Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Sử dụng phương pháp khoa học để phát triển năng lực nhận thức kiến thức sinh thái học cho học sinh lớp 12 THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này nghiên cứu cơ sở lý luận của PPKH để từ đó đề xuất quy trình dạy học theo phương pháp khoa học. Vận dụng quy trình PPKH trong dạy học để phát triển năng lực nhận thức kiến thức Sinh thái học cho học sinh lớp 12 ở trường THPT. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục: Sử dụng phương pháp khoa học để phát triển năng lực nhận thức kiến thức sinh thái học cho học sinh lớp 12 THPT

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN QUANG DUY SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHOA HỌC ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC KIẾN THỨC SINH THÁI HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN QUANG DUY SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHOA HỌC ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC KIẾN THỨC SINH THÁI HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 THPT Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số: 8140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN PHÚC CHỈNH THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh. Các tài liệu trích dẫn trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Thái Nguyên, ngày 17 tháng 6 năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Quang Duy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Bộ môn Phương pháp dạy học sinh học đã tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thăng, các em học sinh trường THPT Lục Ngạn cơ sở 2 đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình tiến hành điều tra và thực nghiệm sư phạm. Xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Sinh học, gia đình và anh, chị, bạn trong lớp cao học đã luôn động viên, khuyến khích tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Thái Nguyên, ngày 17 tháng 6 năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Quang Duy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii MỤC LỤC ..........................................................................................................iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................ vii DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................viii MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 3 3. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 3 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu ................................................................. 3 5. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 3 6. Giới hạn nghiên cứu ........................................................................................ 4 7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 4 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .................... 5 1.1. Cơ sở lí thuyết của phương pháp khoa học .................................................. 5 1.1.1. Khái quát về phương pháp khoa học ......................................................... 5 1.1.2. Trình tự logic của phương pháp khoa học................................................. 6 1.1.3. Hạn chế của phương pháp khoa học ........................................................ 13 1.1.4. Chuyển từ phương pháp khoa học sang tiến trình dạy học ..................... 13 1.1.5. Phương pháp khoa học phù hợp với xu hướng đổi mới hiện nay ........... 17 1.2. Tổng quan về dạy học theo quy trình phương pháp khoa học ................... 21 1.2.1. Trên thế giới ............................................................................................ 21 1.2.2. Ở Việt Nam .............................................................................................. 24 1.2.3. Thực trạng vận dụng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học ....... 