình giáo dục STEM Tôi biết thiết kế và tổ chức dạy học các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM Tôi có biết về các hoạt động trải nghiệm giáo dục STEM 3. Các thầy (cô) hãy cho biết: Tại đơn vị mình công tác đã tổ chức các hoạt động giáo dục nào liên quan đến giáo dục STEM Ý kiến của giáo Hoạt động giáo dục STEM

STT

viên Có

1

Giờ học theo định hướng STEM

2

Thực hành gắn với hoạt động STEM

3

Thiết kế các chủ đề giáo dục STEM

4

Ngày hội STEM

5

Cuộc thi sáng tạo KHKT

6

Hoạt động trải nghiệm sáng tạo theo định hướng STEM

7

CLB sáng tạo KHKT

8

Hội thảo về giáo dục STEM

9

Tập huấn về giáo dục STEM

PL3

Không

4. Các thầy, cô có thể cho biết ý kiến đánh giá của mình về triển vọng dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong trường THPT hiện nay? Ý kiến của giáo viên Nội dung đánh giá

STT

Có Không

Ý kiến khác

Việc thiết kế các chủ đề dạy học theo định 1

hướng giáo dục STEM tại trung tâm GDNN – GDTX có thể thực hiện được.

Dạy học theo định hướng giáo dục STEM

2

tại trung tâm GDNN – GDTX phù hợp với đổi mới giáo dục hiện nay.

3 4

Nâng cao hứng thú học tập cho học viên.

Giúp cho học viên có kiến thức tốt về toán học và khoa học.

Phát triển năng lực cho học viên tốt hơn

5

(năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo…)

6

Góp phần hình thành phẩm chất tốt cho người học, định hướng nghề nghiệp cho tương lai.

Xin chân thành cảm ơn sự hợp tác của quý Thầy (Cô)

PL4

Phụ lục 2.

KẾT QUẢ THAM KHẢO Ý KIẾN GIÁO VIÊN Bảng 1.1. Mức độ sử dụng phương pháp dạy học tích cực Các mức độ

Phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Thuyết trình

8/8 = 100%

Hỏi đáp

6/8 = 75%

2/8 = 25%

5/8 = 62,5%

3/8 = 37,5%

Trực quan

Chưa bao giờ

Thực hành

8/8 = 100%

Dạy học GQVĐ

1/8 = 12,5%

7/8 = 87,5%

Dạy học dự án

1/8 = 12,5%

7/8 = 87,5%

Dạy học tích hợp

8/8 = 100%

Kỹ thuật khăn trải bàn

8/8 = 100%

Kỹ thuật mảnh ghép

8/8 = 100%

Sơ đồ tư duy Hợp tác theo nhóm

3/8 = 37,5%

5/8 = 62,5%

2/8 = 25%

6/8 = 75%

Bảng 1.2. Kết quả điều tra mức độ hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức để GQVĐ xảy ra trong thực tiễn Mức độ Tỉ lệ (%)

Thường xuyên

Tổng số GV: 8

PL5

Thỉnh thoảng

Chưa bao giờ

6/8 = 75%

2/8 = 25%

Bảng 1.3. Kết quả mức độ quan tâm của GV về giáo dục STEM Mức độ quan tâm Nội dung đánh giá

Chưa bao

Mới chỉ

giờ quan

nghe nói

tâm

đến

Giáo dục STEM

4 (50%)

Đang tìm hiểu và

Thường

nghiên

xuyên

cứu

1 (12,5%) 3 (37,5%)

Quy trình giáo dục STEM

5 (62,5%)

2 (25%)

1 (12,5%)

Năng lực STEM

5 (62,5%)

2 (25%)

1 (12,5%)

Hoạt động giáo dục STEM

5 (62,5%)

2 (25%)

1 (12,5%)

Triển vọng giáo dục STEM

5 (62,5%)

2 (25%)

1 (12,5%)

Thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng GD STEM

6 (75%)

1 (12,5%) 1 (12,5%)

Bảng 1.4. Kết quả mức độ nhận thức của GV về giáo dục STEM Mức độ nhận thức Nội dung đánh giá

Có (1)

Tôi có biết về khái niệm STEM

4 (50%)

Tôi có biết về giáo dục STEM

3 (37,5%)

Tôi có biết về quy trình giáo dục STEM Tôi có biết thiết kế và tổ chức dạy học các chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục STEM Tôi có biết về các hoạt động trải nghiệm giáo dục STEM

PL6

Không (0) 4 (50%) 5 (62,5%)

2(25%)

6 (75%)

2 (25%)

6 (75%)

2 (25%)

6 (75%)

Bảng 1.5. Kết quả khảo sát hoạt động giáo dục STEM ở trung tâm GDNN – GDTX hiện nay Hoạt động giáo dục STEM

STT

Ý kiến của GV Có

Không

1

Giờ học theo định hướng giáo dục STEM

0

8 (100%)

2

Thực hành gắn với hoạt động STEM

0

8 (100%)

