Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Chương trình Giáo dục phổ thông (CTGDPT) 2018 tại Việt Nam đánh dấu bước chuyển trọng tâm từ trang bị kiến thức đơn thuần sang phát triển phẩm chất và năng lực người học. Trong tiến trình đổi mới này, giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) được định hướng là phương thức giáo dục quan trọng nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, gắn kết tri thức học đường với giải quyết các vấn đề thực tiễn. Sinh học là môn khoa học tự nhiên nghiên cứu về sự sống, tích hợp nhiều kiến thức cốt lõi liên quan đến Hóa học, Vật lí, Toán học và ứng dụng công nghệ, kỹ thuật. Trong đó, mạch nội dung "Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật" thuộc chương trình Sinh học 11 có tính ứng dụng thực tiễn cao, liên quan chặt chẽ đến sinh hoạt, nông nghiệp và môi trường. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu và tài liệu hướng dẫn cụ thể về việc thiết kế, tổ chức các hoạt động trải nghiệm STEM cho mạch nội dung này theo CTGDPT 2018 vẫn còn hạn chế.

Đề tài khóa luận "Thiết kế và tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật, Sinh học 11" do sinh viên Trần Chí Hào thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Thanh Tâm tại Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (2024) nhằm giải quyết các yêu cầu dạy học thực tiễn nêu trên.

Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế và tổ chức hoạt động trải nghiệm (HĐTN) STEM nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật môn Sinh học lớp 11, CTGDPT 2018 nhằm góp phần phát triển năng lực (NL) sinh học và NL giải quyết vấn đề, sáng tạo cho học sinh (HS).

Giả thuyết nghiên cứu: Nếu thiết kế và tổ chức thành công HĐTN STEM nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật, Sinh học 11 thì sẽ góp phần hình thành và phát triển NL sinh học cùng NL giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Tìm kiếm, tham khảo công văn, chỉ thị của Đảng, Nhà nước, tài liệu tập huấn và các công trình nghiên cứu liên quan đến giáo dục STEM.
  2. Xác định mục tiêu, đối tượng khảo sát; xây dựng bộ câu hỏi khảo sát thực trạng tổ chức HĐTN STEM nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật, Sinh học 11 và xử lý số liệu điều tra.
  3. Thiết lập nguyên tắc và quy trình xây dựng chủ đề HĐTN STEM nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật, Sinh học 11.
  4. Thiết kế một số chủ đề HĐTN STEM thuộc nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật, Sinh học 11.
  5. Thực nghiệm sư phạm 01 chủ đề HĐTN STEM tại 02 trường Trung học phổ thông (THPT) trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh (mỗi trường 02 lớp), khảo sát và đánh giá NL sinh học của HS trước và sau thực nghiệm.
  6. Xử lý và phân tích số liệu thu được sau thực nghiệm.

Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Giáo dục STEM trong trường phổ thông.
  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Sinh học tại các trường THPT.
  • Phạm vi khảo sát thực trạng: 30 giáo viên (GV) môn Sinh học tại 11 trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh (thực hiện từ tháng 11/2023).
  • Phạm vi nội dung: Mạch nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật (thuộc chủ đề Sinh học cơ thể, Sinh học 11, CTGDPT 2018).
  • Phạm vi thực nghiệm sư phạm: 02 trường THPT tại TP. Hồ Chí Minh gồm THPT Nguyễn Khuyến và THPT Nguyễn Thị Minh Khai (mỗi trường thực nghiệm trên 02 lớp 11).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các khái niệm giáo dục hiện đại, văn bản chỉ đạo pháp lý và các mô hình phát triển năng lực:

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý:

