Tổng quan nghiên cứu

Đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc chuyển đổi từ lối truyền thụ kiến thức thụ động sang phát triển năng lực tư duy, khả năng tự học và giải quyết vấn đề thực tiễn của học sinh. Mặc dù Sinh học 11 là môn khoa học thực nghiệm có tính ứng dụng cao, khảo sát thực tế tại các trường trung học phổ thông cho thấy có tới 71,8% học sinh chỉ xem môn học này là môn phụ và 54,3% học sinh chỉ học vẹt máy móc. Phương pháp giảng dạy của giáo viên vẫn nặng về thuyết trình và vấn đáp tái hiện, chiếm tỷ lệ sử dụng thường xuyên lần lượt là 60% và 86,7%.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học của tác giả Nguyễn Thanh Huyền, thực hiện năm 2016 dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Thế Hưng tại Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội, tập trung giải quyết bài toán cốt lõi: Làm thế nào để xây dựng và vận dụng quy trình dạy học giải quyết vấn đề trong chương trình Sinh học 11 nhằm nâng cao chất lượng lĩnh hội tri thức và phát triển phẩm chất tư duy sáng tạo cho người học. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực nghiệm và khảo sát chuyên sâu tại các trường trung học phổ thông trên địa bàn thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh trong năm học 2015-2016. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng khi cung cấp hệ thống 6 biện pháp tạo tình huống có vấn đề cùng 4 bài giảng mẫu, giúp tăng tỷ lệ học sinh khá giỏi thêm khoảng 15% và giảm tỷ lệ học sinh đạt điểm trung bình, yếu xuống dưới 30% trong quá trình thực nghiệm sư phạm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết dạy học nêu vấn đề của John Dewey (1909, 1933), hệ thống lý luận của Okon (1977) và I. Ia Lecne (1977), kết hợp cùng các định hướng phát triển năng lực của Trần Bá Hoành và Nguyễn Ngọc Quang. Luận văn chuẩn hóa 4 khái niệm trung tâm bao gồm: vấn đề nhận thức, bài toán nêu vấn đề, tình huống có vấn đề và phương pháp dạy học giải quyết vấn đề. Theo đó, tình huống có vấn đề là trạng thái tâm lý xuất hiện khi học sinh đối mặt với mâu thuẫn nhận thức giữa cái đã biết và cái chưa biết, kích thích nhu cầu tự giác tìm tòi lời giải.

Mô hình dạy học được phân hóa theo 4 mức độ tự lực của học sinh: từ mức độ 1 (giáo viên đặt và giải quyết vấn đề), mức độ 2 (giáo viên gợi mở, học sinh thực hiện), mức độ 3 (giáo viên tạo tình huống, học sinh nhận dạng và tự lực giải quyết), đến mức độ 4 (học sinh độc lập phát hiện và xử lý vấn đề nảy sinh trong đời sống). Đồng thời, thang phân loại cấp độ nhận thức của Bloom gồm 6 bậc (Nhớ, Hiểu, Vận dụng, Phân tích, Tổng hợp, Đánh giá) được tinh gọn thành 3 bậc năng lực cốt lõi cho học sinh phổ thông nhằm định chuẩn hóa mục tiêu dạy học.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập thông qua sự kết hợp đồng bộ giữa nghiên cứu lý luận, quan sát sư phạm, điều tra khảo sát bằng phiếu an-két và thực nghiệm sư phạm có đối chứng. Khảo sát thực trạng được tiến hành trên mẫu gồm 15 giáo viên giảng dạy Sinh học tại các trường trung học phổ thông ở thành phố Hạ Long và 230 học sinh khối 11 hệ cơ bản tại Trường TH, THCS&THPT Văn Lang. Phương pháp chọn mẫu theo cụm phân tầng được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cao cho đối tượng học sinh có học lực trung bình và khá tại địa phương.

Quá trình thực nghiệm sư phạm kéo dài qua 4 đợt kiểm tra đánh giá liên tục trong năm học 2015-2016. Phương pháp phân tích dữ liệu sử dụng toán học xác suất và thống kê chuyên ngành trong giáo dục, bao gồm tính toán tần suất phần trăm, điểm trung bình cộng, phương sai, độ lệch chuẩn và kiểm định tham số phân phối chuẩn. Việc lựa chọn phương pháp này nhằm chứng minh một cách khách quan, khoa học rằng sự chênh lệch kết quả học tập giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng là do tác động có chủ đích của phương pháp dạy học, loại bỏ hoàn toàn các sai số ngẫu nhiên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực trạng ban đầu phản ánh bức tranh rõ nét về sự thụ động trong dạy và học Sinh học. Về phía học sinh, chỉ có 6,5% thực sự yêu thích môn học, trong khi 21,7% hoàn toàn không có hứng thú; có 61,8% học sinh có suy nghĩ tìm câu trả lời nhưng không dám phát biểu vì tâm lý sợ sai. Về phía giáo viên, chỉ có 26,7% giáo viên thường xuyên sử dụng phương pháp giải quyết vấn đề, và hoàn toàn 0% giáo viên triển khai dạy học theo dự án.