3

Thiết kế các chủ đề giáo dục STEM

0

8 (100%)

4

Ngày hội STEM

0

8 (100%)

5

Cuộc thi sáng tạo KHKT

0

8 (100%)

0

8 (100%)

6

Hoạt động trải nghiệm sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM

7

CLB sáng tạo KHKT

0

8 (100%)

8

Hội thảo và tập huấn về giáo dục STEM

0

8 (100%)

Bảng 1.6. Kết quả khảo sát về triển vọng tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trung tâm GDNN - GDTX hiện nay Nội dung đánh giá

STT

Ý kiến của GV Có

Không

Việc thiết kế các chủ đề dạy học theo định hướng giáo 1

dục STEM tại trung tâm GDNN – GDTX có thể thực 4 (50%) 4 (50%) hiện được.

Dạy học theo định hướng giáo dục STEM tại trung

2

tâm GDNN – GDTX phù hợp với đổi mới giáo dục hiện nay.

5

3

(62,5%) (37,5%)

3

Nâng cao hứng thú học tập cho học viên.

4 (50%) 4 (50%)

4

Giúp HV có kiến thức tốt về toán học và khoa học.

4 (50%) 4 (50%)

5 6

Phát triển năng lực cho học viên tốt hơn (năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo…)

Góp phần hình thành phẩm chất tốt cho người học, định hướng nghề nghiệp cho tương lai.

PL7

6 (75%) 2 (25%) 3

6

(37,5%) (62,5%)

Phụ lục 3.

PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC VIÊN Chào các em!

Chúng tôi đang nghiên cứu đề tài Dạy học phần “ Sinh học vi sinh vật” theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh phổ thông hệ giáo dục thường xuyên.”. Để làm cơ sở thực tiễn cho đề tài, chúng tôi rất mong các em cung cấp một số thông tin liên quan đến việc học tập của mình. Xin chân thành cảm ơn!

Phần thông tin cá nhân (Học viên có thể không cung cấp thông tin) Họ và tên:...............................................

Lớp:....................................

Trung tâm:..............................................

SĐT liên lạc:......................

Phần thông tin liên quan đến đề tài: 1. Trong quá trình học tập của mình, em đã được tham gia những hoạt động nào có liên quan đến giáo dục STEM? Ý kiến của Hoạt động giáo dục STEM

STT

học viên Có

1

Giờ học theo định hướng STEM

2

Thực hành gắn với hoạt động STEM

3

Thiết kế các chủ đề giáo dục STEM

4

Ngày hội STEM

5

Cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật

6

Hoạt động trải nghiệm sáng tạo theo định hướng STEM

7

Câu lạc bộ sáng tạo khoa học kỹ thuật

8

Giao lưu với các trường Đại học, Cao đẳng về nghiên cứu khoa học

9

Hội thảo về giáo dục STEM

PL8

Không

2. Em có thích được tham gia hoạt động trải nghiệm thực tế trong trung tâm không?

Có

Không

3. Em có muốn việc học tập được gắn với các hoạt động trải nghiệm thực tế gần gũi với cuộc sống?

Có

Không

4. Em có muốn tham gia hoạt động giáo dục trong trung tâm theo định hướng giáo dục STEM không?

Có

Không

Xin chân thành cảm ơn sự hợp tác của các em!

PL9

Phụ lục 4.

KẾT QUẢ PHỎNG VẤN HỌC VIÊN Bảng 1.7. Kết quả khảo sát hoạt động giáo dục STEM ở trung tâm GDNN – GDTX hiện nay Hoạt động giáo dục STEM

STT

Ý kiến của HV Có

Không

1

Giờ học theo định hướng giáo dục STEM

0

166 (100%)

2

Thực hành gắn với hoạt động STEM

0

166 (100%)

3

Thiết kế các chủ đề giáo dục STEM

0

166 (100%)

4

Ngày hội STEM

0

166 (100%)

5

Cuộc thi sáng tạo KHKT

0

166 (100%)

0

166 (100%)

6

Hoạt động trải nghiệm sáng tạo theo định hướng giáo dục STEM

7

CLB sáng tạo KHKT

0

166 (100%)

8

Hội thảo và tập huấn về giáo dục STEM

0

166 (100%)

Bảng 1.8. Kết quả khảo sát về triển vọng tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở trung tâm GDNN - GDTX hiện nay Ý kiến của Nội dung đánh giá

STT

1 2

Tham gia các hoạt động trải nghiệm thực tế có khiến em thích thú?

Có

Không

95

71

(57,2%) (42,8%)

Em có muốn việc học tập được gắn với các hoạt động trải nghiệm thực tế gần gũi với cuộc sống.

Cơ sở vật chất của phòng học có đáp ứng được hoạt

3

GV/HV

động học tập theo định hướng giáo dục STEM không?

PL10

115

51

(69,3%) (30,7%) 67

99

(40,3%) (59,7%)

Phụ lục 5.