  • Khái niệm giáo dục STEM: Định nghĩa theo CTGDPT 2018 và Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH của Bộ Giáo dục và Đào tạo, xác định STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS ứng dụng kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.
  • Cơ sở văn bản và chính sách: Nghị quyết số 29/NQ-TW (2013) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; Chỉ thị số 16/CT-TTg (2017) về tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4; Quyết định số 522/QĐ-TTg (2018) về giáo dục hướng nghiệp và định hướng phân luồng; Quyết định số 131/QĐ-TTg (2022) về chuyển đổi số trong giáo dục; Quyết định số 146/QĐ-TTg (2022) về nhân lực chuyển đổi số; Công văn số 4325/BGDĐT-GDTrH (2016) và Công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH (2020) hướng dẫn triển khai giáo dục STEM trong trường trung học.
  • Quy trình triển khai STEM: Khóa luận phân tích và đối chiếu 02 quy trình chính theo Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH:
    1. Quy trình nghiên cứu khoa học: Đặt câu hỏi nghiên cứu $\rightarrow$ Nghiên cứu kiến thức nền và lập kế hoạch thực nghiệm $\rightarrow$ Bảo vệ kế hoạch thực nghiệm $\rightarrow$ Thực nghiệm, quan sát, phân tích và rút ra kết luận $\rightarrow$ Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh.
    2. Quy trình thiết kế kĩ thuật: Xác định vấn đề $\rightarrow$ Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp $\rightarrow$ Lựa chọn giải pháp $\rightarrow$ Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá $\rightarrow$ Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh.
  • Cấu trúc năng lực:
    • Năng lực sinh học: Gồm 03 thành phần: Nhận thức sinh học; Tìm hiểu thế giới sống; Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.
    • Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Được đánh giá qua các bước xác định vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện kế hoạch và đánh giá giải pháp.
  • Tiêu chí đánh giá: Dựa trên khung tiêu chí đánh giá bài học STEM theo Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH của Bộ GD&ĐT.

Phương pháp nghiên cứu:

  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu, nghị quyết, công văn và các bài báo khoa học trong nước và quốc tế để xây dựng cơ sở lí luận và phân tích mạch kiến thức chương trình Sinh học 11.
  • Phương pháp điều tra bằng bảng hỏi: Sử dụng phiếu hỏi trên giấy và Google Forms đối với 30 GV Sinh học THPT tại TP. Hồ Chí Minh nhằm khảo sát thực trạng nhận thức, mức độ áp dụng, thuận lợi và khó khăn khi triển khai HĐTN STEM; sử dụng phiếu kiểm tra năng lực trước và sau chủ đề đối với học sinh.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm chủ đề HĐTN STEM đã thiết kế tại 04 lớp 11 thuộc 02 trường THPT; kết hợp kiểm tra đánh giá viết và quan sát quá trình theo bảng tiêu chí (rubric).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel 365 để tính toán các tham số thống kê gồm điểm trung bình cộng ($\bar{X}$), độ lệch chuẩn ($S$), kiểm định độ tin cậy $t$-test ($t$) và so sánh theo thang đo khoảng Likert 5 mức độ (1,00 - 1,80: Hoàn toàn không đồng ý/Rất hiếm khi; 1,81 - 2,60: Không đồng ý/Hiếm khi; 2,61 - 3,40: Không có ý kiến/Thỉnh thoảng; 3,41 - 4,20: Đồng ý/Thường xuyên; 4,21 - 5,00: Hoàn toàn đồng ý/Rất thường xuyên).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn

Chương 1 tổng quan các nghiên cứu STEM trên thế giới (Mỹ, Anh, Pháp, nghiên cứu của Yuanli Zhou 2022, Vera Zupanec và cộng sự 2022) và tại Việt Nam (Trần Thị Gái và cộng sự 2018, Nguyễn Thị Thuế và cộng sự 2019, Nguyễn Thị Hằng 2020, Nguyễn Thanh Nga và Lê Nguyễn Thanh Thủy 2020, Nguyễn Thị Hằng Nga và cộng sự 2022). Tác giả làm rõ các hình thức tổ chức giáo dục STEM (Bài học STEM, Hoạt động trải nghiệm STEM, Hoạt động nghiên cứu khoa học - kĩ thuật), các quy trình thực hiện và công cụ đánh giá năng lực học sinh.

