Bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh thông qua dạy học chủ đề nước

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE<br /> Educational Sci., 2016, Vol. 61, No. 8B, pp. 30-41<br /> This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn<br /> <br /> DOI: 10.18173/2354-1075.2016-0156<br /> <br /> BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC CHO HỌC SINH<br /> THÔNG QUA DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “NƯỚC”<br /> Nguyễn Thị Thuần1 , Đỗ Hương Trà2<br /> 1 Khoa<br /> <br /> Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Thủ đô Hà Nội<br /> Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội<br /> <br /> 2 Khoa<br /> <br /> Tóm tắt. Hình thành và bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh phụ thuộc rất nhiều vào<br /> tiến trình dạy học, trong đó người học tham gia vào các hoạt động tìm tòi khám phá để giải<br /> quyết vấn đề. Trên cơ sở phân tích các mức độ dạy học tích hợp và đặc điểm của dạy học<br /> các môn Khoa học ở trường Trung học cơ sở Việt Nam cũng như các biểu hiện của năng<br /> lực khoa học, nghiên cứu đã phân tích, lựa chọn một chủ đề dạy học tích hợp gắn với thực<br /> tiễn và vốn kinh nghiệm của người học, từ đó đề xuất tiến trình dạy học, ở đó người học<br /> tiếp nhận tình huống có ý nghĩa thực tiễn trong bối cảnh cụ thể, thực hiện các hoạt động<br /> tìm tòi, khám phá, nghiên cứu khoa học, năng lực khoa học được hình thành và phát triển.<br /> Bài báo phân tích một số hoạt động học trong dạy học chủ đề “Nước” với việc hình thành<br /> và phát triển năng lực khoa học cho học sinh trung học cơ sở Việt Nam.<br /> Từ khóa: Dạy học tìm tòi khám phá, năng lực khoa học, chủ đề Nước, tìm tòi khám phá,<br /> tích hợp.<br /> <br /> 1.<br /> <br /> Mở đầu<br /> <br /> Từ cuối thế kỉ XX nhiều tổ chức giáo dục hàng đầu đã có ý tưởng giáo dục theo hướng phát<br /> triển năng lực khoa học và trở thành xu thế giáo dục của thế kỉ XXI như: tổ chức OECD tiến hành<br /> các đợt khảo sát PISA 3 năm một lần cho đối tượng học sinh tuổi 15 gồm 4 năng lực trong có năng<br /> lực khoa học. Từ khoảng cuối thế kỉ 20, giáo dục phổ thông của nhiều nước được cải cách, thay đổi<br /> theo định hướng phát triển năng lực của người học. Giáo dục Việt Nam cũng không nằm ngoài xu<br /> hướng đó, tiếp cận năng lực được khẳng định rõ ràng hơn trong quá trình phát triển, đổi mới một<br /> loạt các chương trình giáo dục các cấp, các môn học từ năm 2015. Quá trình dạy học không chỉ<br /> quan tâm đến các kiến thức người học có được mà còn quan tâm đến quá trình tìm tòi khám phá<br /> để người học có được các kiến thức. Chính qua quá trình đó, hình thành và bồi dưỡng năng năng<br /> lực khoa học của người học. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là thiết kế các hoạt động dạy học, tổ chức<br /> quá trình học tập như thế nào để tạo cơ hội cho việc bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh?<br /> <br /> 2.<br /> <br /> Nội dung nghiên cứu<br /> <br /> Để bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh, cần đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi<br /> nghiên cứu, từ đó, nghiên cứu xác định các biểu hiện của năng lực khoa học của học sinh và đề<br /> xuất quy trình tổ chức dạy học đáp ứng các yêu cầu bồi dưỡng năng lực cho học sinh.<br /> Ngày nhận bài: 10/6/2016. Ngày nhận đăng: 12/9/2016.<br /> Liên hệ: Nguyễn Thị Thuần, e-mail: ntthuan@daihocthudo.edu.vn<br /> <br /> 30<br /> <br /> Bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh thông qua dạy học chủ đề “Nước”<br /> <br /> 2.1.<br /> <br /> Tiến trình dạy học tìm tòi khám phá<br /> <br /> Để bồi dưỡng năng lực khoa học cho HS, GV cần tổ chức hoạt động tìm tòi khám phá sao<br /> cho HS được bộc lộ các biểu hiện về năng lực khoa học một cách tốt nhất.<br /> Dạy học tìm tòi khám phá là một quá trình trong đó dưới vai trò định hướng của người dạy,<br /> người học chủ động việc học tập của bản thân, hình thành các câu hỏi, tìm kiếm các giải pháp giải<br /> quyết các vấn đề, chứng minh một quan điểm và thực hiện các nghiên cứu để trả lời cho vấn đề đặt<br /> ra, từ đó xây dựng nên những hiểu biết và tri thức mới.<br /> Dạy học tìm tòi khám phá tạo cho học sinh cơ hội để họ trải nghiệm những hiện tượng và<br /> khám phá khoa học một cách trực tiếp. Chúng tạo ra những thách thức, những bối cảnh trong đó<br /> học sinh có thể bộ lộ quan điểm của mình và khám phá chân lí, tự mình tạo kiến thức mới bằng<br /> cách chỉnh sửa, thay đổi các quan niệm và thêm những khái niệm mới vào cái họ đã biết. Từ đó,<br /> có thể khẳng định, tìm tòi, khám phá là con đường hiệu quả để người học được chủ động, tích cực<br /> học, qua đó rèn cho người học những năng lực cần thiết. Đặc trưng cơ bản của tiến trình dạy học<br /> tìm tòi khám phá là các kiến thức được tổ chức xung quanh các chủ đề nhằm tạo mối liên hệ giữa<br /> các kiến thức của các phần, các môn học khác nhau để giải quyết vấn đề thực tiễn. Đó là một tiến<br /> trình học trong môi trường dân chủ, dựa trên nguyên tắc cùng quản lí, cùng chịu trách nhiệm về<br /> cả phía người dạy và người học nhằm phát triển năng lực khoa học của người học [2]. Một cách<br /> chung nhất, hoạt động tìm tòi khám phá của người học có thể được sơ đồ hóa qua các giai đoạn<br /> như hình trên [2]. Tùy theo mục tiêu dạy học, GV có thể sử dụng toàn bộ hoặc một số các bước đó.<br /> Giai đoạn 1: Hoạt động khởi động.<br /> Bước 1. Tình huống xuất phát: tình huống cần xuất phát từ chính nhu cầu của học sinh cũng<br /> như sở thích và lợi ích của người học, từ đó, kích thích học sinh phân tích tình huống nhằm thiết<br /> lập mối liên hệ giữa vốn kinh nghiệm với mục tiêu dạy học cần đạt. Để đạt được điều này, giáo<br /> viên có thể sử dụng: các hình ảnh, các đoạn phim; nghiên cứu Trái Đất, bản đồ địa lí; một câu<br /> chuyện lịch sử, một bản nhạc; các bài báo, tạp chí; tờ rơi du lịch; một cáo thị; một chương trình<br /> tivi, chương trình phát thanh; một bài báo mà tất cả học sinh phải đọc; một sự kiện ở địa phương;<br /> thăm quan (triển lãm, khu sản xuất công nghiệp, khu du lịch sinh thái; rừng nước ngập mặn ...).