XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONGCHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌCSINH

Tên sáng kiến: XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH 2.. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến Trong đổ

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN

1 Tên sáng kiến: XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG

CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Sinh học.

3 Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ ngày 05 tháng 09 năm 2012 đến ngày 07

Chức vụ công tác: Tổ phó tổ chuyên môn

Nơi làm việc: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong

Địa chỉ liên hệ: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - 76 Vị Xuyên

Điện thoại: 0982826215

5 Đồng tác giả:

Không có

6 Đơn vị áp dụng sáng kiến:

Tên đơn vị: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong

Địa chỉ: 76 Vị Xuyên – Nam Định

Điện thoại: 0350 3640297

XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG CHƯƠNG

TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH

I Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến

Trong đổi mới giáo dục, ở hầu khắp các nước trên thế giới rất quan tâm đếnbồi dưỡng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua các mônhọc, thể hiện đặc biệt rõ nét ở trong quan điểm trình bày kiến thức và phương phápdạy học thông qua chương trình, sách giáo khoa

Ở Việt Nam, định hướng đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục nước ta tronggiai đoạn hiện nay là “chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiếnthức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học”

Các Nghị quyết Hội nghị lần thứ tư khoá VII (1993), lần thứ hai khoá VIII(1997) của Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam và Luật Giáo dục

đã nêu rõ: “Cuộc cách mạng về phương pháp giáo dục hướng vào người học, rèn luyện và phát triển khả năng suy nghĩ, khả năng giải quyết vấn đề một cách năng động, độc lập, sáng tạo ngay trong quá trình học tập ở nhà trường phổ thông Áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” (Văn kiện Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành

Trung ương khóa VIII, Nxb Chính trị Quốc gia, Hà Nội, tr.41)

Trong Chiến lược phát triển giáo dục 2011 - 2020 đã được Thủ tướng Nguyễntấn Dũng phê duyệt cũng nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và đánhgiá kết quả học tập, rèn luyện theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,sáng tạo và năng lực tự học của người học”

Các dự án phát triển Giáo dục tiểu học, Trung học cơ sở và Trung học phổthông ở nước ta hiện nay đang thực hiện đổi mới Giáo dục theo định hướng trên

II Mô tả giải pháp

2.1 Thực trạng

Mẫu phiếu điều tra năm 2013 tại các trường THPT chuyên Vĩnh Phúc, THPTchuyên Bắc Giang, THPT chuyên Nam Định, THPT chuyên Hòa Bình đã cho thấy,phần lớn giáo viên chưa nhận thức đầy đủ về khái niệm năng lực cũng như chưaquan tâm đến việc rèn năng lực cho học sinh

Tuy nhiên, những kĩ năng cấu thành năng lực thì ít nhiều cũng được giáo viên rènluyện.

Đặc biệt, vào đầu năm học 2014 – 2015, Bộ Giáo dục và đào tạo tổ chức tập huấnĐổi mới phương pháp dạy học và đánh giá năng lực học sinh đã có tác động tíchcực đến việc giảng dạy và đánh giá của giáo viên

Qua phân tích kết quả điều tra nhận thấy, đa số giáo viên cho rằng, việc rènluyện năng lực nghiên cứu khoa học chủ yếu là nhiệm vụ của các giảng viên ở cáctrường Cao đẳng, Đại học Do vậy, việc rèn luyện năng lực nghiên cứu khoa họccho học sinh cấp THPT chưa thực sự được quan tâm

Tuy nhiên, một số kỹ năng như giải quyết vấn đề, viết báo cáo, thuyết trìnhcũng đã được giáo viên rèn luyện ở mức độ nhất định

2.2 Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến

T năm 2006 – 2010, Vi t Nam ch có 5 b ng sáng ch đệt Nam chỉ có 5 bằng sáng chế được đăng ký tại ỉ có 5 bằng sáng chế được đăng ký tại ằng sáng chế được đăng ký tại ế được đăng ký tại ược đăng ký tạic đăng ký t iại

Mỹ, trung bình m i năm có 1 b ng sáng ch Trong khi đó, năm 2011, chúng taỗi năm có 1 bằng sáng chế Trong khi đó, năm 2011, chúng ta ằng sáng chế được đăng ký tại ế được đăng ký tạikhông có b ng sáng ch nào đằng sáng chế được đăng ký tại ế được đăng ký tại ược đăng ký tạic đăng ký Nh ng con s trên đã ph n ánhững con số trên đã phản ánh ố trên đã phản ánh ản ánhnăng l c nghiên c u khoa h c Vi t Nam còn nhi u h n ch ực nghiên cứu khoa học ở Việt Nam còn nhiều hạn chế ứu khoa học ở Việt Nam còn nhiều hạn chế ọc ở Việt Nam còn nhiều hạn chế ở Việt Nam còn nhiều hạn chế ệt Nam chỉ có 5 bằng sáng chế được đăng ký tại ều hạn chế ại ế được đăng ký tại

Phát triển năng lực nói chung và năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh

là việc làm cần thiết, phù hợp với chủ trương và định hướng đổi mới giáo dục Vớiđối tượng học sinh chuyên thì việc phát triển năng lực nghiên cứu khoa học là rấtcần thiết, nhằm phát hiện và bồi dưỡng những nhà khoa học chuyên ngành trongtương lai

Nghiên cứu khoa học là một hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thửnghiệm Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức,… đạt được từ các thí nghiệmnghiên cứu khoa học để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới

tự nhiên và xã hội, và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới caohơn, giá trị hơn Con người muốn làm nghiên cứu khoa học phải có kiến thức nhấtđịnh về lĩnh vực nghiên cứu và cái chính là phải rèn luyện cách làm việc tự lực, cóphương pháp từ lúc ngồi trên ghế nhà trường

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan nghiên cứu về năng lực nghiên cứu khoa học, bài toán nhận

thức và mối quan hệ

1.1.1 Năng lực

- Khái niệm

Khái niệm “năng lực” (tiếng Anh: competence) đầu tiên được nhà ngôn ngữhọc người Mỹ N Chomsky sử dụng để chỉ năng lực ngôn ngữ của một thành viêntrong một cộng đồng ngôn ngữ nào đó, để đối lập với khái niệm “ngữ thi”(performance) tức là kết quả của một hoạt động ngôn ngữ Sau đó, các nhà lý luậndạy học ngoại ngữ sử dụng rộng rãi thuật ngữ này để chỉ một năng lực nào đó trongquá trình lĩnh hội ngôn ngữ đích Trong lý luận dạy học nói chung, khái niệm

“năng lực” có nhiều định nghĩa khác nhau

X Rogiers đã mô hình hoá khái niệm năng lực thành các kĩ năng hành độngtrên những nội dung cụ thể trong một loại tình huống hoạt động: “Năng lực chính là

sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự nhiên lên các nội dung trong một loạtcác tình huống cho trước để giải quyết những vấn đề do tình huống này đặt ra”

Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiệnthành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” (OECD, 2002)

Năng lực được xây dựng trên cơ sở tri thức, thiết lập qua giá trị, cấu trúc như

là các khả năng, hình thành qua trải nghiệm/củng cố qua kinh nghiệm, hiện thựchóa qua ý chí (John Erpenbeck 1996)

Năng lực là các khả năng và kĩ năng nhận thức vốn có ở cá nhân hay có thểhọc được… để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống Năng lực cũng hàmchứa trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ, ý chí và trách nhiệm xã hội để cóthể sử dụng một cách thành công và có trách nhiệm các giải pháp trong nhữngtình huống thay đổi (Weinert, 2001)

Năng lực của người học là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩnăng, thái độ phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lívào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt racho chính các em trong cuộc sống (Nguyễn Công Khanh, 2013)

“Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiệnthành công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể”

Năng lực cần được xác định bởi một loạt các tình huống và các nhiệm vụ đóphải được làm chủ và đánh giá có thể được thực hiện bằng cách đối đầu với cácsinh viên với một mẫu như (cuối cùng mô phỏng) các tình huống

- Cấu trúc năng lực

Năng lực của học sinh là một cấu trúc động (trừu tượng), có tính mở, đathành tố, đa tầng bậc, hàm chứa trong nó không chỉ là kiến thức, kĩ năng, mà cảniềm tin, giá trị, trách nhiệm xã hội thể hiện ở tính sẵn sàng hành động của các

em trong môi trường học tập phổ thông và những điều kiện thực tế đang thay đổicủa xã hội

- Các loại năng lực

+ Năng lực chung: ở các nhóm nước khác nhau có những năng lực chungkhác nhau Chương trình Việt Nam sau 2015 có 9 năng lực chung chia 3 nhóm.Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu để con người có thể sống vàlàm việc bình thường trong xã hội

Những năng lực chung này được hình thành và phát triển liên quan đến nhiềumôn học, vì thế có nước gọi là năng lực xuyên chương trình Mỗi năng lực chungcần: a) Góp phần tạo nên kết quả có giá trị cho xã hội và cộng đồng; b) Giúp chocác cá nhân đáp ứng được những đòi hỏi của một bối cảnh rộng lớn và phức tạp; c)Chúng có thể không quan trọng với các chuyên gia, nhưng rất quan trọng với tất cảmọi người

Có 8 năng lực sau đây được khá nhiều nước đề xuất/lựa chọn, gồm: (1) Tưduy phê phán, tư duy logic; (2) Sáng tạo, tự chủ; (3) Giải quyết vấn đề; (4) Làmviệc nhóm - quan hệ với người khác; (5) Giao tiếp, làm chủ ngôn ngữ; (6) Tínhtoán , ứng dụng số; (7) Đọc - viết (literacy); (9) Công nghệ thông tin- truyền thông(ICT)

Trong dự thảo “Mục tiêu và chuẩn trong chương trình giáo dục phổ thôngsau năm 2015”, Việt Nam đề xuất 9 năng lực chung chia thành 3 nhóm năng lực.Mỗi môn học sẽ tham gia rèn luyện các năng lực chung này ở các mức độ khácnhau

+ Năng lực đặc thù môn Sinh học:

Theo nghiên cứu đề xuất của trường Đại học Victoria (Úc) thì hệ thống cácnăng lực Sinh học bao gồm 4 nhóm năng lực chính như sau:

* Tri thức về sinh học (Biology knowledge): Kiến thức và kĩ năng cần thiết để cóthể đảm nhận một công việc trong lĩnh vực sinh học (giáo viên sinh học, nhànghiên cứu sinh học) hoặc có thể tiếp tục học sau đại học về lĩnh vực sinh học

- Kiến thức về sự đa dạng sinh học ở mọi cấp độ từ gen, tế bào, cơ quan, cơ thể, sựtương tác giữa các cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái

- Hiểu biết về các nguyên lí di truyền và cơ chế dẫn đến sự đa dạng đó (quy luật ditruyền của Menđen, di truyền phân tử, di truyền quần thể…).

- Áp dụng các nguyên lí của học thuyết và cơ chế tiến hoá để giải thích được sự đadạng sinh học

- Hiểu biết về cấu trúc và chức năng của thực vật, động vật

- Sử dụng được những kiến thức về các lĩnh vực như toán học, vật lí, hóa học đểgiải quyết các vấn đề liên quan trong sinh học

- Hiểu biết về lịch sử nghiên cứu sinh học và vai trò to lớn của sinh học đối với xãhội

* Năng lực nghiên cứu: Hiểu biết và sử dụng được các nguyên lí của phương phápnghiên cứu khoa học, áp dụng được các phương pháp thực nghiệm để giải quyếtcác vấn đề khoa học

- Nghiên cứu lí thuyết: Tổng hợp tài liệu và đánh giá được các tài liệu khoa học

- Thu thập số liệu, các bằng chứng khoa học thông qua việc quan sát và thựcnghiệm, đề xuất được vấn đề nghiên cứu

- Đề xuất được các giả thuyết có khả năng kiểm chứng được bằng thực nghiệm, dựđoán được kết quả nghiên cứu

- Thiết kế được các thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết

- Biết cách quan sát và ghi chép, thu thập số liệu, kết quả nghiên cứu

- Sử dụng được toán xác xuất thống kê để phân tích và đánh giá dữ liệu thu được,

từ đó đưa ra được các kết luận phù hợp

- Dự đoán, lập kế hoạch thực địa

- Chuẩn bị các phương tiện, thiết bị cần thiết để thực địa

- Sử dụng được bản đồ thực địa và xác định được đúng những vị trí cần nghiên cứutrong môi trường

- Sử dụng được các thiết bị thực địa để quan sát, xác định các thông số, thu thập và

xử lí mẫu

* Năng lực thực hiện trong phòng thí nghiệm: Sử dụng được các quy tắc và kĩ thuật

an toàn để thực hiện các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

- Thực hiện các quy tắc an toàn phòng thí nghiệm

- Vận hành máy móc trong phòng thí nghiệm theo đúng quy trình

- Sử dụng được thành thạo các thiết bị thí nghiệm thích hợp

- Tìm lỗi và tối ưu hóa các phương pháp và kĩ thuật

- Thực hiện các kĩ năng cơ bản liên quan các thí nghiệm theo các phương pháp vàthủ tục tiêu chuẩn

Theo chuẩn năng lực của CHLB Đức, các năng lực người học cần đạt khihọc Sinh học bao gồm:

- Kiến thức môn học: Hiện tượng sinh học, khái niệm, nguyên tắc, biết sự kiện vàkhái niệm cơ bản liên quan

- Nghiên cứu khoa học: Quan sát, so sánh, thử nghiệm, sử dụng các mô hình và ápdụng các kĩ thuật làm việc

- Truyền thông: Thiết lập và trao đổi thông tin đề cập đến môn học

- Đánh giá các quy chuẩn: Công nhận và đánh giá hiện trạng sinh học trong các bốicảnh khác nhau

Theo tác giả Phan Thị Thanh Hội và Trần Khánh Ngọc ở trường phổ thông, các nănglực chuyên ngành Sinh học mà học sinh cần đạt được đó là: Năng lực kiến thức Sinhhọc; Năng lực nghiên cứu khoa học (Năng lực quan sát, năng lực thực nghiệm) và Nănglực thực hiện trong phòng thí nghiệm

- Năng lực kiến thức sinh học bao gồm các kiến thức về cấu tạo cơ thể thực vật, độngvật, con người; kiến thức về các hoạt động sống của thực vật, động vật; kiến thức về đadạng sinh học; kiến thức về các quy luật di truyền, tiến hoá và sinh thái học Kiến thứcvề Sinh học hệ thống: các cấp độ từ phân tử - tế bào - cơ thể - quần thể/ loài - quần xã/hệ sinh thái - sinh quyển

- Năng lực nghiên cứu khoa học bao gồm: Năng lực quan sát và năng lực thực nghiệm

- Năng lực thực hiện trong phòng thí nghiệm bao gồm các kĩ năng chính như: Kĩ năng

sử dụng kính hiển vi; kĩ năng thực hiện an toàn phòng thí nghiệm; kĩ năng thiết kế một

số tiêu bản đơn giản; kĩ năng bảo quản một số mẫu vật thật

1.1.2 Năng lực nghiên cứu khoa học

* Khái niệm năng lực nghiên cứu khoa học

- Khoa học: Từ “khoa học” xuất phát từ tiếng Latin “Scienta”, nghĩa là tri thức.Theo Webter’s New Collegiste Dictionary, “Khoa học” được định nghĩa là “nhữngtri thức đạt được qua kinh nghiệm thực tế và nghiên cứu” Theo Pieere Auger, khoahọc là hệ thống tri thức về mọi loại quy luật của vật chất và sự vận động của vậtchất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, tư duy Tri thức khoa học là những trithức được tích lũy qua hoạt động nghiên cứu nghiên cứu khoa học, thông qua kếtquả của việc quan sát, thí nghiệm các hiện tượng, sự kiện, hoạt động xảy ra trongcác hoạt động xã hội và hoạt động tự nhiên Dựa vào đối tượng nghiên cứu khoahọc, có thể phân loại khoa học thành: khoa học tự nhiên và khoa học trừu tượng(khoa học chính xác); khoa học kĩ thuật và công nghệ (kĩ thuật điện tử, kĩ thuật ditruyền),

Theo J Beillerot (1991), ở các nước phương Tây, từ “khoa học” được dùngchung với từ “nghiên cứu” từ những năm 1930, để chỉ một hoạt động tuân thủ một quytrình chặt chẽ và khách quan nhằm tìm hiểu những vấn đề mà nhà khoa học quan tâm.Vì thế, việc tự học về phương pháp nghiên cứu khoa học là điều kiện bắt buộc đối vớinhà khoa học

Nghiên cứu khoa học là một quy trình chặt chẽ bao gồm nhiều công đoạn,nhiều thao tác và nhiều yêu cầu khác nhau Trong Từ điển Nghiên cứu khoa học,Lefrançois (1991) định nghĩa hoạt động này như sau: “Nghiên cứu khoa học là mọi hoạtđộng có hệ thống và chặt chẽ bao hàm một phương pháp luận nghiên cứu phù hợp vớimột hệ vấn đề nhằm tìm hiểu một hiện tượng, giải thích hiện tượng và khám phá một sốquy luật Nghiên cứu khoa học là nơi đối chiếu giữa những tiền giả định lý thuyết vàthực tế như nó được cảm nhận’

Theo Beillerot, xét ở góc độ hoạt động nghiên cứu và hoạt động trí tuệ, nghiêncứu khoa học bao gồm các tiêu chí sau đây:

- Tiêu chí 1: đó là một hoạt động sản sinh ra kiến thức mới

- Tiêu chí 2: đó là một quy trình chặt chẽ.

- Tiêu chí 3: phải có công bố kết quả

- Tiêu chí 4 : phải có nhận xét phê phán về nguồn gốc, phương pháp, cách thức tiến hành của nghiên cứu.

- Tiêu chí 5: phải có tính hệ thống trong việc thu thập dữ liệu

- Tiêu chí 6: phải có diễn giải nghiên cứu theo các lý thuyết hiện hành khi xây dựng vấn đề nghiên cứu cũng như khi diễn giải các dữ liệu nghiên cứu.

Để có thể làm nghiên cứu khoa học được, người nghiên cứu phải làm chủ đượcnhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau, tùy theo tính chất của đề tài, mục tiêu nghiêncứu, cách tiếp cận nghiên cứu Bao trùm các phương pháp đó là phương pháp khoahọc, được GS Lê Thành Khôi định nghĩa như sau: “Phương pháp khoa học chủ yếukhông đưa ra kết luận nào mà không có chứng cứ; phải dựa trên những kết quả cụ thể,được kiểm soát một cách khách quan chứ không phải dựa trên những ý kiến cá nhânthường xuất phát từ kinh nghiệm hạn hẹp; phải phân biệt những dữ liệu và sự diễn dịchnhững dữ liệu đó, không gò các sự việc vào lý thuyết mà phải điều chỉnh lý thuyết chophù hợp với sự việc; phải có tính phê phán, nghĩa là phải chấp nhận việc xem xét lại lýthuyết, dù cho nó đã hoàn chỉnh đến đâu chăng nữa” (Lê Thành Khôi, 1981, dẫn lại từTsafak G., 2001, tr.77)

Theo tác giả Trần Thanh Ái, mục tiêu của nghiên cứu khoa học là sản sinh rakiến thức mới Vì thế, nhà khoa học phải có đủ kiến thức để phát hiện ra ranh giới giữa

“cái đã biết” của khoa học và cái chưa biết Để đạt được điều này, mỗi cá nhân phải tựhọc để bổ sung kiến thức khoa học chuyên ngành

Creswell định nghĩa: “Nghiên cứu là một quá trình có các bước thu thập vàphân tích thông tin nhằm gia tăng sự hiểu biết của chúng ta về một chủ đề hay mộtvấn đề.” Nó bao gồm ba bước: Đặt câu hỏi, thu thập dữ liệu để trả lời cho câu hỏi,

và trình bày câu trả lời cho câu hỏi đó

Nghiên cứu khoa học (scientific research) dựa vào việc ứng dụng cácphương pháp khoa học, khai thác trí tò mò Hình thức nghiên cứu này cung cấpthông tin và lý thuyết khoa học nhằm giải thích bản chất và tính chất của thế giới

Nó có thể giúp tạo ra những ứng dụng thực tiễn Hoạt động nghiên cứu khoa họcđược tài trợ bởi các cơ quan chính quyền, các tổ chức tài trợ, và các nhóm tư nhân,bao gồm nhiều công ty Hoạt động nghiên cứu khoa học có thể được phân loại tùytheo lĩnh vực học thuật và ứng dụng Nghiên cứu khoa học là một tiêu chí được sửdụng rộng rãi trong đánh giá vị thế của một cở sở học thuật

Theo tác giả Nicole Wellnitz & Jürgen Mayer, năng lực nghiên cứu khoa họcbao gồm:

1 Đặt câu hỏi

2 Đưa giả thuyết

3 Thiết kế: Lên kế hoạch, thực hiện và thu thập dữ liệu

4 Đánh giá

Một số tác giả lại cho rằng, phương pháp nghiên cứu khoa học nói chung làmột trình tự gồm sáu bước sau Các bước cơ bản là:

1 Đặt vấn đề, mục đích, hoặc câu hỏi nghiên cứu

Đặt vấn đề hay câu hỏi nghiên cứu là phần quan trọng nhất của phương phápnghiên cứu khoa học Mỗi một phần dự án của bạn được thực hiện để trả lời câu hỏinày Các câu hỏi nghiên cứu đôi khi được hình thành như là một tuyên bố và được

gọi là “vấn đề” hoặc “Báo cáo vấn đề’’ mục tiêu hay những ý tưởng mà bạn đang

cố gắng để kiểm chứng là gì? câu hỏi khoa học mà bạn đang cố gắng trả lời là gì?

2 Những giả định

Giả định là một dạng dự báo, được hình thành như một tuyên bố mà bạn đềnghị để dẫn tới câu trả lời cho câu hỏi nghiên cứu Giải thích một cách thuyết phụccác dự án mà bạn sử dụng để chứng minh cho mục đích của mình Bạn nên cố gắngtrình bày kỹ về các kết luận có được thông qua đo lường Không phải lúc nào kếtluận của bạn cũng phù hợp với giả thuyết của bạn

3 Danh mục tài liệu

Danh sách tất cả các vật tư thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu hoặc thửnghiệm Danh sách các tài liệu của bạn phải bao gồm các trình tự của tất cả thaotác

4 Trình tự

Là mô tả chi tiết, từng bước về cách bạn thực hiện thử nghiệm Hãy mô tả rõràng cách mà bạn khống chế các biến số cũng như từng bước làm thế nào bạn lấyđược kết quả cuối cùng thông qua đo lường để chứng minh hay bác bỏ giả thuyếtcủa mình Các tiến trình mà bạn thực hiện nên được đúc kết theo một phương pháp

mà theo đó một người khác dễ dàng nên có thể thực hiện lại Hình ảnh mô tả cácthao tác được hiện rõ trên bảng hiển thị của bạn

5 Tầm quan sát, dữ liệu, kết quả

Các kết quả thường là dưới hình thức một tuyên bố để giải thích hoặc diễngiải dữ liệu Kết quả thu được ở dạng dữ liệu thô, đồ thị, kết luận rút ra từ những dữliệu bạn có Hình ảnh cũng có thể được sử dụng ở đây

6 Kết luận

Kết luận là một bản tóm tắt các nghiên cứu và các kết quả của thử nghiệm.Đây là nơi bạn trả lời các vấn đề của bạn hay câu hỏi nghiên cứu Bạn đưa ra mộttuyên bố cho dù dữ liệu của bạn có hỗ trợ giả thuyết của bạn hay không Bạn phải

có đủ dữ liệu để chứng minh một phần hoặc phản bác toàn bộ giả thuyết của mình.Trong trường hợp này, bạn có thể giải thích tại sao có các kết quả khác nhau Cácphương pháp khoa học không phải là đúc bằng bê tông mà nó là một hệ thống,minh bạch và khá dễ để học hỏi và sử dụng mà không nhà khoa học nào có thể sửdụng nó cho lợi ích riêng của họ

- Năng lực nghiên cứu khoa học:

Về năng lực nghiên cứu, theo A Šeberová, đó là một hệ thống mở và khôngngừng phát triển, bao gồm các kiến thức trong lĩnh vực nghiên cứu, các thái độ và

sự sẵn sàng của cá nhân cho phép các giảng viên thực hiện một nghiên cứu giáodục trong khuôn khổ hoạt động nghề nghiệp của họ Nói một cách tổng quát, cũngnhư mọi năng lực khác, năng lực nghiên cứu khoa học bao gồm 3 thành tố chủ yếu:kiến thức, kỹ năng và thái độ

Nghiên cứu khoa học là một họat động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thửnghiệm Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức,… đạt được từ các thí nghiệmnghiên cứu khoa học để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới

tự nhiên và xã hội, và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới caohơn, giá trị hơn Con người muốn làm nghiên cứu khoa học phải có kiến thức nhấtđịnh về lĩnh vực nghiên cứu và cái chính là phải rèn luyện cách làm việc tự lực, cóphương pháp từ lúc ngồi trên ghế nhà trường

* Cấu trúc năng lực nghiên cứu khoa học

Bao gồm một số kĩ năng: đặt câu hỏi, hình thành giả thuyết, xây dựng kếhoạch điều tra và xử lí số liệu (Möller, Grube, & Mayer, 2008; Möller, Grube,Hartmann, & Mayer, 2009)

Mỗi học sinh được đưa vào nghiên cứu khoa học một cách chu kì và đượckết hợp với lí luận khoa học nhằm phát triển kiến thức khoa học (Lederman, 2008)

Theo tác giả Vũ Cao Đàm (1995), phương pháp nghiên cứu khoa học gồm cácbước sau đây:

Bước 1: Quan sát sự vật, hiện tượng và xác định vấn đề cần nghiên cứu.

Bước 2: Thiết lập giả thuyết hoặc dự đoán về vấn đề nghiên cứu.

Bước 3: Thu thập và xử lý thông tin cần nghiên cứu.

Bước 4: Kết luận xác nhận hay phủ nhận giả thuyết về vấn đề nghiên cứu.

Theo tác giả Trần Thanh Ái, hệ thống các kỹ năng của năng lực nghiên cứu khoahọc bao gồm:

1 Kỹ năng xây dựng đề tài nghiên cứu

Xây dựng đề tài nghiên cứu là một kỹ năng vô cùng quan trọng, vì nó quyết định

sự thành công hay thất bại của nghiên cứu Đề tài nghiên cứu không phải là cái có sẵn,

mà là kết quả của cả một quá trình phức tạp và biện chứng, từ những ghi nhận có đượctrong quá trình lĩnh hội kiến thức chuyên ngành đến kỹ năng quan sát và phân tích thực

tế và việc đối chiếu những phân tích đó với tình trạng kiến thức hiện tại, để phát hiệnvấn đề nghiên cứu

2 Kỹ năng thiết kế nghiên cứu

Thiết kế một công trình nghiên cứu phải tương ứng với mục tiêu nghiên cứu củađề tài, loại dữ liệu định thu thập, phương pháp phân tích Không có một công thức cốđịnh như các công thức toán học để người nghiên cứu rập khuôn cho mọi nghiên cứukhác nhau Vì thế, nhà nghiên cứu phải có kỹ năng thiết kế nghiên cứu để có thể tiếnhành một cách độc lập

3 Kỹ năng thu thập dữ liệu

Nghiên cứu khoa học hiện đại phải dựa vào những dữ liệu thường nghiệm Vìthế, việc thu thập dữ liệu là công đoạn rất quan trọng

4 Kỹ năng phân tích dữ liệu và sử dụng công cụ phân tích

Phân tích dữ liệu nhằm mục đích làm nổi bật những đặc điểm, đặc tính, tính chấtcủa đối tượng nghiên cứu (nghiên cứu mô tả) hoặc nhằm giúp người nghiên cứu kiểmchứng giả thuyết (nghiên cứu giải thích)

5 Kỹ năng phê phán

Kỹ năng phê phán dựa trên sự đối chiếu giữa kiến thức hiện hành với thực tếkhách quan, để phát hiện ra sự bất lực của kiến thức hiện hành trong việc lý giải thực tế.Khoa học hiện đại dựa trên nguyên lý là kiến thức của nhân loại thì luôn lạc hậu vớithực tế, vì vậy, nhân loại luôn luôn phải phát hiện ra những chỗ khiếm khuyết đó đểkhông ngừng bổ sung kiến thức mới, bằng cách “phải chấp nhận việc xem xét lại lýthuyết, dù cho nó đã hoàn chỉnh đến đâu chăng nữa” (Lê Thành Khôi, 2001)

6 Kỹ năng lập luận

Nghiên cứu khoa học dựa trên nền tảng thuyết phục bằng các lập luận và chứngminh Những lập luận phải dựa trên cơ sở khoa học đã được cộng đồng khoahọc công

nhận, chứ không phải dựa trên cảm nghĩ chủ quan, hay trên ý kiến của đám đông Kỹnăng lập luận chẳng những giúp nhà khoa học xây dựng luận điểm của mình một cáchchặt chẽ, thuyết phục mà còn có thể giúp họ phát hiện ra những bất cập giữa lý thuyết

và thực tế, làm nền tảng cho những phát hiện khoa học có ý nghĩa

7 Kỹ năng viết bài báo (báo cáo) khoa học

Một công trình nghiên cứu phải được kết thúc bằng bài báo hoặc báo cáo khoahọc Việc trình bày bài viết đòi hỏi nhà nghiên cứu phải có kỹ năng thông tin, viếtnhững gì cần viết, thể hiện chính xác bản chất của sự việc sao cho người đọc nào cũnghiểu giống nhau

Đầu tiên là các tiến trình hợp lý của phương pháp khoa học, cụ thể là xácđịnh các vấn đề; hình thành giả thuyết; suy luận, thu thập và phân tích dữ liệu; vànguồn gốc của một kết luận Thứ hai là việc sử dụng một khuôn khổ sử dụng cáckhái niệm về cấu trúc, quá trình và kết quả để hoàn thành các phương pháp khoahọc và áp dụng các thực hành tốt hiện nay Thứ ba là tầm quan trọng của việc phổbiến, và các kỹ năng cần thiết để viết một bài nghiên cứu

Andrea Möller, Christiane Grube, Stefan Hartmann & Jürgen Mayer, chorằng, việc nghiên cứu khoa học có thể được miêu tả trong 4 kỹ năng: tạo câu hỏi,đưa giả thuyết, lên kế hoạch tìm hiểu và giải thích số liệu Các tác giả đã tiến hànhmột nghiên cưau kiểm tra nhằm kiểm tra khả năng nghiên cứu của học sinh từ lớp 5đến lớp 10 (10 đến 16 tuổi) Một bài kiểm tra giấy được tiến hành với 1129 họcsinh vào lúc bắt đầu và kết thúc kỳ học Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng:

- Khả năng nghiên cứu ở học sinh lớp 5 đến 8 tăng nhiều hơn so với lớp 9 vàlớp 10 Nó có thể bởi vì các học sinh lớp lớn bị quá tải bởi những hiểu biết vềphương pháp và bởi vì những cách dạy không dựa trên sự tự tìm hiểu của học sinh

bị gây nên bởi chương trình học nặng tính học thuật

- Khả năng nghiên cứu của học sinh ở các khối cho thấy, sự tăng lên nói chungchủ yếu là do sự cải thiện về các kỹ năng tạo câu hỏi, đưa giả thuyết, lên kế hoạchtìm hiểu Khả năng của học sinh ở ba kỹ năng trên tăng đáng kể chỉ trong vòng mộthọc kỳ

- Khả năng nghiên cứu của học sinh ở các loại trường tốp đầu được tăng lênrất rõ, trong khi đó ở những trường thuộc tốp cuối thì không được cải thiện nhiều

Từ kết quả nghiên cứu trên, các tác giả cũng đề xuất giải pháp để nâng caonăng lực nghiên cứu khoa học của học sinh là phải tạo ra môi trường học tập có thểkhuyến khích học sinh tham gia vào những quy trình nghiên cứu khoa học.

Theo tác giả Phan Thị Thanh Hội và Nguyễn Thị Phương Thúy, quy trìnhnghiên cứu khoa học gồm các bước:

Bước 1: Quan sát và xác định vấn đề nghiên cứu

Bước 2: Đặt câu hỏi nêu vấn đề

Bước 3: Nêu giải thuyết nghiên cứu

Bước 4: Nghiên cứu tài liệu

Bước 5: Thiết kế thí nghiệm

Bước 6: Kết luận về vấn đề nghiên cứu

Bước 7: Viết báo cáo và thuyết trình

1.1.3 Tổng quan về bài toán nhận thức

Lịch sử ra đời bài toán nhận thức gắn liền với văn minh nhân loại Bài toánnhận thức vừa là phương tiện, sản phẩm trung gian, là cầu nối trước khi con ngườinhận thức sự vật khách quan

Ở các trường phổ thông hiện nay, bài toán nhận thức được các giáo viên giacông trên cơ sở kinh nghiệm, Những thiết kế bài to án nhận thức dựa trên 3 tiền đề:dựa vào cái đã có, dựa vào cái chưa có, cái đã có nhưng chỉ giảng tiềm năng

Mỗi bài toán nhận thức có nhiều mức độ biểu hiện ở chỗ số lượng và chấtlượng các ẩn số chứa đựng trong giả thuyết và kết luận Việc giải bài toán đó phụthuộc vào năng lực nhận thức của mỗi các nhân, cho nên trong dạy học, việc sửdụng bài tóan nhận thức đúng trình độ, phù hợp về số lượng và thời lượng sẽ tạo cơhội phân hóa học sinh một cách tối ưu

Trong lĩnh vực Sinh học, Đacuyn đã xây dựng bài toán nhận thức là chứngminh sinh giới có tính thống nhất và đa dạng Trên cơ sở các dữ kiện lẻ tẻ, rời rạc,các mẫu thu được trong ngoại cảnh, Đacuyn đã móc nối các sự kiện đã quan sátđược thành một chỉnh thể logic và hình thành thuyết tiến hóa hoàn chỉnh Ông đãthành công trong việc sử dụng chọn lọc tự nhiên để giải quyết bài toán nhận thứccủa mình

1.1.4 Mối quan hệ giữa bài toán nhận thức và năng lực nghiên cứu khoa học