- Trang Chủ
- Sinh học
- Thiết kế một số hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh phổ thông tại khoa sinh học
Xem mẫu
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM THEO ĐỊNH HƯỚNG
GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG TẠI KHOA SINH HỌC
LA VIỆT HỒNG 1, NGUYỄN THỊ VIỆT NGA 2, MAI THỊ HỒNG 3
NGUYỄN THỊ NGỌC TUYỀN, PHẠM THỊ KIM DUNG
NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG, PHẠM THỊ BÍCH HÀ, PHẠM THỊ THI
Khoa Sinh học, Trường ĐHSP Hà Nội 2
1
Email: laviethong.sp2@gmail.com
2
Email: nguyenvietnga86@gmail.com
3
Email: maihonghong@gmail.com
Tóm tắt: Những năm qua, việc ứng dụng chương trình giáo dục STEM vào các
trường học đã được triển khai thí điểm rất thành công. Thông qua các giờ học, với
việc tổ chức nhiều hoạt động giúp học sinh trải nghiệm thực tế, lôi cuốn các em
giải quyết các nhiệm vụ của bài học, tạo hứng thú và niềm tin trong học tập, phát
triển tư duy sáng tạo. Tại nhiều trường học ở các thành phố lớn đã xây dựng: các
mô hình phòng thí nghiệm tích hợp STEM, các lớp học khoa học thực hành máy
tính công nghệ thông tin, lớp học thực hành khoa học Robotics,… với những kết
quả rất khả quan. Sinh học nằm trong lĩnh vực khoa học - một trong 4 lĩnh vực của
STEM. Vì vậy, các chương trình học tập và trải nghiệm của học sinh tại khoa Sinh
học đang là một trong những hướng phát triển và cần được triển khai trong thời
gian tới. Bài báo của chúng tôi đưa ra một số hoạt động tổ chức cho HS trải nghiệm
tại phòng thí nghiệm khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 theo định
hướng giáo dục STEM trong dạy học ở trường phổ thông.
Từ khóa: STEM, trải nghiệm, sinh học, hoạt động, giáo dục.
1. MỞ ĐẦU
Hiện nay, cải cách giáo dục cũng như đầu tư có chiến lược nhằm phát triển học sinh có
hiệu quả trở thành lựa chọn của Mỹ. Một trong những bước đi quan trọng trong cải cách giáo
dục để tìm lại vị thế của mình là phát triển Giáo dục STEM. Một thống kê ở Mỹ cho thấy từ
năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần
so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành nghề khác. Những thành tựu bước đầu
chứng tỏ Giáo dục STEM có thể tạo ra những con người đáp ứng được nhu cầu công việc của
thế kỷ mới, có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế.
Tại Việt Nam, 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.
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. Trên bình diện lý luận và thực tiễn, dễ nhận
thấy giai đoạn ứng dụng mô hình Giáo dục STEM là giai đoạn hết sức khó khăn. Ba năm gần
đây, STEM bắt đầu được quan tâm nhiều ở các thành phố lớn nhưng nhận thức về Giáo dục
STEM của cán bộ quản lý, giáo viên còn hạn chế nhất định. Các chủ đề STEM chưa thay thế
được các tiết học truyền thống. Bên cạnh đó, việc tổ chức thực hiện các chủ đề Giáo dục
STEM vẫn chưa chú trọng khâu “thiết kế”, chỉ tập trung nhiều vào “thi công”; nhiều dự án
làm lại theo mẫu, theo quy trình có sẵn…
163
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
Giáo dục STEM không phải là để học sinh trở thành những nhà toán học, nhà khoa học,
kỹ sư hay những kỹ thuật viên mà là phát triển cho học sinh các kỹ năng có thể được sử dụng
để làm việc và phát triển trong thế giới công nghệ hiện đại. Ngoài những kỹ năng về khoa
học, công nghệ, kỹ thuật và toán học, Giáo dục STEM còn cung cấp cho học sinh những kỹ
năng cần thiết giúp học sinh phát triển vượt bậc trong thế kỷ XXI: kỹ năng giải quyết vấn đề,
tư duy phản biện, hợp tác - làm việc nhóm, giao tiếp…
Nhắc đến giáo dục STEM, nhiều người cho rằng nó chỉ liên quan đến các trường tiểu
học, trung học do phương thức giảng dạy theo hướng tích hợp, liên môn. Tuy nhiên, trong hệ
sinh thái STEM ngoài thành phần chính là nhà trường, học sinh và giáo viên còn có một số
thành phần khác như: Trường đại học, viện nghiên cứu, các công ty hoạt động trong lĩnh vực
STEM, tổ chức nghề nghiệp, người hoạt động trong lĩnh vực STEM, tổ chức giáo dục STEM.
