Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh trung học sơ sở

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:246

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án gồm 4 chương được trình bày như sau: Tổng quan lịch sử các vấn đề nghiên cứu; Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của HS; Thiết kế tiến trình DH tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống”; Thực nghiệm sư phạm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh trung học sơ sở

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THUẦN Tæ CHøC D¹Y HäC T×M TßI KH¸M PH¸ CHñ §Ò “N¦íC TRONG CUéC SèNG” NH»M BåI D¦ìNG N¡NG LùC KHOA HäC CñA HäC SINH TRUNG HäC c¥ Së Chuyên ngành: LL và PPDH bộ môn Vật lý Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đỗ Hương Trà Hà Nội, 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tác giả. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào. Hà Nội, tháng 04 năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Thuần
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được Luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Ban Giám hiệu, Phòng Khoa học công nghệ, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, các thầy cô trong bộ môn LL và PPDH bộ môn Vật lí - Khoa Vật lí, Trường đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Ban Giám hiệu Trường đại học Thủ đô Hà Nội, Lãnh đạo Khoa KHTN, Bộ môn Vật lí đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần và thời gian cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Quý thầy (cô) giáo, quý đồng nghiệp và các em HS tại các trường: THCS Ngọc Thụy, THCS Cát Linh, THCS Vân Hồ, THCS Phan Chu Trinh đã giúp đỡ nhiệt tình cho tôi trong quá trình tìm hiểu thực tiễn dạy học và triển khai thực nghiệm. Đặc biệt, bằng cả tấm lòng và sự tôn kính của mình, tôi xin cảm ơn và gửi lời tri ân tới GS.TS. Đỗ Hương Trà, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án bằng tất cả sự tận tâm và nhiệt huyết của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, cảm ơn bạn bè, cảm ơn những người thân yêu đã luôn khuyến khích, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện LA. Hà Nội, tháng 04 năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Thuần
iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ............................................................................................................... i Lời cảm ơn ................................................................................................................. ii Mục lục ...................................................................................................................... iii Danh mục các chữ viết tắt ......................................................................................... vi Danh mục bảng ........................................................................................................ vii Danh mục hình ........................................................................................................ viii Danh mục sơ đồ......................................................................................................... ix MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................................3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................3 4. Giả thuyết khoa học của đề tài ..................................................................................4 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ...............................................................................................4 6. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................4 7. Những đóng góp mới của luận án .............................................................................5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................6 1.1. Các nghiên cứu về năng lực, năng lực khoa học .............................................6 1.1.1. Các nghiên cứu về năng lực và cấu trúc năng lực ........................................6 1.1.2. Các nghiên cứu về năng lực khoa học và cấu trúc năng lực khoa học .............8 1.2. Các nghiên cứu về dạy học tìm tòi khám phá................................................17 1.2.1. Khái niệm .....................................................................................................17 1.2.2. Các nghiên cứu về mô hình và các mức độ của dạy học tìm tòi khám phá ........19 1.2.3. Các nghiên cứu về qui trình dạy học tìm tòi khám phá ...............................20 1.2.4. Nghiên cứu dạy học kiến thức về Nước ở THCS .........................................22 Chương 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC...24 2.1. Năng lực ............................................................................................................24
iv 2.1.1. Khái niệm năng lực ......................................................................................24 2.1.2. Cấu trúc năng lực ........................................................................................24 2.2. Năng lực khoa học ............................................................................................26 2.2.1. Khái niệm .....................................................................................................26 2.2.2. Cấu trúc năng lực khoa học .........................................................................27 2.2.3. Các nguyên tắc bồi dưỡng NLKH................................................................32 2.3. Đánh giá năng lực khoa học ............................................................................34 2.3.1. Đánh giá năng lực .......................................................................................34 2.3.2. Nguyên tắc đánh giá năng lực ....................................................................35 2.3.3. Một số phương pháp kiểm tra, đánh giá năng lực khoa học .......................36 2.3.4. Quy trình đánh giá năng lực khoa học ........................................................37 2.4. Dạy học tìm tòi khám phá ở THCS ................................................................38 2.4.1. Đặc điểm tâm sinh lí và nhận thức của HS THCS ......................................38 2.4.2 Tổ chức dạy học TTKP .................................................................................40 2.5. Điều tra thực tiễn .............................................................................................47 2.5.1. Mục đích điều tra .........................................................................................47 2.5.2. Đối tượng điều tra .......................................................................................47 2.5.3 Phương pháp điều tra ...................................................................................47 2.5.4 Kết quả điều tra ............................................................................................47 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ........................................................................................51 Chương 3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “NƯỚC TRONG CUỘC SỐNG” .........................................................52 3.1. Nguyên tắc thiết kế chương trình bồi dưỡng năng lực khoa học ................52 3.2. Dạy học chủ đề “Nước trong cuộc sống” .......................................................52 3.2.1. Lý do lựa chọn chủ đề ..................................................................................52 3.2.2. Dạy học chủ đề ............................................................................................55 3.2.3 Chủ đề “Nước trong cuộc sống” ..................................................................56 3.2.4. Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề ......................................................58 3.3. Tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề Nước trong cuộc sống .....................60
v 3.3.1. Bồi dưỡng NLKH trong dạy học chủ đề Nước trong cuộc sống ..................60 3.3.2. Sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức ..........................................................65 3.3.3. Tiến trình dạy học cụ thể nội dung “Nước là gì”........................................67 3.4. Xây dựng công cụ đánh giá năng lực khoa học của HS................................99 3.4.1. Đánh giá năng lực khoa học qua bài học ....................................................99 3.4.2. Đánh giá NLKH qua dự án ........................................................................101 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ......................................................................................104 CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ........................................................105 4.1. Tổ chức thực nghiệm sư phạm ......................................................................105 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .................................................................105 4.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm ...............................................................................105 4.1.3. Đối tượng thực nghiệm và thời gian thực nghiệm .....................................105 4.1.4. Phương pháp triển khai thực nghiệm ........................................................106 4.1.5. Lựa chọn thiết kế........................................................................................107 4.1.6. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm .................................................................107 4.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ......................................................................107 4.2.1. Phân tích diễn biến của học sinh trong tiến trình dạy học ........................108 4.2.2. Phân tích thái độ của HS với những vấn đề của xã hội, cộng đồng ..........130 4.2.3. Phân tích kết quả định lượng .....................................................................131 4.3.