Phát Triển Năng Lực Tìm Tòi Nghiên Cứu Khoa Học Cho Học Sinh Trung Học Phổ Thông

Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học phổ thông (THPT) là một trong những… 271 trang · Trường Đại học Sư phạm Hà Nội · 2018.

• Tác giả: Phạm Thị Kim Ngân
• Người hướng dẫn: Cao Thị Thặng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Phát Triển Năng Lực Tìm Tòi Nghiên Cứu Khoa Học Cho Học Sinh Trung Học Phổ Thông
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
• 0.5. Phạm vi nghiên cứu
• 0.6. Giả thuyết khoa học
• 0.7. Phương pháp nghiên cứu
• 0.8. Những đóng góp mới của luận án
• 0.9. Cấu trúc của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
• 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.1.1. Trên thế giới
• 1.2. Năng lực và năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học. Quan điểm về năng lực, năng lực của học sinh Trung học phổ thông. Quan điểm về năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học. Một số phương pháp dạy học tích cực có thể sử dụng để phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông
• 1.2.1. Cơ sở khoa học của các phương pháp dạy học tích cực
• 1.2.2. Phương pháp dạy học dự án. Phương pháp “Bàn tay nặn bột”. Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học
• 1.3. Đánh giá năng lực của học sinh Trung học phổ thông
• 1.3.1. Đổi mới phương pháp hình thức kiểm tra đánh giá hiện nay
• 1.3.2. Nguyên tắc đánh giá năng lực học sinh
• 1.3.3. Một số công cụ đánh giá năng lực của học sinh Trung học phổ thông trong dạy học hoá học
• 1.4. Thực trạng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông ở Việt Nam
• 1.5. Chương trình và sách giáo khoa hóa học Trung học phổ thông hiện hành với vấn đề phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 1.6. Điều tra thực trạng của việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trong dạy học hóa học
• 1.7. Tiểu kết chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
• 2.1. Năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Trung học phổ thông
• 2.1.1. Khái niệm năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh Trung học phổ thông
• 2.1.2. Cấu trúc năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 2.1.3. Biểu hiện của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh trong dạy học hóa học
• 2.1.4. Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 2.1.4.1. Tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 2.1.4.2. Cơ sở khoa học để thiết kế công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 2.1.4.3. Thiết kế công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 2.2. Một số biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông trong dạy học hóa học
• 2.2.1. Biện pháp 1: Vận dụng phương pháp dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông
• 2.2.2. Biện pháp 2: Vận dụng phương pháp “Bàn tay nặn bột” theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông
• 2.2.3. Biện pháp 3: Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh thông qua tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học
• 2.3. Tiểu kết chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
• 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. Chuẩn bị trước thực nghiệm sư phạm
• 3.1.2. Địa bàn thực nghiệm
• 3.1.3. Đối tượng thực nghiệm. Giáo viên thực nghiệm. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 3.1.4. Thiết kế thực nghiệm
• 3.1.5. Thực nghiệm thăm dò (năm học 2014-2015)
• 3.1.6. Thực nghiệm sư phạm vòng 1 (năm học 2015-2016)
• 3.1.7. Thực nghiệm sư phạm vòng 2 (năm học 2016-2017)
• 3.1.8. Kết quả thực nghiệm
• 3.1.9. Xử lí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. Kết quả thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Tiểu kết chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học

Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh trung học phổ thông (THPT) là một trong những mục tiêu quan trọng của giáo dục hiện đại. Năng lực này không chỉ giúp học sinh hiểu biết sâu sắc về các vấn đề khoa học mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tư duy phản biện. Việc phát triển năng lực này cần được thực hiện thông qua các phương pháp dạy học tích cực, tạo điều kiện cho học sinh tham gia vào các hoạt động nghiên cứu thực tiễn.

1.1. Tầm quan trọng của năng lực nghiên cứu khoa học

Năng lực nghiên cứu khoa học giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề. Điều này không chỉ có lợi cho việc học tập mà còn cho sự nghiệp tương lai của các em.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng lực tìm tòi

Năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như phương pháp dạy học, môi trường học tập và sự hỗ trợ từ giáo viên.

II. Thách thức trong việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT gặp phải nhiều thách thức. Các giáo viên thường thiếu kinh nghiệm trong việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực. Hơn nữa, chương trình học hiện tại chưa đủ linh hoạt để khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động nghiên cứu.

2.1. Khó khăn trong việc áp dụng phương pháp dạy học mới

Nhiều giáo viên vẫn giữ thói quen dạy học truyền thống, dẫn đến việc học sinh không được khuyến khích tham gia vào các hoạt động nghiên cứu.

2.2. Thiếu nguồn lực và hỗ trợ

Nhiều trường học thiếu trang thiết bị và tài liệu cần thiết để hỗ trợ học sinh trong việc nghiên cứu khoa học.