CHỦ ĐỀ 2: QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỦA VI SINH VẬT- ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH LÊN MEN SẢN XUẤT SỮA CHUA, Ủ RƯỢU (LÊN MEN RƯỢU) Bước 1: Xác định chủ đề STEM Quá trình len men cuả VSV là nội dung quan trọng trong phần sinh học VSV. Nội dung kiến thức này cũng được ứng dụng nhiều trong thực tiễn để tạo ra nhiều sản phẩm. Trong các sản phẩm lên men từ vi sinh vật thì sữa chua, sản phẩm từ ủ rượu là những sản phẩm phổ biến, gần gũi trong đời sống sinh hoạt và sản xuất của người dân địa phương nói chung và học viên nói riêng. Sữa chua là một thực phẩm rất có giá trị dinh dưỡng, tốt cho sức khỏe người dùng… Tuy nhiên, phần lớn chúng ta lại sử dụng sữa chua mua từ các cửa hàng hoặc mua hàng dong từ những gia đình tự sản xuất mà không đăng kí kinh doanh nên sản phẩm thường đắt hoặc không đảm bảo vệ sinh thực phẩm. Bên cạnh đó, việc mua thường xuyên sữa chua lại góp phần làm gia tăng rác thải ra môi trường… Đối với việc ủ rượu, ngoài mục đích để sản xuất rượu thì người dân còn tiến hành ủ rượu tạo các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng khác như: làm rượu nếp cẩm, rượu nếp cái, thức ăn chăn nuôi từ những nông sản sẵn có… Từ những ý nghĩa trên chúng tôi xác định các chủ đề STEM trong phần Sinh học VSV trong đó có chủ đề: “Quá trình lên mưn VSV-ứng dụng quá trình lên men Sản xuất sữa chua - ủ rượu” Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết của chủ đề STEM Để định hướng cho HV những vấn đề cần giải quyết khi thực hiện chủ đề, GV sẽ đưa ra nhưng câu hỏi/tình huống để HV nghiên cứu, tìm tòi, đưa ra các ý kiến, giải pháp hoặc mô hình… từ đó tạo ra được sản phẩm cuối cùng một cách đươn giản, khoa học, tiết kiệm, và ý nghĩa. Với chủ đề “Sản xuất sữa chua - ủ rượu” thì các câu hỏi nghiên cứu cần giải quyết chính là: Việc sản

PL11

xuất sữa chua - ủ rượu có ý nghĩa gì? Quá trình sản xuất được tiến hành ra sao?

Những khó khăn gì thường gặp phải khi tiến hành sản xuất? Giải pháp khắc phục ra sao?

Bước 3: Xác định mục tiêu bài học STEM, dự kiến các sản phẩm Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ mục tiêu cần đạt được và dự kiến các sản phẩm có thể được tạo thành.

Mục tiêu

Dự kiến sản phẩm

- Xác định được môi trường nuôi cấy của vi - HV xác định được các khuẩn lactic và nấm men; kiểu dinh dưỡng, điều kiện và các yếu tố kiểu hô hấp của vi khuẩn lactic và nấm men;

thuận lợi cho việc lên men

- Phân biệt được: khái niệm hô hấp và lên của vi khuẩn Lactíc và men; sự sinh trưởng của quần thể VSV trong nấm men. điều kiện nuôi cấy liên tục và nuôi cấy không liên tục…

- Chỉ ra được các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, sinh sản của vi sinh vật nói chung và của nấm men nói riêng.

- Đề xuất được các giải pháp sản xuất bánh - Giải pháp cải tiến cách men khắc phục những bất lợi của làm bánh làm bánh men truyền men truyền thống.

thống; Bản thiết kế tủ ủ bánh men.

- Sử dụng những nguyên liệu tự nhiên để tạo - Tủ ủ bánh men; Quy ra sản phẩm là các bánh men rượu theo giải trình sản xuất bánh men pháp đã lựa chọn.

lá; - Bánh men lá

PL12

Bước 4. Xác định những yếu tố thực hiện bài học STEM *Yếu tố về kiến thức được sử dụng thuộc các lĩnh vực liên quan để GQVĐ STT

Lĩnh

Kiến thức

vực

Sinh học 10 phần Vi sinh vật: Dinh dưỡng, chuyển hoá vật 1

Sinh

chất và năng lượng ở vi sinh vật; Quá trình phân giải các

học

chất ở vi sinh vật; Sinh trưởng của vi sinh vật và các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trường của vi sinh vật.

2

3

4

Kĩ thuật

Xây dựng được quy trình làm sữa chua, lên men rượu(ủ rượu); Thực hiện được các thao tác thiết kế.

Công

Sử dụng các nguyên vật liệu thiết kế tủ ủ sữa chua và giá

nghệ

đựng khi lên men rượu (ủ rượu).