26 Kết luận chương 1.............................................................................................. 27 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG QUY TRÌNH PHƯƠNG PHÁP KHOA HỌC TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC SINH HỌC 12 Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .................................................. 28 2.1. Nội dung sinh thái học (Sinh học 12 - THPT) ........................................... 28 2.1.1. Cấu trúc và nội dung phần sinh thái học hiện hành lớp 12 THPT .......... 28 2.1.2. Phân tích nội dung phần sinh thái học lớp 12 theo chương trình THPT mới từ đó đánh giá khả năng hình thành năng lực nhận thức kiến thức ................. 29 2.2. Xây dựng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học sinh thái học (Sinh học 12 -THPT) .................................................................................. 35 2.2.1. Quy trình thiết kế các hoạt động dạy học thông qua sử dụng phương pháp khoa học .................................................................................................... 35 2.2.2. Một số nội dung phần sinh thái học áp dụng phương pháp khoa học ..... 37 2.3. Vận dụng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học sinh thái học (Sinh học 12 -THPT) .................................................................................. 50 2.3.1. Cơ sở của việc vận dụng phương pháp khoa học trong dạy học Sinh thái học............................................................................................................... 50 2.3.2. Một số giáo án vận dụng phương pháp khoa học trong dạy học nội dung kiến thức Sinh thái học ............................................................................. 53 Kết luận chương 2.............................................................................................. 65 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM....................................................... 66 3.1. Mục đích thực nghiệm ................................................................................ 66 3.2. Nội dung thực nghiệm ................................................................................ 66 3.3. Phương pháp thực nghiệm .......................................................................... 66 3.3.1. Chọn đối tượng thực nghiệm sư phạm .................................................... 66 3.3.2. Cách tiến hành thực nghiệm .................................................................... 67 3.3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm ................................................................. 68 3.3.4. Xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm ..................................................... 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
3.4. Kết quả thực nghiệm................................................................................... 69 3.4.1. Kết quả phân tích định lượng .................................................................. 69 3.4.2. Kết quả phân tích định tính ..................................................................... 77 Kết luận chương 3.............................................................................................. 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 84 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Đọc là 1 ĐC Đối chứng 2 ĐHSP Đại học Sư phạm 3 GV Giáo viên 4 HS Học sinh 5 HST Hệ sinh thái 6 PPKH Phương pháp khoa học 7 SH Sinh học 8 STH Sinh thái học 9 STN Sau thực nghiệm 10 THPT Trung học phổ thông 11 TNSP Thực nghiệm sư phạm 12 TNTĐ Thực nghiệm tác động 13 TTN Trước thực nghiệm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học ............... 18 Bảng 1.2. Thực trạng vận dụng quy trình PPKH để phát triển năng lực nhận thức kiến thức cho HS trong dạy học ................................... 