Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nghị quyết số 29/NQ-TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng đã xác định nhiệm vụ đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, chuyển trọng tâm từ việc truyền thụ kiến thức hàn lâm, áp đặt một chiều sang phát triển phẩm chất và năng lực người học, chú trọng dạy cách học, cách nghĩ và rèn luyện kỹ năng tự học. Trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 (CT GDPT 2018), môn Khoa học tự nhiên (KHTN) cấp Trung học cơ sở (THCS) là môn học bắt buộc được xây dựng trên nền tảng tích hợp các phân môn Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất. Do đặc thù là môn khoa học thực nghiệm, việc giảng dạy môn KHTN đòi hỏi giáo viên phải áp dụng các mô hình dạy học tích cực, dạy học khám phá nhằm hình thành và phát triển ở học sinh ba thành phần năng lực đặc thù: Nhận thức khoa học tự nhiên, Tìm hiểu tự nhiên, và Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.

Trong CT GDPT 2018 môn KHTN 6, chủ đề "Tế bào – đơn vị cơ sở của sự sống" thuộc mạch nội dung "Vật sống" là nội dung mở đầu thuộc nền tảng Sinh học mà học sinh cấp THCS tiếp cận, kế thừa kiến thức từ môn Khoa học lớp 4, lớp 5 và làm tiền đề cho môn Sinh học lớp 10. Nhằm đáp ứng yêu cầu cần đạt của chủ đề này, mô hình dạy học 7E (Elicit – Engage – Explore – Explain – Elaborate – Evaluate – Extend) là công cụ sư phạm phù hợp, giúp học sinh kiến tạo tri thức theo chuỗi pha học tập logic. Từ bối cảnh thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Hà Tường Vy lựa chọn đề tài "Tổ chức dạy học chủ đề Tế bào trong môn Khoa học tự nhiên lớp 6 bằng mô hình 7E".

Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế các hoạt động dạy học nội dung "Tế bào – đơn vị cơ sở của sự sống" trong môn Khoa học tự nhiên 6 (CT GDPT 2018) theo mô hình dạy học 7E nhằm cung cấp nguồn tài liệu hỗ trợ cho giáo viên THCS, góp phần nâng cao hiệu quả hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực nhận thức khoa học tự nhiên và năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh THCS.

Giả thuyết khoa học: Học sinh sau khi được học nội dung "Tế bào – đơn vị cơ sở của sự sống" (Khoa học tự nhiên 6, CT GDPT 2018) theo mô hình 7E sẽ đáp ứng tốt các yêu cầu cần đạt, phát triển năng lực nhận thức khoa học tự nhiên và tìm hiểu tự nhiên theo định hướng của chương trình giáo dục phổ thông hiện hành.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Xây dựng cơ sở lí luận về đặc điểm mô hình dạy học 7E, các thành phần năng lực khoa học tự nhiên, dạy học phát triển năng lực và dạy học khám phá.
  2. Tìm hiểu, nghiên cứu quan điểm, nội dung, phương pháp, cách thức đánh giá và yêu cầu cần đạt để phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên cho học sinh trong môn Khoa học tự nhiên.
  3. Phân tích sự phù hợp giữa mô hình 7E với các năng lực khoa học tự nhiên và các định hướng giáo dục trong Chương trình môn Khoa học tự nhiên 2018.
  4. Thiết kế 02 kế hoạch bài dạy sử dụng mô hình 7E áp dụng vào mạch nội dung "Tế bào – đơn vị cơ sở của sự sống" (Khoa học tự nhiên 6).
  5. Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính hiệu quả của tiến trình dạy học thông qua các kế hoạch bài dạy đã thiết kế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học dựa trên mô hình 7E; học sinh các lớp 6/4, 6/8 trường THCS Lữ Gia và học sinh các lớp 6A8, 6A9 trường THCS Chánh Hưng.
  • Phạm vi nghiên cứu: Vận dụng mô hình 7E để thiết kế các hoạt động dạy học môn Khoa học tự nhiên 6 đối với nội dung "Tế bào – đơn vị cơ sở của sự sống" theo Chương trình Giáo dục phổ thông môn Khoa học tự nhiên 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên các văn bản chỉ đạo và khung lý luận giáo dục chính thức:

  • Chương trình Giáo dục phổ thông 2018: Chương trình tổng thể và Chương trình môn Khoa học tự nhiên (ban hành năm 2018), định rõ 4 quan điểm phát triển: Dạy học tích hợp; Kế thừa và phát triển; Giáo dục toàn diện; Kết hợp lí thuyết với thực hành và phù hợp với thực tiễn Việt Nam.
  • Năng lực đặc thù môn KHTN: Gồm 3 thành phần chính: (1) Nhận thức khoa học tự nhiên (trình bày, phân tích, so sánh cấu trúc và quy luật tự nhiên); (2) Tìm hiểu tự nhiên (đề xuất vấn đề, lập kế hoạch, thu thập dữ liệu qua thực nghiệm, viết báo cáo); (3) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học (giải thích hiện tượng thực tế, giải quyết vấn đề đời sống).
  • Mô hình dạy học 7E: Được Arthur Lawson đề xuất năm 1995, Arthur Eisenkraft phát triển năm 2003 từ mô hình 5E của BSCS (Rodger W. Bybee, 1987) và được Umit Kanli điều chỉnh năm 2007. Mô hình mở rộng pha Engage thành Elicit (Gợi ra) và Engage (Gắn kết), mở rộng pha Evaluate thành Evaluate (Đánh giá) và Extend (Mở rộng). 7 giai đoạn bao gồm: Elicit – Engage – Explore – Explain – Elaborate – Evaluate – Extend.
  • Văn bản hướng dẫn chuyên môn: Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH ngày 08/10/2014 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về tiêu chí kế hoạch bài dạy; Tài liệu bồi dưỡng Module 2 và Module 3 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về phương pháp và công cụ đánh giá năng lực học sinh THCS.
Thành phần năng lực KHTN Giai đoạn tương ứng trong mô hình 7E
Nhận thức khoa học tự nhiên Elicit (Gợi ra): Truy xuất kiến thức nền tảng.
Engage (Gắn kết): Phát hiện vấn đề mới từ kiến thức đã biết.
Elaborate (Áp dụng cụ thể): Củng cố tri thức qua bài tập.
Evaluate (Đánh giá): Tự đánh giá mức độ tiếp thu khái niệm.
Tìm hiểu tự nhiên Explore (Khảo sát): Trực tiếp làm thí nghiệm, thu thập mẫu vật.
Explain (Giải thích): Lập luận, giải thích kết quả khảo sát.
Evaluate (Đánh giá): Đánh giá chéo và nhận xét kết quả thí nghiệm.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng Extend (Mở rộng): Vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề thực tế.
Evaluate (Đánh giá): Chiêm nghiệm và điều chỉnh giải pháp thực tiễn.

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp các nghị quyết, chương trình GDPT 2018, sách giáo khoa môn KHTN 6 và tài liệu nghiên cứu mô hình 7E trong và ngoài nước.
  • Phương pháp khảo sát thực trạng: Khảo sát bằng phiếu hỏi trực tuyến qua Google Form với cỡ mẫu $n = 38$ (gồm giáo viên THCS tại trường THCS Lữ Gia, THCS Chánh Hưng và sinh viên sư phạm năm 3, năm 4 đang thực tập) từ ngày 01/03/2021 đến ngày 15/03/2021.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm tại 4 lớp (6/4, 6/8 THCS Lữ Gia; 6A8, 6A9 THCS Chánh Hưng), thu thập minh chứng qua hồ sơ học tập, nhật kí học tập cá nhân, phiếu học tập nhóm và sản phẩm mô hình Hands-on.
  • Phương pháp thống kê toán học: Xử lý định lượng dữ liệu phiếu hỏi và kết quả đánh giá năng lực của học sinh bằng phần mềm Microsoft Excel 2016.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn đề tài

Chương 1 tổng quan các nghiên cứu trong nước và quốc tế về mô hình 7E:

  • Trên thế giới: Nghiên cứu của Ilya Setyasih và cộng sự (2016) trên 96 học sinh môn Địa lí cho thấy nhóm học theo mô hình 7E đạt kết quả cao hơn nhóm học theo phương pháp truyền thống; các nghiên cứu môn Vật lí giai đoạn 2015–2017 về chủ đề Công và Năng lượng; nghiên cứu của Mafilinda và cộng sự trong môn Sinh học chủ đề Hệ sinh thái và Môi trường.
  • Tại Việt Nam: Các nghiên cứu bước đầu của Nguyễn Thị Hảo và cộng sự (2021) về phát triển năng lực KHTN; Trương Thị Minh Châu (2021) dạy học STEM lớp 4; Võ Thành Kim Ngân (2022) dạy học chủ đề "Ánh sáng" KHTN 7.

Chương này phân tích bản chất 7 giai đoạn của mô hình 7E, đối chiếu với các yêu cầu của CT GDPT 2018 và đưa ra định hướng hoạt động cho giáo viên. Tác giả xác lập 7 nguyên tắc thiết kế theo Công văn 5555/BGDĐT-GDTrH cùng quy trình 4 bước xây dựng kế hoạch bài dạy (Bước 1: Xác định mục tiêu; Bước 2: Xác định nội dung trọng tâm; Bước 3: Thiết kế các hoạt động học và công cụ đánh giá; Bước 4: Xem xét, điều chỉnh và hoàn thiện).

Về cơ sở thực tiễn, số liệu khảo sát thực trạng từ 38 giáo viên và sinh viên thực tập cho thấy:

  • 31,6% (12/38 người) đã từng tiếp cận hoặc tìm hiểu về mô hình 7E.
  • 72% đánh giá mô hình 7E phù hợp với một số nội dung nhất định trong chương trình KHTN.
  • Khó khăn lớn nhất khi áp dụng mô hình 7E là thiếu tài liệu hướng dẫn cụ thể, rõ ràng (53,8%), tiếp đến là sĩ số lớp đông, cơ sở vật chất chưa đầy đủ (39,5%) và thời lượng dạy học.
  • Giáo viên mong muốn được tiếp cận mô hình 7E qua việc cung cấp tài liệu chuyên môn có hướng dẫn chi tiết (32%) và các buổi báo cáo chuyên đề trực tuyến (28%).

Chương 2. Thiết kế kế hoạch bài dạy chủ đề Tế bào trong môn Khoa học tự nhiên 6 bằng mô hình 7E

Chương 2 phân tích vị trí chủ đề "Tế bào – đơn vị cơ sở của sự sống" trong mạch "Vật sống" (chiếm khoảng 4% thời lượng toàn chương trình, tương đương 6 tiết). Tác giả cụ thể hóa 7 yêu cầu cần đạt của chương trình thành các mục tiêu năng lực KHTN: nêu khái niệm, kích thước, hình dạng tế bào; trình bày cấu tạo 3 thành phần chính (màng tế bào, chất tế bào, nhân tế bào); nhận biết lục lạp; phân biệt tế bào nhân sơ – nhân thực, tế bào động vật – thực vật; nhận biết sự lớn lên, phân chia tế bào; thực hành quan sát tế bào bằng mắt thường, kính lúp và kính hiển vi quang học.

Tác giả đề xuất 4 định hướng biên soạn kế hoạch bài dạy: giữ nguyên tiến trình 7 pha; sử dụng Nhật kí học tập xuyên suốt; tích hợp thí nghiệm Hands-on và công nghệ trình chiếu; linh hoạt phân chia/ghép pha trong từng hoạt động. Kế hoạch bài dạy minh họa "Khái niệm, cấu trúc các loại tế bào" (thời lượng 2 tiết) được xây dựng chi tiết gồm 3 hoạt động lớn:

  1. Hoạt động 1: Mở đầu (Gợi ra - Elicit + Gắn kết - Engage): Quan sát hình ảnh phân biệt vật sống (chú thỏ) và vật không sống (cây nến), nghe câu chuyện lịch sử nhà khoa học Robert Hooke phát hiện tế bào trên vỏ cây sồi để dẫn dắt vào khái niệm.
  2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới (Khảo sát - Explore + Giải thích - Explain): Làm việc với hình ảnh tế bào thực vật (cây cà chua), tế bào người từ SGK Chân trời sáng tạo; điền nhật kí học tập; thực hiện thí nghiệm mô phỏng Hands-on (cắt dán mô hình tế bào động vật và tế bào thực vật bằng giấy xốp màu, kéo, keo dán); đại diện nhóm trình bày và giáo viên chuẩn hóa kiến thức.
  3. Hoạt động 3: Luyện tập (Áp dụng cụ thể - Elaborate) kết hợp Đánh giá (Evaluate) và Mở rộng (Extend): Tổ chức trò chơi củng cố kiến thức, học sinh tự đánh giá và đánh giá chéo qua phiếu đánh giá/rubric; mở rộng liên hệ các vấn đề thực tiễn như sinh vật đơn bào gây bệnh trong nước ao hồ, ghép da và phòng chống ung thư.

Chương 3. Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai thực nghiệm sư phạm tại trường THCS Lữ Gia (lớp 6/4, 6/8) và trường THCS Chánh Hưng (lớp 6A8, 6A9) với sự tham gia hỗ trợ chuyên môn của giáo viên bộ môn KHTN. Tiến trình thực nghiệm kiểm chứng tính khả thi của tiến trình 7E qua việc phân tích sản phẩm học tập:

  • Học sinh chủ động hoàn thành các nhiệm vụ trong Nhật kí học tập và phiếu học tập nhóm.
  • Hoạt động Hands-on chế tạo mô hình tế bào thực vật và động vật được thực hiện sôi nổi, học sinh tự tin trình bày sản phẩm trước lớp.
  • Đánh giá năng lực nhận thức KHTN của 4 lớp thực nghiệm qua các pha cho thấy học sinh nắm vững các khái niệm và phân biệt rõ cấu trúc tế bào.
  • Đánh giá năng lực tìm hiểu tự nhiên trên 8 nhóm học sinh được chọn cho thấy sự cải thiện rõ rệt về kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng thu thập minh chứng và báo cáo kết quả.
  • Khảo sát sau buổi học ghi nhận mức độ hiểu bài tốt, phản hồi cảm nhận tích cực và sự hào hứng của học sinh đối với các phương pháp dạy học khám phá theo mô hình 7E.

Kết quả và đóng góp

Nội dung Dữ liệu và kết quả cụ thể trong khóa luận
Kết quả khảo sát thực trạng ($n = 38$) - 31,6% giáo viên đã tiếp cận mô hình 7E.
- 72% đánh giá mô hình phù hợp với một số nội dung nhất định.
- 53,8% coi thiếu tài liệu hướng dẫn cụ thể là rào cản lớn nhất.
- 32% mong muốn nhận tài liệu chuyên môn có hướng dẫn chi tiết.
Kết quả thiết kế bài dạy - Xây dựng quy trình 4 bước và thiết kế 02 kế hoạch bài dạy chuẩn hóa theo Công văn 5555/BGDĐT-GDTrH.
- Tích hợp hiệu quả công cụ Nhật kí học tập và hoạt động Hands-on làm mô hình tế bào.
Kết quả thực nghiệm sư phạm - Triển khai trên 4 lớp: 6/4, 6/8 (THCS Lữ Gia) và 6A8, 6A9 (THCS Chánh Hưng).
- Học sinh thể hiện rõ các hành vi thuộc năng lực nhận thức KHTN và tìm hiểu tự nhiên thông qua thảo luận nhóm và sản phẩm mô hình.

Giải pháp và khuyến nghị của tác giả:

  • Giáo viên cần linh hoạt ghép các pha có tính liên kết chặt chẽ (như Elicit – Engage hoặc Explore – Explain) vào từng hoạt động học để đảm bảo phân bổ thời lượng 45 phút/tiết học.
  • Cần sử dụng kết hợp các công cụ học tập hỗ trợ như Nhật kí học tập xuyên suốt tiến trình và các hoạt động thực hành trực quan đơn giản (Hands-on) nhằm duy trì hứng thú và hỗ trợ đánh giá quá trình.
  • Các cơ sở giáo dục và cơ quan quản lý cần tăng cường tổ chức các buổi báo cáo chuyên đề, cung cấp tài liệu hướng dẫn cụ thể về tiến trình dạy học theo mô hình 7E cho giáo viên THCS.

Đóng góp của đề tài:

  • Về mặt lí luận: Hệ thống hóa cơ sở lí luận về việc vận dụng mô hình dạy học 7E trong môn Khoa học tự nhiên theo định hướng phát triển năng lực của CT GDPT 2018; làm rõ sự tương thích giữa 7 pha của mô hình 7E với 3 thành phần năng lực đặc thù môn KHTN.
  • Về mặt thực tiễn: Cung cấp 02 kế hoạch bài dạy chi tiết kèm theo hệ thống phiếu học tập, nhật kí học tập và bảng kiểm đánh giá cho chủ đề "Tế bào" (KHTN 6), tạo nguồn tư liệu tham khảo trực tiếp cho giáo viên THCS trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:

    • Quy mô khảo sát thực trạng giáo viên còn hạn chế ($n = 38$), tập trung chủ yếu tại 2 trường THCS (Lữ Gia, Chánh Hưng) và sinh viên thực tập, chưa mở rộng ra nhiều địa bàn khác nhau.
    • Phạm vi thực nghiệm sư phạm mới chỉ tiến hành trên 4 lớp học sinh lớp 6 tại địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.
    • Về mặt nội dung, đề tài mới chỉ tập trung thiết kế và thực nghiệm đối với chủ đề "Tế bào" trong mạch nội dung "Vật sống", chưa triển khai sang các chủ đề khác của môn KHTN.

  • Hướng nghiên cứu tiếp:

    • Mở rộng nghiên cứu và thiết kế kế hoạch bài dạy theo mô hình 7E cho các chủ đề khác thuộc mạch "Vật sống" cũng như các mạch kiến thức "Chất và sự biến đổi của chất", "Năng lượng và sự biến đổi", "Trái Đất và bầu trời" trong môn Khoa học tự nhiên cấp THCS.
    • Mở rộng quy mô thực nghiệm sư phạm trên nhiều đối tượng học sinh và các trường THCS thuộc các khu vực địa lý khác nhau để tăng tính đại diện của dữ liệu.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Sư phạm Khoa học tự nhiên, Sư phạm Sinh học: Tham khảo cách thức vận dụng thuyết kiến tạo và mô hình dạy học khám phá 7E vào việc xây dựng giáo án phát triển năng lực đúng chuẩn quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
  • Giáo viên môn Khoa học tự nhiên cấp THCS: Sử dụng trực tiếp cấu trúc kế hoạch bài dạy, ý tưởng hoạt động thực hành Hands-on (chế tạo mô hình tế bào từ vật liệu đơn giản) và công cụ Nhật kí học tập để tổ chức dạy học chủ đề "Tế bào" lớp 6.
  • Cán bộ nghiên cứu phương pháp dạy học: Tham khảo phương pháp phân tích sự tương thích giữa các pha dạy học kiến tạo với các tiêu chí đánh giá năng lực đặc thù của học sinh THCS.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình dạy học 7E trong khóa luận gồm những giai đoạn nào và có nguồn gốc từ đâu? Mô hình 7E do Arthur Lawson đề xuất năm 1995, Arthur Eisenkraft phát triển năm 2003 từ mô hình 5E của BSCS (Rodger W. Bybee, 1987) và được Umit Kanli điều chỉnh năm 2007. Mô hình gồm 7 giai đoạn tuần tự: Gợi ra (Elicit), Gắn kết (Engage), Khảo sát (Explore), Giải thích (Explain), Áp dụng cụ thể (Elaborate), Đánh giá (Evaluate) và Mở rộng (Extend).

2. Khảo sát thực trạng trong đề tài chỉ ra những khó khăn chủ yếu nào của giáo viên khi áp dụng mô hình 7E? Khảo sát 38 giáo viên và sinh viên thực tập chỉ ra khó khăn lớn nhất là thiếu tài liệu hướng dẫn cụ thể, rõ ràng về tiến trình dạy học (chiếm 53,8% ý kiến). Tiếp đó là các trở ngại về điều kiện cơ sở vật chất, sĩ số lớp học đông (39,5%) và thời lượng tiết học bị hạn chế so với phân phối chương trình.

3. Hoạt động thực hành Hands-on được tác giả thiết kế trong kế hoạch bài dạy chủ đề "Tế bào" gồm những nội dung gì? Trong Hoạt động 2 (Hình thành kiến thức mới - kết hợp Khảo sát và Giải thích), tác giả thiết kế hoạt động Hands-on yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, sử dụng các vật liệu đơn giản gồm giấy xốp màu, keo dán và kéo để cắt dán, chế tạo mô hình tế bào thực vật và tế bào động vật, qua đó thể hiện và phân biệt rõ các thành phần cấu tạo chính như màng tế bào, chất tế bào, nhân và lục lạp.

4. Khóa luận được triển khai thực nghiệm sư phạm tại những cơ sở giáo dục nào và trên đối tượng nào? Đề tài tiến hành thực nghiệm sư phạm tại Thành phố Hồ Chí Minh trên 4 lớp học sinh lớp 6 thuộc 2 trường THCS: lớp 6/4 và lớp 6/8 trường THCS Lữ Gia; lớp 6A8 và lớp 6A9 trường THCS Chánh Hưng, dưới sự hỗ trợ chuyên môn của giáo viên bộ môn tại các trường này.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Hà Tường Vy đã hệ thống hóa cơ sở lí luận về mô hình dạy học 7E và chứng minh sự phù hợp của mô hình này đối với việc phát triển năng lực khoa học tự nhiên theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Thông qua quy trình 4 bước khoa học, tác giả đã thiết kế kế hoạch bài dạy chủ đề "Tế bào" môn KHTN 6 tích hợp hiệu quả hoạt động Hands-on và công cụ Nhật kí học tập. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại 4 lớp học thuộc trường THCS Lữ Gia và THCS Chánh Hưng đã khẳng định tính khả thi của tiến trình dạy học, giúp học sinh chủ động khám phá kiến thức và nâng cao năng lực nhận thức cũng như tìm hiểu thế giới tự nhiên.