Toán học

1. Xác định tỉ lệ các loại nguyên liệu.

2. Xác định kích thước các vật liệu để chế tạo tủ ủ sữa chua mini.

* Yếu tố về điều kiện cơ sở vật chất để thực hiện GQVĐ: Các nguyên liệu, vật liệu và thiết bị để thực hiện.

Bước 5: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.

Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với các loại hoạt động học (Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề; Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền; Hoạt động giải quyết vấn đề). Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà học viên phải hoàn thành. Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng).

Bước 6. Đánh giá điều chỉnh cho phù hợp 2.4. Tổ chức dạy học bài học STEM Tổ chức dạy học bài học STEM thực chất là triển khai các hoạt động dạy và học theo kế hoạch đã thiết kế nhằm đạt được mục tiêu của bài học đã đặt ra.

PL13

Việc tổ chức dạy học chủ đề Nhân giống nấm men - sản xuất bánh men lá theo định hướng giáo dục STEM được tiến hành theo các hoạt động chính sau: HĐ của Giáo viên

HĐ của Học viên - Dự kiến sản phẩm

Mục tiêu

HĐ 1. Hoạt động tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề (Thời gian 5 phút của tiết trước) - GV:

- HV:

+ Chia lớp thành 4 nhóm.

+ Chia nhóm, bầu nhóm trong tham gia

+ Yêu cầu mỗi nhóm cử đại trưởng và thư kí.

- HV hứng thú hoạt động học

diên lên sử dụng hai sản + Cử đại diên lên thực tập. phẩm là sữa chua và rượu hiện yêu cầu. vang làm từ chuối lá.

- HV huy động

+Các nhóm thảo luận và những hiểu biết

+ Đặt vấn đề: Sữa chua và đưa ra ý kiến.

của cá nhân từ

rượu đều là sản phẩm lên - HV có thể giải thích thực tiễn vào men, nhưng chúng lại rất được: Sữa chua khác rượu trong bài học. khác nhau như màu sắc, bởi: Nguyên liệu, vi sinh hương vị, dinh dưỡng... Em vật lên men, quy trình - HV thấy được hãy giải thích tại sao lại có sự thực hiện là khác nhau…

nhiệm vụ của

khác nhau đó.

bản thân trong - HV: Phân công nhiệm việc tiếp tục tìm

- GV: Từ các ý kiến phát biểu vụ giữa các thành viên hiểu

và

thực

của HV dẫn dắt: Để làm sáng trong nhóm để về nhà hiện nhiệm vụ tỏ thắc mắc trên, chúng ta thực hiện.

GV giao về nhà.

cùng đi tìm hiểu cách làm

- HV đi trải

sữa chua và lên men rượu

nghiệm

thông qua thực hiện các

tiễn và xác định

nhiệm vụ sau (hoạt động cá

quy trình làm

nhân) về nhà:

sữa chua, lên

PL14

thực

(1) Tìm hiểu cách làm sữa

men rượu; chỉ

chua qua internet hoặc sách

ra được những

giáo khoa và cách lên men

bất lợi - khó

rượu tại địa phương;

khăn của quá

(2) Báo cáo quy trình làm sữa

trình làm sữa

chua và lên men rượu truyền

chua, lên men

thống;

rượu…

(3) Chỉ ra được những khó khăn, bất lợi của các quá trình lên men trên; (4) Đặt các câu hỏi thắc mắc liên quan.

HĐ 2. Nghiên cứu kiến thức liên quan để GQVĐ (Thực hiện trên lớp 1 tiết) (1) Tổ chức HV báo cáo việc - HV thực hiện NV1: Báo thực hiện nhiệm vụ của hôm cáo quy trình làm bánh Gắn kiến thức trước:

men truyền thống của thực tiễn với bài

NV1: Báo cáo quy trình làm người dân. sữa chua và lên men rượu - HV đưa ra các câu hỏi: truyền thống của người dân; (1) Chủng vi khuẩn lên Đưa ra những câu hỏi thắc men trong sữa chua gồm mắc; Chỉ ra những khó khăn, những loại nào; (2) Các bất lợi trong các quá trình lên chủng vi khuẩn trên hoạt men trên.

động tốt nhất ở khoảng

(2) GV định hướng HV đi nhiệt độ bao nhiêu; (3) tìm câu trả lời cho những Tại sao vào mùa lạnh thắc mắc có liên quan đến người ta ít làm sữa chua; các quá trình lên men trên: (4) Nhiệt độ thích hợp cho Bản chất của làm sữa chua lên men rượu là bao

PL15

học

chính là quá trình lên men nhiêu; (5) Vì sao lên men của vi khuẩn lactic, còn lên rượu lại mất nhiều thời men rượu chính là quá trình gian? Điều này gây ra khó lên men êtilic của nấm men; khăn gì khi muốn lên men Để quá trình lên men tốt nhất rượu liên tục?... cần có những kiến thức về HV đưa ra những khó dinh dưỡng, và các yếu tố khăn, bất lợi: Tốn diện ảnh hưởng đến sinh trưởng tích tích, tốn thời gian, - HV nêu được của vi khuẩn lactic và nấm vấn đề vệ sinh, phụ thuộc khái niệm lên men.

