Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục phổ thông tại Việt Nam, việc phát triển năng lực nghiên cứu khoa học (NCKH) cho học sinh (HS) được xem là một trong những mục tiêu trọng tâm nhằm nâng cao chất lượng đào tạo và phát triển toàn diện năng lực người học. Theo khảo sát tại một số trường trung học phổ thông (THPT) trên địa bàn tỉnh Hà Giang năm học 2016-2017, chỉ có khoảng 17,4% giáo viên (GV) thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học khám phá (DHKP) trong giảng dạy môn Sinh học, trong khi 73,9% GV rất ít khi áp dụng phương pháp này. Đồng thời, năng lực NCKH của HS còn khá yếu, đặc biệt là kỹ năng xử lý số liệu và viết báo cáo khoa học chỉ đạt khoảng 7,2%.

Luận văn tập trung nghiên cứu vận dụng DHKP nhằm phát triển năng lực NCKH cho HS trong dạy học phần Sinh học cơ thể thực vật thuộc chương trình Sinh học lớp 11 THPT. Mục tiêu cụ thể là xây dựng quy trình DHKP qua đề tài khoa học, thiết kế giáo án và công cụ đánh giá năng lực NCKH, đồng thời thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của quy trình này. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Giang trong năm học 2016-2017.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học Sinh học, góp phần phát triển năng lực NCKH cho HS, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục và đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất người học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình dạy học khám phá nổi bật như mô hình 5E (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate) được phát triển bởi các nhà giáo dục Mỹ, nhấn mạnh việc tổ chức các hoạt động khám phá phù hợp với trình độ nhận thức của HS. Lý thuyết phát triển nhận thức của Piaget và mô hình SDDS (Scientific Discovery as Dual Search) của Klahr cũng được vận dụng để giải thích quá trình học tập qua khám phá và nghiên cứu khoa học.

Khái niệm năng lực được định nghĩa là khả năng phối hợp kiến thức, kỹ năng và thái độ để thực hiện nhiệm vụ học tập hoặc giải quyết vấn đề thực tiễn có hiệu quả. Năng lực NCKH được cấu thành từ các thành tố: kiến thức về phương pháp nghiên cứu khoa học, kỹ năng xây dựng đề tài, thu thập và phân tích dữ liệu, lập luận và viết báo cáo khoa học, cùng thái độ tích cực, trung thực và kiên trì trong nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp lý luận, điều tra thực trạng và thực nghiệm sư phạm.

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ 23 GV và 125 HS tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Hà Giang năm học 2016-2017 thông qua bảng hỏi khảo sát về việc sử dụng DHKP và năng lực NCKH của HS.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng thống kê mô tả và phân tích định lượng để đánh giá mức độ sử dụng DHKP, nhận thức của GV, năng lực NCKH của HS và các khó khăn trong thực tiễn giảng dạy.
  • Thực nghiệm sư phạm: Chọn hai lớp có trình độ tương đương, một lớp thực nghiệm (TN) áp dụng quy trình DHKP qua đề tài khoa học, lớp đối chứng (ĐC) dạy theo hướng dẫn sách giáo viên. Các bài kiểm tra được thiết kế giống nhau và chấm điểm theo biểu điểm thống nhất.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm học 2016-2017, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, xây dựng quy trình và giáo án, thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ sử dụng DHKP trong giảng dạy Sinh học: 73,9% GV rất ít khi sử dụng DHKP, chỉ 17,4% thường xuyên áp dụng, không có GV nào sử dụng thường xuyên. Điều này cho thấy DHKP chưa được phổ biến rộng rãi trong giảng dạy môn Sinh học tại các trường THPT khảo sát.

  2. Nhận thức của GV về DHKP: 69,6% GV nhận thức đúng nhưng chưa đầy đủ về bản chất DHKP, 17,4% nhận thức chưa đúng. Nguyên nhân chính là do thiếu hiểu biết về quy trình tổ chức DHKP và thiếu tài liệu tham khảo phù hợp.

  3. Năng lực NCKH của HS: Kết quả khảo sát cho thấy năng lực NCKH của HS còn yếu, đặc biệt kỹ năng xử lý số liệu và viết báo cáo khoa học chỉ đạt 7,2%. Các kỹ năng khác như phối hợp nhóm (85,6%) và sưu tầm tài liệu (73,6%) có tỷ lệ cao hơn nhưng vẫn chưa đồng đều.

  4. Khó khăn trong tổ chức DHKP và NCKH: 73,9% GV cho biết không có phương tiện hỗ trợ, 78,3% chưa biết cách tổ chức cho HS nghiên cứu khoa học, 87% thiếu ý tưởng xây dựng đề tài từ nội dung chương trình. Thời gian chuẩn bị bài giảng và quản lý nhóm học tập cũng là những khó khăn đáng kể.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy DHKP chưa được áp dụng rộng rãi và hiệu quả trong giảng dạy Sinh học ở các trường THPT khảo sát, chủ yếu do GV thiếu kiến thức và kỹ năng tổ chức, cũng như thiếu nguồn lực hỗ trợ. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về hạn chế trong đổi mới phương pháp dạy học tại các vùng miền núi và khu vực khó khăn.

Năng lực NCKH của HS còn yếu phản ánh sự thiếu hụt trong việc rèn luyện kỹ năng thực hành khoa học, đặc biệt là kỹ năng phân tích dữ liệu và báo cáo kết quả. Việc áp dụng quy trình DHKP qua đề tài khoa học được kỳ vọng sẽ giúp HS phát triển toàn diện các kỹ năng này, đồng thời tăng cường thái độ tích cực và sự chủ động trong học tập.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường lũy tích kết quả kiểm tra giữa lớp TN và ĐC, cho thấy sự khác biệt rõ rệt về mức độ phát triển năng lực NCKH sau khi áp dụng quy trình DHKP. Bảng phân phối tần suất số HS đạt điểm cũng minh họa sự cải thiện đáng kể ở lớp TN.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và phổ biến quy trình DHKP qua đề tài khoa học: GV cần được đào tạo bài bản về quy trình DHKP 5E kết hợp với xây dựng đề tài khoa học phù hợp với nội dung Sinh học cơ thể thực vật lớp 11. Thời gian thực hiện: 1 năm; chủ thể: Sở GD&ĐT, các trường THPT.

  2. Phát triển tài liệu hướng dẫn và công cụ đánh giá năng lực NCKH: Thiết kế bộ giáo án mẫu, tài liệu tham khảo và công cụ đánh giá năng lực NCKH cho HS để GV dễ dàng áp dụng. Thời gian: 6 tháng; chủ thể: Bộ môn Sinh học, nhà xuất bản giáo dục.

  3. Tăng cường trang thiết bị và phương tiện hỗ trợ DHKP: Đầu tư phòng thí nghiệm, thiết bị thực hành và công nghệ thông tin để hỗ trợ các hoạt động khám phá và nghiên cứu khoa học. Thời gian: 2 năm; chủ thể: Ban giám hiệu trường, các cấp quản lý giáo dục.

  4. Rèn luyện kỹ năng tổ chức và quản lý nhóm cho GV: Tổ chức các khóa tập huấn về kỹ năng tổ chức DHKP, quản lý nhóm học tập và hướng dẫn HS nghiên cứu khoa học. Thời gian: liên tục hàng năm; chủ thể: Trung tâm bồi dưỡng giáo viên, các trường THPT.

  5. Khuyến khích HS tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật: Tạo điều kiện và hỗ trợ HS tham gia các sân chơi khoa học như cuộc thi Khoa học và Kỹ thuật dành cho HS trung học để nâng cao kỹ năng và thái độ nghiên cứu. Thời gian: hàng năm; chủ thể: Sở GD&ĐT, nhà trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Sinh học THPT: Nghiên cứu giúp GV hiểu rõ hơn về phương pháp DHKP và cách phát triển năng lực NCKH cho HS, từ đó đổi mới phương pháp giảng dạy hiệu quả.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo GV và đầu tư trang thiết bị phục vụ đổi mới phương pháp dạy học.

  3. Sinh viên sư phạm chuyên ngành Sinh học: Là tài liệu tham khảo quý giá để hiểu về lý luận và thực tiễn vận dụng DHKP trong dạy học Sinh học, đồng thời phát triển năng lực nghiên cứu khoa học.

  4. Các nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm và mô hình nghiên cứu ứng dụng DHKP nhằm phát triển năng lực NCKH, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực đổi mới giáo dục.

Câu hỏi thường gặp

  1. Dạy học khám phá là gì và tại sao nên áp dụng trong dạy học Sinh học?
    Dạy học khám phá là phương pháp dạy học trong đó HS chủ động tìm hiểu, phát hiện kiến thức dưới sự hướng dẫn của GV. Phương pháp này giúp HS phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng nghiên cứu và hiểu sâu kiến thức, phù hợp với môn Sinh học vốn có nhiều nội dung thực nghiệm.

  2. Năng lực nghiên cứu khoa học gồm những thành phần nào?
    Năng lực NCKH bao gồm kiến thức về phương pháp nghiên cứu, kỹ năng xây dựng đề tài, thu thập và phân tích dữ liệu, lập luận khoa học, viết báo cáo và thái độ tích cực, trung thực trong nghiên cứu. Phát triển năng lực này giúp HS tự tin và hiệu quả trong học tập và nghiên cứu.

  3. Quy trình DHKP 5E gồm những bước nào?
    Quy trình 5E gồm: Tạo chú ý (Engage), Khảo sát (Explore), Giải thích (Explain), Phát biểu (Elaborate) và Đánh giá (Evaluate). Mỗi bước giúp HS trải nghiệm, khám phá và củng cố kiến thức một cách có hệ thống và khoa học.

  4. Khó khăn chính khi áp dụng DHKP trong dạy học Sinh học là gì?
    Khó khăn gồm thiếu hiểu biết về quy trình tổ chức DHKP, thiếu tài liệu hướng dẫn, thiếu phương tiện hỗ trợ, thời gian chuẩn bị bài giảng dài và khó quản lý nhóm học tập đông. Những khó khăn này cần được khắc phục qua đào tạo GV và đầu tư cơ sở vật chất.

  5. Làm thế nào để đánh giá năng lực NCKH của HS?
    Đánh giá năng lực NCKH dựa trên các tiêu chí như khả năng đặt câu hỏi nghiên cứu, xây dựng giả thuyết, lập kế hoạch, thu thập và xử lý dữ liệu, rút ra kết luận và viết báo cáo. Công cụ đánh giá có thể là bảng quan sát, bài kiểm tra thực hành và báo cáo đề tài khoa học.

Kết luận

  • DHKP là phương pháp hiệu quả để phát triển năng lực NCKH cho HS trong dạy học Sinh học, đặc biệt phần Sinh học cơ thể thực vật lớp 11.
  • Thực trạng sử dụng DHKP và năng lực NCKH của HS tại các trường THPT khảo sát còn hạn chế, do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan.
  • Luận văn đã xây dựng thành công quy trình DHKP qua đề tài khoa học, thiết kế giáo án và công cụ đánh giá năng lực NCKH phù hợp với chương trình Sinh học THPT.
  • Thực nghiệm sư phạm cho thấy quy trình DHKP giúp nâng cao đáng kể năng lực NCKH của HS so với phương pháp truyền thống.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm hỗ trợ GV, HS và nhà trường trong việc áp dụng DHKP để phát triển năng lực NCKH, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT và Sở GD&ĐT nên triển khai đào tạo GV về quy trình DHKP, đầu tư trang thiết bị và tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học cho HS nhằm thực hiện hiệu quả đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực.