Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông tại Việt Nam, việc nâng cao chất lượng dạy học môn Sinh học, đặc biệt là hình thành và phát triển khái niệm (KN) sinh trưởng và phát triển trong chương trình Sinh học phổ thông, trở thành một yêu cầu cấp thiết. Theo khảo sát thực trạng tại một số trường THPT ở Hà Nội, chỉ khoảng 9,5% học sinh (HS) luôn chỉ ra được các dấu hiệu chung và bản chất của KN sinh học, trong khi 53,25% HS học thuộc lòng mà không hiểu bản chất, dẫn đến khó vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Mặt khác, 64% giáo viên (GV) sử dụng đồ dùng trực quan chủ yếu để minh họa, chưa khai thác hiệu quả trong việc hình thành KN cho HS.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm phân tích sự hình thành và phát triển hệ thống KN sinh trưởng, phát triển trong chương trình Sinh học THPT, đồng thời xây dựng hệ thống bản đồ khái niệm (BĐKN) hỗ trợ dạy học bằng phần mềm IHMC Cmap Tools, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học môn Sinh học. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào chương trình Sinh học phổ thông tại các trường THPT ở Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2008 đến 2009.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tiến phương pháp dạy học KN Sinh học, giúp HS phát triển tư duy trừu tượng, nâng cao khả năng lĩnh hội và vận dụng kiến thức, đồng thời hỗ trợ GV trong việc thiết kế bài giảng sinh động, trực quan. Các chỉ số như tỷ lệ HS nắm vững KN, mức độ ứng dụng CNTT trong dạy học và thái độ học tập của HS được sử dụng làm thước đo hiệu quả nghiên cứu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về khái niệm và dạy học khái niệm (DHKN), trong đó KN được định nghĩa là hình thức tư duy trừu tượng phản ánh bản chất và các dấu hiệu cơ bản của sự vật, hiện tượng. Lý thuyết nhận thức của David Ausubel về học hiểu (meaningful learning) được vận dụng để nhấn mạnh vai trò của việc đồng hóa KN mới vào hệ thống KN đã có của người học.

Bản đồ khái niệm (BĐKN), phát triển bởi Novak, là công cụ đồ thị thể hiện các KN và mối quan hệ giữa chúng dưới dạng mạng lưới, giúp trực quan hóa cấu trúc tri thức và hỗ trợ quá trình học tập. BĐKN được ứng dụng trong dạy học Sinh học nhằm giúp HS hình thành hệ thống KN sinh trưởng, phát triển một cách có hệ thống và logic.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Khái niệm sinh trưởng và phát triển trong Sinh học
  • Bản đồ tư duy (Mind Map) và bản đồ khái niệm (Concept Map)
  • Học hiểu và học thuộc lòng trong nhận thức kiến thức
  • Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp định tính và định lượng.

  • Nguồn dữ liệu:

    • Phiếu khảo sát ý kiến GV và HS tại 4 trường THPT ở Hà Nội với mẫu gồm 35 GV và hàng trăm HS khối 11.
    • Tài liệu chương trình, sách giáo khoa Sinh học phổ thông và các nghiên cứu trước đây về DHKN và BĐKN.
    • Ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực giáo dục Sinh học và CNTT giáo dục.
  • Phương pháp phân tích:

    • Phân tích thống kê mô tả kết quả khảo sát về nhận thức, thái độ và phương pháp dạy học của GV, thái độ học tập và mức độ nắm vững KN của HS.
    • Phân tích nội dung chương trình và SGK để xác định hệ thống KN sinh trưởng, phát triển.
    • Thiết kế và xây dựng hệ thống BĐKN bằng phần mềm IHMC Cmap Tools, đánh giá tính khả thi qua thực nghiệm sư phạm.
  • Timeline nghiên cứu:

    • Giai đoạn chuẩn bị và thu thập dữ liệu: 3 tháng
    • Phân tích và xây dựng hệ thống BĐKN: 4 tháng
    • Thực nghiệm sư phạm và đánh giá hiệu quả: 3 tháng
    • Tổng kết và hoàn thiện luận văn: 2 tháng

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng nhận thức và phương pháp dạy học của GV:

    • 64,4% GV thường xuyên xây dựng mục tiêu dạy học, nhưng chỉ 24,5% nhận thức đầy đủ về tầm quan trọng của việc hình thành và phát triển KN sinh học.
    • 53,7% GV không phân tích các dấu hiệu đã hình thành và cần hình thành khi dạy một KN mới.
    • Phương pháp dạy chủ yếu là thuyết trình (41,4%) và giải thích minh họa (72,5%), trong khi chỉ 29% sử dụng tình huống có vấn đề và 33% sử dụng BĐKN.
  2. Thái độ học tập và mức độ nắm vững KN của HS:

    • 17,25% HS yêu thích môn Sinh học, 23,5% không hứng thú, 59,25% coi đây là nhiệm vụ bắt buộc.
    • 75% HS học thuộc lòng một cách máy móc, chỉ 6,25% chuẩn bị bài mới theo hướng nghiên cứu.
    • 9,5% HS luôn chỉ ra được dấu hiệu chung và bản chất của KN, 21,75% nắm vững và vận dụng được KN, trong khi 25% học thuộc lòng mà không hiểu bản chất.
  3. Ứng dụng công nghệ thông tin và thiết bị dạy học:

    • 78% GV cho biết đồ dùng dạy học trong trường khá đầy đủ, nhưng 67% ít khi sử dụng trên lớp.
    • 57% GV sử dụng internet thường xuyên, nhưng chỉ 20% dạy trên lớp có sử dụng máy tính và máy chiếu.
    • 53% GV cho rằng ứng dụng CNTT chưa đem lại hiệu quả như mong đợi do hạn chế về kỹ năng sử dụng.
  4. Phân tích chương trình và SGK Sinh học:

    • Hệ thống KN sinh trưởng, phát triển được xây dựng xuyên suốt từ lớp 6 đến lớp 12 theo mạch kiến thức đồng tâm, mở rộng.
    • KN được trình bày từ cụ thể đến trừu tượng, từ hiện tượng đến bản chất, nhưng chưa được hệ thống hóa và phát triển đầy đủ giữa các lớp.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy GV chưa nhận thức đầy đủ vai trò của KN trong việc hình thành kiến thức và phát triển tư duy cho HS, dẫn đến việc dạy học KN còn mang tính truyền thụ một chiều, thiếu sự phân tích và phát triển hệ thống KN. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về hạn chế trong đổi mới phương pháp dạy học Sinh học tại Việt Nam.

Thái độ học tập của HS còn thụ động, chủ yếu học thuộc lòng, thiếu sự chủ động và sáng tạo, ảnh hưởng đến hiệu quả lĩnh hội kiến thức. Việc HS không nắm vững bản chất KN làm giảm khả năng vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn.

Ứng dụng CNTT trong dạy học còn hạn chế do thiếu kỹ năng và nhận thức của GV, mặc dù cơ sở vật chất tương đối đầy đủ. Việc xây dựng và sử dụng BĐKN bằng phần mềm IHMC Cmap Tools được đánh giá là giải pháp tiềm năng giúp trực quan hóa kiến thức, hỗ trợ GV và HS trong việc hệ thống hóa và phát triển KN sinh trưởng, phát triển.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ GV sử dụng các phương pháp dạy học khác nhau, biểu đồ tròn về thái độ học tập của HS, và bảng so sánh mức độ nắm vững KN giữa các nhóm HS.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cao nhận thức và năng lực chuyên môn cho GV:

    • Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về DHKN và ứng dụng BĐKN trong dạy học Sinh học.
    • Thời gian: 6 tháng đầu năm học.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học sư phạm.
  2. Ứng dụng phần mềm IHMC Cmap Tools trong thiết kế bài giảng:

    • Khuyến khích GV xây dựng và sử dụng BĐKN để trực quan hóa hệ thống KN sinh trưởng, phát triển.
    • Thời gian: Triển khai thí điểm trong 1 năm học.
    • Chủ thể thực hiện: GV Sinh học các trường THPT, trung tâm CNTT giáo dục.
  3. Đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá:

    • Áp dụng phương pháp dạy học tích cực, sử dụng tình huống có vấn đề, làm việc nhóm và thực hành.
    • Thiết kế các đề kiểm tra đánh giá năng lực vận dụng KN thay vì chỉ kiểm tra học thuộc.
    • Thời gian: Áp dụng ngay trong năm học tiếp theo.
    • Chủ thể thực hiện: GV, Ban giám hiệu các trường THPT.
  4. Tăng cường đầu tư và khai thác thiết bị dạy học, CNTT:

    • Cải thiện chất lượng và bảo trì thiết bị, tăng cường sử dụng máy tính, máy chiếu trong giảng dạy.
    • Tổ chức các buổi hướng dẫn sử dụng CNTT cho GV.
    • Thời gian: Liên tục trong các năm học.
    • Chủ thể thực hiện: Nhà trường, Sở Giáo dục và Đào tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Sinh học THPT:

    • Nắm vững lý thuyết và phương pháp hình thành, phát triển KN sinh trưởng, phát triển.
    • Áp dụng BĐKN trong thiết kế bài giảng và tổ chức dạy học hiệu quả.
  2. Nhà quản lý giáo dục:

    • Hiểu rõ thực trạng và các giải pháp đổi mới phương pháp dạy học Sinh học.
    • Lập kế hoạch đào tạo, bồi dưỡng GV và đầu tư cơ sở vật chất phù hợp.
  3. Sinh viên sư phạm Sinh học:

    • Học tập các cơ sở lý luận và thực tiễn về DHKN và ứng dụng CNTT trong dạy học.
    • Chuẩn bị kỹ năng sư phạm hiện đại, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục.
  4. Nhà nghiên cứu giáo dục và công nghệ giáo dục:

    • Tham khảo mô hình xây dựng BĐKN bằng phần mềm IHMC Cmap Tools.
    • Nghiên cứu sâu về ảnh hưởng của DHKN đến phát triển tư duy và năng lực học sinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Khái niệm khái niệm (KN) trong Sinh học là gì?
    KN là hình thức tư duy trừu tượng phản ánh bản chất và các dấu hiệu cơ bản của sự vật, hiện tượng trong Sinh học, giúp HS nhận diện và vận dụng kiến thức một cách hệ thống và logic.

  2. Bản đồ khái niệm (BĐKN) có vai trò gì trong dạy học Sinh học?
    BĐKN giúp trực quan hóa các KN và mối quan hệ giữa chúng, hỗ trợ HS hệ thống hóa kiến thức, phát triển tư duy trừu tượng và sáng tạo, đồng thời giúp GV thiết kế bài giảng hiệu quả hơn.

  3. Tại sao HS thường học thuộc lòng mà không hiểu bản chất KN?
    Do phương pháp dạy học truyền thống, thiếu sự phân tích, phát triển hệ thống KN, cùng với thái độ học tập thụ động và thiếu sự chuẩn bị bài học chủ động của HS.

  4. Phần mềm IHMC Cmap Tools hỗ trợ gì cho GV và HS?
    Phần mềm cho phép xây dựng BĐKN đa chiều, tích hợp multimedia, giúp GV thiết kế bài giảng sinh động, HS dễ dàng quan sát, phân tích và liên kết các KN trong chương trình Sinh học.

  5. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả ứng dụng CNTT trong dạy học Sinh học?
    Cần tổ chức tập huấn nâng cao kỹ năng CNTT cho GV, đầu tư thiết bị hiện đại, khuyến khích sử dụng phần mềm hỗ trợ dạy học như IHMC Cmap Tools, đồng thời đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về hình thành và phát triển KN sinh trưởng, phát triển trong chương trình Sinh học phổ thông, đồng thời phân tích thực trạng dạy học tại các trường THPT ở Hà Nội.
  • Xây dựng thành công hệ thống BĐKN sinh trưởng, phát triển bằng phần mềm IHMC Cmap Tools, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Sinh học.
  • Kết quả khảo sát cho thấy cần thiết đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao nhận thức và kỹ năng ứng dụng CNTT của GV, đồng thời phát huy vai trò chủ động, tích cực của HS.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể về đào tạo GV, ứng dụng BĐKN, đổi mới kiểm tra đánh giá và tăng cường thiết bị dạy học.
  • Tiếp tục triển khai thực nghiệm mở rộng, đánh giá hiệu quả lâu dài và phát triển các công cụ hỗ trợ dạy học khác nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Sinh học phổ thông.

Call-to-action: Các nhà giáo dục và quản lý giáo dục được khuyến khích áp dụng và phát triển các giải pháp dựa trên nghiên cứu này để nâng cao hiệu quả dạy học Sinh học, góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho xã hội.