CHƢƠNG 2 : VẬ ND NG MÔ HÌNH GIÁO DC STEM TRONG
2.1. Phân tích chƣơng trình Sinh học 10, THPT
2.1.1. Cấu trúc chương trình Sinh học 10, THPT
Chƣơng trình Sinh học 10 nằm trong hệ thống kiến thức chƣơng trình Sinh học THPT giúp học sinh có cái nhìn chung nhất về các cấp độ tổ chức của thế giới sống và đặc điểm của chúng; tìm hiểu đặc điểm cấu trúc và chức năng của tế bào – đơn vị cơ bản của sự sống và khám phá đặc điểm sinh học của nhóm sinh vật xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất là VSV. Ngoài ra kiến thức Sinh học 10 cũng giúp học sinh giải thích đƣợc về cơ bản một số hiện tƣợng thực tế từ đó có cái nhìn khoa học hơn về thế giới sống (Hình 2.1).
2.1.2. Mục tiêu và cấu trúc phần Sinh học vi sinh vật, Sinh học 10
Nội dung phần Sinh học VSV 10, THPT gồm có 3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng I: Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở VSV Chƣơng II: Sinh trƣởng và sinh sản ở VSV
Chƣơng III: Virut - Bệnh truyền nhiễm
Những đặc điểm cấu trúc, nội dung Phần Sinh học VSV 10 đã định hƣớng cho chúng tôi thiết kế, bổ sung thêm các hoạt động khám phá để tổ chức học sinh học tập, giúp các em nhận thức, lĩnh hội kiến thức tốt hơn, rèn luyện cho học sinh một số kĩ năng học tập, tạo cho các em lòng say mê và hứng thú học tập.
Phần Sinh học VSV trong chƣơng trình sinh học phổ thơng tuy đƣợc bố trí với thời lƣợng khơng đáng kể (Khoảng 1/3 chƣơng trình Sinh học 10) nhƣng có một vị trí rất quan trọng. Nó dẫn chứng minh họa về hoạt động sống của các đối tƣợng sinh vật ở cấp tế bào. Từ đó có cái nhìn rõ hơn về sự sống ở cấp tế bào; có thể vận dụng vào việc giải thích các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống.
2.2. Mối quan hệ giữa nội dung, chƣơng trình phần Sinh học vi sinh vật với mơ hình giáo dục STEM
2.2.1. Cấu trúc, nội dung từng bài trong phần Sinh học Vi sinh vật 10
Nội dung kiến thức phần Sinh học VSV đƣợc biên soạn theo hƣớng phát huy tính tích cực của HS. Đây là điểm mới, tích cực hơn so với Chƣơng trình Sách giáo khoa (SGK) cũ. SGK cũ chỉ biên soạn theo hƣớng cung cấp kiến thức cho HS.
Các hoạt động dạy học trong phần Sinh học VSV - chƣơng trình SGK sinh học 10 (cơ bản) đƣợc thống kê trong bảng 2.1. Các hoạt động trên đã góp phần đƣa HS đến vị trí là chủ thể của hoạt động nhận thức, hoạt động hóa hoạt động nhận thức cho HS. Hầu hết các bài trong phần Sinh học VSV 10 đều đƣợc trình bày cả kênh chữ và kênh sơ đồ:
• Kênh chữ bao gồm các nội dung: - Tên bài học.
- Nội dung bài học đƣợc trình bày theo các đề mục.
- Cuối mỗi mục thƣờng có các lệnh, là các hoạt động cho HS làm việc đƣợc kí hiệu bởi ∇ .
- Phần tóm tắt những nội dung chính của bài học là những kiến thức HS phải ghi nhớ, lĩnh hội đƣợc trình bày trong khung chữ in nghiêng.
- Hầu hết các bài đều có phần kiến thức bổ sung ngắn gọn, súc tích qua mục “Em có biết” giúp HS mở rộng kiến thức.
• Kênh sơ đồ:
Kênh sơ đồ vừa là công cụ khái quát cho kiến thức bài học, vừa là nguồn tƣ liệu quan trọng giúp HS tìm tịi, khám phá, lĩnh hội kiến thức, vận dụng kiến thức liên mơn, mơ hình STEM để lĩnh hội kiến thức thực tế.
- Một số sơ đồ đóng vai trị là minh họa cho kênh chữ: sơ đồ tổng hợp và phân giải các chất (Bài 23), sơ đồ hình thí nghiệm lên men rƣợu dùng bánh men (Bài 24), sơ đồ đƣờng cong sinh trƣởng của quần thể VK trong nuôi cấy không liên tục (Bài 25), sơ đồ một số chất hóa học ức chế sự sinh trƣởng của VSV (Bài 27), chu trình nhân lên của phagơ (Bài 30), quy trình sản xuất inteferon,...
