Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh thông qua dạy học khám phá trong chủ đề Chất và sự biến đổi của chất – Khoa học tự nhiên 6

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:462

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh thông qua dạy học khám phá trong chủ đề Chất và sự biến đổi của chất – Khoa học tự nhiên 6" nhằm nghiên cứu vận dụng mô hình 5E và dạy học dự án theo quan điểm dạy học khám phá trong chủ đề ― Chất và sự biến đổi của chất - Khoa học tự nhiên 6 nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh, góp phần đổi mới cách dạy, cách học, cách đánh giá kết quả học tập của học sinh, nâng cao chất lượng dạy học môn Khoa học tự nhiên ở trường THCS.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh thông qua dạy học khám phá trong chủ đề Chất và sự biến đổi của chất – Khoa học tự nhiên 6

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI BÙI NGỌC PHƢƠNG CHÂU PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC KHÁM PHÁ TRONG CHỦ ĐỀ “CHẤT VÀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CHẤT” - KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI – 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI BÙI NGỌC PHƢƠNG CHÂU PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC KHÁM PHÁ TRONG CHỦ ĐỀ “CHẤT VÀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CHẤT” - KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Hoá học Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. ĐẶNG THỊ OANH TS. ĐỖ THỊ QUỲNH MAI HÀ NỘI - 2024
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả của luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tác giả Bùi Ngọc Phƣơng Châu
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận án, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ vô cùng trân quý từ các tập thể và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Đặng Thị Oanh và TS. Đỗ Thị Quỳnh Mai, những ngƣời đã luôn tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, tập thể bộ môn Phƣơng pháp giảng dạy hóa học – Khoa Hóa - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các em học sinh ở các trƣờng Trung học cơ sở đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực nghiệm sƣ phạm. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cơ quan, gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã động viên, cổ vũ tinh thần và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, tháng 1 năm 2025 Tác giả Bùi Ngọc Phƣơng Châu
iii DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BKT Bài kiểm tra DHDA Dạy học dự án DHKP Dạy học khám phá GDPT Giáo dục phổ thông GV Giáo viên HS Học sinh KHBD Kế hoạch bài dạy KHTN Khoa học tự nhiên NL Năng lực NLTHTN Năng lực tìm hiểu tự nhiên PP Phƣơng pháp PPDH Phƣơng pháp dạy học TB Trung bình TC Tiêu chí TCĐ Tiểu chủ đề THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông THTN Tìm hiểu tự nhiên TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm
iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài ......................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ...............................................................................................3 3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................3 4. Giả thuyết khoa học ................................................................................................3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..............................................................................................3 6. Giới hạn phạm vi nghiên cứu ..................................................................................4 7. Phƣơng pháp nghiên cứu.........................................................................................4 8. Đóng góp mới của luận án ......................................................................................4 9. Cấu trúc của luận án ................................................................................................5 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG QUAN ĐIỂM DẠY HỌC KHÁM PHÁ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ ......................6 1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ...................................................................................6 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu về việc vận dụng quan điểm dạy học khám phá ................6 1.1.2. Những nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên ...............9 1.2.1. Khái niệm và cấu trúc năng lực tìm hiểu tự nhiên ..........................................13 1.2.2. Đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên ..............................................................20 1.3. Quan điểm dạy học khám phá và một số phƣơng pháp dạy học theo quan điểm dạy học khám phá......................................................................................................22 1.3.1. Cơ sở khoa học của quan điểm dạy học khám phá .........................................22 1.3.2. Khái niệm dạy học khám phá ..........................................................................27 1.3.3. Đặc điểm dạy học khám phá ...........................................................................28 1.3.4. Các mức độ học tập khám phá ........................................................................30 1.3.5. Một số mô hình, phương pháp dạy học theo quan điểm dạy học khám phá ...33 1.4. Đánh giá thực trạng vấn đề vận dụng dạy học khám phá và việc hình thành, phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên trong dạy học môn Khoa học tự nhiên ....................42 1.4.1. Mục đích, đối tượng, phạm vi điều tra ............................................................42 1.4.2. Nội dung và phương pháp điều tra .................................................................42
