Sáng kiến kinh nghiệm Nâng cao hiệu quả dạy học STEM thông qua thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học chủ đề giá thể trồng cây – Công nghệ trồng trọt 10

 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
1. Lí do chọn đề tài 
 Giáo dục STEM là một quan điểm dạy học theo hướng tiếp cận liên ngành từ 
hai trong các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trở lên. 
Thông qua cách tiếp cận giáo dục tích hợp trong STEM, học sinh nhận thức 
được sự giao thoa giữa các ngành khoa học và Toán học, thấy được sự cần thiết 
của các kiến thức khoa học để giải quyết một vấn đề thực tiễn hay tạo nên một 
sản phẩm. Đồng thời, trong quá trình đó học sinh được khuyến khích sáng tạo, 
khơi gợi niềm say mê học tập và giúp các em khám phá năng lực của bản thân. 
Mục đích chính của các chương trình giáo dục STEM là tạo cho các em hứng 
thú học tập, trở thành những con người có đầy đủ phẩm chất, năng lực, bản lĩnh 
để thích ứng với cuộc sống hiện đại như: Các năng lực tự chủ và tự học, năng 
lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. Thời gian qua, 
ngành giáo dục đã tích cực thực hiện giáo dục STEM, xây dựng các chủ đề dạy 
học liên môn. Nhiều chương trình của giáo dục STEM đã được các trường học 
lựa chọn triển khai giảng dạy cho học sinh ở các môn học và đã khích lệ được 
học sinh tham gia học tập, sáng tạo. Việc dạy học các chủ đề STEM góp phần 
đổi mới phương pháp dạy học đã thực sự cho thấy hiệu quả. 
 Môn Công nghệ trồng trọt lớp 10 chương trình giáo dục phổ thông 2018 có 
nhiều chủ đề, bài học có thể triển khai dạy học theo phương pháp STEM để tạo 
hứng thú trong học tập cho các em. Đặc điểm của dạy học STEM là học sinh 
được làm, được trải nghiệm trong học tập, vì vậy khâu chuẩn bị nguyên vật liệu, 
dụng cụ nhằm phục vụ cho học tập là rất quan trọng. Trong chương trình gáo 
dục phổ thông 2018, song song với môn Công nghệ trồng trọt lớp 10, ở hầu hết 
các môn học khác cũng cùng triển khai dạy học STEM. Việc triển khai nhiều tiết 
học STEM đồng đều ở các môn học trong cùng một thời điểm làm cho công việc 
chuẩn bị cho học tập của học sinh đôi lúc trở nên áp lực và chồng chéo trong 
phân công nhiệm vụ học tập các môn học khác nhau của các em. Chính vì điều 
đó, giáo viên cần thiết kế và tổ chức các hoạt động hợp lý, linh hoạt để dạy học 
STEM trở nên nhẹ nhàng và thích thú, đem lại hiệu quả cao. 
 Làm thế nào để thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học STEM vào các môn học 
nói chung và môn Công nghệ trồng trọt 10 nói riêng để đảm bảo tính khoa học, 
nhẹ nhàng và mang lại hiệu quả cao hơn nữa, đặc biệt là đáp ứng được mục tiêu 
giáo dục phổ thông 2018 đó là vấn đề khó đòi hỏi giáo viên phải có một số kinh 
nghiệm trong thiết kế bài dạy và kinh nghiệm trong tổ chức hoạt động trong dạy 
học STEM. Qua các năm chúng tôi đã thiết kế và tổ chức các hoạt động dạy học 
STEM một số chủ đề trong bộ môn Công nghệ và bộ môn Sinh học. Để đạt 
được hiệu quả cao tong dạy học môn Công nghệ trồng trọt 10 chương trình giáo 
 2 
 PHẦN II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. 
I. CƠ SỞ LÝ LUẬN, CƠ SỞ THỰC TIỄN, THỰC TRẠNG CỦA VIỆC 
THỰC HIỆN NỘI DUNG ĐỀ TÀI. 
I.1. Cơ sở lí luận: 
I.1.1. Khái niệm giáo dục STEM: 
 Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp 
học sinh áp dụng kiến thức Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học vào giải 
quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. 
 Như vậy, giáo dục STEM trong trường phổ thông được hiểu là trang bị cho 
người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực Khoa 
học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Những kiến thức và kĩ năng này được 
tích hợp, lồng ghép và bổ trợ nhau giúp học sinh hiểu biết về nguyên lý, áp dụng 
để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống thường ngày. 
Những sản phẩm này không nhất thiết phải là sản phẩm mới, đừng nghĩ rằng các 
em phải tạo ra điều gì đó mới mẻ mới là STEM, như vậy các em đã là những 
nhà sáng chế rồi, tất nhiên nếu tạo ra sản phẩm mới thì càng tốt. 
I.1.2 Vai trò của giáo dục STEM ở trường phổ thông: 
 Đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông phù hợp với định hướng đổi mới 
giáo dục phổ thông và có vai trò rất quan trọng. Cụ thể là: 
 - Đảm bảo giáo dục toàn diện: Triển khai giáo dục STEM ở nhà trường, bên 
cạnh các môn học đang được quan tâm như: Toán, Khoa học thì các lĩnh vực 
Công nghệ, Kĩ thuật cũng sẽ được quan tâm, đầu tư trên tất cả các phương diện 
như đội ngũ giáo viên, chương trình giảng dạy, cơ sở vật chất 
 - Nâng cao hứng thú học tập cho người học: Những dự án học tập trong giáo 
dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề 
thực tiễn, học sinh được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức 
với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập. 
 - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh: Khi triển khai các 
dự án học tập STEM, học sinh hợp tác với nhau, chủ động và tự thực hiện các 
nhiệm vụ học; được làm quen với những hoạt động có tính chất tìm hiểu khoa 
học. Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển 
phẩm chất, năng lực cho học sinh. 
 - Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục 
STEM, cơ sở giáo dục phổ thông thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề 
nghiệp, đại học tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở 
vật chất để triển khai hoạt động giáo dục STEM. Bên cạnh đó, giáo dục STEM 
tại trường phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của 
địa phương. 
 4 
 Giáo dục STEM có thể được triển khai thông qua hoạt động tìm hiểu khoa học 
và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật với nhiều chủ đề khác nhau 
thuộc các lĩnh vực robot thông minh, năng lượng tái tạo, môi trường, biến đổi 
khí hậu, nông nghiệp công nghệ cao 
 Hoạt động này không mang tính đại trà mà dành cho những học sinh có năng 
lực, sở tích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật 
giải quyết các vấn đề thực tiễn. 
 Tổ chức tốt hoạt động sáng tạo khoa học kỹ thuật là tiền đề triển khai các dự 
án tìm hiểu trong khuôn khổ cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung 
học được tổ chức thường niên. 
– Dạy học dự án: 
 Dạy học dựa trên dự án có nhiều lợi thế trong việc phát triển năng lực tìm hiểu 
thế giới sống như: 
+ Phân tích được các vấn đề thực tiễn để đề xuất dự án. 
+ Lập được kế hoạch triển khai dự án. 
+ Thu thập và phân tích, xử lý kết quả dự án. 
+ Viết và trình bày báo cáo dự án. 
+ Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học như: Giải thích được các vấn đề 
thực tiễn liên qua đến lĩnh vực công nghệ trồng trọt; từ đó đề xuất được các biện 
pháp chăm sóc sức khỏe con người, bảo vệ thiên nhiên, môi trường. 
I.1.4. Quy trình xây dựng bài học STEM. 
Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học. 
 Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, 
quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công 
nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn... để lựa chọn chủ đề của bài 
học. 
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết. 
 Sau khi chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao 
cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được 
những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn 
(đối với STEM kiến tạo) hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết (đối 
với STEM vận dụng) để xây dựng bài học. 
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề: Sau khi đã 
xác định vấn đề cần giải quyết/sản phẩm cần chế tạo, cần xác định rõ tiêu chí 
của giải pháp/sản phẩm. Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả 
thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm. 
 6 
 Hoạt động này có thể được vận dụng khác nhau tùy thuộc bài học STEM thuộc 
chủ đề STEM kiến tạo hay STEM vận dụng. Đối với bài học STEM vận dụng, 
học sinh vận dụng các kiến thức đã học để đề ra giải pháp (STEM vận dụng), 
đồng thời nhận biết được vai trò và ứng dụng của kiến thức trong thực tiễn. Đối 
với bài học STEM kiến tạo, giáo viên sẽ không truyền thụ kiến thức mới cho học 
sinh theo cách truyền thống. Thay vào đó, học sinh thực hiện hoạt động học tích 
cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên để chiếm lĩnh kiến thức mới, sử 
dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Căn cứ vào mục đích 
của bài học STEM (STEM vận dụng hay STEM kiến tạo), giáo viên lựa chọn 
phương pháp hướng dẫn học sinh cho phù hợp. Trong hoạt động này, học sinh 
nêu ra được chức năng của các bộ phận, mô tả được nguyện lí hoạt động bằng vẽ 
hình. 
- Mục tiêu: Hình thành kiến thức mới hoặc xác định lại kiến thức đã học, cần 
vận dụng để đề ra giải pháp, đồng thời nhận biết được vai trò và ừng dụng của 
kiến thức vào thực tiễn. 
- Tổ chức thực hiện: Giáo viên giao nhiệm vụ cụ thể, rõ ràng; học sinh nghiên 
cứu sách giáo khoa, tài liệu...; báo cáo thảo luận; giáo viên chốt kiến thức mới 
và hỗ trợ học sinh đề xuất giải pháp/ thiết kế mẫu thử nghiệm. 
Hoạt động 3. Lựa chọn bản thiết kế. 
 Học sinh được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo 
thuyết minh, đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Từ hoạt 
động 2, các nhóm học sinh vẽ bản thiết kế, sau đó trình bày, giải thích thiết kế 
của nhóm trước lớp. Giáo viên đánh giá thiết kế của các nhóm, thống nhất và lựa 
chọn một thiết kế khả thi nhất để chế tạo và thử nghiệm. 
- Mục tiêu: Lựa chọn và hoàn thiện giải pháp/phương án thiết kế. 
- Tổ chức thực hiện: Giáo viên giao nhiệm vụ (nêu rõ yêu cầu học sinh trình 
bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); học sinh báo cáo, thảo luận; 
giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá và hỗ trợ học sinh lựa chọn giải 
pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Giáo viên cần nêu các câu hỏi dự kiến, tập trung 
vào làm rõ kiến thức được huy động để giải quyết vấn đề trong sản phẩm về tính 
khả thi của phương án đề xuất. 
Hoạt động 4. Chế tạo và thử nghiệm sản phẩm. 
 Học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện sau bước 3; 
trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong 
quá trình này, học sinh có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu 
chế tạo là khả thi. Các nhóm học sinh tiến hành chế tạo thiết bị theo phương án 
đã lựa chọn trong hoạt động 3, vận hành thử và tự đánh giá, nêu ra được những 
ưu điểm, hạn chế của sản phẩm, dự kiến điều chỉnh thiết kế (nếu có). 
 8 
 - Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động 
nhóm kiến tạo. 
 Giúp học sinh làm việc cùng nhau như một nhóm kiến tạo không bao giờ là 
một việc dễ dàng. Tuy nhiên, việc này sẽ trở nên dễ dàng hơn nếu tất cả giáo 
viên dạy STEM ở các môn học luôn luôn hướng học sinh làm việc cùng nhau, sử 
dụng cùng một ngôn ngữ câu lệnh định hướng, một tiến trình dạy học cho học 
sinh để học sinh quen làm việc theo nhóm. Làm việc nhóm trong thực hiện các 
hoạt động của bài học STEM là cơ sở phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác. 
- Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và 
toán học mà học sinh đã và đang học. 
 Trong các bài học STEM, giáo viên cần kết nối và tích hợp một cách có mục 
đích nội dung từ các chương trình khoa học, công nghệ và toán. Lập kế hoạch để 
hợp tác với các giáo viên toán, công nghệ và khoa học khác để hiểu rõ nội hàm 
của việc làm thế nào để các mục tiêu khoa học có thể tích hợp trong một bài học 
đã cho. Từ đó, học sinh dần thấy rằng khoa học, công nghệ và toán không phải 
là các môn học độc lập, mà chúng liên kết với nhau để giải quyết các vấn đề. 
điều đó có liên quan đến việc học Toán, Công nghệ và Khoa học của học sinh. 
- Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự 
thất bại như là một phần cần thiết trong học tập. 
 Một câu hỏi được đặt ra có thể đề xuất nhiều giả thuyết khoa học; một vấn đề 
cần giải quyết có thể đề xuất nhiều phương án và lựa chọn phương án tối ưu. 
Trong các giả thuyết khoa học chỉ có một giả thuyết đúng. Ngược lại, các 
phương án giải quyết vấn đề đều khả thi chỉ khác nhau ở mức độ tối ưu khi giải 
quyết vấn đề. Tiêu chí này cho thấy vai trò quan trọng của năng lực giải quyết 
vấn đề và sáng tạo trong bài học STEM. 
I.2. Cơ sở thực tiễn. 
I.2.1. Thực trạng của việc thiết kế và tổ chức dạy học STEM ở môn Công 
nghệ trồng trọt của một số trƣờng THPT trên địa bàn huyện. 
 Để có cơ sở thực tiễn của đề tài, chúng tôi đã tiến hành khảo sát một số thực 
trạng của dạy học STEM trong trường và một số đơn vị trường bạn trong những 
năm học qua và đặc biệt đầu năm học này, khi chương trình GDPT 2018 được 
thực hiện ở khối 10 trong cả nước, về việc thiết kế và tổ chức dạy học của giáo 
viên và sự hứng thú của học sinh trong dạy học STEM bằng trao đổi trực tiếp và 
sử dụng phiếu thăm dò ý kiến đối với học sinh và giáo viên một số trường THPT 
trên địa bàn huyện thông qua google form: Trường THPT A; Trường THPT B; 
Trường THPT C. 
* Kết quả điều tra việc thiết kế và tổ chức dạy học STEM của giáo viên đối 
với môn Công nghệ trọt: 
 10