Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11 - trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh : Luận văn ThS. Giáo dục học: 60 14 01 11

Xuất phát từ thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học 11 hiện nay Qua thăm dò, điều tra thực trạng của vấn đề sử dụng thí nghiệm và dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN HUYỀN THANH

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

NGHIÊN CỨU CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC

HÀ NỘI – 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN HUYỀN THANH

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

NGHIÊN CỨU CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học

(Bộ môn Sinh học)

Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC THÀNH

HÀ NỘI – 2015

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng

và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Đức Thành, người đã hết sức tận tâm trong việc định hướng, chỉ đạo và giúp đỡ về mặt chuyên môn để tôi có thể hoàn thành được luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Giáo dục- Đại học Quốc Gia Hà Nội, phòng Quản lý đào tạo và Nghiên cứu khoa học, phòng Tư liệu đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo cùng các em học sinh trường THPT Phù Cừ – Hưng Yên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn khích lệ, động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Hà Nội, tháng 11 năm 2014

Tác giả

Trần Huyền Thanh

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Danh mục các chữ viết tắt iii

Mục lục iv

Danh mục bảng vi

Danh mục sơ đồ, biểu đồ vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1.Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 5

1.1.1 Nghiên cứu ở nước ngoài 5

1.1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam 7

1.2 Cơ sở lý luận 9

1.2.1 Năng lực nghiên cứu 9

1.2.2 Thí nghiệm 15

1.3 Cơ sở thực tiễn 18

1.3.1 Phương pháp xác định thực trạng 18

1.3.2 Nội dung xác định thực trạng 18

1.3.3 Kết quả xác định thực trạng 19

Kết luận chương 1 25

Chương 2 SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11 – THPT NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU CHO HỌC SINH 26

2.1 Đặc điểm nội dung của chương trình Sinh học 11 THPT 26

2.1.1 Mục tiêu của chương trình Sinh học 11 THPT [20] 26

2.1.2 Nội dung của chương trình Sinh học 11 THPT 28

2.2 Những chủ đề trong Sinh học 11 cần sử dụng thí nghiệm: 31

2.3 Sử dụng TN nhằm phát triển năng lực nghiên cứu trong day học Sinh học 11- THPT 32

2.3.1 Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học lớp 11 trung học

phổ thông nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS 32

2.3.2 Quy trình sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học lớp 11 trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS 34

2.3.3 Các biện pháp sử dụng thí nghiệm nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS 36

2.3.4 Một số thí nghiệm có thể được sử dụng trong dạy học Sinh học 11- THPT 42

2.3.5 Một số giáo án dạy học Sinh học 11 có sử dụng thí nghiệm để phát triển NLNC cho học sinh 53

Kết luận chương 2 68

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 69

3.1 Mục đích thực nghiệm 69

3.2 Nội dung thực nghiệm 69

3.2.1.Các bài dạy 69

3.2.2 Các chỉ tiêu đánh giá 70

3.3 Phương pháp thực nghiệm 69

3.3.1.Chọn trường, lớp và HS thực nghiệm 69

3.3.2.Bố trí thực nghiệm 70

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu bằng thống kê toán học 70

3.3.4 Kết quả thực nghiệm và biện luận 72

Kết luận chương 3 82

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Kết quả khảo sát thực trạng sử dụng TN và nhận thức của GV về dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh ở các trường THPT 19 Bảng 1.2 Kết quả điều tra thực trạng về NLNC của HS 22 Bảng 2.1 Nội dung SGK Sinh học 11 28 Bảng 2.2 Bảng một số biện pháp tổ chức sử dụng TN theo quy trình 36 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp điểm các bài kiểm tra của HS trong TN của nhóm

TN và nhóm ĐC 73 Bảng 3.2 So sánh kết quả kiểm tra trong TN 73 Bảng 3.3 Bảng phân loại trình độ HS qua các lần KT trong TN 74 Bảng 3.4 Bảng tổng hợp điểm các bài kiểm tra của HS sau TN của nhóm TN

và nhóm ĐC 76 Bảng 3.5 So sánh kết quả kiểm tra sau thực nghiệm 77 Bảng 3.6 Bảng phân loại trình độ HS qua các lần KT sau TN 77 Bảng 3.7 Kết quả đánh giá định lượng về NLNC của HS trong dạy học Sinh học theo hướng sử dụng TN để phát triển NLNC trong TN 79 Bảng 3.8 Kết quả đánh giá định lượng về NLNC của HS trong dạy học Sinh học theo hướng sử dụng TN để phát triển NLNC sau TN 80

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ

Sơ đồ 2.1 Quy trình sử dụng TN trong dạy học Sinh học nhằm phát triển NLNC cho HS 34 Biểu đồ 3.1: So sánh kết quả kiểm tra trong TN 76 Biểu đồ 3.2 So sánh kết quả kiểm tra sau TN 78

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi mới mục tiêu giáo dục: chuyển từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực

Trong khoa học giáo dục thì chương trình dạy học mang tính “hàn lâm,

kinh viện” còn được gọi là giáo dục “định hướng nội dung” Đặc điểm cơ bản

của giáo dục định hướng nội dung là chú trọng việc truyền thụ hệ thống tri thức khoa học theo các môn học đã được quy định trong chương trình dạy học Chương trình giáo dục nặng về thi cử, vì vậy mục đích, động cơ học tập chính của học sinh không phải là để phát triển năng lực, tư duy mà là để vượt qua các kỳ thi Học sinh học tập với phương châm thi gì học nấy, nên chỉ chú trọng vào nội dung thường gặp trong các kỳ thi mà không chú ý rèn luyện năng lực tư duy sáng tạo, năng lực thực hành và giải quyết vấn đề, chưa gắn

bó chặt chẽ với thực tiễn phát triển kinh tế-xã hội cũng như nhu cầu của người học; chưa gắn bó chặt chẽ với nghiên cứu khoa học - công nghệ và triển khai ứng dụng

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, nghĩa

là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được cái gì qua việc 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 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 chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục” [22]

Vấn đề phát triển năng lực cho học sinh là một yêu cầu không thể thiếu trong việc phát triển chương trình giáo dục phổ thông Điều này đã được nêu

trong chiến lược phát triển giáo dục từ năm 2010 đến 2020 Dạy học phát triển năng lực cho học sinh hiện nay đang trở thành vấn đề cấp bách nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của việc dạy học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các phẩm chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn nhằm chuẩn bị cho con người năng lực giải quyết các tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp Dạy học phát triển năng lực nhấn mạnh vai trò của người học với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức

1.2 Xuất phát từ vai trò thí nghiệm trong dạy học sinh học

Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm,vì vậy việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học các bài sinh học là một biện pháp quan trọng nâng cao chất lượng dạy và học “Thí nghiệm góp phần làm cho học sinh huy động được cách học tích cực, gây hứng thú học tập cho HS, kiến thức thu được chắc chắn và sâu sắc Thí nghiệm giúp làm sáng tỏ lý thuyết, khơi dạy tính tò

mò khoa học cho HS, rèn luyện kỹ năng thực hành, nghiên cứu khoa học, thói quen giải quyết vấn đề bằng khoa học” [5] Với đổi mới mục tiêu dạy học là chuyển từ dạy chú trọng đến truyền đạt nội dung sang đào tạo năng lực, thì sử dụng thí nghiệm có cơ hội tốt trong việc rèn luyện kỹ năng tự học, tự nghiên cứu, người học được rèn luyện từ khâu lập 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

1.3 Xuất phát từ thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học

11 hiện nay

Qua thăm dò, điều tra thực trạng của vấn đề sử dụng thí nghiệm và dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho HS ở các trường THPT hiện nay cho thấy còn nhiều hạn chế Phần lớn giáo viên còn hạn chế về cách sử dụng thí nghiệm để tổ chức học sinh học tập , đặc biệt sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu Đa số giáo viên tự tiến hành các thí nghiệm có minh họa trong SGK mà không hướng dẫn HS độc lập suy nghĩ thiết kế và tiến hành các thí nghiệm để từ đó rèn năng lực nghiên cứu khoa học

Vì vậy chúng tôi lựa chọn và nghiên cứu đề tài:“Sử dụng thí nghiệm

trong dạy học Sinh học 11 – Trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh ’’

2 Mục đích nghiên cứu

Xác định được biện pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học 11 nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Xây dựng cơ sở lý luận của đề tài nghiên cứu

3.2 Xác định thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học 11 hiện

nay

3.3 Phân tích cấu trúc nội dung kiến thức chương trình sinh học 11 THPT để làm

cơ sở cho việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học 11

3.4 Xây dựng nguyên tắc,qui trình, biện pháp sử dụng thí nghiệm nhằm phát triển

năng lực nghiên cứu cho HS trong dạy học sinh học 11 – THPT

3.5.Thiết kế một số giáo án thuộc chương trình SH 11 có sử dụng thí nghiệm

nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS

3.6 Thực nghiệm sư phạm để chứng minh giả thuyết của đề tài

4.Đối tượng và khách thể nghiên cứu

4.1.Đối tượngnghiên cứu

Biện pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học 11nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS

4.2.Khách thể nghiên cứu

Quá trình dạy học sinh học 11 - THPT

5.Vấn đề nghiên cứu

Đề tài tập trung vào nghiên cứu vấn đề cơ bản sau:

Thí nghiệm sinh học được sử dụng như thế nào trong dạy học sinh học

11 - THPT để phát triển năng lực nghiên cứu cho HS

6.Giả thuyết khoa học

Năng lực nghiên cứu của HS được phát triển nếu thí nghiệm được dùng như phương pháp nghiên cứu sinh học trong dạy học sinh học 11 – THPT 7.Giới hạn nghiên cứu

Trong luận văn này chỉ tập trung sử dụng thí nghiệm trong dạy học phần

Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo để giáo viên

sử dụng phát triển năng lực nghiên cứu cho HS ở các trường THPT

9.Phương pháp nghiên cứu

9.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu các tài liệu, công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài để làm cơ sở lý luận cho đề tài

9.2 Phương pháp điều tra

Xác định thực trạng sử dụng TN trong dạy học Sinh học ở trường THPT hiện nay

9.3 Thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết của đề tài

10.Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn được trình bày theo 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2.Sử dụng thí nghiệm nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh trong dạy học sinh học 11 THPT

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

PHẦN 2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 1

CƠ SƠ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1.Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Nghiên cứu ở nước ngoài

1.1.1.1 Những nghiên cứu về năng lực

Vào những năm 70 của thế kỷ XX, tại Liên Xô (cũ) các vấn đề rèn luyện năng lực cho HS trong nhà trường được đặc biệt quan tâm, điển hình có các tác giả I.Ia.Lecne, M.I.Macmutov, M.N.Xkatkin, V.Okon, V.G.Razumovski.Tiếp

đó, nhiều nhà nghiên cứu, nhà giáo dục đã có những quan điểm làm sáng tỏ khái niệm về năng lực, như P.A.Rudich, De Ketele [24], Xavier Roegier (2002) [31], John Erpenbeck (1996) [26] Các khái niệm về năng lực của các tác giả đều rất gần nhau, nêu bật được 3 thành phần của năng lực: nội dung, kĩ năng và tình huống Tác giả Weitnert (2001) [33]cho rằng năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội,…và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt Như vậy khi đề cập tới năng lực, người ta nhấn mạnh khía cạnh khả năng thực hiện, phải biết làm, biết vận dụng, chứ không chỉ biết và hiểu

Song song với việc hoàn thiện khái niệm về năng lực, khái niệm giáo dục dựa vào năng lực (Competence-based education) cũng nhận được sự quan tâm mạnh mẽ từ những năm 1960-1970 Đến những năm 1990 đã phát triển rộng khắp tại nhiều nước trên thế giới và đạt nhiều thành công Nhiều quốc gia, nhiều tổ chức đã hướng tới thiết kế các chương trình giáo dục dựa vào năng lực trong đó chú trọng xây dựng chương trình, mục tiêu, phương pháp thực hiện cũng như cách đánh giá kết quả người học, điển hình ở Hoa Kỳ,

Đức, Anh, Ôxtrâylia[8] Tổ chức các nước kinh tế phát triển OECD (2002) cũng đã thực hiện một nghiên cứu bài bản về các năng lực cần đạt của HS phổ thông trong thời kỳ kinh tế tri thức Trong chiến lược 1997- 2015, chương trình quốc tế về đánh giá HS (PISA) đã đưa ra những quan điểm giáo dục phát triển năng lực, nhưng chủ yếu tập trung vào việc xây dựng, thiết kế các bài kiểm tra đánh giá, từ đó đánh giá được năng lực của HS ở mỗi quốc gia và làm cơ sở để điều chỉnh quá trình dạy và học Việc đánh giá năng lực của

người học cũng được làm sáng tỏ hơn trong “Nghiên cứu đánh giá trong giáo

dục” (2006) của nhóm tác giả Liesbeth K.J Baartman, J Bastianens, Paul A

Kirschner và Cees P.M van der Vleuten [26]

1.1.1.2 Lịch sử nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Phương pháp thực nghiệm ra đời từ thế kỉ XVII, ông tổ của phương pháp này là Galile – một nhà vật lí học người Italia Ông cho rằng “Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải hỏi thiên nhiên chứ không phải hỏi Aristotle hoặc kinh thánh…” Về sau, các nhà khoa học khác đã kế thừa và phát triển phương pháp này hoàn chỉnh hơn Ngày nay phương pháp thực nghiệm đã được thâm nhập vào nhiều ngành khoa học tự nhiên cũng như các ngành khoa học xã hội

Ở nhiều nước tiên tiến như: Anh, Pháp, Đức, Mỹ, Hà Lan…đã sử dụng thí nghiệm vào dạy học từ đầu thế kỉ XX và rất phát triển từ nửa sau của thế kỉ này Ở Pháp, vào những năm 1980 – 1990, đã có nhiều trường sử dụng phương pháp thực hành thí nghiệm trong dạy học và được xem là phương pháp trọng tâm của các môn khoa học tự nhiên ở các trường trung học Năm

1980, ông Pie Giôliô Quiri – Viện trưởng viện Hàn lâm Pháp đã khởi xướng phương pháp Lamap – “bàn tay nặn bột” với mong muốn mang đến một cơ hội để người học tiếp cận khoa học bằng các bài học thực tiễn chứ không phải

là các bài giảng thuần túy lí thuyết Theo phương pháp này, lớp học được chia thành nhiều nhóm (4 học sinh/nhóm) Mỗi nhóm được giao các tài liệu và các yêu cầu khác nhau liên quan đến bài học, căn cứ vào yêu cầu, các nhóm sẽ lựa

chon các vận dụng cần thiết cho việc thực hành thí nghiệm Các vật dụng thường đơn giản, dễ tìm, các nhóm sẽ thảo luận cách thức thực hiện các bài thí nghiệm và trình bày các hiểu biết mà mình khám phá được Trong suốt quá trình làm việc nhóm, giáo viên chỉ đóng vai trò là người quan sát hướng dẫn [18]

Các tác giả nêu trên sử dụng TN dùng trong dạy học ở các môn học tự nhiên , nhưng sử dụng TN trong dạy học Sinh học 11để phát triển năng lực nghiên cứu chưa có công trình nào nghiên cứu

1.1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

1.1.2.1 Những nghiên cứu về năng lực

Những năm cuối thế kỉ XX và những năm đầu thế kỉ XXI, giáo dục Việt Nam đang triển khai đổi mới chương trình, thực chất là thực hiện sự thay đổi trong từng thành tố của quá trình giáo dục, từ mục tiêutới nội dung, phương pháp và đánh giá kết quả học tập của người học Đảng và nhà nước ta đã ban hành nhiều định hướng cho công tác đổi mới này, như Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII (2006) về giáo dục và đào tạo xác định mục tiêu “ hết sức coi trọng giáo dục chính trị, tư tưởng nhân cách, khả năng tư duy sáng tạo và năng lực thực hành ”, Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 xác định giải pháp phát triển giáo dục phổ thông “Đổi mới mục tiêu, nội dung, chương trình giáo dục thực hiện giảm tải có cơ cấu chương trình hợp lí vừa đảm bảo được chuẩn kiến thức phổ thông, cơ bản, vừa tạo điều kiện để phát triển năng lực của mỗi học sinh, nâng cao năng lực tư duy, kỹ năng thực hành, tăng tính thực tiễn ”

Tác giả Nguyễn Trọng Khanh (2011) đã nghiên cứu phát triển năng lực và tư duy kĩ thuật, cho rằng năng lực cũng được hiểu là một thuộc tính nhân cách phức hợp, nó bao gồm kĩ năng, kĩ xảo cần thiết, được định hình trên cơ sở kiến thức, được gắn bó đa dạng với động cơ và thói quen tương ứng, làm cho con người có thể đáp ứng được những yêu cầu đặt ra trong công việc [20]

Tác giả Nguyễn Hồng Thuận(2012) đề cập đến khái niệm, các thành tố của năng lực Theo đó, năng lực được cấu thành từ những bộ phận cơ bản là:

tri thức về lĩnh vực hoạt động hay quan hệ đó; Kĩ năng tiến hành hoạt động hay xúc tiến, ứng xử với quan hệ nào đó; những điều kiện tâm lí [22]

1.1.2.2 Lịch sử nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Ở Việt Nam, đã có rất nhiều nhà lí luận dạy học nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm, nhằm cải tiến phương pháp dạy họctheo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức như: Đinh Quang Báo, Nguyễn Ngọc Quang, Nguyễn Đức Thành, Nguyễn Văn Duệ, Trần Bá Hoành,Trịnh Nguyên Giao, Lê Văn Lộc, Nguyễn Cương, Nguyễn Đức Thâm…Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học để phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh đã thu hút một số tác giả nghiên cứu như:

Trần Sinh Thành, Đặng Quang Khoa (2003) với đề tài “Hình thành kĩ năng phán đoán cho sinh viên sư phạm kĩ thuật, thông qua dạy học thực hành” [13]

Cao Cự Giác (2004) – Trường Đại học Sư phạm Vinh có bài viết “Phát triển khả năng tư duy và thực hành thí nghiệm qua các bài tập hóa học thực nghiệm” (Tạp chí giáo dục số 88 - 2004) Theo tác giả, việc sử dụng bài tập thực nghiệm không chỉ cung cấp kiến thức, củng cố kiến thức mà còn rèn luyện được các kĩ năng tư duy thực nghiệm và thao tác thực hành[13]

Nguyễn Thị Dung – Trường Cao đẳng Sư phạm Hà Nội có bài “Tích cực hóa hoạt động học tập trong giờ thực hành củng cố môn sinh học ở phổ thông” (Tạp chí Giáo dục số 6 - 2006) Tác giả cho rằng với quan niệm dạy học mới hiện nay, việc tích cực hóa hoạt động học tập trong giờ thực hành củng cố cần được coi trọng, bằng cách tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm con đường chứng minh cho các vấn đề được học.[6].Tôn Quang Cường, Phạm Kim Chung – Trường Đại Học Giáo Dục, Đại Học Quốc Gia Hà Nội có bài

“Rèn luyện kĩ năng dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm thuộc khối ngành khoa học tư nhiên” đăng trên Tạp chí Khoa học Đại Học Quốc Gia Hà Nội, Khoa học Tự Nhiên 25, số 1S (2009)[10]

Như vậy, việc tìm hiểu về năng lực và sử dụng thí nghiệm trong dạy học

đã được nghiên cứu và chú ý từ rất sớm cả trong nước và trên thế giới Tuy nhiên, theo chúng tôi việc sử dụng thí nghiệm để phát triển hoạt động nhận thức đặc biệt là năng lực nghiên cứu của học sinh còn rất hạn chế Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu biện pháp , quy trình sử dụng các thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu trong dạy học Sinh học cho học sinh trung học phổ thông là rất cần thiết Giúp HS bước đầu làm quen với phương pháp học tập theo hướng nghiên cứu thông qua các TN

Theo Weitnert (2001) năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng

về động cơ, xã hội…và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt [33]

Bernd Meier và Nguyễn Cường (2012) cho rằng năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng , kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như

sự sẵn sàng hành động [11]

Theo Nguyễn Kì,( 1996 ) năng lực học tập là sự tích hợp tổng thể cách học và

kĩ năng tác động đến nội dung trong hàng loạt tình huống, vấn đề khác nhau [33] Năng lực là một khái niệm bao hàm cả những nội dung , những hoạt động cần thực hiện và những tình huống trong đó diễn ra các hoạt động [33] Nguyễn Minh Đức cho rằng : “ Năng lực là tổ hợp các thuộc tính nhân cách đáp ứng yêu cầu của một loại hoạt động nhất định và đảm bảo cho loại

hoạt động đó đạt đến kết quả tốt và chất lượng cao” [Đề cương bài giảng tâm

lý học đại cương NXB giáo dục Hà Nội, 1975]

Theo Gerard và Roegiers , 1993: Năng lực là một tích hợp những kĩ năng cho phép nhận biết một tình huống và đáp ứng với tình huống đó tương đối thích hợp và một cách tự nhiên

Từ những quan niệm nêu trên, trong luận văn này chúng tôi quan niệm năng lực là sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự nhiên lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết những tình huống đặt ra

Từ những quan niệm trên về năng lực, cho thấy năng lực được tạo nên bởi các thành phần chủ yếu sau:

- Kiến thức về lĩnh vực cần giải quyết

- Kĩ năng về lĩnh vực cần giải quyết

- Hoàn cảnh lúc xuất hiện vấn đề cần giải quyết

Trong đó chứa đựng phẩm chất của người giải quyết

1.2.1.2 Học tập

Có nhiều cách tiếp cận về học tập:

 Theo thuyết kiến tạo: Học tập là sự tự kiến tạo tri thức

Trong mô hình học tập theo thuyết kiến tạo thì học sinh tự tìm hiểu thu nhận kiến thức, tự tạo thế giới quan riêng cho mình Tất cả những gì mỗi người trải nghiệm sẽ được sắp xếp chúng vào trong vốn kiến thức đã có và biến chúng thành tài sản riêng của mình , tức là tự kiến tạo riêng cho mình một bức tranh thế giới Học sinh phải học tập từ lí trí riêng và có thể làm điều này càng tốt hơn nếu không phải tuân theo một chương trình cứng nhắc, mà

có thể tự mình điều chỉnh rất nhiều quá trình học tập của chính mình[7]

 Theo lý thuyết nhận thức:

Học tập là quá trình thu nhận và xử lý thông tin Khi nghiên cứu một vấn

đề trước hết HS phải thu thập các thông tin có liên quan đến kiến thức đó Tuy nhiên để biến những thông tin đó thành kiến thức của mình HS cần phải

xử lý thông tin tức là xác định vấn đề cơ bản,xác định quan hệ sát nhập thông

tin mới và cũ thành hệ thống.Từ đó xác định kiến thức khoa học và rút ra kết luận chính xác và đầy đủ về vấn đề học tập [7]

 Theo lý thuyết hoạt động :

Học tập diễn ra trong hoạt động , học tập là một chuỗi các hoạt động của

HS có liên hệ mật thiết với mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học; thông qua các hoạt động sẽ rèn cho HS có ý thức tự giác, tích cực, chủ động

và sáng tạo [4] Người học chỉ có thể phát huy sáng tạo khi họ được học tập

trong hoạt động và bằng hoạt động [4,tr 125]

 Theo lý thuyết nghiên cứu:

Trong dạy học nếu tổ chức cho HS tập dượt nghiên cứu khoa học sẽ rất

có lợi cho bản thân HS, qua đó bản thân người nghiên cứu khoa học không chỉ thu được kết quả mà mình nghiên cứu, mà còn tự rèn luyện được nhiều phẩm chất và năng lực thuộc mục tiêu đào tạo của giáo dục ngày nay như óc sáng tạo, tác phong công nghiệp[4]

Ngoài những quan điểm nêu trên về học, còn có nhiều quan điểm khác nhìn nhận ở góc độ khác nhau Có thể xác định việc học như là một quá trình thu nhận, ghi nhớ ,tích lũy, sử dụng , lý giải và xử lý thông tin , giải quyết vấn

đề Bản chất của học là: “ học cốt lõi là tự học, là quá trình phát triển nội tại,

trong đó chủ thể tự thể hiện và biến đổi mình, tự làm phong phú giá trị của mình bằng cách thu nhận, xử lý và biến đổi thông tin bên ngoài thành tri thức

bên trong con người mình”[7]

1.2.1.3.Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học là một loại lao động của con người ( của một hay nhiều người cùng nhau phân công, hợp tác) nhằm tìm ra lời giải cho một tình huống có vấn đề, lời giải đó có thể là thông tin mới, một phương pháp mới Mục đích của nghiên cứu khoa học là vừa tìm lời giải cho những tình huống có vấn đề vừa có có tính giáo dục cao Bởi việc tìm được lời giải cho các tình huống có vấn đề là một hoạt động cao cấp mang tính giáo dục do nó phải tuân theo những yêu cầu nghiêm ngặt để đảm bảo tính khách quan, tính

chính xác và tính sáng tạo[26]

Yêu cầu nghiên cứu khoa học như vậy là cao, nên vấn đề chỉ thực sự đặt ra ở mức độ đại học và trên đại học Nhưng do tác dụng giáo dục của nó cần phải đưa nó vào giáo dục càng sớm càng tốt , dĩ nhiên là với những châm trước thích hợp so với yêu cầu của một nghiên cứu khoa học Châm trước cơ bản phổ biến nhất là không yêu cầu kết quả phải là mới đối với nhân loại, mà chỉ là yêu cầu mới đối với bản thân người học [26, tr 161-163] Vì vậy dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh THPT thực chất là quá trình dạy HS tập dượt nghiên cứu khoa học Trong quá trình học tập, HS được đặt vào

vị trí của người nghiên cứu, đóng vai trò như những nhà khoa học để phát hiện kiến thức cho bản thân vì người học phải thực hiện , nhận ra vấn đề học tập , nêu giả thuyết nghiên cứu, thiết kết thí nghiệm, nghiên cứu tài liệu, quan sát các chỉ tiêu cần thu thập để phát hiện vấn đề nghiên cứu … từ đó rút ra kết luận Do đó

mà các kĩ năng được rèn luyện và phát triển năng lực nghiên cứu khoa học như: Xác định vấn đề nghiên cứu khoa học, lập kế hoạch nghiên cứu (đưa ra giả thuyết khoa học, tìm kiếm các bằng chứng chứng minh cho giả thuyết khoa học

đã đưa ra thông qua thực nghiệm khoa học, đối chiếu so sánh kiến thức thu được với các kiến thức khoa học ), báo cáo công trình nghiên cứu…

Theo Nguyễn Cương (2007), nghiên cứu khoa học là thực hiện các nội dung theo trình tự các bước như sau [6]:

- Bước 1 Xác định vấn đề nghiên cứu

Xác định vấn đề nghiên cứu thực chất là tìm đối tượng để nghiên cứu tính cấp thiết, thời sự của vấn đề nghiên cứu

- Bước 2 Lập đề cương nghiên cứu

Lập đề cương nghiên cứu nhằm sơ bộ xác định đề tài nghiên cứu

- Bước 3 Thiết kế quy trình nghiên cứu

Ở bước này, quan trọng nhất là việc xậy dựng giả thuyết khoa học cho vấn đề nghiên cứu, từ đó xác định tác động vào đối tượng nghiên cứu và xây dựng mô hình lý tưởng về đối tượng Cuối cùng tổng hợp thành sơ đồ tổng

quát của quy trình nghiên cứu

- Bước 4 Triển khai việc nghiên cứu thông qua các thực nghiệm khoa học

Thực chất, đây là quá trình điều chỉnh, tiếp tục phát triển và kiểm chứng

hệ thống giả thuyết khoa học đã đề ra Chủ yếu là thực hiện các thí nghiệm khoa học để xác nhận giả thuyết, thu thập các tài liệu lý thuyết và thực tế chứng minh cho giả thuyết đã được nêu ra, xây dựng hệ thống các kết luận và đánh giá vấn đề nghiên cứu thông qua các kết luận đã rút ra từ quá trình thực nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học

- Bước 5 Viết, bảo vệ công trình nghiên cứu và đề xuất các ứng dụng Viết công trình nghiên cứu khoa học là trình bày tất cả các kết quả nghiên cứu bằng một văn bản

Chúng tôi cho rằng nghiên cứu khoa học đối với học sinh là cách học, nhưng ở mức cao,tuy kết quả chỉ là phát hiện lại nhưng phải thực hiện như người nghiên cứu, nên tư duy khoa học được phát triển, năng lực nghiên cứu được hình thành nghĩa là năng lực học tập được phát triển ở mức độ cao Ngày nay trong cuộc chạy đua về trí tuệ ta mới thấy hết tầm quan trọng của việc “rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học” cách làm tôt nhất là cứ bắt tay vào tập dượt nghiên cứu khoa học Qua bắt tay vào tập dượt nghiên cứu khoa học với sự hướng dẫn của thầy và bằng những việc làm thực tế của bản thân người tập dượt sẽ hiểu thế nào là phát hiện vấn đề, tư duy nào giữ vai trò chủ đạo trong việc phát hiện vấn đề Khi vấn đề được phát hiện họ cũng dần dần biết cách định hướng giải quyết vấn đề Sau khi đã có hướng giải quyết vấn đề thì họ vào “bếp núc” của việc thiết kế và thi công theo sự chỉ dẫn của phương hướng nói trên Nếu tổ chức cho HS tập dượt nghiên cứu khoa học thì có nhiều lợi ích cho bản thân HS, cho nền giáo dục và cho xã hội

1.2.1.4 Quan hệ giữa học tập và nghiên cứu

Ngày nay học không chỉ có một mục đích là kế thừa những kiến thức mà loài người đã biết, mà còn có mục đích rèn luyện óc thông minh sáng tạo và nhiều đức tính cần thiết khác để không chỉ kế thừa mà còn phát triển cái vốn tri thức mà nhân loại đã có Vì vậy mà lao động “học” không chỉ đơn thuần

là “ lao động” tiếp thu, mà còn bao hàm cả lao động tập dượt để tự mình làm

ra cái mới và bước đầu hãy chỉ yêu cầu “mới” đối với người học chứ chưa yêu cầu“mới” đối với loài người Lao động “học” như vậy tuy có tầm vóc thấp hơn lao động “ nghiên cứu khoa học” , nhưng về bản chất giống với nghiên cứu khoa học, vì đều tìm được cái mới đối với bản thân

Nghiên cứu thực chất là một phương pháp học tập Một phương pháp học tập mang tính biện chứng và khoa học Học tập thông qua phương pháp nghiên cứu giúp HS phát triển tư duy hệ thống, tư duy phân tích tổng hợp, tư duy phê

phán , hình thành các kĩ năng nhận xét, đánh giá , rút ra kết luận khoa học

1.2.1.5 Năng lực nghiên cứu

Năng lực nghiên cứu của HS ở đây được hiểu là năng lực tập dượt nghiên cứu, thực chất là năng lực học tập kiểu nghiên cứu Người học được đặt vào vị trí người nghiên cứu, do đó hoạt động học tập là hoạt động tập dượt nghiên cứu khoa học Kết quả không chỉ thu nhận được kiến thức mà còn được giáo dục nhiều phẩm chất nhất là tính khoa học và phương pháp làm việc khoa học

Năng lực nghiên cứu sinh học 11 – THPT cần có ở HS

Từ những quan niệm về năng lực, nghiên cứu, năng lực nghiên cứu , học tập và mối quan hệ giữa học tập và năng lực nghiên cứu chúng tôi cho rằng NLNC cần có trong học tập Sinh học 11 – THPT là:

Thứ nhất: Phát hiện vấn đề nghiên cứu trong chương trình Sinh học 11 Thứ hai : Nêu giả thuyết khoa học về vấn đề nghiên cứu

Thứ ba: Lập kế hoạch nghiên cứu để chứng minh cho giả thuyết đã nêu Thứ tư: Thực hiện kế hoạch để tìm được các cứ liệu khoa học chứng minh cho giả thuyết và lý giải kết quả

Thứ năm: Tổng kết và rút ra kết luận khoa học: Từ kết quả, các cứ liệu, xây dựng kết luận tức là vấn đề nghiên cứu được giải quyết

1.2.1.6 Vai trò của năng lực nghiên cứu trong học tập

Việc hình thành phương pháp học tập để phát triển tư duy cho HS luôn là một trong những nhiệm vụ quan trọng của người giáo viên [16,20] Bộ môn Sinh học là một môn học nghiên cứu về thế giới sống, thì việc phát triển năng lực nghiên cứu cho HS trong dạy học Sinh học là một cách dạy học sáng tạo, hiệu quả thể hiện ở những điểm sau:

- Giúp HS học tập chủ động hơn và tư duy Sinh học ở mức cao hơn HS

tự lực phát hiện, tìm hiểu, xem xét, suy luận, điều tra các hiện tượng, sự vật, quy luật bằng phương pháp khoa học để từ những dữ liệu đã có nhằm tổng hợp, hệ thống hoá các sự kiện, các yếu tố thành một chỉnh thể thống nhất, thuận lợi cho việc khái quát hoá, hình thành khái niệm khoa học và nghiên cứu sâu hơn bản chất vấn đề Đây là sản phẩm của tư duy lý thuyết, qua đó phát triển tư duy cho HS [28,27]

- Góp phần xây dựng nhu cầu nhận thức, nâng cao tinh thần trách nhiệm của

HS trong học tập, thúc đẩy HS tích cực tham gia vào các hoạt động học tập do giáo viên tổ chức, kết hợp với giáo viên hình thành kiến thức và làm cho bài học trở nên sinh động hơn [12]

- HS vừa được nghiên cứu lý thuyết vừa được tự thiết kế thí nghiệm để

có thể kiểm chứng lý thuyết ấy, có tác dụng kích thích khả năng tìm tòi, rèn luyện kỹ năng làm việc theo phương pháp nghiên cứu đồng thời đòi hỏi HS phải tập trung cao độ, đào sâu suy nghĩ, cải thiện sức sáng tạo và trí nhớ, phát huy tối đa khả năng tư duy của mình Qua đó giúp HS thấy rõ mình đã tiếp thu được những điều vừa học đến đâu, còn những chỗ nào chưa thu nhận được thì cần bổ sung và liên hệ với những kiến thức đã học [9]

1.2.2 Thí nghiệm

1.2.2.1 Thí nghiệm Sinh học

Nếu quan sát là phương pháp nghiên cứu các đối tượng và hiện tượng có sẵn trong điều kiện tự nhiên, thì TN là phương pháp nghiên cứu đối tượng và hiện tượng trong điều kiện nhân tạo Trong phức hợp các điều kiện tự nhiên tác động lên sinh vật, người nghiên cứu chỉ chọn một vài yếu tố riêng biệt để nghiên cứu lần lượt các ảnh hưởng của chúng TN là phương pháp cơ bản trong nghiên cứu khoa học Sinh học, vì vậy nó cũng được sử dụng trong dạy học Sinh học[28]

Thí nghiệm khi được xét là một danh từ, nó bao gồm mẫu vật, dụng cụ, phòng thí nghiệm, hóa chất được cung cấp từ hiện thực khách quan

Còn khi xét là một động từ, thí nghiệm là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó bên trong điều kiện xác định để tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh [28]

Để nghiên cứu các sự vật hiện tượng trừu tượng , có mối liên hệ thành phần trong tổng thể phức tạp, tách ra từng đối tượng, hay quy các đối tượng nghiên cứu về trường hợp cụ thể, lý tưởng hóa các yếu tố không nghiên cứu, sau đó dụng cụ, hóa chất trong phòng thí nghiệm để tạo ra môi trường phù hợp cho thí nghiệm khả thi

Theo quan điểm của Losklinbo : “ phương tiện dạy học là tất cả các phương tiện vật chất cần thiết giúp cho giáo viên và học sinh tổ chức và tiến hành hợp lý có hiệu quả quá trình giáo dưỡng ở các cấp học, các lĩnh vực, các môn học để có thể thực hiện được những yêu cầu của chương trình dạy học” Với mục tiêu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, phương tiện dạy học được hiểu rộng thêm là các phương tiện được sử dụng trong quá trình dạy học

để hình thành các tình huống có vấn đề trong giờ học giúp học sinh tìm hiểu , củng cố so sánh , vận dụng kiến thức Vì thế , thí nghiệm sẽ trở thành phương tiện dạy học hữu ích Mặt khác , xét cụ thể trên quan điểm lý luận dạy học, thí nghiệm còn là mộ loại phương tiện trực quan – hệ thống bao gồm các dụng

cụ, đồ dùng , thiết bị kĩ thuật từ đơn giản đến phức tạp được dùng trong quá trình dạy học với tư cách là đại diện cho hiện thực khách quan của sự vật ,

hiện tượng Ngoài ra thí nghiệm còn là con đường tìm ra kết luận khoa học và phương pháp dạy học Sinh học

1.2.2.2 Vai trò của thí nghiệm sinh học trong dạy học Sinh học

Thí nghiệm là một phương pháp nghiên cứu cơ bản trong Sinh học TN không chỉ nghiên cứu các sự vật hiện tượng tự nhiên mà con người có thể chủ động tạo ra các yếu tố thí nghiệm để nghiên cứu trong điều kiện nhân tạo theo mục đích của mình, chính vì vậy trong dạy học Sinh học thí nghiệm có vai trò đặc biệt quan trọng :

Thí nghiệm Sinh học được HS thực hiện chu đáo sẽ rèn luyện được những đức tính tốt như chính xác, cẩn thận, biết làm việc có phương pháp, có khoa học, phát triển tư duy kỹ thuật và tư duy logic.Thực nghiệm thí nghiệm tiến Sinh học sẽ đưa việc học tập của HS tiến gần đến cách nghiên cứu của nhà khoa học[32]

Thí nghiệm là nguồn cung cấp tri thức : Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là cơ sở xuất phát cho quá trình nhận thức của học sinh Trong thí nghiệm có nhiều yếu tố con người có thể chủ động sáng tạo

ra, vì vậy cho phép đi sâu tìm hiểu bản chất các hiện tượng , các mối quan hệ nhân quả của hiện tượng Từ đó có thể hình thành tri thức cho HS Đặc biệt qua TN người học có thể tự mình lĩnh hội tri thức mới qua các hiện tượng được biểu hiện

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức hoạt động tích cực của HS trong dạy học Sinh học : Thí nghiệm không chỉ đơn thuần là minh họa cho kiến thức bài giảng mà thí nghiệm còn là phương tiện rất hữu ích trong việc hình thành kiến thức cho HS Nếu TN được tổ chức dưới hình thức tìm tòi , nghiên cứu thì HS không chỉ quan sát mà còn tự mình rút ra kinh nghiệm, nhận xét, và tự mình giải thích TN.Thông qua đó phát triển cho HS tính độc lập, tự giác, tích cực, sáng tạo trong hành động và nhận thức

Sử dụng TN trong dạy học làm cho bài học thêm sinh động, khơi dậy ở

HS hứng thú học tập môn học và niềm tin ở kiến thức vừa lĩnh hội

Xuất phát từ những quan điểm trên chúng tôi nhận thấy: Thí nghiệm vừa

là phương tiện tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh, vừa là phương tiện

để học sinh rèn luyện năng lực nghiên cứu theo phương pháp tư duy của các nhà khoa học Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh, là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh

1.2.2.3 Các quy tắc tiến hành thí nghiệm

Thí nghiệm được hình thành từ thực tiễn quan sát, nghiên cứu Muốn tìm hiểu đúng quy luật của tự nhiên thì khi tiến hành thí nghiệm - tách bộ phận

ra khỏi chỉnh thể phải tuân theo quy tắc sau:

- Lặp lại nhiều lần , đảm bảo tính khách quan Kết quả chỉ có giá trị khi giống nhau trên số lượng lớn mẫu nghiên cứu khác nhau

- Các yếu tố không TN cần giống nhau, chỉ thay đổi các yếu tố TN ( đảm bảo các yếu tố không TN)

- Đảm bảo các yếu tố không TN phải thật đồng đều

- Đảm bảo yếu tố ngẫu nhiên

- Đảm bảo tính khách quan và có độ tin cậy

- Phải có vật đối chứng và vật TN

- Đảm bảo tính chính xác của TN Nguyên tắc này không những giúp cho xác xuất thành công của TN lớn mà còn giúp cho người thực hiện tiết kiệm được thời gian, mẫu vật hóa chất

- Đảm bảo TN phải thật điển hình Nguyên tắc này đòi hỏi việc chọn lựa các mẫu vật thực hiên TN phải đặc trưng, đảm bảo được thành công của TN và đặc biệt là thấy được kết quả mà chúng ta mong muốn trong TN [32, tr.13- 14]

1.3 Cơ sở thực tiễn

1.3.1 Phương pháp xác định thực trạng

Sử dụng phiếu điều tra

1.3.2 Nội dung xác định thực trạng

Tìm hiểu thực trạng sử dụng TN và nhận thức của GV về dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh ở các trường THPT

Tìm hiểu thực trạng về năng lực nghiên cứu của học sinh THPT

1.3.3 Kết quả xác định thực trạng

1.3.3.1 Thực trạng sử dụng TN và nhận thức của GV về dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh ở các trường THPT

Để xác định thực trạng sử dụng TN và nhận thức của GV về dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh ở các trường THPT ,chúng tôi

đã sử dụng phiếu điều tra với 42 giáo viên thuộc 8 trường THPT tỉnh Hưng Yên.( Xem phụ lục 1 ).Sau đây là kết quả thu được:

Bảng 1.1 Kết quả khảo sát thực trạng sử dụng TN và nhận thức của

GV về dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh ở các

trường THPT

Nội dung câu hỏi

Số

GV được hỏi

Kết quả điều tra

Nội dung trả lời

Số

GV trả lời

Tỉ lệ

% Câu 1 Thầy (Cô)

30 71,4

Nêu giả thuyết nghiên cứu 2 4,76 Lập kế hoạch nghiên cứu 7 16,7 Thực hiện kế hoạch nghiên cứu 5 11,9 Tổng kết rút ra kêt luận khoa học 11 26,2

luyện cho HS NLNC

ở mức nào ?

Câu 4: Thầy (Cô) sử

Câu 5: Thầy (Cô) sử

2 4,8

Củng cố kiến thức đã học ( Theo phân phối chương trình ) 35 83,3 Kiểm tra đánh giá kết quả học tập 0 0

Câu 6: Theo Thầy

- Không hứng thú với môn học 18 43,9

- Chưa làm quen với hướng tiếp cận này

- Chưa có tài liệu, hướng dẫn 14 34,1

Nội dung chương trình:

- Chưa gắn với thực tiễn 15 36,6

- Không đáp ứng được nhu cầu 11 26,8

Qua kết quả khảo sát cho thấy:

Về nhận thức của GV về việc rèn luyện năng nghiên cứu cho người học

ở các trường THPT: 54,8% cho rằng rất cần thiết 28,6% cho rằng cần thiết và 7,14 % giáo viên cho rằng không cần thiết Nhận thức của thày cô về năng lực nghiên cứu cần hình thành ở HS chưa được sâu sắc: Đa số thày cô cho rằng NLNC của HS thể hiện thông qua các khả năng :Có NL phân tích nội dung SGK để nhận ra vấn đề nghiên cứu ( 71,9 %), hay là khả năng tự học ( 88,1 %) Vì vậy dạy học phát triển NLNC cho HS ở trường THPT chưa thực

sự đi đúng hướng Đa số GV cho rằng phát triển NLNC cho HS là không cần thiết 59,5 % ( 29GV) ,80,9 % ( 34 GV ) không thường xuyên rèn năng lực

NC cho HS

Về mức độ sử dụng TN : đa số GV sử dụng TN với mục đích củng cố kiến thức đã học ( Theo phân phối chương trình ) ( 83,3 %) mà không sử dụng TN vì mục đích phát triển NLNC cho HS

Về những khó khăn trong việc dạy học theo hướng hình thành và phát triển NL cho HS, trong số 42 GV được hỏi có 2,4% GV (1 GV) không có ý kiến, điều này có thể giải thích do các GV chưa có kiến thức cũng như chưa được dạy học theo định hướng này, do đó chưa phát hiện ra những khó khăn trong quá trình dạy học Trong số 97,6% GV có ý kiến (41 GV) thì những khó khăn họ gặp phải là: Các vấn đề về HS (chiếm 85,27%) như: trình độ HS không đồng đều,

HS chưa hứng thú với môn học, NL HS còn hạn chế và chưa làm quen với hướng tiếp cận này Về bản thân GV gặp phải những khó khăn là chưa có kinh nghiệm, phương pháp và chưa có tài liệu hướng dẫn thực hiện chiếm 80,44% Các vấn đề về nội dung như còn nặng về kiến thức, chưa gắn với thực tiễn và không gây hứng thú cho HS chiếm 92,7% Các GV còn gặp khó khăn về cơ sở vật chất (26,8%); gặp nhiều khó khăn về thời gian (39%); hầu như không gặp khó khăn về mô hình lớp học (4,9%) Từ đó, cần có các biện pháp khắc phục để khuyến khích GV tổ chức dạy học theo hướng hình thành và phát triển NL nhiều hơn nữa

1.3.3.2 Thực trạng về NLNC của HS trường THPT

Để xác định thực trạng mức độ năng lực nghiên cứu của HS chúng tôi

đã sử dụng phiếu điều tra trên 100 HS thuộc khối lớp 11 – THPT ( Xem phụ

lục 1 ).Sau đây là kết quả thu được:

Bảng 1.2 Kết quả điều tra thực trạng về NLNC của HS

SL Tỉ lệ % Câu 1 Để chứng minh: “thiếu

magiê lá cây sẽ chuyển màu vàng”

em có thể sử dụng cách chứng minh

nào sau đây:

1.Giải thích theo SGK 67 67 2.Giải thích bằng tư

liệu thu thập từ các nguồn tài liệu khác

3.Làm TN để chứng minh

Câu 3 Thiết kế TN như thế nào để

khẳng định lá là cơ quan thoát hơi

nước

1.Trồng cây vào lọ có dung dịch khoáng, theo dõi lượng nước trong

lọ

2.Trồng cây vào chậu , lấy túi linông trùm từ gốc lên ngọn

3.Trồng cây vào chậu ,ngắt hết lá trên cây lấy túi linông trùm từ gốc lên ngọn

4.Làm 2 thí nghiệm như TN 2 và 3

Câu 4: Khi nghiên cứu bài 5 SGK

sinh học 11 Em có thể nêu giả

thuyết khoa học cho câu hỏi định

hướng khoa học: Nitơ có ảnh hưởng

đến sự sinh trưởng và phát triển của

thực vật như thế nào ?

Giả thuyết 1: Nitơ là nguyên tố có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật

Giả thuyết 2: Nitơ là nguyên tố không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật

Em không biết nêu giả thuyết

Qua bảng 1.2 cho thấy:

Để chứng minh một đơn vị kiến thức đa số HS chỉ căn cứ vào giải thích của SGK ( 67% HS căn cứ thông tin SGK, 32 % HS căn cứ vào tài liệu tham khảo , 1 % HS làm TN) Đa số HS không thể thiết kế và làm TN ( 73%)

Phần lớn HS không hiểu thế nào là giả thuyết và do đó không thể nêu được giả thuyết cho một câu hỏi định hướng khoa học ( 98 %)

Như vậy chúng tôi nhận thấy đa số HS năng lực nghiên cứu còn nhiều hạn chế

* Nguyên nhân của thực trạng trên :

Về phía giáo viên

Phương pháp dạy học: Do ảnh hưởng của lối dạy truyền thống, không thể trong thời gian ngắn mà có thể thay đổi cách làm của GV PPDH chủ yếu vẫn là thầy đọc, trò chép, thuyết trình giảng giải xen kẽ vấn đáp, tái hiện Việc vận dụng phương pháp tích cực chủ yếu thực hiện trong giờ thao giảng, các tiết dạy thi giáo viên giỏi Trong mỗi tiết dạy GV chỉ tập trung để truyền tải hết kiến thức SGK mà không giúp HS biết cách không khơi dậy tiềm năng sáng tạo, phát huy tính tích cực nhận thức của người học GV ít chú ý đến việc phát triển năng lực NC cho HS vì công việc này đòi hỏi nhiều thời gian và công sức khi phải chuẩn bị giáo án hay thiết kế ccác TN Số lượng GV dạy học theo phương pháp tích cực ít,mặc dù phần lớn xác định được rằng các phương pháp này thực

sự lôi cuốn HS, giúp HS chủ động nắm vững kiến thức

Ngoài ra, do việc thi cử và kiểm tra vẫn còn nặng nề về tái hiện kiến thức nên cách dạy phổ biến hiện nay vẫn chỉ chú ý đến việc cung cấp kiến thức cho học sinh Bên cạnh đó, còn có thể kể đến một bộ phận GV chưa tâm huyết với nghề, ý thức tích cực cải tiến PPDH còn mờ nhạt, không kích thích được tính tích cực và hứng thú của HS nên chất lượng dạy học không được cải thiện

Về phía học sinh:

Đa số HS vẫn coi môn Sinh học là môn phụ do vậy HS thiếu sự đầu tư thời gian và công sức vào học Hầu hết HS chưa đổi mới cách học chỉ quen với cách học thuộc lòng nội dung cơ bản ghi chép được ở trên lớp và chưa chú ý đến việc phân tích, chứng minh và tìm hiểu bản chất của nội dung đó HS chưa

xác định được đúng động cơ, thái độ học tập, chưa ham thích học tập bộ môn nên thụ động trong việc tiếp thu kiến thức mới

Qua kết quả điều tra NLNC của HS và nhận thức của GV về phát triển năng lực nghiên cứu, những biện pháp GV sử dụng thí nghiệm ở trường THPT hiện nay là cơ sở khẳng định việc cần phải phát triển năng lực nghiên cứu trong quá trình dạy học

-Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực, học tập, nghiên cứu,

- Nghiên cứu cơ sở thực tiễn của việc phát triển năng lực nghiên cứu cho HS bằng sử dụng thí nghiệm

Từ cơ sở lí luận và thực tiễn khẳng định việc sử dụng thí nghiệm để phát triển NLNC cho học sinh là cần thiết và đáp ứng được nhu cầu về đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, đó là phát triển các năng lực của người học

Chương 2

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

NGHIÊN CỨU CHO HỌC SINH

2.1 Đặc điểm nội dung của chương trình Sinh học 11 Trung học phổ thông Chương trình Sinh học 11 THPT đề cập đến các nguyên lý, các quá trình của hoạt động sống diễn ra ở cấp độ cơ thể trên cơ sở khái quát các nội dung kiến thức sinh học chuyên khoa về thực vật và động vật Trong Sinh học 11 mỗi chức năng sống ở cấp độ cơ thể đều được trình bày lần lượt biểu hiện ở

cơ thể thực vật (được thể hiện ở phần A) và cơ thể động vật (được thể hiện ở phần B), điều này giúp học sinh nhận thức được rằng các quá trình sinh học

cơ bản đều được thực hiện ở thực vật và động vật mà HS đã được tìm hiểu ở các lớp 6,7,8,9 Vì lẽ đó, khi dạy Sinh học 11, GV cần giúp HS không chỉ tiếp cận với sinh học thực vật, động vật mà còn từ các quá trình sống của đại điện Thực vật, Động vật mà rút ra được các nguyên lí chung cả các quá trình sống, đặc trưng cho cấp độ tổ chức cơ thể

2.1.1 Mục tiêu của chương trình Sinh học 11 THPT [20]

Sau khi học xong chương tŕnh sinh học 11 THPT, HS có khả năng:

+ Nêu và giải thích được các cơ chế tác động, quá trình sinh lí trong hoạt động sống ở mức cơ thể (động vật và thực vật) có liên quan mật thiết đến mức

độ phân tử, tế bào cũng như mối quan hệ mật thiết với môi trường sống +Thấy được sự thống nhất và khác biệt về quá trình sống giữa động vật

và thực vật

+Vận dụng được các kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và đời sống nhằm nâng cao năng suất vật nuôi, cây trồng, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống

+ Củng cố cho HS quan điểm duy vật biện chứng về thế giới sống, bồi dưỡng cho HS lòng yêu thiên nhiên và bảo vệ thiên nhiên, ðặc biệt là bảo vệ rừng, bảo vệ ðộng vật hoang dã

+ Rèn luyện cho HS tư duy biện chứng và tư duy hệ thống

- Về kỹ năng

Rèn luyện cho HS các kỹ năng sau:

+ Kỹ năng quan sát, phân tích các hiện tượng, bản chất của sự vật thông qua việc quan sát tranh vẽ, thí nghiệm và các bài thực hành

+ Kỹ năng học tập, đặc biệt là kỹ năng tự học tích cực như: phân tích kênh hình, lập bảng biểu, thu thập và xử lý thông tin

+ Hình thành và phát triển năng lực tư duy logic như: phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa đặc biệt là kỹ năng giải quyết vấn đề phức hợp, những tình huống phát sinh trong thực tiễn học tập

+ Rèn luyện kỹ năng xã hội như: cộng tác làm việc, thảo luận nhóm, giao tiếp…

+ Hình thành năng lực tự kiểm tra, tự đánh giá cho HS thông qua việc so sánh đối chiếu hiệu quả làm việc với các thành viên khác trong lớp học

- Về thái độ:

+ Luôn có tinh thần chủ động, thái độ tích cực khi giải quyết các nhiệm

vụ học tập, nâng cao tinh thần hợp tác, tôn trọng ý kiến cá nhân để có thể tạo

ra những sản phẩm học tập tốt

+ Có ý thức vận dụng những kiến thức đã học cụ thể là kiến thức cảm ứng để giải thích các hiện tượng trong tự nhiên và ứng dụng trong thực tiễn sản xuất

+ Có ý thức bảo vệ thiên nhiên và môi trường sống xung quanh [4, 1,2]

2.1.2 Nội dung của chương trình Sinh học 11 THPT

Nội dung của sách giáo khoa sinh học 11 cơ bản được thể hiện qua bảng 2.1

Bảng 2.1 Nội dung SGK Sinh học 11

- Phân biệt mối quan hệ giữa sự trao đổi chất giữa cơ thể

và môi trường, với sự chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào

- Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào (trao đổi nước, trao đổi khoáng, quang hợp và hô hấp) và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đó

- Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật (Tiêu hóa, hô hấp, hệ tuần hoàn, hệ bài tiết, cân bằng nội môi…)

- So sánh quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng giữa thực vật và động vật; ứng dụng kiến thức về chuyển hóa vật chất và năng lượng vào sản xuất và đời sống

- Khái niệm, cơ chế của các hình thức cảm ứng ở các

hành) nhóm động vật, chiều hướng tiến hóa trong các hình thức

cảm ứng của cá nhóm động vật có tổ chức khác nhau Khái niệm điện thế nghỉ, điện thế hoạt động, xináp, tập tính ở động vật, phân biệt các dạng tập tính chủ yếu ở động vật

- Mối liên hệ giữa cảm ứng ở mức cơ thể và mức tế bào, ứng dụng kiến thức cảm ứng vào đời sống sản xuất

- Các bài thực hành:

+ Bài 25 Thực hành: Hướng động + Bài 33 Thực hành: Xem phim về tập tính của động vật Chương III:

- So sánh sinh trưởng và phát triển giữa động vật và thực vật

- Ứng dụng kiến thức sinh trưởng vào sản xuất, đời sống Chương IV:

- Chiều hướng tiến hóa của sinh sản hữu tính ở sinh vật

- Bài 43 Thực hành: Nhân giống vô tính ở thực vật bằng

giâm, chiết, ghép

Phân tích nội dung sách giáo khoa sinh học 11 (SGK SH 11) cho thấy, nội dung các bài trong chương trình SGK SH 11 phần lớn được sắp xếp theo một cấu trúc chung: khái niệm về chức năng, sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng, cơ chế thực hiện chức năng, ảnh hưởng của môi trường đến thực hiện chức năng và ứng dụng các kiến thức về chức năng sống của sinh vật vào sản xuất và đời sống Kiến thức được trình bày ở SGK SH 11 là những kiến thức nâng cao, có tính hệ thống và có tính kế thừa từ những kiến thức đã học

ở chương trình sinh học cấp THCS Nội dung được trực quan hóa tối đa bằng tranh vẽ, ảnh chụp, sơ đồ, bảng số liệu để học sinh quan sát, nghiên cứu SGK, phân tích, rút ra kết luận…

Các kiến thức về cơ chế của các quá trình sống chủ yếu được giới thiệu bằng các thí nghiệm hoặc mô tả thí nghiệm, thông báo kết quả thí nghiệm, yêu cầu học sinh giải thích nguyên nhân, kết quả đi đến kết luận về cơ chế thực hiện các chức năng, về sự thống nhất giữa cấu trúc và chức năng sống trong cơ thể thông qua các bài thực hành hoặc các nội dung kiến thức gắn với thực hành, thí nghiệm Chính những nội dung kiến thức đó cung cấp rất nhiều câu hỏi đinh hướng, bài tập thí nghiệm phát huy tính tích cực, khả nãng tự học, tự nghiên cứu khoa học của HS, rèn cho HS các kỹ năng đặt câu hỏi định hướng khoa học; kỹ năng nêu giả thuyết khoa học; kỹ năng tìm kiếm bằng chứng; giải thích; đối chiếu; kết nối các giải thích với các kiến thức khoa học sẵn có Trên cơ sở đó, phát triển ở HS năng lực so sánh, phân tích, tổng hợp,nghiên cứu Nội dung kiến thức của chương trình được thiết kế hợp lí, nhằm trả lời cho các câu hỏi sau đây:

(1) Chuyển hoá vật chất và năng lượng là gì? Quá trình này giống và khác nhau như thế nào ở cấp tế bào và cấp cơ thể (thực vật và động vật)? Từ

đó hãy chứng minh cấu trúc phù hợp với chức năng

(2) Các thí nghiệm về sự thoát hơi nước, vai trò của phân bón; các bài

thực hành: Phát hiện diệp lục và carotenoit, phát hiện hô hấp ở thực vật, đo các chỉ tiêu sinh lý ở người chứng minh điều gì? Hãy thiết kế các thí nghiệm tương tự chứng minh những điều đó

(3) Cảm ứng là gì? Các yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình cảm ứng ở thực vật và động vật? Làm thế nào để chứng minh sự ảnh hưởng của các yếu tố

đó đối với đời sống của động, thực vật? Vai trò của cảm ứng đối với thực vật và động vật? Cơ chế cảm ứng ở thực vật và động vật khác nhau như thế nào?

(4) Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, thực vật biểu hiện khác động vật như thế nào? Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển ở động vật có ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển ở thực vật không? Hãy chứng minh

(5) Khái niệm sinh sản? Sinh sản ở thực vật khác động vật như thế nào? Hãy chứng minh rằng: các phương pháp nhân giống ở thực vật là ứng dụng kiến thức về sinh sản ở thực vật vào thực tế cuộc sống

(6) Hiểu biết về quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản ở thực vật và ở động vật giúp ích gì trong sản xuất và đời sống con người?

Như vậy, chúng ta có thể thấy trật tự các chương và kiến thức được trình bày trong mỗi chương hướng đến việc trả lời cho các câu hỏi đã nêu ở trên Việc trả lời các câu hỏi đó giúp thực hiện được mục tiêu đã đề ra trong quá trình dạy học Điều đó khẳng định chương trình Sinh học 11 rất có tiềm năng lớn để thiết kế và tổ chức các hoạt động học tập cho HS theo hướng sử dụng thí nghiệm để phát triển NLNC

2.2 Những chủ đề trong Sinh học 11 cần sử dụng thí nghiệm

* Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật:

 TN chứng minh rễ là cơ quan hút nước và khoáng

 TN chứng minh lá là cơ quan thoát hơi nước chủ yếu của cây trồng

 TN về quá trình vận chuyển nước và khoáng trong cây

 TN về vai trò của cac nguyên tố khoáng

 TN về vai trò của phân bón

 TN chứng minh quang hợp cần lấy CO2 và thải Oxi

 TN về các nhân tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến quang hợp

*Sinh trưởng, phát triển ở thực vật

 TN về ảnh hưởng của các hooc môn thực vật đến quá trình sinh trưởng phát triển ở TV

* Sinh sản ở thực vật:

 TN về các hình thức sinh sản sinh dưỡng ở thực vật

2.3 Sử dụng TN nhằm phát triển năng lực nghiên cứu trong day học Sinh học 11- THPT

2.3.1.Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học lớp 11 trung học phổ thông nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho HS

Để sử dụng TN nhằm phát triển NLNC cho HS cần đảm bảo nguyên tắc:

2.3.1.1.Quán triệt mục tiêu dạy học

Mục tiêu dạy học được hiểu là cái đích và yêu cầu cần đạt được của quá trình dạy học Đó là mục tiêu về kiến thức, kỹ năng, thái độ của học sinh cần đạt được trong quá trình học tập Vì vậy khi thiết kế TN phải hướng vào mục tiêu của bài học, bám sát mục tiêu của bải học đảm bảo người học không chỉ

tự mình tìm tòi, khám phá ra kiến thức từ các quan sát và thực nghiệm mà còn phải đề xuất các giải thích cho một hiện tượng hay phát hiện một nội dung kiến thức mới trong bài học, qua đó rèn luyện kỹ năng tư duy cho người học

2.3.1.2.Phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo của học sinh