Trong hệ sinh thái này, các trường đại học đóng vai trò hỗ trợ các trường trung học phổ thông
trong việc tiến hành nghiên cứu: Định hướng nghiên cứu theo hướng mới, hỗ trợ đào tạo giáo
viên (đào tạo để GV có thể tiếp cận những vấn đề mới đang được nghiên cứu trên thế giới và
truyền đạt lại cho học sinh; hoặc hướng dẫn GV dạy học kiểu tích hợp liên môn theo định
hướng STEM); hỗ trợ sử dụng phòng thí nghiệm để tiến hành thực nghiệm, phục vụ việc
giảng dạy và nghiên cứu của cả giáo viên và học sinh.
2. NỘI DUNG
2.1. Khái quát về giáo dục STEM
STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering
(Kỹ thuật) và Math (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người
học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ
thuật và toán học. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho
nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực hành và tạo ra được
những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Giáo dục STEM sẽ thu hẹp khoảng cách giữa
hàn lâm và thực tiễn, tạo ra những con người có năng lực làm việc “tức thì” trong môi trường
có tính sáng tạo cao và sử dụng trí óc có tính chất công việc ít lặp lại trong thế kỷ 21.
Một trong những phương pháp dạy và học mang lại hiệu quả cao nhất cho giáo dục
STEM là phương pháp “Học qua hành” -“Learning by doing”. Phương pháp ”Học qua hành”
giúp học sinh có được kiến thức từ kinh nghiệm thực hành chứ không phải chỉ từ lý thuyết.
Bằng cách xây dựng các bài giảng theo chủ đề và dựa trên thực hành, học sinh sẽ được hiểu
sâu về lý thuyết, nguyên lý thông qua các hoạt động thực tế. Chính các hoạt động thực tế này
sẽ giúp học sinh nhớ kiến thức lâu hơn, sâu hơn. Học sinh sẽ được làm việc theo nhóm, tự
thảo luận tìm tòi kiến thức, tự vận dụng kiến thức vào các hoạt động thực hành rồi sau đó có
thể truyền đạt lại kiến thức cho người khác.
Trong giáo dục, quy trình giáo dục STEM được vận dụng như Hình 1 nhằm phát triển
phẩm chất, năng lực của học sinh:
Hình 1. Vận dụng quy trình giáo dục STEM trong dạy học
(nguồn Tài liệu tập huấn, Vụ Giáo dục Trung học)
164
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
2.2. Sự phù hợp để tổ chức dạy học STEM tại khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm
Hà Nội 2
Sinh học là một trong những môn học về khoa học sự sống, thuộc lĩnh vực khoa học.
Những nguyên lý, cơ chế, hiện tượng, quy luật của Sinh học đều gắn liền với bản chất Lý học,
Hóa học… Sinh học hiện nay đã vượt qua giai đoạn mô tả, chuyển sang giai đoạn thực
nghiệm dựa trên các nguyên lý Sinh học cơ bản. Do đó, chương trình Sinh học cần được tinh
giảm các nội dung có tính mô tả để tổ chức cho HS tìm tòi, nhận thức các kiến thức Sinh học
có tính nguyên lý, cơ sở cho quy trình công nghệ ứng dụng Sinh học hiện đại. Nội dung
chương trình Sinh học bao quát các cấp độ tổ chức sống từ phân tử, tế bào, cơ thể, quần thể,
quần xã- hệ sinh thái, sinh quyển. Mỗi cấp độ tổ chức sống bao gồm cấu trúc, chức năng, mối
quan hệ giữa cấu trúc, chức năng và môi trường sống. Từ các kiến thức về cấp độ tổ chức
sống, khái quát các đặc tính chung của thế giới sống là di truyền, biến dị, tiến hóa. Thông qua
các chủ đề Sinh học để trình bày các thành tựu công nghệ trong chăn nuôi, trồng trọt, xử lý ô
nhiễm môi trường, nông nghiệp và thực phẩm sạch, trong y dược học.