<br /> Điều này làm cho học sinh ý thức được cái mà họ đã biết về chủ đề học tập và xác định được vấn<br /> đề đặt ra: Nhận thấy hiện tượng có những đặc điểm nào?<br /> Giai đoạn 2: Hoạt động tìm tòi khám phá để giải quyết vấn đề<br /> Giai đoạn này gồm các bước 2, 3, 4 và 5 trong sơ đồ hình 1, trong đó, học sinh thực hiện<br /> các nghiên cứu, tìm kiếm thông tin và các dữ kiện cần thiết, tổ chức thông tin và đánh giá nó. Ở<br /> đây, học sinh được dẫn đến bởi các hoạt động khác nhau để khám phá, để khai thác quá trình phát<br /> hiện, để thu thập, chọn lọc thông tin và xử lí thông tin nhằm trả lời cho vấn đề đặt ra.<br /> Bước 2: Đề xuất giả thuyết, giải pháp và lựa chọn giải pháp tối ưu: Học sinh quan sát, hỏi,<br /> so sánh, nghiên cứu để hiểu, hình thành giả thuyết và đi đến việc trình bày toàn thể giải pháp của<br /> mình. Học sinh có thể sử dụng các hình ảnh, phim, nghe các đĩa nhạc, tiến hành phỏng vấn, điều<br /> tra, đọc, ghi nhận, dùng các phép quy chiếu và bản đồ.<br /> Bước 3: Tìm kiếm và thu thập các nguyên liệu cần thiết phục vụ cho quá trình tiến hành các<br /> giải pháp.<br /> Bước 4: Tiến hành giải pháp và thu thập dữ liệu: Học sinh khai thác và tổ chức thông tin:<br /> sưu tầm, đo đạc, chứng minh, tiến hành thí nghiệm. . . . từ đó dẫn học sinh đến việc tạo ra các bài<br /> viết có nghĩa, có tổ chức, có cấu trúc và được diện đạt rõ ràng, trong sáng. Các thông tin được tổ<br /> chức nhờ: sắp xếp, nhóm, sơ đồ, đánh số, bảng, biểu, ...<br /> Bước 5: Phân tích kết quả nghiên cứu: Trong hoạt động này, học sinh phát triển các ý tưởng,<br /> 31<br /> <br /> Nguyễn Thị Thuần, Đỗ Hương Trà<br /> <br /> giải quyết vấn đề, tổng hợp các thông tin thu nhận được, khái quát hóa và áp dụng cái đã học. Điều<br /> này đòi hỏi học sinh cần có năng lực đặt câu hỏi, đưa ra các giả thuyết và kiểm tra nó.<br /> Giai đoạn 3: Hoạt động<br /> đánh giá và suy ngẫm về các giải<br /> pháp.<br /> Giai đoạn này gồm bước<br /> 6 và 7 của sơ đồ hình 1.<br /> Bước 6: Kết luận, tổng<br /> quát hóa: gồm đánh giá thông<br /> tin, đánh giá các giải pháp, các<br /> ý tưởng. Đây là thời điểm khách<br /> quan hóa và tự đánh giá của học<br /> sinh. Họ cần phải dẫn đến việc<br /> nhận thức về những điều mà họ<br /> đã học được, những câu hỏi họ<br /> chưa thể trả lời. Học sinh có dịp<br /> để chia sẻ (nói và viết) cái mà họ<br /> đã sống, có dịp quay lại những<br /> thành công và những ước mơ, về<br /> cái đã vận hành tốt và cái cần<br /> thay đổi để thực hiện công việc<br /> của mình. Họ phát hiện một số<br /> kiến thức và kĩ năng cần phát<br /> triển để có thể hoàn thành các<br /> nhiệm vụ khác tương tự. Họ có<br /> dịp tự đánh giá và nói về sự hài<br /> lòng đối với nhiệm vụ đã thực<br /> hiện.<br /> Hình 1: Sơ đồ các bước của tiến trình dạy học<br /> tìm tòi khám phá<br /> Bước 7: Trình bày kết quả<br /> thu được cũng như cách thức<br /> nghiên cứu để đi đến kết quả.<br /> <br /> 2.2.<br /> <br /> Bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh qua dạy học chủ đề Nước<br /> <br /> 2.2.1. Năng lực khoa học và cấu trúc của năng lực khoa học<br /> Năng lực khoa học là khả năng sử dụng những kiến thức khoa học, phân tích câu hỏi và rút<br /> ra những kết luận hợp lí có cơ sở nhằm đưa ra những quyết định đúng đắn về thế giới tự nhiên và<br /> những thay đổi con người tạo ra đối với thế giới tự nhiên [1].