I. Thiết kế dạy học STEM Khái niệm và mục tiêu
Phần này trình bày khái niệm giáo dục STEM, nhấn mạnh tính liên ngành, sự lồng ghép với thực tiễn và kết nối cộng đồng. Giáo dục STEM không chỉ là việc truyền thụ kiến thức về khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học mà còn là việc phát triển năng lực đặc thù STEM, năng lực cốt lõi và định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Mục tiêu không phải tạo ra các nhà khoa học ngay lập tức, mà là trang bị cho học sinh những phẩm chất, năng lực cần thiết để thích ứng với cuộc sống hiện đại. Mục tiêu dạy học STEM trong đề tài này hướng đến việc tích hợp vấn đề giáo dục bảo vệ sức khỏe vào chủ đề “Thành phần hóa học của tế bào” – Sinh học 10, giúp học sinh hiểu biết và phòng tránh bệnh tật thông qua chế độ ăn uống hợp lý và lối sống lành mạnh. Như Jean Jacques Rousseau đã nói: “Ta không nên dạy trẻ nhỏ khoa học, mà hãy để trẻ nếm trải nó”, triết lý này phản ánh rõ nét phương pháp tiếp cận của STEM. Đề tài ứng dụng phương pháp dạy học dự án (DHDA), một phương pháp linh hoạt, cho phép học sinh chủ động khám phá và trải nghiệm kiến thức.
1.1. Lựa chọn chủ đề STEM và xác định vấn đề
Chủ đề STEM được lựa chọn phải gắn liền với thực tiễn, kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các môn học. Đề tài lựa chọn chủ đề “Thành phần hóa học của tế bào” – Sinh học 10, liên kết với vấn đề thực tiễn gần gũi học sinh: mỹ phẩm và an toàn mỹ phẩm. Việc này tạo hứng thú học tập và thúc đẩy học sinh vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tế. Vấn đề STEM được đặt ra là sản xuất mỹ phẩm từ thiên nhiên (kem dưỡng ẩm và son dưỡng môi), giúp học sinh hiểu rõ thành phần hóa học của mỹ phẩm và tác động của chúng đến sức khỏe. Đây là một vấn đề thực tiễn hấp dẫn, thúc đẩy học sinh chủ động tìm hiểu, nghiên cứu và sáng tạo. Các mục tiêu học tập được xác định rõ ràng, bao gồm kiến thức về thành phần hóa học tế bào, kỹ năng thực hành, kỹ năng làm việc nhóm, và năng lực giải quyết vấn đề. Việc xây dựng tiêu chí sản phẩm (khoa học, kỹ thuật, thẩm mỹ, an toàn, nhân văn) cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình thực hiện dự án. Giải pháp được đề xuất là sản xuất mỹ phẩm tự nhiên, đáp ứng các tiêu chí đã đề ra.
1.2. Xây dựng bộ câu hỏi định hướng và thiết kế tiến trình
Một bộ câu hỏi định hướng được thiết kế để dẫn dắt học sinh từ khái quát đến cụ thể, giúp học sinh tự hình thành kiến thức và tìm ra giải pháp. Những câu hỏi này đóng vai trò then chốt trong việc phát triển năng lực sáng tạo và định hướng tương lai của học sinh. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM được thiết kế theo các phương pháp dạy học tích cực, kết hợp giữa hoạt động trong lớp và ngoài lớp học. Quy trình 5E (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate) được áp dụng, giúp bài học có tính hệ thống, liền mạch, khuyến khích học sinh tự khám phá và kiến tạo kiến thức. Phương pháp DHDA được sử dụng, trong đó học sinh làm việc nhóm, tự lập kế hoạch, thực hiện, kiểm tra và đánh giá sản phẩm. Việc này giúp phát triển kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề, và kỹ năng trình bày. Công cụ đánh giá được thiết kế để đánh giá cả quá trình và kết quả, đảm bảo tính công bằng và khách quan. Mục tiêu của bài học được đánh giá dựa trên các tiêu chí đã được thiết lập trước đó. Việc mở rộng chủ đề sau khi hoàn thành bài học cũng được đề cập đến, để học sinh tiếp tục khám phá và học hỏi.
II. Thực hiện và đánh giá dạy học STEM
Phần này tập trung vào quy trình tổ chức thực hiện giáo dục STEM, bao gồm các bước: đặt vấn đề, khảo sát, ý tưởng, kế hoạch, tạo dựng, kiểm tra, cải thiện và chia sẻ. Quy trình thiết kế kỹ thuật được mô tả chi tiết, giúp học sinh trải nghiệm toàn bộ quá trình như một nghiên cứu khoa học thực thụ. Việc đánh giá năng lực trong dạy học dự án định hướng giáo dục STEM được nhấn mạnh, không chỉ đánh giá kết quả mà còn cả quá trình thực hiện dự án. Dạy học theo dự án (DHDA) được xem là phương pháp phù hợp để triển khai giáo dục STEM, giúp học sinh phát triển nhiều năng lực cần thiết như: tư duy phản biện, tư duy sáng tạo, kỹ năng hợp tác, và kỹ năng giải quyết vấn đề. Ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) trong quá trình học tập cũng được khuyến khích, giúp học sinh tiếp cận với các công cụ hiện đại và nâng cao hiệu quả học tập. Học liệu số được tận dụng tối đa, tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh trong quá trình nghiên cứu và thực hiện dự án.
2.1. Áp dụng phương pháp Dạy học Dự án DHDA
Phương pháp DHDA được lựa chọn vì sự phù hợp với mục tiêu giáo dục STEM. Học sinh được trải nghiệm toàn bộ quá trình: từ khâu lập kế hoạch, thực hiện, đến đánh giá sản phẩm. Làm việc nhóm là hình thức làm việc chủ yếu trong DHDA, giúp học sinh rèn luyện kỹ năng hợp tác và chia sẻ. Các bước trong DHDA bao gồm: xây dựng bộ câu hỏi định hướng, theo dõi hướng dẫn đánh giá, chuẩn bị cơ sở vật chất và kết thúc báo cáo dự án. Vai trò của giáo viên là người hướng dẫn, hỗ trợ học sinh, không phải là người truyền đạt kiến thức một chiều. Đánh giá trong DHDA chú trọng vào cả quá trình và kết quả, giúp giáo viên nắm bắt được năng lực của từng học sinh. Sản phẩm của DHDA có thể là các sản phẩm thực tiễn, có tính ứng dụng cao, thể hiện được năng lực của học sinh. DHDA góp phần phát triển năng lực tổng hợp cho học sinh, chuẩn bị cho các em những kỹ năng cần thiết cho tương lai.
2.2. Đánh giá kết quả và ứng dụng thực tiễn
Đánh giá kết quả dạy học được thực hiện một cách toàn diện, bao gồm cả đánh giá định lượng và đánh giá chất lượng. Kết quả định lượng có thể là số lượng sản phẩm hoàn thành, số lượng học sinh đạt yêu cầu. Kết quả chất lượng được đánh giá dựa trên sự phát triển năng lực của học sinh, sự hiểu biết của học sinh về kiến thức, kỹ năng và thái độ. Đánh giá năng lực STEM tập trung vào việc đánh giá khả năng giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo, làm việc nhóm, và sử dụng công nghệ. Tài liệu dạy học STEM được sử dụng hiệu quả trong quá trình giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tiếp cận với kiến thức một cách sinh động và dễ hiểu. Ứng dụng thực tiễn của đề tài này rất cao, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tế, nâng cao ý thức bảo vệ sức khỏe và phát triển năng lực cá nhân. Đề tài góp phần cải tiến chất lượng dạy học môn Sinh học, giúp môn học trở nên gần gũi và thú vị hơn với học sinh.
