I. Tổng Quan Về Tích Hợp Vật Lý Y Học Sinh Học Khái Niệm
Tích hợp là sự hợp nhất các bộ phận khác nhau để tạo thành một thể thống nhất, dựa trên những nét bản chất nhất của các thành phần. Nó không chỉ là phép cộng đơn giản các thuộc tính. Tích hợp có hai tính chất cơ bản: tính liên kết và tính toàn vẹn. Tính liên kết tạo nên một thực thể toàn vẹn, không cần phân chia giữa các thành phần. Tính toàn vẹn dựa trên sự thống nhất nội tại, không phải sự lắp đặt các thành phần bên cạnh nhau. Không thể gọi là tích hợp nếu các tri thức, kỹ năng không có sự liên kết, phối hợp trong lĩnh hội nội dung hoặc giải quyết một tình huống. Theo tài liệu gốc, tích hợp (Intergration) có nguồn gốc từ tiếng Latin, nghĩa là xác lập thành một cái chung, cái toàn thể, cái thống nhất trên cơ sở thống nhất những bộ phận riêng lẻ [1].
1.1. Khái Niệm Dạy Học Tích Hợp Liên Môn STEM
Dạy học tích hợp là một quan điểm dạy học nhằm hình thành và phát triển ở học sinh những năng lực cần thiết, đặc biệt là năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống thực tiễn. Theo Từ điển Giáo dục học, dạy học tích hợp là hành động liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch dạy học [1]. Quan điểm của Ban chỉ đạo đổi mới chương trình, sách giáo khoa sau năm 2015 cho rằng: Dạy học tích hợp được hiểu là giáo viên tổ chức để học sinh huy động đồng thời các kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, thông qua đó hình thành những kiến thức, kĩ năng mới, từ đó phát triển những năng lực cần thiết [2].
1.2. Các Hình Thức Tích Hợp Kiến Thức Liên Ngành
Theo D’Hainaut, có bốn phương thức khác nhau để tích hợp các môn học: tích hợp đơn môn, tích hợp đa môn, tích hợp liên môn, tích hợp xuyên môn [5]. Tích hợp đơn môn dựa trên sự thống nhất nội tại của một số tư tưởng trong nội bộ môn học. Tích hợp liên môn là hình thức phối hợp của nhiều môn học để nghiên cứu và giải quyết một tình huống, tạo ra kết nối giữa nhiều môn học. Tích hợp đa môn là hình thức dạy học theo các môn học riêng lẽ nhưng các môn học đều có một chủ đề chung. Tích hợp xuyên môn hướng vào phát triển những kỹ năng mà học sinh có thể sử dụng trong các môn học thông qua giải quyết các tình huống.
II. Mục Tiêu Dạy Học Tích Hợp Vật Lý Y Học Sinh Học
Dạy học tích hợp nhấn mạnh các mục tiêu cơ bản sau: Làm cho quá trình học tập có ý nghĩa, gắn liền với kinh nghiệm sống và các tình huống thực tiễn. Phân biệt cái cốt yếu với cái ít quan trọng hơn, giúp xác định rõ mục tiêu và lựa chọn nội dung. Lập mối liên hệ giữa các khái niệm đã học và tránh trùng lặp kiến thức, đồng thời phát triển năng lực xuyên môn. Hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, không chỉ đánh giá kiến thức mà còn khả năng vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tiễn. Thực tiễn nhiều nước đã chứng tỏ rằng, thực hiện quan điểm dạy học tích hợp sẽ giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và làm cho việc học tập trở nên có ý nghĩa hơn.
2.1. Tăng Tính Ứng Dụng Kiến Thức Vật Lý Trong Y Học
Thực hiện môn học tích hợp, các quá trình học tập không bị cô lập với cuộc sống hằng ngày, các kiến thức gắn liền với kinh nghiệm sống và gắn với các tình huống thực tiễn của học sinh. Khi đó, việc dạy các kiến thức không chỉ là lí thuyết mà còn được vận dụng cho cuộc sống thực tiễn. Mặt khác, kiến thức sẽ không lạc hậu do thường xuyên cập nhật với cuộc sống. Như vậy, khi đánh giá học sinh, ngoài kiến thức ta cũng có thể đánh giá khả năng vận dụng kiến thức trong các tình huống thực tiễn.
2.2. Phát Triển Năng Lực Giải Quyết Vấn Đề Thực Tiễn
Dạy học tích hợp tạo ra các tình huống học tập để học sinh vận dụng kiến thức một cách sáng tạo. Vì vậy, dạy học tích hợp không chú trọng việc đánh giá kiến thức mà học sinh đã lĩnh hội mà quan tâm đến việc đánh giá học sinh vận dụng kiến thức đã lĩnh hội vào các tình huống thực tiễn như thế nào. Thực tiễn nhiều nước đã chứng tỏ rằng, thực hiện quan điểm dạy học tích hợp sẽ giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và làm cho việc học tập trở nên có ý nghĩa hơn.
III. Nguyên Tắc Lựa Chọn Nội Dung Tích Hợp Hướng Dẫn Chi Tiết
Việc lựa chọn nội dung tích hợp cần đảm bảo mục tiêu giáo dục, hình thành và phát triển năng lực cần thiết cho người học. Nội dung phải đáp ứng yêu cầu phát triển của xã hội, mang tính thiết thực và có ý nghĩa cho người học. Đảm bảo tính khoa học và tiếp cận những thành tựu của khoa học kỹ thuật, đồng thời vừa sức với học sinh. Nội dung cần đảm bảo tính giáo dục và giáo dục vì sự phát triển bền vững. Tăng tính hành động, tính thực tiễn, quan tâm tới những vấn đề mang tính xã hội của địa phương. Việc xây dựng các chủ đề/bài học tích hợp dựa trên chương trình hiện hành.
3.1. Đảm Bảo Mục Tiêu Giáo Dục và Phát Triển Năng Lực
Theo luật giáo dục năm 2005, mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kĩ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng bảo về Tổ quốc. Thực hiện đổi mới của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, phát triển năng lực của người học được chú trọng.
3.2. Đáp Ứng Yêu Cầu Phát Triển Xã Hội và Tính Thiết Thực
Để phấn đấu trở thành quốc gia công nghiệp hiện đại trong bối cảnh hội nhập quốc tế, đòi hỏi đất nước cần có nguồn nhân lực có trình độ và chất lượng cao. Để đáp ứng yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao đòi hỏi việc đào tạo phải chú trọng phát triển năng lực đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề mang tính tổng hợp cho người học. Việc lựa chọn nội dung bài học, chủ đề tích hợp cần tinh giản kiến thức hàn lâm, cần lựa chọn những kiến thức thiết thực, có ý nghĩa và gắn bó với cuộc sống của người học.
IV. Quy Trình Xây Dựng Chủ Đề Tích Hợp Vật Lý Y Học Sinh Học
Quy trình xây dựng bài học tích hợp bao gồm: Rà soát chương trình, sách giáo khoa để tìm ra các nội dung dạy học gần giống nhau, có liên quan chặt chẽ với nhau trong các môn học của chương trình, sách giáo khoa hiện hành; những nội dung liên quan đến thời sự của địa phương, đất nước để xây dựng bào học tích hợp. Xác định bài học tích hợp, bao gồm tên bài học, thuộc lĩnh vực Khoa học tự nhiên hay Khoa học xã hội,… Dự kiến thời gian bao nhiêu tiết cho bài học tích hợp. Xác định mục tiêu của bài học tích hợp bao gồm: kiến thức, kỹ năng, thái độ, định hướng năng lực hình thành. Xây dựng nội dung của bài học tích hợp. Căn cứ vào thời gian dự kiến, mục tiêu, đặc điểm tâm sinh lí và yếu tố vùng miền để xây dựng nội dung phù hợp. Xây dựng kế hoạch bài học tích hợp (chú ý tới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực của người học).
