Luận văn thạc sĩ: Vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnu ued vận dụng mô hình giáo dục stem trong dạy học phần ba sinh học vi sinh vật sinh học 10 trung, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Thị Huyền
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thúy Quỳnh
• Trường học: Trường Đại học Giáo dục
• Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
• Đề tài: Vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học phần ba Sinh học vi sinh vật, Sinh học 10, Trung học phổ thông
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu
• 0.3.1. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
• 0.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 0.4.2. Khách thể nghiên cứu
• 0.5. Giả thuyết nghiên cứu
• 0.6. Phương pháp nghiên cứu
• 0.6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận
• 0.6.2. Phương pháp điều tra
• 0.6.3. Phương pháp chuyên gia
• 0.6.4. Thực nghiệm sư phạm
• 0.6.5. Phương pháp xử lí số liệu
• 0.7. Những đóng góp mới của đề tài
• 0.8. Cấu trúc luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
• 1.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM
• 1.2. Giáo dục STEM trên thế giới
• 1.3. Giáo dục STEM ở Việt Nam
• 1.4. Khái niệm giáo dục STEM
• 2. CHƯƠNG 2: VẬN DỤNG MÔ HÌNH GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC VI SINH VẬT, SINH HỌC 10
• 2.1. Phân tích chương trình Sinh học 10, THPT
• 2.2. Cấu trúc chương trình Sinh học 10, THPT
• 2.3. Mục tiêu và cấu trúc phần Sinh học vi sinh vật, Sinh học 10
• 2.4. Mối quan hệ giữa nội dung, chương trình Phần vi sinh vật với định hướng giáo dục STEM
• 2.5. Cấu trúc, nội dung từng bài trong phần Sinh học Vi sinh vật 10
• 2.6. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học phần Vi sinh vật theo mô hình giáo dục STEM
• 2.7. Xây dựng chủ đề
• 2.8. Xây dựng nội dung học tập phần VSV lớp 10, THPT theo mô hình giáo dục STEM
• 2.9. Thiết kế các nhiệm vụ
• 2.10. Tổ chức thực hiện
• 2.11. Tổ chức đánh giá
• 2.12. Nguyên tắc xây dựng quy trình thiết kế bài giảng Sinh học theo mô hình giáo dục STEM
• 2.13. Xây dựng một số hoạt động theo mô hình giáo dục STEM dạy học phần Sinh học Vi sinh vật, lớp 10
• 2.14. Thiết kế một số giáo án/chủ đề dạy học phần Vi sinh vật, lớp 10
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
• 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
• 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.6.1. Kết quả định lượng
• 3.6.2. Kết quả định tính
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10

Mô hình giáo dục STEM đã trở thành một xu hướng quan trọng trong giáo dục hiện đại, đặc biệt trong việc dạy học sinh học lớp 10. Việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy phản biện mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề. Mô hình giáo dục STEM tích hợp các môn học Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, tạo ra một môi trường học tập liên ngành, giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

1.1. Khái niệm giáo dục STEM và tầm quan trọng của nó

Giáo dục STEM là một phương pháp dạy học tích hợp, giúp học sinh phát triển các kỹ năng cần thiết cho thế kỷ 21. Mô hình này không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn khuyến khích học sinh thực hành và trải nghiệm thực tế.

1.2. Lợi ích của việc áp dụng giáo dục STEM trong dạy học sinh học

Việc áp dụng giáo dục STEM trong dạy học sinh học giúp học sinh phát triển tư duy phản biện, khả năng làm việc nhóm và kỹ năng giải quyết vấn đề. Học sinh sẽ cảm thấy hứng thú hơn với môn học khi thấy được sự liên kết giữa lý thuyết và thực tiễn.

II. Thách thức trong việc áp dụng mô hình giáo dục STEM vào dạy học sinh học 10

Mặc dù mô hình giáo dục STEM mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó vào dạy học sinh học lớp 10 cũng gặp phải nhiều thách thức. Các giáo viên cần phải thay đổi phương pháp giảng dạy truyền thống và tìm kiếm các tài nguyên phù hợp để hỗ trợ việc học tập của học sinh.

2.1. Khó khăn trong việc thay đổi phương pháp dạy học

Nhiều giáo viên vẫn còn quen với phương pháp dạy học truyền thống, dẫn đến việc khó khăn trong việc áp dụng các phương pháp mới. Điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng dạy học và sự tiếp thu của học sinh.

2.2. Thiếu tài nguyên và hỗ trợ từ nhà trường

Nhiều trường học chưa có đủ tài nguyên và cơ sở vật chất để triển khai mô hình giáo dục STEM. Điều này gây khó khăn cho giáo viên trong việc thiết kế các hoạt động học tập hiệu quả.

III. Phương pháp dạy học STEM hiệu quả cho sinh học lớp 10

Để áp dụng mô hình giáo dục STEM vào dạy học sinh học lớp 10, giáo viên cần sử dụng các phương pháp dạy học tích cực và sáng tạo. Các hoạt động học tập nên được thiết kế để khuyến khích học sinh tham gia và trải nghiệm thực tế.

3.1. Thiết kế bài giảng theo mô hình STEM

Bài giảng cần được thiết kế theo hướng tích hợp các môn học, giúp học sinh thấy được sự liên kết giữa các kiến thức. Việc sử dụng các dự án thực tế sẽ giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

3.2. Tổ chức các hoạt động nhóm và dự án

Các hoạt động nhóm và dự án sẽ giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm và khả năng giải quyết vấn đề. Học sinh sẽ được khuyến khích làm việc cùng nhau để tìm ra giải pháp cho các vấn đề thực tiễn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10

Việc áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học lớp 10 đã cho thấy nhiều kết quả tích cực. Học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức tốt hơn mà còn phát triển được nhiều kỹ năng mềm quan trọng.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm sư phạm

Nghiên cứu cho thấy học sinh tham gia vào các hoạt động STEM có kết quả học tập cao hơn so với học sinh học theo phương pháp truyền thống. Điều này chứng tỏ hiệu quả của mô hình giáo dục STEM trong việc nâng cao chất lượng dạy học.

4.2. Các dự án thành công từ việc áp dụng giáo dục STEM

Nhiều dự án thành công đã được thực hiện trong quá trình dạy học sinh học, từ việc chế tạo mô hình sinh học đến các thí nghiệm thực tế. Những dự án này không chỉ giúp học sinh hiểu bài học mà còn khơi dậy niềm đam mê khoa học.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10

Mô hình giáo dục STEM đang dần trở thành một phần quan trọng trong giáo dục hiện đại. Việc áp dụng mô hình này trong dạy học sinh học lớp 10 không chỉ giúp nâng cao chất lượng dạy học mà còn chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng cần thiết cho tương lai.

5.1. Tương lai của giáo dục STEM tại Việt Nam

Giáo dục STEM sẽ tiếp tục được phát triển và mở rộng tại Việt Nam, với sự hỗ trợ từ các cơ quan giáo dục và các tổ chức quốc tế. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.

5.2. Khuyến nghị cho giáo viên và nhà trường

Các giáo viên cần được đào tạo và hỗ trợ để áp dụng mô hình giáo dục STEM hiệu quả. Nhà trường cũng cần đầu tư vào cơ sở vật chất và tài nguyên để tạo điều kiện cho việc dạy học theo mô hình này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc dạy học theo mô hình giáo dục STEM Chương 2: Vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học phần Sinh học vi sinh vật, Sinh học 10, trung học phổ thông. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu giáo dục STEM 1.

Giáo dục STEM trên thế giới Nghiên cứu về giáo dục STEM trong một thập k trở lại đây đã và đang đƣợc rất nhiều nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu và xu hƣớng nghiên cứu về lĩnh vực này sẽ còn tiếp tục đƣợc phát triển. Theo thống kê, giáo dục STEM đã đƣợc triển khai tại nhiều nƣớc trên thế giới, đặc biệt là các nƣớc công nghiệp phát triển nhƣ Mỹ, Úc, Phần Lan, Nhật Bản, Canada, Hàn Quốc [8]. Tại Mỹ: Vào những thập niên 50 và 60, Mỹ là quốc gia đầu tiên phổ cập giáo dục phổ thông cho cả nƣớc, tạo ra hệ thống các trƣờng đại học, cao đẳng rộng rãi. Hệ thống giáo dục của Mỹ vào thời điểm này đƣợc đánh giá là tốt nhất thế giới, cùng với đó là những kết quả tuyệt vời mà nền khoa học và kinh tế Mỹ đã đạt đƣợc.

Tuy nhiên, hiện nay nhiều quốc gia cho thấy học sinh của họ có một bƣớc tiến vƣợt bậc, nổi trội so với học sinh của Mỹ về các kỹ năng cũng nhƣ kiến thức trong trƣờng học phổ thông, chẳng hạn nhƣ Phần Lan, Hàn Quốc, Hongkong hay Singapore. Và một trong những bƣớc đi quan trọng của Mỹ trong cải cách giáo dục tìm lại vị thế của mình là phát triển giáo dục STEM [1] Úc: Úc là quốc gia có nền giáo dục phát triển với tỉ lệ học sinh đi học cao nhất thế giới và hệ thống cấp bằng quốc tế. Tại Nam Úc, bộ trƣởng bộ khoa học và thông tin kinh tế HonJay Weatherill đã nói rằng: Đối với tất cả các tiểu bang Nam Úc để gặt hái những lợi ích của ngành công nghiệp giá trị cao mới nổi và nền kinh tế kỹ thuật số, điều quan trọng là tất cả chúng ta làm việc cùng nhau để thu hút và phát triển nguồn nhân lực chất lƣợng cao với những kĩ năng về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM). Trong lời nói đầu của tài liệu thảo luận của chính phủ Queensland, thủ tƣớng Úc khẳng định tầm quan trọng của giáo dục STEM : “Khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM) giáo dục kỹ năng phát triển đóng một vai trò quan trọng trong tầm nhìn nhà nƣớc thông minh” [5].