Nội dung trọng tâm của chương là kết quả điều tra thực trạng trên 30 GV Sinh học thuộc 11 trường THPT tại TP. Hồ Chí Minh (THCS-THPT Diên Hồng, THPT Gia Định, THPT Mạc Đĩnh Chi, THPT Nguyễn Thị Minh Khai, THPT Nguyễn Khuyến, THPT Trần Khai Nguyên,...), trong đó có 60% GV có thâm niên giảng dạy trên 10 năm.

Nội dung khảo sát Giá trị thống kê ($\bar{X} \pm S$) Mức độ đánh giá
Mức độ áp dụng STEM:
Mức độ áp dụng giáo dục STEM của trường phổ thông $3,42 \pm 0,56$ Thường xuyên
Mức độ áp dụng giáo dục STEM của giáo viên $3,42 \pm 0,56$ Thường xuyên
Mức độ áp dụng STEM theo chủ đề Sinh học:
Giới thiệu chung về các cấp độ tổ chức của thế giới sống $1,09 \pm 0,30$ Rất hiếm khi
Sinh học tế bào $3,73 \pm 0,58$ Thường xuyên
Sinh học vi sinh vật và virus $3,67 \pm 0,55$ Thường xuyên
Sinh học cơ thể $3,50 \pm 0,78$ Thường xuyên
Di truyền học $2,23 \pm 1,01$ Hiếm khi
Sinh thái học và môi trường $2,50 \pm 1,22$ Hiếm khi
Mức độ sử dụng phương pháp dạy học trong STEM:
Phương pháp giải quyết vấn đề $4,37 \pm 0,67$ Rất thường xuyên
Phương pháp trực quan $4,13 \pm 0,63$ Thường xuyên
Phương pháp đàm thoại $3,73 \pm 0,87$ Thường xuyên
Phương pháp dựa trên dự án $3,43 \pm 0,63$ Thường xuyên
Phương pháp thực hành $3,57 \pm 0,63$ Thường xuyên
Phương pháp dựa trên nghiên cứu khoa học $2,73 \pm 0,64$ Thỉnh thoảng
Đánh giá về nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng (SH11):
Gắn liền với thực tiễn đời sống, con người, xã hội $4,20 \pm 0,96$ Đồng ý
Mang tính ứng dụng cao $4,17 \pm 0,99$ Đồng ý
Mang tính tổng hợp nhiều lĩnh vực giáo dục, nhiều môn học $4,23 \pm 0,95$ Đồng ý
Có thể kết nối kiến thức từ các môn học khác $4,23 \pm 0,95$ Đồng ý
Khó khăn khi tổ chức HĐTN STEM:
Trang thiết bị, cơ sở vật chất của nhà trường còn hạn chế $3,73 \pm 0,83$ Khó khăn
GV khó lựa chọn nội dung lồng ghép STEM vào chủ đề $3,50 \pm 0,78$ Khó khăn
Sĩ số lớp học quá đông, không gian lớp học nhỏ hẹp $3,50 \pm 1,04$ Khó khăn
GV không có đủ thời gian để thực hiện $3,47 \pm 0,82$ Khó khăn

Về hình thức triển khai, 67% trường chủ trương cho GV lồng ghép STEM vào môn Sinh học; 22% thành lập CLB hoặc liên kết trung tâm ngoài. Về hình thức GV áp dụng: 50% chọn Dạy học theo bài học STEM, 43% chọn HĐTN STEM và 7% chọn Nghiên cứu khoa học kĩ thuật. Có 63% GV đồng ý HĐTN STEM là hình thức phù hợp cho mạch Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở Sinh học 11.