Một số sơ đồ đóng vai trị phát huy tính tích cực tìm tịi kiến thức của học sinh: sơ đồ bảng các kiểu dinh dƣỡng của VSV (Bài 22), sơ đồ bảng so sánh các ống nghiệm của thí nghiệm lên men êtilic (Bài 24), sơ đồ thí nghiệm của Franken và Conrat (Bài 29)...
Bảng 2.1. Nội dung, chương trình Phần Sinh học VSV, Sinh học 10
Tên chƣơng Tên bài Nội dung bài học Nhiệm vụ của chƣơng Chƣơng I Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở VSV Dinh dƣỡng, chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở VSV Mơi trƣờng và các kiểu
dinh dƣỡng Chƣơng này đề cập đến các kiểu dinh dƣỡng và trao đổi chất, ứng dụng VSV trong đời sống của con ngƣời và vai trị của vi sinh vật trong q trình chuyển hóa vật chất.
Hơ hấp và lên men Q trình tổng hợp
và phân giải các chất ở VSV
Quá trình tổng hợp Quá trình phân giải
Thực hành: lên men
êtilic và lactic Lên men êtilic Lên men lactic
Chƣơng II Sinh trƣởng và
sinh sản
Sinh trƣởng của VSV Khái niệm Sinh trƣởng Chƣơng này đề cập đến quá trình sinh trƣởng, sinh sản của VSV, các Sự sinh trƣởng của quần
thể Vi khuẩn
của VSV sơ yếu tố ảnh hƣởng tới sinh trƣởng của VSV (trong đó nhấn mạnh đến các nhân tố hóa học). Sinh sản của VSV nhân
thực Các yếu tố ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của VSV Chất hóa học Các yếu tố lí học Thực hành: Quan sát một số VSV
Nhuộm đơn phát hiện VSV trong khoang miệng.
Nhuộm đơn phát hiện tế bào nấm men Chƣơng III Virut và bệnh truyền nhiễm Cấu trúc các loại virut
Cấu tạo virut Đề cập đến cấu
trúc của virut, sự nhân lên của virut trong tế bào chủ, ứng dụng của virut trong thực tiễn và bệnh truyền nhiễm, miễn dịch. Hình thái virut
Sự nhân lên của virut trong tế bào chủ
Chu trình nhân lên của virut HIV/AIDS Virut gây bệnh Ứng dụng của virut trong thực tiễn Các virut kí sinh ở VSV, thực vật và côn trùng Ứng dụng của virut trong thực tiễn Bệnh truyền nhiễm
và miễn dịch Bệnh truyền nhiễm Miễn dịch
2.2.2. Mối quan hệ giữa nội dung, chương trình phần Sinh học Vi sinh vật với định hướng giáo dục STEM
Đối chiếu mục tiêu phần Sinh học VSV, lớp 10 bậc THPT cho thấy, với mục tiêu của giáo dục STEM cho thấy có nhiều điểm tƣơng đồng, cả hai đều hƣớng tới định hƣớng những kiến thức đã học vào thực tế nhƣ:
- Khi học tập phần Sinh học VSV, HS đƣợc trang bị những kiến thức, đến các kiểu dinh dƣỡng và trao đổi chất rất đa dạng ở VSV cùng với những ứng dụng VSV trong đời sống của con ngƣời và vai trò của vi sinh vật trong q trình chuyển hóa vật chất.
- HS đƣợc vận dụng những kiến thức từ phần Sinh học VSV để sản xuất rƣợu, chế biến mắm…
- HS đƣợc trang bị kiến thức và kĩ năng về cấu trúc của virut, sự nhân lên của virut trong tế bào chủ, ứng dụng của virut trong thực tiễn và bệnh truyền nhiễm,
miễn dịch trong đó vận dụng kiến thức mơn Hóa học và Sinh nhằm phân tích các bệnh liên quan đến virut cũng nhƣ cách phòng tránh, và điều trị.
Từ những dữ liệu trên cho thấy mục tiêu của phần Sinh học VSV và mục tiêu của giáo dục STEM có nhiều điểm chung. Về mạch nội dung có nhiều điểm tƣơng đồng bởi phần Sinh học VSV bản chất cũng đã mang tính tích hợp, và là cơ sở để triển khai dạy học phần Sinh học VSV theo định hƣớng giáo dục STEM.
2.3. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học phần Sinh học Vi sinh vật theo mơ hình giáo dục STEM
2.3.1. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học theo mơ hình giáo dục STEM
Trên cơ sở quy trình dạy học STEM của Lê Huy Hoàng (2017) [5] tác giả
thiết kế và xây dựng bài giảng Sinh học phần Sinh học VSV theo mơ hình giáo dục STEM dƣới đây:
Hình 2.2. Quy trình dạy học mơn Sinh học theo mơ hình giáo dục STEM
2.3.1.1. Xây dựng chủ đề
Lựa chọn các nội dung cụ thể trong chƣơng trình phần Sinh học VSV lớp 10,
THPT để làm cơ sở xây dựng chủ đề. Khi lựa chọn nội dung cần lƣu ý đến ngữ cảnh để tìm những điểm tƣơng đồng về nội dung phần Sinh học VSV lớp 10, THPT với
các vấn đề của thực tiễn cuộc sống.
Ví dụ: Từ các kiến thức về quá trình lên men của vi sinh vật, GV xây dựng đƣợc chủ đề “VSV với vấn đề chế biến lƣơng thực thực phẩm”. Đây là chủ đề kiến thức gắn liền với thực tế cuộc sống nhƣ: lên men rƣợu, làm nem chua, làm tƣơng...
2.3.1.2. Xây dựng nội dung học tập theo định hướng STEM
Trên cơ sở các bƣớc xây dựng chủ đề giáo dục STEM, GV có thể xây dựng bảng nội dung mô tả các kiến thức thuộc các môn học liên quan tới chủ đề.
Khi xây dựng nội dung từng phần dƣới dạng các thông tin cung cấp, các phiếu học tập (Phụ lục 2). Ở đây, nội dung học tập phần Sinh học VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM cần đƣợc xây dựng theo cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Các đối tƣợng STEM có quan hệ chặt chẽ với nhau và sự tích hợp của các đối tƣợng này có thể giúp ngƣời học phát triển những kiến thức, khái niệm, kĩ năng có liên quan. Dạy học phần Sinh học VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM không những chú trọng rèn luyện những kĩ năng lao động nghề nghiệp cơ bản mà còn nhấn mạnh khả năng nghiên cứu, sáng tạo và ứng dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống đồng thời phát triển kĩ năng giao tiếp, hợp tác.
2.3.1.3. Thiết kế các nhiệm vụ
a) Tiêu chí xác định nhiệm vụ STEM
Nhiệm vụ STEM mang tính định hƣớng sản phẩm:
- Nhiệm vụ STEM đƣợc xây dựng trên cơ sở tích hợp từ hai lĩnh vực học tập trở lên bởi các vấn đề thực tiễn ln mang tính phức hợp.
- Đa phƣơng án: Một nhiệm vụ STEM sẽ có nhiều phƣơng án để giải quyết, tạo cơ hội cho HS đƣợc tự do tƣ duy, bộc lộ năng lực sáng tạo trong việc tìm ra các giải pháp các ý tƣởng cho vấn đề cần giải quyết. Những sai lầm của HS có thể mắc phải trong q trình tìm kiếm các giải pháp là một phần quan trọng của bài học STEM bởi những sai lầm đó có thể giúp HS có những hiểu biết sâu hơn.
- Tính mở: Khi HS tìm đƣợc giải pháp để giải quyết vấn đề điều đó khơng có nghĩa rằng nhiệm vụ đã kết thúc mà nó sẽ ln là một thách thức để HS tìm ra các giải pháp tối ƣu hơn, những cải tiến tốt hơn.
- Định hƣớng hợp tác: Các nhiệm vụ STEM sẽ đặt HS vào trong các bối cảnh nhằm khuyến khích sự hợp tác giữa các HS, cùng nhau suy nghĩ, chia sẻ ý tƣởng và
phát triển các giải pháp để giải quyết vấn đề liên quan.
- Kết nối kiến thức khơng có trong chƣơng trình đào tạo.
- Định hƣớng giải quyết các vấn đề thực tiễn: Trong bài học STEM, HS đƣợc tìm hiểu các vấn đề về xã hội, kinh tế, môi trƣờng của thế giới thực và tìm kiếm các giải pháp cho chúng.
b) Cấu trúc của một nhiệm vụ STEM
Cấu trúc đầy đủ của một nhiệm vụ STEM đƣợc nghiên cứu đề xuất gồm bốn thành phần nhƣ sau: Ngữ cảnh/Tình huống/Giới thiệu; Thách thức; Yêu cầu; Nguồn lực/Nguyên vật liệu.
2.3.1.4. Tổ chức thực hiện
Đây là bƣớc triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS. Gồm các giai đoạn cơ bản là: Giới thiệu → Trải nghiệm → Kết thúc.
Giới thiệu: Ở giai đoạn này GV, nêu rõ mục tiêu cụ thể hoạt động (cần hồn thành cơng việc gì? Hình thành đƣợc kĩ năng gì? Thời gian và mức độ cần hoàn thành? Điều kiện thực hiện? Cách đánh giá? Các quy định về an toàn và vệ sinh lao động...).