III. Phương pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học

Để phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT, cần áp dụng các phương pháp dạy học tích cực như phương pháp dạy học dự án và phương pháp 'Bàn tay nặn bột'. Những phương pháp này giúp học sinh tham gia tích cực vào quá trình học tập và nghiên cứu.

3.1. Phương pháp dạy học dự án

Phương pháp dạy học dự án khuyến khích học sinh làm việc nhóm và thực hiện các dự án nghiên cứu thực tiễn, từ đó phát triển năng lực tìm tòi.

3.2. Phương pháp Bàn tay nặn bột

Phương pháp này giúp học sinh thực hành và trải nghiệm trực tiếp, từ đó nâng cao khả năng tìm tòi và nghiên cứu khoa học.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực đã cho thấy những kết quả khả quan trong việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh. Nhiều trường học đã tổ chức các cuộc thi nghiên cứu khoa học, tạo cơ hội cho học sinh thể hiện khả năng của mình.

4.1. Kết quả từ các cuộc thi nghiên cứu khoa học

Nhiều học sinh đã đạt giải cao trong các cuộc thi nghiên cứu khoa học, chứng tỏ năng lực tìm tòi của các em đã được cải thiện.

4.2. Phản hồi từ giáo viên và học sinh

Giáo viên và học sinh đều nhận thấy sự thay đổi tích cực trong cách tiếp cận học tập và nghiên cứu khoa học.

V. Kết luận và tương lai của phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học

Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết. Cần tiếp tục đổi mới phương pháp dạy học và tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tham gia vào các hoạt động nghiên cứu. Tương lai của giáo dục phụ thuộc vào khả năng phát triển năng lực này.

5.1. Định hướng phát triển trong tương lai

Cần có các chính sách hỗ trợ và đầu tư vào giáo dục để phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh.

5.2. Vai trò của công nghệ trong giáo dục

Công nghệ có thể hỗ trợ việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học thông qua các nền tảng học tập trực tuyến và các công cụ nghiên cứu hiện đại.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục với đề tài "Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông thông qua dạy học Hóa học" được tác giả Phạm Thị Kim Ngân thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn Hóa học (Mã số: 9140111), dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Cao Thị Thặng và PGS.TS. Lê Thị Hồng Hải (bảo vệ năm 2018).

• Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu: Nghị quyết số 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI và Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (tháng 7/2017) của Bộ Giáo dục và Đào tạo xác định mục tiêu căn bản là chuyển nền giáo dục từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực người học. Năng lực nghiên cứu khoa học là nền tảng để hình thành các năng lực chung (tự chủ và tự học; giao tiếp và hợp tác; giải quyết vấn đề và sáng tạo) cũng như năng lực chuyên môn hóa học (nhận thức kiến thức khoa học hóa học; tìm tòi, khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học; vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn). Mặt khác, từ năm 2012, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phát động cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học và phối hợp triển khai giáo dục STEM. Tuy nhiên, ở cấp Trung học phổ thông (THPT), hoạt động này chủ yếu diễn ra ở mức độ tìm tòi nghiên cứu khoa học. Thực tế cho thấy đa số giáo viên hóa học còn gặp khó khăn, năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của phần lớn học sinh còn rất hạn chế, và chưa có công trình nghiên cứu toàn diện về mặt lí luận lẫn thực tiễn cho vấn đề này trong dạy học hóa học THPT.

• Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu làm rõ biểu hiện của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học, thiết kế bộ công cụ đánh giá và đề xuất một số biện pháp nhằm phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT trong dạy học hóa học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học theo định hướng phát triển năng lực.

• Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT trong dạy học hóa học.
  2. Đề xuất khái niệm, cấu trúc, biểu hiện của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trong môn Hóa học; thiết kế bộ công cụ đánh giá; đề xuất các biện pháp phát triển năng lực và xây dựng các kế hoạch bài học minh họa.
  3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở một số trường THPT để kiểm chứng tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, xác định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất.

• Khách thể và đối tượng nghiên cứu:

  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT.
  • Đối tượng nghiên cứu: Năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh THPT và các biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT.

• Phạm vi nghiên cứu: Tập trung nghiên cứu phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh thông qua dạy học hóa học lớp 10 và lớp 11 THPT.

