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 dạy học.
Kế hoạch dạy học về chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” trong chương trình Sinh học 10 - THPT được thiết kế theo định hướng giáo dục STEM, nhằm giúp học sinh hiểu rõ hơn về vai trò của vi sinh vật trong quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng Nội dung bài học không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn khuyến khích học sinh thực hành, khám phá và áp dụng các phương pháp khoa học, từ đó phát triển kỹ năng tư duy phản biện và giải quyết vấn đề Việc tích hợp giáo dục STEM vào giảng dạy sẽ tạo cơ hội cho học sinh kết nối kiến thức với thực tiễn, thúc đẩy sự sáng tạo và đổi mới trong học tập.
- 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, lý thuyết về năng lực nghiên cứu khoa học (NCKH), và các phương pháp dạy học tích cực là rất quan trọng Đồng thời, việc áp dụng lý thuyết dạy học theo định hướng giáo dục STEM cũng đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập.
Nghiên cứu các 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, là cơ sở khoa học quan trọng 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 phương pháp giáo dục STEM, thông qua chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” trong môn Sinh học Việc áp dụng định hướng giáo dục STEM không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm khoa học mà còn kích thích sự sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những thông tin quý giá về mức độ hứng thú và động lực học tập của học sinh, từ đó đề xuất các phương pháp giảng dạy hiệu quả hơn trong tương lai.
Gặp gỡ và trao đổi ý kiến giữa các giảng viên trường đại học và giáo viên có kinh nghiệm ở trường trung học phổ thông là rất quan trọng để xác định các nội dung có thể áp dụng trong việc thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học STEM Việc này không chỉ giúp nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực và sáng tạo cho học sinh.
Nghiên cứu này nhằm thu thập ý kiến đánh giá từ các giáo viên trung học phổ thông 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 Việc đánh giá này sẽ giúp xác định những điểm mạnh và hạn chế trong phương pháp dạy học STEM, từ đó cải thiện chất lượng giảng dạy và học tập trong môn Sinh học.
3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Sau khi thiết kế quy trình dạy học theo định hướng STEM, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm tại trường THPT để kiểm tra tính đúng đắn và thực tiễn của đề tài Chúng tôi xem xét sự tiến bộ của học sinh giữa lớp truyền thống và lớp dạy học STEM qua các chủ đề, cũng như sự tiến bộ của lớp dạy học STEM qua từng chủ đề cụ thể 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 về việc áp dụng giáo dục STEM trong việc phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong môn Sinh học tại trường THPT Việc dạy học theo định hướng STEM không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
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 nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Việc áp dụng phương pháp giáo dục STEM không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về quy trình chuyển hóa vật chất và năng lượng mà còn khuyến khích tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
Để xây dựng bộ tiêu chí đánh giá năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) cho học sinh, cần lựa chọn và đề xuất các công cụ đánh giá phù hợp thông qua phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM Việc này không chỉ giúp đánh giá đúng năng lực của học sinh mà còn thúc đẩy sự phát triển kỹ năng tư duy phản biện và sáng tạo 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 chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật” trong chương trình Sinh học 10-THPT, nhằm 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 ở vi sinh vật mà còn khuyến khích tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề thông qua các hoạt động thực tiễn và nghiên cứu Việc áp dụng phương pháp dạy học tích cực trong bối cảnh STEM sẽ tạo điều kiện cho học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.
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
PPDH tích cực đã xuất hiện từ lâu, đặc biệt phát triển mạnh mẽ từ những năm 70 của thế kỷ XX, với mục tiêu lấy người học làm trung tâm để phát triển năng lực của họ Thông qua các phương pháp và kỹ thuật dạy học đa dạng, 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 cho học sinh, giúp họ lĩnh hội tri thức một cách khoa học và tạo tiền đề cho việc nghiên cứu, phát triển tri thức và sản phẩm mới có tính ứng dụng cao cho nhân loại.
Galileo Galilei (1564-1642) được coi là "Cha của Khoa học hiện đại" Ông nhấn mạnh rằng để hiểu biết về thiên nhiên, con người cần phải trực tiếp quan sát, tiến hành thí nghiệm và lắng nghe thiên nhiên, thay vì chỉ dựa vào Aristotle hay các kinh thánh.
Vào 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, nhằm đề xuất những biện pháp hiệu quả trong việc 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 quá trình giảng dạy kết hợp giữa giáo viên và nhà nghiên cứu nhằm 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 phương pháp dạy học nhằm hình thành và phát triển năng lực của học sinh, 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" các kiến thức về phương pháp luận và cấu trúc của một công trình nghiên cứu khoa học Ông cũng trình bày vấn đề khoa học theo mối liên hệ logic với ý tưởng khoa học, kèm theo những hướng dẫn cụ thể dành cho những người mới bắt đầu nghiên cứu.