Tại Anh: Mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn lực nghiên cứu khoa học chất lƣợng cao. Do đó các giải pháp hƣớng tới là tăng cƣờng tối đa các cơ hội cho 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ngƣời học đƣợc tiếp xúc, trải nghiệm với các hoạt động nghiên cứu khoa học ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trƣờng nhằm xây dựng hứng thú, yêu thích việc tự tìm tòi, khám phá tri thức và vận dụng tri thức vào cuộc sống [1]. Giáo dục STEM ở Việt Nam Mô hình giáo dục STEM đƣợc biết đến ở Việt Nam khoảng năm 2010 thông qua các công ty về công nghệ và giáo dục trong và ngoài nƣớc. Chƣơng trình giáo dục STEM lần đầu đƣợc công ty cổ phần DDT Eduspec giới thiệu tại hai thành phố lớn là Hà Nội và Hồ Chí Minh, sau đó đƣợc triển khai tại Đà Nẵng vào năm 2013 và tại Cần Thơ vào năm 2016.

Hiện nay đã có hàng chục nghìn học sinh tại các thành phố này theo học và tham dự nhiều cuộc thi trong suốt những năm vừa qua. Ở Việt Nam các trung tâm giáo dục ngoại khóa đã sớm áp dụng các chƣơng trình đào tạo STEM cho học sinh nhƣ: Endeavor Learning Institute, học viện sáng tạo S3… đã đƣợc nhiều phụ huynh và học sinh quan tâm [1]. Thực hiện chủ trƣơng đổi mới căn bản và toàn diện, từ năm 2012 Bộ Giáo dục và đào tạo hàng năm đã tổ chức nhiều cuộc thi, đặc biệt là cuộc thi “Nghiên cứu khoa học dành cho học sinh trung học” đã trở thành điểm sáng trong hoạt động giáo dục những năm qua. Qua các cuộc thi đã tạo cơ hội cho giáo viên và học sinh giao lƣu, học hỏi, chia sẻ kinh nghiệm trong việc đổi mới dạy và học đồng thời kích thích sự sáng tạo, say mê nghiên cứu, tăng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế.

Bên cạnh đó còn rất nhiều cuộc thi nhƣ: chế tạo robot mở rộng do khoa Vật lý trƣờng đại học Khoa học tự nhiên tổ chức, nhà sáng tạo trẻ, chế tạo và phóng tên lửa nƣớc đã đƣợc triển khai, là tiền đề hƣớng đến các cuộc thi quốc tế nhƣ: chế tạo tên lửa nƣớc của diễn đàn các cơ quan nghiên cứu vũ trụ khu vực châu Á – Thái Bình Dƣơng, cuộc thi ASPC ở Thái Lan… Các cuộc thi diễn ra nhận đƣợc sự quan tâm của các nhà giáo dục, cán bộ quản lý, giáo viên, phụ huynh và học sinh. Các cuộc thi này là ví dụ cho mục tiêu giáo dục nhằm phát triển năng lực cho HS hình thành những kĩ năng học tập và lao động trong thế kỉ 21 của Bộ Giáo dục và Đào tạo và đó cũng là mục tiêu mà giáo dục STEM hƣớng tới. Nhận thấy vai trò của giáo dục STEM nhƣ là một giải pháp quan trọng và hiệu quả trong việc đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục Việt Nam sau năm 2015. Vào năm 2015 – 2016, Bộ Giáo 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] dục và đào tạo đã khuyến khích nội dung STEM trong chƣơng trình giáo dục đào tạo và chỉ đạo năm 2017 – 2018 tiến hành thí điểm giáo dục STEM.