26 Bảng 2.1. Cấu trúc và nội dung phần Sinh thái học lớp 12 THPT hiện hành .... 28 Bảng 2.2. Nội dung và yêu cầu cần đạt khi dạy học phần STH và Môi trường ... 30 Bảng 3.1. Bảng khảo sát điểm trung bình trước thực nghiệm ....................... 67 Bảng 3.2. Tần số điểm kiểm tra ..................................................................... 70 Bảng 3.3. Bảng so sánh giá trị điểm trung bình trước và STN...................... 70 Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất điểm các lần kiểm tra............................. 71 Bảng 3.5. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra thực nghiệm............................ 72 Bảng 3.6. Kiểm định điểm kiểm tra thực nghiệm tác động ....................... 73 Bảng 3.7. Phân tích phương sai điểm kiểm tra thực nghiệm ......................... 74 Bảng 3.8. Tần số điểm kiểm tra sau thực nghiệm ......................................... 75 Bảng 3.9. Bảng phân phối tần suất điểm các lần kiểm tra STN .................... 75 Bảng 3.10. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra sau thực nghiệm ..................... 76 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Quy trình nghiên cứu khoa học trong dạy học Sinh học .................. 17 Hình 3.1. Biểu đồ so sánh tần suất điểm kiểm tra khảo sát thực nghiệm......... 71 Hình 3.2. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra TNTĐ .............................. 72 Hình 3.3. Biểu đồ so sánh tần suất điểm kiểm tra khảo sát STN ..................... 76 Hình 3.4. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra STN.................................. 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài * Xuất phát từ yêu cầu đổi mới giáo dục Trong hệ thống giáo dục quốc dân thì giáo dục phổ thông giữ vai trò hết sức quan trọng, là nền móng cho sự phát triển việc học tiếp cũng như làm việc trong cuộc sống của mỗi người sau này. Tuy nhiên, chương trình giáo dục hiện nay còn mang tính “hàn lâm” hay còn được gọi là giáo dục “định hướng nội dung”, chưa thực sự đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa hiện, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế. Vì vậy, cần phải đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học để phù hợp với sự phát triển của xã hội hiện nay. Điều này được thể hiện trong Nghị quyết số 29 - NQ/TW Hội nghị lần thứ tám Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI trong phần II đã đề ra mục tiêu đối với giáo dục: “phát triển giáo dục đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học. Học đi đôi với hành; lí luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội” [1]. Hiện nay, trong kỉ nguyên bùng nổ thông tin thì xu hướng dạy học cung cấp nội dung cho người học trở nên lỗi thời. Vì vậy, phương pháp dạy học cần phải đổi mới mạnh mẽ theo hướng hiện đại. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển năng lực. Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có thể tác động kịp thời nhằm nâng cao hiệu quả của các hoạt động dạy học và giáo dục. Do đó, để thực hiện tốt nhiệm vụ, người GV phải chọn lựa phương pháp dạy học thật phù hợp nhằm định hướng phát triển năng lực của người học. * Xuất phát từ ý nghĩa của phương pháp khoa học SH là bộ môn khoa học thực nghiệm, khi sử dụng phương pháp dạy học tích cực trong dạy học các bài SH là một biện pháp quan trọng nâng cao hiệu quả dạy và học. PPKH trong dạy học SH là phương pháp sử dụng con đường thực nghiệm để chứng minh giả thuyết đã đề ra từ đó hình thành tri thức. Người học từ những gì đã biết, sau đó đặt câu hỏi và đưa ra lời giải thích có thể. Khi sử dụng PPKH, HS tự phát hiện vấn đề, tìm cách giải quyết vấn đề đó, bằng cách tự mình khám phá vấn đề chính là HS tự tìm tòi, tự khám phá ra kiến thức từ đó sẽ giúp việc nhận thức kiến thức một cách tự nhiên, không áp lực theo hướng học thuộc, từ đó giúp nâng cao năng lực nhận thức SH của HS. Ở mức độ cao nhất, PPKH giúp việc rèn luyện kỹ năng tự học, tự nghiên cứu, người học được rèn luyện từ khâu lập giả thuyết, lên kế hoạch thực hiện, thu thập số liệu, xử lý và viết báo cáo tổng kết. Do vậy người học được đặt vào vị trí người nghiên cứu, tự khám phá tri thức và nâng cao kiến thức. STH là phần cuối của chương trình SH lớp 12 với nhiều kiến thức thực tiễn, liên quan tới cuộc sống hằng ngày. Phần STH với nội dung phong phú chứa nhiều kiến thức khái niệm, kiến thức về mối quan hệ SH… và trong yêu cầu nâng cao và phát triển năng lực của chương trình THPT mới, HS phải nắm chắc các khái niệm cũng như trình bày được chúng. Với ưu điểm là HS tự mình khám phá tri thức, tự mình tìm con đường khám phá tri thức thì PPKH phù hợp để phát triển năng lực nhận thức SH trong học phần STH. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Tuy nhiên, hiện nay vấn đề phát triển PPKH để sử dụng trong quá trình dạy học SH vẫn chưa được áp dụng phổ biến. Ở nhiều trường trung học phổ thông (THPT), dạy học SH vẫn được tiến hành theo phương pháp thuyết giảng, HS hết sức thụ động trong việc tiếp thu kiến thức. Nhằm giải quyết phần nào vấn đề mâu thuẫn giữa tiềm năng to lớn của nội dung môn SH đối việc sử dụng phương pháp dạy học mới nhằm nâng cao hiệu quả dạy và học. Vì vậy, tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Sử dụng phương pháp khoa học để phát triển năng lực nhận thức kiến thức sinh thái học cho học sinh lớp 12 THPT”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lý luận của PPKH để từ đó đề xuất quy trình dạy học theo PPKH. Vận dụng quy trình PPKH trong dạy học để phát triển năng lực nhận thức kiến thức Sinh thái học cho học sinh lớp 12 ở trường THPT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận của PPKH trong dạy học sinh học làm cơ sở lý thuyết của đề tài luận văn. - Khảo sát thực trạng sử dụng PPKH ở một số trường THPT làm cơ sở thực tiễn của đề tài. - Xây dựng nguyên tắc, qui trình, biện pháp sử dụng PPKH trong dạy học STH (SH 12 - THPT). - Thực nghiệm sư phạm để chứng minh giả thuyết của đề tài. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: PPKH trong dạy học STH (SH 12 - THPT). - Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học SH 12 - THPT. 5. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được và vận dụng quy trình PPKH vào dạy học phần STH lớp 12 ở trường THPT sẽ góp phần phát triển năng lực nhận thức kiến thức cho HS. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
6. Giới hạn nghiên cứu Trong luận văn này chỉ tập trung sử dụng PPKH trong dạy học STH (SH12 - THPT). 7. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu các văn bản của Đảng và Nhà nước về những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay làm cơ sở lựa chọn đề tài. Nghiên cứu các tài liệu về PPKH, về tâm lý học, giáo dục học để xác định cơ sở khoa học của đề tài luận văn. Nghiên cứu các tài liệu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo về STH để xây dựng quy trình PPKH và vận dụng quy trình đó trong dạy học STH. - Phương pháp điều tra sư phạm Điều tra thực trạng vận dụng PPKH trong dạy học ở trường THPT làm cơ sở thực tiễn của đề tài luận văn. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tổ chức thực nghiệm sư phạm (TNSP) có đối chứng tại trường THPT Lục Ngạn 2 để kiểm chứng giả thuyết nghiên cứu khoa học của đề tài luận văn (phương pháp thực nghiệm sư phạm được trình bày trong chương 3). - Phương pháp thống kê toán học Kết quả thực nghiệm sư phạm đánh giá bằng điểm số các bài kiểm tra; dùng thống kê toán học xử lý các số liệu với các các tham số đặc trưng từ đó đưa ra các kết luận khoa học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở lí thuyết của phương pháp khoa học 1.1.1. Khái quát về phương pháp khoa học SH là môn khoa học nghiên cứu về các sinh vật sống và