Nguyễn Xuân Qui (2015) đã nghiên cứu các biện pháp phát triển năng lực, trong khi Đặng Thị Dạ Thủy (2015) trình bày vai trò của thiết kế bài tập trong việc nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học (NCKH) Nghiên cứu này cũng đề cập đến quy trình thiết kế bài tập và các dạng bài tập nhằm phát triển năng lực NCKH trong giảng dạy môn Sinh học ở trường 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 kết quả nghiên cứu nhiều năm về phương pháp 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 rất cần thiết cho 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 tại trường trung học cơ sở là một phương pháp hiệu quả Nguyễn Văn Hồng cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng phương pháp này trong giảng dạy.
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 NCKH (Nghiên cứu Khoa học) cho học sinh đã thu hút sự quan tâm của nhiều tác giả, nhưng nghiên cứu về phát triển năng lực NCKH trong dạy học môn Sinh học VSV ở lớp 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 lần đầu tiên xuất hiện 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 ứng dụng thực tiễn Tại Việt Nam, công ty Cổ phần công nghệ DTT đã tiên phong đưa giáo dục STEM vào nước ta từ 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 đi 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 4.0 Chỉ thị này giao nhiệm vụ cho Bộ Giáo dục và Đào tạo sớm thúc đẩy 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 GD&ĐT đã ban hành công văn triển khai giáo dục STEM tại các trường trung học Hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu là giảng dạy các môn khoa học thông qua các bài học STEM, áp dụng phương pháp tích hợp nội môn hoặc liên môn.
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 khám phá khái niệm và đặc điểm của vi sinh vật (VSV), bao gồm các loại môi trường nuôi cấy, kiểu dinh dưỡng, cũng như quá trình tổng hợp và phân giải chất của chúng Việc ứng dụng các quá trình này trong sản xuất chế phẩm làm sạch môi trường từ VSV mở ra nhiều cơ hội học tập cho học sinh, đặc biệt trong bối cảnh giáo dục STEM Điều này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về VSV mà còn góp phần phát triển kỹ năng nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn, từ đó nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.
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 thông qua chủ đề, đồng thời cần sử dụng các động từ hành động để xác định mục tiêu học tập Việc này giúp đảm bảo các mục tiêu có thể được đo lường và đánh giá một cách rõ ràng, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập.
+ 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 quan trọng là cần xác định rõ ý thức của người học đối với con người, thiên nhiên và môi trường, cũng như phát triển ý thức trong học tập và tư duy khoa học Những yếu tố này không chỉ giúp học sinh nâng cao kiến thức mà còn hình thành những giá trị sống tích cực và trách nhiệm xã hội.
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 hoạt động dạy học hiệu quả, cần xác định các phương pháp và kỹ thuật 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 ra môi trường học tập tích cực 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 nông thôn chủ yếu được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng và hình thành các "dòng sông chết." Điều này ảnh hưởng xấu đến cảnh quan, sức khỏe và hoạt động sản xuất của người dân Việc ứng dụng vi sinh vật (VSV) trong xử lý nước thải chăn nuôi là giải pháp an toàn, giúp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường bền vững Chế phẩm sinh học IMO, được chiết xuất từ nguyên liệu thiên nhiên và an toàn cho sức khỏe, không chứa hóa chất độc hại và có chi phí thấp, phù hợp với mọi mô hình chăn nuôi, mang lại giải pháp thực tiễn hiệu quả cho vấn đề này.
Chủ đề STEM được xác định từ phân tích nội dung về "Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV" trong chương trình Sinh học 10-THPT là "Sản xuất chế phẩm IMO để xử lý nước thải chăn nuôi" Việc nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm IMO không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước thải mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường trong ngành 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, góp phần làm sạch môi trường và đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người.
- 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 giao tiếp và thảo luận với nhau để tìm kiếm, trao đổi thông tin, trình bày và chia sẻ ý tưởng, từ đó thống nhất để 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-THPT, bao gồm khái niệm và đặc điểm chung của VSV, các loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật, cũng như các kiểu dinh dưỡng của chúng Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở VSV đóng vai trò then chốt trong sự sống và phát triển của chúng Ứng dụng của các quá trình này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sinh vật mà còn có ý nghĩa lớn trong công nghiệp, nông nghiệp và y học.
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)
Tiết 2 - Lớp học - Giao bài tập - 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 cung cấp thiết kế phiếu đánh giá sản phẩm bao gồm các báo cáo: kiến thức nền (I), đề cương nghiên cứu (II), 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 tổ chức giảng dạy thông qua phương pháp dạy học dự án, nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học (NL NCKH) trong môn Sinh học ở trường phổ thông Quy trình tổ chức dạy học STEM bao gồm ba giai đoạn chính, giúp học sinh liên kết lý thuyết với thực tiễn và nâng cao khả năng tư duy sáng tạo.
