Mục đích và phạm vi nghiên cứu
Mục đích của bài viết là thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” trong chương trình Sinh học 10 - THPT, theo định hướng giáo dục STEM Điều này nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh và nâng cao hiệu quả giảng dạy.
Kế hoạch dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” trong môn Sinh học 10 - THPT được thiết kế theo định hướng giáo dục STEM, nhằm giúp học sinh hiểu rõ quá trình chuyển hóa này và ứng dụng của nó trong thực tiễn Nội dung bài học không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động thực hành, phát triển tư duy phản biện và khả năng làm việc nhóm Thông qua việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, giáo viên sẽ tạo điều kiện cho học sinh khám phá và nghiên cứu sâu hơn về vi sinh vật, từ đó nâng cao hứng thú và sự yêu thích môn học.
- Phạm vi thực nghiệm: Chúng tôi tiến hành thực nghiệm tại trường THPT Nam Đàn 2, THPT Nam Đàn 1, THPT Lê Hồng Phong, THPT Thái Lão.
Phương pháp nghiên cứu
3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu tài liệu liên quan đến sinh học vi sinh vật và lý thuyết về năng lực nghiên cứu khoa học (NCKH) là rất quan trọng Ngoài ra, việc tìm hiểu các tài liệu dạy học tích cực và lý thuyết dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao chất lượng giáo dục.
Nghiên cứu tài liệu lý luận và phương pháp giảng dạy Sinh học bao gồm giáo trình, luận văn, luận án, tạp chí, bài viết và các website, nhằm xây dựng cơ sở khoa học vững chắc cho đề tài nghiên cứu.
3.2 Phương pháp điều tra cơ bản
- Điều tra về thực trạng đổi mới PPDH theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL NCKH của HS trong dạy học Sinh học
- Điều tra thực trạng phát triển NL NCKH của HS trong học tập môn Sinh học
Nghiên cứu này nhằm điều tra thái độ hứng thú học tập của học sinh khi tham gia vào chương trình giáo dục STEM, tập trung vào chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” trong môn Sinh học Kết quả sẽ giúp đánh giá hiệu quả của phương pháp giảng dạy này trong việc nâng cao sự quan tâm và động lực học tập của học sinh.
Gặp gỡ và trao đổi ý kiến giữa các giảng viên trường Đại học và giáo viên có kinh nghiệm tại trường THPT là rất quan trọng trong việc xác định các nội dung có thể áp dụng vào thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học STEM Sự hợp tác này không chỉ giúp nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn tạo ra những phương pháp giảng dạy sáng tạo và hiệu quả hơn cho học sinh.
Bài viết này tập trung vào việc thu thập ý kiến đánh giá từ các giáo viên THPT có kinh nghiệm về khả năng tổ chức và hiệu quả của việc triển khai dạy học STEM trong chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” trong chương trình Sinh học lớp 10 Những ý kiến này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về thực tiễn giảng dạy STEM, từ đó giúp cải thiện phương pháp dạy học và nâng cao chất lượng giáo dục.
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Sau khi thiết kế quy trình dạy học theo định hướng STEM, chúng tôi thực hiện thí nghiệm tại trường THPT để kiểm tra tính đúng đắn và thực tiễn của đề tài Chúng tôi đánh giá sự tiến bộ của học sinh giữa lớp TN và lớp ĐC qua các chủ đề dạy học, đồng thời xem xét sự tiến bộ của lớp TN qua từng chủ đề Kết quả thực nghiệm được đánh giá thông qua phiếu quan sát và bài kiểm tra.
+ Đối tượng thực nghiệm: học sinh lớp 10 THPT
+ Nội dung thực nghiệm: các bài học chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV”, Sinh học 10 - THPT
+ Tiến hành thực nghiệm tuần tự theo các bước cụ thể
3.5 Phương pháp thống kê toán học
- Thu thập và thống kê số liệu từ kết quả của tất cả các lần tiến hành thực nghiệm sau đó xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS
- Sử dụng phần mềm excel để tính toán các tham số phù hợp
Những đóng góp mới của đề tài
Bài viết này nhằm hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn trong việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM, từ đó phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong môn Sinh học ở bậc THPT Việc áp dụng phương pháp giáo dục STEM không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn khuyến khích tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề trong các tình huống thực tiễn.
Thiết kế và tổ chức dạy học về chủ đề "Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật" trong chương trình Sinh học lớp 10 THPT theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Việc này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu về quá trình chuyển hóa của vi sinh vật mà còn khuyến khích tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề trong bối cảnh thực tiễn.
Xây dựng bộ tiêu chí đánh giá năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) cho học sinh là một nhiệm vụ quan trọng Việc lựa chọn và đề xuất các công cụ đánh giá NL NCKH cần được thực hiện thông qua phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM Điều này không chỉ giúp nâng cao khả năng tư duy phản biện của học sinh mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khám phá trong quá trình học tập.
Cấu trúc của đề tài
Kết cấu đề tài bao gồm: Mở đầu, nội dung, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, sáng kiến kinh nghiệm bao gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
Chương 2 trình bày thiết kế và tổ chức dạy học cho chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” trong chương trình Sinh học 10-THPT, với mục tiêu phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh theo định hướng giáo dục STEM Nội dung này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ về quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng mà còn khuyến khích tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề thông qua các hoạt động học tập thực tiễn Việc áp dụng phương pháp STEM trong giảng dạy sẽ tạo điều kiện cho học sinh phát triển kỹ năng nghiên cứu và khám phá, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và sự hứng thú với môn Sinh học.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan những vấn đề nghiên cứu
1.1.1 Tổng quan các nghiên cứu về năng lực nghiên cứu khoa học
Các PPDH tích cực, lấy người học làm trung tâm, đã phát triển mạnh mẽ từ những năm 70 của thế kỷ XX, nhằm nâng cao năng lực cho học sinh Thông qua các hoạt động học tập linh hoạt, học sinh sẽ phát triển toàn diện về phẩm chất và năng lực, từ đó áp dụng và sáng tạo để giải quyết vấn đề trong cuộc sống Năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) là một trong những năng lực quan trọng cần rèn luyện, giúp học sinh tiếp thu tri thức một cách khoa học, tạo tiền đề cho việc nghiên cứu và phát triển những tri thức, sản phẩm mới có tính ứng dụng cao cho nhân loại.