GV giao

thời

nhiệm vụ

HV:(NV2)

tiết

(mùa

động men từ đó xác

thường không làm).

định được để

cho HV thực hiện NV 2:

thực hiện quá

* Nghiên cứu SGK và tìm trình lên men

* Nghiên cứu SGK trang 90 câu trả lời: Lên men là cần

tạo

điều

và cho biết: Lên men là gì? quá trình chuyeẻn hóa kị kiện kị khí.

Xảy ra trong điều kiện nào? khí diễn ra trong tế bào Cho ví dụ minh họa.

chất. ví dụ: lên men rượu, - HV xác định được

lên men lactic

nguyên

* Nghiên cứu quá trình phân * HV nghiên cứu SGK để liệu của lên men giải polisaccarit ở vi sinh vật xác định phương trình lactic là glucôzơ (trang 93 SGK) để viết tổng quát của các quá trong sữa, sản phương trình tổng quát của trình lên men:

phẩm

là

lên men lactic và lên men - Lên men lactic đồng lactic; êtilic. Chỉ ra được nguyên hình: liệu, sản phẩm là gì?

Glucozơ

Vi khuẩn lactic

axít

nguyên

liệu của lên men rượu là tinh bột, A. lactic

glucôzơ,

sản

phẩm là rượu êtilic…

PL16

- Lên men êtilic gồm 2 giai đoạn: Nấm đường hóa

glucozơ

Tinh bột Nấm men

êtilic + CO2 -

* Nghiên cứu các yếu tố lí Glucozơ

HV

khẳng

học ảnh hưởng đến sinh - HV chỉ ra: nhiệt độ ảnh định được việc trưởng của vi sinh vật (trang hưởng đến tốc độ các ủ sữa chua tốt 107 SGK) cho biết nhiệt độ phản ứng sinh hóa trong nhất là ở 40 ảnh hưởng đến vi sinh vật tế bào làm vi sinh vật sinh 45oC; còn lên như thế nào?

sản nhanh hay chậm.

men rượu tốt nhất là ở 22 24oC.

Từ những phân tích ở trên, - HV dựa vào thông tin GV định hướng HV trả lời SGK, internet, thực tế các câu hỏi đã nêu: (1) cuộc sống rồi thảo luận để Chủng vi khuẩn lên men tìm ra đáp án…

+ HV chỉ ra

trong sữa chua gồm những + Vi khuẩn lên men trong được những khó loại nào; (2) Các chủng vi sữa chua là 2 chủng: khăn

thường

khuẩn trên hoạt động tốt nhất Lactobacillus bulgaricus gặp phải là: khi ở khoảng nhiệt độ nào; (3) và

Streptococcus làm sữa chua

Tại sao vào mùa lạnh người thermophilus

(theo: vào mùa lạnh

ta ít làm sữa chua; (4) Nhiệt https://www.vinamilk.co

rất khó còn lên

độ thích hợp cho lên men m.vn đều là vk lactic đồng men

rượu

rượu là bao nhiêu; (5) Vì sao hình) có nhiệt độ thuận lợi thường lên men rượu lại mất nhiều là 42-43oC.

nhiều thời gian

thời gian? Điều này gây ra + Nhiệt độ thuận lợi cho nên

PL17

mất

phải

ủ

khó khăn gì khi muốn lên nấm men hoạt động là 20 nhiều men rượu liên tục?...

- 28oC.

nguyên

liệu, tốn diện

+ HV xác định được quá tích để ủ. trình

lên men rượu trải

qua 2 giai đoạn: tinh bột -> glucozơ -> rượu nên tốn thời gian.

HĐ 3. Hoạt động GQVĐ Đề xuất giải pháp (Thực hiện 10 phút trên lớp) GV giao nhiệm vụ cho HV: (NV3) Trên cơ sở có những - HV thảo luận và đề xuất kiến thức liên quan đến quy những giải pháp khắc - HV đề xuất trình làm sữa chua, lên men phục các khó khăn trong được giải pháp rượu, từ những khó khăn bất các qua trình lên men: khắc phục. lợi của các quá trình trên là Làm giá/làm thùng để ủ… tốn diện tích, không chủ động - HV: Dựa vào kiến thức về nhiệt độ, thời gian…, hãy toán học và thảo luận để đề xuất các giải pháp khắc tìm ra giải pháp. phục các khó khăn?

- HV có thể đưa

- Yêu cầu HV phải tính ra được phương

- GV đưa ra bài toán tình được: huống:

án giải quyết:

+ 1 cốc ủ nguyên liệu lên + Đối với làm

Biết rằng 1 cốc đựng nguyên men có hình trụ tròn đường sữa chua: Thiết liệu lên men hình trụ tròn có kính 7cm sẽ chiếm diện tích kế tủ ủ có giá 2 đường kính 7cm. Khi ủ lên để ủ là: 7 x 7 = 49 cm2

tầng, mỗi tầng có

men, các cốc xếp sát nhau. Em

diện tích khay 7cm

hãy đưa ra giải pháp để ủ hết 40 cốc vào diện tích (28 x 35 = )

đựng là 1000cm2 7cm

nhằm tận dụng không gian chiều

980cm2.

