## Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục phổ thông, việc phát triển năng lực nhận thức kiến thức cho học sinh trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo của ngành giáo dục, hiện nay phương pháp dạy học truyền thống còn mang tính thụ động, chưa phát huy được tối đa năng lực tự học và tư duy phản biện của học sinh. Đặc biệt, môn Sinh học lớp 12 với nội dung Sinh thái học có vai trò quan trọng trong việc hình thành nhận thức về môi trường và phát triển năng lực khoa học cho học sinh. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng và vận dụng quy trình phương pháp khoa học (PPKH) trong dạy học Sinh thái học nhằm phát triển năng lực nhận thức kiến thức cho học sinh lớp 12 tại trường THPT Lục Ngạn 2, tỉnh Bắc Giang, trong năm học 2019-2020. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc đổi mới phương pháp dạy học, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển năng lực học sinh theo định hướng chương trình giáo dục phổ thông mới. Qua khảo sát thực trạng, có tới 64,3% giáo viên chưa biết đến PPKH và chỉ 14,4% giáo viên vận dụng một số phương pháp tích cực trong giảng dạy, cho thấy nhu cầu cấp thiết trong việc đổi mới phương pháp dạy học Sinh học nói chung và Sinh thái học nói riêng.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết phương pháp khoa học và lý thuyết phát triển năng lực học sinh. Phương pháp khoa học được hiểu là quá trình nghiên cứu có hệ thống, bao gồm các bước quan sát, đặt vấn đề, xây dựng giả thuyết, kiểm chứng và kết luận. Lý thuyết phát triển năng lực nhấn mạnh việc hình thành năng lực nhận thức, kỹ năng tự học, tư duy phản biện và giải quyết vấn đề cho học sinh. Các khái niệm chuyên ngành được sử dụng gồm: năng lực nhận thức kiến thức, phương pháp khoa học, sinh thái học, quần thể sinh vật, quần xã sinh vật, hệ sinh thái và phát triển bền vững. Mô hình nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng quy trình dạy học theo PPKH phù hợp với nội dung Sinh thái học lớp 12, đồng thời đánh giá hiệu quả qua thực nghiệm sư phạm.

### Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm tài liệu lý luận, chương trình giáo dục, sách giáo khoa Sinh học lớp 12, kết quả khảo sát thực trạng và dữ liệu thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Lục Ngạn 2. Phương pháp nghiên cứu kết hợp nghiên cứu lý thuyết, điều tra sư phạm và thực nghiệm sư phạm có đối chứng. Cỡ mẫu thực nghiệm gồm 60 học sinh lớp 12, được chọn ngẫu nhiên theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên đơn giản nhằm đảm bảo tính đại diện. Phân tích dữ liệu sử dụng thống kê mô tả và kiểm định t-test để so sánh điểm kiểm tra trước và sau thực nghiệm. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong học kỳ II năm học 2019-2020, bao gồm các giai đoạn xây dựng quy trình, triển khai thực nghiệm và đánh giá kết quả.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

1. **Thực trạng vận dụng PPKH trong dạy học Sinh học:** Qua khảo sát 14 giáo viên tổ Hóa - Sinh, 64,3% chưa biết đến PPKH, 14,4% vận dụng một số phương pháp tích cực, còn lại 21,3% không thường xuyên sử dụng. Điều này cho thấy việc áp dụng PPKH trong dạy học Sinh học còn hạn chế.

2. **Hiệu quả thực nghiệm sư phạm:** Sau khi áp dụng quy trình dạy học theo PPKH, điểm trung bình kiểm tra kiến thức Sinh thái học của nhóm thực nghiệm tăng từ 5,8 lên 7,9, tăng 36,2%, trong khi nhóm đối chứng chỉ tăng nhẹ từ 5,9 lên 6,2 (tăng 5,1%). Kiểm định t-test cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).

3. **Phản hồi của học sinh:** 85% học sinh nhóm thực nghiệm đánh giá phương pháp dạy học mới giúp họ chủ động hơn trong học tập, phát triển kỹ năng tư duy và tự nghiên cứu, so với 40% học sinh nhóm đối chứng.

4. **Khả năng hình thành năng lực nhận thức:** Qua quan sát và phân tích bài làm, học sinh nhóm thực nghiệm thể hiện khả năng phân tích, tổng hợp và vận dụng kiến thức Sinh thái học tốt hơn, đặc biệt trong các câu hỏi mở và bài tập thực hành.

### Thảo luận kết quả

Kết quả thực nghiệm cho thấy việc vận dụng quy trình PPKH trong dạy học Sinh thái học góp phần nâng cao năng lực nhận thức kiến thức cho học sinh lớp 12. Nguyên nhân chính là do PPKH tạo điều kiện cho học sinh tự khám phá, đặt câu hỏi, xây dựng và kiểm chứng giả thuyết, từ đó hình thành kiến thức một cách chủ động và sâu sắc hơn. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục theo hướng phát triển năng lực người học. Việc sử dụng biểu đồ so sánh điểm kiểm tra trước và sau thực nghiệm minh họa rõ sự tiến bộ của nhóm thực nghiệm, đồng thời bảng phân phối tần suất điểm cho thấy sự hội tụ điểm số về phía điểm cao hơn sau thực nghiệm. Tuy nhiên, việc áp dụng PPKH còn gặp khó khăn do hạn chế về trang thiết bị, thời gian và kỹ năng của giáo viên, cần có sự hỗ trợ và đào tạo chuyên sâu hơn.

## Đề xuất và khuyến nghị

1. **Tăng cường đào tạo giáo viên:** Tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên sâu về PPKH và kỹ năng thiết kế bài giảng theo quy trình khoa học nhằm nâng cao năng lực chuyên môn và phương pháp giảng dạy cho giáo viên Sinh học.

2. **Xây dựng tài liệu hướng dẫn:** Phát triển bộ tài liệu, giáo án mẫu áp dụng PPKH trong dạy học Sinh thái học, giúp giáo viên dễ dàng tiếp cận và vận dụng trong thực tế giảng dạy.

3. **Đầu tư trang thiết bị dạy học:** Trang bị đầy đủ dụng cụ thí nghiệm, mô hình và công nghệ hỗ trợ để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các hoạt động thực nghiệm, thí nghiệm trong lớp học.

4. **Tăng cường kiểm tra, đánh giá năng lực:** Xây dựng hệ thống kiểm tra, đánh giá phù hợp với phương pháp dạy học theo PPKH, tập trung đánh giá năng lực nhận thức, kỹ năng thực hành và tư duy phản biện của học sinh.

5. **Khuyến khích nghiên cứu và áp dụng rộng rãi:** Khuyến khích các trường THPT triển khai áp dụng quy trình PPKH trong dạy học Sinh học nói chung và Sinh thái học nói riêng, đồng thời tổ chức các hội thảo, chia sẻ kinh nghiệm để nhân rộng mô hình.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. **Giáo viên Sinh học THPT:** Nắm bắt phương pháp dạy học mới, nâng cao kỹ năng tổ chức hoạt động học tập theo quy trình khoa học, từ đó phát triển năng lực nhận thức cho học sinh.

2. **Nhà quản lý giáo dục:** Có cơ sở để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và hỗ trợ giáo viên trong việc đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông.

3. **Sinh viên ngành Sư phạm Sinh học:** Học tập và nghiên cứu phương pháp dạy học tích cực, chuẩn bị hành trang nghề nghiệp với kỹ năng thiết kế bài giảng theo PPKH.

4. **Các nhà nghiên cứu giáo dục:** Tham khảo mô hình nghiên cứu và kết quả thực nghiệm để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Phương pháp khoa học là gì và tại sao cần áp dụng trong dạy học Sinh học?**  
Phương pháp khoa học là quá trình nghiên cứu có hệ thống gồm các bước quan sát, đặt vấn đề, xây dựng giả thuyết, kiểm chứng và kết luận. Áp dụng PPKH giúp học sinh phát triển tư duy phản biện, kỹ năng tự học và nâng cao năng lực nhận thức kiến thức.

2. **Quy trình dạy học theo PPKH gồm những bước nào?**  
Quy trình gồm: Quan sát và phát hiện vấn đề, đặt câu hỏi, nêu giả thuyết, nghiên cứu và thiết kế thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, kết luận và viết báo cáo. Quy trình này giúp học sinh chủ động khám phá kiến thức.

3. **Làm thế nào để đánh giá hiệu quả của việc áp dụng PPKH trong dạy học?**  
Hiệu quả được đánh giá qua kết quả kiểm tra kiến thức, kỹ năng thực hành, phản hồi của học sinh và quan sát quá trình học tập. Sự tiến bộ về điểm số và thái độ học tập tích cực là những chỉ số quan trọng.

4. **Những khó khăn khi áp dụng PPKH trong trường THPT là gì?**  
Khó khăn gồm thiếu trang thiết bị thí nghiệm, thời gian giảng dạy hạn chế, giáo viên chưa được đào tạo đầy đủ về PPKH và học sinh chưa quen với phương pháp học chủ động.

5. **Làm thế nào để khắc phục những khó khăn này?**  
Cần tăng cường đào tạo giáo viên, đầu tư trang thiết bị, xây dựng tài liệu hướng dẫn, tổ chức các hoạt động hỗ trợ và tạo môi trường học tập tích cực cho học sinh.

## Kết luận

- Xây dựng và vận dụng quy trình phương pháp khoa học trong dạy học Sinh thái học giúp phát triển năng lực nhận thức kiến thức cho học sinh lớp 12 một cách hiệu quả.  
- Thực nghiệm sư phạm cho thấy điểm số kiểm tra của học sinh tăng trung bình 36,2% sau khi áp dụng PPKH, vượt trội so với nhóm đối chứng.  
- Phương pháp này góp phần nâng cao kỹ năng tự học, tư duy phản biện và thái độ học tập tích cực của học sinh.  
- Cần có sự đầu tư đồng bộ về đào tạo giáo viên, trang thiết bị và tài liệu để nhân rộng mô hình.  
- Đề xuất các bước tiếp theo gồm tổ chức đào tạo, xây dựng tài liệu hướng dẫn và triển khai áp dụng rộng rãi tại các trường THPT trong giai đoạn 2025-2027.  

Hãy hành động ngay hôm nay để đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển toàn diện năng lực học sinh!