Galileo Galilei (1564-1642) được coi là "Cha của Khoa học hiện đại" nhờ quan điểm rằng để hiểu biết về thiên nhiên, con người cần phải trực tiếp quan sát và thực hiện thí nghiệm Ông nhấn mạnh rằng việc tìm hiểu thiên nhiên không nên dựa vào các triết lý của Aristotle hay những giáo lý tôn giáo, mà phải dựa vào sự quan sát và khám phá thực tế.
Năm 1980, ông Pie Giolio - Quiri, Viện trưởng Viện Hàn lâm Pháp, đã khởi xướng phương pháp Lamap hay còn gọi là “bàn tay nặn bột” Mục tiêu của phương pháp này là tạo cơ hội cho người học tiếp cận khoa học thông qua các bài học thực tiễn, thay vì chỉ học lý thuyết suông.
Năm 2007, Ronald A và Beghetto đã tiến hành khảo sát để đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến năng lực nhận thức khoa học của học sinh Mục tiêu của nghiên cứu là xác định những biện pháp hiệu quả nhằm phát triển năng lực này.
Năm 2013, Kerstin Kremer đã chỉ ra mối quan hệ bản chất tự nhiên và tìm hiểu khoa học là những mục tiêu của giáo dục môn Sinh học [21]
Năm 2021, Stiller và cộng sự đã nghiên cứu về quá trình giảng dạy của giáo viên kết hợp với các nhà nghiên cứu để cải thiện khả năng nghiên cứu khoa học (NCKH) ở cấp THPT Tại Việt Nam, có nhiều công trình nghiên cứu, luận án và luận văn tập trung vào các phương pháp dạy học nhằm hình thành và phát triển năng lực của người học, cũng như phát triển năng lực NCKH trong quá trình dạy học.
Năm 1999, Vũ Cao Đàm đã giới thiệu trong giáo trình “Phương pháp luận nghiên cứu khoa học” những kiến thức cơ bản về phương pháp luận và cấu trúc của một công trình nghiên cứu khoa học Ông nhấn mạnh tầm quan trọng của việc trình bày vấn đề khoa học theo mối liên hệ logic với ý tưởng khoa học, đồng thời cung cấp những hướng dẫn cụ thể cho những người mới bắt đầu nghiên cứu.
Nguyễn Xuân Qui (2015) đã nghiên cứu các biện pháp phát triển năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH), trong khi Đặng Thị Dạ Thủy (2015) trình bày vai trò của thực hành (TN) trong việc phát triển NL NCKH Bài viết cũng đề cập đến quy trình thiết kế bài tập TN nhằm nâng cao NL NCKH và các dạng bài tập có thể áp dụng trong dạy học Sinh học ở bậc THPT.
Lê Đình Trung (2015) trong chuyên khảo “Dạy học theo định hướng hình thành và phát triển năng lực người học ở trường phổ thông” đã tổng hợp nhiều năm nghiên cứu về việc dạy học nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh.
Vũ Thị Thanh Thủy và Nguyễn Văn Hồng (2019) đã chỉ ra rằng việc phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong quá trình dạy học các môn học là một vấn đề mới mẻ và cấp thiết đối với nền giáo dục Việt Nam hiện nay.
Các môn học thuộc khối khoa học tự nhiên đang được giáo viên chú trọng trong việc tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học Theo Cao Thị Sông Hương (2018), việc tổ chức dạy học môn Vật lý dựa trên tiến trình nghiên cứu khoa học ở trường THCS là rất quan trọng Điều này cho thấy sự cần thiết phải cải tiến phương pháp giảng dạy để nâng cao năng lực cho học sinh.
Vũ Thị Thanh Thuỷ (2018), “Định hướng phát triển NL NCKH cho HS trong dạy học phần Sinh thái học (Sinh học 12)” [13]; Nguyễn Tiến Long (2017),
“Phát triển NL NCKH của HS trường THCS&THPT Nguyễn Tất Thành thông qua hoạt động của câu lạc bộ khoa học” [10]
Nhìn chung, việc xây dựng phương pháp dạy học để hình thành và phát triển
Năng lực nói chung và năng lực nghiên cứu khoa học (NCKH) cho học sinh đã được nhiều tác giả quan tâm, nhưng nghiên cứu về phát triển năng lực NCKH trong dạy học môn Sinh học VSV, Sinh học 10 vẫn còn hạn chế Do đó, việc tìm hiểu và nghiên cứu sâu về phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực NCKH cho học sinh là rất cần thiết, góp phần đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay.
1.1.2 Tổng quan các nghiên cứu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Giáo dục STEM ra đời tại Mỹ vào những năm 1990 nhờ quỹ khoa học quốc gia (NSF) và nhanh chóng lan rộng ra toàn cầu Sự phổ biến của giáo dục STEM đến từ khả năng kết nối kiến thức lý thuyết với thực tiễn Tại Việt Nam, công ty Cổ phần công nghệ DTT đã tiên phong đưa giáo dục STEM vào năm 2011, hợp tác với Trường Icarnegie - Hoa Kỳ để triển khai thí điểm tại các trường phổ thông ở Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh.