Ý kiến HS về nhận thức, lợi ích và sự thay đổi trách nhiệm của bản thân với xã hội, cộng đồng ....................................................................................143 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 ......................................................................................145 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................147 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................150 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 152 PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DH Dạy học DHVL Dạy học vật lí TH Tích hợp TTKP Tìm tòi khám phá KP Khám phá ĐHSP Đại học sư phạm ĐG Đánh giá KTĐG Kiểm tra đánh giá HĐ Hoạt động HS Học sinh HT Học tập KH Khoa học KT Kiến thức KHTN Khoa học tự nhiên NC Nghiên cứu NCKH Nghiên cứu khoa học GP Giải pháp GV Giáo viên GD Giáo dục GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo GQVĐ Giải quyết vấn đề NL Năng lực NLKH Năng lực khoa học PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học PPNC Phương pháp nghiên cứu PT Phổ thông SGK Sách giáo khoa VĐ Vấn đề THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TNSP Thực nghiệm sư phạm
vii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1. Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của NLKH .................................29 Bảng 2.2. Nguyên nhân khó khăn của GV trong việc bồi dưỡng NLKH ..............49 Bảng 3.1. Các vấn đề cơ bản cần giải quyết và kiến thức hình thành sau khi giải quyết vấn đề ....................................................................................57 Bảng 3.2. Thang đo NLKH thông qua tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng.........102 Bảng 3.3. Thang đo NLKH thông qua đánh giá hợp tác .....................................102 Bảng 4.1. Thống kê các trường và lớp thực nghiệm ..................................................... 106 Bảng 4.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm chủ đề “Nước trong cuộc sống”............. 107 Bảng 4.3. Các chỉ số thống kê bài test đo lường năng lực trước TN ........................... 135 Bảng 4.4. Năng lực ước tính của HS .............................................................................. 137 Bảng 4.5. Kết quả của lớp đối chứng và thực nghiệm trước khi TN........................... 137 Bảng 4.6. Các chỉ số thống kê bài test đo lường năng lực sau TN .............................. 140 Bảng 4.7. Năng lực ước tính của HS .............................................................................. 142 Bảng 4.8. Kết quả điểm đánh giá NL của HS lớp đối chứng và thực nghiệm sau khi TN............................................................................................................... 142 Bảng 4.9. Kết quả hỏi HS về thế nào là sống có trách nhiệm với xã hội .................... 144 Bảng 4.10. Kết quả hỏi HS về lợi ích từ việc sống có trách nhiệm với xã hội ............. 144 Bảng 4.11. Kết quả hỏi HS về nguyên nhân sự thay đổi trách nhiệm xã hội của HS .. 144
viii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1. Ý kiến của GV về các năng lực thành phần của NLKH. ......................... 48 Hình 2.2. Khó khăn của GV trong việc bồi dưỡng NL thành tố của NLKH........... 49 Hình 2.3. Hứng thú của HS với các môn khoa học tự nhiên ................................... 50 Hình 4.1. Sản phẩm của học sinh sau khi quan sát một số hình ảnh trạng thái của nước.................................................................................................108 Hình 4.2. HS so sánh hình dạng và thể tích của nước ở các trạng thái khác nhau 110 Hình 4.3. Học sinh đề xuất các giải pháp quan sát nước ở TT khí ........................110 Hình 4.4. Các phương án đề xuất của HS khảo sát khối lượng, thể tích, nhiệt độ trong quá trình chuyển trạng thái ...........................................................111 Hình 4.5. HS khảo sát thể tích và khối lượng của nước khi chuyển trạng thái từ lỏng sang rắn và ngược lại .....................................................................112 Hình 4.6. HS khảo sát sự sôi của nước ..................................................................113 Hình 4.7. Sản phẩm vẽ sơ đồ từ duy của học sinh về nội dung Nước là gì........................113 Hình 4.8. Sản phẩm HS vẽ mô hình phân tử nước ................................................114 Hình 4.9. HS tiến hành thí nghiệm đo độ pH của nước.........................................128 Hình 4.10. Năng lực thành tố: Đánh giá và thiết kế giái pháp nghiên cứu khoa học ....132 Hình 4.11. Năng lực thành tố: Trình bày các dữ liệu và bằng chứng một cách KH .....132 Hình 4.12. Năng lực khoa học: Trình bày các dữ liệu và bằng chứng một cách KH ....133 Hình 4.13. Đường cong thông tin của đề kiểm tra ..................................................134 Hình 4.14. Bản đồ cân bằng độ khó 16 câu hỏi và năng lực học sinh .....................136 Hình 4.15. Đường cong thông tin của đề kiểm tra sau TNg ....................................139 Hình 4.16. Bản đồ cân bằng độ khó 16 câu hỏi và năng lực học sinh .....................141
