Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học phần chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật, sinh học 11 trung học phổ thông

Dạy học theo định hướng giáo dục STEM giúp học sinh học thông qua làm, lí thuyết gắn với thực tiễn. Bên cạnh việc phát triển các năng lực và tư duy kĩ thuật, giáo dục STEM còn có mục đích nhằm định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Bài viết này đưa ra quy trình thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học môn Sinh học và ví dụ minh họa về các hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM trong dạy học phần “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật”, Sinh học 11 trung học phổ thông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế chủ đề giáo dục STEM trong dạy học phần chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật, sinh học 11 trung học phổ thông VJE Tạp chí Giáo dục, Số 443 (Kì 1 - 12/2018), tr 59-64 THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC PHẦN “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT”, SINH HỌC 11 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Trần Thị Gái - Nguyễn Thị Phương - Nguyễn Thị Hoài Thanh Trường Đại học Vinh Ngày nhận bài: 20/10/2018; ngày sửa chữa: 02/11/2018; ngày duyệt đăng: 04/11/2018. Abstract: STEM-oriented teaching helps students learn through experience, theory links practice. Therefore, STEM proposes career orientation for students. The article presents STEM design in teaching Biology and example following this orientation and in module “Matter and energy metabolism”-Biology grade 11 at high school. Keywords: STEM, STEM education, STEM-oriented teaching, STEM topic, teaching Biology. 1. Mở đầu Giáo dục hiện đại chuyển từ dạy học tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực (NL) là một xu hướng đem lại hiệu quả cao trong giáo dục nhưng cũng đòi hỏi người dạy và người học đều phải thay đổi cách dạy và cách học. Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo tiếp cận liên ngành từ hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. Trong đó nội dung học tập được gắn với thực tiễn, phương pháp dạy học theo quan điểm dạy học định hướng hành động. STEM thường gắn liền với chương trình giảng dạy tích hợp (Johnson, PetersBurton- Moore, 2016), học tập dựa trên dự án hoặc vấn đề (Tawfik - Trueman, 2015), học tập khám phá (Crippen - Archambault, 2012). STEM là một phương thức để tăng hiệu quả giáo dục (Rodriguez, 2016). STEM thực sự cần thiết trong dạy học vì để giải thích được các hiện tượng xảy ra trong thế giới tự nhiên thì con người cần huy động kiến thức tổng hợp thuộc nhiều lĩnh vực (Moomaw, 2013; Talley, 2016; Vasquez, Comer Sneider, 2013). Giáo dục STEM hướng tới đào tạo con người có NL trong cuộc sống tương lai đáp ứng nhu cầu nhân lực lao động trong thời đại công nghệ. Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong Chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác nhằm phát triển các NL cốt lõi cho học sinh (HS) phát triển các NL đặc thù của các môn học thuộc về STEM và định hướng nghề nghiệp cho HS. Một trong những yêu cầu đối với giáo viên (GV) là cần biết cách thiết kế các hoạt động STEM một cách sáng tạo. Tuy nhiên, hiện nay, GV vẫn còn chưa nhận thức rõ bản chất dạy học STEM cũng như cách để thiết kế hoạt động STEM trong môn học. Nghiên cứu sâu về hoạt động STEM, cách thức để thiết kế và tổ chức HS học tập các môn học nói chung, Sinh học nói riêng là một hướng nghiên cứu cập nhật, cần thiết trong bối cảnh Việt Nam đang đổi mới căn bản, toàn diện GD-ĐT. 59 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Giáo dục STEM STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu biết về nguyên lí mà còn có thể thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Theo Tsupros N., R. Kohler và J. Hallinen (2009), giáo dục STEM là cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó HS áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào trong các bối cảnh cụ thể giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu, để từ đó phát triển các NL trong lĩnh vực STEM và cùng với đó có thể cạnh tranh trong nền kinh kế mới. * Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM (xem hình 1 trang bên) Theo David D. Thornburg (2008), các lĩnh vực Toán học, Công Nghệ, Khoa học và Kĩ thuật có mối quan hệ chặt chẽ trong mô hình STEM. Toán học và Công nghệ được sử dụng trong nghiên cứu Khoa học và Kĩ thuật nhằm giúp con người khám phá và cải tạo thế giới. Mặt khác Khoa học và Kĩ thuật thúc đẩy sự phát triển tiến bộ của Toán học và Công nghệ. Sự khác biệt giữa Khoa học và Kĩ thuật thể hiện ở mục đích và phương thức thực hiện. Mục đích của Khoa học là sự “tìm kiếm” nhằm nghiên cứu về sự vật, hiện tượng tự nhiên còn Kĩ thuật thiên về sự “thực hiện” nhằm thiết kế và chế tạo các vật VJE Tạp chí Giáo dục, Số 443 (Kì 1 - 12/2018), tr 59-64 thể cho sự tiến bộ của nhân loại. Để khám phá tự nhiên, Khoa học liên quan đến “phương pháp khoa học”, bao gồm quá trình xây dựng giả thuyết và xác minh được hình thành và phát triển cho HS ở nhiều cấp lớp. Để thiết kế và chế tạo, Kĩ thuật cần hình thành và phát triển cho người học sự sáng tạo và đổi mới, là những thuộc tính rất cần thiết trong lĩnh vực Kĩ thuật nhưng khó để định lượng và cần có thời gian hình thành lâu dài trong môi trường học tập kích thíc ...