• Giả thuyết khoa học: Nếu làm rõ biểu hiện của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học, thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học, vận dụng phương pháp dạy học dự án, phương pháp "Bàn tay nặn bột" kết hợp với việc hướng dẫn học sinh nghiên cứu một số chủ đề Hóa học có nội dung thực tiễn trong dạy học một cách hợp lí và hiệu quả sẽ phát triển được năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT, góp phần thực hiện đổi mới dạy học hóa học theo định hướng phát triển năng lực người học.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

• Các hướng nghiên cứu trên thế giới:

  • Nghiên cứu về phương pháp luận và kỹ năng nghiên cứu khoa học: Prikhodko (1980) giới thiệu phương pháp nghiên cứu cho cán bộ khoa học; Ruravin phân tích các biện pháp, phương tiện thu nhận tri thức mới; Keith Howard và John A. Sharp nghiên cứu quản lý dự án nghiên cứu của sinh viên; Gary Anderson (1998) tập trung vào phương pháp mô tả và thử nghiệm trong nghiên cứu giáo dục; Brian Allison cung cấp kỹ năng nghiên cứu cho sinh viên; John P. Keeves chủ biên sổ tay quốc tế về đo lường và phương pháp nghiên cứu giáo dục.
  • Nâng cao năng lực nghiên cứu của đội ngũ giảng dạy: Miller và Pine nhấn mạnh việc giảng viên trở thành nhà nghiên cứu; McKay (1992) và Williamson (1992) đề cập năng lực hành động gắn với nghiên cứu khoa học; Downhower, Melvin, Sizemore (1990), McCutcheon, Jung (1990), Nihlen (1992), Twine, Martinek (1992), Wessinger (1992) nghiên cứu bồi dưỡng năng lực nghiên cứu, tư duy phê phán cho giảng viên.
  • Nghiên cứu khoa học và rèn luyện kỹ năng tiến trình khoa học cho học sinh: Cuộc thi Intel ISEF (từ 1997), định hướng giáo dục STEM, và xu hướng rèn luyện kỹ năng quá trình khoa học (science process skills) thông qua dạy học tìm tòi khám phá (inquiry) trong chương trình KHTN, Hóa học của các nước từ những năm 70 của thế kỷ XX.

• Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam:

  • Phương pháp luận nghiên cứu khoa học giáo dục: Nguyễn Trọng Hoàng, Nguyễn Cảnh Toàn, Nguyễn Hữu Long, Hà Thế Ngữ, Nguyễn Tấn Phát; Phạm Minh Hạc, Đặng Vũ Hoạt, Hà Thị Đức, Phạm Hoàng Gia; Vũ Cao Đàm, Nguyễn Văn Lê, Lê Tử Thành, Phạm Viết Vượng.
  • Nâng cao năng lực nghiên cứu cho giảng viên, sinh viên: Lê Thị Thanh Chung (nghiên cứu khoa học của sinh viên sư phạm), Nguyễn Viết Sự (năng lực nghiên cứu của giảng viên sư phạm kỹ thuật), Đỗ Tiến Sỹ (năng lực nghiên cứu của giảng viên trẻ).
  • Dạy học phát triển năng lực học sinh THPT trong môn Hóa học: Nguyễn Cương (hoạt động hóa người học); Nguyễn Công Khanh, Phan Thị Luyến, Nguyễn Thị Minh Phương, Nguyễn Thị Lan Phương (khung năng lực và đánh giá năng lực); Nguyễn Ngọc Quang, Dương Xuân Trinh, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Thị Sửu, Đặng Thị Oanh, Trần Trung Ninh, Nguyễn Đức Dũng; Vũ Lệ Hoa (bước đầu nghiên cứu lí luận về tổ chức hoạt động theo định hướng năng lực NCKH cho học sinh); nhóm nghiên cứu của Cao Thị Thặng, Nguyễn Cương cùng các tác giả Trần Thị Thu Huệ, Nguyễn Thị Hồng Gấm, Đinh Thị Hồng Minh, Phạm Thị Bích Đào (phát triển các năng lực sáng tạo, giải quyết vấn đề, hợp tác thông qua dạy học dự án, dạy học theo góc, hợp đồng, Bàn tay nặn bột); Cao Thị Thặng và Lê Ngọc Vịnh (rèn kỹ năng NCKH cho học sinh THCS qua phương pháp Bàn tay nặn bột).

• Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Các công trình trong nước và quốc tế trước đây chủ yếu tập trung vào năng lực nghiên cứu khoa học của giảng viên, sinh viên đại học hoặc các nhóm học sinh chuyên tham gia hội thi KHKT. Luận án tập trung giải quyết khoảng trống về cơ sở lí luận và thực tiễn trong việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho đối tượng đại trà học sinh THPT thông qua dạy học môn Hóa học lớp 10 và 11, cụ thể hóa bằng các phương pháp dạy học tích cực và quy trình tổ chức đề tài thực tiễn.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

