Vận dụng dạy học theo định hướng STEM trong dạy học môn SInh học

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN
1. Tên sáng kiến: Vận dụng dạy học môn sinh học theo hướng tiếp cận
giáo dục STEM.
2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Sinh học.
3. Tác giả:
Họ và tên:

Giới tính: Nữ

Ngày/ tháng/ năm sinh:
Trình độ chuyên môn: Thạc sĩ sinh học.
Chức vụ: Giáo viên.
Đơn vị công tác:
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến:
5. Đơn vị áp dụng sáng kiến lần đầu:
6. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:
- Sĩ số HS: theo chuẩn của Bộ giáo dục – Đào tạo.
- Máy tính, máy in màu, máy chiếu và các phương tiện khác.
7. Thời gian áp dụng sáng kiến lần đầu: tháng 9/2016.
HỌ TÊN TÁC GIẢ

XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN
ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG
KIẾN

0


TÓM TẮT SÁNG KIẾN
1. Hoàn cảnh nảy sinh sáng kiến
- Nền kinh tế thịnh vượng của thế kỉ XXI sẽ dựa trên nền tảng của Khoa

học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Toán học
(Math). Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho HS
những kĩ năng và kiến thức toàn cầu để đáp ứng nhu cầu hội nhập ngày càng
cao. Sự tách rời các môn học này đã tạo ra khoảng cách lớn giữa học và làm,
giữa nhà trường (nơi đào tạo nguồn nhân lực) và các doanh nghiệp (nơi sử dụng
nguồn nhân lực). HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ mất một
khoảng thời gian dài để hiểu các cơ sở lý thuyết, nguyên lý, rồi chuyển chúng
thành các ứng dụng thực tế trong khi kiến thức đã bị mài mòn.
- Yêu cầu của việc dạy - học đang được đặt ra khá cấp bách. Đó là: Đổi mới
phương pháp, hình thức tổ chức dạy - học nhằm phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo của HS. Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt chú trọng rèn
luyện tư duy, kĩ năng sống cho HS, tăng cường các hoạt động trải nghiệm sáng
tạo. Tích hợp liên môn trong dạy - học nhằm vận dụng kiến thức để giải quyết
các tình huống thực tiễn.
- Giáo dục STEM là hình thức giáo dục tích hợp giữa các môn Khoa học –
Công nghệ - Kĩ thuật – Toán với phương pháp “học qua hành” đã đáp ứng được
yêu cầu của việc dạy học trong thời kì mới.
2. Điều kiện, thời gian, đối tượng áp dụng sáng kiến
2.1. Điều kiện:
- Sĩ số HS: theo chuẩn của Bộ giáo dục và đào tạo (35 – 40 HS/ lớp)
- Cơ sở vật chất tối thiểu: Máy tính, máy chiếu và các phương tiện, thiết bị
khác phù hợp với nội dung bài học.
2.2. Thời gian áp dụng sáng kiến:
- Sáng kiến được áp dụng lần đầu vào tháng 9 năm 2016.
2.3. Đối tượng áp dụng sáng kiến: HS THPT, GV giảng dạy các môn Sinh học,
Toán học, Vật lí, Hóa học, Công nghệ.
1


3. Nội dung sáng kiến

3.1. Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến
- Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy học
STEM và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEM
nhằm phát triển năng lực tư duy, sáng tạo của HS; gắn liền kiến thức lí thuyết
với các vấn đề thực tiễn.
- Sáng kiến góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra đánh giá; từng bước hoàn thành chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 2020.
3.2. Khả năng áp dụng của sáng kiến
- Sáng kiến có thể được áp dụng rộng rãi với mọi đối tượng HS THPT.
- Sáng kiến có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho GV và HS tham
gia các dự án dạy học liên môn và dạy học theo định hướng STEM.
- Sáng kiến là cơ sở giúp HS yêu thích các môn khoa học và định hướng
học sinh cách nghiên cứu khoa học.
3.3. Lợi ích thiết thực của sáng kiến
Sáng kiến có tính khoa học và thực tiễn cao.
* Ý nghĩa khoa học:
Sáng kiến được thực hiện nhằm nâng cao nghệ thuật dạy học, cũng như
phát huy tính sáng tạo trong việc dạy và học; đưa việc học gắn liền với thực tiễn.
* Ý nghĩa thực tiễn:
Góp phần nâng cao chất lượng dạy học trong Nhà trường THPT nói chung
và môn Sinh học nói riêng. Sáng kiến cũng góp phần phát huy tính chủ động,
tích cực, sáng tạo trong học tập của người học, giúp HS vận dụng được kiến
thức liên môn trong việc giải quyết các tình huống thực tiễn. Trên cơ sở đó, định
hướng phát triển các năng lực cho HS.
Sáng kiến cũng đã cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các môn học và giữa
các môn học với ứng dụng cuộc sống.
2


Sáng kiến còn khắc phục hiện tượng học tập thụ động nhàm chán ở các
môn học, đưa ra một phương pháp dạy học tích cực mới - “học qua hành” (học

qua thực hành).
4. Kết quả đạt được của sáng kiến
Đa số HS hào hứng trong học tập, tích cực, chủ động và sáng tạo trong việc
giải quyết các tình huống của dự án. Sản phẩm thu được từ HS trong quá trình
hoạt động học tập là minh chứng thuyết phục cho kết quả đánh giá khả quan.
Trên cơ sở học tập các dự án, HS đã tham gia vào nhiều hoạt động do Nhà
trường và Sở GD - ĐT phát động và được đánh giá khá cao.
5. Những đề xuất để mở rộng sáng kiến
- Tích cực nghiên cứu các dự án dạy học tích hợp các môn khoa học Toán
học, Vật lý, Sinh học, Hóa học, Công nghệ bằng các phương pháp dạy học theo
định hướng STEM nhằm đem lại hiệu quả cao trong dạy học và đáp ứng mục
tiêu giáo dục THPT giai đoạn 2011 - 2020.
- Cần lưu ý phần thực hành cần song song hoặc được định hướng trước khi
tìm hiểu nội dung kiến thức nhằm kích thích khả năng tư duy, phát hiện kiến
thức ở người học.
- Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học; bồi dưỡng đội
ngũ cán bộ GV … đảm bảo nguồn lực để dễ dàng thực hiện dạy học theo
phương pháp STEM.
- Các trường THPT cần tăng cường liên kết với các trường ĐH – CĐ hoặc
các trung tâm nghiên cứu giúp quá trình thực hiện các dự án được dễ dàng.

3


MÔ TẢ SÁNG KIẾN
1. Hoàn cảnh nảy sinh sáng kiến
1. 1. Lí do chọn sáng kiến
Một nền kinh tế thịnh vượng của thế kỉ XXI sẽ dựa trên nền tảng của Khoa
học (Science), Công nghệ (Technology), Kỹ thuật (Engineering), Toán học
(Math). Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục nhiệm vụ cần chuẩn bị cho HS

những kĩ năng và kiến thức toàn cầu để đáp ứng nhu cầu hội nhập ngày càng
cao. Sự tách rời các môn học này đã tạo ra khoảng cách lớn giữa học và làm,
giữa nhà trường (nơi đào tạo nguồn nhân lực) và các doanh nghiệp (nơi sử dụng
nguồn nhân lực). HS được đào tạo theo mô hình truyền thống sẽ mất một
khoảng thời gian dài để hiểu các cơ sở lý thuyết, nguyên lý, rồi chuyển chúng
thành các ứng dụng thực tế trong khi kiến thức đã bị mài mòn. Hơn nữa, tư duy
liên kết các sự vật, hiện tượng với các ứng dụng và kỹ thuật cũng rất hạn chế.
Đây cũng chính là lí do mà HS Việt Nam, sau khi tốt nghiệp THPT, thậm chí là
tốt nghiệp Đại học vẫn khó có thể tìm kiếm được công việc phù hợp.
Mặt khác, yêu cầu của việc dạy - học đang được đặt ra khá cấp bách. Đó là:
Đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức dạy - học nhằm phát huy tính tích cực,
chủ động, sáng tạo của HS. Tăng cường giáo dục toàn diện, đặc biệt chú trọng
rèn luyện tư duy, kĩ năng sống cho HS. Tích hợp liên môn trong dạy - học nhằm
vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống thực tiễn.
Tháng 8/2016, Bộ GD - ĐT phối hợp với Hội đồng Anh, tổ chức tập huấn
phương pháp dạy học STEM (dự án giáo dục STEM). Giáo dục STEM là hình
thức giáo dục tích hợp giữa các môn Khoa học - Công nghệ - Kĩ thuật - Toán với
phương pháp “học qua hành” đã đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học trong
thời kì mới.
Sinh học là một môn khoa học thành phần của giáo dục STEM. Các kiến
thức sinh học luôn gắn liền với các quy trình, kĩ thuật.
Từ những nhận thức thức trên, tôi nảy sinh ý tưởng: Vận dụng dạy học
môn sinh học theo hướng tiếp cận giáo dục STEM.
4


1.2. Phạm vi và đối tượng áp dụng
- Đối tượng áp dụng chủ yếu: HS THPT.
- Phạm vi áp dụng: Liên môn sinh học, hóa học, công nghệ.
1.3. Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến

- Sáng kiến đã chỉ ra các phương pháp vận dụng STEM trong dạy học STEM
và xây dựng các bước trong kỹ thuật dạy học theo định hướng STEM nhằm phát
triển năng lực tư duy, sáng tạo của HS; gắn liền kiến thức lí thuyết với các vấn
đề thực tiễn.
- Sáng kiến góp phần đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới kiểm tra - đánh
giá và nâng cao chất lượng giáo dục ở các trường THPT; từng bước hoàn thành
chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 - 2020.
1.4. Khả năng áp dụng của sáng kiến
- Sáng kiến có thể được áp dụng rộng rãi với mọi đối tượng HS THPT.
- Sáng kiến có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho GV và HS tham
gia các dự án dạy học đơn môn, liên môn và dạy học theo định hướng STEM.
- Sáng kiến là cơ sở giúp HS yêu thích các môn khoa học và định hướng học
sinh cách nghiên cứu khoa học.
1.5. Lợi ích thiết thực của sáng kiến
- Tính khoa học:
+ Sáng kiến vận dụng kĩ thuật dạy học theo định hướng STEM nhằm giúp
HS tự học, tự nghiên cứu trong học tập môn sinh học và các môn học khác.
+ Sáng kiến là cơ sở đổi mới phương pháp và hình thức dạy học, chủ động
trong nội dung, phương thức tổ chức dạy và học, đáp ứng được mục tiêu dạy học
trong giai đoạn hiện nay.
- Tính thực tiễn:
+ HS biết vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn ngay trong
quá trình học tập môn Sinh học.
+ Rèn luyện kỹ năng trình bày một vấn đề khoa học, thao tác nghiên cứu của
một nhà khoa học, cách sản xuất, kinh doanh theo quy trình của một nhà sản
xuất chuyên nghiệp ….
5


2. Cơ sở lí luận của đề tài

2.1. STEM và mục tiêu của giáo dục STEM
- STEM được viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (Công
nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học).
- Mục tiêu giáo dục STEM: Dưới góc độ giáo dục và vận dụng trong bối
cảnh Việt Nam, giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã
nêu trong chương trình giáo dục phổ thông, mặt khác giáo dục STEM nhằm:
+ Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc về STEM cho HS:
Đó là những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các môn học Khoa học, Công
nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Trong đó HS biết liên kết các kiến thức Khoa học,
Toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Biết sử dụng, quản lí và truy cập
Công nghệ. HS biết về quy trình thiết kế và chế tạo ra các sản phẩm.
+ Phát triển các năng lực cốt lõi cho HS: Giáo dục STEM nhằm chuẩn bị
cho HS những cơ hội cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh toàn cầu
của thế kỉ XXI. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ,
Kĩ thuật, Toán học, HS sẽ được phát triển tư duy phê phán, khả năng hợp tác để
thành công…
+ Định hướng nghề nghiệp cho HS: Giáo dục STEM sẽ tạo cho HS có
những kiến thức, kĩ năng mang tính nền tảng cho việc học tập ở các bậc học cao
hơn cũng như cho nghề nghiệp trong tương lai của HS. Từ đó, góp phần xây
dựng lực lượng lao động có năng lực, phẩm chất tốt đặc biệt là lao động trong
lĩnh vực STEM nhằm đáp ứng mục tiêu xây dựng và phát triển đất nước.
2.2. Mối liên hệ tương tác giữa các lĩnh vực trong giáo dục STEM
Trong giáo dục hiện nay, bốn lĩnh vực quan trọng: Khoa học (gồm Sinh
học, vật lí, hóa học), Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được xây dựng và giảng
dạy một cách độc lập. Việc dạy – học theo cách này vẫn giữ một vai trò quan
trọng trong việc cung cấp những kiến thức cơ bản thuộc các lĩnh vực trên.
Nhưng sự tách rời giữa các môn học đã tạo ra một khoảng cách lớn giữa học và
thực hành, giữa nhà trường và doanh nghiệp. Bởi lẽ, mỗi môn học cung cấp một
6

mảng kiến thức rời rạc, nhưng cuộc sống thực tiễn thì lại không tồn tại độc lập
như các môn học trong nhà trường mà là những vấn đề mang tính phức hợp. Sau
khi học xong, HS cần có thời gian để thích nghi, để hiểu được làm thế nào để từ
cơ sở lí thuyết, nguyên lí, những kiến thức được học trong trường chuyển thành
các ứng dụng thực tế. Hơn nữa, tư duy liên kết các sự vật, hiện tượng với các
ứng dụng và kĩ thuật cũng rất hạn chế bởi trong chính quá trình giảng dạy định
hướng nội dung, HS không có điều kiện để thấy được những biểu hiện thực tiễn
của kiến thức trong cuộc sống…
Mối quan hệ giữa các thành tố trong STEM là các mối quan hệ “sử dụng”,
“thúc đẩy”, “dẫn đến”, “áp dụng”.... Các môn Khoa học sử dụng những kiến
thức có được từ sự phát triển của Công nghệ, Kĩ thuật để làm “mới mình”. Còn
Công nghệ, Kĩ thuật là bộ môn áp dụng những thành quả của Khoa học vào đời
sống. Toán học là môn học rất cần thiết cho cả Khoa học và Công nghệ, Kĩ
thuật. Những tiến bộ của Khoa học, Công nghệ sẽ kích thích những tiến bộ mới
trong Toán học… Từ đó, các lĩnh vực STEM đều thúc đẩy nhau phát triển và
hưởng lợi từ sự phát triển của nhau. Mối liên kết giữa các lĩnh vực STEM phản
ảnh những vấn đề cơ bản của cuộc sống là khám phá thế giới và cải tạo thế giới.

Hình 1. Mối liên quan của Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học
Trong giáo dục, dạy học Khoa học là dạy về phương pháp khoa học về quá
trình xây dựng giả thuyết và xác minh giả thuyết. Dạy học Công nghệ và Kĩ
7


thuật là dạy về sự linh hoạt, sáng tạo và đổi mới. Những thuộc tính này rất khó
để lượng hóa trong dạy học, nhưng lại là những điều rất cần thiết trong dạy - học
Công nghệ, Kĩ thuật.
Ví dụ, khi dạy học về quá trình lên men rượu, lĩnh vực Hóa học khai thác
công thức cấu tạo và tính chất của các chất tham gia và chất tạo thành. Lĩnh

vực sinh học, khai thác quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật trong
những điều kiện khác nhau và lượng sản phẩm thu được trong các điều kiện
đó…. Công nghệ khai thác khía cạnh quy trình kĩ thuật lên men có hiệu quả cao
và mở rộng những ứng dụng của rượu trong đời sống. Kĩ thuật tập trung khai
thác các bước trong kĩ thuật lên men rượu đảm bảo đạt kết quả tốt. Như vậy, các
lĩnh vực Khoa học giải thích cơ sở khoa học và nguyên lí, điều kiện của quá
trình lên men rượu. Trong khi đó, Công nghệ và Kĩ thuật hướng dẫn thực hiện
các khâu trong quá trình lên men rượu, từ đó có những sáng tạo giúp quá trình
lên men thuận lợi nhất.
Quá trình sáng tạo có thể được nuôi dưỡng trong HS nhưng phải cần thời
gian và HS cần được nhúng trong môi trường và không gian đặc thù để kích
thích sự sáng tạo. Do vậy, tiếp cận giáo dục STEM phải là tiếp cận mang tính
liên ngành để tạo ra sự kết hợp hài hòa giữa các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ,
Kĩ thuật và Toán học nhằm mang đến cho HS những trải nghiệm thực tế thực sự
có ý nghĩa.
Ví dụ trong bài học STEM về chủ đề xây cầu, HS đóng vai là những kĩ sư tư
vấn cho một công ty phải sửa hoặc thay thế một cây cầu qua một kênh đào đã
bị hư hỏng nặng. HS được học về bản chất của lực, trọng lực và cách làm việc
với lực cân bằng. Ở đây, kiến thức về Toán học sẽ được sử dụng trong các tính
toán về trọng lực, cân bằng lực. Những kiến thức này sẽ là cơ sở để đưa ra các
giải pháp kĩ thuật nhằm tạo ra những cấu trúc ổn định.
Khi học một chủ đề về sinh sản ở thực vật, HS không chỉ đơn thuần học về
khoa học để nghiên cứu xem sinh sản là gì, có những hình thức sinh sản nào hay
đặc điểm của các hình thức sinh sản ra sao mà còn được học những ý tưởng
nhân giống các loài cây trồng bằng các phương pháp truyền thống (Kĩ thuật) và
8


phát hiện ra các phương pháp nhân giống hiện đại như nuôi cấy mô, công nghệ
gen …. (Công nghệ), hay học cách tính toán chi phi đầu tư cho việc nhân giống

thành công một cây giống, từ đó nảy sinh ý định kinh doanh phù hợp (Toán
học).
2.3. Quy trình giáo dục STEM
Quy trình 5E gồm có 5 giai đoạn trong một chuỗi quá trình dạy học là:
Engagement (Đặt vấn đề), Exploration (khám phá), Explanation (giải thích),
Elaboration/Extension (mở rộng) và Evaluation (đánh giá).
Đặt vấn đề: nhằm tạo sự chú ý và quan tâm của HS. HS được đặt vào
những tình huống, sự kiện hay vấn đề liên quan đến nội dung học tập mang tính
thách thức và gợi nhu cầu HS cần phải giải quyết. Từ đó, bộc lộ ở HS những suy
nghĩ như: tại sao điều đó lại có thể xảy ra, em cũng đã từng suy nghĩ nhưng
không biết lí giải thế nào, em muốn tìm hiểu thêm về vấn đề này… Và khi đó
HS cảm thấy cần thiết phải giải quyết hay học thêm một vấn đề gì đó.
Khám phá: là giai đoạn HS trải nghiệm thông qua các hoạt động như thu
thập thông tin dữ liệu, quan sát mô hình, thí nghiệm, điều tra… để giải thích các
hiện tượng và phát triển khả năng nhận thức của bản thân. Vai trò của GV trong
giai đoạn khám phá là người chỉ dẫn và khởi đầu cho hoạt động. Cung cấp cho
HS những kiến thức nền cần thiết; những dụng cụ, nguyên vật liệu phục vụ hoạt
động trải nghiệm của HS và điều chỉnh những nhận thức sai lầm mà HS có thể
gặp phải trong quá trình khám phá. Ở giai đoạn này, HS có thể thực hiện các
thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu, thiết kế các quy trình, thiết kế mẫu… để trả
lời câu hỏi mang tính phức hợp, để điều tra các vấn đề mang tính thời sự và phát
triển các giải pháp cho những thách thức và các vấn đề trong thế giới thực.
Giải thích: HS phân tích và diễn giải các dữ liệu. Trao đổi những kiến thức
và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng công nghệ thích hợp để phân tích và
thông tin liên lạc.
Mở rộng: Giai đoạn này HS có cơ hội được mở rộng và củng cố những
hiểu biết của mình về các khái niệm, kiến thức. Học sinh tinh chỉnh các giải
9

pháp, các quy trình. Sửa đổi quy trình thử nghiệm để tìm hiểu thêm. Xác định
và phân tích các kết nối đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.
Đánh giá: Đánh giá được tiến hành thông qua việc HS phải trình bày giải
pháp của họ nhằm giải quyết các vấn đề được đặt ra ban đầu. HS được tham gia
đánh giá đồng đẳng. HS phải chứng minh sự hiểu biết của mình dựa trên kết
quả các nhiệm vụ thực hiện. GV sẽ đánh giá cả kiến thức và kĩ năng của HS,
xem xét những minh chứng cho thấy sự hiểu biết của HS.
Quy trình trên được xây dựng dựa trên lí thuyết kiến tạo, giúp HS có thể tự
xây dựng những hiểu biết của mình thông qua những trải nghiệm và những ý
tưởng mới.
Hiện nay, giáo dục STEM được giảng dạy chủ yếu theo phương pháp
nghiên cứu khoa học. Đây là phương pháp nghiên cứu những vấn đề khoa học,
những số liệu liên quan được thu thập nhằm xây dựng những giả thuyết và thí
nghiệm kiểm chứng những giả thuyết. Theo cách tiếp cận này HS sẽ được học
theo cách của các nhà khoa học khám phá hay trả lời các câu hỏi khoa học. Quy
trình này phù hợp cho các hình thức giáo dục STEM thông qua nghiên cứu
khoa học hay mô hình sinh hoạt câu lạc bộ khoa học.
Khác với quy trình tiếp cận nghiên cứu khoa học là dựa trên các câu hỏi,
dựa trên các giả thuyết khoa học để làm xuất phát điểm cho quá trình nhận thức
của HS và ở đó quan tâm nhiều đến việc tìm ra các minh chứng để trả lời cho các
câu hỏi khoa học đó thì quy trình tiếp cận theo lí thuyết thiết kế kĩ thuật sẽ dựa
trên các vấn đề và tìm giải pháp cho các vấn đề cần phải giải quyết. Hay nói cách
khác, đây là dựa trên quy trình thiết kế kĩ thuật để giải quyết vấn đề.
2.4. Các con đường giáo dục STEM cho học sinh
STEM ko phải là một môn học đơn lẻ trong chương trình giáo dục phổ
thông. Giáo dục STEM thường được lồng ghép qua các hình thức như sinh hoạt
câu lạc bộ khoa học, hoạt động ngoài giờ lên lớp hay được giảng dạy thông qua
các môn Khoa học tự nhiên, Toán học và Công nghệ.
-. Giáo dục STEM thông qua hoạt động ngoài giờ lên lớp
10

- Giáo dục STEM thông qua dạy học các môn thuộc về lĩnh vực STEM
Đây là mô hình ở dạng đơn giản nhất, tuỳ theo quy mô của chủ đề mà có
thể được thiết kế để dạy trong một tiết hoặc nhiều tiết trong đó GV sẽ phân chia
thời gian để HS tham gia các hoạt động: thiết lập vấn đề; tìm kiếm các giải
pháp hay cách thức để giải quyết vấn đề; thu thập thông tin, bằng chứng và cuối
cùng là tổng kết, rút ra các kiến thức.
Ví dụ: Trong chương trình sinh học 11, nội dung sinh sản vô tính ở thực
vật có thể xây dựng thành một chủ đề STEM dành riêng cho môn sinh học như
“Nhân giống hoa hồng” hay mức độ cao hơn với những trường có điều kiện cơ
sở vật chất tốt có thể dạy học chủ đề STEM “Nhân giống hoa Phong Lan” hay
“Nhân giống hoa tuylyp” …
Chủ đề STEM dạng này bao trùm nhiều hơn một môn học thuộc lĩnh vực
STEM, các môn học này sử dụng chung một vấn đề, một bối cảnh. Các GV dạy
mỗi môn học khác nhau sẽ dạy chủ đề STEM như cách dạy chủ đề STEM trong
một môn học duy nhất nhưng theo góc độ riêng của môn mình.
Hay vẫn là hình thức sinh sản vô tính ở thực vật nhưng khi lựa chọn chủ
đề “Nhân giống hoa hồng”, môn Sinh học khai thác cơ sở khoa học và kĩ thuật
nhân giống hoa; môn Công nghệ nghiên cứu quy trình kĩ thuật và các thao tác
thực hiện trong nhân giống hoa và thậm chí cả kĩ thuật quảng bá sản phẩm cây
giống trên thị trường ….
Sinh học là một môn khoa học ứng dụng, tính tích hợp các kiến thức của các
lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt, Sinh học luôn gắn với thực tiễn, học tập môn Sinh
học luôn được tiếp cận theo định hướng sản phẩm, yếu tố sáng tạo trong Sinh học
luôn được nhấn mạnh. Do vậy, có nhiều điểm thuận lợi khi giáo dục STEM thông
qua dạy học môn Sinh học.
2.5. Phân loại STEM
STEM là một trong những giải pháp quan trọng của nhiều quốc gia trong
việc thúc đẩy kinh tế phát triển. Việc phân loại STEM là cần thiết bởi đó là một

trong những cơ sở cho việc lựa chọn các hình thức tổ chức giáo dục STEM,
11


phương pháp giáo dục STEM hay xây dựng các chủ đề giáo dục STEM đảm
bảo phù hợp với mục tiêu, điều kiện, bối cảnh triển khai STEM khác nhau.
- Phân loại dựa trên khía cạnh các lĩnh vực STEM tham gia giải quyết vấn đề
ta có:
+ STEM đầy đủ: là loại hình STEM yêu cầu người học cần vận dụng kiến
thức của cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
+ STEM khuyết: là loại hình STEM mà người học không phải vận dụng
kiến thức cả bốn lĩnh vực STEM để giải quyết vấn đề.
- Phân loại dựa trên khía cạnh phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM ta
có:
+ STEM cơ bản: là loại hình STEM được xây dựng trên cơ sở kiến thức
thuộc phạm vi các môn học Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học trong
chương trình giáo dục phổ thông.
+ STEM mở rộng: là loại hình STEM có những kiến thức nằm ngoài
chương trình và sách giáo khoa. Những kiến thức đó người học phải tự tìm hiểu
và nghiên cứu. Sản phẩm STEM của loại hình này có độ phức tạp cao hơn.
- Phân loại dựa vào mục đích dạy học ta có:
+ STEM dạy kiến thức mới: STEM được xây dựng trên cơ sở kết nối
kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học
một phần).
+ STEM vận dụng: là STEM được xây dựng trên cơ sở những kiến thức
HS đã được học. STEM dạng này sẽ bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lí
thuyết vào thực tế. Kiến thức lí thuyết được củng cố và khắc sâu.
3. Thực trạng dạy học môn Sinh học phổ thông dưới góc độ định hướng
giáo dục STEM.
3.1. Về chương trình môn học

Chương trình và sách giáo khoa hiện hành ở Việt Nam chưa được xây
dựng như một chỉnh thể mang tính xuyên suốt từ các cấp học, các môn học,
hoạt động giáo dục; một số nội dung các môn học và hoạt động giáo dục chưa
12


cân đối, chưa phù hợp với đối tượng. Nội dung chương trình, sách giáo khoa
hiện hành tuy bước đầu đã được xây dựng theo quan điểm tích hợp và phân hóa
nhưng việc thực hiện dạy học tích hợp và phân hóa chưa có hiệu quả cao, chưa
đạt được yêu cầu của mục tiêu chương trình.
Giáo dục STEM có hiệu quả tích hợp các môn học và vận dụng thực tế có
thể thấy chương trình giáo dục phổ thông ở Việt Nam hiện nay chưa thực sự có
giáo dục STEM. Chương trình các môn học ở bậc THCS và THPT độc lập, mới
tích hợp ở một số nội dung trong từng môn học riêng lẻ. Chương trình các môn
Toán học, Khoa học tự nhiên, Kĩ thuật và Công nghệ được xây dựng theo cách
tiếp cận nội dung, chưa coi trọng yêu cầu hình thành và phát triển năng lực. Do
thiếu sự gắn kết giữa kiến thức, kĩ năng của các môn học nên chương trình các
môn Khoa học tự nhiên còn đã dẫn đến tình trạng phần lớn HS, sinh viên thiếu
kĩ năng thực hành nghề nghiệp, ứng dụng CNTT, thiếu chủ động, sáng tạo, hạn
chế vận dụng kiến thức vào sản xuất và đời sống.
Hơn nữa, chương trình môn Sinh học THPT được thiết kế các bài học lí
thuyết trước các bài thực hành. Sự sắp xếp này đã đi ngược với tư duy: từ trực
quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ hiện tượng thực tế hình thành quy
luật, định luật …. Các bài thực hành nhằm minh họa cho các kiến thức lí thuyết
đã học, chưa kích thích được tính chủ động học tập của học sinh.
3.4.2. Nhận thức của giáo viên về STEM
Nhiều GV THPT nói chung và GV môn Sinh học nói riêng mới chỉ nghe
nói đến giáo dục STEM. Không nhiều GV biết về các hoạt động của giáo dục
STEM hay bản chất của dạy học theo định hướng STEM nên cho rằng “giáo
dục suốt ngày thay đổi”. Nhưng thực chất, giáo dục STEM không phải là sự

thay đổi chương trình học, cũng không làm thay đổi nội dung kiến thức mà chỉ
là cách thức tổ chức nhằm vận dụng kiến thức của các môn học STEM (Khoa
học – Công nghệ - Kĩ thuật – Toán) vào giải quyết một vấn đề cụ thể nào đó
của cuộc sống.
4. Biện pháp và giải pháp thực hiện
13


Dạy học theo định hướng STEM là một hình thức giáo dục khá mới mẻ với
nhiều người. Dạy học môn Sinh học theo định hướng STEM như thế nào? Có
thể vận dụng dạy học theo định hướng STEM ra sao trong các bài học môn Sinh
học? Có nhất thiết phải hình thành dự án và tạo ra sản phẩm khoa học mới được
coi là Dạy học theo định hướng STEM? ..... Rất nhiều đồng nghiệp đã đặt câu
hỏi như trên đối với bản thân tôi. Trước những câu hỏi đó, năm học 2018 - 2019,
tôi đã tích cực áp dụng và tiến hành vận dụng dạy học theo định hướng STEM
vào các bài học và các dự án nhỏ nhằm tìm câu trả lời.
4.1. Môn Sinh học trong chương trình giáo dục phổ thông Việt Nam
- Về mục tiêu tổng quát: Môn Sinh học nhằm giúp HS làm quen với thực
tiễn về các mối quan hệ giữa người con với con người; giữa con người với
môi trường thiên nhiên; giúp HS hiểu sâu hơn các tri thức sinh học cốt lõi, các
phương pháp nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học, các nguyên lí và quy
trình công nghệ sinh học; rút ngắn khoảng cách giữa kiến thức lí thuyết cơ bản
với công nghệ ứng dụng. Thông qua các hoạt động thực nghiệm, thực hành
giúp HS khám phá thế giới tự nhiên, phát triển khả năng vận dụng kiến thức
vào thực tiễn và khả năng định hướng nghề nghiệp.
- Về nội dung: Nội dung môn Sinh học trong chương trình giáo dục phổ
thông phản ánh các thành tựu công nghệ sinh học trong chăn nuôi, trồng trọt,
xử lí ô nhiễm môi trường, nông nghiệp và thực phẩm sạch, trong y - dược học
…
- Về kết cấu chương trình: Kiến thức trong môn Sinh học có sự tích hợp

của các môn Lí – Hóa – Toán học và công nghệ.
- Môn Sinh học đề cập tới việc giải quyết những vấn đề thực tiễn trong sản
xuất và đời sống hằng ngày mà những giải pháp thực tiễn thường rất đa dạng.
HS được khơi dậy tính sáng tạo khi giải quyết những vấn đề thực tiễn phù hợp
với hoàn cảnh của HS và địa phương.
 Do vậy, có thể thấy môn Sinh học có nhiều điểm tương đồng với giáo
dục STEM. Mục tiêu mang tính thực tiễn, nội dung mang tính tích hợp và bao
14


gồm cả yếu tố Khoa học và Kĩ thuật, phương pháp định hướng hành động. Đây
là cơ sở cho việc tổ chức dạy học môn Công nghệ theo định hướng giáo dục
STEM hiệu quả và khả thi.
4.2. Phương pháp và hình thức tổ chức dạy học môn Sinh học theo định
hướng giáo dục STEM
PPDH trong môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM về bản chất là
mở rộng các hoạt động dạy và học bằng cách tạo môi trường, bối cảnh cụ thể để
HS được trải nghiệm, vận dụng kiến thức, sử dụng kĩ năng và thể hiện thái độ
của bản thân. Trong dạy học STEM nói chung, các phương pháp và kĩ thuật dạy
học tích cực được sử dụng để tạo động cơ, thúc đẩy nhu cầu khám phá và hỗ trợ
xây dựng, tổ chức các hoạt động nhận thức tích cực ở người học. Để huy động
vốn kiến thức, kinh nghiệm, khuyến khích tư duy của người học.
Dựa vào phân loại ở trên cho thấy giáo dục STEM thường được thực hiện
trong hai bối cảnh:
Học tập thông qua chủ đề được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức
của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học (hoặc được học một
phần). Về bản chất, là lấy chủ đề giáo dục STEM làm xuất phát điểm của quá
trình nhận thức. HS sẽ được đối diện với nó trước, thông qua đó HS phải đi tìm
hiểu, nghiên cứu. HS tự định hướng nghiên cứu các kiến thức có liên quan. Ở
chủ đề dạng này, GV thường sử dụng dạy học giải quyết vấn đề.

Học tập thông qua chủ đề có tính chất vận dụng. Là chủ đề được xây
dựng trên cơ sở kiến thức HS đã được học. HS một lần nữa được vận dụng kiến
thức vào trong cuộc sống và soi sáng những lí thuyết HS đã được học. Ở chủ đề
dạng này, GV thường sử dụng PPDH dựa trên dự án.
Giáo dục STEM có thể được vận dụng trong dạy học dưới các hình thức
sau:
4.2.1. Lồng ghép bộ phận
Ở mức độ này, GV sẽ dạy một phần kiến thức của bài học theo định hướng
giáo dục STEM. Các hoạt động STEM ở mức độ này thường được thiết kế đơn
15


giản, không quá phức tạp về nội dung, cách thức triển khai và điều kiện cơ sở
vật chất. Chủ đề STEM mức độ này quan tâm nhiều đến trải nghiệm của HS
trong quá trình giải quyết vấn đề và thường liên quan đến một hoặc hoạt động
của bài.
Ví dụ 1: Khi học bài 4. Cacbohiđrat và Lipit – Sinh học 10, HS có thể
được trải nghiệm qua một dự án nhỏ như: Loại sữa nào có nhiều chất béo
nhất? để giải quyết một phần của bài học – Phần II. Lipit.
Các nhóm HS tự tìm hiểu, thảo luận và hình thành ý tưởng xây dựng quy
trình phân tích các thành phần có trong các loại sữa khác nhau. Từ đó, kích
thích các em tìm tòi kiến thức, rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, ngôn ngữ trình
bày, mạnh dạn đề xuất ý tưởng và kĩ năng thực nghiệm. Trên cơ sở đó, HS lựa
chọn được loại sữa phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng của bản thân.
Với những kiến thức về vật chất di truyền, rất ít trường THPT có đủ các
điều kiện để giúp HS thực hiện các dự án STEM. Chúng ta có thể thực hiện các
dự án thiết kế các mô hình về các cơ chế di truyền như mô hình về cơ chế nhân
đôi AND, mô hình về cấu trúc các loại ARN …. Nguyên liệu để thiết kế các
loại mô hình này có thể là các tấm bìa carton hay những vỏ lon bia ….
Ví dụ 2. Trong bài 20. Tạo giống nhờ công nghệ gen – Sinh học 12, trong

phần “các bước tiến hành trong kĩ thuật chuyển gen”, GV có thể tổ chức HS
thiết kế mô hình các bước kĩ thuật chuyển gen bằng những nguyên liệu sẵn có
như bìa carton, keo dán …
4.2.2. Lồng ghép toàn phần
Ở mức độ này, GV sẽ dạy toàn bộ kiến thức của bài học thông qua một chủ
đề STEM. Về bản chất là GV sử dụng chủ đề STEM như là xuất phát điểm cho
quá trình nhận thức của HS. HS sẽ thông qua trải nghiệm với chủ đề STEM để
rút ra kiến thức của bài học.
Ví dụ: Khi dạy bài Sinh sản vô tính ở thực vật – Sinh học 11, GV có thể sử
dụng chủ đề STEM: Nhân giống cây hoa hồng để từ đó khai thác nội dung bài
học.
16


4.2.3. Dạy học STEM trên cơ sở phối hợp nhiều bài, nhiều môn học STEM
Theo cách này chủ đề STEM sẽ được xây dựng trên cơ sở kiến thức của
nhiều bài học và được dạy xuyên suốt qua nhiều tiết học. Chủ đề STEM sẽ
được thiết kế dưới dạng một dự án STEM. Với cách này thì việc dạy học
thường được diễn ra hai giai đoạn là giai đoạn học tập “trực tiếp” và giai đoạn
học tập “gián tiếp”. Giai đoạn học tập “trực tiếp” là người học được cung cấp
về những kiến thức có liên quan và phục vụ cho thực hiện dự án sau này. Điều
này đảm bảo rằng các khái niệm cơ bản, các ý tưởng mà HS sẽ phải thực hiện
đã được GV cung cấp đầy đủ ở các lĩnh vực khác nhau. Sang giai đoạn học
“gián tiếp” HS sẽ được làm việc theo nhóm cùng nhau khám phá, thiết kế, xây
dựng, triển khai dự án học tập của mình trên cơ sở những khái niệm, kiến thức
thu nhận được từ giai đoạn học “trực tiếp” và hiểu biết của bản thân từ cuộc
sống thực tiễn. HS được khuyến khích sự chia sẻ những hiểu biết của mình, khả
năng của mình ở những lĩnh vực riêng biệt để cùng nhau tổng hợp lại thành
kiến thức chung.
Với cách dạy học này, dự án STEM thường liên quan đến nhiều môn khoa

học của STEM (Sinh học – Vật Lí – Hóa học …). Chúng ta cũng cần phân biệt
những dự án STEM với các dự án thông thường khác. Dự án STEM luôn đề
cập đến một quy trình kĩ thuật, một sản phẩm, một vấn đề thực tiễn … nào đó.
Từ việc thực hiện một quy trình kĩ thuật hay sản phẩm, HS sẽ học được những
thức khoa học.
* Quy trình dạy học dự án theo định hướng giáo dục STEM
Từ việc nghiên cứu lí thuyết về dạy học STEM và từ thực tế nội dung
chương trình, sách giáo khoa môn Sinh học trong chương trình giáo dục phổ
thông tại Việt Nam, nghiên cứu đề xuất quy trình chung dạy học môn Sinh học
theo định hướng giáo dục STEM gồm 5 bước cụ thể như sau:
4.2.3.1. Bước 1. Xây dựng chủ đề
- Lựa chọn nội dung cụ thể trong môn Sinh học
Nội dung cụ thể trong môn học Sinh học được lựa chọn để dạy theo định
17


hướng giáo dục STEM có thể là một nhóm bài, một chương hay một phần. Việc
lựa chọn này để đảm bảo rằng các kiến thức sẽ được áp dụng để giải quyết
những vấn đề thực tiễn của chủ đề giáo dục STEM sau này không khiên cưỡng.
Bởi không phải nội dung nào, bài nào khi dạy theo định hướng STEM cũng
hiệu quả hay phù hợp.
- Kết nối với những sản phẩm, vật phẩm ứng dụng trong thực tế.
Với nội dung đã lựa chọn GV nghiên cứu và xem xét những kiến thức từ
nội dung đó đã được ứng dụng trong thực tiễn như thế nào. Những biểu hiện
của kiến thức đó trong thực tiễn cuộc sống. Kiến thức đó đã được ứng dụng vào
thiết bị gì? Sản phẩm gì? Hệ thống nào? Quy trình nào? Lĩnh vực nào?... Đây
chính là cơ sở hình thành ý tưởng cho chủ đề giáo dục STEM.
Ví dụ: Căn cứ vào chương trình môn Sinh học và tìm hiểu những ứng
dụng của kiến thức trong thực tiễn, chúng ta có một số kết quả sau:
* Sinh học 10:

Tên bài
Bài 14. Enzim và vai trò của enzim
trong quá trình chuyển hoá vật chất

Sản phẩm ứng dụng
Tách chiết enzim, công nghệ
enzim, hay ứng dụng enzim trong cuộc

Bài 15. Thực hành: Một số thí nghiệm
về enzim
Bài 22. Dinh dưỡng, chuyển hoá vật
chất và NL ở VSV

sống như sản xuất các loại nước tẩy
rửa…

Nuôi cấy vi sinh vật như sản xuất
các loại nước chấm (mắm, tương),

Bài 24. Thực hành: Lên men êtilic và
lactic

muối chua các loại rau quả (hành, dưa,
cà chua …), sản xuất nước rửa chén

Bài 25. Sinh trưởng của vi sinh vật
Bài 27. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh
trưởng của vi sinh vật
Bài 28. Thực hành: Quan sát một số vi
sinh vật

18

bát, sản xuất các loại đồ uống (rượu,
bia …)


Bài 29. Virut và các loại virut.
Bài 30. Sự nhân lên của virut trong tế
bào vật chủ.

Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học,
sản xuất văc – xin phòng bệnh, cách

Bài 31. Ứng dụng của virut trong thực

phòng và chữa trị các bệnh truyền
nhiễm thường gặp ….

tiễn.
Bài 32. Bệnh truyền nhiễm và miễn dịch
* Sinh học 11.

Tên bài
Bài 1. Sự hấp thụ nước và muối khoáng

Sản phẩm ứng dụng

ở rễ.

Thiết kế hệ thống tước tiêu nước tự
Bài 2. Vận chuyển các chất trong cây.
Bài 3. Thoát hơi nước
Bài 4. Vai trò của các nguyên tố khoáng
Bài 5 + 6. Dinh dưỡng nitơ ở thực vật.
Bài 7. Thực hành: Thí nghiệm thoát hơi

nước và thí nghiệm của phân bón.
Bài 8. Quang hợp ở thực vật.

động cho cây trồng …
Quy trình kỹ thuật trồng rau sạch;
Thiết kế mô hình trồng rau, cây cảnh
thủy canh ….

Bài 9. Quang hợp ở các nhóm thực vật
C3, C4, CAM.

Các biện pháp tăng năng suất cây
trồng; Ứng dụng đèn led trong sản xuất

Bài 10. Ảnh hưởng của các nhân tố

nông nghiệp; Kỹ thuật trồng rau (dưa)
trong nhà kính; Sản xuất trồng rau mầm

ngoại cảnh đến quang hợp.
Bài 11. Quang hợp và năng suất cây

…

trồng.
Bài 13. Thực hành: Phát hiện diệp lục
và carôtenôit.
Một số biện pháp bảo quản nông
Bài 12. Hô hấp ở thực vật.

sản; Thiết kế hệ thống sấy nông sản bằng

Bài 14. Thực hành: Phát hiện hô hấp ở

năng lượng mặt trời; Thiết kế hệ thống
bảo quản nông sản bằng thiết bị hút chân

thực vật.
Bài 15 + 16. Tiêu hóa ở động vật

không ….
Một số biện pháp tăng năng suất

Bài 17. Hô hấp ở động vật.

vật nuôi; Một số bệnh thường gặp ở

Bài 18 + 19. Tuần hoàn máu.

người và biện pháp phòng tránh….
19

Bài 20. Cân bằng nội môi.
Bài 21. Thực hành: Đo một số chỉ tiêu
sinh lí ở người.
Bài 41. Sinh sản vô tính ở thực vật.
Bài 42. Sinh sản hữu tính ở thực vật.

Nhân giống và chăm sóc hoa hồng;
phong lan, cây ăn quả ….

Bài 43. Thực hành: Nhân giống vô tính
ở thực vật.

- Phân tích ứng dụng
Trên cơ sở của bước 2, GV thực hiện bước phân tích ứng dụng để tìm hiểu
các quy trình, giai đoạn và các kiến thức được sử dụng để tạo ra ứng dụng/sản
phẩm. Đây là cơ sở để GV xây dựng những hoạt động, nhiệm vụ học tập trong
chủ đề sao cho đảm bảo tính vừa sức với HS. Định rõ những thách thức mà HS
sẽ phải giải quyết. Đồng thời xác định được thời gian tối thiểu để hoàn thành
sản phẩm.
Ví dụ: khi học chủ đề: “Nhân giống hoa và cây cảnh” – Sinh học 11, GV
phân tích kĩ thuật nhân giống vô tính cây ăn quả bằng phương pháp Giâm cành,
chiết cành hay ghép, GV nhận thấy:
Kĩ thuật nhân giống cần thời gian để hình thành các mô sẹo và tạo cây
hoàn chỉnh. Từ đó, GV xác định thời gian học cho chủ đề này tối thiểu là 4
tuần.
- Chỉ ra các kiến thức liên quan trong các môn học thuộc lĩnh vực
STEM
GV sẽ xem xét những kiến thức đóng góp cho việc tạo ra các ứng dụng
trên thuộc các lĩnh vực nào đặc biệt là với các môn học thuộc lĩnh vực STEM.
Việc chỉ ra các kiến thức liên quan trong ứng dụng nhiều khi cần sự hợp tác với

các GV thuộc các lĩnh vực khác để đảm bảo một cái nhìn toàn diện và sâu sắc
những kiến thức đã được sử dụng và là cơ sở để lựa chọn được những kiến thức
phù hợp với chương trình học tập của HS.
Ví dụ: Ở chủ đề: “Nhân giống hoa và cây cảnh” – Sinh học 11, gồm các
kiến thức:
20


+ Môn sinh học: sinh sản vô tính và hữu tính ở thực vật, đặc điểm sinh
học của các loài cây.
+ Môn Toán: Tính toán số liệu mẫu vật làm thí nghiệm, lượng chất kích
thích sinh trưởng cần dùng …
+ Môn Công nghệ: Các bước kĩ thuật nhân giống bằng giâm, chiết, ghép
hay nuôi cấy mô.
+ Môn hóa học: Đặc điểm, tính chất của các chất điều hòa sinh trưởng.
- Hình thành chủ đề
Thông tin chung của một chủ đề gồm:
+ Tên chủ đề.
+ Mục tiêu.
+ Liên hệ chương trình.
+ Những năng lực hướng tới hình thành và phát triển.
Giáo dục STEM nhằm mục tiêu vận dụng kiến thức giải quyết các vấn đề
mang tính thực tiễn. Để giải quyết vấn đề STEM hay thiết kế sản phẩm STEM
cần vận dụng kiến thức thuộc các lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và
Toán học. Sự tham gia về số lượng các môn, mức độ chuyên sâu về kiến thức
của các môn học nói trên trong việc giải quyết vấn đề STEM sẽ phản ánh tính
phức hợp và độ khó của vấn đề. Phạm vi tác động của vấn đề STEM cần giải
quyết (tới cá nhân, cộng đồng xã hội hay toàn cầu) sẽ quyết định tính chất, tầm
ảnh hướng của vấn đề STEM.
4.2.3.2. Bước 2. Xây dựng nội dung học tập

Đây là giai đoạn GV cụ thể hóa mục tiêu kiến thức của chủ đề học tập,
hướng tới hình thành các năng lực chung và năng lực chuyên biệt. Căn cứ vào
thời gian dự kiến, mục tiêu và có thể là đặc điểm tâm sinh lí, yếu tố vùng miền
để xây dựng nội dung cho phù hợp. Ở đây, cần trả lời các vấn đề: Chủ đề có các
hoạt động gì? Các hoạt động đó nhằm đạt tới mục tiêu gì? Nội dung dạy học có
liên quan như thế nào với các mục tiêu và nội dung môn Sinh học và giáo dục
STEM? Biểu hiện thực tế của mối liên hệ đó?
21


Mục tiêu của chủ đề STEM cần bám sát chuẩn kiến thức kĩ năng do Bộ
giáo dục và Đào tạo quy định và phù hợp với yêu cầu của chủ đề STEM.
Ví dụ: Dự án STEM: “Thiết kế mô hình hệ thống tưới tiêu nước cho cây
trồng” gồm các nội dung cơ bản sau:
- Kiến thức khoa học: Bài 1. Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ; Bài 2.
Vận chuyển các chất trong cây; Bài 3. Thoát hơi nước trong chương trình sinh

học 11.
- Yếu tố Công nghệ: Hệ thống bơm, ống dẫn, giá đỡ để làm mô hình tưới
nước tự động cho cây.
- Yếu tố kĩ thuật: Bản vẽ, mô hình tưới nước tự động cho cây.
- Yếu tố Toán: Đo chiều dài ống dẫn theo bản vẽ, tính toán khoảng cách
đặt ống dẫn nước ….
Như vậy, dự án cần đảm bảo mục tiêu về kiến thức kĩ năng do Bộ giáo dục
quy định và phải đảm bảo những kĩ năng riêng của dự án STEM. Cụ thể:
* Kiến thức:
- Trình bày được vai trò của nước đối với thực vật.
- Mô tả được cơ chế trao đổi nước ở thực vật gồm:Hấp thụ nước, vận
chuyển nước và thoát hơi nước.
- Trình bày được vai trò của các quá trình hút nước, vận chuyển nước và

thoát hơi nước.
- Phân tích được vai trò của tưới tiêu nước hợp lí đối với sinh trưởng,
phát triển của cây trồng và sự trao đổi nước của thực vật phụ thuộc vào điều
kiện môi trường.
* Kĩ năng:
- Thiết kế các bản vẽ mô hình tưới tiêu nước cho cay trồng.
- Xây dựng được nguyên lí hoạt động củ sản phẩm.
- Chế tạo và lắp ráp các sản phẩm theo phương án thiết kế.
- Thử nghiệm, cải tiến các mô hình.
22


- Rèn các kĩ năng làm việc nhóm, thí nghiệm, thuyết trình, lắng nghe, phản
biện.
* Thái độ:
- Ý thức giữ gìn môi trường, bảo vệ cây xanh và bảo vệ môi trường.
- Say mê nghiên cứu khoa học.
- Nhiệt tình trong quá trình gia công, lắp ráp sản phẩm.
- Có tinh thần trách nhiệm đối với các nhiệm vụ chung củ nhóm.
* Năng lực hướng tới: Năng lực nghiên cứu khoa học, năng lực hợp tác,
năng lực sáng tạo.
4.2.3.3. Bước 3. Thiết kế nhiệm vụ
Trên cơ sở nội dung của chủ đề, xây dựng các nhiệm vụ học tập tương
ứng. Cần xác định rõ người thực hiện nhiệm vụ, làm cá nhân hay nhóm, nhiệm
vụ được thực hiện trong giai đoạn nào, thời gian bao lâu… Một số loại hình
nhiệm vụ như: thu thập thông tin, tiến hành thí nghiệm, thiết kế, trình bày….
Khi xây dựng các nhiệm vụ cần hướng đến hình thành các năng lực giải
quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực tự học, năng lực quản lí, sáng tạo, giao
tiếp và các năng lực chuyên biệt đã xác định cho môn Sinh học THPT. Bên
cạnh đó, cần xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề.

Ví dụ: Dự án STEM: “Thiết kế mô hình hệ thống tưới tiêu nước tự động
cho cây trồng”, ngoài việc xác định mục tiêu và các năng lực cần hướng tới
như ở trên, chúng ta cần xác định rõ các vấn đề liên quan đến dự án:
- Hiện nay có các phương pháp tưới tiêu nào? Ưu điểm của các phương
pháp đó?
- Vì sao cần phải thiết kế hệ thống tưới tiêu nước tự động cho cây trồng?
- Phương pháp tưới được sử dụng trong mô hình là gì? Ưu điểm của
phương pháp này?
- Hệ thống tưới nước có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào?
4.2.3.4. Bước 4. Tổ chức thực hiện
23


Đây là giai đoạn triển khai nội dung học tập tới toàn thể HS. Giai đoạn này
cần xây dựng môi trường học tập, gợi nhu cầu khám phá, giao tiếp, hợp tác và
chia sẻ giữa HS trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ. GV đóng vai trò là
người tổ chức, hướng dẫn và tư vấn… Bước này HS sẽ thực hiện hai nhiệm vụ
chính:
- Trao đổi những kiến thức và các giải pháp mang tính khả thi. Sử dụng
công nghệ thích hợp để phân tích và giao tiếp.
- Học sinh chỉnh sửa các giải pháp hoặc các quy trình. Xác định và phân
tích các vấn đề liên quan đến nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.
Ví dụ: Dự án STEM: “Thiết kế mô hình hệ thống tưới tiêu nước tự động
cho cây trồng” có tiến trình thực hiện như sau:
Bước 1. Lập kế hoạch thực hiện
- GV nêu tình huống có vấn đề về nhu cầu nước của cây trồng và thực
trạng tưới tiêu nước cho cây trồng hiện nay. Từ đó, HS nhận biết được chủ đề
dự án.
- Để xây dựng ý tưởng, GV chia nhóm HS, giao nhiệm vụ cho từng nhóm
HS để HS thảo luận nhóm, chia sẻ ý tưởng, lập kế hoạch thực hiện nhiệm vụ

của mình.
- GV yêu cầu HS nêu các nhiệm vụ cần thực hiện của dự án và có thể gợi ý
HS bằng một số câu hỏi đã chuẩn bị ở trên. HS căn cứ vào chủ đề học tập và
gợi ý của GV để đề ra các nhiệm vụ phải thực hiện. Từ đó, HS lên kế hoạch
thực hiện nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm, thời lượng hoàn thành
công việc, phương pháp – phương tiện và dự kiến sản phẩm, cách thiết kế
poster để quảng bá sản phẩm của mình….
Bước 2. HS thực hiện kế hoạch dự án và xây dựng sản phẩm vào thời gian
ngoài giờ lên lớp gồm những nhiệm vụ:
- Thiết kế mô hình tưới nước tự động cho cây:
+ Xác định loại cây dự định trồng là cây gì?
+ Tính toán tỉ lệ giữa các phần và các chi tiết đảm bảo các quá trình sinh
24