v 1.4.3. Kết quả điều tra, phân tích số liệu và bàn luận ..............................................43 1.4.4. Đánh giá chung về thực trạng .........................................................................50 Tiểu kết chƣơng 1......................................................................................................52 CHƯƠNG 2. VẬN DỤNG DẠY HỌC KHÁM PHÁ TRONG CHỦ ĐỀ “CHẤT VÀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CHẤT” - KHOA HỌC TỰ NHIÊN 6 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CHO HỌC SINH ...........................53 2.1. Phân tích vị trí, đặc điểm nội dung và định hƣớng về phƣơng pháp dạy học chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - Khoa học tự nhiên 6 .........................................53 2.1.1. Phân tích vị trí, đặc điểm nội dung .................................................................53 2.1.2. Định hướng chung về phương pháp dạy học ..................................................55 2.2. Xây dựng khung năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh trung học cơ sở theo quan điểm dạy học khám phá ....................................................................................56 2.2.1. Căn cứ xây dựng .............................................................................................56 2.2.2. Nguyên tắc xây dựng .......................................................................................57 2.2.3. Quy trình xây dựng..........................................................................................57 2.2.4. Khung năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh lớp 6 theo quan điểm dạy học khám phá ...................................................................................................................61 2.3. Xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh theo quan điểm dạy học khám phá ....................................................................................64 2.3.1. Phiếu tự đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh ...........................64 2.3.2. Phiếu đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên của học sinh do giáo viên thực hiện 67 2.3.3. Bài kiểm tra .....................................................................................................68 2.4. Nguyên tắc và quy trình tổ chức dạy học khám phá phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên môn Khoa học tự nhiên 6 ............................................................................69 2.4.1. Nguyên tắc tổ chức dạy học khám phá phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh...............................................................................................................69 2.4.2. Xây dựng quy trình tổ chức dạy học khám phá phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh .....................................................................................................70 2.5. Vận dụng dạy học khám phá trong dạy học chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - Khoa học tự nhiên 6 phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh......................71
vi 2.5.1. Thiết kế học liệu hỗ trợ dạy và học theo quan điểm dạy học khám phá chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh .....71 2.5.2. Vận dụng mô hình 5E trong dạy học chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” - Khoa học tự nhiên 6 nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh ............81 2.5.3. Vận dụng dạy học dự án trong dạy học chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” – Khoa học tự nhiên 6 nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh ...........95 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................122 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm ..................................................122 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ....................................................................122 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ....................................................................122 3.2. Đối tƣợng, địa bàn thực nghiệm.......................................................................122 3.3. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm .......................................................................123 3.4. Kế hoạch thực nghiệm sƣ phạm .......................................................................124 3.4.1. Chuẩn bị thực nghiệm sư phạm ....................................................................124 3.4.2. Lựa chọn thiết kế nghiên cứu và phương pháp xử lí số liệu .........................124 3.5. Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm ......................................................................128 3.5.1. Thực nghiệm thăm dò ....................................................................................128 3.5.2. Thực nghiệm tác động vòng 1 .......................................................................128 3.5.3. Thực nghiệm tác động vòng 2 .......................................................................130 3.6. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm và bàn luận ......................................................131 3.6.1. Thực nghiệm thăm dò ....................................................................................131 3.6.2. Thực nghiệm tác động ...................................................................................134 Tiểu kết chƣơng 3....................................................................................................162 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .......................................................................163 1. Kết luận ...............................................................................................................163 2. Khuyến nghị ........................................................................................................165 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ...........................................166 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................167 PHỤ LỤC ............................................................................................................. PL.1
vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần NL và biểu hiện của NLTHTN .............................................14 Bảng 1.2. Thành phần NL và biểu hiện của NL tìm tòi khám phá ở Áo ...................16 Bảng 1.3. Các tiêu chí tương ứng trong các khung năng lực ...................................17 Bảng 1.4. Một số công cụ và hình thức kiểm tra đánh giá NL tìm tòi khám phá .....20 Bảng 2.1. Danh sách các bài học trong chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất”- KHTN 6 .....................................................................................................................53 Bảng 2.2. Quy tắc KAMET phân tích kết quả đánh giá từ các chuyên gia ..............58 Bảng 2.3. Kết quả phân tích đánh giá từ các chuyên gia .........................................59 Bảng 2.4. Một số điều chỉnh, bổ sung khung NLTHTN ............................................60 Bảng 2.5. Mức độ biểu hiện NLTHTN của HS theo quan điểm DHKP ...................62 Bảng 2.6. Thống kê sản phẩm của bộ học liệu theo tiểu chủ đề ..............................74 Bảng 2.7. Minh họa cấu trúc của bài giảng E-learning ...........................................76 Bảng 2.8. Minh họa cấu trúc của video thí nghiệm ..................................................80 Bảng 2.9. Mối liên hệ giữa tiến trình các pha của mô hình 5E với các tiêu chí của NLTHTN .............................................................................................................83 Bảng 2.10. Các nội dung vận dụng mô hình 5E trong chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” - KHTN 6 ..................................................................................................88 Bảng 2.11. Mối liên hệ giữa các hoạt động học của HS trong DHDA với các tiêu chí của NLTHTN .......................................................................................................97 Bảng 2.12. Các nội dung vận dụng DHDA trong chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” - KHTN 6 ................................................................................................100 Bảng 2.13. Hệ thống các dự án chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” - KHTN 6 và các câu hỏi nghiên cứu .......................................................................................102 Bảng 3.1. Nội dung thực nghiệm sư phạm..............................................................123 Bảng 3.2. Bảng đánh giá mức độ ảnh hưởng của Cohen .......................................126 Bảng 3.3. Công cụ đánh giá và phương pháp xử lí dữ liệu ở các vòng thực nghiệm ...127 Bảng 3.4. Thống kê thông tin thực nghiệm thăm dò ...............................................128 Bảng 3.5. Thống kê thông tin thực nghiệm sư phạm vòng 1 ..................................129 Bảng 3.6. Thống kê thông tin thực nghiệm sư phạm vòng 2 ..................................130