PL18

+ Với diện tích 980cm2 sẽ cao và giữ nhiệt

.

xếp được số cốc là: 980 : 49 độ ổn định để ủ sữa chua.

= 20

+ Số cốc còn dư: 40 - 20 = + Đối với lên men rượu: Thiết

20

=> Còn thiếu 980cm2 nữa kế giá 2 tầng, để ủ nốt số nguyên liệu lên mỗi tầng có diện - GV đặt vấn đề: Nếu làm sữa men còn lại.

tích khay đựng là

chua vào mùa đông, nhiệt độ - HV đưa ra giải pháp sao 1000cm2

nhằm

xuống thấp sẽ rất khó làm. Em cho môi trường lên men tận dụng không hãy đề xuất giải pháp khắc sữa chua có nhiệt độ thích gian chiều cao để phục tình trạng trên.

hợp: Đem sữa chua ủ vào ủ rượu.

- GV yêu cầu HV đưa ra bản vẽ hộp xốp có chứa những thiết kế tủ/giá ủ men từ những chai nước ấm 40 - 45oC vật liệu đơn giản, dễ kiếm.

- HV Xác định kích thước - HV vẽ được giá: Dựa vào kích thước mô hình giá ủ hộp xốp HV thiết kế giá ủ nguyên liệu lên men 2 tầng với kích men. thước: Diện tích mặt giá là: 28x35cm; Chiều cao là - HV: thiết kế 30cm. mỗi tầng của giá được tủ ủ sữa cao 15cm.

chua.

- HV vẽ mô hình giá đựng.

HĐ4. Thực hiện giải pháp/thực hiện thiết kế giải pháp (30 phút trên lớp) (1) Thiết kế giá ủ nguyên liệu lên men

HV:

nhóm

- GV chia lớp thành 4 nhóm, luận,

PL19

Các HV thiết kế được: thảo thống - Thùng xốp:

yêu cầu các nhóm tự thiết kế 1 nhất cách làm, giá ủ nguyên liệu lên men từ phân những vật liệu sẵn có.

công

nhiệm vụ thực

- GV có thể gợi ý cách thiết kế hiện để hoàn giá ủ nguyên liệu lên men từ thành nhiệm vụ vật liệu trên theo các bước sau: được giao.

- Giá ủ men:

Chuẩn bị vật liệu thiết kế giá ủ; chuẩn bị khay ủ; tạo giá ủ lên men hoàn chỉnh.

- HV thực hiện

+ Lưu ý: Đối với làm sữa chua nhiệm vụ thiết cần thiết kế tủ ủ lên men bằng kế giá và tủ ủ cách: Chuẩn bị vật liệu một nguyên liệu lên - Khay ủ men: thùng xốp làm vỏ tủ ủ; chuẩn men. bị chai đựng nước ấm; cho chai nước ấm và giá ủ vào thùng xốp để tạo tủ ủ lên men hoàn chỉnh.

- Chai nước ấm:

- Tiêu chí của tủ ủ lên men: Đơn giản, dễ thực hiện, tiết kiệm; Tạo được nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho quá trình lên men;

- Tủ ủ nguyên liệu lên

Tránh được sự tấn công của

men hoàn chỉnh:

những sinh vật gây hại.

PL20

-

(2) Làm sữa chua

Các - HV đề xuất giải pháp:

HV:

- GV: Từ quy trình làm sữa nhóm thực hiện Xây dựng quy trình làm chua của các nhóm báo cáo, nhiệm vụ được sữa chua: GV tổ chức cho HV phân tích giao. và chọn 1 quy trình phù hợp (1) Đề xuất một

Thanh trùng sữa tươi

để thảo luận. Nhiệm vụ đặt ra số phương án Pha sữa đặc

là từ quy trình đã chọn, các cải tiến: HV có thể đề xuất phương án + Thanh trùng cải tiến và đưa ra lý do của sự dụng cụ trước cải tiến đó.

Cấy giống

khi tiến hành

- GV đưa ra bài tập: Khi làm thực

hiện

để

Ủ

sữa chua từ các nguyên vật tránh đảm bảo liệu có thể tích như sau: 2 hộp vệ sinh và tránh sữa tươi có thể tích 2000ml, 2 sự tấn công của hộp sữa đặc ông thọ có thể tích vi 640ml,

2

hộp

sữa

sinh

vật

chua khác.

vinamilk (men giống) có thể + Thanh trùng tích 100ml, cốc đựng sữa đem sữa

tươi

ủ lên men có thể tích 70ml. khoảng Em hãy tính số lượng cốc cần đến có để đựng hết số sữa sản tránh

ở 80oC

85oC

để

sữa

bị

phẩm khi tiến hành làm sữa trào. chua từ các nguyên liệu nói + Để nguyên trên?

liệu nguội về

- GV tổ chức các nhóm làm 40oC đến 50oC sữa chua theo quy trình đã xây thì cấy giống là dựng và thống nhất.

tốt nhất.

- HV xây dựng quy trình lên men rượu:

PL21

- Tiêu chuẩn của sữa chua - HV: dựa vào Chuẩn bị nguyên liệu

thành phẩm: Sữa phải đặc sệt, kiến thức toán sáng mịn, có mùi thơm, vị học để xác định chua ngon.

số lượng cốc để Cấy giống

đựng sữa chua.

(2) Các nhóm (3) Lên men rượu:

Ủ

làm sữa chua

- GV: Tổ chức cho HV phân theo quy trình tích và chọn 1 quy trình lên đã xây dựng. men rượu phù hợp để thảo luận. Các HV có thể đề xuất -

HV:

Các - HV thực hiện giải pháp:

phương án cải tiến và đưa ra lý nhóm thực hiện + Sản phẩm là sữa chua. do của sự cải tiến đó.

nhiệm vụ được (Hình)

- GV đưa ra bài tập: Để tiến giao.

Thanh trùng sữa tươi:

hành lên men rượu từ 1kg (1) Đề xuất một nguyên liệu (cơm, ngô, khoai, số phương án sắn, chuối… ) cần dụng cụ để cải tiến: đựng có thể tích là 20lít; tỉ lệ + Thanh trùng Hòa sữa đặc (sữa ông khối lượng giữa men giống và dụng cụ trước thọ): nguyên liệu để lên men là: khi tiến hành 1/10. Vậy, khi tiến hành lên thực

hiện

để

men rượu từ 1kg nguyên liệu tránh đảm bảo vào các hộp đựng có thể tích là vệ sinh và tránh Cấy giống: 500ml thì cần bao nhiêu men sự tấn công của giống và bao nhiêu hộp để vi đựng?

sinh

vật

khác.

- GV tổ chức các nhóm lên + Nếu nguyên Ủ: men rượu theo quy trình đã liệu lên men là

PL22

xây dựng và thống nhất.

gạo, ngô, khoai,

- Tiêu chuẩn của sản phẩm: sắn... cần nấu Nguyên liệu lên men không bị chín

đều + Sản phẩm lên men

mốc, bị chua mà phải có nước nguyên

liệu. rượu:

rượu tạo thành, có mùi của không nấu nháo Nguyên liệu: rượu, riêng phần nguyên liệu hoặc khô quá vẫn giữ được màu đặc trưng làm ảnh hưởng ban đầu.

đến quá trình hồ hóa tinh bột.

Cơm

+ Để nguyên liệu nguội về 23oC đến 28oC thì cấy giống là Cấy giống: tốt nhất.

- HV: Dựa vào kiến thức toán học để xác định lượng men và số hộp để đựng nguyên liệu lên Ủ nguyên liệu lên men: men.

(2) Các nhóm tiến hành lên men rượu theo quy

trình

xây dựng.

PL23

đã

HĐ5. Thử nghiệm sản phẩm - Định hướng nghiên cứu cho phần tiếp theo Sản xuất một số sản phẩm lên men từ bánh men đã sản xuất - GV yêu cầu mỗi nhóm tiến - HV: Các nhóm thực hiện HV tiến hành hành nghiên cứu và sản xuất nhiệm vụ được giao.

được: Lên men

sữa chua, 1 sản phẩm lên + Lên men sữa chua

sữa chua. lên

men rượu (có đối chứng với + Lên men thức ăn nuôi men chuối, củ sữa chua vinamilk, sản phẩm lợn lên men của người dân làm).

(gạo,

mài…).

- Giờ sau báo cáo sản phẩm.

chuối,

củ mài… làm thức ăn chăn nuôi lợn; rượu.

PL24

lên

men

Phụ lục 6. ĐỀ KIỂM TRA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 1. Đề kiểm tra sau khi kết thúc dạy học chủ đề 1 (Thời gian: 15 phút) Phần I: Trắc nghiệm (3 điểm) Câu 1: Lên men là quá trình: A. ôxi hóa các phân tử hữu cơ mà chất nhận êlectron cuối cùng là O2.

B. phân giải cacbohiđrat để thu năng lượng cho tế bào.

C. chuyển hóa kị khí trong tế bào chất mà chất nhận êlectron là phân tử hữu cơ.

D. phân giải cacbohiđrat để thu sản phẩm chuyển hóa.

Câu 2: Sản xuất sinh khối nấm men cần môi trường: A. hiếu khí hoàn toàn.

B. hiếu khí không hoàn toàn.

C. vi hiếu khí.

D. kị khí.

Câu 3: Việc sản xuất rượu chính là lợi dụng hoạt động của: A. vi khuẩn lactic đồng hình.