Bên cạnh các phương pháp giáo dục tích cực áp dụng chung cho nhiều môn học, môn
Sinh học áp dụng các phương pháp dạy học đặc thù thông qua thực hành trong phòng thí
nghiệm, ngoài thực địa, thông qua nghiên cứu khoa học bằng các bài tập tình huống, các dự
án nghiên cứu gắn với thực tiễn đời sống, thông qua thăm quan các cơ sở sản xuất nông
nghiệp, các nhà máy ứng dụng khoa học công nghệ.
Khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 được trang bị 12 phòng thí nghiệm,
1 vườn thực nghiệm. Hầu hết các phòng thí nghiệm đều đủ cơ sở vật chất tổ chức đào tạo,
nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ. Trong đó, một số hoạt động trải nghiệm
khoa học trong chương trình Sinh học ở trường phổ thông tổng thể đã được thiết kế và thử
nghiệm tại các phòng thí nghiệm (PTN) như: Phòng thí nghiệm sinh lý thực vật, Phòng thí
nghiệm thực vật, Phòng thí nghiệm động vật, Phòng thí nghiệm vi sinh vật, Phòng thí
nghiệm phương pháp dạy học,… Việc thiết kế, tổ chức hoạt động trải nghiệm khoa học theo
định hướng STEM tại khoa Sinh học của trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 khẳng định sứ
mệnh của một trường sư phạm, đồng thời đây cũng là cơ hội để sinh viên thực tập, thực
hành, tiếp cận với cách thức tổ chức hoạt động dạy học theo chủ đề, dạy học tích cực…
2.3. Thiết kế một số hoạt động theo định hướng giáo dục STEM cho học sinh phổ thông
tại khoa Sinh học
Trong bài báo này, chúng tôi dựa trên dự thảo chương trình môn học (cập nhật trên
Internet ngày 19/1/2018) thuộc Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể mới để thiết kế một
số hoạt động sinh học theo định hướng giáo dục STEM được thể hiện ở Bảng 1:
Bảng 1. Một số hoạt động trải nghiệm theo định hướng giáo dục STEM dành cho HS phổ thông theo
Chương trình giáo dục phổ thông mới
STT Chủ đề và gợi ý một số hoạt động Tham chiếu với chương trình môn học 1
1 Tìm hiểu thế giới động vật: Môn Tự nhiên và Xã hội lớp 1 - 3:
- Hoạt động 1: Làm quen/khởi động - Chủ đề 4. Động vật và thực vật
- Hoạt động 2: Tìm hiểu về một số động
vật quanh em.
- Hoạt động 3: Quan sát các tiêu bản, mẫu
vật về động vật.
1
Chương trình môn học tự nhiên và xã hội (bản dự thảo, ngày 19/1/2018)
165
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
2 Em tập làm bác sĩ: Môn Tự nhiên và Xã hội lớp 1 - 3:
- Hoạt động 1: Làm quen/khởi động - Chủ đề 5. Con người và
- Hoạt động 2: Tìm hiểu một số cơ quan sức khoẻ.