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 các nhiệm vụ học tập cho học sinh là một yếu tố quan trọng để đảm bảo rằng các em hoàn thành nghiên cứu một cách hiệu quả Để đạt được điều này, cần xây dựng bộ câu hỏi rõ ràng giúp giải quyết các vấn đề học tập, đồng thời đảm bảo các mục tiêu dạy học được thực hiện Việc này không chỉ hỗ trợ học sinh trong quá trình học tập mà còn nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức của các em.
- 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 đã mang lại kết quả tích cực trong việc phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh, đặc biệt trong chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” trong chương trình Sinh học lớp 10 THPT Phương pháp này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm sinh học mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.
Việc áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong giảng dạy bộ môn Sinh học cấp THPT có khả năng nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Nghiên cứu này nhằm xác định tính khả thi của hình thức dạy học này, từ đó góp phần phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề cho học sinh Sự tích hợp giữa kiến thức lý thuyết và thực tiễn trong giáo dục STEM sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm sinh học và khuyến khích sự sáng tạo trong nghiên cứu.
- Đề tài được triển khai thực hiện từ năm học 2020 - 2021, 2021-2022
Các giáo án được xây dựng dựa trên quy trình đã đề ra, bao gồm việc sử dụng các 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, cùng với các lớp tại THPT Nam Đàn 1, THPT Lê Hồng Phong và THPT Thái Lão Tất cả bốn trường này đều triển khai chương trình học 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 10.
Chúng tôi áp dụng phương pháp dạy học tích cực cho lớp đối chứng, giảng dạy theo trình tự các bài trong sách giáo khoa, đồng thời tham khảo giáo án từ nhiều đồng nghiệp để cải thiện nội dung giảng dạy.
- 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 kiểm tra khả năng lĩnh hội kiến thức của học sinh trong việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM, cụ thể là chủ đề “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở VSV” (Sinh học 10), bằng cách đánh giá kết quả học tập thông qua điểm số từ các bài kiểm tra ở các lớp TN và ĐC Kết quả thống kê cho thấy
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 phân tích và xác định phần trăm tích lũy điểm Xi qua các lần kiểm tra ở lớp TN và lớp ĐC, kết quả được trình bày 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 đường tích lũy của lớp TN và ĐC trước TN tương đương, nhưng giữa TN, đường tích lũy của hai lớp có sự thay đổi không 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 thấp hơn và ở phía bên phải đường tích lũy của lớp ĐC, cho thấy tỷ lệ học sinh có điểm trung bình và yếu ở lớp TN ít hơn lớp ĐC, trong khi tỷ lệ học sinh khá và giỏi của lớp TN cao hơn lớp ĐC Để kiểm định độ tin cậy của điểm số thu được, chúng tôi đã sử dụng phần mềm SPSS và cho ra kết quả đáng tin cậy.
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 từ 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 lên qua quá trình thực nghiệm ở 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 bị phân tán và đồng đều hơn Sử dụng chỉ số độ tin cậy Cronbach's Alpha (0,988) để kiểm chứng, cả lớp TN và lớp ĐC đều nằm trong điều kiện kiểm định Corrected Item-Total Correlation, cho thấy độ tin cậy cao Để đánh giá mức độ rèn luyện các kỹ năng theo từng tiêu chí năng lực NCKH trong dạy học theo định hướng STEM, chúng tôi đã thực hiện đánh giá chi tiết 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 cải thiện rõ rệt Trong giai đoạn đầu thực nghiệm, hầu hết học sinh chỉ đạt mức 1 và 2, nhưng sau khi thực hiện thí nghiệm, tỷ lệ học sinh đạt mức 3 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 nâng cao đáng kể 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 dữ liệu cho thấy sự tăng trưởng không đồng đều giữa các tiêu chí, trong đó một số tiêu chí như quan sát hiện tượng và xác định vấn đề nghiên cứu, đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết, cùng với thu nhận và xử lý thông tin có sự gia tăng mạnh mẽ Ngược lại, tiêu chí thiết kế và thực hiện NCKH chỉ tăng vừa phải, trong khi tiêu chí viết, trình bày báo cáo và thảo luận tăng nhưng ở mức độ thấp Điều này có thể được giải thích là do các tiêu chí khó hơn, yêu cầu học sinh cần thời gian và sự rèn luyện liên tục để đạt được trình độ thành thạo.
Kết quả đánh giá các kỹ năng của nhân lực nghiên cứu khoa học cho thấy độ tin cậy của thang đo đạt Cronbach's Alpha là 0.832 Các chỉ số kiểm định độ tin cậy "Corrected Item-Total Correlation" đều lớn hơn 0.5, chứng tỏ rằng 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 cho học sinh Năng lực này có thể được đánh giá 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
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 lớp thực nghiệm có cách trình bày khoa học và logic hơn, với các câu hỏi liên quan đến kiến thức thực tế được thể hiện một cách sáng tạo và chi tiết Điều này cho thấy học sinh không chỉ hiểu bài mà còn nắm vững kiến thức và có khả năng vận dụng tốt.
+ 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