B. vi khuẩn lactic dị hình.

C. nấm men rượu.

D. nấm cúc đen.

Câu 4: Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật được hiểu là: A. sự gia tăng kích thước của cơ thể.

B. sự tăng số lượng tế bào của quần thể.

C. sự giảm số lượng tế bào của quần thể.

D. sự giữ nguyên số lượng tế bào quần thể.

Câu 5: Trong điều kiện nuôi cấy không liên tục, để thu sinh khối vi sinh vật tối đa nên dừng ở đầu pha: A. tiềm phát.

B. lũy thừa.

C. cân bằng.

D. suy vong.

Câu 6: Đối với sự sinh trưởng của vi sinh vật thì nhiệt độ ảnh hưởng đến: A. tính dễ thấm qua màng tế bào.

B. hoạt tính enzin trong tế bào.

C. sự hình thành ATP trong tế bào.

D. tốc độ các phản ứng sinh hoá trong tế bào.

PL25

Phần II: Tự luận (7 điểm) Cho đoạn văn sau: “Trên thế giới, khoảng 80% lượng rượu êtilic được sản xuất bằng con đường lên men, phần còn lại được tổng hợp từ êtilen. Rượu êtilic dùng trong chế biến cao su nhân tạo, các loại este... Rượu vang là loại nước uống lên men rượu từ dịch quả không qua chưng cất. Người ta còn dùng nấm men làm nở bột mì để làm bánh mì, bánh bao, sản xuất vitamin, enzim...”

(Trang 98, Sinh học 10- NXBGD) a. Hãy kể tên các ứng dụng khác từ nấm men (men rượu) có ở gia đình hoặc địa phương mà em biết. b. Dựa vào kiến thức đã học, em hãy đề xuất cách sản xuất 1 loại rượu mà em cho là hữu ích?

2. Đề kiểm tra sau khi kết thúc dạy học chủ đề 2 (Thời gian: 45 phút) Câu 1 (4 điểm): Em hãy phân biệt lên men êtilic với lên men lactic về nguyên liệu, sản phẩm, vi sinh vật lên men và phương trình tổng quát.

Câu 2 (3 điểm): Trong lúc An và Bình cùng nhau tiến hành ủ rượu thì xảy ra một cuộc tranh luận như sau: An nói: Việc ủ rượu là lợi dụng hoạt động của nấm men, do đó trong quá trình ủ cần phải thường xuyên mở nắp dụng cụ ủ ra nếm thử để kiểm tra chất lượng.

Không đồng tình với ý kiến của bạn, Bình nói: Trong thời gian ủ rượu tuyệt đối không được mở nắp dụng cụ ủ ra.

Từ kiến thức về lên men, em hãy: 1. Viết phương trình hóa học chuyển hóa đường thành rượu.

2. Giải thích tại sai Bình lại nói: Trong thời gian ủ rượu tuyệt đối không được mở nắp dụng cụ ủ ra?

3. Để quá trình ủ rượu hiệu quả nhất, cần lưu ý những điều gì?

PL26

Câu 3 (3 điểm): Tại tỉnh Bắc Kạn, có nhiều hộ gia đình thường trồng giống chuối lá để làm thức ăn nuôi lợn. Quả của giống chuối này thường to, nhiều quả nhưng ăn không ngon, nên mọi người thường vứt đi mặc dù hàm lượng tinh bột trong quả rất là cao. Đóng vai trò là một chuyên gia sinh học em hãy đề xuất quy trình sản xuất rượu từ quả của giống chuối trên cho người dân áp dụng nhằm chống lãng phí nguyên liệu và tăng thu nhập cho người dân.

PL27

Phụ lục 7.

MỘT SỐ HÌNH ẢNH HỌC VIÊN THAM GIA GIỜ HỌC STEM THUỘC CHỦ ĐỀ 1: SINH TRƯỞNG CỦA VSV - NHÂN GIỐNG NẤM MEN 1. Chuẩn bị nguyên liệu làm men: - Chuẩn bị gạo nghiền bột:

- Chuẩn bị nước thuốc lá cây:

- Nghiền men giống:

PL28

- Nguyên liệu đã chuẩn bị đủ:

2. Thiết kế gía ủ men:

PL29

3. Thiết kế tủ ủ men:

4. Sản xuất bánh men:

- Trộn bột với nước thuốc và men giống:

- Nặn bánh men:

PL30

- Ủ men:

- Men thành phẩm:

PL31

Phụ lục 8 MỘT SỐ HÌNH ẢNH HỌC VIÊN THAM GIA GIỜ HỌC STEM THUỘC CHỦ ĐỀ 2: SẢN XUẤT SỮA CHUA - Ủ RƯỢU(LÊN MEN RƯỢU)

- Chuẩn bị nguyên liệu:

- Làm sữa chua:

- Ủ rượu từ cơm:

PL32

- Ủ rượu từ chuối:

- Ủ rượu từ củ mài:

- Ủ sữa chua:

- Sữa chua thành phẩm:

PL33