Luận án phát triển năng lực thực hành cho học sinh chuyên Sinh lớp 11 - Nguyễn Thị Linh - ĐHSPHN

Nâng cao kỹ năng thực hành cho học sinh chuyên Sinh lớp 11 với các phương pháp giảng dạy hiệu quả. Bài viết tập trung vào việc ứng dụng kiến thức vào thực tế.

• Tác giả: Nguyễn Thị Linh
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Lê Đình Trung
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học Sinh học
• Đề tài: Phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên Sinh
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về luận án phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên sinh

Luận án tiến sĩ "Phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên Sinh" của Nguyễn Thị Linh, được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội năm 2021. Chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học. Người hướng dẫn khoa học là PGS.TS Lê Đình Trung. Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng khung lí luận về năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên. Luận án chỉ ra rằng các hoạt động thực hành trong dạy học Sinh học có vai trò quan trọng. Thực hành giúp học sinh tích cực, chủ động và dần tiếp cận với hoạt động nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, cấu trúc và tiêu chí đánh giá năng lực thực hành của học sinh THPT chưa được nghiên cứu đầy đủ. Luận án kế thừa các nghiên cứu trong và ngoài nước về dạy học phát triển năng lực. Đặc biệt là các hình thức tổ chức hoạt động thực hành hiệu quả. Nghiên cứu hướng tới việc chuẩn hóa lí luận và đề xuất giải pháp thực tiễn.

1.1. Cơ sở lí luận về năng lực thực hành Sinh học

Năng lực thực hành Sinh học được xây dựng dựa trên các khái niệm về năng lực và thực hành trong dạy học. Các tài liệu trong và ngoài nước đã đề cập khá cụ thể về biện pháp rèn luyện và phát triển năng lực cho người học. Hoạt động thí nghiệm, thực nghiệm có vai trò quan trọng trong dạy học Sinh học từ THCS đến THPT. Các nhà giáo dục học định hướng thực hành từ đơn giản đến phức tạp. Tuy nhiên, cấu trúc và các yếu tố cấu thành năng lực thực hành Sinh học còn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Những vấn đề liên quan đến năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên còn nhiều điểm trống cần bổ sung.

1.2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án

Mục đích nghiên cứu của luận án là làm rõ khung lí luận về dạy học thực hành và năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên. Nhiệm vụ bao gồm xác định khái niệm năng lực thực hành Sinh học, cấu trúc và các biểu hiện của các năng lực thành phần. Luận án tiến hành điều tra thực trạng việc dạy và học thực hành Sinh học tại các trường THPT chuyên. Đồng thời tìm hiểu nhận thức của giáo viên về việc rèn luyện năng lực thực hành. Từ đó đề xuất phương pháp đánh giá và tiêu chí phù hợp cho học sinh chuyên Sinh.

II. Phân tích thực trạng dạy học thực hành sinh học cho học sinh lớp 11

Kết quả điều tra tại các trường THPT chuyên như Chuyên Biên Hòa (Hà Nam), Chuyên Trần Phú (Hải Phòng), Chuyên Lê Hồng Phong (TPHCM) cho thấy nhiều vấn đề đáng quan tâm. Đa số giáo viên nhận thức được vai trò và tầm quan trọng của việc dạy học thực hành Sinh học. Tuy nhiên trên thực tế, hoạt động này còn được tiến hành rất hạn chế. Giáo viên chưa thực sự có được hiểu biết chuẩn xác và khoa học về năng lực thực hành Sinh học. Việc xây dựng hệ thống bài thực hành phù hợp với yêu cầu dạy học sinh chuyên còn chưa đạt chuẩn. Công tác đánh giá năng lực thực hành cũng chưa thực sự phù hợp. Nguyên nhân chính xuất phát từ thiếu công cụ đánh giá khoa học và tiêu chí rõ ràng. Chương trình Sinh học 11 cần được phân tích kỹ để xây dựng kế hoạch giáo dục hợp lí. Thực trạng này khẳng định tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu. Nhu cầu của giáo viên và học sinh chuyên về dạy học thực hành là rất lớn.

2.1. Nhận thức của giáo viên về năng lực thực hành Sinh học

Khảo sát cho thấy đa số giáo viên tại các trường chuyên nhận thức được tầm quan trọng của thực hành Sinh học. Tuy nhiên, hiểu biết về cấu trúc năng lực thực hành còn mơ hồ và thiếu hệ thống. Giáo viên chưa phân biệt rõ năng lực thực hành với các kĩ năng thực hành đơn lẻ. Nhiều giáo viên gặp khó khăn trong việc xác định mục tiêu phát triển năng lực thực hành cụ thể. Việc tổ chức các hoạt động thực hành chủ yếu dựa vào kinh nghiệm cá nhân. Thiếu cơ sở lí luận dẫn đến dạy thực hành chưa đạt hiệu quả mong muốn.

2.2. Hạn chế trong việc đánh giá năng lực thực hành hiện nay

Công tác đánh giá năng lực thực hành Sinh học tại các trường chuyên còn nhiều bất cập. Giáo viên thiếu công cụ đánh giá khoa học và tiêu chí rõ ràng cho từng mức độ phát triển. Việc đánh giá thường tập trung vào kết quả sản phẩm mà bỏ qua quá trình thực hành. Các tiêu chí đánh giá chưa phản ánh đầy đủ cấu trúc năng lực thực hành. Học sinh chuyên Sinh cần được đánh giá ở mức độ cao hơn so với học sinh đại trà. Thực trạng này đòi hỏi cần xây dựng hệ thống tiêu chí đánh giá năng lực thực hành phù hợp.

III. Phương pháp phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên sinh

Luận án đề xuất nhiều phương pháp phát triển năng lực thực hành Sinh học cho học sinh lớp 11 chuyên. Phương pháp tổ chức hoạt động thực hành được xây dựng theo hướng tiếp cận năng lực. Nội dung thực hành được thiết kế từ đơn giản đến phức tạp, phù hợp với đặc điểm nhận thức. Học sinh được khuyến khích tham gia điều tra, thực nghiệm và nghiên cứu khoa học. Các hoạt động thực hành giúp học sinh dần tiếp cận với phương pháp của nhà khoa học. Giáo viên đóng vai trò hướng dẫn, tổ chức và hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hành. Phương pháp đánh giá năng lực thực hành được đề xuất với hệ thống tiêu chí cụ thể. Các tiêu chí phản ánh đầy đủ cấu trúc năng lực thực hành Sinh học. Kế hoạch giáo dục được xây dựng dựa trên phân tích mục tiêu chương trình Sinh học 11. Dạy học thực hành chuyên Sinh học theo định hướng chương trình GDPT 2018 cũng được nghiên cứu.

3.1. Thiết kế hệ thống bài thực hành Sinh học cho học sinh chuyên

Hệ thống bài thực hành Sinh học được thiết kế đáp ứng yêu cầu dạy học sinh chuyên lớp 11. Nội dung bám sát chương trình Sinh học 11 nhưng nâng cao về độ phức tạp. Các bài thực hành được sắp xếp theo trình tự từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp. Mỗi bài thực hành có mục tiêu phát triển năng lực cụ thể và rõ ràng. Học sinh chuyên được tiếp cận các phương pháp thực nghiệm tiên tiến. Hệ thống bài thực hành giúp hình thành và phát triển đồng thời các năng lực thành phần. Thiết kế này đảm bảo tính hệ thống và liên tục trong quá trình rèn luyện năng lực.

3.2. Xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực thực hành Sinh học

Hệ thống tiêu chí đánh giá năng lực thực hành Sinh học được xây dựng dựa trên cấu trúc năng lực. Tiêu chí bao gồm nhiều mức độ phát triển từ cơ bản đến nâng cao. Việc đánh giá tập trung vào cả quá trình thực hành và kết quả sản phẩm. Các tiêu chí phản ánh đầy đủ các năng lực thành phần của năng lực thực hành Sinh học. Công cụ đánh giá được thiết kế phù hợp với đặc điểm học sinh chuyên Sinh. Hệ thống tiêu chí này giúp giáo viên đánh giá chính xác mức độ phát triển năng lực của học sinh. Đồng thời hỗ trợ giáo viên điều chỉnh phương pháp dạy học phù hợp.

IV. Kết luận và ứng dụng của luận án phát triển năng lực thực hành cho học sinh

Luận án đã đạt được các mục tiêu nghiên cứu đề ra và có nhiều đóng góp mới. Về mặt lí luận, luận án làm rõ khung lí luận về năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên. Cấu trúc năng lực thực hành Sinh học và các biểu hiện của năng lực thành phần được xác định rõ ràng. Về mặt thực tiễn, luận án đề xuất hệ thống bài thực hành và tiêu chí đánh giá phù hợp. Nghiên cứu khẳng định vai trò quan trọng của dạy học thực hành trong phát triển năng lực học sinh. Các kết quả điều tra cho thấy nhu cầu thực tế về giải pháp phát triển năng lực thực hành. Giáo viên và học sinh tại các trường chuyên đều mong muốn có công cụ hỗ trợ hiệu quả. Luận án cung cấp cơ sở khoa học cho việc đổi mới phương pháp dạy học Sinh học. Các trường THPT chuyên có thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế giảng dạy. Đóng góp của đề tài đáp ứng được nhu cầu cấp thiết của giáo dục chuyên Sinh hiện nay.

4.1. Đóng góp mới của luận án về lí luận và thực tiễn

Luận án có nhiều đóng góp mới về mặt lí luận nghiên cứu giáo dục Sinh học. Đóng góp quan trọng nhất là xây dựng khung lí luận hoàn chỉnh về năng lực thực hành Sinh học. Cấu trúc năng lực và các biểu hiện của năng lực thành phần được xác định cụ thể. Hệ thống tiêu chí đánh giá năng lực thực hành là công cụ hữu ích cho giáo viên. Về thực tiễn, hệ thống bài thực hành được thiết kế phù hợp với học sinh chuyên lớp 11. Kết quả nghiên cứu đã được thực nghiệm tại nhiều trường THPT chuyên trên cả nước. Các giải pháp đề xuất mang tính khả thi cao và dễ áp dụng trong thực tế giảng dạy.

4.2. Hướng phát triển và ứng dụng trong giáo dục chuyên Sinh

Kết quả luận án mở ra nhiều hướng phát triển tiếp theo cho giáo dục chuyên Sinh. Các tiêu chí đánh giá năng lực thực hành có thể được áp dụng rộng rãi hơn. Hệ thống bài thực hành cần được tiếp tục bổ sung và hoàn thiện theo thời gian. Nghiên cứu có thể mở rộng sang các khối lớp khác trong chương trình THPT. Giáo viên các trường chuyên được khuyến khích áp dụng và phản hồi kết quả. Việc đào tạo giáo viên về phát triển năng lực thực hành cần được quan tâm hơn. Ứng dụng công nghệ trong dạy học thực hành là hướng nghiên cứu tiềm năng. Kết quả luận án góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Sinh học chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Lược sử nghiên cứu về thực hành và phát triển năng lực thực hành 1. Trên thế giới Từ đầu thế kỷ 19, các nhà giáo dục đã có những thay đổi về tư tưởng dạy học, chuyển từ dạy học giúp HS ghi nhớ kiến thức sang xu hướng hình thành khả năng giải quyết vấn đề cho người học bằng cách bồi dưỡng tư duy, khả năng phản biện [61]. Đến những năm 1970, khái niệm dạy học theo định hướng hình thành NL (Giáo dục dựa trên năng lực) cho người học đã xuất hiện ở Mỹ.

Đối với phương thức giáo dục này, quá trình dạy học thực sự trở thành khoa học khi lượng hóa được mức độ hình thành kiến thức, kĩ năng và thái độ của người học trong các chương trình giáo dục [92]. Nghiên cứu của De Ketele năm 1995 đã đưa ra khái niệm NL “là một tập hợp trật tự các kĩ năng (các hoạt động) tác động lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết các vấn đề do tình huống này đặt ra” [76]. Theo định nghĩa này NL gồm 3 thành tố cơ bản, đó là: nội dung, kĩ năng và tình huống. Trong một số các tài liệu về dạy học, các tác giả đã khẳng định vai trò quan trọng của hoạt động TH thí nghiệm trong quá trình dạy học, phương pháp TH quan sát và thí nghiệm là một hoạt động cần thiết.

Quan điểm của J.AComenxki (1592-1670) là: “Sẽ không có gì trong trí não nếu như trước đó không có gì trong cảm giác”[19]; dạy học phải bắt đầu từ sự quan sát trực tiếp sự vật sau đó mới tiến hành giải thích các sự vật đã quan sát được. Theo logic đó, để đem lại hiệu quả giúp HS nắm vững tri thức và sâu sắc thì nguyên tắc trực quan là quan trọng [73]. Nhà giáo dục học B.Exipop nhấn mạnh đối với môn Sinh học: “Không thể hình dung việc giảng dạy Sinh học trong nhà trường mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm TH”[3]. Những quan điểm này được 6 coi là định hướng cho dạy học Sinh học, đó là khẳng định vai trò của dạy TH trong công tác giảng dạy Sinh học.Ilina trong cuốn “Giáo dục học” nhấn mạnh vai trò của các hoạt động TH đối với con đường nhận thức của người học khi cho rằng: “ Thực tiễn chính là cơ sở để kiểm nghiệm chân lí của kiến thức lí luận.

Khái quát ngắn gọn quá trình hình thành, phát triển của kĩ năng, kĩ xảo học tập gắn liền với các hoạt động TH mà HS bắt buộc phải thực hiện trong suốt quá trình học tập”[70]. Trong tài liệu “Phát triển tư duy học sinh” của M. Alecxêep năm 1976 đã khẳng định ý nghĩa của hoạt động TH trong dạy học là giúp HS tìm hiểu lý thuyết đã học, từ đó phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn [1]. Mazano trong quyển “Nghệ thuật và khoa học dạy học” đã nghiên cứu và cho rằng thông qua thực hiện các giai đoạn của TH giúp người học có thể học được lý thuyết và hình thành kiến thức [54].

Vấn đề TH trong “Các phương pháp dạy học hiệu quả” (2011, bản dịch) cũng được Robert J. Pickering và Jane E. Pollock coi là những công cụ dạy học hiệu quả và cần thiết cho việc học bất cứ một loại kiến thức nào[56]. Phương pháp dạy học TH đã được chú trọng trong quá trình dạy học.

Trong quyển “Phát triển tư duy HS” của tác giả M. Hướng nghiên cứu về rèn luyện, phát triển kĩ năng TH cho HS, sinh viên trong dạy học đã được thực hiện từ khá sớm trong công trình của X.Kixegov, “Hình thành các kĩ năng và kĩ xảo sư phạm cho sinh viên trong điều kiện của nền giáo dục đại học”, ông và các cộng sự đã thiết kế, phân chia 50 kĩ năng TH và thực tập sư phạm cần thiết nhất [18]. Sternberg (2000), sáng tạo trong TH đòi hỏi một sự phản ứng liên quan đến cả tình cảm lẫn tư duy, thái độ sáng tạo và khả năng nhận thức. Theo đó, khả năng nhận thức và thái độ có vai trò quan trọng trong sáng tạo TH, là một cấp độ cao của NLTH [54].

7 Theo nghiên cứu của Woolnough, công tác dạy học TH hiện nay chưa được quan tâm đúng mức ở các trường trung học (Miller & Kastens, 2018) [86], đây là một phần của hiện trạng dạy học các môn khoa học ở một số nước ASEAN. Một số các nhà nghiên cứu cho rằng, mục tiêu dạy học TH trong nhà trường chưa đạt được theo yêu cầu là do thiếu những nghiên cứu đầy đủ về hoạt động này (Muhlisin, 2019) [88]. Nghiên cứu của Lin Zhang cho thấy điều kiện dạy học TH ảnh hưởng đến việc học tập của HS về sự truyền đạt kiến thức và lý luận. Khi kiểm tra khả năng tiếp thu kiến thức của HS cho thấy, nếu có sự gắn kết giữa học lý thuyết và TH thì năng lực tư duy của HS sẽ tăng lên (Zhang, 2018)[93].

Các tài liệu gần đây đã nghiên cứu về việc hình thành các kĩ năng khoa học và TH Sinh học một cách khá cụ thể. Có nhiều các quan niệm về NLTH: các quá trình TH luôn có vai trò làm tăng khả năng tư duy sáng tạo và thành tích học tập của HS được nâng cao (Muhlisin và cộng sự, 2018) [88]. Một số nghiên cứu ở Anh (OCR, 2018) giải thích khả năng nhận thức tri thức khoa học gắn liền với việc rèn luyện các kĩ năng TH một cách có hệ thống [89]. Một số tác giả khác coi NLTH như một thành tố của “NL khoa học” (E.

Các nghiên cứu từ EU khẳng định, NLTH chính là khả năng HS làm TH, thí nghiệm (Metzger,2014) [85], [91]. Những quan điểm trên được mô tả tóm tắt trong bảng 1. Trong bảng này, có thể nhận thấy một số điểm chung và điểm khác biệt ở một số tiêu chí cơ bản. Chúng tôi sử dụng một số kĩ năng từ các tác giả này để xây dựng các biểu hiện hành vi của NLTH để phù hợp với HS chuyên Sinh.

Một số định nghĩa liên quan đến NLTH OCR Etkina,2002 Metzger,2014 Kĩ năng thực hành NL khoa học NL thí nghiệm Nội hàm Khả năng nhận thức tri Mô tả một số thủ tục, Đề cập đến các của định thức được thực hiện qua quy trình, và phương vấn đề chỉ được nghĩa hàng loạt thao tác TH. pháp quan trọng nhất mà thực hiện bằng các nhà khoa học sử dụng thao tác, kĩ khi xây dựng kiến thức thuật để giải 8 OCR Etkina,2002 Metzger,2014 Kĩ năng thực hành NL khoa học NL thí nghiệm và giải quyết các vấn đề quyết một thí nghiệm TH nhiệm vụ khoa học. Các yếu a) Áp dụng các phương a) Trình bày quy trình a) Tiến hành tố cấu pháp điều tra và các thực hiện theo nhiều cách quan sát, đo đạc thành/ phương pháp TH. theo tỉ lệ.

chỉ báo/ b) Sử dụng an toàn và b) Phân tích, giải thích và b) Điều tra khoa hành vi chính xác các trang thiết bị. kiểm tra định tính, hoặc học. c) Thực hiện theo hướng định lượng. c) Thực nghiệm dẫn.

c) Khả năng đưa ra nhận so sánh. d) TH, ghi lại quan sát và xét định tính hoặc định d) Xây dựng đo. lượng mối quan hệ. phương án giải e) Ghi lại những hoạt động d) Thiết kế một quyết vấn đề.

thực nghiệm điều tra. e) Thực hiện f) Trình bày thông tin và e) Thu thập và phân tích phương án với dữ liệu một cách khoa học. từng biểu hiện g) Sử dụng thích hợp các f) Đánh giá thí nghiệm, cụ thể mang công cụ để xử lý dữ liệu, dự đoán và đưa ra kết quả tính logic. thực hiện nghiên cứu và kèm nhận xét.

báo cáo phát hiện được h) Sử dụng nghiên cứu online và offline bao gồm các trang web, sách giáo khoa và khoa học có nguồn thông tin i) Trích dẫn chính xác nguồn thông tin sử dụng 9 OCR Etkina,2002 Metzger,2014 Kĩ năng thực hành NL khoa học NL thí nghiệm một hoặc nhiều loại thí nghiệm và dụng cụ TH. Bên cạnh đó, trong tài liệu hướng dẫn khóa học về khoa học của IGCSE của Đại học Cambridge [81] đã xác định các kĩ năng khoa học là phần trọng yếu trong khóa học cho bất kì ngành khoa học hiện đại nào và cần thiết như nhau đối với tất cả các ngành khoa học thực nghiệm. Họ chia các kĩ năng này thành 4 nhóm: - Kĩ năng sử dụng các kĩ thuật, thiết bị và nguyên vật liệu TH thí nghiệm: người học sẽ có thể sử dụng các thiết bị khoa học và thực hiện các kỹ thuật cho một nhiệm vụ TH, thí nghiệm theo các bước chỉ dẫn của giáo viên hoặc của một nội dung công việc thực tế qua phiếu học tập. - Kĩ năng thực hiện kế hoạch TH thí nghiệm: thực hiện các thao tác hợp lí để làm thí nghiệm qua các bước cụ thể.

Sau đó tiến hành quan sát và đo đạc một cách chính xác, khách quan để thu thập kết quả. - Kĩ năng đánh giá kết quả thu thập được: tiến hành xử lý các dữ liệu thu thập, phân tích kết quả nghiên cứu và rút ra kết luận. - Kĩ năng đưa ra phương án điều tra, đánh giá các phương pháp và đề xuất cải tiến các bài TH thí nghiệm: tự xây dựng thí nghiệm của mình để kiểm chứng một giả thuyết cụ thể, từ đó tiến hành điều chỉnh các kế hoạch TH thí nghiệm đã thực hiện. Theo tổ chức giáo dục QAAHE (2007) [78] NLTH Sinh học gồm 6 kĩ năng cơ bản: (1) Các kĩ năng chung của một nhà Sinh học: Có khả năng đánh giá về sự thích nghi và đa dạng của thế giới sống; Có thể đọc và đánh giá các tài liệu Sinh học một cách khoa học, cụ thể; khả năng truyền đạt chính xác và rõ ràng các vấn đề Sinh học bằng cả viết và nói; Sử dụng được nhiều phương pháp nghiên cứu Sinh 10 học; Có khả năng suy nghĩ độc lập, thiết lập các kế hoạch cá nhân và giải quyết các tình huống; (2) Các kĩ năng tư duy: Nhìn nhận và áp dụng các nguyên lý, quan điểm và lý thuyết Sinh học; Phân tích, tổng hợp, tổng kết các thông tin có tính quyết định; Có được các bằng chứng để xây dựng và thử nghiệm giả thuyết; Nhận ra và giải thích các tình huống thuộc vấn đề đạo đức trong nghiên cứu Sinh học.