CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VA THỰC TIEN CUA VAN DE DAY HỌC PHÁT TRIEN NANG LỰC NHAN THUC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHO HỌC SINH THÔNG QUA VẬN DỤNG SÁCH ĐIỆN TỬ KÉT HỢP MÔ HÌNH DẠY HỌC 5E 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Nghiên cứu về năng lực nhận thức khoa hoc tự nhiên Ở nước ngoài, năng lực khoa học được nhắc đến với cau trúc có sự khác biệt so với Việt Nam. Tại Australia cấu trúc năng lực gồm 3 NL thành phần là: Kiến thức khoa học (Science Understanding); Kĩ năng tìm hiểu tự nhiên (Science inquiry skills); Nỗ lực khám phá tự nhiên (Science as a human endeavour).
Ở Singapore cau trúc NL gồm: Kiến thức, Hiểu biết và Ung dung; Kĩ năng va quá trình (Cốt lõi là Inquiry Science); Thái độ, trách nhiệm xã hội. Khung NL khoa học với OECD lại chỉ bao gồm 2 nhóm NL thành phần: NL đánh giá và thiết kế các hoạt động khám phá khoa học; NL đọc hiểu dữ liệu và các bang chung khoa hoc va Giai thich cac hiện tượng khoa học. PISA 2006) định nghĩa NL khoa học là mức độ mà HS sở hữu kiến thức khoa học và sử dụng kiến thức đó để xác định câu hỏi, tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra kết luận dựa trên bằng chứng về các vấn đề liên quan đến khoa học; hiểu các đặc điểm của khoa học như một hình thức nghiên cứu của con người; thể hiện nhận thức về cách thức khoa học và công nghệ định hình môi trường vật chất, trí tuệ và văn hóa; và tham gia vào các vấn đề liên quan đến khoa học và với các ý tưởng khoa học, với tư cách là một công dân biết suy nghĩ. Theo một nghiên cứu Ministry of Education, Singapore (2014) có nhắc đến vai trò của GV theo định hướng NL giáo dục.
GV không còn chỉ là chuyên gia va người truyền đạt nội dung kiến thức; họ đang dự kiến sẽ là những người tài nguyên để tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập của học sinh thông qua sáng tạo và HS hoạt động trung tâm. Đến nay, tại Việt Nam cũng có khá nhiều công trình, bài viết nghiên cứu về van đề phát triển NL khoa học tự nhiên cho HS. Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường đã công bố công trình nghiên cứu về các chủ đề cơ bản của lí luận dạy học hiện đại theo định hướng tiếp cận NL người học trên cơ sở kinh nghiệm quốc tế. Nhóm tác giả Lê Đình Trung - Phan Thị Thanh Hội cũng đưa ra công trình nghiên cứu về quy trình, biện pháp, phương pháp, cách tổ chức quá trình dạy học minh họa dé hình thành, phát trién các NL chung va NL chuyên biệt cho từng môn học.
Theo tác giả Lương Việt Thái (2011) chỉ ra rằng sự thành thạo trong quá trình phát triển NL cho HS phải được phát triển và phải được “thực hành” trong những tình huống thực tiễn. Vì thế, trong quá trình dạy học, GV cần phải tạo cơ hội cho HS được trải nghiệm, nhằm đạt được sự thành thạo đối với những NL riêng biệt thông qua các thực hành trong các bối cảnh và kinh nghiệm học tập ở tất cả các lớp. Ở một khía cạnh khác, tác giả Đỗ Hương Trà (2015) cùng nhóm tác giả đã cung cấp một số cơ sở lí luận về dạy học tích hợp theo định hướng phát triển NL KHTN. Song song với đó là giới thiệu các chủ đề tích hợp với các mức độ tích hợp khác nhau, từ tích hợp ở mức độ léng/ ghép/ liên hệ đến tích hop ở mức độ chương trình.
Theo đó, dạy học không phải là tạo ra kiến thức hay truyền đạt kiến thức mà dạy cho HS học được cách đáp ứng hiệu quả cơ bản liên quan đến môn học và có khả năng vận dụng ngoài phạm vi môn học dé chủ động, thích với cuộc sống trong tương lai. Bên cạnh đó, cũng có một số tác giả đưa ra dé xuất, xây dựng một số công cụ để đánh giá NL KHTN cho HS. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Diễm Hằng cùng nhóm tác giả (2018) đã nghiên cứu về cấu trúc NL KHTN của HS THCS. Tiến hành xây dựng hệ thống bài tập tiếp cận theo PISA dé hình thành, phát triển và đánh giá NL KHTN cho HS thông qua sử dụng bài tập tiếp cận theo chương trình đánh giá học sinh quốc tế PISA.
Nhóm tác giả Phạm Thị Bích Đào, Vũ Thị Minh Nguyệt (2016) vận dụng mô hình 5E thiết kế chủ đề tích hợp liên môn trong tài liệu học tập môn KHTN nhằm phát triển NL HS chỉ ra việc thiết kế tài liệu học tập nói chung và thiết kế chủ đề tích hợp liên môn nói riêng theo cấu trúc đề xuất giúp HS phát triển được NL tìm tòi khám phá khoa học, góp phan hình thành và phát triển các NL chung va NL đặc thù môn học. Ngoài ra, trong nghiên cứu của nhóm tác giả Lê Thái Hưng, Nguyễn Thị Phương Vy (2020) đã đưa ra phương pháp nghiên cứu lí thuyết, so sánh với một số khung NL khoa học trên thế giới, nghiên cứu đã đề xuất khung đánh giá NL khoa học của đối tượng HS lớp 6. Qua đó, khẳng định sự phù hợp của Chương trình GDPT mới trong việc hình thành và phát trién NL cho người học. Có rất nhiều công trình nghiên cứu về việc hình thành và phát triển năng lực khoa học tự nhiên ở HS trong đó có NL nhận thức khoa học tự nhiên.
Tuy nhiên, việc vận dụng sách điện tử nhằm phát triển NL nhận thức khoa học tự nhiên cho HS vẫn đang còn rất mới mẻ và ít có các nghiên cứu cụ thể đề cập đến vấn đề này. Nghiên cứu về mô hình dạy học 5E Ké từ cuối những năm 1980, BSCS đã sử dụng rộng rãi một mô hình giảng dạy trong việc phát triển các tài liệu chương trình giảng dạy mới và kinh nghiệm phát triển chuyên môn. Mô hình đó thường được gọi là Mô hình giảng dạy BSCS 5E, hay 5Es, và bao gồm các giai đoạn: “engagement, exploration, explanation, elaboration, and evaluation”. Mỗi giai đoạn có một chức năng cụ thé và góp phan vào việc giảng dạy mach lạc của GV và giúp HS hình thành hiểu biết tốt hơn về kiến thức, thái độ và kỹ năng khoa học và công nghệ.
Mô hình định hình trình tự và tô chức các chương trình, đơn vị và bài học. Sau khi được tiếp thu, nó cũng có thể đưa ra nhiều quyết định tức thời mà giáo viên khoa học phải đưa ra trong các tình huống trong lớp học. Theo Bybee (1997), mô hình 5E có thể được sử dụng trong các khóa học khoa học dé nâng cao chất lượng thực hành và thiết kế các khóa học khoa học dựa trên cách tiếp cận cau trúc và tâm lý học nhận thức và việc sử dụng phương pháp này giúp HS xác định lại, tổ chức, kiểm tra và thay đổi những ý tưởng ho đã có thông qua tương tác với bạn bẻ và môi trường. Theo Duran (2004), mô hình 5E hỗ trợ và phục vụ GV ở chỗ nó cung cấp một ví dụ về việc áp dụng phương pháp tiếp cận theo chủ nghĩa cấu trúc trong quá trình xử lý khóa học và cung cấp hướng dẫn dựa trên cải cách tốt và đưa ra tuyên bố rang mô hình này có thể giúp phát triển chương trình giảng day.
Cùng với đó, nghiên cứu về mô hình học tập 5E của Prokes (2009) đã quan sát thấy răng HS trong mô hình này năng động và có động lực hơn so với HS trong các lớp học dựa trên bài giảng và những HS này có thể tìm thấy cơ hội để chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm của mình. Ngoài ra, với báo cáo của Senan (2013) đã nhắc đến mô hình học tập 5E ứng dụng công nghệ là một công cụ tốt dé HS đạt được các kỹ năng của thế kỷ 21 cũng như dé GV dạy một khái niệm cụ thể. Trong nghiên cứu cua Nevin Kozcu Cakir, (2017) thông qua phân tích dữ liệu thu được từ các bài báo và luận án, đã đưa ra đánh giá chung về tác động của mô hình học tập 5E đối với kết quả học tập, thái độ đối với khoa học và kỹ năng xử lý khoa học. Có thể nói mô hình học tập 5E hiệu quả hơn đối với kết quả học tập, thái độ đối với bài học và kỹ năng tiến trình khoa học của HS so với phương pháp dạy học truyền thống.
Bên cạnh các nghiên cứu của nước ngoài, tại Việt Nam cũng có rất nhiều nghiên cứu liên quan đến mô hình học tập 5E và chỉ ra được những điểm nỗi bật, các lợi ích khi van dụng mô hình này vào qua trình dạy học. Nhóm tác giả Phạm Thị Bích Đào, Vũ Thị Minh Nguyệt (2016) đã nghiên cứu về vấn đề vận dụng mô hình 5E thiết kế chủ đề tích hợp liên môn trong tài liệu học tập môn KHTN nhằm phát triển NL HS và chỉ ra rằng việc thiết kế tài liệu học tập vận dụng mô hình 5E nói chung, chu đề tích hợp liên môn nói riêng theo cau trúc dé xuất giúp HS phát triển được NL tìm toi khám pha khoa học, từ đó, phat triển các NL chung và NL đặc thù môn học. Bên cạnh đó, tác giả Vũ Thị Minh Nguyệt (2018) đã nghiên cứu về vấn đề: Vận dụng mô hình 5E trong dạy học khoa học qua khám phá thiết kế kế hoạch bài học. Trong nghiên cứu này, tác giả đã đưa ra các đặc điểm của dạy học khoa học qua khám phá, vận dụng các giai đoạn học tập của mô hình 5E trong phương pháp này.
Từ đó, vận dung mô hình 5E dé thiết kế kế hoạch bài học ở THCS. Ngoài ra, trong nghiên cứu của tác giả Vũ Phương Liên, Trần Thị Thu Phương (2022) đã tổng hợp và phân tích cơ sở phân tích lí luận về mô hình dạy học 5E, dạy học phat triển NL, chỉ ra sự đáp ứng của mô hình dạy học 5E trong dạy hoc phát triển NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Hóa học HS và cũng đề xuất một tiến trình dạy học cụ thể hoá mô hình dạy học 5E và bộ công cụ đánh giá NL tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Hóa học của HS. Nhìn chung, có rất nhiều nghiên cứu trong nước và ngoài nước về mô hình học tập SE, xác định rằng mô hình học tập này có tác động vừa phải đến thái độ của HS. Mỗi nghiên cứu đều chỉ ra rằng việc vận dụng mô hình dạy học 5E sẽ giúp HS ngoài việc tự xây dựng các khái niệm, nó còn giúp HS ứng dụng lý thuyết đã học trong những hoàn cảnh cụ thể một cách linh hoạt.