Vào năm 2014, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã hợp tác với Hội Đồng Anh để triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM tại một số trường trung học ở các tỉnh, thành phố Đây là những bước quan trọng trong việc phát triển chương trình giáo dục STEM mang tính quốc gia.
Vào ngày 4 tháng 5 năm 2017, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành chỉ thị số 16/CT-TTg nhằm tăng cường năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 Chỉ thị này giao nhiệm vụ cho Bộ Giáo dục và Đào tạo đẩy mạnh việc triển khai giáo dục STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học) trong chương trình giáo dục phổ thông.
Bắt đầu từ năm học 2020-2021, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã triển khai giáo dục STEM trong các trường trung học, nhấn mạnh việc dạy học các môn khoa học thông qua các bài học STEM Hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu được thực hiện theo hướng tích hợp nội môn hoặc liên môn, nhằm nâng cao hiệu quả giáo dục và phát triển kỹ năng cho học sinh.
THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT” (SINH HỌC
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH
2.1 Phân tích cấu trúc và nội dung của chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT)
Chủ đề này bào gồm nội dung kiến thức thuộc các bài 22, 23, 24 của chương
TT Tên bài học Nội dung
1 Bài 22: Dinh dưỡng và chuyển hóa vật chất và năng lượng ở
- Môi trường và các kiểu dinh dưỡng
- Hô hấp và lên men
2 Bài 23: Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV
- Quá trình tổng hợp các chất ở VSV
- Quá trình phân giải các chất ở VSV
- Mối quan hệ giữa tổng hơp và phân giải
3 Bài 24 TH: Lên men etilic và lactic
- Thí nghiệm lên men lactic
Chủ đề này tập trung vào khái niệm, đặc điểm chung và các loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật (VSV), cũng như các kiểu dinh dưỡng của chúng Nó cũng đề cập đến quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV, cùng với ứng dụng của những quá trình này, đặc biệt là trong việc sử dụng vi sinh vật để làm sạch môi trường Qua đó, chủ đề mở ra nhiều cơ hội cho học sinh học tập theo định hướng giáo dục STEM, gắn liền với nghiên cứu và sản xuất các chế phẩm làm sạch môi trường từ VSV, góp phần phát triển kỹ năng và kiến thức cho học sinh.
NL NCKH, tăng cường vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn
2.2 Thiết kế chủ đề dạy học STEM để phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT)
2.2.1 Quy trình thiết kế chủ đề/ bài học STEM trong dạy học Sinh học
Theo tác giả Trần Thị Gái và các cộng sự, quy trình thiết kế chủ đề/ bài học STEM trong dạy học môn Sinh học như sau [21]:
1 Xác định các phương pháp, kĩ thuật tổ chức hoạt động
2 Xác định phương tiện hoạt động
3 Xác định các bước thực hiện
Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề STEM
Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM
Bước 4: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM
Bước 3: Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề giáo dục STEM
Bước 5: Thiết kế kế hoạch hoạt động học tập
Bước 6: Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá HS trong chủ đề
Hình 2.1 Quy trình thiết kế chủ đề/ bài học STEM trong dạy học Sinh học
* Giải thích quy trình thiết kế chủ đề/ bài học STEM trong dạy học Sinh học:
Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo dục
♦ Mục tiêu: Để xác định được chủ đề STEM tướng ứng với nội dung kiến thức môn học
- Xác định mục tiêu của phần/ chương trong môn Sinh học
- Xác định các mạch nội dung cơ bản
- Lựa chọn các nội dung có thể gắn với các sản phẩm ứng dụng thực tiễn
- Phân tích các sản phẩm ứng dụng và xác định kiến thức các môn thuộc lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề
- Đặt tên cho chủ đề giáo dục STEM
- Xác định vấn đề thực tiễn gắn liền với môn Sinh học
- Xác định nội dung môn Sinh học liên quan vấn đề thực tiễn
- Xác định kiến thức các môn thuộc lĩnh vực giáo dục STEM để giải quyết vấn đề
- Đặt tên cho chủ đề giáo dục STEM
(Ưu thế thuộc cách này vì giáo dục STEM thường gắn liền với kiến thức thực tiễn)
Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM
♦ Mục tiêu: Xác định được các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ và
NL mà HS cần hướng tới sau khi thực hiện chủ đề giáo dục STEM
Học sinh sẽ tiếp thu kiến thức qua chủ đề một cách rõ ràng và có hệ thống Để đảm bảo các mục tiêu học tập có thể được đo lường và đánh giá, cần sử dụng các động từ hành động cụ thể trong việc viết mục tiêu Những động từ này sẽ giúp xác định rõ ràng kết quả mong đợi từ quá trình học tập, tạo điều kiện cho việc theo dõi sự tiến bộ của học sinh.
+ Trình bày những KN của HS được hình thành thông qua thực hiện các hoạt động học tập trong chủ đề GD STEM
+ Mục tiêu KN xác định gồm nhóm KN tư duy, nhóm KN học tập và nhóm KN khoa học
Việc thực hiện các hoạt động học có tác động sâu sắc đến nhận thức, giá trị sống và định hướng hành vi của học sinh Điều này đòi hỏi người học cần xác định rõ ý thức của mình đối với con người, thiên nhiên và môi trường, đồng thời phát triển ý thức trong học tập và tư duy khoa học.
Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục
♦ Mục tiêu: Xây dựng được bộ câu hỏi định hướng phục vụ cho tổ chức hoạt động STEM
- Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM
- Xây dựng các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề
- Tương ứng với mỗi vấn đề trên đặt ra các câu hỏi định hướng có liên quan
Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề
♦ Mục tiêu: Xác định tiến trình hoạt động dạy học của chủ đề giáo dục STEM
- Tìm hiểu xem trong môn Sinh học, Toán học, Lí học, Hóa học, Công nghệ, có những nội dung nào liên quan đến chủ đề
Thiết kế các hoạt động học tập
♦ Mục tiêu: Xác định tiến trình hoạt động trong dạy học của chủ đề giáo dục STEM
- Xác định điều kiện tổ chức hoạt động: không gian (lớp học, ở nhà, phòng thí nghiệm, cơ sở sản xuất …); thời gian tổ chức hoạt động
Để tổ chức các hoạt động học tập hiệu quả, cần xác định các phương pháp và kỹ thuật dạy học chủ đạo như dạy học giải quyết vấn đề (GQVĐ), dạy học khám phá, dạy học dự án và dạy học hợp tác Các công cụ hỗ trợ như XYZ, mảnh ghép, khăn trải bàn, phòng tranh, ổ bi, bản đồ tư duy và xeminar cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy và tạo sự hứng thú cho học sinh.
- Xác định phương tiện tổ chức hoạt động
- Xác định các bước thực hiện hoạt động
Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá
♦ Mục tiêu: Đánh giá sản phẩm và sự hợp tác trong hoạt động học tập của HS
- Thiết kế phiếu đánh giá sản phẩm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá => Phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu => Thiết lập phiếu đánh giá
- Thiết kế phiếu đánh giá hoạt động nhóm: Xây dựng các chỉ tiêu đánh giá => Phân phối điểm hợp lí cho từng chỉ tiêu => Hoàn thành phiếu đánh giá
2.2.2 Vận dụng thiết kế chủ đề dạy học STEM phát triển năng lực nghiên cứu khoa học trong dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT)
Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM
Hiện nay, nước thải chăn nuôi ở vùng nông thôn thường thải trực tiếp ra môi trường, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng và hình thành những "dòng sông chết" Việc sử dụng vi sinh vật (VSV) để xử lý nước thải chăn nuôi là giải pháp an toàn giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường sinh thái Chế phẩm sinh học IMO, được điều chế từ nguyên liệu thiên nhiên và không chứa hóa chất độc hại, phù hợp với mọi mô hình chăn nuôi, mang lại hiệu quả cao với chi phí thấp, góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm nước thải hiện nay.
Chúng tôi đã phân tích nội dung về "Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV" trong chương trình Sinh học lớp 10-THPT và xác định chủ đề STEM là "Sản xuất chế phẩm IMO để xử lý nước thải chăn nuôi".
Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM
Mục tiêu dạy học của chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” (Sinh học 10-THPT) như sau:
► Mục tiêu về kiến thức
- Khái niệm, đặc điểm của VSV
- Các loại môi trường và các kiểu dinh dưỡng của VSV
- Hô hấp và lên men ở VSV
- Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV
- Mối quan hệ giữa quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV
- Một số thành tựu của công nghệ VSV và ứng dụng của VSV
► Mục tiêu về năng lực
Năng lực, phẩm chất MỤC TIÊU STT
Năng lực nhận thức sinh học
- Trình bày được khái niệm, đặc điểm của VSV
- Liệt kê được các loại môi trường và các kiểu dinh dưỡng của VSV
- Phân biệt được quá trình hô hấp, lên men ở VSV
- Phân biệt, nêu một số ví dụ về quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV và mối quan hệ giữa chúng
- Trình bày được một số thành tựu của công nghệ VSV và ứng dụng của VSV
Năng lực tìm hiểu thế giới sống
Tự làm được quá trình lên men lactic (làm sữa chua, muối chua rau quả)
Năng lực nghiên cứu khoa học
Nghiên cứu sản xuất chế phẩm từ vi sinh vật (men vi sinh IMO) nhằm xử lý nước thải chăn nuôi và nước thải sinh hoạt là một giải pháp hiệu quả để làm sạch môi trường và đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người Việc ứng dụng công nghệ này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn góp phần bảo vệ hệ sinh thái.
- Thiết lập được giả thuyết về vấn đề nghiên cứu
- Thu nhận và xử lí thông tin về vấn đề nghiên cứu
- Thiết kế và điều chế được sản phẩm IMO xử lí nước thải chăn nuôi làm sạch môi trường
- Viết và trình bày được báo cáo về vấn đề nghiên cứu
Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
- Giải thích được vai trò của việc sử dụng các nguyên liệu tự nhiên tạo chế phẩm IMO để làm sạch môi trường, an toàn cho sức khỏe
- Đề ra được những ứng dụng của sản phẩm IMO
Năng lực, phẩm chất MỤC TIÊU STT
Năng lực tự chủ và tự học
- Có khả năng tự học, tự nghiên cứu thông tin liên quan đến chủ đề học tập và sản phẩm nghiên cứu
- Có khả năng tự chủ, tích cực trong tổng hợp, xử lí thông tin làm bản báo cáo kiến thức nền và thực hiện các nhiệm vụ học tập
Năng lực giao tiếp và hợp tác
Có khả năng tương tác và thảo luận để tìm kiếm, trao đổi thông tin, trình bày và chia sẻ ý tưởng, từ đó thống nhất với nhau nhằm hoàn thành nhiệm vụ chung một cách hiệu quả.
► Mục tiêu về phẩm chất
Nhân ái - Nhận thức được vai trò của cá nhân trong việc đóng góp các sản phẩm phục vụ cuộc sống
Trung thực - Nghiêm túc nhìn nhận khuyết điểm của bản thân, của nhóm trong thiết kế và chế tạo sản phẩm, đánh giá cá nhân, đánh giá nhóm
Trách nhiệm - Có tinh thần trách nhiệm đối với các nhiệm vụ cá nhân, nhiệm vụ chung của nhóm
- Sử dụng nguyên vật liệu an toàn, tiết kiệm trong chi tiêu, mua sắm dụng cụ để chế tạo sản phẩm
Bước 3: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM
- Hiện nay có các phương pháp nào để xử lí nước thải chăn nuôi? Ưu nhược điểm của mỗi phương pháp?
- Vì sao cần phải sản xuất chế phẩm IMO để xử lí nước thải chăn nuôi?
- Nguyên liệu và quy trình tạo ra chế phẩm IMO để xử lí nước thải chăn nuôi như thế nào?
- Cách sử dụng chế phẩm IMO để xử lí nước thải chăn nuôi như thế nào?
- Ứng dụng của chế phẩm IMO trong đời sống như thế nào?
Bước 4: Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM
Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật (VSV) là một chủ đề quan trọng trong Sinh học 10, bao gồm khái niệm và đặc điểm chung của VSV Các loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật đóng vai trò thiết yếu trong việc phát triển và nghiên cứu chúng VSV có nhiều kiểu dinh dưỡng khác nhau, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp và phân giải các chất Quá trình này không chỉ giúp VSV duy trì sự sống mà còn có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và y học, từ sản xuất thực phẩm đến điều chế thuốc.
Mô hình dùng men vi sinh IMO để xử lý mùi hôi từ nước thải chăn nuôi
- Xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm IMO;
- Thực hiện được các thao tác thiết kế
- Xác định tỉ lệ các loại nguyên liệu
- Tính toán mua nguyên liệu, cân, đo các nguyên liệu
- Xác định diện tích, khối lượng của các loại nước thải cần xử lí
Bước 5: Thiết kế các hoạt động học tập
Xây dựng tiến trình tổ chức dạy học chủ đề STEM, thời gian 3 tiết trên lớp và 2 tuần ở nhà, cụ thể trong bảng sau:
Bảng 2.1 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” theo định hướng giáo dục STEM
Hoạt động chính Thời gian
Kĩ thuật dạy học chủ đạo
- Kĩ thuật giao nhiệm vụ
- Máy tính, máy chiếu/ tivi
- Video, tranh ảnh GV cung cấp
- Bảng danh sách nhóm và mô tả nhiệm vụ của mỗi thành viên
Nghiên cứu kiến thức mới
Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
1 tuần Ở nhà (HS tự thực hiện theo nhóm)
- Kĩ thuật lược đồ tư duy
- Kĩ thuật giao nhiệm vụ
Ao vẽ sơ đồ tư duy
Lớp học - Kĩ thuật lược đồ tư duy, Kĩ thuật hỏi chuyên gia, kĩ thuật các mảnh ghép
- Sơ đồ tư duy của các nhóm
- Phiếu đánh giá báo cáo kiến thức nền (I)
- Phiếu học tập kiến thức nền và đề xuất giải pháp (tiếp theo) nhân HS làm bài tập) thí nghiệm
Lựa chọn giải pháp (bảo vệ bản thiết kế)
2 tuần Ở nhà (HS tự thực hiện theo nhóm)
- Báo cáo đề cương nghiên cứu
- Phiếu đánh giá đề cương nghiên cứu (II)
Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá sản phẩm
- Bảng danh sách nhóm và mô tả nhiệm vụ của mỗi thành viên
- Phiếu đánh giá sản phẩm (III)
- Phiếu đánh giá hoạt động nhóm (IV)
Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh sản phẩm
Lớp học - Seminar - Máy tính, máy chiếu/ Tivi
- Powerpoit/ video về quá trình làm sản phẩm
- Các phiếu đánh giá (III, IV)
- Rubric và bảng kiểm đánh giá
Bước 6: Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá HS
Chúng tôi thiết kế các phiếu đánh giá sản phẩm bao gồm: báo cáo kiến thức nền (I), báo cáo đề cương nghiên cứu (II), báo cáo sản phẩm (III) và phiếu đánh giá hoạt động nhóm (IV).
Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá báo cáo kiến thức nền (I)
TT Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đạt được
Báo cáo kiến thức nền
1 Thể hiện đầy đủ nội dung 1
2 Kiến thức chính xác, khoa học 2
3 Bài trình chiếu/sơ đồ tư duy có bố cục hợp lí 1
4 Bài trình chiếu/sơ đồ tư duy có màu sắc hài hòa 1
5 Bài trình chiếu/sơ đồ tư duy độc đáo, sáng tạo, đặc biệt hấp dẫn, lôi cuốn người xem 1
7 Trả lời được câu hỏi phản biện 1
8 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm báo cáo 1
Bảng 2.3 Tiêu chí đánh giá báo cáo đề cương nghiên cứu (II)
Bản đề cương nghiên cứu Điểm tối đa Điểm đạt được
1 Lí do chọn đề tài nêu được tính cấp thiết 1
2 Câu hỏi đặt ra cho vấn đề nghiên cứu gọn, trọng tâm 1
3 Giả thuyết nghiên cứu có khả năng giải thích được sự vật, hiện tượng và đủ khả năng được kiểm chứng bằng thực nghiệm 1
4 Nêu được cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
5 Nêu được đầy đủ thành phần và tỉ lệ của nguyên liệu, dụng cụ 1
6 Nêu quy trình tạo sản phẩm theo các bước khoa học 1
7 Nêu được vai trò và ứng dụng của sản phẩm 1
8 Nêu được tài liệu tham khảo có tính pháp lí và độ tin cậy cao 1
9 Trả lời được câu hỏi phản biện 1
10 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện có chất lượng cho nhóm báo cáo 1
Bảng 2.4 Tiêu chí đánh giá báo cáo sản phẩm (III)
Chế phẩm IMO xử lí nước thải chăn nuôi Điểm tối đa Điểm đạt được
1 Nêu được mục đích của thí nghiệm 1
2 Nêu được diện tích, địa điểm cần xử lí thải 1
3 Nêu đầy đủ tỉ lệ các nguyên liệu, dụng cụ 1
4 Tiến hành chế tạo sản phẩm IMO đầy đủ các bước: xử lí các nguyên liệu: trộn các nguyên liệu; ủ sản phẩm; kết quả 1
5 Hoàn thiện được bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo 1
6 Thu thập dữ liệu và phân tích được kết quả 1
Hình thức bài báo cáo
7 Hình thức báo cáo sinh động, đẹp 1
9 Trả lời được câu hỏi phản biện 1
10 Tham gia đóng góp ý kiến, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm báo cáo 1
Bảng 2.5 Tiêu chí đánh giá kĩ năng làm việc nhóm (IV) ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG NHÓM
Mỗi tiêu chí ứng với điểm từ 0->2 điểm Có 5 tiêu chí - 10 điểm.