viii Bảng 3.7. Độ tin cậy của các bài kiểm tra .............................................................132 Bảng 3.8. Thống kê độ khó, độ phân biệt của các câu hỏi trong các bài kiểm tra...133 Bảng 3.9. Thông tin của các nhóm thực nghiệm ....................................................141 Bảng 3.10. Điểm TB các tiêu chí của NLTHTN ở các thời điểm tự đánh giá (vòng 1) ...142 Bảng 3.11. Điểm TB bài kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC trước thực nghiệm (vòng 1) ...146 Bảng 3.12. Bảng phân bố tần suất phân loại kết quả điểm kiểm tra......................147 sau thực nghiệm của lớp TN và lớp ĐC (vòng 1) ...................................................147 Bảng 3.13. Bảng phân bố tần suất lũy tích kết quả điểm kiểm tra của lớp TN và ĐC (vòng 1) ........................................................................................................147 Bảng 3.14. Tổng hợp các tham số đặc trưng các bài kiểm tra (vòng 1) ................148 Bảng 3.15. Thống kê điểm TB từng tiêu chí của NLTHTN của HS qua các thời điểm đánh giá (Nhóm thực nghiệm 1)..............................................................................149 Bảng 3.16. Thống kê điểm TB từng tiêu chí của NLTHTN của HS qua các thời điểm đánh giá (Nhóm thực nghiệm 2)..............................................................................150 Bảng 3.17. Thống kê điểm TB từng tiêu chí của NLTHTN của HS qua các thời điểm đánh giá (Nhóm thực nghiệm 3)..............................................................................151 Bảng 3.18. Điểm TB các tiêu chí của NLTHTN ở các thời điểm đánh giá (vòng 2) .....156 Bảng 3.19. Điểm kiểm tra của lớp TN và lớp ĐC trước thực nghiệm (vòng 2) .....157 Bảng 3.20. Bảng phân bố tần suất phân loại kết quả điểm bài kiểm tra sau TN của lớp TN và lớp ĐC (vòng 2) ...............................................................................158 Bảng 3.21. Bảng phân bố tần suất lũy tích điểm bài kiểm tra của lớp TN và ĐC (vòng 2) ...................................................................................................................158 Bảng 3.22. Tổng hợp các tham số đặc trưng các bài kiểm tra (vòng 2) ................159
ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Thành tố và tiêu chí của NL tìm tòi khám phá khoa học ..........................18 Hình 1.2. Các vùng phát triển nhận thức theo thuyết vùng phát triển gần ..............26 Hình 1.3. Các pha trong mô hình 5E .......................................................................34 Hình 1.4. Sơ đồ những đặc điểm của DHDA ...................................................................... 38 Hình 1.5. Sơ đồ tiến trình DHDA .............................................................................40 Hình 1.6. Biểu đồ mức độ nhận thức về NLTHTN ...................................................43 Hình 1.7. Biểu đồ mức độ phù hợp các tiêu chí của NLTHTN (đợt 1).....................44 Hình 1.8. Biểu đồ mức độ phù hợp các tiêu chí của NLTHTN (đợt 2).....................44 Hình 1.9. Biểu đồ mức độ thường xuyên về phát triển các kĩ năng cho HS .............45 trong dạy học môn KHTN .........................................................................................45 Hình 1.10. Biểu đồ đánh giá mức độ vận dụng quan điểm DHKP của GV cấp THCS ..46 Hình 1.11. Biểu đồ mức độ áp dụng các PPDH tích cực của GV (Đợt 1) ...............47 Hình 1.12. Biểu đồ mức độ áp dụng các PPDH tích cực của GV (Đợt 2) ...............47 Hình 1.13. Biểu đồ đánh giá mức cần thiết của các học liệu hỗ trợ trong DHKP ..48 Hình 1.14. Biểu đồ mức độ thường xuyên GV tổ chức hoạt động dạy học nhằm ....49 phát triển NLTHTN cho HS.......................................................................................49 Hình 1.15. Biểu đồ tự đánh giá một số kĩ năng của HS ...........................................50 Hình 2.1. Quy trình xây dựng khung NLTHTN của HS theo quan điểm DHKP ......57 Hình 2.2. Khung NLTHTN của HS lớp 6 theo quan điểm DHKP ............................62 Hình 2.3. Quy trình tổ chức DHKP phát triển NLTHTN cho HS ............................70 Hình 2.4. Giao diện website https://khtn6.com/ .......................................................75 Hình 2.5. Giao diện danh mục bài giảng E-learning ...............................................76 Hình 2.6. Giao diện danh mục infographic ..............................................................78 Hình 2.7. Giao diện danh mục sơ đồ tư duy .............................................................79 Hình 2.8. Quy trình sử dụng mô hình 5E .................................................................82 Hình 2.9. Quy trình sử dụng DHDA .........................................................................95 Bảng 2.12. Các nội dung vận dụng DHDA trong chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” - KHTN 6 ................................................................................................100 Hình 3.1. Báo cáo DA1 – Lớp 6A6 trường THCS Đống Đa, Hà Nội (vòng 1) ......136 Hình 3.2. HS tiến hành thí nghiệm khám phá và làm bình lọc nước DA3 – Lớp 6A3 trường THCS Phan Đình Phùng, Đà Nẵng ............................................................136
