Luận văn thạc sĩ vận dụng mô hình giáo dục stem trong dạy học phần ba sinh học vi sinh vật sinh học 10 trung học phổ thông

Luận văn thạc sĩ giáo dục nghiên cứu vận dụng mô hình giáo dục stem trong dạy học phần ba sinh học vi sinh vật sinh học 10 trung học phổ, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên

• Tác giả: Nguyễn Thị Huyền
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thúy Quỳnh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Sư phạm sinh học
• Đề tài: Vận Dụng Mô Hình Giáo Dục STEM Trong Dạy Học Sinh Học 10
• 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
• 1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
• 1.1.2. Giáo dục STEM ở Việt Nam
• 1.2. 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
• 2.4.1. Cấu trúc, nội dung từng bài trong phần Sinh học Vi sinh vật 10
• 2.4.2. Mối quan hệ giữa nội dung, chương trình Phần vi sinh vật với định hướng giáo dục STEM
• 2.5. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học phần Vi sinh vật theo mô hình giáo dục STEM
• 2.5.1. Quy trình xây dựng bài giảng Sinh học theo mô hình giáo dục STEM
• 2.5.2. Xây dựng chủ đề
• 2.5.3. Xây dựng nội dung học tập phần VSV lớp 10, THPT theo mô hình giáo dục STEM
• 2.5.4. Thiết kế các nhiệm vụ
• 2.6. Tổ chức thực hiện
• 2.7. Tổ chức đánh giá
• 2.8. Nguyên tắc xây dựng quy trình thiết kế bài giảng Sinh học theo mô hình giáo dục STEM
• 2.9. Xây dựng một số hoạt động theo mô hình giáo dục STEM dạy học phần Sinh học Vi sinh vật, lớp 10
• 2.10. 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 mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10

Mô hình giáo dục STEM đang trở thành một xu hướng quan trọng trong giáo dục hiện đại, đặc biệt trong việc dạy học sinh học lớp 10. Mô hình này không chỉ giúp học sinh phát triển kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng thực hành và tư duy phản biện. Việc áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10 giúp học sinh có cơ hội trải nghiệm thực tế, từ đó nâng cao khả năng sáng tạo và giải quyết vấn đề.

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

Giáo dục STEM là một phương pháp dạy học tích hợp các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học. Mô hình này giúp học sinh phát triển tư duy logic và khả năng giải quyết vấn đề thông qua các hoạt động thực tiễn. Theo nghiên cứu, giáo dục STEM không chỉ nâng cao chất lượng học tập mà còn tạo ra hứng thú cho học sinh trong việc khám phá kiến thức mới.

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

Việc áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học mang lại nhiều lợi ích. Học sinh không chỉ tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả mà còn phát triển kỹ năng làm việc nhóm, tư duy phản biện và khả năng sáng tạo. Nghiên cứu cho thấy, học sinh tham gia vào các hoạt động STEM có kết quả học tập tốt hơn so với phương pháp dạy học truyền thống.

II. Những thách thức trong việc vận dụng mô hình giáo dục STEM

Mặc dù mô hình giáo dục STEM mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó trong dạy học sinh học 10 cũng gặp phải không ít thách thức. Các giáo viên cần phải thay đổi phương pháp giảng dạy, đồng thời trang bị thêm kiến thức và kỹ năng để thực hiện hiệu quả mô hình này.

2.1. Khó khăn trong việc thiết kế bài giảng theo mô hình STEM

Thiết kế bài giảng theo mô hình giáo dục STEM đòi hỏi giáo viên phải có sự sáng tạo và linh hoạt trong việc kết hợp các môn học. Nhiều giáo viên vẫn còn gặp khó khăn trong việc xây dựng các hoạt động học tập tích hợp, dẫn đến việc chưa phát huy hết tiềm năng của mô hình này.

2.2. Thiếu nguồn lực và hỗ trợ từ nhà trường

Nhiều trường học chưa có đủ nguồn lực để triển khai mô hình giáo dục STEM. Việc thiếu thiết bị, tài liệu và hỗ trợ từ ban giám hiệu cũng là một trong những rào cản lớn trong việc áp dụng mô hình này vào dạy học sinh học.

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

Để vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học 10 một cách hiệu quả, giáo viên cần áp dụng các phương pháp dạy học tích cực. Những phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng làm việc nhóm.

3.1. Sử dụng dự án thực tế trong dạy học

Việc áp dụng các dự án thực tế vào giảng dạy sinh học giúp học sinh có cơ hội trải nghiệm và áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Các dự án này có thể liên quan đến các vấn đề sinh học trong cuộc sống hàng ngày, từ đó tạo hứng thú cho học sinh.

3.2. Tích hợp công nghệ thông tin trong dạy học

Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc dạy học STEM. Sử dụng các phần mềm mô phỏng, video hướng dẫn và các công cụ trực tuyến giúp học sinh dễ dàng tiếp cận kiến thức và thực hành các thí nghiệm sinh học một cách hiệu quả.

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

Mô hình giáo dục STEM đã được áp dụng thành công trong nhiều trường học, mang lại những kết quả tích cực trong việc nâng cao chất lượng dạy học sinh học. Các hoạt động học tập theo mô hình này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức mà còn phát triển kỹ năng mềm.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ các trường áp dụng mô hình STEM

Nghiên cứu cho thấy, các trường học áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học sinh học đã ghi nhận sự cải thiện rõ rệt trong kết quả học tập của học sinh. Học sinh không chỉ đạt điểm cao hơn mà còn thể hiện sự hứng thú và yêu thích môn học.

4.2. Các hoạt động STEM tiêu biểu trong dạy học sinh học

Một số hoạt động STEM tiêu biểu trong dạy học sinh học bao gồm thí nghiệm thực hành, dự án nghiên cứu và các cuộc thi khoa học. Những hoạt động này không chỉ giúp học sinh áp dụng kiến thức mà còn phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy phản biện.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của mô hình giáo dục STEM

Mô hình giáo dục STEM đang mở ra nhiều cơ hội cho việc dạy học sinh học 10. Việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp nâng cao chất lượng giáo dục mà còn chuẩn bị cho học sinh những kỹ năng cần thiết trong thế kỷ 21.

5.1. Tương lai của giáo dục STEM tại Việt Nam

Với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao, giáo dục STEM sẽ ngày càng được chú trọng tại Việt Nam. Các trường học cần tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học để đáp ứng yêu cầu của thời đại.

5.2. Khuyến nghị cho việc áp dụng mô hình giáo dục STEM

Để mô hình giáo dục STEM phát huy hiệu quả, cần có sự hỗ trợ từ các cấp quản lý giáo dục, đầu tư vào cơ sở vật chất và đào tạo giáo viên. Đồng thời, cần khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động STEM để phát triển toàn diện.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh Việt Nam đang đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và bước vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực trở thành ưu tiên hàng đầu. Theo chiến lược phát triển công nghiệp đến năm 2025, tầm nhìn đến 2035, Việt Nam tập trung phát triển nguồn nhân lực có kỹ năng và năng lực sáng tạo, đặc biệt trong các ngành công nghiệp chế biến chế tạo, điện tử, viễn thông và năng lượng tái tạo. Giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) được xem là giải pháp đổi mới giáo dục căn bản, toàn diện nhằm phát triển năng lực học sinh, giúp các em vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Môn Sinh học, đặc biệt phần Sinh học vi sinh vật lớp 10 ở bậc Trung học phổ thông, là bộ môn khoa học thực nghiệm có tính ứng dụng cao, liên kết chặt chẽ với các môn khoa học cơ bản như Toán, Lý, Hóa. Tuy nhiên, thực tế dạy học Sinh học hiện nay còn mang tính hàn lâm, nặng lý thuyết, khiến học sinh thiếu hứng thú và sáng tạo. Do đó, việc vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học phần Sinh học vi sinh vật nhằm nâng cao hiệu quả học tập, phát triển kỹ năng tư duy và sáng tạo cho học sinh là rất cần thiết.

Nghiên cứu được thực hiện tại một số trường THPT trên địa bàn Hà Nội và Lai Châu trong năm 2018-2019, với mục tiêu xây dựng và áp dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học phần Sinh học vi sinh vật lớp 10, giúp học sinh phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, đồng thời tạo hứng thú và say mê học tập môn Sinh học. Kết quả nghiên cứu góp phần đổi mới phương pháp dạy học Sinh học theo định hướng phát triển năng lực học sinh, phù hợp với xu hướng đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình giáo dục STEM, trong đó:

• Lý thuyết tích hợp liên ngành STEM: Giáo dục STEM là sự tích hợp kiến thức và kỹ năng từ bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tế, phát triển năng lực giải quyết vấn đề, tư duy sáng tạo và kỹ năng hợp tác.

• Mô hình dạy học dựa trên dự án (Project-Based Learning): Học sinh tham gia vào các dự án thực tiễn, từ đó phát triển kỹ năng nghiên cứu, làm việc nhóm và vận dụng kiến thức liên môn.

• Khái niệm năng lực học sinh trong giáo dục STEM: Bao gồm năng lực tư duy phản biện, sáng tạo, kỹ năng thực hành, giao tiếp và hợp tác, cũng như khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: giáo dục STEM, tích hợp liên ngành, năng lực học sinh, dạy học dựa trên dự án, và phương pháp đánh giá năng lực.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nghiên cứu sử dụng dữ liệu thu thập từ khảo sát 18 trường THPT tại Hà Nội và Lai Châu, bao gồm phiếu điều tra ý kiến giáo viên, học sinh, quan sát giờ dạy, phỏng vấn chuyên gia và phân tích giáo án.

• Phương pháp chọn mẫu: Mẫu nghiên cứu gồm các giáo viên và học sinh lớp 10 tham gia dạy học phần Sinh học vi sinh vật. Mẫu được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện và có tính đại diện cho khu vực nghiên cứu.

• Phương pháp phân tích: Kết hợp phân tích định lượng (thống kê mô tả, so sánh tần suất, phân tích các tham số thống kê) và phân tích định tính (phân tích nội dung phỏng vấn, quan sát, đánh giá giáo án).

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm học 2018-2019, gồm các giai đoạn: khảo sát thực trạng (3 tháng), xây dựng mô hình và giáo án STEM (4 tháng), thực nghiệm sư phạm (5 tháng), phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn (2 tháng).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thực trạng dạy học Sinh học theo mô hình STEM còn hạn chế: 87.5% giáo viên đã từng nghe về STEM, nhưng chỉ khoảng 30% giáo viên thiết kế các hoạt động dạy học liên quan đến mô hình STEM. Việc tổ chức hoạt động để học sinh tạo ra sản phẩm hay vận dụng kiến thức vào thực tiễn còn rất ít.

2. Giáo viên đánh giá cao ưu điểm của giáo dục STEM: 95% giáo viên cho rằng mô hình STEM giúp học sinh phát triển năng lực sáng tạo; 92.5% đánh giá mô hình giúp học sinh giải quyết vấn đề thực tế; 90% cho rằng học sinh rèn luyện được kỹ năng thực hành; 85% nhận thấy học sinh hiểu bài và tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn.

3. Khó khăn trong áp dụng mô hình STEM: Giáo viên gặp khó khăn do thời lượng tiết học hạn chế, phải dạy nhiều lớp, thiếu thời gian nghiên cứu phương pháp mới; học sinh chưa quen với phương pháp học tích cực, còn thụ động; chương trình học quá nặng, thiếu thực hành; phương tiện dạy học chưa đáp ứng yêu cầu.

4. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Lớp thực nghiệm dạy học theo mô hình STEM có kết quả kiểm tra sau học kỳ tăng trung bình 15% so với lớp đối chứng dạy theo phương pháp truyền thống. Học sinh tham gia tích cực hơn, thể hiện kỹ năng tư duy và sáng tạo cao hơn qua các sản phẩm dự án.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy mô hình giáo dục STEM có tác động tích cực đến chất lượng dạy học phần Sinh học vi sinh vật lớp 10. Việc tích hợp kiến thức liên môn và tổ chức các hoạt động trải nghiệm giúp học sinh phát triển năng lực tư duy phản biện, sáng tạo và kỹ năng thực hành. So với các nghiên cứu quốc tế, kết quả này phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục STEM tại Mỹ, Úc và Anh, nơi giáo dục STEM được xem là giải pháp nâng cao năng lực học sinh.

Tuy nhiên, khó khăn trong việc áp dụng mô hình STEM tại Việt Nam chủ yếu do hạn chế về thời gian, nhận thức và điều kiện dạy học. Điều này đòi hỏi sự hỗ trợ từ phía nhà trường, ngành giáo dục và các cơ quan quản lý để tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên đổi mới phương pháp giảng dạy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, biểu đồ đánh giá mức độ phổ biến và hiểu biết về STEM của giáo viên, cũng như bảng tổng hợp ưu điểm của mô hình STEM theo đánh giá của giáo viên.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường tập huấn, bồi dưỡng giáo viên về giáo dục STEM: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về thiết kế bài giảng STEM, phương pháp dạy học tích cực và đánh giá năng lực học sinh. Mục tiêu nâng tỷ lệ giáo viên thiết kế hoạt động STEM lên ít nhất 60% trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo, các trường đại học sư phạm.

2. Xây dựng và hoàn thiện chương trình, sách giáo khoa tích hợp STEM: Phát triển nội dung học tập theo hướng tích hợp liên môn, tăng cường các hoạt động thực hành, dự án và bài tập vận dụng thực tiễn. Mục tiêu hoàn thiện chương trình STEM cho môn Sinh học lớp 10 trong 3 năm tới. Chủ thể thực hiện: Bộ Giáo dục và Đào tạo, các nhà xuất bản giáo dục.

3. Cải thiện điều kiện dạy học và trang thiết bị: Đầu tư phòng thí nghiệm, thiết bị thực hành, tài liệu hỗ trợ dạy học STEM tại các trường THPT, đặc biệt ở các vùng khó khăn. Mục tiêu 80% trường THPT có đủ điều kiện dạy học STEM trong 5 năm. Chủ thể thực hiện: Bộ Giáo dục và Đào tạo, chính quyền địa phương.

4. Khuyến khích tổ chức các hoạt động ngoại khóa, câu lạc bộ STEM: Tạo sân chơi sáng tạo, trải nghiệm thực tế cho học sinh thông qua các cuộc thi, dự án khoa học, câu lạc bộ STEM. Mục tiêu tăng số lượng học sinh tham gia hoạt động STEM lên 50% trong 2 năm. Chủ thể thực hiện: Nhà trường, các tổ chức giáo dục ngoài công lập.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giáo viên môn Sinh học THPT: Nghiên cứu cung cấp phương pháp và hoạt động dạy học STEM cụ thể, giúp giáo viên đổi mới phương pháp giảng dạy, nâng cao hiệu quả và hứng thú học tập của học sinh.

2. Cán bộ quản lý giáo dục: Tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch phát triển giáo dục STEM tại các trường phổ thông, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao.

3. Sinh viên sư phạm chuyên ngành Sinh học: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc nghiên cứu, thực hành và phát triển năng lực sư phạm theo hướng đổi mới, tích hợp STEM trong giảng dạy.

4. Nhà nghiên cứu giáo dục và phát triển chương trình: Cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn về vận dụng mô hình giáo dục STEM trong dạy học môn Sinh học, làm nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo về đổi mới giáo dục.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo dục STEM là gì và tại sao cần áp dụng trong dạy học Sinh học?
   Giáo dục STEM là phương pháp tích hợp kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học nhằm phát triển năng lực học sinh. Áp dụng trong Sinh học giúp học sinh vận dụng kiến thức liên môn, phát triển kỹ năng thực hành và tư duy sáng tạo, từ đó nâng cao hiệu quả học tập.

2. Mô hình giáo dục STEM được triển khai như thế nào trong phần Sinh học vi sinh vật lớp 10?
   Mô hình được triển khai qua việc xây dựng các chủ đề gắn liền với thực tiễn, thiết kế các nhiệm vụ học tập tích hợp liên môn, tổ chức hoạt động trải nghiệm, làm dự án và đánh giá năng lực học sinh liên tục trong quá trình học.

3. Khó khăn lớn nhất khi áp dụng mô hình STEM trong dạy học Sinh học là gì?
   Khó khăn chính là thời lượng tiết học hạn chế, giáo viên thiếu thời gian và kinh nghiệm thiết kế bài giảng STEM, học sinh chưa quen với phương pháp học tích cực, cùng với điều kiện cơ sở vật chất còn hạn chế.

4. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả dạy học theo mô hình STEM?
   Đánh giá dựa trên kết quả học tập, kỹ năng thực hành, khả năng giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh qua các bài kiểm tra, sản phẩm dự án, quan sát quá trình học tập và phản hồi từ học sinh.

5. Mô hình STEM có thể áp dụng cho các môn học khác ngoài Sinh học không?
   Có, mô hình STEM là phương pháp tích hợp liên ngành, có thể áp dụng cho nhiều môn học như Vật lý, Hóa học, Toán học và Công nghệ, giúp học sinh phát triển toàn diện các năng lực cần thiết trong thế kỷ 21.

Kết luận

• Giáo dục STEM là xu hướng tất yếu trong đổi mới giáo dục, giúp phát triển năng lực toàn diện cho học sinh, đặc biệt trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa.
• Mô hình giáo dục STEM khi áp dụng vào dạy học phần Sinh học vi sinh vật lớp 10 giúp học sinh phát triển kỹ năng tư duy, sáng tạo và vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn.
• Thực trạng dạy học STEM tại Việt Nam còn nhiều hạn chế do thiếu điều kiện, nhận thức và thời gian, cần có sự hỗ trợ đồng bộ từ các cấp quản lý và nhà trường.
• Nghiên cứu đã xây dựng quy trình, thiết kế các hoạt động và giáo án STEM phù hợp với nội dung Sinh học vi sinh vật, đồng thời thực nghiệm sư phạm cho thấy hiệu quả tích cực.
• Đề xuất các giải pháp tập huấn giáo viên, hoàn thiện chương trình, cải thiện điều kiện dạy học và tổ chức hoạt động ngoại khóa nhằm thúc đẩy phát triển giáo dục STEM trong các trường THPT.

Next steps: Triển khai mở rộng mô hình STEM trong các môn học khác, đào tạo giáo viên chuyên sâu, và xây dựng hệ thống đánh giá năng lực học sinh toàn diện.

Call to action: Các nhà quản lý giáo dục, giáo viên và nhà nghiên cứu hãy cùng hợp tác để phát triển giáo dục STEM, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực cho tương lai.

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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : [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 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. 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 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] đƣợc sự ảnh hƣởng của công nghệ mới tới cuộc sống hàng ngày và của cộng đồng.

Engineering (Kĩ thuật): Là môn học nhằm phát triển sự hiểu biết ở HS về cách công nghệ đang phát triển thông qua quá trình thiết kế kĩ thuật.