Tiêu chí HS1 HS2 HS3 HS4 HS5 HS6 HS7 HS8 HS9 HS10
1 Tích cực đóng góp ý kiến cho công việc của nhóm
2 Luôn lắng nghe và tôn trọng ý kiến của các bạn khác trình bày
3 Khuyến khích các bạn trong nhóm đưa ra ý kiến của mình
4 Có trách nhiệm với nhiệm vụ được giao, hoàn thành đúng thời hạn
5 Có đóng góp lớn trong thành công đạt được của nhóm
2.3 Tổ chức dạy học chủ đề STEM để phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” (Sinh học 10)
2.3.1 Quy trình tổ chức dạy học bài học/ chủ đề STEM phát triển NL NCKH cho HS
Chủ đề STEM được triển khai thông qua phương pháp dạy học dự án, nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) cho học sinh Quy trình tổ chức dạy học chủ đề STEM trong môn Sinh học ở trường phổ thông bao gồm ba giai đoạn chính.
Hình 2.2 Quy trình tổ chức dạy học chủ đề/ bài học STEM phát triển NL
Giai đoạn Hoạt động Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Xây dựng ý tưởng nghiên cứu
- Lập kế hoạch các nhiệm vụ học tập
Hoạt động 1: Xác định vấn đề
- Nêu các tình huống có vấn đề/ HS tự nêu vấn đề
- Hướng dẫn HS phát sinh ý tưởng nghiên cứu của dự án
- Xây dựng bộ câu hỏi định hướng nghiên cứu
Thiết kế nhiệm vụ học tập cho học sinh là một yếu tố quan trọng để đảm bảo rằng các nghiên cứu được hoàn thành hiệu quả Để học sinh có thể thực hiện xong nghiên cứu, cần xây dựng bộ câu hỏi rõ ràng và cụ thể, giúp giải quyết vấn đề một cách đồng bộ Đồng thời, việc thiết kế này cũng phải hướng tới việc đạt được các mục tiêu dạy học đã đề ra, đảm bảo sự phát triển toàn diện cho học sinh.
- Chuẩn bị các tài liệu hỗ trợ HS cũng như các điều kiện thực hiện dự án trong thực tế
- Quan sát, xác định vấn đề nghiên cứu
- Thảo luận xác định ý tưởng nghiên cứu cho dự án
- Xây dựng kế hoạch dự án: xác định những công việc cần làm, thời gian dự kiến và phân công công việc trong nhóm
- Chuẩn bị các nguồn thông tin đáng tin cậy để chuẩn bị thực hiện dự án nghiên cứu
- Cùng GV thống nhất các tiêu chí đánh giá dự án
Giai đoạn 1 Chuẩn bị Giai đoạn 2 Thực hiện dự án Giai đoạn 3 Kết thúc dự án
- Thực hiện nghiên cứu kiến thức nền
- Đề xuất giải pháp thực hiện dự án
- Thực hiện chế tạo sản phẩm, thử nghiệm, đánh giá hiệu quả
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp
- Hướng dẫn HS hình thành kiến thức nền bằng bộ câu hỏi định dướng
- Tổ chức cho HS báo cáo kiến thức nền, đánh giá qua các tiêu chí
- Hướng dẫn HS đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề, giải pháp phải phác họa thành đề cương nghiên cứu
- Hoạt động nhóm, phân công nhiệm vụ, người thực hiện, thời gian hoàn thành
- Thu thập thông tin, xử lí thông tin, xây dựng bản báo cáo kiến thức nền
- Báo cáo kiến thức nền
- Xây dựng đề cương nghiên cứu
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp (tiếp theo)
- Hướng dẫn HS luyện tập ghi nhớ kiến thức bằng bài tập phát triển NL
- GV đôn đốc, giải đáp thắc mắc cho HS
- Đánh giá qua đáp án phiếu học tập
- Luyện tập hoàn thành bài tập
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp (bảo vệ bản thiết kế)
- GV điều hành, hỗ trợ HS lựa chọn phương án tối ưu cho bản thiết kế (đề cương nghiên cứu) theo các tiêu chí đã nêu
- Làm việc nhóm, chia sẻ, thảo luận, lựa chọn ra các ý tưởng phù hợp để hoàn thiện bản đề cương nghiên cứu, báo cáo đề cương nghiên cứu
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
- Theo dõi, hướng dẫn, đánh giá HS trong quá trình thực hiện dự án
- Bước đầu thông qua sản phẩm cuối của các nhóm HS.
- Phân công nhiệm vụ các thành viên trong nhóm thực hiện dự án theo đúng kế hoạch
- Xây dựng sản phẩm hoặc bản báo cáo
- Liên hệ, tìm nguồn giúp đỡ khi cần
- Thường xuyên phản hồi, thông tin cho GV và các nhóm khác
- Chuẩn bị cơ sở vật chất - Chuẩn bị tiến hành giới thiệu sản phẩm dự án
- Tổng hợp các kết quả, xây dựng sản phẩm
- Phản ánh lại quá trình học tập thảo luận, điều chỉnh cho buổi báo cáo dự án
- Tổ chức cho HS báo cáo sản phẩm dự án
- Theo dõi, đánh giá sản phẩm dự án của các nhóm
- Tổng hợp, khái quát hóa tri thức
- Tiến hành giới thiệu sản phẩm
- Tự đánh giá sản phẩm dự án của nhóm
- Đánh giá sản phẩm dự án của các nhóm khác theo tiêu chí đã đưa ra
- Xác nhận những kiến thức và kinh nghiệm thu nhận được
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
Việc áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” trong chương trình Sinh học lớp 10 đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc phát triển năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) cho học sinh Qua quá trình giảng dạy, học sinh không chỉ nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn được khuyến khích phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề Phương pháp này giúp tạo ra môi trường học tập tích cực, khơi dậy sự sáng tạo và niềm đam mê nghiên cứu trong các em, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.
Xác định tính khả thi của việc áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong môn Sinh học cấp THPT là một bước quan trọng Việc tích hợp STEM vào giảng dạy không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn kích thích tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề Thông qua các hoạt động thực tiễn và dự án nghiên cứu, học sinh có cơ hội phát triển kỹ năng nghiên cứu và làm việc nhóm, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.
- Đề tài được triển khai thực hiện từ năm học 2020 - 2021, 2021-2022
Các giáo án được xây dựng theo quy trình đã đề ra, bao gồm việc sử dụng bài kiểm tra để đánh giá kiến thức và phiếu hỏi để khảo sát mức độ hứng thú của học sinh trong quá trình học tập thông qua các hoạt động giáo dục STEM.
Chúng tôi đã giảng dạy tại các lớp 10C6 (TN) và 10C4 (ĐC) của trường THPT Nam Đàn 2, cũng như các lớp tại THPT Nam Đàn 1, THPT Lê Hồng Phong và THPT Thái Lão Tất cả bốn trường này đều áp dụng chương trình cơ bản và có học sinh rất hiếu học.
Chúng tôi đã tổ chức lớp thực nghiệm dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Chủ đề được lựa chọn là "Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV" trong chương trình Sinh học lớp 10.
Chúng tôi tiến hành giảng dạy lớp đối chứng theo trình tự các bài trong sách giáo khoa, sử dụng các phương pháp dạy học tích cực và tham khảo giáo án từ nhiều đồng nghiệp để biên soạn bài giảng hiệu quả.
- Sau khi thực nghiệm, chúng tôi tiến hành đánh giá sự tiếp thu bài học của
HS và NL NCKH dựa trên cơ sở các tiêu chí của NL NCKH đã được chúng tôi nghiên cứu và lựa chọn
3.4 Kết quả và xử lí kết quả thực nghiệm
3.4.1 Phân tích định lượng a) Kết quả đánh giá nhận thức kiến thức
Chúng tôi đã tiến hành đánh giá khả năng lĩnh hội kiến thức của học sinh khi áp dụng phương pháp giáo dục STEM trong chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” (Sinh học 10) thông qua việc kiểm tra kết quả học tập bằng điểm số ở các lớp TN và ĐC Kết quả được thống kê bằng phần mềm SPSS, thể hiện rõ trong bảng 3.1.
Bảng 3.1 Kết quả thống kê điểm số của 3 bài kiểm tra trong quá trình TN Điểm
Lớp ĐC Lớp TN Lớp ĐC Lớp TN Lớp ĐC Lớp TN
SL % SL % SL % SL % SL % SL %
Dựa trên số liệu từ bảng 3.1, chúng tôi đã sử dụng phần mềm SPSS để tính toán phần trăm tích lũy điểm Xi qua các lần kiểm tra ở lớp TN và lớp ĐC, kết quả được thể hiện qua đồ thị dưới đây.
Hình 3.1 Biểu đồ đường tích lũy lớp TN và lớp ĐC ở lần kiểm tra đầu TN
Hình 3.2 Biểu đồ đường tích lũy lớp TN và lớp ĐC ở lần kiểm tra giữa TN
Hình 3.3 Biểu đồ đường tích lũy lớp TN và lớp ĐC ở lần kiểm tra sau TN
Dựa vào bảng 3.1 và các biểu đồ 3.1, 3.2, 3.3, có thể thấy rằng đường tích lũy của lớp TN và ĐC trước TN tương đương, trong khi giữa TN, đường tích lũy của hai lớp có sự thay đổi nhẹ nhưng chưa rõ rệt Sau khi tham gia các hoạt động học tập trong chủ đề STEM, lớp TN bắt đầu tiến bộ hơn Sau TN, đường tích lũy của lớp TN luôn nằm bên phải và thấp hơn đường tích lũy của lớp ĐC, đồng thời khoảng cách giữa hai đường này ngày càng lớn, cho thấy tỷ lệ học sinh có điểm Xi thuộc nhóm trung bình và yếu ở lớp TN thấp hơn lớp ĐC, trong khi tỷ lệ học sinh khá, giỏi của lớp TN cao hơn lớp ĐC Để kiểm định độ tin cậy của điểm số trong quá trình thực nghiệm, chúng tôi đã sử dụng phần mềm SPSS và đã thu được kết quả xác đáng.
Bảng 3.2 Bảng tổng hợp các tham số thống kê đặc trưng bằng phần mềm SPSS
Thông số Kiểm tra đầu TN Kiểm tra giữa TN Kiểm tra sau TN
Lớp ĐC Lớp TN Lớp ĐC Lớp TN Lớp ĐC Lớp TN
Số lượng HS 40 40 40 40 40 40 Điểm trung bình (Mean) 5.4 5.4 6.4 6.7 6.9 7.7
Mode 5.0 5.0 6.0 6.0 7.0 8.0 Độ lệch chuẩn (Std Deviation) 1.33 1.34 1.19 1.10 1.090 0.96 Phương sai (Variance) 1.77 1.78 1.42 1.23 1.19 0.92
Kết quả thống kê mô tả bằng phần mềm SPSS cho thấy tỷ lệ học sinh đạt điểm trung bình và dưới trung bình giảm, trong khi tỷ lệ học sinh đạt điểm khá và giỏi tăng trong cả lớp TN và lớp ĐC Tuy nhiên, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên của lớp TN thấp hơn lớp ĐC, đặc biệt ở giai đoạn giữa và cuối thực nghiệm, cho thấy điểm số của lớp TN ít phân tán và đồng đều hơn Sử dụng chỉ số độ tin cậy Cronbach's Alpha (0,988), cả lớp TN và lớp ĐC đều đạt yêu cầu kiểm định Corrected Item-Total Correlation Để đánh giá mức độ rèn luyện các kỹ năng của từng tiêu chí năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM, chúng tôi đã thực hiện đánh giá theo kết quả bảng 3.3.
Bảng 3.3 Kết quả đánh giá định lượng các tiêu chí NL NCKH của HS
Kết quả đạt được Đầu TN Giữa TN Sau TN
A Quan sát sự vật hiện tượng và xác định vấn đề nghiên cứu
B Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết
C Thu nhận và xử lí thông tin
D Thiết kế và thực hiện
E Viết, trình bày báo cáo và thảo luận
Theo bảng 3.3, các tiêu chí của năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) có sự gia tăng rõ rệt theo hướng tích cực Trong giai đoạn đầu thực nghiệm, hầu hết học sinh (HS) chỉ đạt mức 1 và 2, nhưng sau khi thực nghiệm, tỷ lệ HS đạt mức 3 đã tăng đáng kể Cụ thể, ở tiêu chí A, khả năng quan sát sự vật hiện tượng và xác định vấn đề nghiên cứu đã được cải thiện rõ rệt trong giai đoạn sau.
TN tỉ lệ HS đạt mức 3 là 11.9%, mức 2 là 21.4% và mức 1 là 61.9%; giữa TN tỉ lệ
HS đạt mức 3 tăng lên 60%, mức 2 là 40%, đạt mức 1 là 0%; sau TN tỉ lệ HS đạt mức 3 là 87.5%, đạt mức 2 là 12.5% và không có HS nào đạt mức 1 nữa
Bảng số liệu cho thấy sự tăng trưởng không đồng đều giữa các tiêu chí trong nghiên cứu khoa học Một số tiêu chí như quan sát hiện tượng, xác định vấn đề nghiên cứu, đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết, cũng như thu nhận và xử lý thông tin có sự tăng mạnh Trong khi đó, tiêu chí thiết kế và thực hiện nghiên cứu khoa học chỉ tăng ở mức vừa, và tiêu chí viết, trình bày báo cáo và thảo luận tăng nhưng ở mức độ thấp Điều này có thể được giải thích rằng những tiêu chí khó hơn đòi hỏi học sinh phải được rèn luyện qua nhiều lần và mất thời gian dài hơn để đạt được sự thành thạo.
Kết quả đánh giá các kỹ năng của người lao động trong nghiên cứu khoa học cho thấy độ tin cậy cao với hệ số Cronbach's Alpha đạt 0.832 Ngoài ra, các chỉ số “Corrected Item-Total Correlation” đều lớn hơn 0.5, chứng tỏ rằng các kết quả này rất đáng tin cậy.
Các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM mà chúng tôi đã đề xuất và thực hiện đã giúp rèn luyện năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) cho học sinh Đồng thời, chúng tôi cũng có thể đánh giá năng lực này thông qua các chủ đề STEM.
- Bằng phương pháp quan sát thấy: đa số HS hứng thú và sôi nổi khi tham gia dạy học theo định hướng giáo dục STEM
+ Trong quá trình hoạt động: các thành viên trong nhóm có sự phân công rõ nhiệm vụ, hợp tác, thảo luận với nhau rất hiệu quả
+ Báo cáo sản phẩm: khả năng diễn đạt vấn đề lưu loát, ngắn gọn, súc tích và dễ hiểu, tác phong tốt
Kết quả khảo sát thái độ hứng thú học tập của HS sau khi được học theo định hướng giáo dục STEM
9 Em cảm thấy hứng thú và muốn tiếp tục được học môn
Sinh học theo định hướng giáo dục ST EM
8 T hông qua các hoạt động học tập ST EM, em cảm thấy yêu thích môn Sinh học hơn.
7 T hông qua các hoạt động học tập ST EM giúp em phát triển tư duy sáng tạo.
6 T hông qua các hoạt động học tập, giúp em phát triển khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề tốt hơn.
5 Em được trao đổi, giao tiếp và hợp tác với bạn bè tốt hơn.
4 Các nhiệm vụ học tập là vừa sức với em.
3 Em hiểu bài và biết vận dụng kiến thức vào trong thực tiễn
2 Em được thực hành nhiều hơn so với các tiết học thông thường và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống.
1 Em được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học, được chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học tập.
Rấ t đồng ý Đồng ý Không đồng ý Rấ t không đồng ý
Phân tích bài kiểm tra cho thấy rằng lớp thực nghiệm có cách trình bày khoa học và logic hơn, với các câu hỏi về kiến thức thực tế được thể hiện một cách sáng tạo và chi tiết Điều này không chỉ phản ánh sự hiểu bài tốt mà còn cho thấy khả năng nắm vững và vận dụng kiến thức hiệu quả của học sinh.
+ Kiến thức HS có được thông qua quá trình học tâp theo chủ đề STEM được lưu giữ lâu hơn, có hiệu quả hơn sự lĩnh hội thụ động