- Kiểm tra, hồi phục lại những kiến thức - kĩ năng. Đây là cơ sở để đƣa ra các giải pháp, giải quyết các nhiệm vụ học tập, cung cấp hiểu biết và những hƣớng dẫn mới cần thiết. Ví dụ, HS đƣợc hƣớng dẫn TN, hoàn thành các phiếu học tập để có những kiến thức về cơ khí, về kĩ thuật điện (những kiến thức hỗ trợ trực tiếp cho hoạt động thiết kế ô tô).
- Nêu khái qt trình tự cơng việc, phƣơng tiện, cách thức tiến hành, các thao tác, động tác chính...
- Trải nghiệm: Đây là giai đoạn GV tổ chức cho HS vận dụng các kiến thức đƣợc học để thiết kế sản phẩm. Một số công việc triển khai là phân nhóm, giao nhiệm vụ, phân chia dụng cụ, vật liệu… GV theo dõi, uốn nắn, hƣớng dẫn thƣờng xuyên và kiểm tra từng bƣớc, từng phần công việc của HS. Đặc biệt chú ý hƣớng dẫn HS tự kiểm tra và điều chỉnh hành động.
Kết thúc: HS dừng hoạt động trải nghiệm, hoàn thiện các nội dung để báo cáo, giới thiệu sản phẩm. Dọn dẹp dụng cụ, vệ sinh phòng học. Về bản chất, giai
đoạn này sử dụng các PPDH khác nhau trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS.
2.3.1.5. Tổ chức đánh giá
Đánh giá kết quả học tập là một thành tố khơng thể thiếu trong q trình dạy học. Việc đánh giá chính xác, khách quan sẽ giúp GV có đƣợc những thơng tin để đƣa ra những điều chỉnh phù hợp về phƣơng pháp, về hình thức tổ chức dạy học nhằm nâng cao chất lƣợng dạy và học. Đánh giá kết quả học tập khách quan chính xác cịn đem đến những tác động tích cực ở ngƣời học, giúp ngƣời học điều chỉnh thái độ, hành vi, nâng cao tinh thần trách nhiệm và tự chịu trách nhiệm với kết quả học tập của mình, từ đó kích thích hứng thú học tập, nâng cao hiệu quả học tập của ngƣời học. Trong dạy học theo mơ hình STEM, đánh giá càng có vai trị quan trọng và là vấn đề cốt lõi đảm bảo sự thành cơng cho một chƣơng trình giáo dục STEM.
- Các yêu cầu đánh giá kết quả học tập
Việc đánh giá kết quả học tập phần VSV lớp 10, THPT theo mơ hình giáo dục STEM của HS cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
Đánh giá quá trình học tập của HS: Việc đánh giá ngƣời học phải đƣợc thực hiện trong suốt quá trình dạy học thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối cùng. Việc đánh giá này sẽ giúp GV thu thập đƣợc những thông tin phản hồi về nhận thức của ngƣời học, kết quả học tập qua từng giai đoạn, kết quả thực hiện từng nhiệm vụ học tập. Từ đó, GV đƣa ra những tác động sƣ phạm cần thiết điều khiển hoạt động học tập của ngƣời học nhằm đạt kết quả tốt nhất.
Nội dung đánh giá ngƣời học chú trọng về đánh giá năng lực và phẩm chất. Đây là mục tiêu chính đƣợc đặt ra trong chƣơng trình giáo dục phổ thông mới. Trong đó, đánh giá năng lực là xác định khả năng thành công trong việc thực hiện hoạt động học tập diễn ra trong một bối cảnh, tình huống cụ thể nhờ sự tƣ duy tổng hợp các kiến thức, kĩ năng của ngƣời học. Đánh giá phẩm chất nhằm xem xét ngƣời học ở cách ứng xử, tính tích cực, hứng thú học tập. Bên cạnh đó, xem xét những tính tốt thể hiện ở thái độ, hành vi ứng xử trong đạo đức, lối sống, ý thức pháp luật, niềm tin, tình cảm... của ngƣời học.
đào tạo. Tuy nhiên, việc đánh giá kết quả học tập cá nhân giúp GV đối chiếu tới mục tiêu dạy học mà GV đã xây dựng cũng nhƣ PPDH mà GV đã sử dụng. Kết quả học tập cá nhân ln có những tác động tới nhận thức, tƣ duy, tình cảm của ngƣời học.
Đánh giá kết quả học tập nhóm: Dạy học theo mơ hình giáo dục STEM bên cạnh ý nghĩa giúp ngƣời học liên kết đƣợc những kiến thức thuộc lĩnh vực STEM đƣợc học với thực tiễn cuộc sống. Biết đƣợc cách vận dụng kiến thức để đƣa ra những giải pháp từ thực tiễn. Đây còn là cơ hội ngƣời học có thể phát triển những kĩ