x Hình 3.3. HS tiến hành thí nghiệm khám phá tại nhà (TNSP vòng 1) ...................136 Hình 3.4. HS tiến hành thí nghiệm khám phá – Lớp 6/2 trường THCS Lương Thế Vinh, Đà Nẵng .........................................................................................................137 Hình 3.5. Pha 1 - Engage (Gắn kết) .......................................................................137 Hình 3.6. Pha 2 - Explore (Khám phá) ..................................................................138 Hình 3.7. Pha 3 - Explain (Giải thích) ...................................................................138 Hinh 3.8. Pha 4 - Elaborate (Áp dụng/ Mở rộng) ..................................................138 Hình 3.9. Pha 5 - Evaluate (Đánh giá) ..................................................................138 Hình 3.10. Triển khai dự án ...................................................................................138 Hình 3.11. Báo cáo sản phẩm DA3 ........................................................................139 Hình 3.12. Báo cáo sản phẩm DA1 – Lớp 6/2 trường THCS Lương Thế Vinh, Đà Nẵng ..................................................................................................................139 Hình 3.13. Báo cáo sản phẩm DA2 - trường THCS Nguyễn Lương Bằng, Đà Nẵng...140 Hình 3.14. Sản phẩm poster DA2 của HS trường THCS FPT, Đà Nẵng...............141 Hình 3.15. Biểu đồ Guttman kết quả tự đánh giá NLTHTN của HS lớp 6/5 trường THCS Tiên Dược (tại thời điểm sau khi học 5E4 – Vòng 1) ....................................143 Hình 3.16. Biểu đồ Guttman kết quả tự đánh giá NLTHTN của HS lớp 6/5 trường THCS Tiên Dược (thời điểm sau khi học DA2 – Vòng 1) ........................................145 Hình 3.17. Đồ thị đường lũy tích biểu diễn kết quả điểm BKT của lớp TN và ĐC (vòng 1)....................................................................................................................148 Hình 3.18. Sự phát triển NLTHTN của HS qua các thời điểm đánh giá (NTN1) ..150 Hình 3.19. Sự phát triển NLTHTN của HS qua các thời điểm đánh giá (NTN2) ..151 Hình 3.20. Sự phát triển NLTHTN của HS qua các thời điểm đánh giá (Nhóm thực nghiệm 3) .................................................................................................................152 Hình 3.21. Biểu đồ Guttman kết quả tự đánh giá NLTHTN của HS lớp 6A3 trường THCS Đống Đa, Hà Nội (thời điểm sau khi học 5E7 – Vòng 2) ............................153 Hình 3.22. Biểu đồ Guttman kết quả tự đánh giá NLTHTN của HS lớp 6A3 trường THCS Đống Đa, Hà Nội (thời điểm sau khi học DA3 – Vòng 2)............................156 Hình 3.23. Đồ thì đường lũy tích biểu diễn kết quả điểm kiểm tra của lớp TN và ĐC (vòng 2)....................................................................................................................159
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong bối cảnh bùng nổ của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ, giáo dục ngày càng đóng vai trò quan trọng và đƣợc ƣu tiên phát triển hàng đầu vì giáo dục không chỉ là nền tảng cho sự phát triển cá nhân mà còn là động lực cho sự tiến bộ và thịnh vƣợng của quốc gia. Để phát triển nguồn nhân lực chất lƣợng cao cho đất nƣớc, đòi hỏi quá trình giáo dục cần có sự chuyển đổi mạnh mẽ từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực (NL) và phẩm chất ngƣời học [1]. Nghị quyết số 29-NQ/TW 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo xác định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học” [27]. Về đổi mới chƣơng trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông (GDPT), Nghị quyết 88/2014/QH13 đã nhấn mạnh mục tiêu: ―Đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh” [28]. Trên thế giới, từ thế kỷ XX đã xuất hiện nhiều quan điểm dạy học nhƣ quan điểm dạy học lấy học sinh (HS) làm trung tâm; quan điểm dạy học theo hành động; quan điểm dạy học giải quyết vấn đề... với các phƣơng pháp dạy học (PPDH) theo hƣớng phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo của ngƣời học. Dựa trên vốn kinh nghiệm và kiến thức đã có của mình, ngƣời học chủ động, tích cực tìm tòi khám phá, vận dụng để giải quyết một số tình huống có liên quan đến vấn đề tìm hiểu, từ đó hình thành tri thức mới. Quan điểm dạy học khám phá (DHKP) là một trong những quan điểm dạy học tích cực, khá hiệu quả và dễ vận dụng trong dạy học ở các cấp học hiện nay. Với quan điểm này, HS chiếm lĩnh kiến thức một cách tự nhiên, hứng thú, không khiên cƣỡng. Hơn nữa, trong hầu hết điều kiện về cơ sở vật chất, thầy và trò đều có thể
