phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn gồm có 3 chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở thực tiễn và lý luận về dạy học chủ đề STEM theo hƣớng phát triển năng lực khoa học tự nhiên ở học sinh. Chƣơng 2: Thiết kế nội dung và tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần “Lực và chuyển động”- KHTN 6 nhằm phát triển năng lực KHTN của học sinh. Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 5 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC CHỦ ĐỀ STEM THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH 1.
Dạy học định hƣớng phát triển năng lực 1. Khái niệm năng lực Năng lực là “khả năng, điều kiện chủ quan hoặc tự nhiên sẵn có để thực hiện một hoạt động nào đó” nhƣ năng lực tƣ duy, năng lực tài chính hoặc là “phẩm chất tâm sinh lý và trình độ chuyên môn tạo cho con ngƣời khả năng hoàn thành một loại hoạt động nào đó với chất lƣợng cao” nhƣ năng lực chuyên môn, năng lực lãnh đạo. Năng lực là một loại thuộc tính với sự mở rộng nghĩa của từ này – bao hàm không chỉ các đặc tính bẩm sinh mà cả những đặc tính hình thành và phát triển nhờ quá trình học tập, rèn luyện của con ngƣời. [8, trang 71] Cách hiểu của Đặng Thành Hƣng: “Năng lực là thuộc tính cá nhân cho phép cá nhân thực hiện thành công hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.” [14] Trần Khánh Đức, trong “Nghiên cứu nhu cầu và xây dựng mô hình đào tạo theo năng lực trong lĩnh vực giáo dục” đã nêu rõ năng lực là “khả năng tiếp nhận và vận dụng tổng hợp, có hiệu quả mọi tiềm năng của con ngƣời (tri thức, kĩ năng, thái độ, thể lực, niềm tin…) để thực hiện công việc hoặc đối phó với một tình huống, trạng thái nào đó trong cuộc sống và lao động nghề nghiệp” [13] Qua tham khảo môt số tài liệu, chúng tôi đã thống nhất đƣa ra khái niệm về năng lực nhƣ sau: “Năng lực là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng, tiềm năng của con người để giải quyết các vấn đề hay thực hiện nhiệm vụ có hiệu quả” 1.
Khái niệm năng lực khoa học tự nhiên Năng lực khoa học tự nhiên là năng lực đặc thù, đƣợc hình thành và phát triển cho HS thông qua dạy học môn KHTN. Cùng với các môn học và hoạt động giáo dục khác, môn KHTN góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất và NL chính cho HS, đồng thời hình thành và phát triển thế giới quan khoa học cho các em, xây dựng tình yêu thiên nhiên, sự tự tin, trung thực, khách quan, có thái độ ứng xử phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững của xã hội [1], [2] Năng lực khoa học theo định nghĩa của PISA đƣợc hiểu là: [20] - Khả năng giải quyết các vấn đề liên quan đến khoa học và tƣ duy khoa học nhƣ 6 một công dân tích cực; - Sử dụng kiến thức khoa học để xác định câu hỏi, tiếp thu kiến thức mới, giải thích hiện tƣợng khoa học và rút ra kết luận dựa trên bằng chứng về những vấn đề liên quan tới khoa học; - Sự hiểu biết về các đặc trƣng của khoa học, tìm hiểu tri thức nhân loại - Sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học và các ý tƣởng khoa học nhƣ một công dân có suy nghĩ Qua tham khảo môt số tài liệu, chúng tôi đã thống nhất đƣa ra khái niệm về năng lực KHTN nhƣ sau: Năng lực khoa học tự nhiên là năng lực được thể hiện qua việc học sinh có kiến thức khoa học tự nhiên và sử dụng kiến thức để nhận ra vấn đề khoa học, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra kết luận trên cơ sở chứng cứ về các vấn đề liên quan đến khoa học 1. Cấu trúc và biểu hiện hành vi của năng lực khoa học tự nhiên 1. Thành phần năng lực và biểu biện của năng lực khoa học tự nhiên Năng lực KHTN là năng lực đặc thù, đƣợc hình thành và phát triển cho học sinh trong quá trình dạy học môn KHTN Những biểu hiện cụ thể của năng lực Khoa học tự nhiên đƣợc trình bày trong bảng sau: Bảng 1.
Thành phần năng lực và biểu hiện cụ thể của NL KHTN [12] Thành phần Biểu hiện năng lực 1. Nhận thức khoa (N1) Nhận biết và nêu đƣợc tên các sự vật, hiện tƣợng, khái niệm, học tự nhiên quy luật, quá trình của tự nhiên. (N2) Trình bày đƣợc các sự vật, hiện tƣợng; vai trò của các sự vật, hiện tƣợng và các quá trình tự nhiên bằng các hình thức biểu đạt nhƣ ngôn ngữ nói, viết, công thức, sơ đồ, biểu đồ, …. (N3) So sánh, phân loại, lựa chọn đƣợc các sự vật, hiện tƣợng, quá trình tự nhiên theo các tiêu chí khác nhau.
(N4) Phân tích đƣợc các đặc điểm của một sự vật, hiện tƣợng, quá trình của tự nhiên theo logic nhất định. (N5) Tìm đƣợc từ khoá, sử dụng đƣợc thuật ngữ khoa học, kết nối 7 Thành phần Biểu hiện năng lực đƣợc thông tin theo logic có ý nghĩa, lập đƣợc dàn ý khi đọc và trình bày các văn bản khoa học. (N6) Giải thích đƣợc mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tƣợng (quan hệ nguyên nhân - kết quả, cấu tạo - chức năng,. (N7) Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa đƣợc; đƣa ra đƣợc những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận.
Tìm hiểu tự (T1) Đề xuất vấn đề, đặt câu hỏi cho vấn đề nhiên + Nhận ra và đặt đƣợc câu hỏi liên quan đến vấn đề. + Phân tích bối cảnh để đề xuất đƣợc vấn đề nhờ kết nối tri thức và kinh nghiệm đã có và dùng ngôn ngữ của mình để biểu đạt vấn đề đã đề xuất. (T2) Đƣa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết + Phân tích vấn đề để nêu đƣợc phán đoán. + Xây dựng và phát biểu đƣợc giả thuyết cần tìm hiểu.
(T3) Lập kế hoạch thực hiện + Xây dựng đƣợc khung logic nội dung tìm hiểu + Lựa chọn đƣợc phƣơng pháp thích hợp (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, hồi cứu tƣ liệu,. + Lập đƣợc kế hoạch triển khai tìm hiểu. (T4) Thực hiện kế hoạch + Thu thập, lƣu giữ đƣợc dữ liệu từ kết quả tổng quan, thực nghiệm, điều tra. + Đánh giá đƣợc kết quả dựa trên phân tích, xử lí các dữ liệu bằng các tham số thống kê đơn giản.
+ So sánh kết quả với giả thuyết, giải thích, rút ra đƣợc kết luận và điều chỉnh khi cần thiết. (T5) Viết, trình bày báo cáo và thảo luận + Sử dụng đƣợc ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình và kết quả tìm hiểu. 8 Thành phần Biểu hiện năng lực + Viết đƣợc báo cáo sau quá trình tìm hiểu. + Hợp tác đƣợc với đối tác bằng thái độ lắng nghe tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do ngƣời khác đƣa ra để tiếp thu tích cực và giải trình, phản biện, bảo vệ kết quả tìm hiểu một cách thuyết phục.
(T6) Ra quyết định và đề xuất ý kiến + Đƣa ra đƣợc quyết định và đề xuất ý kiến xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu.Vận dụng kiến (V1) Nhận ra, giải thích đƣợc vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức thức, kĩ năng đã khoa học tự nhiên. học (V2) Dựa trên hiểu biết và các cứ liệu điều tra, nêu đƣợc các giải pháp và thực hiện đƣợc một số giải pháp để bảo vệ tự nhiên; thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững.2 Các tiêu chí mức độ biểu hiện của NL Khoa học tự nhiên Các tiêu chí và mức độ biểu hiện của NL Khoa học tự nhiên đƣợc trình bày trong bảng sau: Bảng 1. Các mức độ biểu hiện NL KHTN của HS THCS Tiêu chí Mức độ biểu hiện NL KHTN của HS THCS Mức độ 1 Mức độ 2 Mức độ 3 Nhận thức khoa học tự nhiên (N1) Nhận biết và (N1.3) Phân tích và nêu đƣợc tên các sự đƣợc các sự vật, đƣợc tên các sự vật, liệt kê đƣợc các đặc vật, hiện tƣợng, hiện tƣợng vật lí hiện tƣợng, khái điểm khác nhau của khái niệm, quy luật, trong tự nhiên. niệm, quy luật, quá sự vật, hiện tƣợng, quá trình của tự trình của tự nhiên.
quy luật, quá trình nhiên. trong tự nhiên (N2) Trình bày (N2.2) Trình bày (N2.3) Nêu đƣợc đƣợc các sự vật, đƣợc các định đƣợc các định vai trò và đặc điểm 9 Tiêu chí Mức độ biểu hiện NL KHTN của HS THCS Mức độ 1 Mức độ 2 Mức độ 3 hiện tƣợng; vai trò nghĩa, biểu thức của nghĩa, biểu thức có của các đối tƣợng, của các sự vật, hiện các sự vật, hiện liên quan các quá trình tự tƣợng và các quá tƣợng vật lí. nhiên trình tự nhiên bằng Trình bày đƣợc tất các hình thức biểu cả các quá trình của đạt nhƣ ngôn ngữ tự nhiên bằng các nói, viết, công thức, sơ đồ, biểu đồ, … sơ đồ, biểu đồ,. (N3) So sánh, phân (N3.3) So sánh loại, lựa chọn đƣợc đƣợc đặc điểm của đƣợc đặc điểm của đƣợc đặc điểm của các sự vật, hiện sự vật, hiện tƣợng các sự vật, hiện các sự vật, hiện tƣợng, quá trình tự vật lí.
Xác tƣợng vật lí và chỉ nhiên theo các tiêu định đƣợc mục đích ra nguyên nhân. chí khác nhau. phân loại Phân chia, sắp xếp các sự vật, hiện tƣợng, khái niệm theo một trật tự nhất định tuỳ thuộc vào mục đích phân loại.2) Phân tích và (N4.3) Phân tích và đƣợc các đặc điểm đƣợc một số đặc sắp xếp các đặc sắp xếp các đặc của một sự vật, hiện điểm đơn giản của điểm của sự vật, điểm của sự vật, tƣợng, quá trình của sự vật, hiện tƣợng hiện tƣợng vật lí hiện tƣợng vật lí tự nhiên theo logic vật lí dựa trên các tiêu chí dựa trên các tiêu chí nhất định. khác nhau khác nhau theo một logic nhất định.3) Sử dụng khoá, sử dụng đƣợc các từ khoá trong điểm mấu chốt đƣợc ngôn ngữ thuật ngữ khoa học, các phát biểu khoa trong các phát biểu khoa học để báo kết nối đƣợc thông học.
Viết đƣợc báo khoa học. Viết cáo, viết đƣợc báo tin theo logic có ý cáo về kết quả tìm đƣợc báo cáo ở cáo ở nhiều khía nghĩa, lập đƣợc dàn hiểu. nhiều khía cạnh về cạnh về kết quả tìm 10 Tiêu chí Mức độ biểu hiện NL KHTN của HS THCS Mức độ 1 Mức độ 2 Mức độ 3 ý khi đọc và trình kết quả tìm hiểu. bày các văn bản khoa học.
(N6) Giải thích (N6.1) Giải thích (N6.2) Giải thích (N6.