4.1. Xác Định Nội Dung và Mục Tiêu Bài Học Tích Hợp
Rà soát chương trình, sách giáo khoa để tìm ra các nội dung dạy học gần giống nhau, có liên quan chặt chẽ với nhau trong các môn học của chương trình, sách giáo khoa hiện hành; những nội dung liên quan đến thời sự của địa phương, đất nước để xây dựng bào học tích hợp. Xác định bài học tích hợp, bao gồm tên bài học, thuộc lĩnh vực Khoa học tự nhiên hay Khoa học xã hội,… Dự kiến thời gian bao nhiêu tiết cho bài học tích hợp.
4.2. Xây Dựng Kế Hoạch và Nội Dung Chi Tiết
Xác định mục tiêu của bài học tích hợp bao gồm: kiến thức, kỹ năng, thái độ, định hướng năng lực hình thành. Xây dựng nội dung của bài học tích hợp. Căn cứ vào thời gian dự kiến, mục tiêu, đặc điểm tâm sinh lí và yếu tố vùng miền để xây dựng nội dung phù hợp. Xây dựng kế hoạch bài học tích hợp (chú ý tới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực của người học).
V. Ứng Dụng Vật Lý Trong Y Học Các Ví Dụ Cụ Thể
Nhiều kiến thức Vật lý có ứng dụng trực tiếp trong Y học. Ví dụ, kiến thức về cơ học được sử dụng để giải thích sự vận động của cơ thể, hoạt động của hệ hô hấp. Kiến thức về điện học được ứng dụng trong các thiết bị y tế như máy điện tim, máy điện não. Kiến thức về phóng xạ được sử dụng trong chẩn đoán và điều trị ung thư. Việc tích hợp kiến thức Vật lý vào giảng dạy Y học giúp học sinh hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của cơ thể và các thiết bị y tế.
5.1. Cơ Học và Sự Vận Động của Cơ Thể
Kiến thức về cơ học được sử dụng để giải thích sự vận động của cơ thể, hoạt động của hệ hô hấp. Các lực tác dụng lên cơ thể, chuyển động quay của cơ thể đều tuân theo các định luật Vật lý. Việc hiểu rõ các nguyên tắc cơ học giúp học sinh hiểu rõ hơn về cách cơ thể vận động và hoạt động.
5.2. Điện Học và Các Thiết Bị Y Tế
Kiến thức về điện học được ứng dụng trong các thiết bị y tế như máy điện tim, máy điện não. Các thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc đo điện thế do hoạt động của tim và não tạo ra. Việc hiểu rõ các nguyên tắc điện học giúp học sinh hiểu rõ hơn về cách các thiết bị này hoạt động và cách chúng được sử dụng trong chẩn đoán bệnh.
VI. Thực Nghiệm Đánh Giá Chủ Đề Tích Hợp Kết Quả Phân Tích
Thực nghiệm kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lý – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông nhằm mục tiêu đánh giá mức độ phù hợp của các chủ đề với khả năng nhận thức và nhu cầu học tập của học sinh. Phạm vi và đối tượng thực nghiệm là học sinh THPT. Tiến trình thực nghiệm bao gồm lập phiếu kiểm tra, đánh giá tài liệu các chủ đề tích hợp, lấy ý kiến kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp. Kết quả thực nghiệm được phân tích để đưa ra kết luận và kiến nghị.
6.1. Mục Tiêu và Phạm Vi Thực Nghiệm
Thực nghiệm kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lý – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông nhằm mục tiêu đánh giá mức độ phù hợp của các chủ đề với khả năng nhận thức và nhu cầu học tập của học sinh. Phạm vi và đối tượng thực nghiệm là học sinh THPT.
6.2. Tiến Trình và Kết Quả Đánh Giá
Tiến trình thực nghiệm bao gồm lập phiếu kiểm tra, đánh giá tài liệu các chủ đề tích hợp, lấy ý kiến kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp. Kết quả thực nghiệm được phân tích để đưa ra kết luận và kiến nghị. Các kết quả này giúp điều chỉnh và hoàn thiện các chủ đề tích hợp để phù hợp hơn với học sinh.