tương tác với nhau trong môi trường sống. Đây là một định nghĩa rất rộng bởi vì phạm vi SH là rộng lớn. Các nhà SH có thể nghiên cứu bất cứ điều gì xung quanh họ. Hàng ngày, có rất nhiều khía cạnh của SH được thảo luận mỗi ngày. Ví dụ như các chủ đề tin tức gần đây bao gồm vi khuẩn Escherichiacoli bùng phát trong rau Bina (rau cải chân vịt) và nhiễm khuẩn Salmonella trong bơ đậu phộng. Các nỗ lực tìm kiếm phương pháp chữa bệnh viêm đường hô hấp do virut SARS-CoV- 2, bệnh AIDS, bệnh Alzheimer và Ung thư, giải quyết các vấn đề môi trường và giảm tác động của biến đổi khí hậu. Tất cả những nỗ lực này có liên quan đến các khía cạnh khác nhau của bộ môn SH. Có thể nói hoạt động khoa học là các hoạt động có chủ đích, có hệ thống nhằm đạt đến sự hiểu biết khách quan về các sự vật, hiện tượng, phát hiện các quy luật hoặc sáng tạo các phương pháp, phương tiện kĩ thuật mới để ứng dụng trong thực tiễn. Khoa học (trong tiếng latinh, có nghĩa là kiến thức của người hồi giáo) có thể được định nghĩa là kiến thức bao hàm sự thật chung hoặc hoạt động của các luật chung, đặc biệt là khi được tiếp thu và kiểm tra bằng PPKH. Rõ ràng từ định nghĩa này cho thấy việc áp dụng PPKH đóng vai trò chính trong nghiên cứu khoa học. Bản chất của khoa học là phát hiện ra cái bản chất, cái quy luật của thực tại, qua việc phát hiện vấn đề cần làm sáng tỏ, nêu giả thuyết và chứng minh giả thuyết và xây dựng các phán đoán khoa học. PPKH là phương pháp nghiên cứu với các bước xác định bao gồm các thí nghiệm và quan sát cẩn thận. PPKH là một quá trình các nhà khoa học phải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
tuân theo khi tiến hành hoạt động nghiên cứu. Trong nghiên cứu khoa học, PPKH góp phần quyết định thành công của quá trình nghiên cứu. Nghiên cứu khoa học phải thật khách quan hết mức có thể nhằm giảm thiểu những diễn giải thiên vị về kết quả. Một điều nữa là các phương pháp luận và dữ liệu nghiên cứu nên được lập thành tài liệu, lưu trữ và chia sẻ để các nhà nghiên cứu khác có thể xem xét, tạo điều kiện để xác minh kết quả. Các nhà SH nghiên cứu thế giới sống bằng cách đặt câu hỏi về nó và tìm kiếm các câu trả lời dựa trên khoa học. Cách tiếp cận này cũng phổ biến đối với các ngành khoa học khác và thường được gọi là PPKH. PPKH đã được sử dụng ngay cả trong thời cổ đại, nhưng lần đầu tiên nó được ghi nhận bởi Francis Bacon (Francis Bacon, là một nhà triết học, chính khách và tiểu luận người Anh, Bacon được phong tước hiệp sĩ năm 1603). Ông được biết đến là một nhân vật quan trọng của cách mạng khoa học và được xem là cha của chủ nghĩa duy nghiệm và PPKH), người đã thiết lập các phương pháp quy nạp cho yêu cầu khoa học. PPKH không chỉ được sử dụng bởi các nhà SH mà có thể được áp dụng cho hầu hết các lĩnh vực nghiên cứu như một phương pháp giải quyết vấn đề hợp lý [27]. 1.1.2. Trình tự logic của phương pháp khoa học Những ngành khoa học khác nhau cũng có thể có những PPKH khác nhau. Ngành khoa học tự nhiên như vật lý, hoá học, nông nghiệp sử dụng PPKH thực nghiệm, như tiến hành bố trí thí nghiệm để thu thập số liệu, để giải thích và kết luận. Còn ngành khoa học xã hội như nhân chủng học, kinh tế, lịch sử… sử dụng PPKH thu thập thông tin từ sự quan sát, phỏng vấn hay điều tra. Tuy nhiên, PPKH có những bước chung như: Quan sát sự vật hay hiện tượng, đặt vấn đề và lập giả thuyết, thu thập số liệu và dựa trên số lịệu để rút ra kết luận [18]. Theo Phạm Xuân Quế và Nguyễn Văn Nghiệp, có rất nhiều cách để mô tả quy trình PPKH, tuy nhiên tóm tắt lại thì Quy trình phương pháp khoa học có Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
những 5 giai đoạn cơ bản dưới đây: Quan sát, nêu câu hỏi khoa học; Nghiên cứu tổng quan, chính xác lại nội hàm câu hỏi khoa học; Xây dựng giả thuyết; Kiểm chứng giả thuyết bằng thực nghiệm; Công bố và bảo vệ kết quả [14]. Từ trên có thể tóm lược lại trình tự của PPKH cơ bản gồm những bước sau: * Quá trình khoa học thường bắt đầu bằng một quan sát (thường là một vấn đề cần giải quyết) dẫn đến một câu hỏi. - Bản chất của “Quan sát” Trước đây, con người dựa vào niềm tin để giải thích những gì thấy được xảy ra trong thế giới xung quanh mà không có kiểm chứng hay thực nghiệm để chứng minh tính vững chắc của những quan niệm, tư tưởng, học thuyết mà họ đưa ra. Ngoài ra, con người cũng không sử dụng PPKH để có câu trả lời cho câu hỏi. Ngày nay, chúng ta không ngừng quan sát, theo dõi sự vật, hiện tượng, quy luật của sự vận động, mối quan hệ, … trong thế giới xung quanh và dựa vào kiến thức, kinh nghiệm hay các nghiên cứu có trước để khám phá, tìm ra kiến thức mới, giải thích các quy luật vận động, mối quan hệ giữa các sự vật một cách khoa học. Quan sát để cảm nhận sự kiện (tự xảy ra hoặc do chủ động bố trí) là bước đầu tiên để nhận ra vấn đề cần giải quyết [18]. - Bản chất của “Đặt câu hỏi” Bản chất của quan sát thường đặt ra những câu hỏi, từ đó đặt ra “vấn đề” cần làm sáng tỏ, đối với HS là “vấn đề” cần phải giải quyết để hình thành nên tri thức mà người dạy mong muốn truyền thụ. Câu hỏi đặt ra phải đơn giản, cụ thể, rõ ràng (xác định giới hạn, phạm vi nghiên cứu) và làm sao có thể thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng, trả lời. Cách đặt câu hỏi thường bắt đầu như sau: Làm thế nào, bao nhiêu, xảy ra ở đâu, nơi nào, khi nào, ai, tại sao, cái gì…? Đặt câu hỏi hay đặt “vấn đề” là cơ sở giúp chọn chủ đề thích hợp cũng như đưa ra phương hướng giải quyết trả lời câu hỏi hay vấn đề đã đề xuất. Sau khi chọn chủ đề hoặc câu hỏi thích hợp nhất, một công việc rất quan trọng trong PPKH là thu thập tài liệu tham khảo (tùy theo loại nghiên cứu mà có phương pháp thu thập thông tin khác nhau)[18]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
- Quan sát dẫn đến hình thành câu hỏi khoa học Trong khám phá khoa học thì khởi đầu của quá trình bắt đầu từ việc con người quan sát thế giới tự nhiên, phát hiện ra những vấn đề thắc mắc chưa giải thích được và tìm cách giải thích một cách khoa học những vấn đề đó. Các vấn đề thắc mắc này được nêu ra dưới dạng câu hỏi khoa học. Trong khoa học, việc đặt câu hỏi mà không thể trả lời sẽ có rất ít giá trị. Do đó các giả thuyết phải tìm cách được kiểm chứng. Tuy nhiên, trong thực tế không phải giả thuyết nào cũng có thể kiểm chứng, vì thế một giả thuyết cụ thể không không được kiểm chứng không có nghĩa là nó không đúng . Ví dụ, câu hỏi là: “làm thế nào để dơi điều hướng vào ban đêm?" để trả lời câu hỏi này, sẽ không thể đưa ra giả thuyết rằng dơi sử dụng sóng âm “để điều hướng”. Vì không thể kiểm tra điều này cho nên phải hỏi đúng câu hỏi để có câu trả lời phù hợp với vấn đề đang kiểm tra. Không thể nghiên cứu cách dơi bay vì thông tin không liên quan đến câu hỏi, do đó câu hỏi đưa ra sao cho giả thuyết có thể kiểm chứng và có liên quan tới vấn đề cần được sáng tỏ [20]. Trong ví dụ trên có thể đưa ra giả thiết như sau: Giả thuyết 1: con dơi sử dụng mắt để điều hướng vào ban đêm. Giả thuyết 2: con dơi dùng tai để điều hướng vào ban đêm [20]. - Phát hiện chính xác “vấn đề” Các “vấn đề” thường được hình thành trong các tình huống sau: Quá trình đọc và thu thập tài liệu giúp phát hiện hoặc nhận ra các “vấn đề” và đặt ra nhiều câu hỏi để phát triển “vấn đề” rộng hơn. Đôi khi chúng ta thấy một điều gì đó chưa rõ trong những khâu trước và muốn chứng minh lại. Đây là tình huống quan trọng nhất để xác định “vấn đề”. Trong các hội nghị chuyên đề, báo cáo khoa học, kỹ thuật, … đôi khi có những bất đồng, tranh cãi và tranh luận khoa học đã giúp cho các nhà khoa học nhận thấy được những mặt yếu, mặt hạn chế của “vấn đề” tranh cãi và từ đó người nghiên cứu nhận định, phân tích lại và chọn lọc rút ra “vấn đề” cần nghiên cứu. Trong mối quan hệ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
giữa con người với con người, con người với tự nhiên, qua hoạt động thực tế lao động sản xuất, yêu cầu kỹ thuật, mối quan hệ trong xã hội, cư xử… làm cho con người không ngừng tìm tòi, sáng tạo ra những sản phẩm tốt hơn nhằm phục vụ cho nhu cầu đời sống con người trong xã hội. Những hoạt động thực tế này đã đặt ra các câu hỏi hay để phát hiện ra các “vấn đề” cần làm sáng rõ. “Vấn đề” cũng được hình thành qua những thông tin bức xúc, lời nói phàn nàn nghe được qua các cuộc nói chuyện từ những người xung quanh mà chưa giải thích, giải quyết được “vấn đề” nào đó. Các “vấn đề” hay các câu hỏi nghiên cứu chợt xuất hiện trong suy nghĩ của các nhà khoa học, các nhà nghiên cứu qua tình cờ quan sát các hiện tượng của tự nhiên, các hoạt động xảy ra trong xã hội hàng ngày. Tính tò mò của khoa học về điều gì đó cũng đặt ra các câu hỏi hay “vấn đề” nghiên cứu[18]. * Đề xuất một giả thuyết Giả thuyết là nhận định sơ bộ, là kết luận giả định của nghiên cứu. Xét về bản chất logic, giả thuyết được đặt ra từ việc xem xét bản chất riêng, chung của sự vật và mối quan hệ của chúng hay gọi là quá trình suy luận. Để giải quyết vấn đề, một số giả thuyết có thể được đề xuất. Ví dụ: “Một giả thuyết có thể là: con bọ ve bám trên bụng để hút máu con trâu. Nhưng có thể có những câu trả lời khác cho câu hỏi, và do đó những giả thuyết khác có thể được đề xuất. Giả thuyết thứ hai có thể là, con bọ ve đậu trên bụng con trâu để di chuyển được những nơi xa xôi”. Khi một giả thuyết đã được chọn, HS có thể đưa ra dự đoán. Một dự đoán tương tự như một giả thuyết nhưng nó thường có định dạng: “nếu có…sau đó...”. Ví dụ, dự đoán cho giả thuyết đầu tiên có thể là: “nếu con bọ ve hút máu trâu thì con bọ sẽ có bụng no mọng và chứa thật nhiều máu”. - Khái niệm “giả thuyết” “Giả thuyết”, hoặc “giả thuyết khoa học”, hoặc đơn giản hơn, “giả thuyết nghiên cứu” (Hypothesis) là gì? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Giả thuyết khoa học (Scientific hyphothesis), còn gọi là giả thuyết nghiên cứu (Reseach hyphothesis), là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định về bản chất sự vật, do người nghiên cứu đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ. Như vậy, xét trong cấu trúc logic của nghiên cứu, thì giả thuyết nằm ở vị trí luận đề. Để nghiên cứu hoặc bác bỏ giả thuyết cần phải có các luận cứ và luận chứng [9]. Mối quan hệ giữa giả thuyết và “vấn đề” khoa học. Sau khi xác định câu hỏi hay “vấn đề” tiếp đó cần hình thành ý tưởng khoa học, tìm ra câu trả lời hoặc sự giải thích tới vấn đề chưa biết (đặt giả thuyết). Ý tưởng khoa học này còn gọi là sự tiên đoán khoa học hay giả thuyết giúp cho người muốn khám phá vấn đề có động cơ, hướng đi đúng hay tiếp cận tới mục tiêu cần khám phá. Trên cơ sở những quan sát bước đầu, những tình huống đặt ra (câu hỏi hay vấn đề), những cơ sở lý thuyết (tham khảo tài liệu, kiến thức đã có…), sự tiên đoán và những dự kiến tiến hành thực nghiệm sẽ giúp thành một cơ sở lý luận khoa học để xây dựng giả thuyết khoa học. Xây dựng giả thuyết là từ câu hỏi khoa học đã được chính xác, người nghiên cứu đưa ra câu trả lời mang tích chất giả thuyết (dự đoán). Giả thuyết là một nhận định sơ bộ, một kết luận giả định về bản chất một sự vật, do người nghiên cứu đặt ra để chứng minh hoặc bác bỏ. Giả thuyết đưa ra có thể đúng hoặc sai. - Cách đặt giả thuyết Cách đặt giả thuyết, điều quan trọng trong cách đặt giả thuyết là phải đặt như thế nào để có thể thực hiện thực nghiệm kiểm chứng “đúng” hay “sai” giả thuyết đó. Vì vậy, trong việc xây dựng một giả thuyết cần trả lời các câu hỏi sau [18]: - Giả thuyết này có thể tiến hành thực nghiệm được không? - Các biến hay các yếu tố nào cần được nghiên cứu? - Phương pháp thực nghiệm nào (trong phòng, khảo sát, điều tra, bảng câu hỏi, phỏng vấn, tìm hiểu lý thuyết…) được sử dụng trong quá trình? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn