Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh thế kỷ XXI với sự phát triển của tri thức khoa học và công nghệ thông tin, Việt Nam bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đòi hỏi ngành Giáo dục và Đào tạo phải đổi mới căn bản và toàn diện từ triết lý, mục tiêu đến nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học. Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 Khóa XI xác định nhiệm vụ trọng tâm là chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực người học, bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề (NLGQVĐ). Đồng thời, Thông tư 22 của Bộ Giáo dục và Đào tạo cũng quy định các nhóm năng lực cần hình thành ở học sinh tiểu học, bao gồm năng lực tự phục vụ, tự quản; năng lực hợp tác; năng lực tự học và giải quyết vấn đề.

Tiểu học là bậc học nền tảng trong hệ thống giáo dục quốc dân, đóng vai trò đặt nền móng cho sự phát triển nhân cách, trí tuệ và kỹ năng của học sinh. Trong chương trình tiểu học, môn Khoa học lớp 5 giữ vị trí quan trọng, đặc biệt chủ đề "Vật chất và năng lượng" chứa đựng nhiều tri thức phong phú, gần gũi với đời sống thực tiễn, tạo môi trường thuận lợi để rèn luyện tư duy thực nghiệm và khả năng xử lý tình huống cho học sinh. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực, tác giả Hoàng Thùy Trang đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp: "Một số biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học chủ đề Vật chất và năng lượng trong môn Khoa học lớp 5", dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Phan Lâm Quyên tại Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng (năm 2018).

Khóa luận xác định các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể sau:

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc rèn luyện kĩ năng giải quyết vấn đề cho học sinh trong môn Khoa học lớp 5.
  2. Điều tra thực trạng rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong môn Khoa học lớp 5.
  3. Đề xuất một số biện pháp nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học chủ đề Vật chất và năng lượng trong môn Khoa học lớp 5.
  4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường Tiểu học để đánh giá tính phù hợp, hiệu quả của hệ thống các biện pháp đã đề xuất nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học môn Khoa học.

Mục tiêu nghiên cứu là làm rõ cơ sở lý luận và thực trạng rèn luyện NLGQVĐ trong dạy học môn Khoa học 5, từ đó xây dựng và kiểm chứng hệ thống biện pháp dạy học tích cực nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Khoa học ở trường tiểu học. Giả thuyết khoa học được đặt ra: Nếu sử dụng hiệu quả các biện pháp dạy học tích cực trong dạy học chủ đề Vật chất và năng lượng trong môn Khoa học 5 thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, qua đó nâng cao chất lượng dạy học môn Khoa học ở trường Tiểu học.

  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình phát triển các năng lực trong dạy học môn Khoa học ở trường Tiểu học.
  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua dạy học chủ đề Vật chất và năng lượng trong môn Khoa học lớp 5.
  • Phạm vi nghiên cứu: Chương trình môn Khoa học lớp 5; giáo viên và học sinh khối lớp 5 tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng (thời gian hoàn thành nghiên cứu: tháng 01/2018).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận tiếp cận khái niệm năng lực từ gốc Latinh "competentia" và tổng hợp các quan điểm lý thuyết của Từ điển giáo khoa tiếng Việt, Howard Gardner (1999), F. E. Weinert (2001), OECD (2002), Nguyễn Thị Minh Phương (2007). Trên cơ sở đó, tác giả sử dụng định nghĩa: Năng lực là khả năng vận dụng tất cả những yếu tố chủ quan (mà bản thân có sẵn hoặc được hình thành qua học tập) để giải quyết các vấn đề trong học tập, công tác và cuộc sống. Năng lực được phân chia thành năng lực chung (key competency) và năng lực chuyên biệt (domain-specific competency).

Đối với năng lực giải quyết vấn đề, tác giả định nghĩa đây là khả năng của một cá nhân huy động, kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năng với thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân để hiểu và giải quyết vấn đề trong tình huống nhất định một cách hiệu quả và với tinh thần tích cực. Cấu trúc NLGQVĐ được xác định gồm 4 thành tố:

  1. Tìm hiểu, khám phá vấn đề: Nhận biết, phân tích tình huống cụ thể, phát hiện và nêu được tình huống có vấn đề, chia sẻ sự am hiểu vấn đề với người khác.
  2. Thiết lập không gian vấn đề: Lựa chọn, sắp xếp, đối chiếu thông tin mới với kiến thức đã học, xác định quy trình và chiến lược giải quyết.
  3. Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp: Đề xuất giả thuyết, giải pháp; thiết lập tiến trình thực hiện; triển khai giải pháp và điều chỉnh phù hợp với thực tiễn.
  4. Đánh giá và phản ánh giải pháp: Đánh giá hiệu quả giải quyết vấn đề, suy ngẫm về quy trình, điều chỉnh để vận dụng trong tình huống mới.

Về phương diện tâm sinh lý, nghiên cứu phân tích đặc điểm nhận thức của học sinh lớp 5: tư duy đang chuyển từ cụ thể sang trừu tượng, đã biết xếp bậc khái niệm, phân loại và phân hạng; tri giác gắn liền hành động trực quan; trí tưởng tượng gắn với hiện thực và tri thức khoa học; trí nhớ bắt đầu chuyển dịch từ trực quan - hình tượng sang ghi nhớ từ ngữ - logic.

Về cấu trúc chương trình, môn Khoa học lớp 5 (theo chương trình Bộ GD&ĐT ban hành năm 2001) có thời lượng 2 tiết/tuần, gồm 70 bài/35 tuần (61 bài mới và 9 bài ôn tập, kiểm tra) phân bổ qua 4 chủ đề: Con người và sức khỏe (19 bài mới), Vật chất và năng lượng (25 bài mới), Thực vật và động vật (10 bài mới), Môi trường và tài nguyên thiên nhiên (7 bài mới). Chủ đề "Vật chất và năng lượng" bao gồm 3 mạch kiến thức: Đặc điểm và công dụng của một số vật liệu thường dùng (11 tiết, bài 22–32); Sự biến đổi của chất (5 tiết, bài 35–38); Sử dụng năng lượng (9 tiết, bài 40–48).

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp lý thuyết; phân loại và hệ thống hóa các nguồn tài liệu, văn bản quy phạm pháp luật và sách giáo khoa.
  • Phương pháp quan sát sư phạm: Quan sát trực tiếp cử chỉ, thái độ, hoạt động học tập của học sinh và dự giờ đánh giá hoạt động giảng dạy của giáo viên trong các tiết Khoa học.
  • Phương pháp điều tra bằng Anket: Sử dụng phiếu hỏi khảo sát ý kiến của 255 học sinh và 09 giáo viên khối 5 tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.
  • Phương pháp thống kê toán học: Thu thập, phân loại, tính toán tỷ lệ phần trăm để xử lý định lượng các số liệu khảo sát và thực nghiệm.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm có đối chứng tại trường tiểu học để kiểm chứng các biện pháp đề xuất.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Cơ sở lí luận và thực tiễn của biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học chủ đề Vật chất và Năng lượng trong môn Khoa học lớp 5

Chương này trình bày toàn bộ cơ sở lý thuyết về năng lực, cấu trúc 4 thành tố của NLGQVĐ, các đặc điểm tâm lý, nhận thức của học sinh lớp 5, cùng mục tiêu và cấu trúc nội dung của chương trình môn Khoa học lớp 5. Trọng tâm của chương là công trình khảo sát thực trạng rèn luyện NLGQVĐ tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi (Đà Nẵng).

Kết quả khảo sát 255 học sinh khối lớp 5 được tổng hợp qua các bảng số liệu sau:

Mức độ hứng thú với môn Khoa học Số lượng (HS) Tỷ lệ (%)
Rất thích 135 52,9
Thích 81 31,8
Bình thường 28 11,0
Không thích 11 4,3
Mức độ tích cực khi GV đặt câu hỏi / ra bài tập Số lượng (HS) Tỷ lệ (%)
Tập trung suy nghĩ tìm lời giải và xung phong trả lời 110 43,1
Trao đổi với bạn, nhóm bạn để tìm câu trả lời 96 37,6
Chờ câu trả lời từ các bạn khác hoặc giáo viên 49 19,3
Thái độ đối với tình huống có vấn đề Số lượng (HS) Tỷ lệ (%)
Rất hứng thú, muốn tìm hiểu bằng mọi cách 107 41,9
Hứng thú, muốn tìm hiểu 79 31,0
Thấy lạ nhưng không muốn tìm hiểu 56 22,0
Không quan tâm 13 5,1
Mức độ tham gia giải quyết vấn đề Số lượng (HS) Tỷ lệ (%)
Thường xuyên 47 18,4
Thỉnh thoảng 174 68,2
Chưa bao giờ 34 13,4

Khảo sát đối với 09 giáo viên cho thấy 100% giáo viên nhận định NLGQVĐ là quan trọng và rất quan trọng (77,8% đánh giá rất quan trọng, 22,2% đánh giá quan trọng). Về tần suất tổ chức hoạt động phát triển NLGQVĐ, có 55,6% thường xuyên quan tâm, 33,3% quan tâm và 11,1% ít quan tâm. Các khó khăn chính của giáo viên được ghi nhận cụ thể:

Khó khăn giáo viên gặp phải Số lượng (GV) Tỷ lệ (%)
Thiếu cơ sở vật chất cho các hoạt động 9/9 100,0
Thói quen dạy học chưa quan tâm phát triển năng lực 7/9 77,8
Thiếu thời gian giảng dạy 5/9 55,6
Khả năng tổ chức hoạt động còn hạn chế 4/9 44,4

Về các biện pháp nâng cao NLGQVĐ, 100% giáo viên đồng ý sử dụng phương pháp dạy học tích cực; 88,9% đồng ý kiểm tra, đánh giá và động viên kịp thời sự sáng tạo của học sinh; 77,8% tán thành việc thiết kế bài giảng logic và yêu cầu học sinh trình bày quan điểm, tranh luận bảo vệ ý kiến; 55,6% đồng ý thay đổi mức độ yêu cầu bài tập; 44,4% đồng tình với việc sử dụng bài tập có nhiều cách giải.

Chương II: Một số biện pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua dạy học chủ đề Vật chất và Năng lượng trong môn Khoa học lớp 5

Dựa trên kết quả nghiên cứu lý luận và thực trạng, tác giả thiết lập 5 nguyên tắc chỉ đạo việc đề xuất biện pháp sư phạm:

  1. Nguyên tắc đảm bảo tính khoa học và tính giáo dục: Đảm bảo tính chính xác của tri thức khoa học và thế giới quan duy vật biện chứng, gắn khoa học với thực tiễn.
  2. Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa cụ thể và trừu tượng: Kết hợp giữa phương tiện trực quan, vật thật, thí nghiệm với các khái niệm khoa học trừu tượng.
  3. Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa tính đồng loạt và phân hóa: Đảm bảo chuẩn kiến thức phổ cập cho toàn bộ học sinh, đồng thời phân hóa để bồi dưỡng học sinh có năng khiếu.
  4. Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa tính vừa sức và yêu cầu phát triển: Đưa ra yêu cầu phù hợp với trình độ hiện tại nhưng không ngừng nâng cao để kích thích sự phát triển nhận thức.
  5. Nguyên tắc đảm bảo sự thống nhất giữa vai trò chủ đạo của thầy và tính tự giác, tích cực, chủ động của trò: Giáo viên đóng vai trò tổ chức, hướng dẫn; học sinh là chủ thể trực tiếp tham gia chiếm lĩnh tri thức.

Trên cơ sở 5 nguyên tắc trên, tác giả đề xuất 3 nhóm biện pháp sư phạm cụ thể:

  • Biện pháp 1: Trang bị cho học sinh các kiến thức cơ bản về các dạng vật chất và năng lượng. Cung cấp cơ sở lý thuyết vững chắc giúp học sinh có dữ liệu nền tảng để phân tích, so sánh và nhận diện các tình huống thực tiễn.
  • Biện pháp 2: Sử dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề. Giáo viên chủ động xây dựng các tình huống có vấn đề mâu thuẫn nhận thức, tổ chức cho học sinh phát hiện vấn đề, đề xuất giả thuyết khoa học, lập kế hoạch thu thập thông tin/thí nghiệm và tiến hành kiểm chứng để rút ra kết luận.
  • Biện pháp 3: Phân tích ứng dụng thực tiễn của các dạng vật chất và năng lượng nhằm tạo hứng thú cho học sinh. Kết nối nội dung bài học với các hiện tượng quen thuộc trong sinh hoạt gia đình và tự nhiên, khơi gợi nhu cầu tìm hiểu và vận dụng tri thức vào thực tế.

Chương III: Thực nghiệm sư phạm

Chương III trình bày quá trình tổ chức thực nghiệm sư phạm tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã xây dựng.

Nội dung thực nghiệm được triển khai trực tiếp qua 2 bài học đại diện thuộc chủ đề "Vật chất và năng lượng":

  • Bài thực nghiệm số 1: Bài 31: Chất dẻo (trang 64 SGK Khoa học 5).
  • Bài thực nghiệm số 2: Bài 36: Hỗn hợp (trang 74 SGK Khoa học 5).

Quy trình thực nghiệm được tiến hành qua các bước: Lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm có trình độ tương đương; xây dựng giáo án thực nghiệm theo quy trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề; tiến hành giảng dạy; tổ chức kiểm tra, đánh giá định tính (thái độ, mức độ tích cực, kỹ năng thao tác thí nghiệm) và định lượng (điểm số bài kiểm tra, mức độ thành thạo qua các tiêu chí giải quyết vấn đề).

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Khảo sát phản ánh thực trạng: 84,7% học sinh có hứng thú với môn Khoa học (52,9% rất thích, 31,8% thích), nhưng tỷ lệ học sinh thường xuyên được trực tiếp tham gia giải quyết vấn đề chỉ đạt 18,4%, trong khi có đến 68,2% thỉnh thoảng và 13,4% chưa bao giờ tham gia. Có 19,3% học sinh còn thói quen học tập thụ động chờ sẵn câu trả lời.
  • Toàn bộ 100% giáo viên được khảo sát đều nhận thức được tầm quan trọng của NLGQVĐ, tuy nhiên 100% giáo viên gặp khó khăn do thiếu thốn cơ sở vật chất phục vụ hoạt động thực hành, 77,8% vướng thói quen dạy học truyền thụ kiến thức một chiều, 55,6% gặp áp lực thiếu thời gian và 44,4% hạn chế về kỹ năng tổ chức hoạt động.
  • Dữ liệu định tính và định lượng từ 2 bài thực nghiệm (Chất dẻo và Hỗn hợp) tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi khẳng định việc áp dụng hệ thống biện pháp dạy học giải quyết vấn đề giúp học sinh hứng thú hơn, chủ động thực hiện thí nghiệm, biết cách hợp tác nhóm và nâng cao khả năng xử lý tình huống học tập.

Giải pháp và kiến nghị

  • Đối với học sinh: Cần chủ động, tích cực tự giác học tập, tăng cường trao đổi nhóm, mạnh dạn đặt câu hỏi và tìm tòi giải quyết mâu thuẫn nhận thức; vận dụng kiến thức khoa học vào đời sống sinh hoạt.
  • Đối với giáo viên: Đổi mới tư duy dạy học, khắc phục lối truyền thụ lý thuyết thuần túy; tích cực ứng dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề; tăng cường sử dụng đồ dùng trực quan, thí nghiệm thực hành; linh hoạt thay đổi hình thức đánh giá, kịp thời khen ngợi sự sáng tạo của học sinh.
  • Đối với gia đình và xã hội: Phối hợp chặt chẽ với nhà trường; các cấp quản lý giáo dục cần đầu tư, bổ sung trang thiết bị, đồ dùng thí nghiệm phục vụ dạy học môn Khoa học nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho hoạt động rèn luyện năng lực.

Đóng góp của đề tài

  • Hệ thống hóa cơ sở lý luận về cấu trúc 4 thành tố của NLGQVĐ ở lứa tuổi học sinh tiểu học theo định hướng đổi mới giáo dục phổ thông.
  • Cung cấp dữ liệu điều tra thực trạng toàn diện, xác thực về tình hình dạy và học môn Khoa học lớp 5 tại địa bàn quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.
  • Xây dựng hệ thống 5 nguyên tắc sư phạm và 3 biện pháp dạy học cụ thể kèm giáo án thực nghiệm chi tiết cho chủ đề "Vật chất và năng lượng", có giá trị ứng dụng trực tiếp trong thực tế giảng dạy tiểu học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm của đề tài mới được thực hiện trong phạm vi một trường tiểu học (Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng) với quy mô mẫu 255 học sinh và 09 giáo viên. Nội dung thực nghiệm giới hạn trong 2 bài học thuộc chủ đề "Vật chất và năng lượng" của môn Khoa học lớp 5.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng việc thử nghiệm hệ thống biện pháp sang các chủ đề khác của chương trình Khoa học lớp 5 (chủ đề Con người và sức khỏe, Thực vật và động vật, Môi trường và tài nguyên thiên nhiên), đồng thời mở rộng phạm vi nghiên cứu và thực nghiệm ở các khối lớp khác (lớp 4) và trên các địa bàn trường học đa dạng hơn.

Giá trị tham khảo

  • Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Giáo dục Tiểu học, Sư phạm Khoa học Tự nhiên trong việc học tập học phần Phương pháp dạy học môn Khoa học ở tiểu học, cũng như thực hiện các khóa luận, đề tài nghiên cứu khoa học giáo dục.
  • Cung cấp tư liệu thực tế cho giáo viên tiểu học đang trực tiếp giảng dạy môn Khoa học lớp 5, đặc biệt là quy trình thiết kế bài dạy học nêu vấn đề, cách thức tổ chức cho học sinh làm thí nghiệm và phương pháp khai thác hiện tượng đời sống thực tế trong chủ đề "Vật chất và năng lượng".
  • Phần nội dung đáng tham khảo nhất là hệ thống phiếu khảo sát thực trạng, các bảng thống kê số liệu thực tế về nhận thức của giáo viên - học sinh, cùng cấu trúc tổ chức các hoạt động dạy học giải quyết vấn đề minh họa trong Bài 31 (Chất dẻo) và Bài 36 (Hỗn hợp).

Câu hỏi thường gặp

  1. Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề của học sinh tiểu học trong nghiên cứu này gồm những thành tố nào?
    NLGQVĐ được xác định gồm 4 thành tố cơ bản: (1) Tìm hiểu, khám phá vấn đề; (2) Thiết lập không gian vấn đề; (3) Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp; (4) Đánh giá và phản ánh giải pháp.

  2. Thực trạng mức độ tham gia giải quyết vấn đề của học sinh khối 5 tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi được ghi nhận ra sao?
    Khảo sát 255 học sinh cho thấy chỉ có 18,4% học sinh thường xuyên tham gia giải quyết vấn đề trong giờ Khoa học; 68,2% học sinh thỉnh thoảng tham gia và 13,4% học sinh chưa bao giờ tham gia. Đồng thời, có 19,3% học sinh giữ thói quen học tập thụ động, chờ câu trả lời từ giáo viên hoặc bạn học.

  3. Những rào cản lớn nhất mà giáo viên gặp phải khi phát triển NLGQVĐ cho học sinh là gì?
    100% giáo viên (9/9) gặp khó khăn do thiếu thốn cơ sở vật chất, thiết bị dạy học phục vụ hoạt động thực hành; 77,8% vướng thói quen dạy học nặng về truyền thụ kiến thức lý thuyết; 55,6% gặp trở ngại do thiếu thời gian giảng dạy trên lớp và 44,4% gặp hạn chế về kỹ năng tổ chức hoạt động.

  4. Tác giả đề xuất những biện pháp cụ thể nào để phát triển NLGQVĐ qua chủ đề Vật chất và năng lượng?
    Đề tài đề xuất 3 biện pháp: (1) Trang bị cho học sinh các kiến thức cơ bản về các dạng vật chất và năng lượng; (2) Sử dụng phương pháp dạy học giải quyết vấn đề; (3) Phân tích ứng dụng thực tiễn của các dạng vật chất và năng lượng nhằm tạo hứng thú cho học sinh.

  5. Hai bài học cụ thể nào được lựa chọn để tiến hành thực nghiệm sư phạm trong khóa luận?
    Tác giả đã lựa chọn Bài 31 (Chất dẻo, trang 64) và Bài 36 (Hỗn hợp, trang 74) thuộc chủ đề "Vật chất và năng lượng" trong SGK Khoa học 5 để thiết kế giáo án thực nghiệm và tiến hành dạy học kiểm chứng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Thùy Trang đã giải quyết trọn vẹn các nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra, từ việc hệ thống hóa cơ sở lý luận đến khảo sát thực trạng rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề tại Trường Tiểu học Nguyễn Văn Trỗi, Đà Nẵng. Trên cơ sở 5 nguyên tắc sư phạm vững chắc, tác giả đã đề xuất 3 nhóm biện pháp dạy học tích cực gắn liền với chủ đề "Vật chất và năng lượng" trong môn Khoa học lớp 5. Kết quả thực nghiệm sư phạm đối với bài Chất dẻo và Hỗn hợp đã chứng minh tính phù hợp và hiệu quả của các biện pháp trong việc kích thích hứng thú, nâng cao tính tự lực và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tiểu học.