1. Cơ sở lý thuyết và khái niệm nền tảng

• Các thuyết học tập:
  • Thuyết hành vi (Behaviorism): Watson (1913), Thorndike, Skinner; giải thích cơ chế kích thích - phản ứng, ứng dụng trong việc rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm, thao tác tư duy cơ bản.
  • Thuyết nhận thức (Cognitivism): Jean Piaget; nhấn mạnh cấu trúc nhận thức được hình thành qua trải nghiệm, làm cơ sở cho dạy học giải quyết vấn đề, dạy học khám phá.
  • Thuyết kiến tạo (Constructivism): Jean Piaget, Watzlawick, Hans Aebli, Maria Montessori, Lev Vygotsky; xác định người học tự xây dựng hiểu biết cá nhân thông qua tương tác với môi trường, là nền tảng cho dạy học tìm tòi khám phá.
• Quan niệm về năng lực và năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học:
  • Định nghĩa của DeSeCo, OECD (2002), Weinert (2001), Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (2017).
  • Phân biệt giữa Nghiên cứu khoa học (tạo ra tri thức mới, quy luật mới cho xã hội) và Tìm tòi nghiên cứu khoa học ở học sinh phổ thông (quá trình thực nghiệm có kế hoạch để trả lời câu hỏi nghiên cứu, nhấn mạnh vào con đường và phương pháp tiếp cận tri thức để làm biến đổi nhận thức của chính người học).
• Các phương pháp dạy học tích cực trọng tâm:
  • Phương pháp Dạy học dự án (DHDA): Tiến trình gồm 3 bước: Bước 1 (Lập kế hoạch: Lựa chọn chủ đề, xác định tiểu chủ đề bằng sơ đồ tư duy, 5W1H, KWL, lập kế hoạch); Bước 2 (Thực hiện dự án: Thu thập và xử lí thông tin, thực nghiệm); Bước 3 (Tổng hợp kết quả: Xây dựng sản phẩm, trình bày báo cáo, đánh giá rút kinh nghiệm).
  • Phương pháp "Bàn tay nặn bột" (BTNB - La main à la pâte): Do Georges Charpak, Pierre Léna, Yves Quéré khởi xướng (1995); tiến trình gồm 5 pha: Pha 1 (Tình huống xuất phát và câu hỏi nêu vấn đề); Pha 2 (Hình thành câu hỏi của học sinh); Pha 3 (Xây dựng giả thuyết và thiết kế phương án thực nghiệm); Pha 4 (Tiến hành thực nghiệm tìm tòi - nghiên cứu); Pha 5 (Kết luận và hợp thức hóa kiến thức).
  • Quy trình nghiên cứu khoa học dành cho học sinh: Đặt câu hỏi nghiên cứu -> Nghiên cứu tổng quan -> Xây dựng giả thuyết -> Kiểm chứng bằng thực nghiệm -> Phân tích kết quả và kết luận -> Báo cáo kết quả.

2. Phương pháp nghiên cứu thực tế

• Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa và khái quát hóa tài liệu chuyên ngành về giáo dục học, tâm lí học, lí luận dạy học hóa học.
• Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
  • Phương pháp điều tra: Khảo sát bằng phiếu an-két đối với 212 giáo viên hóa học THPT thuộc 40 trường THPT tại 20 tỉnh/thành miền Bắc và miền Trung (tháng 7 - 9/2014).
  • Phương pháp chuyên gia: Lấy ý kiến các chuyên gia phương pháp dạy học hóa học về các tiêu chí đánh giá và biện pháp sư phạm đề xuất.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực hiện trên học sinh lớp 10 và 11 qua 3 giai đoạn: Thăm dò (2014-2015), Vòng 1 (2015-2016), Vòng 2 (2016-2017).
• Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng các công cụ thống kê để xử lí số liệu điểm kiểm tra và bảng kiểm quan sát: phân bố tần suất, tần suất lũy tích, tính các tham số đặc trưng và độ lớn ảnh hưởng (ES - Effect Size).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh Trung học phổ thông

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lí luận về năng lực, khung năng lực của học sinh THPT, phân tích bản chất của nghiên cứu khoa học và tìm tòi nghiên cứu khoa học; phân tích cơ sở lí thuyết của các phương pháp DHDA, BTNB và quy trình NCKH. Chương này cũng phân tích mục tiêu, nội dung chương trình SGK Hóa học 10, 11, 12 hiện hành dưới góc độ phát triển năng lực.

Trọng tâm thực tiễn của Chương 1 là cuộc khảo sát 212 giáo viên hóa học tại 40 trường THPT thuộc 20 tỉnh miền Bắc và miền Trung (thực hiện từ tháng 7 đến tháng 9 năm 2014):

Bảng: Nhận thức của giáo viên về năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh THPT (N = 212)

Nội dung điều tra	Số lượng GV	Tỉ lệ phần trăm
Chưa biết về NL TT NCKH của HS	21/212	9,91%
Đã nghe nói về NL TT NCKH của HS	176/212	83,01%
Đã đọc tài liệu về NL TT NCKH của HS	15/212	7,08%
Đã được tập huấn về NL TT NCKH của HS	0/212	0,00%

Bảng: Mức độ giáo viên sử dụng một số phương pháp dạy học tích cực (N = 212)

STT	Phương pháp dạy học	Số lượng GV đã áp dụng	Tỉ lệ phần trăm
1	Dạy học dự án	55/212	25,94%
2	Phương pháp Bàn tay nặn bột	14/212	6,60%
3	Hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học	25/212	11,79%
4	Sử dụng thí nghiệm hóa học do học sinh tự tiến hành	8/212	3,77%
5	Phát hiện và giải quyết vấn đề	26/212	12,26%
6	Dạy học hợp tác	60/212	28,30%
7	Dạy học theo hợp đồng	10/212	4,72%
8	Dạy học theo góc	9/212	4,25%

Bảng: Tình hình tiếp cận và nhận định vai trò của PP BTNB, DHDA và NCKH (N = 212)

Nội dung điều tra	PP BTNB	PP DHDA	Hướng dẫn NCKH
Mức độ tiếp cận:
- Chưa biết và chưa áp dụng	65 (30,67%)	25 (11,79%)	3 (1,42%)
- Đã tập huấn nhưng chưa áp dụng	133 (62,73%)	132 (62,26%)	184 (86,79%)
- Đã tập huấn và đã vận dụng	14 (6,60%)	55 (25,95%)	25 (11,79%)
- Áp dụng theo hướng phát triển NL TT NCKH	0 (0,00%)	0 (0,00%)	0 (0,00%)
Nhận định vai trò phát triển NL TT NCKH:
- Không tốt	2 (0,94%)	1 (0,47%)	0 (0,00%)
- Trung bình	35 (16,51%)	25 (11,79%)	5 (2,35%)
- Tốt	80 (37,74%)	90 (42,46%)	80 (37,74%)
- Rất tốt	95 (44,81%)	96 (45,28%)	127 (59,91%)

Khảo sát sâu về cách thức thực hiện ở nhóm giáo viên đã từng áp dụng cho thấy:

• Trong 55 GV áp dụng DHDA: 43,64% GV tự áp đặt tiểu chủ đề; chỉ có 3,64% để HS tự tiến hành TN kiểm chứng giả thuyết; 0% GV thực hiện đánh giá năng lực tìm tòi NCKH của HS.
• Trong 14 GV áp dụng BTNB: Ở Pha 3, có tới 42,86% GV tự đưa ra giả thuyết và phương án thực nghiệm; ở Pha 4, 50% là GV biểu diễn thí nghiệm để HS nhìn; ở Pha 5, có 35,71% GV đọc kết luận từ SGK.
• Trong 25 GV hướng dẫn NCKH: 48% GV và HS cùng làm TN theo kế hoạch chung; 0% đánh giá năng lực tìm tòi NCKH của học sinh sau nghiên cứu.

---

Chương 2: Một số biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy học Hóa học ở trường Trung học phổ thông

Chương 2 trình bày các đóng góp trọng tâm về mặt phương pháp của luận án:

1. Khái niệm và cấu trúc năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh THPT: Xác định cấu trúc năng lực gồm các tiêu chí cụ thể: Xác định vấn đề/chủ đề nghiên cứu; Đề xuất câu hỏi nghiên cứu; Đề xuất giả thuyết nghiên cứu; Thiết kế phương án thực nghiệm; Tiến hành phương án thực nghiệm kiểm chứng; Xử lí dữ liệu và rút ra kết luận; Viết báo cáo và trình bày kết quả nghiên cứu.

2. Thiết kế bộ công cụ đánh giá:

   • Xây dựng bảng tiêu chí và các mức độ biểu hiện (mức 1 đến mức 3/mức 4).
   • Thiết kế hệ thống công cụ đo lường gồm: Bảng kiểm quan sát hành vi của học sinh trong giờ học; Phiếu giáo viên đánh giá năng lực học sinh; Phiếu học sinh tự đánh giá năng lực; Phiếu đánh giá sản phẩm dự án/sản phẩm NCKH; Ma trận đề kiểm tra đánh giá năng lực lớp 10 và lớp 11.

3. Ba biện pháp sư phạm cụ thể:

   • Biện pháp 1: Vận dụng phương pháp dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT. Xây dựng tiến trình DHDA gồm 3 bước cải tiến gắn với sơ đồ tư duy, kỹ thuật 5W1H, KWL và lập bảng nghiên cứu. Minh họa qua các chủ đề dự án: "Mưa axit" (Hình 2.2), "Ngành công nghiệp silicat" (gồm các tiểu dự án: xi măng, thủy tinh, đồ gốm - Hình 2.4, 2.5, 2.6, 2.7).
   • Biện pháp 2: Vận dụng phương pháp "Bàn tay nặn bột" theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT. Cụ thể hóa 5 pha dạy học sao cho học sinh tự đề xuất câu hỏi khoa học, tự thiết kế phương án thực nghiệm tìm tòi để chiếm lĩnh tri thức tính chất hóa học. Minh họa qua kế hoạch bài học nghiên cứu tính chất hóa học của $HNO_3$ (Hình 2.8, Hình 2.9).
   • Biện pháp 3: Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh thông qua tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học. Xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh thực hiện các đề tài nghiên cứu gắn với hóa học thực tiễn đời sống và môi trường (Hình 2.10).

---

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất:

• Thiết kế thực nghiệm sư phạm: Thực hiện theo mô hình đối chứng (nhóm Thực nghiệm - TN và nhóm Đối chứng - ĐC) tương đương về trình độ học lực ban đầu.
• Tiến trình thực hiện:
  • Thực nghiệm thăm dò: Năm học 2014 - 2015.
  • Thực nghiệm sư phạm Vòng 1: Năm học 2015 - 2016 trên các lớp 10 và 11 tại các trường THPT được lựa chọn.
  • Thực nghiệm sư phạm Vòng 2: Năm học 2016 - 2017 trên diện rộng hơn để khẳng định tính ổn định.
• Đánh giá và xử lí kết quả thực nghiệm:
  • Đánh giá định tính và sự phát triển hành vi: Thu thập qua Bảng kiểm quan sát các tiêu chí năng lực, Phiếu giáo viên đánh giá, Phiếu học sinh tự đánh giá và Phiếu đánh giá sản phẩm dự án/sản phẩm NCKH (lớp 10TN và 11TN).
  • Đánh giá định lượng kiến thức và năng lực: Xử lí kết quả các bài kiểm tra đánh giá năng lực lớp 10 và 11 (Vòng 1 và Vòng 2) qua các bảng phân bố tần suất, phân bố tần suất lũy tích, biểu đồ và đường lũy tích. Đường lũy tích của các lớp thực nghiệm luôn lệch về phía bên phải so với lớp đối chứng, chứng minh điểm số của nhóm thực nghiệm đạt tỉ lệ khá giỏi cao hơn và tỉ lệ trung bình, yếu thấp hơn rõ rệt.
  • Phân tích các tham số đặc trưng: điểm trung bình ($\bar{X}$), độ lệch chuẩn ($S$), hệ số biến thiên ($C_v$), giá trị mức độ ảnh hưởng ($ES$). Kết quả khẳng định các biện pháp sư phạm mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học và nâng cao chất lượng học tập bộ môn Hóa học.

---

Kết quả và những đóng góp mới

1. Đóng góp mới về mặt lí luận

• Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lí luận về năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh THPT trong môn Hóa học.
• Đề xuất định nghĩa, cấu trúc thành tố, hệ thống tiêu chí và các biểu hiện đặc trưng của năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học gắn liền với môn Hóa học ở trường phổ thông.
• Thiết lập cơ sở khoa học để thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học kết hợp đa dạng các phương thức: quan sát hành vi, tự đánh giá, đánh giá sản phẩm và đề kiểm tra tích hợp năng lực.

2. Đóng góp mới về mặt thực tiễn

• Khảo sát, cung cấp số liệu thực trạng về nhận thức và mức độ vận dụng các phương pháp dạy học tích cực (DHDA, BTNB, hướng dẫn NCKH) của 212 giáo viên hóa học THPT tại 20 tỉnh/thành.
• Xây dựng bộ công cụ hoàn chỉnh đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của học sinh THPT trong môn Hóa học.
• Đề xuất quy trình và triển khai 3 biện pháp dạy học cụ thể:
  1. Vận dụng phương pháp dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi NCKH.
  2. Vận dụng phương pháp Bàn tay nặn bột theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi NCKH.
  3. Tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học qua các đề tài thực tiễn.
• Xây dựng hệ thống các kế hoạch bài học minh họa (chủ đề Mưa axit, Công nghiệp silicat, Axit nitric...) và chứng minh tính khả thi, hiệu quả thông qua 2 vòng thực nghiệm sư phạm.

3. Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Cần tổ chức các đợt tập huấn chuyên sâu cho giáo viên THPT về bản chất, quy trình thực hiện dạy học dự án, phương pháp Bàn tay nặn bột và quy trình hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học theo định hướng phát triển năng lực.
• Đổi mới hình thức kiểm tra, đánh giá thường xuyên và định kỳ; bổ sung các công cụ đánh giá quá trình (bảng kiểm quan sát, đánh giá sản phẩm, hồ sơ học tập) bên cạnh các bài kiểm tra viết truyền thống.
• Trang bị cơ sở vật chất, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm tại các trường THPT để học sinh có đủ điều kiện tự thiết kế và thực hiện các phương án thực nghiệm tìm tòi.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Phạm vi thực nghiệm và xây dựng kế hoạch bài học của luận án chủ yếu tập trung vào chương trình Hóa học lớp 10 và lớp 11 THPT, chưa mở rộng đồng bộ cho toàn bộ chương trình lớp 12 do áp lực thi cử và phân phối chương trình.
  • Việc tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học độc lập của học sinh đòi hỏi nhiều thời gian và điều kiện cơ sở vật chất phòng thí nghiệm, do đó mức độ triển khai có sự chênh lệch giữa các trường có điều kiện thuận lợi và các trường ở khu vực khó khăn.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Tiếp tục hoàn thiện và mở rộng các biện pháp phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho toàn bộ các chủ đề trong chương trình Hóa học lớp 12 và liên môn Khoa học tự nhiên.
  • Mở rộng quy mô nghiên cứu và thực nghiệm sang các vùng miền địa lí khác, đồng thời nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin và phòng thí nghiệm ảo hỗ trợ học sinh thực hiện các phương án thực nghiệm tìm tòi.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và PPDH Hóa học: Luận án là tài liệu tham khảo về khung lí luận năng lực tìm tòi NCKH, phương pháp thiết kế bộ công cụ đo lường năng lực (bảng kiểm quan sát, thang tiêu chí rubric, ma trận kiểm tra) và kỹ thuật thiết kế thực nghiệm sư phạm đa vòng.
• Đối với giáo viên THPT môn Hóa học và môn KHTN: Cung cấp các kế hoạch bài học mẫu, quy trình 3 bước dạy học dự án, quy trình 5 pha Bàn tay nặn bột và danh mục các đề tài nghiên cứu thực tiễn có thể áp dụng trực tiếp trong giảng dạy chính khóa và hoạt động trải nghiệm STEM.
• Đối với cán bộ quản lý giáo dục, chỉ đạo chuyên môn Sở/Phòng GD&ĐT: Cung cấp cơ sở khoa học và số liệu thực trạng phục vụ công tác bồi dưỡng giáo viên, định hướng đổi mới phương pháp dạy học và đổi mới kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khái niệm "Tìm tòi nghiên cứu khoa học" của học sinh THPT trong luận án khác gì so với "Nghiên cứu khoa học" nói chung?
   Trả lời: Nghiên cứu khoa học nói chung nhấn mạnh vào kết quả tạo ra tri thức mới, học thuyết mới, quy luật mới có giá trị thay thế cái cũ và cải tạo thế giới. Trong khi đó, tìm tòi nghiên cứu khoa học ở học sinh THPT nhấn mạnh vào con đường và cách thức người học tìm kiếm tri thức; tri thức đó không nhất thiết phải mới đối với nhân loại mà chủ yếu làm thay đổi nhận thức, nhân sinh quan của chính người học thông qua việc tự đặt câu hỏi, nêu giả thuyết và thực nghiệm kiểm chứng.

2. Thực trạng nhận thức của giáo viên về năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trước khi nghiên cứu ra sao?
   Trả lời: Theo kết quả khảo sát 212 giáo viên THPT (tháng 7-9/2014), có 83,01% giáo viên mới chỉ "nghe nói", 9,91% "chưa biết", chỉ có 7,08% "đã đọc tài liệu" và 0% giáo viên được tập huấn chuyên sâu về phát triển năng lực tìm tòi NCKH cho học sinh.

3. Luận án đề xuất mấy biện pháp chính để phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh?
   Trả lời: Luận án đề xuất 3 biện pháp chính: (1) Vận dụng phương pháp dạy học dự án theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi NCKH; (2) Vận dụng phương pháp Bàn tay nặn bột theo định hướng phát triển năng lực tìm tòi NCKH; (3) Phát triển năng lực tìm tòi NCKH thông qua tổ chức cho học sinh tìm tòi nghiên cứu khoa học qua các đề tài có nội dung thực tiễn.

4. Bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học gồm những thành phần nào?
   Trả lời: Bộ công cụ gồm: Bảng tiêu chí và mức độ đánh giá năng lực; Bảng kiểm quan sát hành vi; Phiếu giáo viên đánh giá học sinh; Phiếu học sinh tự đánh giá; Phiếu đánh giá sản phẩm dự án/đề tài; Ma trận và đề kiểm tra đánh giá năng lực lớp 10 và 11.

5. Quy trình thực nghiệm sư phạm của luận án được tiến hành qua các giai đoạn nào?
   Trả lời: Thực nghiệm sư phạm được tiến hành qua 3 giai đoạn: Thực nghiệm thăm dò (năm học 2014 - 2015), Thực nghiệm sư phạm Vòng 1 (năm học 2015 - 2016) và Thực nghiệm sư phạm Vòng 2 (năm học 2016 - 2017) trên đối tượng học sinh lớp 10 và lớp 11 THPT.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Phạm Thị Kim Ngân đã giải quyết một vấn đề cấp thiết trong lí luận và thực tiễn dạy học hóa học ở trường THPT: phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học cho học sinh đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục. Tác giả đã hệ thống hóa cơ sở lí luận, xác định cấu trúc, tiêu chí biểu hiện của năng lực, xây dựng bộ công cụ đánh giá đa dạng và đề xuất 3 biện pháp sư phạm dựa trên phương pháp dạy học dự án, phương pháp Bàn tay nặn bột và tổ chức nghiên cứu khoa học thực tiễn. Kết quả thực nghiệm sư phạm qua các vòng thăm dò và 2 vòng thực nghiệm chính thức đã kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp, khẳng định giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn của công trình trong dạy học Hóa học phổ thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÌM TÒI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về việc phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học trên thế giới và ở Việt Nam 1. Trên thế giới Trên thế giới nghiên cứu về NL NCKH mới được chú trọng cho đối tượng là sinh viên (SV), học viên và cán bộ nghiên cứu. Các nhà khoa học đã đưa ra nhiều nhận định toàn diện trên nhiều khía cạnh của hoạt động NCKH: từ PP, cách thức, phương tiện, quy trình thực hiện, cách xử lí số liệu TN đến sản phẩm nghiên cứu cũng như cách trình bày một đề tài nghiên cứu.Prikhodko trong tác phẩm “Tổ chức và PP công tác NCKH” [58] đã giới thiệu những nét đặc trưng cơ bản về PP nghiên cứu của các công trình khoa học giúp cho các cán bộ NCKH mới vào nghề và các chuyên gia nâng cao NL nghiên cứu.Ruravin trong “Các PP NCKH” [59], ở một khía cạnh khác, tác giả chú ý phân tích những biện pháp, phương tiện và PP nhận thức nhằm thu được tri thức mới trong khoa học.

Keith Howard và John A.Sharp với tài liệu: “The management of a student research project” [97], các tác giả đã trình bày trong tài liệu những vấn đề về nghiên cứu, chọn lựa và đánh giá, xây dựng kế hoạch cho một đề tài nghiên cứu, tập hợp và phân tích dữ liệu, xử lí kết quả nghiên cứu. Gary Anderson, trong “Fundamentals of educational Research” [95], đã giúp SV và những người nghiên cứu ở mọi lĩnh vực có thể xây dựng được một kế hoạch nghiên cứu với những PP cần thiết. Trong tài liệu tác giả đặt trọng tâm vào việc giới thiệu các các nguyên tắc, PP cũng như những công cụ, kỹ thuật cần thiết khi nghiên cứu giáo dục. PP nghiên cứu được tác giả quan tâm là PP mô tả, thử nghiệm.

Mặt khác Brian Allison đã cung cấp cho SV những lí thuyết cũng như kỹ năng tiến hành NCKH trong tài liệu [90]. Sổ tay quốc tế Educational Research, Methodology and Measurement [96] do John P. Keeves, Australia, tổng chủ biên là một cuốn tài liệu có giá trị trên 1000 trang. Trong tài liệu này, tập thể tác giả đã giới thiệu các quá trình và PP nghiên cứu giáo dục, đặc biệt là các thủ tục và kỹ thuật nghiên cứu, đo lường, sử dụng máy tính và các thiết bị kỹ thuật trong NCKH giáo dục.

7 Miller và Pine nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nâng cao NL NCKH của giảng viên bằng việc khuyến cáo rằng khi giảng viên trở thành nhà nghiên cứu thì kiến thức và kỹ năng dạy học chuyển từ môi trường ngoài tới môi trường lớp học. Việc nâng cao NL NCKH của giảng viên còn giúp nâng cao NL chuyên môn, khẳng định vị thế của giảng viên trong sự nghiệp và SV sẽ học tập hiệu quả hơn nhờ “sự học” của giảng viên [100]. McKay trong [99] và Williamson trong [108] đã đề cập tới NL hành động của giảng viên trong đó có chú trọng đến NL NCKH. Các tác giả đề cập đến vai trò giảng viên là người kiến tạo tích cực tri thức hơn là người biết sử dụng tri thức một cách thụ động, NL hành động của giảng viên phản ánh sự gắn kết thực tế của quá trình, tính thời sự và cụ thể về các kết quả NCKH.

Bồi dưỡng năng lực NCKH, NL hành động của giảng viên còn được nghiên cứu bởi Downhower, S., Melvin, MP, & Sizemore, P trong [92]; McCutcheon, G., & Jung, B trong [98]; Nihlen, AS trong [102]; Twine, J., và Martinek, TJ trong [105]; Wessinger, NP trong [107].