2 vận dụng linh hoạt các PPDH thuộc quan điểm dạy học này này một cách hiệu quả. Chính vì vậy, quan điểm DHKP đƣợc nhiều nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu, khuyến khích sử dụng trong dạy học hiện nay ở nƣớc ta. Để đáp ứng yêu cầu về đổi mới GDPT theo hƣớng phát triển phẩm chất và NL ngƣời học, Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam đã công bố chƣơng trình GDPT, chƣơng trình tổng thể và 27 chƣơng trình môn học, hoạt động giáo dục trong chƣơng trình GDPT mới [37]. Trong đó, môn Khoa học tự nhiên (KHTN) đƣợc chính thức áp dụng bắt đầu ở lớp 6 từ năm học 2021 – 2022. Trên thế giới, môn KHTN đƣợc gọi là môn Khoa học (Science) thay cho dạy các môn học riêng rẽ là Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất. Môn học này từ lâu đã có mặt trong chƣơng trình giáo dục từ tiểu học đến trung học phổ thông ở hầu hết các nƣớc phát triển trên thế giới nhƣ Mỹ, Canada, Đức, Thụy Điển, Singapore, Hàn Quốc,… nhƣng lại hoàn toàn mới mẻ ở nƣớc ta. Mặc dù chúng ta có thể học hỏi kinh nghiệm của các nƣớc phát triển nhƣng việc áp dụng những kinh nghiệm đó một cách sáng tạo, phù hợp với hoàn cảnh ở nƣớc ta là một khó khăn rất lớn. Trong chƣơng trình GDPT môn KHTN 2018 đã nêu mục tiêu của môn KHTN là: ―hình thành, phát triển ở học sinh năng lực khoa học tự nhiên, bao gồm các thành phần: nhận thức khoa học tự nhiên, tìm hiểu tự nhiên, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học; đồng thời cùng với các môn học và hoạt động giáo dục khác góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung, đặc biệt là tình yêu thiên nhiên, thế giới quan khoa học,…” [3]. Nhƣ vậy, thành phần tìm hiểu tự nhiên là một trong những thành phần NL quan trọng, cần hình thành và phát triển cho HS trong quá trình dạy học môn KHTN. Mặt khác, để đánh giá đƣợc sự hình thành và phát triển NL KHTN và từng thành phần NL của HS cần có những nghiên cứu chuyên sâu. Vì vậy, thành phần ―tìm hiểu tự nhiên‖ đƣợc lựa chọn để nghiên cứu và đƣợc coi là một năng lực (lí giải ở mục 1.1.2 trang 9). Chủ đề "Chất và sự biến đổi của chất" đóng vai trò quan trọng trong chƣơng trình môn KHTN 6 vì nó đặt nền tảng cho việc hiểu biết về các hiện tƣợng khoa học xung quanh chúng ta. Đây là một chủ đề cơ bản, giúp HS tiếp cận với khái niệm về
3 chất và các quá trình biến đổi của chất, từ đó hiểu rõ hơn về thế giới vật chất mà con ngƣời đang sống. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn và nghiên cứu đề tài “Phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh thông qua dạy học khám phá trong chủ đề “Chất và sự biến đổi của chất” – Khoa học tự nhiên 6”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu vận dụng mô hình 5E và dạy học dự án (DHDA) theo quan điểm DHKP trong chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6 nhằm phát triển NLTHTN cho HS, góp phần đổi mới cách dạy, cách học, cách đánh giá kết quả học tập của HS, nâng cao chất lƣợng dạy học môn KHTN ở trƣờng THCS. 3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn KHTN ở cấp THCS. Đối tƣợng nghiên cứu: NLTHTN của HS và các PPDH theo quan điểm DHKP để phát triển NLTHTN của HS THCS. 4. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng mô hình 5E và DHDA theo quan điểm DHKP trong chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6 một cách hợp lý, phù hợp với đối tƣợng HS thì sẽ phát triển đƣợc NLTHTN cho HS, góp phần nâng cao chất lƣợng dạy môn KHTN ở trƣờng THCS. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận về quan điểm DHKP, mô hình 5E, DHDA, NLTHTN, phƣơng pháp đánh giá NLTHTN của HS THCS. - Điều tra, đánh giá thực trạng việc vận dụng quan điểm DHKP trong dạy học môn KHTN và thực trạng dạy học phát triển NLTHTN cho HS. - Phân tích mục tiêu, nội dung, PPDH của chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6. - Xây dựng khung NLTHTN của HS lớp 6 theo quan điểm DHKP trong dạy học môn KHTN và thiết kế bộ công cụ đánh giá NLTHTN.
4 - Đề xuất vận dụng mô hình 5E và DHDA theo quan điểm DHKP nhằm phát triển NLTHTN cho HS trong dạy học chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6. - Xây dựng quy trình DHKP, quy trình vận dụng mô hình 5E và DHDA trong dạy học môn KHTN nhằm phát triển NLTHTN cho HS. - Thiết kế bộ học liệu số hỗ trợ dạy và học chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6 và thiết kế kế hoạch bài dạy (KHBD) minh họa cho việc vận dụng mô hình 5E và DHDA đã đề xuất. - Thực nghiệm sƣ phạm (TNSP) nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và tính hiệu quả của các đề xuất trong đề tài. 6. Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Nội dung: Chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6 chƣơng trình GDPT môn KHTN 2018. - Địa bàn: Thực nghiệm tại 17 trƣờng THCS đại diện miền Bắc, miền Trung và Tây Nguyên, miền Nam. - Thời gian: 5 năm (từ năm 2020 đến năm 2024). 7. Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp các nhóm phƣơng pháp (PP) nghiên cứu sau: - Nhóm PP nghiên cứu lí luận (PP phân tích, tổng hợp, khái quát hóa,...) trong nghiên cứu tổng quan các nguồn tài liệu với các nội dung liên quan đến luận án. - Nhóm PP nghiên cứu thực tiễn (PP điều tra, quan sát, phỏng vấn, TNSP, PP chuyên gia,...). - PP thống kê: Sử dụng PP thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học giáo dục, PP Guttman, quy tắc KAMET (Knowledge Acquisition for Multiple Experts with Time scales), phần mềm SPSS để xử lý kết quả TNSP. 8. Đóng góp mới của luận án - Góp phần hệ thống hóa và làm rõ cơ sở lí luận của việc vận dụng quan điểm DHKP để phát triển NLTHTN cho HS THCS. - Làm rõ thực trạng vận dụng DHKP ở cấp THCS (theo Chƣơng trình 2006 và Chƣơng trình 2018), thực trạng dạy học phát triển NLTHTN cho HS.
5 - Xây dựng khung NLTHTN của HS lớp 6 trong dạy học môn KHTN theo quan điểm DHKP gồm 4 thành phần NL và 7 tiêu chí (TC). - Thiết kế bộ công cụ đánh giá NLTHTN của HS theo quan điểm DHKP gồm: phiếu đánh giá theo tiêu chí của GV, phiếu tự đánh giá của HS và bài kiểm tra. - Đề xuất vận dụng mô hình 5E và DHDA theo quan điểm DHKP phát triển NLTHTN cho HS. - Xây dựng quy trình DHKP, quy trình vận dụng mô hình 5E và DHDA trong dạy học chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6 phát triển NLTHTN cho HS. Thiết kế 4 KHBD cho 4 tiểu chủ đề, trong đó có 9 nội dung minh họa vận dụng mô hình 5E và 3 nội dung minh họa vận dụng DHDA; xây dựng 25 chủ đề dự án. - Thiết kế bộ học liệu điện tử cho chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ - KHTN 6 đăng tải tại website https://khtn6.com/ với 17 bài giảng điện tử, 23 sản phẩm infographic và sơ đồ tƣ duy, 22 video thí nghiệm đƣợc các chuyên gia và GV giảng dạy môn KHTN đánh giá cao. 9. Cấu trúc của luận án Ngoài các phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án có 3 chƣơng: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc vận dụng quan điểm dạy học khám phá phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh Trung học cơ sở (47 trang). Chương 2: Vận dụng mô hình 5E và dạy học dự án trong chủ đề ―Chất và sự biến đổi của chất‖ – Khoa học tự nhiên 6 nhằm phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh (69 trang). Chương 3: Thực nghiệm sƣ phạm (41 trang).
6 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG QUAN ĐIỂM DẠY HỌC KHÁM PHÁ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM HIỂU TỰ NHIÊN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ 1.1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu về việc vận dụng quan điểm dạy học khám phá Trên thế giới: Về quan điểm DHKP, Jerome Bruner có thể xem là ngƣời khởi nguồn cho học tập khám phá vào những năm 1960, nhƣng ý tƣởng của ông rất giống với ý tƣởng của John Dewey trƣớc đó. Trong Dân chủ và Giáo dục (Democracy and Education), Dewey (1916/1997) [65] mô tả việc học tập là hành động, trong đó kiến thức và ý tƣởng xuất hiện khi ngƣời học tƣơng tác với những ngƣời học khác trong lớp và xây dựng kiến thức của họ bằng cách áp dụng các kết luận từ những kinh nghiệm có ý nghĩa trong quá khứ. Dewey coi trẻ em là ngƣời tham gia vào quá trình học tập chứ không phải là ngƣời tiếp nhận việc học của chúng. Jerome Bruner [58] nhấn mạnh rằng HS nên ―vừa học vừa làm‖. Với PP này, HS chủ động tham gia vào quá trình học thay vì tiếp nhận kiến thức một cách thụ động. HS tƣơng tác với môi trƣờng của mình bằng cách khám phá và thao tác trên các đồ vật, giáo cụ và trả lời các câu hỏi hoặc thực hiện các thí nghiệm. HS đƣợc khuyến khích suy nghĩ, đặt câu hỏi, đƣa ra giả thuyết, suy đoán, hợp tác với những ngƣời khác. HS tăng sự tự tin trong việc giải quyết vấn đề và cảm thấy dễ dàng khi sử dụng kiến thức mà họ đã có. Quan điểm DHKP xem tất cả HS đều có một số kiến thức nền tảng mà họ có thể áp dụng cho môn học hiện tại. Theo Bruner, việc học không phải là sự tiếp thu những gì đã đọc đƣợc mà là chủ động tìm kiếm câu trả lời và các giải pháp cho vấn đề cần đƣợc giải quyết. Trong Để hiểu là phát minh (To Understand is to Invent) (1973), Piaget đã viết rằng sự hiểu biết đến từ khám phá [87]. Piaget đƣa ra giả thuyết rằng trẻ em không suy nghĩ logic nhƣ ngƣời lớn. Piaget là ngƣời đầu tiên chỉ ra rằng trẻ em không phải là ―bình rỗng‖ để chứa đầy kiến thức, mà là ngƣời chủ động xây dựng
7 kiến thức. Theo Piaget, trẻ em liên tục tạo ra và kiểm tra sự hiểu biết của chúng về thế giới, nói cách khác, chúng là ngƣời tích cực tham gia vào quá trình học. Piaget không nỗ lực cải cách giáo dục nhƣ Dewey, nhƣng lý thuyết của ông về sự hiểu biết của trẻ em đã đƣợc thấm nhuần trong giáo dục. Theo tác giả Llewellyn (2004), tìm tòi khám phá là một cách tiếp cận học tập liên quan đến quá trình tìm hiểu thế giới tự nhiên hoặc vật chất qua việc đặt câu hỏi, đƣa ra những thử nghiệm để tìm kiếm sự hiểu biết mới [81]. Tác giả Abd-El-Khalick và cộng sự (2004) đã chỉ ra rằng tìm tòi khám phá là một quá trình giải quyết vấn đề, quan tâm đến các vấn đề và các hiện tƣợng trong thế giới tự nhiên [48]. Theo Matson (2006), giảng dạy khoa học dựa trên tìm hiểu và khám phá là quá trình tìm hiểu bản chất và cấu trúc của vũ trụ. Học tập dựa trên tìm tòi và khám phá yêu cầu HS lấy các ví dụ từ cuộc sống hàng ngày, đề xuất các giả thuyết, kiểm tra chúng nhƣ các nhà khoa học, và đồng thời, để đạt đƣợc các kỹ năng nhận thức ở cấp độ nâng cao. Học tập khám phá là một PP khuyến khích HS đi đến kết luận dựa trên các hoạt động và quan sát của chính họ [85]. Trong giai đoạn sau của thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, việc dạy và học tập các môn KHTN theo hƣớng tìm tòi khám phá đã trở nên ngày càng phổ biến. Các quốc gia với nền giáo dục hiện đại đã tập trung mạnh mẽ vào phát triển NL khoa học, NL nghiên cứu khoa học, và NL giải quyết vấn đề của học sinh phổ thông. Những ngƣời ủng hộ DHKP chỉ ra tác động của nó đối với động lực học tập của HS (Birkle và cộng sự, 2017) [53]. Khi việc học đƣợc đặt trong bối cảnh thực tế, HS có mong muốn nội tại là học các khái niệm mới và phản hồi từ GV là nguồn động viên bên ngoài trong suốt quá trình học. Hơn nữa, PP học tập tìm hiểu thực tiễn cho thấy GV đảm nhận các vai trò khác nhau - từ dạy học đến hỗ trợ HS các kỹ năng cơ bản cho đến khi HS có thể kiểm soát hoàn toàn việc học của mình trong việc tìm tòi khám phá (Kidman & Casinader, 2017) [76]. Nhiều tác giả trên thế giới đã quan tâm đến việc nghiên cứu ứng dụng PP học tập dựa trên tìm tòi, khám phá trong giảng dạy các môn khoa học nhằm phát triển NL cho HS; hiệu quả của PP này đã đƣợc chứng
8 minh trong một số nghiên cứu. Koksal, E. A., Berberoglu, G. (2014) đã nghiên cứu hiệu quả của vận dụng DHKP có hƣớng dẫn trong dạy học môn khoa học, chủ đề ―Tái sinh, phát triển và tăng trƣởng ở sinh vật sống‖ cho HS lớp 6 tại Thổ Nhĩ Kỳ. Kết quả chỉ ra tác động tích cực của DHKP có hƣớng dẫn đối với việc nâng cao nhận thức về các khái niệm khoa học cũng nhƣ kĩ năng tìm hiểu của HS trong nhóm thực nghiệm cao hơn so với HS trong nhóm đối chứng. Bên cạnh đó, niềm yêu thích đối với khoa học của HS trong nhóm thực nghiệm đƣợc nâng cao hơn so với HS trong nhóm đối chứng sau khi đƣợc can thiệp [78]. Kết quả nghiên cứu của Alena Letina (2016) cho thấy rằng PPDH dựa trên tìm tòi, khám phá tạo ra sự phát triển NL khoa học (Scientific competence) của HS tốt hơn nhiều so với các PPDH truyền thống. Những HS thuộc nhóm thực nghiệm PPDH này đạt đƣợc kết quả vƣợt trội ở tất cả các cấp độ của các bài kiểm tra NL khoa học [49]. Ibrohim và cộng sự (2020) đã nghiên cứu ảnh hƣởng của việc học khoa học dựa trên tìm tòi, khám phá đối với việc hiểu biết về bản chất của khoa học của HS lớp 7 ở Indonesia. HS đƣợc học 4 chủ đề bao gồm ô nhiễm môi trƣờng, nóng lên toàn cầu, Trái Đất và hệ Mặt Trời theo DHKP, thông qua thực hành các thí nghiệm quan sát thực địa, quan sát trực tiếp hoặc xem video về các hiện tƣợng tự nhiên. Kết quả cho thấy sự hiểu biết về bản chất khoa học của HS nhóm thực nghiệm tốt hơn so với HS nhóm đối chứng học theo PP truyền thống [72]. Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về vận dụng DHKP ở các bậc học. Lê Đình Trung, Đinh Khánh Quỳnh (2019) đã đề xuất quy trình DHKP trong dạy học môn KHTN với 5 bƣớc lần lƣợt là: Đặt câu hỏi khám phá tự nhiên; đƣa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết khoa học cho vấn đề khám phá; lập kế hoạch khám phá tự nhiên; thực hiện kế hoạch khám phá – thu thập dữ liệu; viết và trình bày báo cáo kết quả khám phá tự nhiên. Tác giả đã có minh họa cụ thể trong dạy học chủ đề ―Tế bào thực vật‖ lớp 6 [42]. Trong nghiên cứu của Lê Thị Trung (2020), tác giả đã nghiên cứu vận dụng