Quá trình thực nghiệm sư phạm qua 4 bài kiểm tra định lượng cho thấy sự vượt trội rõ rệt của nhóm lớp thực nghiệm so với nhóm lớp đối chứng. Cụ thể:

  • Điểm trung bình của nhóm thực nghiệm luôn cao hơn nhóm đối chứng từ 0,65 đến 0,92 điểm trên thang điểm 10 xuyên suốt 4 bài kiểm tra.
  • Tỷ lệ học sinh đạt điểm khá và giỏi (từ 7,0 đến 10 điểm) ở lớp thực nghiệm đạt mức 62,5% đến 71,4%, cao hơn 14,8% đến 18,3% so với lớp đối chứng.
  • Tỷ lệ học sinh có kết quả trung bình và yếu kém ở lớp đối chứng chiếm tới 48,2%, trong khi ở lớp thực nghiệm con số này được kéo giảm xuống còn khoảng 28,6%.
  • Độ lệch chuẩn điểm số ở nhóm thực nghiệm dao động từ 1,12 đến 1,24, thấp hơn mức 1,45 đến 1,58 của lớp đối chứng, chứng tỏ độ phân hóa đồng đều và tính ổn định cao của chất lượng học tập.

Thảo luận kết quả

Sự tiến bộ vượt bậc của lớp thực nghiệm bắt nguồn từ việc học sinh được đặt vào vị trí trung tâm của tiến trình nhận thức. Khi tiếp cận với 6 biện pháp tạo tình huống (khai thác thực tiễn đời sống, kết nối kiến thức cũ, tổ chức thí nghiệm trực quan, biến đổi tình huống, tương tự hóa mô hình và quy nạp hiện tượng), học sinh được kích hoạt tư duy phản biện và hình thành kỹ năng tự nghiên cứu sách giáo khoa.

Dữ liệu thực nghiệm được trực quan hóa thông qua các biểu đồ đường đa giác tần suất phân phối điểm số và bảng so sánh các tham số đặc trưng. Đường cong tần suất của lớp thực nghiệm dịch chuyển rõ rệt về phía phổ điểm 8-9-10, trong khi đường tần suất của lớp đối chứng tập trung chủ yếu ở dải điểm 5-6. So sánh với các công trình nghiên cứu trước đây của các chuyên gia phương pháp dạy học Sinh học, kết quả của luận văn đã chứng minh tính khả thi cao khi cụ thể hóa lý thuyết giải quyết vấn đề thành quy trình 3 giai đoạn: Đặt vấn đề và xây dựng bài toán nhận thức, Giải quyết vấn đề thông qua đề xuất giả thuyết, và Kết luận đánh giá vấn đề mới.

Đề xuất và khuyến nghị

Để nhân rộng và phát huy tối đa hiệu quả của phương pháp dạy học giải quyết vấn đề trong môn Sinh học 11, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

  • Chuẩn hóa quy trình thiết kế giáo án nêu vấn đề: Giáo viên bộ môn cần chủ động áp dụng quy trình 4 bước thiết kế tình huống học tập, đảm bảo 100% các bài học thuộc phần Chuyển hóa vật chất và năng lượng cũng như phần Cảm ứng đều có ít nhất 1 bài toán nhận thức gắn với thực tế. Thời gian chuẩn bị bài giảng cần hoàn thành trước mỗi học kỳ ít nhất 2 tuần.
  • Tổ chức sinh hoạt chuyên môn định kỳ theo chuyên đề: Tổ bộ môn Sinh học tại các trường trung học phổ thông cần duy trì tối thiểu 2 buổi sinh hoạt chuyên môn mỗi tháng để cùng nhau thẩm định ngân hàng tình huống có vấn đề, dự giờ và rút kinh nghiệm thực tế. Mục tiêu nâng tỷ lệ giáo viên ứng dụng thành thạo phương pháp này lên trên 75% trong vòng 1 năm học.
  • Đổi mới công tác kiểm tra đánh giá phẩm chất và năng lực: Ban Giám hiệu nhà trường và các tổ chuyên môn cần thay đổi cấu trúc đề kiểm tra định kỳ, tăng tỷ lệ câu hỏi mở và bài tập giải quyết tình huống thực tiễn lên mức 30% đến 40% tổng số điểm, giảm bớt các câu hỏi học thuộc lòng thuần túy.
  • Tăng cường đầu tư thiết bị và tài liệu thực hành: Sở Giáo dục và Đào tạo cùng ban lãnh đạo nhà trường cần phân bổ ngân sách nâng cấp phòng thực nghiệm, trang bị đầy đủ hóa chất và dụng cụ thí nghiệm đạt chuẩn 100% theo danh mục tối thiểu, tạo điều kiện để học sinh tự lực tiến hành các thí nghiệm sinh học trong giai đoạn 2016-2020.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho nhiều nhóm độc giả:

  • Giáo viên Sinh học tại các trường trung học phổ thông: Khai thác trực tiếp hệ thống giáo án mẫu, 6 biện pháp tạo tình huống và quy trình 3 bước tổ chức lớp học nhằm nâng cao chất lượng bài giảng, thu hút sự chú ý của học sinh và chuyển đổi thành công phương pháp dạy học tích cực.
  • Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành Sư phạm Sinh học: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo chuẩn mực về cấu trúc nghiên cứu khoa học giáo dục, phương pháp thiết kế công cụ đo lường, quy trình chọn mẫu và kỹ thuật xử lý dữ liệu thống kê sư phạm.
  • Cán bộ quản lý giáo dục và tổ trưởng chuyên môn: Vận dụng các tiêu chí đánh giá mức độ giải quyết vấn đề và khung giải pháp quản lý để xây dựng kế hoạch bồi dưỡng chuyên môn cho đội ngũ giáo viên, phục vụ công tác thanh tra và đổi mới giáo dục tại địa phương.
  • Tác giả biên soạn sách giáo khoa và tài liệu tham khảo: Tìm thấy các cứ liệu thực chứng sinh động, các ví dụ thực tiễn về sinh thái, thực vật và động vật để xây dựng hệ thống câu hỏi, bài tập tình huống gắn với thực tế đời sống trong chương trình học.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề khác gì so với phương pháp dạy học nêu vấn đề truyền thống? Dạy học nêu vấn đề trước đây chủ yếu tập trung vào khâu giáo viên đặt ra vấn đề để thu hút sự chú ý. Trong khi đó, dạy học giải quyết vấn đề hiện đại lấy hoạt động giải quyết của học sinh làm trung tâm, rèn luyện cho các em khả năng tự đề xuất giả thuyết, lập kế hoạch và chiếm lĩnh tri thức khoa học.

Làm sao để tạo được tình huống có vấn đề vừa sức với học sinh trung bình? Giáo viên cần áp dụng nguyên tắc đảm bảo mâu thuẫn nhận thức dựa trên kiến thức cũ quen thuộc. Tình huống phải chứa đựng các dữ kiện đã biết kết hợp với một khó khăn vừa phải, gợi ý từng nấc thang tư duy để học sinh trung bình có thể tự lực hoặc hợp tác giải quyết.

Áp dụng phương pháp này có gây thiếu thời gian cho tiết học 45 phút không? Nếu được chuẩn bị công phu theo quy trình 4 bước thiết kế, giáo viên hoàn toàn có thể kiểm soát thời gian. Chỉ nên chọn lọc các nội dung trọng tâm có tiềm năng tạo tình huống, kết hợp kỹ thuật làm việc nhóm từ 5 đến 7 phút để tối ưu hóa tiến trình bài học.

Chương trình Sinh học 11 có những phần nào thuận lợi nhất để xây dựng tình huống? Chương I về Chuyển hóa vật chất và năng lượng cùng Chương II về Cảm ứng là hai nội dung có tiềm năng lớn nhất. Các hiện tượng như thoát hơi nước, tính hướng sáng hay cơ chế truyền tin qua xinap đều rất gần gũi và dễ dàng chuyển hóa thành bài toán thực tế.

Làm thế nào để đánh giá chính xác năng lực giải quyết vấn đề của học sinh? Cần kết hợp đánh giá định lượng qua các bài kiểm tra viết có câu hỏi tình huống với đánh giá định tính thông qua bảng quan sát thái độ, mức độ tham gia thảo luận nhóm, khả năng lập luận bảo vệ giả thuyết và kỹ năng tự đánh giá của học sinh.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa hoàn chỉnh cơ sở lý luận về dạy học giải quyết vấn đề, xác định rõ 4 mức độ tự lực và 3 bậc nhận thức phù hợp cho học sinh trung học phổ thông.
  • Khảo sát thực tiễn tại thành phố Hạ Long đã phản ánh trung thực những hạn chế trong phương pháp dạy của 15 giáo viên và thói quen học tập thụ động của 230 học sinh khối 11.
  • Đề xuất thành công quy trình 4 bước thiết kế tình huống, 6 biện pháp tạo mâu thuẫn nhận thức và quy trình 3 giai đoạn tổ chức dạy học Sinh học 11.
  • Kết quả thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi và hiệu quả vượt trội, nâng điểm trung bình của học sinh thêm 0,65 đến 0,92 điểm và tăng tỷ lệ khá giỏi lên trên 62%.
  • Công trình là đóng góp thiết thực cho quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy bộ môn Sinh học, tạo tiền đề vững chắc cho việc triển khai chương trình giáo dục phổ thông theo định hướng phát triển năng lực người học.

Quý thầy cô, các nhà nghiên cứu và học viên quan tâm có thể khai thác, vận dụng quy trình cùng các bài giảng mẫu trong luận văn để nâng cao hiệu quả giảng dạy thực tế tại các cơ sở giáo dục trung học phổ thông.