ix DANH MỤC SƠ ĐỒ Trang SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1. Qui trình đánh giá năng lực khoa học ......................................................38 Sơ đồ 2.2. Tiến trình dạy học tìm tòi khám phá ........................................................41 Sơ đồ 2.3. Tiến trình dạy học TTKP trong dạy học chủ đề các môn KHTN ở THCS ....44 Sơ đồ 2.4. Bồi dưỡng NLKH trong dạy học TTKP ..................................................46
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nước ta đang trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, vì vậy chất lượng nguồn nhân lực càng trở nên có ý nghĩa quan trọng, quyết định tới sự phát triển của đất nước. Sự cạnh tranh giữa các quốc gia hiện nay thực chất là sự cạnh tranh về chất lượng nguồn nhân lực. Chính vì vậy, đổi mới giáo dục đang là một xu thế tất yếu mang tính toàn cầu. Nhiều quốc gia đã và đang tiến hành cải cách để hướng tới một nền giáo dục hiện đại. Vì vậy, hệ thống GD nước ta nói chung, GD PT nói riêng đã và đang có nhiều thay đổi đáng kể cả về nội dung, PPDH. Tuy nhiên, một trong những VĐ mà nền giáo dục của chúng ta đang phải đối mặt đó là sự phát triển tư duy, khả năng GQVĐ của HS và tính thực tiễn của những kiến thức phổ thông vẫn còn hạn chế. Nghị quyết trung ương 8 khóa XI nêu lên các mục tiêu, quan điểm chỉ đạo, những nhiệm vụ và GP đổi mới căn bản, toàn diện GD & ĐT; trong đó khẳng định: “Phải chuyển đổi căn bản toàn bộ nền GD từ chủ yếu nhằm trang bị KT sang phát triển phẩm chất và NL người học, biết vận dụng tri thức vào giải quyết các VĐ thực tiễn; chuyển nền GD nặng về chữ nghĩa, ứng thí sang một nền GD thực học, thực nghiệp”. Riêng đối với GD PT: “Chương trình GD PT nhằm giúp HS phát triển khả năng vốn có của bản thân, hình thành tính cách và thói quen; phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và HT suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và các NL cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động cần cù, có tri thức và sáng tạo” [2]. Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XII đã xác định: ”Đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ mục tiêu, chương trình, nội dung, PP, hình thức GD, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển NL và phẩm chất của người học. Tiếp tục đổi mới nội dung GD theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành nghề, tăng thực hành, vận dụng KT vào thực tiễn” [3]. Chương trình hướng tới mục tiêu phát triển năng lực không chỉ dựa vào tính hệ thống, logic của khoa học tương ứng khi xác định nội dung học tập mà còn
2 gắn với các tình huống thực tiễn, chú ý đến khả năng học tập và nhu cầu, phong cách học của mỗi cá nhân học sinh. Các yêu cầu này đòi hỏi chương trình cần được phát triển theo xu hướng tích hợp nhằm tạo điều kiện cho người học liên tục huy động kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực môn học và thuộc các hoạt động giáo dục khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ học tập. Qua đó, các năng lực chung cơ bản cũng như năng lực chuyên biệt của người học được phát triển. Thực tiễn dạy học của nước ta hiện nay cho thấy, các kiến thức còn bị phân mảnh trong một môn học, các môn học được biên soạn và dạy học riêng biệt, gần như ít có liên hệ với nhau, sự liên môn, liên lĩnh vực còn yếu, do đó dẫn đến sự lặp lại trong các môn, thiếu sự thống nhất giữa các kiến thức. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho các môn học riêng biệt khá xa rời thực tiễn mà người học đang sống, xa rời nhu cầu học tập của đa số người học và đôi khi lãng phí thời gian học, thậm chí dẫn đến sự nhàm chán đối với người học bởi sự chồng chéo các nội dung kiến thức, dẫn đến việc học sinh học còn thụ động, chỉ ghi nhớ các sự kiện, thiếu tính liên hệ giữa các kiến thức. Do vây, việc vận dụng kiến thức gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là những kiến thức gắn với đời sống thực tiễn. Chương trình môn KHTN đã cấu trúc các kiến thức dựa trên các nguyên lý của KHTN. Tuy nhiên, vẫn cần thiết cấu trúc một số nội dung dạy học có liên quan tới các phân môn thành các chủ đề tích hợp và tổ chức các hoạt động tìm tòi khám phá khi dạy học các chủ đề đó nhằm cho phép học sinh hiểu được sự có mặt của các kiến thức đó trong mối liên hệ mật thiết giữa các môn học thuộc các lĩnh vực khác nhau và có thể sử dụng hiểu biết vào giải quyết các vấn đề của thực tiễn vốn luôn có tính liên môn, liên lĩnh vực. Khám phá là hoạt động để học sinh tìm tòi và lĩnh hội kiến thức. Có nhiều cách khám phá như quan sát, bằng cách tổng hợp kinh nghiệm của cá nhân và nhân loại hoặc bằng cách triển khai quy trình nghiên cứu khoa học, chúng tôi thấy rằng tổ chức hoạt động tìm tòi khám phá ở người học khi học các chủ đề rõ ràng là một giải pháp thích hợp, là xu thế tất yếu để đổi mới nội dung và phương pháp dạy khoa học trong nhà trường phổ thông Việt Nam, đặc biệt ở THCS.
