Sáng kiến kinh nghiệm Phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh THPT thông qua dạy học chủ đề Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật - Sinh học 10, theo mô hình giáo dục STEM

 MỤC LỤC 
 Trang
1. Lời giới thiệu.....................................................................................................1
2. Tên sáng kiến.....................................................................................................2
3. Tác giả sáng kiến...............................................................................................2
4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến ...............................................................................2
5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: .............................................................................3
6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: Tháng 12 năm 2020 ........3
7. Mô tả bản chất của sáng kiến ............................................................................3
7.1. Về nội dung của sáng kiến: ............................................................................3
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ......................4
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG 
LƯỢNG Ở VI SINH VẬT” – SINH HỌC 10 THEO MÔ HÌNH GIÁO DỤC 
STEM ..................................................................................................................20
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC HIỆN...............................................................46
7. 2. Khả năng áp dụng áp dụng của sáng kiến. ..................................................51
8. Những thông tin cần bảo mật. .........................................................................51
9. Những điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến.............................................51
10. Đánh giá lợi ích thu được .............................................................................51
10.1.Theo ý kiến tác giả. .....................................................................................51
10.2. Theo ý kiến của tổ chuyên môn..................................................................53
11. Danh sách các tổ chức cá nhân tham gia áp dụng sáng kiến.........................53 2
sinh dễ vận dụng trong đời sống hằng ngày, dễ tạo hứng thú cho học sinh trong 
học tập, thuận lợi để tổ chức các mô hình giáo dục STEM.
 Trong thực tiễn dạy học một số giáo viên chưa mạnh dạn và tạo điều kiện 
để học sinh vận dụng những kiến thức lý thuyết vào giải quyết những vấn đề thực 
tiễn gắn liền với kiến thức đã học dẫn đến học sinh thụ động, nhàm chán trong 
học tập và tiếp thu kiến thức bộ môn. Với mong muốn nâng cao chất lượng dạy 
học bộ môn, thời gian qua chúng tôi đã tiếp cận và đưa giáo dục STEM vào quá 
trình dạy học môn Sinh học bước đầu đã tạo ra nhiều chuyển biến tích cực cho 
người học, nâng cao hiệu quả dạy học đáp ứng yêu cầu đổi mới.
 Để học sinh chủ động, hứng thú tiếp cận, vận dụng những kiến thức đã học 
vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn và tiếp cận với xu thế dạy học hiện đại, 
chúng tôi đã mạnh dạn lựa chọn đề tài “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề 
thực tiễn cho học sinh THPT thông qua dạy học chủ đề Chuyển hóa vật chất 
và năng lượng ở vi sinh vật - Sinh học 10, theo mô hình giáo dục STEM”.
 2. Tên sáng kiến 
 “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh THPT 
thông qua dạy học chủ đề Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật - 
Sinh học 10, theo mô hình giáo dục STEM”.
 3. Tác giả sáng kiến
 - Họ và tên: Đào Thị Xuân
 - Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường PT DTNT CẤP 2-3 Vĩnh Phúc
 - Số điện thoại: 0982.696.028
 - Email: daothixuan.c3dtnt tinh@vinhphuc.edu.vn
 4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến 
 - Họ và tên: Đào Thị Xuân
 - Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường PT DTNT CẤP 2-3 Vĩnh Phúc
 - Số điện thoại: 0982.696.028
 - Email: daothixuan.c3dtnt tinh@vinhphuc.edu.vn 4
 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
 1.1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG VỀ GIÁO DỤC STEM TRONG 
GIÁO DỤC PHỔ THÔNG
 (Trích Tài liệu tập huấn cán bộ quản lý, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo 
dục STEM trong giáo dục trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội – 2019)
 1.1.1. Khái niệm STEM
 STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology 
(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử 
dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và 
Toán học của mỗi quốc gia.
 1.1.2. Giáo dục STEM
 Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp 
học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải 
quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể.
 1.1.3. Mục tiêu của giáo dục STEM
 Phát triển các năng lực đặc thù của các môn học thuộc lĩnh vực STEM cho 
học sinh. Đó là khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng liên quan đến các 
môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật, Toán học. Trong đó học sinh 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. Học sinh biết về quy trình thiết kế kĩ thuật và chế 
tạo sản phẩm.
 - Phát triển các năng lực chung cho học sinh: Giáo dục STEM nhằm chuẩn 
bị cho học sinh những cơ hội, cũng như thách thức trong nền kinh tế cạnh tranh 
toàn cầu của thế kỷ 21. Bên cạnh những hiểu biết về các lĩnh vực Khoa học, Công 
nghệ, Kĩ thuật, Toán học, học sinh sẽ được phát triển năng lực giải quyết vấn đề 
và sáng tạo, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực tự chủ và tự học.
 - Định hướng nghề nghiệp cho học sinh: Giáo dục STEM sẽ tạo cho học 
sinh 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 học sinh. Từ đó, góp 6
 - Thích ứng với cách mạng công nghiệp 4.0: Với sự phát triển của khoa học 
kĩ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến STEM ngày cành lớn đòi hỏi ngành 
giáo dục cũng phải có những thay đổi để đáp ứng nhu cầu của xã hội, Giáo dục 
STEM có thể tạo ra những con người có thể đáp ứng được nhu cầu công việc của 
thế kỷ mới có tác động lớn đến sự thay đổi nền kinh tế.
 1.1.5. Giáo dục STEM trong chương trình giáo dục phổ thông 2018
 1.1.5.1 Định hướng chung
 a) Chương trình giáo dục phổ thông hiện hành được xây dựng theo định 
hướng nội dung, nặng về truyền thụ kiến thức, chưa chú trọng giúp học sinh vận 
dụng kiến thức học được vào thực tiễn. Các văn kiện của Đảng và Nhà nước về 
đổi mới chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông như Nghị quyết 29, Nghị 
quyết 88 và Quyết định 404 đều xác định mục tiêu đổi mới chương trình giáo dục 
phổ thông là góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền 
giáo dục phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực của người học. Ngày 
4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg về việc tăng cường 
năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. Chỉ thị của Thủ tướng 
đề ra những giải pháp và nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM tại Việt Nam, mà 
một trong các giải pháp đó là “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, 
phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả năng tiếp 
nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vào thúc đẩy đào 
tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin học trong 
chương trình giáo dục phổ thông”. Chỉ thị cũng giao nhiệm vụ cho Bộ GD&ĐT 
“thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) 
trong chương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ 
thông ngay từ năm học 2017 – 2018”. Với việc ban hành Chỉ thị trên, Việt Nam 
chính thức ban hành chính sách thúc đẩy giáo dục STEM trong chương trình giáo 
dục phổ thông.
 Với những cách tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM sẽ được thúc đẩy theo 
những cách khác nhau. Lãnh đạo và quản lí thì quan tâm tới đề xuất các chính 
sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm tới chuẩn bị nguồn nhân lực cho các 8
 Môn sinh học được giảng dạy chính thức ở cấp độ THCS và THPT. Môn 
học cho phép trẻ được quan sát, tìm tòi về bản thân và thế giới tự nhiên xung 
quanh từ đó rút được ra các kết luận. Bởi thế, trong bộ môn sinh học có rất nhiều 
các tình huống ứng dụng để vừa học nội dung lý thuyết vừa giải quyết vấn đề ứng 
dụng thực tiễn lý thuyết đã học thông qua thực hành. Stem áp dụng trong môn 
sinh học sẽ hướng nhiều đến các buổi thực hành, thí nghiệm, nghiên cứu, thảo 
luận, hoạt động ngoài trời Từ đó, giúp các buổi học trở nên thú vị, các em sẽ 
linh hoạt và nhạy bén trước mọi vấn đề. Biết cách phân tích, quan sát, tìm hiểu để 
định hướng giải quyết vấn đề theo cách khoa học đúng đắn. Có thể nói stem sẽ 
giúp trẻ rèn luyện toàn diện các kỹ năng nhằm phục vụ cho học tập, công việc sau 
này.
 1.2. XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC CHỦ ĐỀ/BÀI HỌC STEM 
TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG
 (Trích Tài liệu tập huấn cán bộ quản lý, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo 
dục STEM trong giáo dục trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội – 2019)
 1.2.1. Tiêu chí xây dựng chủ đề/bài học STEM
 Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn
 Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM kết hợp tiến trình khoa học và quy trình 
thiết kế kĩ thuật
 Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt 
động tìm tòi và khám phá, định hướng hoạt động, trải nghiệm và tạo ra sản phẩm
 Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh và hoạt động 
nhóm kiến tạo
 Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học 
và toán mà học sinh đã và đang học
 Tiêu chí 6: Trong tiến trình bài học STEM một nhiệm vụ có thể có nhiều 
đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập
 1.2.2. Các bước xây dựng chủ đề/bài học STEM
 Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học 10
 Hoạt động 1: Xác đinh vấn đề
 Trong hoạt động này, giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa 
đựng vấn đề, trong đó học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với 
các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, 
xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu 
chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là “tính mới” của 
sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với học sinh; đồng thời, tiêu chí đó 
buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế 
cho sản phẩm cần làm.
 - Mục tiêu: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu
 Cần xác định rõ mục tiêu của hoạt động này là tìm hiểu, thu thập thông tin, 
“giải mã công nghệ” để từ đó học sinh có hiểu biết rõ ràng về một tình huống thực 
tiễn; nguyên lí hoạt động của một thiết bị công nghệ hoặc một quy trình công 
nghệ; xác định được vấn đề cần giải quyết hoặc đòi hỏi của thực tiễn theo nhiệm 
vụ được giao; xác định rõ tiêu chí của sản phẩm phải hoàn thành.
 - Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về 
hiện tượng, sản phẩm, công nghệ
 Với mục tiêu nói trên, nội dung của hoạt động này chủ yếu là tìm tòi, khám 
phá tình huống/hiện tuwongj/quá trình trong thực tiễn; tìm hiểu quy trình công 
nghệ, nghiên cứu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị công nghệ. Tùy vào 
điều kiện cụ thể mà hoạt động này được tổ chức theo các hình thức khác nhau; 
nghiên cứu qua tài liệu khoa học (kênh chữ, hình, tiếng); khảo sát thực địa (tham 
quan, dã ngoại); tiến hành thí nghiệm nghiên cứu.
 Cùng một nội dung, tùy vào điều kiện, có thể tổ chức cho học sinh hoạt 
động ở trên lớp hoặc ngoài thực tiễn.
 Vấn đề quan trọng là giáo viên phải giao cho học sinh thật rõ ràng yêu cầu 
thu thập thông tin gì và làm gì với thông tin thu thập được. Để thực hiện hoạt động 
này có hiệu quả, yêu cầu học sinh hoạt động các nhân hết sức quan trọng, sau đó 12
thiết kế thì đồng thời học sinh cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình 
môn học tương ứng.
 - Mục tiêu: Mục tiêu của hoạt động này là trang bị cho sinh kiến thức , kỹ 
năng theo yêu cầu cần đạt của chuwong trình giáo dục phổ thông.
 - Nội dung: Nghiên cứu nội dung SGK, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, 
hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế.
 Về bản chất, nội dung của hoạt động này là học kiến thức mới của chương 
trình các môn học cần sử dụng để xây dựng và thực hiện biện pháp giải quyết vấn 
đề đặt ra. Học sinh được nghiên cứu SGK, tài liệu bổ trợ, là thực hành, thí nghiệm 
để chiếm lĩnh kiến thức và rèn luyện kỹ năng theo yêu cầu cần đạt của chương 
trình. Các nhà trường, giáo viên sử dụng khung thời gian dành cho việc thực hiện 
nội dung này của chuwong trình để tổ chức hoạt động học của học sinh theo 
phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực; tăng cường hướng dẫn học sinh tự lực 
nghiên cứu SGK và tài liệu bổ trợ để tiếp nhận và vận dụng kiến thức (ngoài thời 
gian trên lớp), dành nhiều thời gian trên lớp để tổ chức cho học sinh báo cáo, thảo 
luận, làm thực hành, thí nghiệm để nắm vững kiến thức và phát triển các kĩ năng.
 - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội 
dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp 
thiết kế).
 Sản phẩm mà mỗi học sinh phải hoàn thành khi nghiên cứu SGK và tài liệu 
bổ trợ là những kiến thức cơ bản (số liệu, dữ liệu, khái niệm, định nghĩa, định 
luật), lời giải thích cho những câu hỏi, bài tập mà giáo viên yêu cầu, kết quả thí 
nghiệm, thực hành theo yêu cầu của chuwong trình; nội dung thống nhất của 
nhóm; nhận xét, kết luận của giáo viên về kiến thức, kĩ năng cần nắm vững để sử dụng.
 Để hoàn thành sản phẩm của một chủ đề STEM có thể cần nhiều bài học 
trong chương trình với nhiều đơn vị kiến thức, bao gồm cả các kiến thức, kĩ năng 
đã biết (trong môn học trienr khai dự án STEM và các môn học có liên quan.
 - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu 
đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức 14
giải quyết vấn đề; phương án thí nghiệm/thiết kế mẫu thử nghiệm để chuẩn bị cho 
việc định hướng học sinh thực hiện có hiệu quả.
 - Cách thức tổ chức hoạt động: 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 + hỗ trợ học sinh lựa chọn 
giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm.
 - Đánh giá: Theo từng bước trong quy trình hoạt động, giáo viên cần tổ 
chức cho học sinh/nhóm học sinh trao đổi, thảo luận để lựa chọn hướng đi phù 
hợp. Sản phẩm cuối cùng được học sinh/nhóm học sinh trình bày để giáo viên 
đánh giá, nhận xét , góp ý hoàn thiện.
 Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá
 Trong hoạt động này, 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 cũng có thể phải điều chỉnh 
thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.
 - Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế.
 - Nội dung: Lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết 
kế; thử nghiệm và điều chỉnh.
 - Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/ mô hình, 
đồ vật,đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá.
 - Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng 
cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạo, lắp ráp,); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp 
và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện.
 Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh
 Trong hoạt động này, học sinh được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập 
đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.
 - Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm.
 - Nội dung: Trình bày và thảo luận 16
 1.3.3. Đánh giá trong giáo dục STEM
 1.3.3.3.1. Nguyên tắc đánh giá
 - Đánh giá phải hướng tới sự phát triển phẩm chất và năng lực của học sinh 
thông qua mức độ đạt chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ và các biểu hiện năng lực, 
phẩm chất của người học.
 - Đánh giá không chú ý đến thành tích và cần chú ý đến phát triển, đánh giá 
gắn liền với thực tiễn nghĩa là thay vì đánh giá tái hiện lại kiến thức học từ sách 
vở thì cần phải đánh giá năng lực của người học, việc vận dụng các kiến thức 
được học vào thực tiễn cuộc sống. Không so sánh học sinh này với học sinh khác; 
coi trọng động viên, khuyến khích sự hứng thú, tính tích cực và vượt khó trong 
học tập, rèn luyện của học sinh; giúp học sinh phát huy năng khiếu cá nhân; đảm 
bảo kịp thời, công bằng khách quan, hông tạo áp lực cho học sinh.
 1.3.3.3.2. Các yêu cầu đánh giá
 - Đánh giá quá trình học tập của học sinh: Việc đánh giá người học phải 
được thực hiện trong suốt quá trình dạy học thay vì chỉ đánh giá sản phẩm cuối 
cùng. Việc đánh giá này sẽ giúp giáo viên thu thập được những thông tin phản hồi 
về nhận thức của người học, kết quả học tập qua từng giai đoạn, kết quả thực hiện 
từng nhiệm vụ học tập. Từ đó, giáo viên đưa ra những tác động sư phạm cần thiết 
điều khiển hoạt động học tập của người học nhằm đạt kết quả tốt nhất.
 - Nội dung đánh giá người học chú trọng về đánh giá năng lực và phẩm 
chất: Đây là mục tiêu chính được đặt ra trong từng bài học theo định hướng đổi 
mới giáo dục. Trong đó, đánh giá năng lực nhằm xác định là khả năng thực hiện 
thành công hoạt động trong bối cảnh nhất định nhờ sự huy động tổng hợp các kiến 
thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác của người học. Đánh giá phẩm chất 
nhằm xem xét người học ở cách ứng xử, tính tích cực, hứng thú học tập. Bên cạnh 
đó, xem xét những tính tốt thể hiện ở thái độ, hành vi ứng xử trong đạo đức, lối 
sống, ý thức pháp luật, niềm tin, tình cảm  của người học.
 - Đánh giá kết quả học tập cá nhân: Điều này là bắt buộc vì theo quy chế 
đào tạo. Tuy nhiên việc đánh giá kết quả học tập cá nhân giúp giáo viên đối chiếu