Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục với đề tài "Phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh trong dạy học chủ đề Vật sống môn Khoa học tự nhiên 6" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Đinh Khánh Quỳnh, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Lê Đình Trung và TS. Nguyễn Vinh Hiển, tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (năm 2024). Luận án thuộc chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học, mã số 9140111.

Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, công trình được đặt trong bối cảnh thực hiện Nghị quyết số 29/NQ-TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, cùng Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Môn Khoa học tự nhiên cấp Trung học cơ sở (THCS) là môn học bắt buộc có thời lượng 140 tiết/năm học, tích hợp nền tảng kiến thức từ Vật lí, Hóa học, Sinh học và Khoa học Trái Đất. Trong đó, năng lực tìm hiểu tự nhiên (năng lực khám phá tự nhiên) là một trong ba thành phần năng lực đặc thù cốt lõi, bên cạnh năng lực nhận thức khoa học tự nhiên và năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng vào thực tiễn. Tuy nhiên, thực tế triển khai gặp nhiều khó khăn do giáo viên chưa hiểu rõ bản chất của năng lực khám phá tự nhiên, thiếu tài liệu hướng dẫn quy trình tổ chức bài học, trong khi học sinh lớp 6 đầu cấp THCS đang bước vào giai đoạn chuyển biến nhận thức từ trực quan hình tượng sang tư duy biện chứng lí tính nhưng còn thiếu kĩ năng học tập tự lực.

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu, xác định cấu trúc năng lực khám phá tự nhiên, hoạt động khám phá tự nhiên, đề xuất quy trình phát triển năng lực khám phá tự nhiên và vận dụng quy trình trong dạy học chủ đề Vật sống (Khoa học tự nhiên 6) nhằm phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn học.

Giả thuyết khoa học của luận án xác định: Nếu xác định được cấu trúc năng lực khám phá tự nhiên, các hoạt động khám phá tự nhiên, quy trình phát triển năng lực khám phá tự nhiên và vận dụng quy trình đó trong dạy học chủ đề Vật sống môn Khoa học tự nhiên 6 thì sẽ phát triển được năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh, qua đó nâng cao chất lượng dạy học môn học.

Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm 6 nội dung:

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn về năng lực khám phá tự nhiên, dạy học phát triển năng lực khám phá tự nhiên, phát triển năng lực khám phá tự nhiên trong dạy học môn Khoa học tự nhiên.
  2. Nghiên cứu, định nghĩa năng lực khám phá tự nhiên, xác định cấu trúc năng lực khám phá tự nhiên, trên cơ sở đó xác định các tiêu chí đánh giá năng lực khám phá tự nhiên.
  3. Nghiên cứu xác định quy trình xây dựng các hoạt động khám phá tự nhiên, vận dụng quy trình để xây dựng các hoạt động khám phá tự nhiên trong chủ đề Vật sống – Khoa học tự nhiên 6.
  4. Đề xuất quy trình phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh trong dạy học chủ đề Vật sống – Khoa học tự nhiên 6.
  5. Nghiên cứu vận dụng một số phương pháp dạy học phù hợp để phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh.
  6. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của quy trình phát triển năng lực khám phá tự nhiên trong dạy học chủ đề Vật sống – Khoa học tự nhiên 6 đã được đề xuất, từ đó khẳng định tính đúng đắn của giả thuyết khoa học.

Đối tượng nghiên cứu là năng lực khám phá tự nhiên, hoạt động khám phá tự nhiên, quy trình khám phá tự nhiên và một số phương pháp dạy học phát triển năng lực khám phá tự nhiên trong dạy học chủ đề Vật sống (Khoa học tự nhiên 6). Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy học chủ đề Vật sống (Khoa học tự nhiên 6) theo hướng khám phá tự nhiên. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mạch nội dung chủ đề Vật sống trong chương trình Khoa học tự nhiên 6, được thực nghiệm sư phạm trong năm học 2021 - 2022 trên 362 học sinh lớp 6 tại 4 trường THCS trên địa bàn thành phố Hà Nội: THCS Chu Văn An (quận Tây Hồ), THCS Nguyễn Trường Tộ (quận Đống Đa), THCS Xuân Phương (quận Nam Từ Liêm) và THCS Yên Mỹ (huyện Thanh Trì).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Về lịch sử nghiên cứu quốc tế, luận án điểm lại các quan điểm kinh điển về dạy học phát huy tính chủ động khám phá từ J.A. Komensky, J.J. Rousseau với thuyết giáo dục tự do lấy đứa trẻ làm trung tâm, J.H. Pestalozzi, A. Disterwerg, J.F. Herbart, J. Dewey (1910) với mô hình dạy học giải quyết vấn đề, J. Piaget (2014) với lý thuyết phát triển nhận thức và trạng thái mất cân bằng nhận thức, đến J. Bruner (2009) về dạy học khám phá. Khái niệm và quy trình khám phá tự nhiên được kế thừa từ các định nghĩa của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kì (NRC, 1996, 2000, 2012), Shulman (1986), Llewellyn (2004), Garland (2015) với chu trình 6 giai đoạn, Lec-ner (1982) với 8 giai đoạn, Razumopxki với chu trình sáng tạo 4 giai đoạn, Atkin và Karplus (1962), Suchman (1962), và R.W. Bybee (1997) với mô hình chu trình học tập 5E.

Về cấu trúc năng lực nghiên cứu khoa học và khám phá khoa học, luận án phân tích các nghiên cứu của Möller, Grube, Hartmann và Mayer (2008) xác định 4 kĩ năng (đặt câu hỏi, đưa ra giả thuyết, lập kế hoạch tìm hiểu, giải thích số liệu); khung chuẩn khoa học của NRC (2012) gồm 8 thực hành khoa học và kĩ thuật; khung đánh giá học sinh quốc tế PISA của OECD (2013, 2015) với 3 năng lực thành tố (giải thích hiện tượng khoa học, đánh giá và thiết kế điều tra khoa học, diễn giải dữ liệu và bằng chứng khoa học); tiêu chuẩn chương trình khoa học quốc gia Úc; cùng các công trình của Malik (2015), Nilawati & Akbar (2017), Kurniawati & Sukardiyono (2018), Chaerunisa và cộng sự (2023), Wenning (2005), Rezba (1999), Lederman (2008), McComas (1998), Beillerot (1991), Saab, Joolingen & Hout-wolters (2007), Price & Falcão (2011), Huang, Huang & Trang (2015), Yamashita và cộng sự (2016), Makaramani (2015), và Weinert (2001).

Ở Việt Nam, tác giả điểm lại các công trình nghiên cứu về phương pháp luận nghiên cứu khoa học của Vũ Cao Đàm (2003) với quy trình 4 giai đoạn, Trần Thanh Ái (2014); các nghiên cứu về năng lực khoa học của Trần Thị Thanh Xuân (2016), Nguyễn Thị Việt Nga (2016), Nguyễn Văn Nghiệp (2019), Lê Thái Hưng và Nguyễn Thị Phương Vy (2020). Về phương pháp dạy học khám phá và phát triển năng lực người học, luận án ghi nhận nghiên cứu của Trần Bá Hoành và Trịnh Nguyên Giao (2002), Đào Tam (2007), Thái Duy Tuyên (2008), Nguyễn Văn Cường (2005), Hoàng Thị Tuyết (2014), Đỗ Hương Trà và cộng sự (2015), Trần Thị Mai Lan (2015), Phạm Xuân Quế (2016), Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hải (2016). Đồng thời, các hướng tiếp cận vận dụng mô hình 5E, phương pháp Bàn tay nặn bột và dạy học thí nghiệm thực hành được triển khai bởi Vũ Thị Minh Nguyệt (2016), Dương Giáng Thiên Hương (2017), Trần Thị Lưu (2019), Ninh Thị Bách Diệp (2020), Nguyễn Thịnh Hòa (2019), Đặng Thị Dạ Thủy và Nguyễn Thị Diệu Phương (2020), Pham và cộng sự (2022), Nguyễn Thị Linh (2021), Hà Thị Lan Hương (2018), Nguyễn Thị Diễm Hằng, Cao Cự Giác và Lê Danh Bình (2018).

Khoảng trống nghiên cứu được luận án chỉ ra là: các công trình trước đây chủ yếu dừng lại ở việc mô tả quy trình nghiên cứu khoa học tổng quát, vận dụng kĩ thuật dạy học tích cực đơn lẻ hoặc áp dụng theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2006. Chưa có nhiều công trình mô tả tường minh cấu trúc năng lực khám phá tự nhiên của học sinh THCS dưới dạng các kĩ năng tiến trình, xây dựng tiêu chí và công cụ đánh giá chi tiết gắn liền với mạch kiến thức tích hợp của môn Khoa học tự nhiên 6 theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống này bằng cách xác lập cấu trúc 5 kĩ năng tiến trình, đề xuất quy trình dạy học phát triển năng lực và thiết kế bộ công cụ đánh giá định lượng cho chủ đề Vật sống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Về cơ sở lí thuyết, luận án tổng hợp các tiếp cận về năng lực của Vũ Dũng (2008), P. Rudich, Weinert (2001), Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường (2016), Phạm Minh Hạc (1992), Nguyễn Quang Uẩn (2003), Nguyễn Công Khanh (2013), Đinh Quang Báo (2012) và Chương trình tổng thể 2018. Luận án lựa chọn định nghĩa năng lực của Xavier Roegiers (1996): "Năng lực là sự tích hợp các kĩ năng tác động một cách tự nhiên lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết những vấn đề do tình huống này đặt ra". Trên nền tảng đó, luận án đưa ra định nghĩa: "Năng lực khám phá tự nhiên là một chuỗi kĩ năng, thao tác thành thục thông qua các hoạt động có chủ đích nhằm tìm hiểu và nghiên cứu các sự vật, hiện tượng, quá trình cơ bản về sự tồn tại và vận động của thế giới tự nhiên".

Cấu trúc năng lực khám phá tự nhiên được tác giả xác định gồm 5 kĩ năng tiến trình, tương ứng với các tiêu chí và biểu hiện hành vi cụ thể:

Kĩ năng thành phần Biểu hiện hành vi
1. Xác định vấn đề, đặt câu hỏi khám phá tự nhiên - Có nhu cầu/sự quan tâm đến vấn đề cần nghiên cứu, khám phá.
- Sử dụng kiến thức, kĩ năng để phân tích tình huống, phát hiện, lựa chọn vấn đề cần khám phá.
- Phân tích và đưa ra câu hỏi chứa đựng mâu thuẫn phản ánh nội dung khám phá.
2. Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết khoa học cho vấn đề khám phá - Đưa ra các phán đoán định hướng khám phá vấn đề đã lựa chọn, từ đó phát biểu giả thuyết khoa học cho vấn đề cần khám phá.
3. Lập kế hoạch khám phá - Xác định mục tiêu, phương pháp, phương tiện, nhiệm vụ khám phá.
- Xây dựng tiến trình và dự kiến kết quả khám phá.
- Phân chia nhiệm vụ cho các thành viên (nếu hoạt động nhóm).
4. Thực hiện kế hoạch khám phá, thu thập thông tin, viết báo cáo - Thu thập thông tin, ghi chép dữ liệu, chứng cứ qua quan sát, làm thí nghiệm.
- Xử lý và phân tích dữ liệu để khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã đề xuất.
- Xây dựng đề cương báo cáo theo từng nội dung cụ thể để viết báo cáo kết quả khám phá.
- Viết báo cáo kết quả khám phá.
5. Trình bày kết quả khám phá, đánh giá và kết luận - Trình bày kết quả khám phá, thảo luận để làm rõ và bổ sung báo cáo (nếu cần).
- Rút ra kết luận về vấn đề khám phá (thông qua kết quả làm việc cá nhân, làm việc theo nhóm và làm việc với giáo viên).
- Định hướng vận dụng kiến thức đã khám phá và có thể đề xuất vấn đề mới.

Về định hướng phương pháp dạy học, luận án vận dụng ba mô hình dạy học tích cực:

  • Dạy học dự án (tiến trình 3 giai đoạn: chuẩn bị dự án, thực hiện dự án, báo cáo và đánh giá dự án).
  • Dạy học theo chu trình 5E của BSCS / Bybee (Gắn kết - Engage, Khảo sát - Explore, Giải thích - Explain, Áp dụng cụ thể - Elaborate, Đánh giá - Evaluate).
  • Phương pháp Bàn tay nặn bột (BTNB).

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:

  • Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa các văn kiện, nghị quyết của Đảng, thông tư của Bộ Giáo dục và Đào tạo, các tài liệu tâm lí học, giáo dục học và lý luận dạy học.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát sư phạm qua dự giờ và hội thảo tập huấn; điều tra thực trạng bằng phiếu hỏi và phỏng vấn trực tiếp 210 giáo viên giảng dạy môn Sinh học/Khoa học tự nhiên tại các trường THCS; tham vấn chuyên gia gồm các nhà nghiên cứu giáo dục học, lí luận dạy học và giáo viên cốt cán; phương pháp thực nghiệm sư phạm.
  • Nguồn tư liệu và phương pháp xử lí dữ liệu: Dữ liệu điều tra thực trạng và kết quả thực nghiệm được thống kê, xử lí bằng phần mềm tin học văn phòng và thống kê toán học (thống kê mô tả, phân tích biểu đồ, kiểm định Paired Samples T-Test, Paired Samples Correlations).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lí luận về năng lực, năng lực khám phá tự nhiên, các đặc điểm tâm lí nhận thức của học sinh lứa tuổi 11-15 (lớp 6 đến lớp 9) và luận giải sự phù hợp của các phương pháp dạy học tích cực đối với việc rèn luyện kĩ năng tiến trình khám phá. Luận án đối chiếu mối quan hệ giữa các giai đoạn dạy học dự án với 5 kĩ năng thành phần của năng lực khám phá tự nhiên:

Giai đoạn dạy học dự án Hoạt động của học sinh trong dự án Kĩ năng thành phần tương ứng
1. Chuẩn bị dự án - Xác định vấn đề có thể xây dựng dự án.
- Lập kế hoạch thực hiện: xác định chủ đề, mục tiêu, công việc, kinh phí, thời gian, phương pháp.
- Phân công giao nhiệm vụ cho các thành viên.		 (1) Xác định vấn đề, đặt câu hỏi khám phá tự nhiên.
(2) Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết khoa học.
(3) Lập kế hoạch khám phá.
2. Thực hiện dự án - Thực hiện nhiệm vụ: đề xuất phương án giải quyết và kiểm tra, nghiên cứu tài liệu, làm thí nghiệm, trao đổi hợp tác.
- Thu thập tài liệu, tìm kiếm thông tin, đánh giá và chỉnh sửa.		 (4) Thực hiện kế hoạch khám phá, thu thập thông tin, viết báo cáo.
3. Báo cáo và đánh giá dự án - Thu thập kết quả, công bố sản phẩm trước lớp.
- Tự đánh giá sản phẩm nhóm mình và nhóm khác.		 (5) Trình bày kết quả khám phá, đánh giá và kết luận.

Về cơ sở thực tiễn, tác giả khảo sát 210 giáo viên môn Sinh học/Khoa học tự nhiên tại các trường THCS:

  • Về mức độ rèn luyện các kĩ năng khám phá tự nhiên cho học sinh: tỉ lệ giáo viên rèn luyện thường xuyên và rất thường xuyên ở các kĩ năng xác định vấn đề, đề xuất giả thuyết, lập kế hoạch, thu thập thông tin và xử lí dữ liệu chỉ đạt dưới 20%; điểm trung bình rèn luyện các kĩ năng này ở mức thấp, dao động từ 2,27/5 đến 2,74/5.
  • Về mức độ sử dụng các hoạt động dạy học: các hoạt động truyền thống quen thuộc như cho học sinh đọc sách giáo khoa, sử dụng tranh ảnh, mô hình, xem video, tham gia trò chơi có tỉ lệ sử dụng thường xuyên và rất thường xuyên chiếm trên 70% (điểm trung bình trên 3,5/5). Ngược lại, các hoạt động khám phá thực địa, làm thí nghiệm nghiên cứu có trên 30% giáo viên hiếm khi hoặc chưa bao giờ sử dụng.
  • Về loại hình môi trường học tập: học tập trong lớp và ngoài sân trường có tỉ lệ sử dụng từ mức thỉnh thoảng trở lên đạt từ 40% (điểm trung bình 2,4/5). Việc tổ chức học tập tại các trung tâm nghiên cứu rất hạn chế, với 37,14% giáo viên hiếm khi và 43,81% chưa bao giờ tổ chức (điểm trung bình từ 1,82/5 đến 2,32/5).
  • Nguyên nhân khó khăn: thời gian tiết học có hạn, nhà trường thiếu vườn trường hoặc thiết bị thí nghiệm, giáo viên gặp khó khăn và e ngại về kinh phí, công tác quản lí an toàn khi tổ chức ngoài thực địa, cùng sự thiếu hụt tài liệu hướng dẫn cụ thể về phát triển năng lực khám phá tự nhiên.

Chương 2: Phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh trong dạy học chủ đề Vật sống - Khoa học tự nhiên 6

Chương 2 tập trung phân tích chương trình môn Khoa học tự nhiên cấp THCS và môn Khoa học tự nhiên 6. Chương trình gồm 4 chủ đề chính: Chất và sự biến đổi, Vật sống, Năng lượng và sự biến đổi, Trái Đất và bầu trời. Trong đó, chủ đề Vật sống được phân bổ thời lượng giảng dạy cao nhất. Trên cơ sở yêu cầu cần đạt, tác giả phân chia chủ đề Vật sống thành các tiểu chủ đề và cấu trúc lại nội dung bài học theo tiến trình khám phá.

Luận án xây dựng quy trình ba giai đoạn phát triển năng lực khám phá tự nhiên và quy trình xây dựng kế hoạch dạy học tiểu chủ đề. Tác giả thiết kế các tình huống và hoạt động học tập cụ thể:

  • Hoạt động khám phá thế giới vi sinh vật: Cho học sinh quan sát giọt nước ao hồ dưới kính hiển vi, kích thích học sinh đặt câu hỏi về sự tồn tại của sinh vật đơn bào ("Trong một giọt nước ao/hồ có sinh vật nào sống trong đó hay không?", "Nguyên sinh vật có hình dạng như thế nào?").
  • Hoạt động khám phá vai trò của nấm: Thiết kế trò chơi học tập dạng bảng phân loại 4 nhóm chức năng (nấm ăn, nấm làm thuốc, nấm làm sạch môi trường, nấm gây bệnh) để học sinh thi đua phân tích và ghi nhận kiến thức.
  • Vận dụng phối hợp các phương pháp: Dạy học dự án được áp dụng cho các nội dung tìm hiểu đa dạng sinh học và bảo vệ môi trường sống; mô hình 5E áp dụng cho các bài hình thành khái niệm cấu tạo tế bào và cơ thể sinh vật; phương pháp Bàn tay nặn bột áp dụng cho các hoạt động thí nghiệm kiểm chứng sự nảy mầm và trao đổi chất.

Chương này cũng xây dựng bộ tiêu chí đánh giá năng lực khám phá tự nhiên gồm 5 kĩ năng tiến trình, kèm theo bảng mô tả tiêu chí, chỉ báo hành vi, bảng kiểm quan sát và rubric định mức 4 mức độ (từ mức 1 đến mức 4) nhằm phục vụ việc đánh giá thường xuyên và đánh giá định kì.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc tổ chức và kết quả thực nghiệm sư phạm trong năm học 2021 - 2022 trên 362 học sinh lớp 6 tại 4 trường THCS trên địa bàn Hà Nội. Luận án lựa chọn 4 trường đại diện cho các điều kiện giáo dục khác nhau:

Trường THCS thực nghiệm Địa bàn quận/huyện Đặc điểm trường
THCS Chu Văn An Quận Tây Hồ Trường có chất lượng giáo dục cao, ổn định của thành phố Hà Nội
THCS Nguyễn Trường Tộ Quận Đống Đa Trường có chất lượng giáo dục cao, ổn định của thành phố Hà Nội
THCS Xuân Phương Quận Nam Từ Liêm Trường nằm trên địa bàn đang phát triển về mọi mặt
THCS Yên Mỹ Huyện Thanh Trì Trường ngoại thành, làng ven đô của thành phố Hà Nội

Tiến trình thực nghiệm được tiến hành qua khảo sát mức độ ban đầu trước thực nghiệm và theo dõi sự phát triển năng lực của học sinh qua 5 lần kiểm tra đánh giá (KT1 đến KT5) trong quá trình học tập các tiểu chủ đề thuộc chủ đề Vật sống.

Kết quả thực nghiệm cho thấy sự chuyển biến rõ rệt về mức độ đạt được của các kĩ năng:

  • Kĩ năng 1 (Xác định vấn đề, đặt câu hỏi khám phá tự nhiên): Điểm trung bình trước thực nghiệm đạt 2,44/4 điểm. Qua 5 lần đánh giá, điểm số tăng đều đặn và đạt 3,28/4 điểm ở lần đánh giá thứ 5. Học sinh thể hiện khả năng nhận diện vấn đề và nêu câu hỏi khám phá tốt hơn so với các kĩ năng khác.
  • Kĩ năng 4 (Thực hiện kế hoạch khám phá, thu thập thông tin, viết báo cáo): Là kĩ năng có điểm trung bình trước thực nghiệm cao thứ hai (sau kĩ năng 1). Trong quá trình tác động, mức độ của học sinh tăng đều từ lần KT1 đến lần KT4. Đến lần KT5, tốc độ tăng chậm lại do yêu cầu đạt mức độ 4 đòi hỏi kĩ thuật xử lí dữ liệu và viết báo cáo khoa học chặt chẽ; tỉ lệ học sinh đạt mức 4 ở lần KT5 đạt 30,7%.
  • Kĩ năng 2 (Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết): Điểm trung bình ở giai đoạn trước thực nghiệm ở mức thấp nhưng có sự cải thiện rõ qua các đợt kiểm tra.
  • Phân tích thống kê: Các bảng thống kê mẫu cặp (Paired Samples Statistics, Paired Samples Correlations và Paired Samples Test) được tính toán giữa điểm đầu vào và các lần kiểm tra sau tác động, khẳng định sự gia tăng điểm số của các kĩ năng thành phần có ý nghĩa thống kê.
  • Phân tích định tính: Luận án lập biểu đồ theo dõi đường phát triển năng lực của 5 học sinh điển hình (từ HS 1 đến HS 5), qua đó phân tích chi tiết sự tiến bộ trong thao tác thực hành thí nghiệm, khả năng tự lực ghi chép dữ liệu và kĩ năng hợp tác báo cáo.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã công bố 5 đóng góp mới về mặt lí luận và thực tiễn:

  1. Hệ thống hóa được cơ sở lí luận về năng lực khám phá tự nhiên, dạy học phát triển năng lực khám phá tự nhiên và phát triển năng lực khám phá tự nhiên trong dạy học môn Khoa học tự nhiên cấp THCS.
  2. Đánh giá được thực trạng dạy học phát triển năng lực khám phá tự nhiên tại một số trường THCS qua khảo sát 210 giáo viên, chỉ ra sự thiếu hụt về phương pháp rèn luyện kĩ năng khám phá và rào cản về cơ sở vật chất, tài liệu.
  3. Xác định được định nghĩa năng lực khám phá tự nhiên, mô tả cấu trúc năng lực khám phá tự nhiên gồm 5 kĩ năng tiến trình và xây dựng hệ thống tiêu chí, bộ công cụ đánh giá năng lực khám phá tự nhiên theo các mức độ biểu hiện rõ ràng.
  4. Phân tích logic cấu trúc nội dung, yêu cầu cần đạt của chủ đề Vật sống môn Khoa học tự nhiên 6, làm cơ sở xác định các tiểu chủ đề với nội dung chi tiết phù hợp với việc tổ chức dạy học phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh.
  5. Xác định được quy trình xây dựng các hoạt động khám phá tự nhiên và vận dụng quy trình để xây dựng các hoạt động khám phá tự nhiên cụ thể trong chủ đề Vật sống – Khoa học tự nhiên 6.

Về kiến nghị và giải pháp, luận án đề xuất các cơ quan quản lí giáo dục cần tổ chức các đợt tập huấn bồi dưỡng giáo viên về kĩ thuật thiết kế kế hoạch bài dạy phát triển năng lực khám phá tự nhiên; tăng cường trang bị cơ sở vật chất phòng học bộ môn, thiết bị quan sát và thực hành; khuyến khích giáo viên đa dạng hóa môi trường học tập và áp dụng đánh giá quá trình bằng rubric.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, nội dung nghiên cứu của luận án chỉ tập trung giới hạn trong phạm vi chủ đề Vật sống của môn Khoa học tự nhiên lớp 6, chưa triển khai bao quát toàn bộ 4 chủ đề của chương trình. Về phạm vi thực nghiệm, dữ liệu thực nghiệm sư phạm mới được tiến hành trên 362 học sinh tại 4 trường THCS trên địa bàn thành phố Hà Nội trong năm học 2021 - 2022, chưa mở rộng ra các tỉnh thành thuộc các vùng miền khác có điều kiện địa lí và cơ sở vật chất đa dạng hơn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo mà tác giả định hướng bao gồm:

  • Mở rộng việc xây dựng quy trình và tổ chức dạy học phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho 3 chủ đề còn lại của môn Khoa học tự nhiên (Chất và sự biến đổi, Năng lượng và sự biến đổi, Trái Đất và bầu trời).
  • Nghiên cứu áp dụng quy trình phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh ở các khối lớp tiếp theo của cấp THCS (lớp 7, lớp 8 và lớp 9).
  • Triển khai thực nghiệm trên các địa bàn nông thôn, miền núi nhằm kiểm chứng mức độ phù hợp và tính thích ứng của quy trình dạy học đối với các điều kiện học tập khác nhau.

Giá trị tham khảo

Luận án cung cấp giá trị tham khảo chuyên môn cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học hoặc Khoa học tự nhiên: Luận án cung cấp khung lí thuyết hệ thống về năng lực khám phá tự nhiên, định nghĩa khoa học và cấu trúc 5 kĩ năng tiến trình, cùng kĩ thuật thiết kế rubric đánh giá hành vi.
  • Đối với giáo viên THCS đang giảng dạy môn Khoa học tự nhiên 6: Bản thiết kế các tiểu chủ đề và kế hoạch bài dạy minh họa trong chủ đề Vật sống (vận dụng mô hình 5E, dạy học dự án và Bàn tay nặn bột) là tài liệu tham khảo trực tiếp để soạn bài và tổ chức các hoạt động học tập trên lớp.
  • Đối với cán bộ quản lí giáo dục và người làm chương trình: Các số liệu điều tra thực trạng trên 210 giáo viên cung cấp minh chứng thực tiễn về những khó khăn, rào cản kĩ thuật của giáo viên khi triển khai Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, làm cơ sở xây dựng kế hoạch bồi dưỡng chuyên môn.

Câu hỏi thường gặp

1. Năng lực khám phá tự nhiên được tác giả định nghĩa và xác định cấu trúc như thế nào? Tác giả định nghĩa năng lực khám phá tự nhiên là một chuỗi kĩ năng, thao tác thành thục thông qua các hoạt động có chủ đích nhằm tìm hiểu và nghiên cứu các sự vật, hiện tượng, quá trình cơ bản về sự tồn tại và vận động của thế giới tự nhiên. Cấu trúc năng lực gồm 5 kĩ năng tiến trình: (1) Xác định vấn đề, đặt câu hỏi khám phá tự nhiên; (2) Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết khoa học cho vấn đề khám phá; (3) Lập kế hoạch khám phá; (4) Thực hiện kế hoạch khám phá, thu thập thông tin, viết báo cáo; (5) Trình bày kết quả khám phá, đánh giá và kết luận.

2. Khảo sát thực trạng trên 210 giáo viên THCS đã chỉ ra những điểm hạn chế nào trong việc rèn luyện kĩ năng khám phá cho học sinh? Kết quả khảo sát cho thấy tỉ lệ giáo viên thường xuyên rèn luyện các kĩ năng thành phần cốt lõi của năng lực khám phá tự nhiên (đặt câu hỏi, xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch, thu thập và xử lí thông tin) chỉ đạt dưới 20%, với điểm trung bình dao động từ 2,27/5 đến 2,74/5. Giáo viên chủ yếu sử dụng các hoạt động truyền thống như đọc sách giáo khoa, xem tranh ảnh mô hình hoặc xem video (trên 70% thường xuyên, điểm trung bình >3,5/5), trong khi trên 30% giáo viên hiếm khi hoặc chưa bao giờ tổ chức các hoạt động khám phá thực nghiệm, thực địa.

3. Luận án đã vận dụng những phương pháp dạy học cụ thể nào trong chủ đề Vật sống? Luận án vận dụng 3 phương pháp và mô hình dạy học tích cực chính: Dạy học dự án (tiến trình 3 giai đoạn: chuẩn bị, thực hiện, báo cáo và đánh giá dự án), mô hình chu trình học tập 5E của BSCS/Bybee (Gắn kết, Khảo sát, Giải thích, Áp dụng cụ thể, Đánh giá), và phương pháp Bàn tay nặn bột (BTNB). Các phương pháp này được lồng ghép trong các tiểu chủ đề như quan sát giọt nước ao hồ tìm hiểu vi sinh vật, phân loại vai trò của nấm, và nghiên cứu cấu trúc tế bào.

4. Quy mô thực nghiệm sư phạm được tiến hành ra sao và kĩ năng của học sinh tiến bộ như thế nào? Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong năm học 2021 - 2022 trên 362 học sinh lớp 6 tại 4 trường THCS ở Hà Nội (Chu Văn An, Nguyễn Trường Tộ, Xuân Phương, Yên Mỹ) qua 5 lần kiểm tra đánh giá. Điểm trung bình của Kĩ năng 1 tăng từ 2,44/4 (trước thực nghiệm) lên 3,28/4 ở lần kiểm tra thứ 5. Kĩ năng 4 tăng đều qua các lần kiểm tra và đạt tỉ lệ 30,7% học sinh ở mức 4 tại lần kiểm tra 5. Kết quả kiểm định Paired Samples T-Test khẳng định sự phát triển năng lực của học sinh có ý nghĩa thống kê.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Đinh Khánh Quỳnh là công trình nghiên cứu chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học, giải quyết vấn đề phát triển năng lực khám phá tự nhiên cho học sinh lớp 6 trong môn Khoa học tự nhiên theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Tác giả đã hệ thống hóa cơ sở lí luận, xác định cấu trúc 5 kĩ năng tiến trình, khảo sát thực trạng trên 210 giáo viên và xây dựng quy trình dạy học cùng bộ công cụ đánh giá chi tiết cho chủ đề Vật sống. Kết quả thực nghiệm sư phạm trên 362 học sinh tại 4 trường THCS trên địa bàn Hà Nội đã xác nhận tính khả thi của quy trình đề xuất và chứng minh tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đặt ra.