3 Nước có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò quan trọng. Sự có mặt của nước là điều kiện đầu tiên để xác định sự tồn tại của sự sống. Ở đâu có nước thì ở đó có sự sống. Đối với sự sống của con người, nước là nền tảng cho tất cả các hoạt động. Kiến thức về nước có liên quan đến những hiện tượng rất gần gũi với đời sống hàng ngày xung quanh chúng ta, liên quan đến nhiều vấn đề trong mọi lĩnh vực của thực tiễn cuộc sống. Kiến thức phần nước là một phần nội dung quan trọng trong chương trình trung học cơ sở, cho học sinh thấy rõ tầm quan trọng của vấn đề nước đối với đời sống, sản xuất, thấy được bức tranh chung của thế giới vật chất và mọi biến đổi trong tự nhiên. Ở THCS hiện hành những kiến thức về nước được học rải rác trong nhiều phần của chương trình Vật lí lớp 6 và lớp 8, ngoài chương trình Vật lí, kiến thức về nước có mặt cả trong môn Sinh học, hóa học và địa lý... Nghiên cứu nhận thấy rằng, nếu thiết kế được chủ đề “Nước trong cuộc sống” trong chương trình bậc THCS thì sẽ hình thành ở người học bức tranh tổng thể về Nước trên cơ sở các kiến thức về nước có ở trong các môn học hiện hành ở bậc THCS cũng như trong chương trình môn KHTN. Qua đó, giúp HS tích hợp các kiến thức và kĩ năng đã lĩnh hội, HS vận dụng phối hợp các tri thức và kĩ năng riêng rẽ của các kiến thức nước trong các phân môn vào giải quyết các vấn đề trong cuộc sống, từ đó có nhiều cơ hội để phát triển năng lực khoa học ở người học. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh trung học sơ sở”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh THCS 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Chủ đề “Nước trong cuộc sống” - Hoạt động của GV và HS trong tiến trình dạy học tìm tòi khám phá - Năng lực khoa học
4 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Dạy học chủ đề “Nước trong cuộc sống” - Không gian giới hạn: Đối tượng HS thuộc địa bàn các quận huyện của thủ đô Hà Nội 4. Giả thuyết khoa học của đề tài Nếu dựa trên cơ sở lí luận về dạy học tìm tòi khám phá, cơ sở lí luận của năng lực khoa học cùng với việc phân tích nội dung cần dạy chủ đề “Nước trong cuộc sống” ở THCS, thì có thể tổ chức dạy học tìm tòi khám phá nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu lí luận về dạy học tìm tòi khám phá, về bồi dưỡng năng lực khoa học của HS - Điều tra thực tiễn về dạy học nội dung kiến thức về Nước ở THCS - Điều tra thực tiễn về khó khăn khi dạy học tìm tòi khám phá chủ đề - Phân tích nội dung kiến thức về Nước ở THCS từ đó xây dựng chủ đề “Nước trong cuộc sống”. - Xây dựng công cụ đánh giá NLKH và cụ thể hóa vào các nội dung cụ thể của chủ đề “Nước trong cuộc sống”. - Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” THCS. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã soạn thảo để đánh giá hiệu quả của nó đối với việc phát huy năng lực khoa học của người học. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, lý luận dạy học hiện đại, lý luận dạy học Vật lý, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí đặc biệt đề cập đến dạy học tìm tòi học khám phá dạy học chủ đề làm cơ sở lí luận cho đề tài.
5 - Nghiên cứu chương trình THCS hiện hành, chương trình GDPT mới, trọng tâm là các kiến thức môn Vật lí, Hóa học, Sinh học và các tài liệu khoa học liên quan đến kiến thức thuộc phần môn Khoa học Tự nhiên. 6.2. Phương pháp nghiên cứu điều tra thực tiễn Dự giờ, quan sát, điều tra thực trạng dạy học một số kiến thức môn Khoa học Tự nhiên 6.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm sư phạm trên đối tượng là học sinh THCS. Dùng thống kê toán học để phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê. Từ đó khẳng định hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo đối với việc phát huy năng lực khoa học của người học. 7. Những đóng góp mới của luận án - Đề xuất được tiến trình dạy học tìm tòi khám phá nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học cho HS THCS để cụ thể hóa cơ sở lí luận về dạy học TTKP - Xây dựng cấu trúc NLKH và công cụ đánh giá NLKH, xác định được các năng lực thành tố, các mức độ biểu hiện hành vi của năng lực khoa học trong dạy học chủ đề “Nước trong cuộc sống”. - Thiết kế được chủ đề “Nước trong cuộc sống” ở THCS nhằm bồi dưỡng NLKH của HS - Tiến trình dạy học đã được phân tích qua các dữ liệu thực nghiệm, từ đó cung cấp số liệu và thông tin khoa học làm phong phú thêm tài liệu tham khảo phục vụ cho dạy học và nghiên cứu khoa học bồi dưỡng cho học sinh trong dạy học các môn khoa học khoa học tự nhiên bậc THCS. 8. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, danh mục các bài báo liên quan đến luận án, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan lịch sử các vấn đề nghiên cứu Chương 2: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của HS Chương 3: Thiết kế tiến trình DH tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” Chương 4: Thực nghiệm sư phạm.
6 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu về năng lực, năng lực khoa học 1.1.1. Các nghiên cứu về năng lực và cấu trúc năng lực Hiện nay, khái niệm năng lực được sử dụng với nhiều thuật ngữ tiếng Anh khác nhau như competency, ability, possibility và literacy….Trong mỗi thuật ngữ đó lại có các khuynh hướng sử dụng nội hàm khác nhau. * Cụ thể như với thuật ngữ năng lực (Competency) cũng có hai khuynh hướng định nghĩa khác nhau. - Nhóm thứ nhất, nhấn mạnh năng lực thuộc khả năng thực hiện Competency - trong tiếng Anh, năng lực hành động: khả năng thực hiện hiệu quả các hành động, các vấn đề liên quan đến một lĩnh vực nhất định dựa trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và sự sẵn sàng hành động. [75]. Quan điểm này được đưa ra bởi các tác giả M.Romainville (1996),[72]; F.E.Weinert ((OECD, 2001), [71]; P.Perrenond (1997).. .[83] - Nhóm thứ hai thì nhấn mạnh năng lực được xem như thuộc phạm trù phẩm chất, tâm lí, thuộc tính cá nhân…và được đưa ra bởi nhiều tác giả khác nhau như A.G. Covaliop, N.X. Lâytex, P.A. Rudik… A.G. Covaliop định nghĩa: “Năng lực là tập hợp hoặc tổng hợp những thuộc tính của cá nhân con người, đáp ứng những nhu cầu lao động và đạt được những kết quả cao” N.X. Lâytex cho rằng: “Năng lực là thuộc tính tâm lí của cá nhân đảm bảo điều kiện để hoàn thành tốt đẹp những loại hoạt động nhất định”. Các định nghĩa này nói đến thuộc tính cá nhân coi đó là điều kiện cho hoạt động cụ thể. [13] Theo P.A. Rudich, khái niệm năng lực bao gồm các điều kiện tâm sinh lý chi phối các hoạt động hiệu quả của con người [13]. Cả hai khuynh hướng định nghĩa trên đều chưa thực sự mô tả được đặc trưng cơ bản của năng lực. Các nhà nghiên cứu khác thấy không thể tách rời khả năng thực hiện ra khỏi các phẩm chất tâm lí. Do vậy, nhiều nghiên cứu và các tổ chức giáo dục như SOCCOM, Quebec….đã đưa ra định nghĩa bao gồm cả 2 đặc trưng .
7 SOCCOM viết tắt từ Le socle commun de connaissances et de compétences (Nghị định ban hành nền tảng chung các năng lực và kiến thức vận dụng trong chương trình giáo dục phổ thông Pháp) [72] đưa ra định nghĩa năng lực như sau «Mỗi một năng lực (compétence) lớn được thiết kế như là tổ hợp của những kiến thức cơ bản của thời đại, của khả năng sử dụng các kiến thức ấy trong những tình huống khác nhau và cả các thái độ cần thiết cho toàn bộ cuộc đời ». Trong chương trình giáo dục của Quebec (Canada) nhấn mạnh: Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống phong phú của cuộc sống”[84]. Cho tới nay, khái niệm competency đã được sử dụng rộng rãi và cũng được sử dụng trong giáo dục phổ thông. Với các định nghĩa trên, năng lực bao hàm khả năng thực hiện hành động và thái độ trong việc thực hiện các hành động đó. * Với thuật ngữ Literacy, từ thập kỉ 60 của thế kỉ XX, khái niệm “literacy” được hiểu là khả năng biết đọc, viết của cá nhân [75]. Cách hiểu này tập trung vào việc mã hóa và giải mã tín hiệu ngôn ngữ (âm thanh - chữ viết). Năm 1958, tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên hiệp quốc (UNESCO) quan niệm: “Một người không biết chữ nếu họ không có hai khả năng đọc và viết một tuyên bố ngắn và đơn giản liên quan đến cuộc sống hằng ngày của họ” [51]. Theo đó, năng lực “literacy” cũng được hiểu là khả năng biết đọc, viết của cá nhân. Đến năm 1978, UNESCO coi nội hàm “literacy” ở mức độ rộng và phức tạp hơn: “Khả năng nhận biết, hiểu, sáng tạo, truyền đạt, tính toán và dùng chữ được in ra và viết ra liên kết cùng các văn cảnh khác nhau” [40] Theo PISA, Literacy là năng lực bao hàm cả kiến thức, kĩ năng và qui trình nhận thức. Tổ chức này cũng nhấn mạnh đến việc sử dụng kiến thức, kĩ năng tích lũy được ở trường học vào bối cảnh, tình huống thực trong đời sống nhằm góp phần thay đổi thái độ của người học. [41][72][73] Theo quan điểm của người nghiên cứu, thuật ngữ Literacy đề cập đến sự hiểu biết
8 nói chung và vận dụng những hiểu biết đó vào trong tình huống thực, bối cảnh thực để nhấn mạnh đến tính trách nhiệm của các công dân tương lai với các vấn đề của xã hội, của cộng đồng. Thuật ngữ này (Literacy) có những điểm khác so với thuật ngữ năng lực (competency). Nếu với năng lực (competency) bao gồm một tổ hợp các năng lực thành tố có cấu trúc khá chặt chẽ thì với năng lực (Literacy) không phân chia thành các năng lực thành tố mà chỉ đưa ra được các biểu hiện của chúng, trong đó nhấn mạnh đến việc hiểu biết nhằm giải quyết các vấn đề trong bối cảnh thực với tư cách là công dân có trách nhiệm với tương lai, với xã hội. Vậy, với việc sử dụng các thuật ngữ khác nhau để mô tả khái niệm năng lực, do đó, khi dịch sang tiếng Việt sẽ dẫn đến các cách hiểu khác nhau, các cấu trúc khác nhau, cần sử dụng một thuật ngữ gốc thống nhất mô tả năng lực. Luận án sử dụng thuật ngữ Literacy. 1.1.2. Các nghiên cứu về năng lực khoa học và cấu trúc năng lực khoa học a. Khái niệm * Trên thế giới: Từ hai thuật ngữ định nghĩa năng lực, dẫn đến hai cách mô tả khác nhau về năng lực khoa học. - Nhóm thứ nhất với thuật ngữ “Scientific competency” - năng lực khoa học là khả năng thực hiện các hoạt động khoa học để tạo ra khái niệm mới, phương pháp mới, công cụ mới của một nhà khoa học hay một nhà khoa học tương lai. Khái niệm này nhấn mạnh năng lực khoa học gắn với qui trình khoa học. Do vậy, bồi dưỡng năng lực khoa học cho HS nhấn mạnh đến việc bồi dưỡng qui trình nghiên cứu khoa học. Vì vậy, dạy học theo qui trình khoa học đã trở thành vấn đề trung tâm trong cải cách giáo dục ở môt số nước như Mỹ, Pháp, Canada…. [59] [49] [65]. - Nhóm thứ hai với thuật ngữ “scientific literacy” trong tiếng Anh, có nghĩa là văn hóa khoa học hay hiểu biết khoa học [51]. Pisa cũng cùng quan điểm này [86] và cho rằng Scientific litericy là khả năng sử dụng những kiến thức khoa học, phân tích câu hỏi và rút ra những kết luận hợp lí có cơ sở nhằm đưa ra những quyết định đúng đắn về thế giới tự nhiên và những thay đổi con người tạo ra đối với thế giới tự nhiên. Khái niệm này nhấn mạnh việc dạy học gắn với giáo dục
9 công dân có trách nhiệm với xã hội. Tuy nhiên, PISA mới chỉ đánh giá qua các bài viết mà chưa đánh giá hiểu biết khoa học của người học qua hoạt động học và qua các hoạt động thực tiễn của người học. * Ở Việt Nam: Có nhiều tác giả nghiên cứu và có nhiều cách tiếp cận khác nhau về năng lực khoa học như Đặng Thị Thuận An và Trần Trung Ninh (2017); Bùi Thị Thanh Xuân, Đinh Quang Báo (2016), Nguyễn Đức Dũng, (2017); Cao Thị Thặng, Cao Cự Giác,, [1][18][20][30][39]…. Hầu hết các tác giả này đều sử dụng thuật ngữ “scientific litericy” và nhấn mạnh đến kĩ năng tiến trình khoa học. Nhóm tác giả Nguyễn Đức Dũng đưa ra khái niệm “năng lực khoa học” của học sinh phổ thông là khả năng thực hiện việc tiếp nhận và vận dụng kiến thức khoa học để giải quyết các vấn đề khoa học được định trước trong những tình huống cụ thể, hoặc các vấn đề thực tiễn đơn giản một cách hiệu quả, từ đó có thể đề xuất ý tưởng khoa học mới sáng tạo và hiệu quả hơn. NLKH của HS được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của HS đó khi giải quyết vấn đề khoa học [18]. Với định nghĩa này, nghiên cứu đã sử dụng bài tập để đánh giá năng lực KH mà chưa đề cập đến việc tổ chức các hoạt động học bồi dưỡng NLKH. Nhóm tác giả sử dụng quan điểm về năng lực khoa học trong chương trình đánh giá học sinh Quốc tế do tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế thế giới (OECD: Organisation for Economic Co-Operation and Development) đã định nghĩa năng lực khoa học (sciencific literacy) như sau: “Năng lực khoa học là kiến thức khoa học của một cá nhân và khả năng sử dụng kiến thức khoa đó để nhận biết các câu hỏi, tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra các kết luận có vấn đề, khả năng nhận dạng vấn đề và khả năng rút ra kết luận có cơ sở về các vấn đề liên quan đến khoa học; hiểu biết của cá nhân về đặc điểm đặc trưng của khoa học là một hình thái kiến thức và khoa học nghiên cứu của con người; nhận thức của cá nhân đó về những ảnh hưởng của khoa học và công nghệ tới đời sống, vật chất, tinh thần và văn hóa của con người. Sự sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là một công dân có hiểu biết và tư duy khoa học” [23]. Theo quan điểm này, một người có năng lực khoa học cần phải có các yếu tố sau: Có kiến thức khoa học;
10 Hiểu những đặc tính của khoa học như là một dạng tri thức của loài người và là hoạt động tìm tòi khám phá của con người.; Sử dụng kiến thức để xác định, chiếm lĩnh kiến thức mới, nhận ra được các vấn đề khoa học, giải thích hiện tượng khoa học và rút ra kết luận trên cơ sở chứng cứ về các vấn đề liên quan tới khoa học; Nhận thức được vai trò của khoa học và công nghệ đối với việc hình thành môi trường văn hóa, tinh thần, vật chất.; Sẵn sàng tham gia như một công dân tích cực, vận dụng hiểu biết khoa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn [5]. Chương trình giáo dục phổ thông mới ban hành cũng xây dựng năng lực môn khoa học tự nhiên cấp THCS theo hướng tiếp cận thuật ngữ scientific litericy với các yêu cầu hình thành và phát triển các năng lực chung, năng lực chuyên môn về tìm hiểu tự nhiên, hình thành và phát triển các kỹ năng thực nghiệm và kỹ năng tiến trình: quan sát, đặt câu hỏi và trả lời, lập luận, dự đoán, chứng minh hay bác bỏ giả thuyết bằng thực nghiệm, mô hình hóa, giải thích,… vận dụng tổng hợp kiến thức khoa học để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống [10]. Trong nghiên cứu, chúng tôi cũng sử dụng thuật ngữ scientific litericy với nghĩa là năng lực khoa học. Điều này phù hợp với học sinh đầu cấp trung học cơ sở mà không chỉ quá nhấn mạnh vào tiến trình nghiên cứu khoa học. b. Các nghiên cứu cấu trúc của năng lực khoa học Trên thế giới: Các nghiên cứu về cấu trúc năng lực khoa học được đưa ra bởi các tác giả, các tổ chức giáo dục khác nhau với các mục đích khác nhau như: Wenning (2005), chương trình GD Singapore, Đại học Rutgets (Hoa kỳ), chương trình giáo dục của Pháp, chương trình giáo dục Hoa Kì, Đại học Victoria (Úc), chương trình giáo dục của Đức……. [67][70][74][72][69]. Một số các nghiên cứu gắn năng lực khoa học với tiến trình khoa học như Wenning (2005) [70] đã đưa ra tổ hợp các năng lực của nghiên cứu bao gồm: Xác định một vấn đề để nghiên cứu; sử dụng quy nạp, xây dựng một giả thuyết hay mô hình kết hợp logic và bằng chứng; sử dụng suy luận, tạo ra một dự đoán từ giả thuyết hoặc mô hình; thiết kế quy trình thực nghiệm để kiểm tra dự đoán; tiến hành một thí nghiệm KH, quan sát hay mô phỏng để kiểm tra giả thuyết; thu thập dữ liệu