Hiện nay, Bộ Giáo dục và đào tạo đang phối hợp với hội Đồng Anh triển khai chƣơng trình thí điểm giáo dục STEM cho một số trƣờng trung học tại một số tỉnh thành nhƣ Hà Nội, Hải Dƣơng, Hải Phòng, Quảng Ninh và Nam Định. Đây là bƣớc đi quan trọng nhằm phát triển một chƣơng trình giáo dục theo định hƣớng STEM mang tầm quốc gia và là giải pháp giúp đổi mới giáo dục căn bản và toàn diện. Tại Hà Nội, trong một thời gian ngắn dƣới sự hƣớng dẫn của Chuyên gia về Giáo dục STEM, GV ở một số trƣờng THPT đã giúp HS tiếp cận một phƣơng pháp học tập mới. HS tham gia dự án hào hứng khi lần đầu tiên mình đƣợc thụ hƣởng một các học tập mới, phát huy đƣợc khả năng của chính mình trong việc áp dụng học đi đôi với hành.

Các kiến thức để thực hiện đều có trong các bài học Vật lý, Hoá học, Sinh học … đã học đƣợc áp dụng vào thực tiễn. Các sản phẩm, dự án tuy còn rất khiêm tốn là nhƣng đó là kết quả của sự nỗ lực, cố gắng trong việc nghiên cứu, trải nghiệm tìm tòi khoa học. Một số dự án, sản phẩm đƣợc các thầy cố vấn của Hội đồng Anh đánh giá cao: máy cắt xốp, thiết kế máy bảo vệ trứng, an ninh quang học, xây dựng mô hình nhà chống lũ (trƣờng Olympia); phân loại và xử lí rác thải, trồng cây thủy canh (THCS Nguyễn Trãi), vai trò của các nguyên tố khoáng (K,N,P) đối với thực vật (THPT Chúc Động)….Xây dựng dự án chứa các thí nghiệm và chế tạo các dụng cụ học tập bằng những nguyên vật liệu đơn giản nhƣ Mô phỏng tên lửa nƣớc, mô phỏng núi lửa phun trào.Sử dụng các chai nhựa không dùng đến làm giàn cây thông minh, đèn ngủ.Sáng chế bút dạ viết bảng, sáng chế ra công nghệ về gen, công nghệ tế bào. Tuy nhiên, từ tổng hợp một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc cho thấy: Đến nay vẫn chƣa có một nghiên cứu nào nghiên cứu một cách hệ thống, toàn diện và sâu sắc về dạy học theo mô hình giáo dục STEM trong dạy học phần Sinh học vi sinh vật - Sinh học 10- THPT.

Vì vậy, việc thực hiện đề tài này sẽ không trùng lặp, đảm bảo tính độc lập và có ý nghĩa lý luận và thực tiễn lớn đối với việc nâng cao chất lƣợng, hiệu quả dạy và học môn Sinh Học ở lớp 10 bậc THPT. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Khái niệm giáo dục STEM Hiện nay, giáo dục STEM đƣợc nhiều tổ chức, nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu. Do đó, khái niệm về giáo dục STEM cũng đƣợc định nghĩa dựa trên ba cách chính nhƣ sau: Giáo dục STEM đƣợc hiểu theo nghĩa là quan tâm đến các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học.

Đây cũng là quan niệm về giáo dục STEM của Bộ giáo dục Mỹ “Giáo dục STEM là một chƣơng trình nhằm cung cấp hỗ trợ, tăng cƣờng, giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học (STEM) ở tiểu học và trung học cho đến bậc sau đại học” [1,5]. Giáo dục STEM đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp liên ngành của 4 lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó, những kiến thức hàn lâm đƣợc kết hợp chặt chẽ với các bài học thực tế thông qua việc HS đƣợc áp dụng những kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học vào trong những bối cảnh cụ thể tạo nên một kết nối giữa nhà trƣờng, cộng đồng và các doanh nghiệp cho phép ngƣời học phát triển những kĩ năng STEM và tăng khả năng cạnh tranh trong nền kinh tế mới [7,13]. Giáo dục STEM đƣợc hiểu theo nghĩa là tích hợp (liên ngành) từ 2 lĩnh vực về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên.

Cụ thể là theo hƣớng tiếp cận, khám phá trong hoạt động dạy và học giữa hai hay nhiều môn học STEM, hoặc giữa một chủ đề STEM [12]. Ở ngữ cảnh giáo dục và trên bình diện thế giới, STEM đƣợc hiểu với nghĩa là giáo dục STEM trong đó: Science (Khoa học): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng các kiến thức Khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học trái đất), giúp HS hiểu về thế giới tự nhiên và có thể vận dụng kiến thức đó để giải quyết các vấn đề khoa học trong cuộc sống hàng ngày. Technology (Công nghệ): Là môn học nhằm phát triển khả năng sử dụng, quản lí, hiểu và đánh giá công nghệ của HS. Công nghệ giúp HS hiểu rõ về công nghệ đƣợc phát triển nhƣ thế nào, cung cấp những kĩ năng để HS có thể phân tích 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] đƣợc sự ảnh hƣởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày và của cộng đồng.