<br /> Kiến thức khoa học của một cá nhân là khả năng sử dụng kiến thức đó để nhận biết các câu<br /> hỏi, tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra các kết luận có cơ sở về các<br /> vấn đề liên quan đến khoa học. Hiểu biết của cá nhân về đặc điểm đặc trưng của khoa học là một<br /> hình thái kiến thức và nghiên cứu của con người. Nhận thức của cá nhân đó về những ảnh hưởng<br /> của khoa học và công nghệ tới đời sống vật chất tinh thần và văn hóa của con người, sự sẵn sàng<br /> tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là một công dân có hiểu biết và có tư<br /> duy khoa học [1].<br /> Trong dạy học các môn khoa học thì năng lực khoa học là năng lực đặc thù của môn học,<br /> trong đó năng lực khoa học có thể có các thành tố sau [4]:<br /> 32<br /> <br /> Bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh thông qua dạy học chủ đề “Nước”<br /> <br /> Thành tố 1. Giải thích các hiện tượng một cách khoa học<br /> - Nhận ra (nhớ lại) và vận dụng kiến thức khoa học một cách phù hợp.<br /> - Nhận biết, sử dụng và tạo ra các mô hình để giải thích.<br /> - Đưa ra các dự đoán có căn cứ.<br /> - Cung cấp các giả thuyết để giải thích.<br /> - Lí giải được ý nghĩa của kiến thức khoa học đó đối với đời sống, xã hội.<br /> Thành tố 2. Đánh giá và thiết kế các nghiên cứu khoa học<br /> - Xác định câu hỏi để khám phá một nhiệm vụ khoa học nhất định.<br /> - Phân biệt câu hỏi có thể nghiên cứu khoa học được.<br /> - Đề xuất ra cách thức tiến hành thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu.<br /> - Đánh giá các biện pháp đã đề xuất.<br /> - Thực hiện các nghiên cứu: Tiến hành thí nghiệm, quan sát, điều tra.<br /> - Mô tả và đánh giá những biện pháp mà các nhà khoa học sử dụng để đảm bảo sự tin cậy của<br /> dữ liệu, tính khách quan và khái quát của lời giải thích.<br /> Thành tố 3. Trình bày các dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học<br /> - Chuyển đổi dữ liệu từ dữ liệu này sang dạng dữ liệu khác.<br /> - Phân tích và diễn giải dữ liệu để rút ra kết luận phù hợp.<br /> - Xác định các giả thiết, bằng chứng và các lí lẽ trong tài liệu khoa học.<br /> - Phân biệt giữa luận cứ dựa trên bằng chứng khoa học và luận cứ dựa trên các căn cứ khác.<br /> - Đánh giá các luận cứ và các bằng chứng khoa học từ các nguồn khác nhau.<br /> <br /> 2.2.2. Lựa chọn và xây dựng chủ đề “Nước”<br /> Phân tích chủ đề Nước trong mối quan hệ giữa các môn học khác nhau ở bậc THCS ở VN<br /> chúng tôi thấy kiến thức về nước có ở các môn học ở bậc THCS như sau:<br /> Môn<br /> <br /> Lớp<br /> <br /> Hoá học<br /> <br /> 8<br /> <br /> Bài<br /> Bài 36<br /> Bài 40,<br /> Bài 41<br /> <br /> 6<br /> <br /> Bài 26, 27<br /> <br /> 8<br /> 6<br /> Vật lí<br /> 8<br /> 9<br /> <br /> Bài 20<br /> Bài 23<br /> Bài 24<br /> Bài 33<br /> Bài 34<br /> Bài 12<br /> <br /> Nội dung<br /> - Cấu tạo của nước<br /> - Tính chất của nước<br /> - Vai trò của nước với đời sống con người.<br /> - Bảo vệ môi trường nước chống ô nhiễm<br /> Dung dịch: Nước là dung môi hoà tan nhiều chất khác.<br /> Độ tan của các chất trong nước<br /> Sự ngưng tụ, sự bay hơi và sự sôi (Các trạng thái và biến<br /> đổi trạng thái của nước).<br /> Áp suất chất lỏng – Bình thông nhau - Sự nổi<br /> Hơi nước trong không khí – Mưa<br /> Sông và hồ<br /> Biển và đại dương<br /> Đặc điểm sông ngòi Việt Nam<br /> Hệ thống sông lớn ở Việt Nam<br /> Sự phát triển và phân bố công nghiệp (phần công nghiệp<br /> điện)<br /> 33<br /> <br /> Nguyễn Thị Thuần, Đỗ Hương Trà<br /> <br /> Bài 14<br /> Bài 15<br /> Công nghệ<br /> <br /> Sinh<br /> <br /> GDCD<br /> <br /> 7<br /> <br /> Bài 20<br /> <br /> 6<br /> 7<br /> <br /> Bài 20<br /> <br /> 9<br /> <br /> Bài 54, 55<br /> <br /> 6<br /> 7<br /> <br /> Bài 7<br /> Bài 14<br /> <br /> Giao thông và vận tải<br /> Thương mại và du lịch<br /> Môi trường nuôi trồng thuỷ sản: đặc điểm, tính chất của<br /> nước nuôi trồng thuỷ sản<br /> Vai trò của nước trong quang hợp ở cây xanh<br /> Nước với sự trao đổi chất ở động vật<br /> Ô nhiễm môi trường nước – trách nhiệm bảo vệ nguồn<br /> nước.<br /> Yêu thiên nhiên và sống hoà hợp với thiên nhiên<br /> Bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên<br /> <br /> Như vậy, có thể thấy chủ đề Nước có liên quan đến nhiều kiến thức và kĩ năng ở các môn<br /> học khác nhau ở THCS. Mặt khác, trong thực tiễn cuộc sống, nước có mặt khắp mọi nơi và có vai<br /> trò đặc biệt quan trọng đối với mọi sự sống trên trái đất, Nước tạo nên một chủ đề thống nhất. Khi<br /> đề cập đến nước, có thể kể đến vòng tuần hoàn của nước trong tự nhiên, sự chuyển thể của nước,<br /> nước đối với sự sống, sự cung cấp nước từ nguồn nước đến các gia đình, làm thế nào để cung cấp<br /> nước sạch... Nói đến chất lượng nước là nhắc tới các phương pháp của hóa học phân tích. Khi xử lí<br /> nước đề cập đến vận dụng những quá trình lí – hóa (hoặc đơn giản là hóa học và vi sinh),... Vì thế,<br /> hoạt động dạy học xung quanh chủ đề nước, đưa học sinh vào quá trình tìm tòi, nghiên cứu chủ đề<br /> sẽ góp phần hình thành vàbồi dưỡng năng lực khoa học ở học sinh. Sơ đồ 2 mô tả một số nội dung<br /> trong chủ đề Nước:<br /> <br /> Hình 2: Các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề Nước<br /> <br /> 2.2.3. Bồi dưỡng năng lực KH qua chủ đề Nước<br /> Từ các biểu hiện của năng lực khoa học (mục 2.2), có thể thiết kế các hoạt động dạy học<br /> chủ đề từ việc cụ thể hóa mục tiêu dạy học của các hoạt động được thiết kế để đánh giá việc hình<br /> thành và phát triển năng lực khoa học.<br /> Hoạt động khởi động<br /> HS quan sát một số hình ảnh chụp vệ tinh về Trái Đất - như một hành tinh xanh, về cảnh<br /> đẹp của Vịnh Hạ Long, về Hồ Tây (Hà Nội), để thấy được sự tương phản qua các hình ảnh thời sự<br /> của Việt Nam (hạn hán ở miền Trung và miền Nam vào tháng 3/2016, về sự cạn kiệt của nước ở<br /> một số hồ ở miền Trung, về hình ảnh ô nhiễm nước làm cá chết ở các tỉnh miền Trung) cũng như<br /> 34<br /> <br />