bên ngoài, cơ quan bên trong cơ thể người. Môn Khoa học Tự nhiên lớp 8 (thuộc mạch nội
- Hoạt động 3: Em tập làm bác sĩ (đo, đếm dung: Con người và sức khoẻ)
nhịp tim; biết đưa ra một số lý giải về sự - Chủ đề:
sai khác kết quả đo giữa các nhóm; hoàn + Khái quát về cơ thể người
thành phiếu “Sức khỏe của tim” + Các hệ cơ quan trong cơ thể người
3 Người trồng hoa thông thái: Môn Tự nhiên và Xã hội lớp 1 - 3:
- Hoạt động 1: Làm quen/khởi động - Chủ đề 4. Động vật và thực vật
- Hoạt động 2: Tìm hiểu về các điều kiện Môn Công nghệ lớp 4 (phần công nghệ):
sống của cây hoa - Chủ đề I.2: Trồng hoa và cây cảnh
- Hoạt động 3: Cuộc thi những người trồng trong chậu
hoa thông thái (Thực hành trồng hoa trên Môn Công nghệ lớp 6 (phần Nông - Lâm
chậu) nghiệp và Thủy sản)
- Chủ đề I.2.1: Trồng trọt
Môn Công nghệ lớp 9 (phần Hướng nghiệp)
- Chủ đề II.1.2: Trồng hoa
Môn Công nghệ lớp 10 (Trồng trọt)
- Chủ đề A.2: Đất trồng
- Chủ đề A.3: Phân bón
- Chủ đề A.4: Giống cây trồng
- Chủ đề B.2: Trồng và chăm sóc hoa, cây cảnh
Môn Khoa học Tự nhiên lớp 7 (thuộc mạch nội
dung: Chất và sự biến đổi của chất):
- Chủ đề 1: Nước và khoáng trong
đất là “thức ăn” cho cây
4 Năng lượng điện từ một số loại quả Môn Công nghệ lớp 4 (phần công nghệ):
- Hoạt động 1: Làm quen/khởi động - Chủ đề I.2: Trồng hoa và cây cảnh
- Hoạt động 2: Tìm hiểu về nguồn năng trong chậu
lượng trên trái đất. - Chủ đề II.2: Lắp ráp mô hình điện
- Hoạt động 3: Thực hành thiết kế, lắp ráp, Môn Công nghệ lớp 5 (phần công nghệ):
khai thác nguồn điện từ một số loại quả - Chủ đề I.2: Nhà sáng chế
- Chủ đề I.3: Tìm hiểu thiết kế
- Mở rộng chủ đề II.2, II.3:
+Lắp ráp mô hình máy phát điện gió
+ Lắp ráp mô hình điện mặt trời
Môn Công nghệ lớp 6 (phần công nghệ trong
gia đình)
- Chủ đề 4: Sản phẩm công nghệ
- Chủ đề 5: Tiêu thụ năng lượng trong gia đình
Môn Khoa học Tự nhiên 6, 8, 9 (thuộc mạch nội
dung: Năng lượng và cuộc sống; Điện)
5 Nông nghiệp 4.0 Môn Khoa học tự nhiên lớp 7 (thuộc mạch nội
- Hoạt động 1: Làm quen/khởi động dung: Các hoạt động sống của cơ thể sinh vật)
- Hoạt động 2: Tìm hiểu công nghệ nuôi Môn Công nghệ lớp 10 (Trồng trọt)
cấy mô - Chủ đề A.4: Giống cây trồng (vai trò công nghệ
- Hoạt động 3: Thực hành nuôi cấy mô thực sinh học trong chọn tạo giống và nhân giống cây
vật và trang trí cho sản phẩm nuôi cấy mô trồng)
- Chủ đề A.8: Công nghệ cao
trong trồng trọt
- Chủ đề B.1: Công nghệ sinh học
trong trồng trọt
166
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
- Chủ đề B.2: Trồng và chăm sóc hoa, cây cảnh
Môn Sinh học 10 (thuộc mạch nội dung: Sinh
học tế bào)
Môn Sinh học 11 (thuộc mạch nội dung: Sinh
sản ở sinh vật)
Chuyên đề học tập thuộc Sinh học 10, 11, 12:
Công nghệ tế bào và một số thành tựu
6 Sự đa dạng của thế giới sống: Môn Khoa học tự nhiên lớp 6 (thuộc mạch nội
- Hoạt động 1: Làm quen/khởi động. dung: Đa dạng thế giới sống)
- Hoạt động 2: Tìm hiểu về thế giới sống:
virus, vi khuẩn, nguyên sinh vật, nấm, thực
vật, động vật.
- Hoạt động 3: Thực hành làm tiêu bản và
quan sát một số loại vi khuẩn, động vật
nguyên sinh, tiêu bản/mẫu vật động thực vật
Từ những chủ đề được đề xuất ở Bảng 1. Chúng tôi xây dựng chương trình trải nghiệm
theo định hướng giáo dục STEM và tiến hành thực nghiệm cho nhóm lớp 1-3, nhóm lớp 4-6
và nhóm lớp 7-9; nhóm lớp 10-12. Cụ thể như sau:
- Về thời gian: 3 tiết (mỗi tiết 45 phút như hiện hành) vào buổi sáng hoặc chiều.
- Về nội dung: mỗi nhóm lớp, chúng tôi chọn 3 chủ đề, thiết kế hoạt động cho chủ đề
trong 45 phút có nội dung phù hợp.
- Về hình thức tổ chức dạy chủ đề: chia lớp thành 3 nhóm nhỏ, mỗi nhóm vào 1 phòng
thí nghiệm để học 1 chủ đề trong 45 phút, hết giờ các nhóm đổi chỗ (trong khoảng 5 - 10
phút) để thực hiện chủ đề tiếp theo,… kết thúc buổi học (sáng hoặc chiều), nhóm lớp học
được 3 chủ đề.
Hình 2. Một số hình ảnh trải nghiệm theo định hướng STEM được tổ chức tại khoa Sinh học
a: Nhóm HS lớp 1-3 tham quan mẫu vật PTN động vật học và vẽ lại mẫu động vật em yêu thích;
b, c: Nhóm HS lớp 7-9, 10-12 thao tác nuôi cấy mô; d. Nhóm HS lớp 1 - 3 hoàn thiện sản phẩm vẽ
lại mẫu động vật yêu thích; e. Nhóm HS lớp 10 - 12 quan sát vi khuẩn dưới kính hiển vi; f: Nhóm
HS lớp 7 - 9 thực hành hoàn thiện bức tranh từ các cơ quan thực vật; i. Sản phẩm nuôi cấy mô
trong bình được trang trí.
167
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
Các em HS ở các nhóm lớp đều rất hào hứng, tích cực khi được học, được làm ra những
sản phẩm khoa học nhỏ tại PTN. Một số hình ảnh thực nghiệm cho các nhóm lớp được thể
hiện ở Hình 2.
3. KẾT LUẬN
Giáo dục theo định hướng STEM xứng đáng là một phương pháp chủ đạo của giáo dục
thế giới trong giai đoạn Cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Trong nghiên cứu này, một số chủ
đề trải nghiệm liên quan đến môn sinh học dành cho các nhóm lớp 1-3, 4-6, 7-9, 10-12 đã được
thiết kế và tổ chức thử nghiệm tại khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 theo định
hướng giáo dục STEM. Kết quả bước đầu đã tạo ra được sự hứng thú của học sinh; sự quan
tâm, hưởng ứng của phụ huynh học sinh. Do đó, chúng tôi kiến nghị Bộ và Sở Giáo dục và Đào
tạo, đặc biệt là hệ thống các trường đại học, cộng với sự đầu tư của các lực lượng xã hội hóa là
các công ty giáo dục cần tiếp tục đẩy mạnh việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM để
tạo nên những chuyển biến tích cực cho công cuộc đổi mới giáo dục trên cả nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đặng Văn Sơn (2017), Xây dựng hệ sinh thái giáo dục STEM, Hội thảo giáo dục STEM trong
chương trình giáo dục phổ thong mới, Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.
[2] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2017), Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể.
[3] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2016), Tập huấn: Phương pháp giáo dục theo định hướng STEM.
[4] Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình các môn học (nguồn Internet ngày
19/1/2018).
[5] Vụ Giáo dục Trung học (2017), Tài liệu tập huấn: Tổ chức và quản lý các hoạt động chuyên
môn trong trường trung học cơ sở.
Title: DESIGNING SOME ACTIVITIES FOR SCIENTIFIC EXPERIENCES ORIENTATED STEM
EDUCATION FOR STUDENTS IN BIOLOGICAL FACULTY
Abstract: Over the years, the application of STEM education programs to schools has been very
successful. Through the school hours, with the organization of many activities to help students
experience the reality, attract students to solve the task of the lesson, create excitement and confidence
in learning, develop creative thinking. Many schools in big cities have built up: STEM integrated
laboratory models, IT computer science classes, robotics science classrooms... with very positive
results. Biology is in the field of science - one of the four areas of STEM. Therefore, the academic
programs and experiences of students in Biology are one of the development directions and need to be
implemented in the future. Our article offers a number of activities for students to experience at the
Laboratory of Biology - Hanoi Pedagogy University No 2 to apply the STEM education program in
teaching in general schools.
Keywords: STEM, experiences, biology, activity, education.
168
nguon tai.lieu . vn
