Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Tổng quan những vấn đề nghiên cứu 1. Tổng quan các nghiên cứu về năng lực nghiên cứu khoa học Trên thế giới, các PPDH tích cực nhằm lấy người học làm trung tâm với mục đích phát triển năng lực của người học đã ra đời từ rất lâu và phát triển mạnh mẽ từ những năm 70 của thế kỷ XX. Thông qua các hoạt động học tập được tổ chức bằng các phương pháp và kĩ thuật dạy học đa dạng và linh hoạt, HS sẽ phát triển toàn diện về phẩm chất và NL để từ đó áp dụng, sáng tạo nhằm giải quyết các vấn đề trong cuộc sống.
NL NCKH là một trong những năng lực quan trọng cần được rèn luyện cho HS vì nó giúp HS lĩnh hội được tri thức một cách khoa học, để từ đó tạo tiền đề nghiên cứu tạo ra những tri thức mới, sản phẩm mới có tính ứng dụng cao cho nhân loại. Galile (1564- 1642) được xem là "Cha của Khoa học hiện đại”. Ông cho rằng: “Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải hỏi thiên nhiên chứ không phải Aristotle và kinh thánh…” [20]. Năm 1980 ông Pie Giolio - Quiri - Viện trưởng viện hàn lâm Pháp đã khởi xướng phương pháp Lamap - “bàn tay nặn bột”, với mong muốn mang đến một cơ hội để người học tiếp cận khoa học bằng các bài học thực tiễn chứ không phải bài học thuần túy lí thuyết [17].
và Beghetto đã khảo sát đánh giá các yếu tố liên quan đến NL nhận thức khoa học của HS để từ đó có những biện pháp giúp phát triển NL NCKH cho HS [22]. Năm 2013, Kerstin Kremer đã chỉ ra mối quan hệ bản chất tự nhiên và tìm hiểu khoa học là những mục tiêu của giáo dục môn Sinh học [21]. Năm 2021, Stiller và cộng sự đã mô tả quá trình giảng dạy của GV kết hợp với các nhà nghiên cứu nhằm có các phương pháp cải thiện khả năng NCKH ở cấp THPT [24]. Ở Việt Nam, có rất nhiều công trình NCKH, luân án, luận văn nghiên cứu về phương pháp dạy học theo định hướng hình thành và phát triển NL của người học và phương pháp phát triển NL NCKH trong dạy học.
Năm 1999, Vũ Cao Đàm trong giáo trình: “Phương pháp luận nghiên cứu khoa học” đã trình bày những kiến thức về phương pháp luận, cấu trúc một công trình NCKH, vấn đề khoa học được trình bày theo một mối liên hệ logic với ý tưởng khoa học và những hướng dẫn cụ thể cho những người mới bước vào nghiên cứu [19]. Nguyễn Xuân Qui (2015), nghiên cứu một số biện pháp phát triển NL NCKH cho HS trong dạy học hóa học [15]. 4 skkn Đặng Thị Dạ Thủy (2015) đã nghiên cứu trình bày vai trò của TN trong việc trong việc phát triển NL NCKH; Quy trình thiết kế bài tập TN phát triển NL NCKH; Các dạng bài tập phát triển phát triển NL NCKH trong dạy học Sinh học ở THPT [7]. Lê Đình Trung (2015) trong chuyên khảo: “Dạy học theo định hướng hình thành và phát triển năng lực người học ở trường phổ thông” đã đúc kết lại những kết quả nghiên cứu nhiều năm về trước về vấn đề: Dạy học theo định hướng hình thành và phát triển NL NCKH cho người học [8].
Vũ Thị Thanh Thủy và Nguyễn Văn Hồng (2019) đã nhấn mạnh trong nghiên cứu của mình: phát triển NL NCKH cho HS trong dạy học các môn học là vấn đề mới và cấp thiết đối với giáo dục Việt Nam hiện nay [14]. Các môn học thuộc khối khoa học tự nhiên ngày càng được GV chú trọng tổ chức dạy học phát triển NL NCKH: Cao Thị Sông Hương (2018), “Tổ chức dạy học môn Vật lý dựa trên tiến trình NCKH ở THCS” [6]; Nguyễn Văn Hồng - Vũ Thị Thanh Thuỷ (2018), “Định hướng phát triển NL NCKH cho HS trong dạy học phần Sinh thái học (Sinh học 12)” [13]; Nguyễn Tiến Long (2017), “Phát triển NL NCKH của HS trường THCS&THPT Nguyễn Tất Thành thông qua hoạt động của câu lạc bộ khoa học” [10]. Nhìn chung, việc xây dựng phương pháp dạy học để hình thành và phát triển NL nói chung và NL NCKH cho HS đã có rất nhiều tác giả quan tâm và nghiên cứu. Nhưng việc nghiên cứu về phát triển NL NCKH cho HS trong dạy học phần Sinh học VSV, Sinh học 10 chưa được nghiên cứu nhiều.
Vì vậy, việc tìm hiểu và nghiên cứu sâu về PPDH phát triển NL NCKH cho HS là rất cần thiết và góp phần đáp ứng được yêu cầu đổi mới phương pháp trong dạy học hiện nay. Tổng quan các nghiên cứu về dạy học theo định hướng giáo dục STEM Giáo dục STEM được xuất hiện lần đầu tiên tại Mỹ vào những năm 1990 từ quỹ khoa học quốc gia (NSF), sau đó phát triển rộng ra nhiều quốc gia trên thế giới. Điều làm cho giáo dục STEM trở nên phổ biến trên thế giới là khả năng xóa bỏ khoảng cách giữa kiến thức trên sách vở và ứng dụng thực tiễn. Ở Việt Nam, năm 2011 công ty Cổ phần công nghệ DTT là đơn vị tiên phong trong quá trình đưa giáo dục STEM vào Việt Nam thông qua phối hợp với Trường Icarnegie - Hoa Kỳ mở rộng triển khai thí điểm tại các trường phổ thông thuộc 3 thành phố Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh.
Năm 2014, Bộ Giáo dục và Đào tạo phối hợp Hội Đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho một số trường trung học thuộc các tỉnh, thành phố. Đây là những bước đi quan trọng nhằm phát triển một chương trình giáo dục theo định hướng STEM mang tầm quốc gia [1]. Ngày 4/5/2017, Thủ tướng chính phủ đã có chỉ thị số 16/CT-TTg về tăng cường NL tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4; trong đó, giao nhiệm vụ cho Bộ GD&ĐT sớm thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ thuật 5 skkn và toán học (STEM) trong chương trình giáo dục phổ thông [16]. Từ năm học 2020-2021 Bộ GD&ĐT đã có công văn triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học, trong đó hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung học là dạy học các môn khoa học theo bài học STEM theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn [11].
Việc nghiên cứu về giáo dục STEM ở Việt Nam, cho đến nay có một số công trình nghiên cứu về giáo dục STEM cho đối tượng HS phổ thông: Tác giả Lê Xuân Quang (2017), đã nghiên cứu về “Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM” [9]; tác giả Nguyễn Thanh Nga và các cộng sự (2017) đã nghiên cứu về “Thiết kế và tổ chức chủ đề giáo dục STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông” [12]; tác giả Trần Thị Gái và các cộng sự (2018) đã nghiên cứu về “Thiết kế chủ đề GD STEM trong dạy học sinh học trung học phổ thông” [18]. Năm 2019, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xuất bản tài liệu tập huấn “Giáo dục STEM” [2]. Năm 2020, Bộ Giáo dục và Đào tạo đa ra công văn số 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14/8/2020 về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học [5]. Và tháng 02 năm 2021 tác giả Nguyễn Thanh Nga và các cộng sự đã nghiên cứu cho ra tài liệu “Giáo dục STEM -Hướng dẫn thực hiện kế hoạch bài dạy đáp ứng yêu cầu phát triển phẩm chất, năng lực học sinh trung học” [18].
Qua việc nghiên cứu về các công trình về giáo dục STEM nói chung và dạy học các môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học… nói riêng thì thấy rằng dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM là rất cần thiết và phù hợp với hứng thú và đặc thù của môn học cũng như đáp ứng được yêu cầu đổi mới căn bản giáo dục Việt Nam theo hướng phát triển NL ở người học trong giai đoạn hiện nay. Cơ sở lý luận của đề tài 1. Cơ sở lý luận của năng lực nghiên cứu khoa học 1. Khái niệm năng lực nghiên cứu khoa học Theo A.
Đặng Thị Dạ Thủy (2016), trong nghiên cứu: “Sử dụng bài tập thí nghiệm phát triển NL NCKH HS trong dạy học Sinh học ở THPT” đã cho rằng: “NL NCKH của HS là sử hiểu biết và sử dụng nguyên lí của phương pháp NCKH, áp dụng các vấn đề thực nghiệm để giải quyết các vấn đề khoa học”[11, tr52]. Theo Vũ Cao Đàm (1999): “ NCKH là một hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm những điều mà khoa học chưa biết: hoặc là phát hiện bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kĩ thuật mới để cải tạo thế giới” [9, tr20]. Như vậy, NL NCKH của HS có thể được hiểu là khả năng học tập theo kiểu 6 skkn nghiên cứu, khả năng thực hiện các hoạt động học tập theo hướng được đặt vào tình huống có vấn đề mang tính chất khoa học, được coi như là nhà khoa học đang tìm hiểu thế giới xung quanh. Qua quá trình nghiên cứu này, HS không chỉ thu được kết quả về kiến thức mà còn rèn luyện về kỹ năng, phẩm chất và có thái độ hiểu đúng hơn về khoa học, yêu thích khoa hoc, kích thích tính ham học hỏi ở HS.
Cấu trúc của NL NCKH Dựa vào các nghiên cứu về NL NCKH và qua thực tiễn dạy học, chúng tôi xây dựng cấu trúc NL NCKH của HS ở trường THPT gồm 5 NL thành phần với 15 chỉ số xác định NL được thể hiện ở hình 1.1: NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Năng lực quan sát Năng lực hình Năng lực thu thập Năng lực thiết kế Năng lực viết và và xác định vấn thành giả thuyết và xử lí thông tin thí nghiệm trình bày báo cáo đề nghiên cứu khoa học về vấn đề nghiên cứu Xác định được mục tiêu của Nêu được ý Quan sát để Hình thành Có phương thí nghiệm nghĩa và lập nhận thấy được ý tưởng về pháp thu thập dàn ý bài báo vấn đề cần vấn đề nghiên thông tin khoa cáo nghiên cứu cứu. học và hiệu Chuẩn bị quả nguyên vật liệu và thực hiện được các bước Viết được báo Phân tích và của thí nghiệm cáo khoa học Đặt tên vấn Thiết lập giả thuyết về vấn xử lí hiệu quả đề nghiên thông tin thu cứu đề nghiên cứu Quan sát, ghi thập được. chép và thu thập dữ liệu để giải Sử dụng được thích kết quả thu ngôn ngữ, hình được.