Chương 2. Thiết kế một số hoạt động trải nghiệm STEM nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật, Sinh học 11

Tác giả phân tích tính kế thừa của mạch nội dung qua các cấp học: từ môn Khoa học tiểu học (Lớp 4-5 với chủ đề chất chiếm 17% - biến đổi hóa học 4 tiết; năng lượng 17% - 1 tiết), môn Khoa học tự nhiên 7 (chủ đề Vật sống chiếm 23% thời lượng) đến Sinh học 11 THPT. Trong chương trình Sinh học 11, mạch nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng thuộc chủ đề Sinh học cơ thể, được tác giả phân bổ thực hiện trong 29 tiết (chiếm 41% thời lượng môn học), bao gồm:

  • Khái quát trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng (1 tiết).
  • Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật: Trao đổi nước và khoáng (8 tiết); Quang hợp ở thực vật (5 tiết); Hô hấp ở thực vật (3 tiết); Thực hành (2 tiết).
  • Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở động vật: Dinh dưỡng và tiêu hóa; Hô hấp; Hệ tuần hoàn; Miễn dịch; Bài tiết và cân bằng nội môi; Thực hành (10 tiết).

Trên cơ sở đó, tác giả xây dựng nguyên tắc và quy trình 5 bước tổ chức HĐTN STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật:

  1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề. GV giao nhiệm vụ học tập có vấn đề thực tiễn, xác định tiêu chí sản phẩm cần chế tạo.
  2. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp. HS nghiên cứu kiến thức sinh học và các môn liên quan, tìm tòi và đề xuất các giải pháp khả thi.
  3. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp. Tổ chức cho HS trình bày, bảo vệ bản thiết kế kèm bản thuyết minh; tiếp thu góp ý từ GV và các nhóm để hoàn thiện bản vẽ kỹ thuật.
  4. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá. HS tiến hành gia công chế tạo mẫu thử, vận hành thử nghiệm, đo đạc thông số và điều chỉnh thiết kế.
  5. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh. Báo cáo sản phẩm trước lớp, thảo luận đánh giá và hoàn thiện sản phẩm.

Khóa luận tiến hành thiết kế chi tiết 02 chủ đề HĐTN STEM:

  • Chủ đề 1: "Chế tạo máy sục khí oxygen" (gắn với nội dung Trao đổi khí và Hô hấp ở sinh vật): HS vận dụng kiến thức về sự hòa tan khí trong nước, nhu cầu oxygen của sinh vật thủy sinh và nguyên lý cơ điện để thiết kế thiết bị sục khí tự chế từ vật liệu tái chế hoặc linh kiện đơn giản.
  • Chủ đề 2: "Sản xuất than sinh học" (Biochar) (gắn với nội dung Đất, dinh dưỡng khoáng và cải tạo môi trường sống cho thực vật): HS ứng dụng quá trình nhiệt phân kị khí chất thải hữu cơ/nông nghiệp để tạo than sinh học giúp giữ ẩm, giữ khoáng và cải tạo đất trồng cây.

Kèm theo các kế hoạch bài dạy là hệ thống công cụ kiểm tra đánh giá: ma trận bài kiểm tra năng lực trước và sau chủ đề, bảng tiêu chí đánh giá năng lực sinh học, rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo qua từng hoạt động.

Chương 3. Thực nghiệm sư phạm

Khóa luận tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của tiến trình dạy học đã thiết kế:

  • Địa bàn và mẫu thực nghiệm: Triển khai chủ đề "Chế tạo máy sục khí oxygen" tại 02 trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh: THPT Nguyễn Khuyến và THPT Nguyễn Thị Minh Khai (mỗi trường tiến hành trên 02 lớp 11).
  • Quy trình thực nghiệm: Đánh giá năng lực sinh học của HS trước khi thực hiện chủ đề (Pre-test) $\rightarrow$ Tổ chức dạy học theo tiến trình HĐTN STEM đã soạn thảo $\rightarrow$ Đánh giá năng lực sinh học và năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo của HS sau khi kết thúc chủ đề (Post-test) kết hợp với đánh giá quan sát qua các tiêu chí và rubric.
  • Kết quả thực nghiệm: Số liệu thu được tại cả hai trường THPT Nguyễn Khuyến và THPT Nguyễn Thị Minh Khai được thống kê chi tiết qua các bảng điểm thành phần năng lực nhận thức sinh học, tìm hiểu thế giới sống và vận dụng kiến thức. Phân tích thống kê cho thấy điểm trung bình sau thực nghiệm của HS tăng lên rõ rệt so với trước thực nghiệm, độ phân tán điểm số (độ lệch chuẩn $S$) giảm, giá trị kiểm định $t$ đạt mức ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$). Học sinh thể hiện sự chủ động trong phát hiện vấn đề, đề xuất bản vẽ thiết kế, thao tác chế tạo và thử nghiệm sản phẩm máy sục khí.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính:

  • Đã khảo sát và phản ánh định lượng thực trạng triển khai STEM của 30 giáo viên tại 11 trường THPT ở TP. Hồ Chí Minh, ghi nhận mức độ áp dụng thực tế ở mức thường xuyên ($3,42 \pm 0,56$), xác định rào cản lớn nhất là cơ sở vật chất ($3,73 \pm 0,83$) và phương pháp dạy học được ưu tiên cao nhất là giải quyết vấn đề ($4,37 \pm 0,67$).
  • Xác lập bảng phân bố thời lượng chi tiết cho mạch nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở Sinh học 11 gồm 29 tiết (chiếm 41% chủ đề Sinh học cơ thể).
  • Xây dựng hoàn chỉnh tiến trình 5 bước tổ chức HĐTN STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật bám sát Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH.
  • Thiết kế 02 kế hoạch bài dạy trải nghiệm STEM cụ thể: "Chế tạo máy sục khí oxygen" và "Sản xuất than sinh học" kèm bộ công cụ đánh giá năng lực (đề kiểm tra, rubric, bảng kiểm).
  • Thực nghiệm sư phạm tại 04 lớp 11 thuộc THPT Nguyễn Khuyến và THPT Nguyễn Thị Minh Khai khẳng định tính khả thi, chứng minh sự tiến bộ về năng lực sinh học và năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo của học sinh.

Đóng góp của khóa luận:

  • Đóng góp về mặt lý luận: Cụ thể hóa quy trình thiết kế kĩ thuật trong mô hình giáo dục STEM vào phân môn Sinh học 11 theo CTGDPT 2018.
  • Đóng góp về mặt thực tiễn: Cung cấp nguồn học liệu mẫu, kế hoạch bài dạy và bộ công cụ đo lường năng lực hoàn chỉnh, có thể áp dụng trực tiếp tại các trường THPT mà không đòi hỏi cơ sở vật chất quá phức tạp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế:

  • Mẫu khảo sát thực trạng còn ở quy mô tương đối nhỏ (30 giáo viên tại 11 trường THPT trong phạm vi TP. Hồ Chí Minh), chưa bao quát các vùng miền có điều kiện giáo dục khác nhau.
  • Quá trình thực nghiệm sư phạm mới chỉ tiến hành thực nghiệm chính thức 01 chủ đề ("Chế tạo máy sục khí oxygen"), chủ đề "Sản xuất than sinh học" chưa được kiểm chứng thực nghiệm diện rộng tại các lớp học.
  • Phạm vi nội dung mới tập trung ở một mạch nội dung cụ thể trong chương trình Sinh học 11.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng khảo sát thực trạng ở nhiều địa phương và các loại hình trường học khác nhau để tăng tính đại diện.
  • Tiếp tục triển khai thực nghiệm sư phạm đối với chủ đề "Sản xuất than sinh học" và mở rộng thiết kế các chủ đề STEM trải nghiệm cho các mạch kiến thức còn lại của Sinh học 11 (Cảm ứng, Sinh trưởng và phát triển, Sinh sản) cũng như toàn bộ cấp THPT (Sinh học 10 và Sinh học 12).
  • Hoàn thiện hệ thống tiêu chí đánh giá năng lực số và năng lực tự học của học sinh trong các hoạt động trải nghiệm STEM dài ngày.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:

  • Giáo viên Sinh học tại các trường THPT: Tham khảo quy trình 5 bước tổ chức HĐTN STEM, bảng phân bố thời lượng 29 tiết và sử dụng trực tiếp giáo án chi tiết chủ đề "Chế tạo máy sục khí oxygen" và "Sản xuất than sinh học".
  • Sinh viên ngành Sư phạm Sinh học và Sư phạm Khoa học tự nhiên: Nắm vững phương pháp thiết kế bài học STEM theo định hướng phát triển năng lực, cách thức lập ma trận đề kiểm tra và thang đo rubric đánh giá năng lực học sinh.
  • Cán bộ quản lý chuyên môn và nhà nghiên cứu giáo dục: Sử dụng các số liệu khảo sát thực trạng (về mức độ áp dụng, PPDH ưu tiên, rào cản cơ sở vật chất) làm cơ sở thực tế cho việc tổ chức bồi dưỡng chuyên môn hoặc xây dựng chuyên đề dạy học tích hợp liên môn.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận lựa chọn hai chủ đề trải nghiệm STEM cụ thể nào để thiết kế trong chương trình Sinh học 11? Tác giả đã thiết kế 02 chủ đề HĐTN STEM gắn liền với mạch Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật là: chủ đề "Chế tạo máy sục khí oxygen" (nội dung trao đổi khí và hô hấp) và chủ đề "Sản xuất than sinh học" (nội dung dinh dưỡng khoáng và cải tạo đất).

2. Quy trình thiết kế kĩ thuật trong hoạt động trải nghiệm STEM của đề tài gồm những bước nào? Quy trình gồm 5 hoạt động theo Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH:

  • Hoạt động 1: Xác định vấn đề.
  • Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp.
  • Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp.
  • Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá.
  • Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh.

3. Khảo sát 30 giáo viên THPT tại TP.HCM chỉ ra khó khăn lớn nhất khi triển khai HĐTN STEM là gì? Khó khăn được GV đánh giá cao nhất là "Trang thiết bị, cơ sở vật chất của nhà trường còn hạn chế" với điểm trung bình $3,73 \pm 0,83$, tiếp theo là vấn đề lựa chọn nội dung lồng ghép ($3,50 \pm 0,78$) và sĩ số lớp đông, không gian phòng học hẹp ($3,50 \pm 1,04$).

4. Phân phối thời lượng mạch nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong Sinh học 11 được tác giả đề xuất là bao nhiêu tiết? Tác giả đề xuất thời lượng thực hiện mạch nội dung này là 29 tiết, chiếm 41% tổng thời lượng của chủ đề Sinh học cơ thể trong chương trình Sinh học 11.

5. Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại những trường THPT nào và nhằm đánh giá năng lực gì của học sinh? Thực nghiệm sư phạm chủ đề "Chế tạo máy sục khí oxygen" được thực hiện tại 02 trường THPT ở TP. Hồ Chí Minh gồm THPT Nguyễn Khuyến và THPT Nguyễn Thị Minh Khai (mỗi trường 02 lớp 11), nhằm đánh giá sự phát triển của Năng lực sinh học (gồm nhận thức, tìm hiểu thế giới sống, vận dụng kiến thức kĩ năng) và Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Chí Hào đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu nghiên cứu thông qua việc hệ thống hóa cơ sở lí luận, điều tra thực trạng dạy học STEM trên 30 giáo viên THPT và đề xuất quy trình 5 bước thiết kế hoạt động trải nghiệm STEM môn Sinh học 11. Các chủ đề trải nghiệm được xây dựng cụ thể bám sát mạch nội dung Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng, kết hợp hệ thống công cụ đánh giá năng lực tường minh. Kết quả thực nghiệm tại Trường THPT Nguyễn Khuyến và THPT Nguyễn Thị Minh Khai đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của đề tài trong việc phát triển năng lực sinh học cùng năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông.