Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông tại Việt Nam, việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ) cho học sinh (HS) trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng đào tạo và đáp ứng nhu cầu hội nhập quốc tế. Theo báo cáo khảo sát tại một số trường THPT thuộc tỉnh Thái Nguyên và Tuyên Quang năm học 2016-2017, có khoảng 90% giáo viên (GV) nhận thức được tầm quan trọng của đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) nhưng việc thiết kế và sử dụng bài tập tình huống (BTTH) để phát triển NL GQVĐ cho HS còn hạn chế. Đề tài nghiên cứu tập trung vào phần “Sinh học tế bào” trong chương trình Sinh học lớp 10, nhằm thiết kế và vận dụng BTTH để phát triển NL GQVĐ cho HS THPT.

Mục tiêu nghiên cứu gồm: xác định cơ sở khoa học của việc thiết kế và sử dụng BTTH trong dạy học phần “Sinh học tế bào”; đề xuất quy trình thiết kế và sử dụng BTTH để phát triển NL GQVĐ; xây dựng hệ thống BTTH thực hiện mục tiêu kép vừa nâng cao hiệu quả dạy học vừa phát triển NL GQVĐ cho HS. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong phần “Sinh học tế bào” của chương trình Sinh học 10, thực nghiệm tại các trường THPT ở Thái Nguyên và Tuyên Quang trong năm học 2016-2017.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới PPDH theo hướng lấy HS làm trung tâm, góp phần phát triển năng lực tư duy, sáng tạo và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho xã hội.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về PPDH tích cực, đặc biệt là phương pháp dạy học bằng bài tập tình huống (BTTH) và phát triển năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ). BTTH được định nghĩa là dạng bài tập chứa đựng tình huống có mâu thuẫn nhận thức giữa kiến thức đã biết và chưa biết, kích thích HS chủ động tìm tòi, sáng tạo để giải quyết vấn đề. NL GQVĐ được cấu thành từ các yếu tố: phát hiện vấn đề, xác định giải pháp, trình bày giải pháp và đánh giá kết quả giải quyết.

Khung lý thuyết còn bao gồm các nguyên tắc thiết kế BTTH phải đảm bảo tính mâu thuẫn nhận thức, phù hợp với trình độ HS, gây nhu cầu nhận thức và phát triển NL GQVĐ. Quy trình dạy học bằng BTTH gồm ba bước: đặt vấn đề, giải quyết vấn đề và báo cáo kiểm định kết quả, trong đó GV đóng vai trò hướng dẫn, tổ chức, HS là chủ thể tích cực trong quá trình học tập.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn. Nguồn dữ liệu bao gồm: tài liệu pháp luật về giáo dục, chương trình Sinh học 10, khảo sát thực trạng tại 12 trường THPT với 50 GV và 902 HS, cùng các ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực Sinh học và khoa học giáo dục.

Phương pháp phân tích dữ liệu sử dụng thống kê mô tả và kiểm định phương sai để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng BTTH trong phát triển NL GQVĐ. Thực nghiệm sư phạm được tiến hành theo thiết kế nhóm thực nghiệm (TN) và nhóm đối chứng (ĐC) tại các trường THPT ở Thái Nguyên và Tuyên Quang trong năm học 2016-2017, với cỡ mẫu gồm nhiều lớp học sinh khối 10 được chọn ngẫu nhiên.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 6/2016 đến tháng 6/2017, bao gồm các giai đoạn xây dựng đề cương, nghiên cứu tài liệu, khảo sát thực trạng, thiết kế BTTH, thực nghiệm sư phạm và tổng kết báo cáo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng thiết kế và sử dụng BTTH: Khoảng 85% GV đã nhận thức được vai trò của BTTH trong phát triển NL GQVĐ nhưng chỉ khoảng 40% GV thiết kế BTTH một cách bài bản và có hệ thống. BTTH thường được sử dụng chủ yếu để giới thiệu bài hoặc củng cố kiến thức, chưa phát huy tối đa vai trò phát triển NL GQVĐ.

  2. Hiệu quả thực nghiệm sư phạm: Kết quả kiểm tra học tập của nhóm TN có sử dụng BTTH cho thấy điểm trung bình tăng từ khoảng 5,8 lên 7,6 sau 5 lần kiểm tra, trong khi nhóm ĐC chỉ tăng từ 5,7 lên 6,3. Kiểm định phương sai cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), chứng tỏ BTTH góp phần nâng cao hiệu quả học tập.

  3. Phát triển năng lực giải quyết vấn đề: Đánh giá theo bảng tiêu chí phát triển NL GQVĐ cho thấy nhóm TN có mức độ phát triển NL cao hơn nhóm ĐC khoảng 25%. HS trong nhóm TN thể hiện tốt hơn ở các kỹ năng phát hiện vấn đề, đề xuất giải pháp và tự đánh giá kết quả.

  4. Tác động đến thái độ học tập: Qua khảo sát và quan sát, HS trong nhóm TN có thái độ học tập tích cực hơn, hứng thú và chủ động trong việc tiếp cận kiến thức mới, thể hiện sự tự tin và sáng tạo trong giải quyết các tình huống học tập.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự khác biệt này là do BTTH tạo ra mâu thuẫn nhận thức kích thích nhu cầu tìm hiểu, giúp HS vận dụng kiến thức đã học vào các tình huống thực tế, từ đó phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về hiệu quả của phương pháp dạy học tình huống trong phát triển năng lực học sinh.

Biểu đồ phân phối điểm kiểm tra và biểu đồ đường lũy tích thể hiện rõ sự tiến bộ vượt trội của nhóm TN so với nhóm ĐC qua các lần kiểm tra, minh chứng cho tác động tích cực của BTTH. Bảng phân tích phương sai cũng cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê, củng cố tính khách quan của kết quả.

Kết quả nghiên cứu góp phần khẳng định vai trò quan trọng của BTTH trong đổi mới PPDH theo hướng phát triển năng lực, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để xây dựng quy trình thiết kế và sử dụng BTTH hiệu quả trong dạy học Sinh học.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và phổ biến quy trình thiết kế BTTH: Động viên GV áp dụng quy trình 5 bước thiết kế BTTH phù hợp với nội dung bài học và trình độ HS, nhằm phát triển NL GQVĐ. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, do Sở GD&ĐT phối hợp với các trường THPT triển khai.

  2. Tổ chức tập huấn nâng cao năng lực GV: Tổ chức các khóa đào tạo, bồi dưỡng kỹ năng thiết kế và sử dụng BTTH, tập trung vào phát triển NL GQVĐ cho HS. Mục tiêu nâng tỷ lệ GV sử dụng BTTH bài bản lên trên 70% trong vòng 2 năm.

  3. Xây dựng ngân hàng BTTH mẫu: Phát triển hệ thống BTTH mẫu theo từng chủ đề trong phần “Sinh học tế bào” để GV tham khảo và áp dụng, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng bài giảng. Chủ thể thực hiện là các trường đại học sư phạm và Sở GD&ĐT.

  4. Đánh giá và phản hồi thường xuyên: Thiết lập hệ thống đánh giá NL GQVĐ của HS qua BTTH, kết hợp tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng và đánh giá của GV để điều chỉnh phương pháp dạy học kịp thời. Thời gian áp dụng liên tục trong quá trình dạy học.

  5. Khuyến khích HS chủ động học tập: Xây dựng môi trường học tập tích cực, khuyến khích HS tham gia thảo luận, trình bày và phản biện trong quá trình giải quyết BTTH nhằm phát triển kỹ năng tự học và tư duy phản biện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên bộ môn Sinh học THPT: Nghiên cứu cung cấp quy trình thiết kế và sử dụng BTTH cụ thể, giúp GV đổi mới phương pháp dạy học, phát triển NL GQVĐ cho HS, nâng cao hiệu quả giảng dạy.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Cơ sở để xây dựng chính sách, tổ chức tập huấn và đánh giá chất lượng dạy học theo hướng phát triển năng lực học sinh, góp phần đổi mới chương trình và phương pháp giáo dục phổ thông.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Sinh học: Tài liệu tham khảo quý giá về lý luận và thực tiễn dạy học tích cực, phương pháp thiết kế bài tập tình huống và phát triển năng lực học sinh.

  4. Chuyên gia phát triển chương trình giáo dục: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chương trình, sách giáo khoa và tài liệu hướng dẫn dạy học theo hướng phát triển năng lực, đặc biệt trong môn Sinh học.

Câu hỏi thường gặp

  1. BTTH là gì và tại sao lại quan trọng trong dạy học Sinh học?
    BTTH là bài tập chứa tình huống có mâu thuẫn nhận thức, kích thích HS chủ động tìm hiểu và giải quyết vấn đề. Trong Sinh học, BTTH giúp HS vận dụng kiến thức trừu tượng vào thực tiễn, phát triển tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề.

  2. Làm thế nào để thiết kế BTTH phù hợp với trình độ HS?
    BTTH phải cân bằng giữa kiến thức đã biết và chưa biết, phù hợp với khả năng nhận thức của HS, gây nhu cầu nhận thức và hứng thú học tập. GV cần phân tích kỹ nội dung bài học và đặc điểm HS để xây dựng BTTH phù hợp.

  3. Quy trình dạy học bằng BTTH gồm những bước nào?
    Quy trình gồm ba bước chính: đặt vấn đề (giới thiệu BTTH và kích thích nhu cầu nhận thức), giải quyết vấn đề (HS chủ động tìm kiếm giải pháp dưới sự hướng dẫn của GV), báo cáo và kiểm định kết quả (HS tổng hợp, đánh giá và hệ thống kiến thức).

  4. BTTH có thể áp dụng cho những mục đích dạy học nào?
    BTTH được sử dụng để dạy kiến thức mới, củng cố và hoàn thiện kiến thức, cũng như kiểm tra, đánh giá năng lực HS. Mỗi loại BTTH có đặc điểm và mục tiêu riêng, phù hợp với từng giai đoạn dạy học.

  5. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả phát triển NL GQVĐ qua BTTH?
    Sử dụng bảng tiêu chí đánh giá NL GQVĐ dựa trên các kỹ năng phát hiện vấn đề, đề xuất giải pháp, thực hiện và tự đánh giá kết quả. Kết hợp đánh giá định lượng qua điểm kiểm tra và đánh giá định tính qua quan sát thái độ, sự chủ động của HS.

Kết luận

  • Đề tài đã xây dựng được cơ sở lý luận và thực tiễn vững chắc về thiết kế và sử dụng BTTH để phát triển NL GQVĐ cho HS trong dạy học phần “Sinh học tế bào” (Sinh học 10 - THPT).
  • Quy trình thiết kế BTTH gồm 5 bước và quy trình dạy học bằng BTTH gồm 3 bước được đề xuất phù hợp với đặc điểm nội dung và đối tượng HS.
  • Thực nghiệm sư phạm cho thấy việc sử dụng BTTH giúp nâng cao điểm số học tập và phát triển NL GQVĐ cho HS một cách có ý nghĩa thống kê.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực GV trong thiết kế và sử dụng BTTH, đồng thời xây dựng ngân hàng BTTH mẫu và hệ thống đánh giá NL GQVĐ.
  • Khuyến nghị các nhà quản lý giáo dục, GV và chuyên gia giáo dục tham khảo và áp dụng kết quả nghiên cứu để đổi mới PPDH, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT và Sở GD&ĐT nên triển khai tập huấn, xây dựng ngân hàng BTTH và áp dụng quy trình dạy học bằng BTTH trong giảng dạy Sinh học lớp 10 nhằm phát triển NL GQVĐ cho HS.