Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Vận dụng tiếp cận lịch sử trong dạy học Sinh học cấp Trung học phổ thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:301

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận án "Vận dụng tiếp cận lịch sử trong dạy học Sinh học cấp Trung học phổ thông" là xây dựng quy trình thiết kế các chủ đề dạy học môn Sinh học - phần DTH, và quy trình dạy học các chủ đề này để hình thành và phát triển được năng lực tư duy phản biện cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức phần DTH.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Vận dụng tiếp cận lịch sử trong dạy học Sinh học cấp Trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ---------- ĐỖ THÙY LINH VẬN DỤNG TIẾP CẬN LỊCH SỬ TRONG DẠY HỌC SINH HỌC CẤP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ---------- ĐỖ THÙY LINH VẬN DỤNG TIẾP CẬN LỊCH SỬ TRONG DẠY HỌC SINH HỌC CẤP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS. TS Lê Đình Trung 2. PGS. TS Mai Văn Hƣng HÀ NỘI - 2023
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số lượng trình bày trong luận án là trung thực, có trích dẫn nguồn gốc cụ thể. Luận án này cho đến nay chưa được bảo vệ bởi bất kì một hội đồng bảo vệ luận án tiến sĩ nào ở trong nước cũng như ở nước ngoài và cho đến nay chưa được công bố trên bất kì một phương tiện thông tin nào. Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tác giả cam đoan ở trên. Hà Nội, ngày tháng ..... năm 2023 Tác giả Đỗ Thuỳ Linh
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình nghiên cứu, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến PGS. TS Lê Đình Trung, PGS. TS Mai Văn Hưng đã nhiệt tình hướng dẫn, đóng góp những ý kiến quý báu cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Phương pháp dạy học Sinh học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô, cán bộ của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội cùng tập thể các nhà khoa học đã giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và nghiên cứu luận án. Xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Giáo dục, ĐHQGHN cùng với bạn bè và gia đình đã hỗ trợ giúp đỡ, động viên để tác giả hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn! Tác giả NCS. Đỗ Thuỳ Linh
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. vi DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... vii DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ ............................................................................ ix PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................1 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .........................7 1.1. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới có liên quan đến đề tài .........7 1.1.1. Về tiếp cận lịch sử trong dạy học ......................................................................7 1.1.2. Về năng lực tư duy phản biện và phát triển năng lực tư duy phản biện .........12 1.1.3. Dạy học theo tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện .....16 1.2. Cơ sở lí luận .......................................................................................................19 1.2.1. Tiếp cận lịch sử ...............................................................................................19 1.2.2. Năng lực tư duy phản biện ..............................................................................31 1.2.3. Phát triển năng lực tư duy phản biện thông qua dạy học vận dụng tiếp cận lịch sử..................................................................................................................40 1.3. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................................44 1.3.1. Mục đích khảo sát ...........................................................................................44 1.3.2. Nội dung và công cụ khảo sát .........................................................................44 1.3.3. Khách thể khảo sát ..........................................................................................45 1.3.4. Kết quả điều tra và bàn luận ............................................................................45 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ........................................................................................57 CHƢƠNG 2. VẬN DỤNG TIẾP CẬN LỊCH SỬ ĐỂ TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN DI TRUYỀN HỌC Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY PHẢN BIỆN CHO HỌC SINH .....................................................................................................58 2.1. Phân tích mục tiêu, cấu trúc nội dung phần Di truyền học trong chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học ....................................................................58
iv 2.1.1. Mục tiêu phần Di truyền học cấp THPT .........................................................58 2.1.2. Cấu trúc phần Di truyền học ...........................................................................59 2.2. Xây dựng quy trình thiết kế các chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh ..............................61 2.2.1. Nguyên tắc xây dựng quy trình thiết kế các chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh .......61 2.2.2. Quy trình thiết kế các chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh..........................................63 2.2.3. Ví dụ vận dụng quy trình để thiết kế chủ đề dạy học Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh .......67 2.2.4. Một số chủ đề Di truyền học được xây dựng vận dụng tiếp cận lịch sử .........79 2.3. Quy trình tổ chức dạy học chủ đề Di truyền học theo tiếp cận lịch sử để phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh ...................................................81 2.3.1. Quy trình tổng quát dạy học chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh .....................................81 2.3.2. Ví dụ minh họa tổ chức dạy học chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh ..............................84 2.3.3. Các biện pháp rèn luyện năng lực tư duy phản biện thông qua dạy học các chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử ..................................................93 2.4. Đánh giá sự phát triển năng lực tư duy phản biện của học sinh THPT qua dạy học chủ đề DTH vận dụng tiếp cận lịch sử ........................................................96 2.4.1. Các tiêu chí đánh giá sự phát triển năng lực tư duy phản biện qua dạy học chủ đề Di truyền học vận dụng tiếp cận lịch sử .................................................96 2.4.2. Công cụ được sử dụng để đánh giá sự phát triển năng lực tư duy phản biện của học sinh thông qua các chủ dề được xây dựng theo tiếp cận lịch sử ........102 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ......................................................................................108 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .......................................................109 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .......................................................................109 3.2. Đối tượng, địa bàn, cách bố trí, phương pháp và nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................................................................................109
v 3.2.1. Đối tượng và địa bàn thực nghiệm ................................................................109 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm ....................................................................110 3.2.3. Cách bố trí thực nghiệm sư phạm .................................................................110 3.2.4. Thời gian thực nghiệm ..................................................................................111 3.3. Phương pháp thu thập dữ liệu và đánh giá .......................................................111 3.3.1. Đánh giá hiệu quả lĩnh hội kiến thức Di truyền học .....................................111 3.3.2. Đánh giá mức độ phát triển năng lực tư duy phản biện của học sinh ...........113 3.4. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................113 3.4.1. Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm ...................................................113 3.4.2. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm .......................................................133 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ......................................................................................136 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................137 1. Kết luận ...............................................................................................................137 2. Kiến nghị .............................................................................................................138 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ....................................................139 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................140 PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Tên đầy đủ 1. THPT Trung học phổ thông 2. GV Giáo viên 3. HS Học sinh 4. TCLS Tiếp cận lịch sử 5. NL TDPB Năng lực tư duy phản biện 6. DTH DTH 7. TN Thực nghiệm 8. ĐC Đối chứng 9. TNSP TNSP 10. TP Năng lực thành phần 11. SGK Sách giáo khoa
vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Cấu trúc của NL TDPB theo tác giả Facione ...........................................34 Bảng 1.2. Năng lực thành phần, thái độ thành phần của NL TDPB theo tác giả Ngô Vũ Thu Hằng .....................................................................................................36 Bảng 1.3. Các năng lực thành phần của NL TDPB và biểu hiện cao nhất của từng năng lực thành phần ..........................................................................................44 Bảng 1.4. Tần suất GV thực hiện các hoạt động/biện pháp vận dụng TCLS trong dạy học DTH....................................................................................................48 Bảng 1.5. Tương quan tuyến tính giữa 09 biện pháp vận dụng TCLS trong dạy học DTH .............................................................................................................51 Bảng 1.6. Những khó khăn của việc vận dụng TCLS trong dạy học DTH ..............52 Bảng 1.7. Thực trạng NL TDPB của HS trong dạy học phần DTH .........................54 Bảng 2.1 . Cấu trúc phần DTH trong chương trình giáo dục tổng thể môn Sinh học ......59 Bảng 2.2. Nội dung phần DTH cấp THPT ................................................................61 Bảng 2.3. Mục tiêu của chủ đề “Mô hình di truyền độc lập (di truyền theo Mendel”)....................................................................................................................69 Bảng 2.4. Kiến thức trọng tâm và mâu thuẫn phát sinh trong chủ đề “Mô hình di truyền độc lập (di truyền theo Mendel)” ...............................................................70 Bảng 2.5. Tiến trình dạy học chủ đề “Mô hình di truyền độc lập (di truyền theo Mendel” .....................................................................................................................77 Bảng 2.6 . Các mâu thuẫn trong chủ đề “Mô hình di truyền phân tử”......................84 Bảng 2.7. Logic phát triển nhận thức về gene qua các chủ đề DTH vận dụng TCLS .........................................................................................................................92 Bảng 2.8. Bảng tiêu chí theo dõi mức độ đạt được về NL TDPB thông qua dạy học DTH vận dụng TCLS .........................................................................................96 Bảng 2.9. Bảng tiêu chí đánh giá NL TDPB ...........................................................100 Bảng 2.10. Công cụ đánh giá NL TDPB của HS ....................................................102 Bảng 2.11 . Bảng so sánh khám phá về gene trong các chủ đề DTH khác nhau ....105 Bảng 3.1. Nội dung, công cụ và thời điểm đánh giá ...............................................111
viii Bảng 3.2. Nội dung đánh giá qua các chủ đề ..........................................................112 Bảng 3.3. Kiểm định phân phối điểm của các bài kiểm tra kiến thức ....................113 Bảng 3.4 . Thống kê mô tả về điểm trung bình các bài kiểm tra nhóm ĐC và TN .....115 Bảng 3.5. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng giữa các bài kiểm tra của nhóm TN và nhóm ĐC .......................................................................117 Bảng 3.6. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng giữa các bài kiểm tra của các chủ đề khác nhau ..........................................................................117 Bảng 3.7. Kiểm định phân phối kết quả của các phiếu hỏi về NL TDPB ..............118 Bảng 3.8. Mối tương quan giữa 5 năng lực thành phần của NL TDPB ..................121 Bảng 3.9. Hệ số hồi quy của các năng lực thành phần của NL TDPB ...................122 Bảng 3.10. Tỉ lệ phần trăm mức độ đạt được NL TDPB ở nhóm ĐC và nhóm TN theo kết quả tự đánh giá của HS .......................................................................123 Bảng 3.11. Tỉ lệ phần trăm mức độ đạt được NL TDPB ở nhóm ĐC và nhóm TN theo kết qủa đánh giá của GV ...........................................................................123 Bảng 3.12. Kết quả kiểm định sự khác biệt về NL TDPB giữa các bài kiểm tra của các chủ đề khác nhau ........................................................................................125 Bảng 3.13. Tỉ lệ phần trăm mức độ đạt được các năng lực thành phần của NL TDPB ở nhóm ĐC và nhóm TN theo kết quả tự đánh giá của HS .........................126 Bảng 3.14. Tỉ lệ phần trăm mức độ đạt được các năng lực thành phần của NL TDPB ở nhóm ĐC và nhóm TN theo kết quả đánh giá của GV .............................128 Bảng 3.15. Kiểm định sự khác biệt về tỉ lệ % mức độ đạt được các năng lực thành phần giữa nhóm ĐC và TN qua các chủ đề ..................................................130 Bảng 3.16. Kiểm định sự khác biệt về tỉ lệ % mức độ đạt được các năng lực thành phần qua các chủ đề ......................................................................................132
ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Mô hình tích hợp TCLS của Monk và Osborne ......................................26 Sơ đồ 1.2. Phương án thử nghiệm dạy học quy luật tuần hoàn và các nhóm nguyên tố theo biện pháp dạy học vận dụng TCLS ...............................................................28 Sơ đồ 1.3. Mô hình Historical Episodes Map (HEM) của Lin và cộng sự ...............30 Sơ đồ 1.4. Mô hình vận dụng TCLS trong dạy học DTH nhằm phát triển NL TDPB cho HS .......................................................................................................................43 Sơ đồ 2.1. Quy trình thiết kế các chủ đề dạy học vận dụng TCLS ...........................67 Sơ đồ 2.3. Quy trình khái quát tổ chức dạy học các chủ đề DTH vận dụng TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS ...........................................................................81 Sơ đồ 2.4. Quy trình chi tiết tổ chức dạy học các chủ đề DTH vận dụng TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS .....................................................................................82 Sơ đồ 2.5. Thí nghiệm của Hershey và Chase ..........................................................90 BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1.1. Những khó khăn trong dạy và học phần DTH .....................................46 Biểu đồ 1.2. Các phương pháp dạy học phần DTH ..................................................47 Biểu đồ 3.1. Biểu đồ đường cong chuẩn (Historgrams with normal curve) phân phối điểm của các bài kiểm tra ........................................................................................114 Biểu đồ 3.2. Điểm trung bình giữa các bài kiểm tra của nhóm ĐC và TN .............115 Biểu đồ 3.3. Biểu đồ đường cong chuẩn (Historgrams with normal curve) phân phối kết quả các phiếu hỏi về NL TDPB trong nhóm TN ..............................................119 Biểu đồ 3.4. Tỉ lệ phần trăm mức độ đạt được các năng lực thành phần của NL TDPB ở nhóm ĐC và nhóm TN theo kết quả đánh giá của HS .............................123 Biểu đồ 3.5. Tỉ lệ phần trăm mức độ đạt được các năng lực thành phần của NL TDPB ở nhóm ĐC và nhóm TN theo kết quả đánh giá của GV .............................124 Biểu đồ 3.6. Tỷ lệ % mức độ đạt được các năng lực thành phần của NL TDPB qua các chủ đề theo đánh giá của HS .............................................................................127 Biểu đồ 3.7. Tỷ lệ % mức độ đạt được ở các năng lực thành phần của NL TDPB qua . 129
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài 1.1. Xuất phát từ mục tiêu đổi mới giáo dục phổ thông Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hóa đang đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động và với quá trình giáo dục, đào tạo nguồn nhân lực trẻ. Một trong những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ giáo dục mang tính hàn lâm, lí thuyết sang giáo dục chú trọng phát triển năng lực toàn diện cho người học. Phương pháp dạy học cần được thay đổi theo hướng tích cực hóa, tiếp cận dần với chuẩn quốc tế. Sự thay đổi được diễn ra ở tất cả các môn học, trong đó có môn Sinh học. Vì vậy, đổi mới phương pháp dạy học môn Sinh học là một yếu tố then chốt, quyết định chất lượng dạy học Sinh học trong nhà trường trung học phổ thông hiện nay. Theo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, mục tiêu phát triển giáo dục tổng quát của nước ta là “ ảo ảm phát tri n ph m ch t và n ng c ngu i h c thông qua nội ung giáo c v i nh ng i n thức, n ng co ản, thi t th c, hi n i hài hoà ức, tr , th , m ch tr ng th c hành, v n ng i n thức, n ng h c giải quy t v n trong h c t p và i s ng…” [5, tr. 5]. Trong bối cảnh thay đổi về mục tiêu phát triển giáo dục tổng quát nhằm phát triển năng lực cho HS, để tiếp thu được kiến thức một cách toàn diện, cốt lõi, HS cần được trực tiếp trải nghiệm, tìm hiểu sự vật hiện tượng thông qua tìm hiểu về nguồn gốc phát sinh, quá trình sinh trưởng phát triển của chúng qua thời gian, từ đó, có thể rút được các quy luật phát triển từ những trải nghiệm của chính mình. Khi đã hiểu được quy luật phát triển của tri thức, HS có thể tự mình nghiên cứu, khám phá bản chất các quy luật tự nhiên, đồng thời cũng xem xét sự vật, hiện tượng trên nhiều khía cạnh khác nhau, kể cả là những khía cạnh đối lập. 1.2. Xuất phát từ thực trạng giáo dục hiện nay ở nước ta Một trong những cách tiếp cận hiệu quả, nhằm cung cấp kiến thức một cách đầy đủ, có hệ thống, mang tính kế thừa, từ đó nâng cao năng lực toàn diện cho người học chính là dạy học theo quan điểm TCLS. Thay vì truyền đạt kiến thức một chiều, thụ động từ người dạy sang người học, HS sẽ được “đóng vai” là những nhà
2 khoa học và tự mình tái hiện cách thức tìm ra quy luật phát triển của sự vật, hiện tượng đã được công bố, tự phát hiện ra các điều kiện nghiệm đúng và những ưu, khuyết điểm, hạn chế của các quy luật đó. Qua đó, HS sẽ tiếp thu kiến thức một cách chủ động và toàn diện, hệ thống hơn. Vận dụng quan điểm TCLS trong dạy học sẽ giúp kích thích sự thích thú tìm tòi, sáng tạo ra những tri thức khoa học mới, khám phá bản chất và các quy luật vận động của tự nhiên của người học. Việc học nếu được xuất phát từ nhu cầu nội tại của người học thì sẽ hiệu quả và mang tính logic cao. 1.3. Xuất phát từ đặc thù của môn Sinh học Môn Sinh học với đặc thù là một bộ môn khoa học thực nghiệm, trong đó kiến thức được xây dựng dựa trên những hiện tượng quan sát được và các kết quả thực nghiệm thông qua những đề tài nghiên cứu khoa học gắn với thực tiễn, trong đó, người học cần được thử nghiệm để kiểm nghiệm kiến thức đã học. Do vậy, với các đặc thù như vậy, dạy – học môn Sinh học sẽ hiệu quả hơn nếu người học được tìm hiểu kiến thức, các quy luật theo tiếp cận lịch sử, tức là được “đóng vai” là những nhà khoa học, tái hiện lại các thí nghiệm, dưới sự hướng dẫn của người dạy, rút ra các quy luật, định luật, công thức, đồng thời tự phát hiện ra các điểm mạnh, điểm hạn chế của các định luật quy luật, từ đó tìm ra các hướng phát triển tiếp theo. Có như vậy, HS sẽ nắm vững kiến thức và có phương pháp nghiên cứu để khám phá các kiến thức mới. Tri thức khoa học Sinh học được cập nhật rất nhanh và nhiều. Do vậy, nếu kiến thức Sinh học được tổ chức theo quan điểm lịch sử sẽ giúp cho người học tiếp thu kiến thức mới một cách đầy đủ, logic, có hệ thống. Đồng thời, do được tiếp cận vấn đề từ khi mới nảy sinh, người học sẽ có một cái nhìn toàn cảnh, nắm bắt được các luận điểm cơ bản cũng như các ưu, nhược của các quan điểm khoa học, từ đó hỗ trợ đắc lực cho các hoạt động nghiên cứu khoa học mà người học tham gia. 1.4. Xuất phát từ giá trị tiếp cận lịch sử là một phương pháp, một cách thức, một biện pháp dạy học phát triển năng lực toàn diện cho học sinh TCLS không chỉ giúp người học tiếp thu kiến thức một cách logic, hệ thống; vận dụng quan điểm lịch sử để tổ chức dạy học Sinh học sẽ góp phần giúp người
3 học phát triển tính sáng tạo, đồng thời nâng cao được một số năng lực chung như năng lực giải quyết vấn đề, và các năng lực chuyên biệt môn Sinh học như năng lực nhận thức tri thức khoa học và năng lực nghiên cứu khoa học sinh học thông qua khả năng tư duy phản biện của người học. Hiện nay, số lượng công trình tìm hiểu về thay đổi, cải tiến phương pháp, hình thức dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học trung học phổ thông là rất nhiều. Tuy nhiên, cho đến nay, vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về việc áp dụng quan điểm lịch sử vào dạy học nói chung và dạy học Sinh học cấp trung học phổ thông nói riêng. Vì vậy, đề tài được chúng tôi chọn nghiên cứu: “Vận dụng tiếp cận lịch sử trong dạy học Sinh học cấp Trung học phổ thông” có tính cấp thiết, có giá trị lí luận và giá trị thực tiễn trong đổi mới dạy học hiện nay theo hướng tiếp cận phát triển năng lực người học. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng quy trình thiết kế các chủ đề dạy học phần DTH theo quan điểm TCLS và quy trình dạy học các chủ đề này nhằm hình thành và phát triển NL TDPB cho HS, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức DTH. 3. Giới hạn nghiên cứu Nghiên cứu DTH có tính kế thừa, kiến thức DTH được các nhà khoa học phát minh, phát triển theo thời gian có tính chất lịch sử, phát minh sau bổ sung, hoàn thiện cho phát minh trước đó. Do vậy, luận án lựa chọn nghiên cứu vận dụng TCLS để tổ chức dạy học phần DTH, nhằm phát triển NL TDPB cho HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Sinh học. 4. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Quy trình thiết kế và dạy học các chủ đề DTH vận dụng TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS. 4.2. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy và học phần DTH ở trường THPT vận dụng TCLS. 5. Giả thuyết khoa học Nếu các nội dung kiến thức phần DTH trong chương trình Sinh học phổ thông được xây dựng thành các chủ đề dạy học theo hướng vận dụng TCLS và đề xuất được
4 quy trình tổ chức dạy học các chủ đề này thì sẽ hình thành và phát triển được NL TDPB cho HS, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức phần DTH. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận: nghiên cứu các khái niệm cơ bản (về TCLS, Dạy học vận dụng TCLS, Dạy học DTH vận dụng TCLS, NL TDPB), phương pháp vận dụng TCLS trong dạy học Sinh học nói chung và dạy học phần DTH nói riêng. - Nghiên cứu cơ sở thực tiễn cho việc vận dụng TCLS vào dạy học Sinh học nói chung và phần DTH nói riêng nhằm phát triển NL TDPB cho HS. - Xác định nguyên tắc và quy trình thiết kế chủ đề DTH theo TCLS. - Xây dựng quy trình dạy học các chủ đề DTH theo TCLS. - Xác định cấu trúc NL TDPB và các biện pháp dạy học theo TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS. - Xác định tiêu chí đánh giá NL TDPB của HS trong dạy học theo TCLS. - Tiến hành TNSP nhằm khẳng định, đánh giá giả thuyết khoa học đã được nêu ra. 7. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án được nghiên cứu thông qua các phương pháp nghiên cứu sau: 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Thu thập, phân tích, tổng hợp, khái quát các tài liệu nghiên cứu (bài báo khoa học, sách, giáo trình,…) trong và ngoài nước về: - Mục tiêu, nội dung, chuẩn kiến thức, kĩ năng, phân phối chương trình phần DTH thuộc chương trình môn Sinh học THPT để làm cơ sở xác định các chủ đề dạy học vận dụng TCLS. - TCLS, dạy học theo TCLS nói chung và dạy học theo TCLS phần DTH nói riêng để xây dựng cơ sở lí luận cho việc vận dụng TCLS trong dạy học DTH theo hướng TCLS. - NL TDPB, các biện pháp phát triển NL TDPB, đặc biệt là phát triển NL TDPB thông qua dạy học theo TCLS. - Các tài liệu về kiểm tra, đánh giá năng lực HS để thiết kế bộ công cụ đánh giá NL TDPB và mức độ lĩnh hội kiến thức DTH của HS.
5 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra giáo dục là một phương pháp nghiên cứu xã hội học, khảo sát một số lượng mẫu lớn các đối tượng nghiên cứu ở một hoặc nhiều khu vực, vào một hoặc nhiều thời điểm, nhằm thu thập rộng rãi các số liệu, hiện tượng, quan điểm,… để từ đó phát hiện các vấn đề cần giải quyết (xác định tính phổ biến, nguyên nhân, giải pháp). Trong luận án này, chúng tôi thực hiện điều tra thông qua các phiếu khảo sát để đánh giá được: 1) mức độ hứng thú của HS và GV đối với việc dạy và học phần DTH; 2) thực trạng và mức độ hứng thú, sự quan tâm của HS và GV đối với biện pháp dạy và học phần DTH theo TCLS, qua đó phát triển NL TDPB; 3) mức độ NL TDPB của HS. Chúng tôi đã xây dựng phiếu khảo sát và thực hiện điều tra trên 510 HS và 45 GV dạy môn Sinh học tại các trường THPT. 7.3. Phương pháp tham vấn chuyên gia Tham vấn các chuyên gia là những nhà nghiên cứu về lí luận và phương pháp dạy học Sinh học, cụ thể trong phần DTH, những GV có nhiều kinh nghiệm trong giảng dạy Sinh học. Những nội dung cần trao đổi, xin ý kiến là: - Nguyên tắc và quy trình thiết kế các chủ đề DTH theo TCLS; - Quy trình tổ chức dạy học các chủ đề DTH theo TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS trong dạy học phần DTH cấp THPT. - Hệ thống các chủ đề DTH theo TCLS để đưa vào giảng dạy phần DTH. - Hệ thống các tiêu chí, công cụ để phát triển và đánh giá NL TDPB của HS dựa trên cấu trúc của NL TDPB. Việc thu thập ý kiến của các chuyên gia được thực hiện bằng phương pháp phỏng vấn trực tiếp và được phân tích, nghiên cứu, làm căn cứ để điều chỉnh, bổ sung, chuẩn hoá cho nội dung của luận án. 7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Đề tài luận án đã tiến hành triển khai thử nghiệm trong năm học 2020 – 2021 tại trường THPT Khoa học Giáo dục và TNSP chính thức trong năm học 2021- 2022 tại 03 trường THPT gồm: trường THPT Trần Hưng Đạo (Hà Nội),
6 trường THPT Khoa học Giáo dục (Hà Nội), trường THPT chuyên Hoàng Văn Thụ (Hoà Bình). - Phương án thực nghiệm được thiết kế để đánh giá được sự tiến bộ về NL TDPB và kiến thức DTH của đối tượng giáo dục nhằm kiểm định giả thuyết khoa học. 7.5. Phương pháp xử lý số liệu bằng thống kê toán học Các số liệu điều tra được đánh giá định lượng bằng phần mềm SPSS 23.0. Áp dụng phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu khoa học giáo dục để phân tích kết quả TNSP nhằm xác định các tham số thống kê có liên quan để rút ra những nhận xét, kết luận. 8. Đóng góp mới của luận án - Nghiên cứu và xây dựng được cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn về việc vận dụng TCLS trong dạy học Sinh học, đặc biệt là trong dạy học phần DTH. - Nghiên cứu và xây dựng được cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn về NL TDPB, vận dụng TCLS trong dạy học nhằm phát triển NL TDPB cho HS. - Xác định được nguyên tắc và quy trình thiết kế các chủ đề DTH vận dụng TCLS. - Hệ thống được các chủ đề phần DTH theo TCLS được xây dựng để dạy học phần DTH. - Đề xuất được quy trình sử dụng các chủ đề dạy học phần DTH vận dụng TCLS để phát triển NL TDPB cho HS. - Xác định được cấu trúc năng lực của NL TDPB các biện pháp rèn luyện NL TDPB, công cụ đánh giá NL TDPB cho HS thông qua dạy học vận dụng TCLS. 9. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, đề nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án được trình bày thành 3 chương: Chương 1: Tổng quan những vấn đề lí luận và thực tiễn liên quan đến đề tài. Chương 2: Vận dụng tiếp cận lịch sử trong dạy học phần Di truyền học ở trường THPT nhằm phát triển năng lực tư duy phản biện cho học sinh. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
7 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới có liên quan đến đề tài 1.1.1. Về tiếp cận lịch sử trong dạy học 1.1.1.1. Trên th gi i Nhiều công trình đã nghiên cứu về vận dụng TCLS trong giảng dạy các môn khoa học tự nhiên như các lĩnh vực Hóa, Lí,… Thay vì chỉ đơn giản là tiếp nhận các kiến thức khoa học “khô cứng” trong SGK, các đối tượng thực nghiệm đều được mở rộng phạm vi tìm hiểu về quá trình phát minh, bối cảnh phát minh, các thành tựu nghiên cứu từ các lĩnh vực khác hỗ trợ việc tìm hiểu đối tượng kiến thức đang học,…; hoặc được mô phỏng lại các thí nghiệm đã được tiến hành bởi các nhà khoa học đi trước. Các công trình nghiên cứu đều cho thấy nếu HS được tìm hiểu kiến thức khoa học trong tiến trình phát minh hoặc được tái hiện các thí nghiệm lịch sử sẽ giúp phần nào nâng cao khả năng tiếp thu các kiến thức khoa học cho HS, qua đó HS biết được phải trải qua một quá trình gian khổ mới khám phá ra được các phát minh khoa học, thái độ của HS đối với các môn khoa học sẽ được cải thiện. Tác giả Rachel Mamlok-Naaman đã phát triển mô hình “Science: An Ever Developing Entity” [69], [70], trong đó có sự kết hợp các kiến thức của khoa học, công nghệ, và thậm chí cả kiến thức xã hội để giải thích “cấu trúc của vật chất” (structure of matter). Mô hình này khảo sát sự phát triển trong nhận thức của con người về cấu trúc vật chất, tập trung chủ yếu vào câu hỏi “tại sao” và “như thế nào”, hơn là câu hỏi “bao nhiêu”. Trong mô hình học tập này, tác giả rất hạn chế giới thiệu các công thức toán học mà thay vào đó là các kiến thức lịch sử, kiến thức xã hội và các kiến thức khác có liên quan tới chủ đề “cấu trúc của vật chất”. Các HS đều đồng ý rằng sau khi trải nghiệm với cách thức dạy học có tích hợp các kiến thức lịch sử, các em bắt đầu tìm hiểu các thông tin khoa học trong sách báo, tạp chí hay các chương trình truyền hình. Các em được xây dựng cách nhìn nhận toàn diện, thực tế, cụ thể hơn đối với khoa học, có hứng thú tích cực hơn trong việc tìm hiểu khoa học tự nhiên. Kết quả tương tự cũng được ghi nhận khi Fouad Abd-El-Khalick [35] thực hiện một số hoạt động nhằm giúp HS trung học cơ sở tìm hiểu về khoa
8 học tự nhiên, cụ thể là thuyết nguyên tử dựa trên việc tái hiện các thí nghiệm “hộp đen” của Rutherford. Phân tích dữ liệu cho thấy các hoạt động này rất hiệu quả trong việc giúp người học có một cách nhìn nhận tổng quát hơn về khoa học tự nhiên, bao gồm cả các kiến thức thực nghiệm, kiến thức dựa trên suy luận và kiến thức mang tính sáng tạo. Các nhà khoa học sử dụng kiến thức thu được từ các thí nghiệm và quan sát, nhưng trí tưởng tượng sáng tạo của họ cũng rất quan trọng trong việc xử lí số liệu và rút ra các kết luận mang tính nền tảng từ các số liệu. Tác giả Irwin [64] đã thử nghiệm vận dụng TCLS vào dạy học khoa học, cụ thể là trong bài tìm hiểu về cầu tạo của nguyên tử và quy luật tuần hoàn hoá học trong nguyên tử của nguyên tố. Tác giả đã giúp HS tìm hiểu thuyết nguyên tử bằng cách tích hợp các kiến thức lịch sử về thuyết này từ thời Hy Lạp cổ cho đến các phát minh hiện đại. Mặc dù kết quả thu được là khả năng tiếp thu kiến thức của nhóm HS thực nghiệm và nhóm HS đối chứng không có nhiều chênh lệch (mâu thuẫn với kì vọng của tác giả là sẽ tăng cường năng lực nhận thức của HS), kết quả cũng chứng tỏ sự tích hợp các kiến thức không nằm trong khung chương trình không làm giảm khả năng nhận thức các kiến thức khoa học của người học. Đồng thời, HS cũng thể hiện thái độ tôn trọng, biết ơn đối với các nhà khoa học đi trước trong quá trình xây dựng nên nhận thức hiện tại của con người về cấu trúc của vật chất. Bên cạnh đó, nghiên cứu này cũng cho thấy tính hiệu quả trong việc làm giảm bớt chủ nghĩa hiện thực quá đà ở đa số học sinh. Các phát minh không phải luôn luôn chính xác mà có thể chỉ được nghiệm đúng trong một số điều kiện/bối cảnh nhất đinh. Sự “không chắc chắn” này của kiến thức khoa học không hề gây cản trở mà còn trợ giúp cho phát triển trí tưởng tượng, sụ sáng tạo, phát hiện ra các ý tưởng mới, kích thích người học hình thành các lập luận và chứng minh lập luận đó với cơ sở khoa học. Với môn Sinh học, tác giả Phillip Eichman [47] đã áp dụng TCLS để dạy các kiến thức về tế bào, cụ thể về quá trình khám phá ra mô hình màng tế bào, đã ghi nhận một số các thay đổi tích cực trong thái độ học tập của HS. HS đã đưa ra câu hỏi mang tính nghi vấn “Liệu mô hình về màng tế bào mà chúng ta đang sử dụng có thực sự đúng, có thể thay đổi trong tương lai nữa hay không?”.
9 Với phần DTH, trong bộ SGK nổi tiếng “Sciences as a Way of Knowing”, tác giả John A. Moore [75] đã tích hợp và cấu trúc các kiến thức Sinh học theo con đường TCLS, đặc biệt là các kiến thức về DTH và Tiến hoá. Tác giả phân chia kiến thức thành 4 phần theo các mức độ nhận thức: Hiểu biết sơ bộ về tự nhiên (Understanding Nature), Sự phát triển các ý tưởng về Tiến hoá (The Growth of Evolutionary Thought), DTH cổ điển (Classical Genetics), Bí ẩn của sự phát triển (The Enigma of Development). Trong đó, TCLS được thể hiện rõ nhất trong phần 4. DTH cổ điển (Classcal Genetics). Các kiến thức DTH được sắp xếp theo logic khám phá xuyên suốt về gene tại các thời kỳ khác nhau theo các thời kì phát triển của DTH, từ Thuyết mầm (Panagenesis) đến sự khám phá ra Học thuyết tế bào, trong đó có các quá trình xảy ra với NST trong chu kì tế bào; Học thuyết di truyền của Mendel; DTH và Tế bào học trong những năm 1900 – 1910; Các Học thuyết di truyền của Morgan; và Cấu trúc và chức năng của gene. Năm 2007, Gericke và Hagberg [57] coi gene là một khái niệm cốt lõi mà từ đó, các khái niệm khác trong lĩnh vực DTH được phát triển thêm. Các tác giả đã đã thiết kế năm mô hình gene, dựa trên sự nghiên cứu về chức năng của gene. Năm mô hình gene này là: mô hình Mendel (Mendelian model), mô hình DTH cổ điển (Classical model), mô hình Hoá sinh – Cổ điển (Biochemical-Classical model), mô hình Tân cổ điển (Neoclassical model) và mô hình Hiện đại (Modern model). Sự khác nhau và giống nhau giữa các mô hình cũng được làm rõ [57]. Sau đó, 5 mô hình gene này đã được nghiên cứu sâu hơn và cập nhật với hai thành tựu về Dự án Giải mã bộ gene người (Human Genome Sequencing Project- HPG) và dự án ENCylopedia Of DNA Elements (ENCODE Project) - hiện vẫn đang tiếp tục tiến hành [84]. Năm 2010, Lin và cộng sự [66], [67], đã nghiên cứu về TCLS và thiết kế mô hình Historical Episodes Map (HEM), nhằm mục đích cung cấp một cái nhìn đầy đủ về sự phát triển của thuyết DTH cổ điển với hơn 20 chương, dựa trên bốn mạch theo tiến trình nghiên cứu về DTH, bao gồm mạch Di truyền (Genetic line), mạch Sinh sản (Reproductive line), mạch Tế bào (Cytology line), và mạch Công nghệ (Technology line). So sánh kết quả bài kiểm tra đánh giá trước thực nghiệm và bài kiểm tra cuối