Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1. Trên thế giới Nhà vật lí Galile được xem là ông tổ xây dựng phương pháp phương pháp thí nghiệm. 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 hỏi Aristôt hoặc kinh thánh.
Về sau, các nhà khoa học khác đã kế thừa phương pháp đó và xây dựng nó cho hoàn chỉnh hơn. Sau đó, phương pháp này được thâm nhập vào nhiều ngành khoa học tự nhiên cũng như các ngành khoa học xã hội khác. Nghiên cứu phương pháp thí nghiệm trong dạy học không phải là một vấn đề mới. Ngay sau khi Galile xây dựng phương pháp thực nghiệm, J.A Konmenxki, một nhà sư phạm lỗi lạc của thế kỷ XVII đã đưa ra những biện pháp dạy học bắt học sinh phải tìm tòi suy nghĩ để nắm được bản chất của các sự vật hiện tượng, trong đó có phương pháp thực hành thí nghiệm.
J Ruxo cũng cho rằng phải hướng học sinh tích cực tự giành lấy kiến thức bằng cách tìm hiểu, khám phá và sáng tạo. Tiếp tục sự nghiệp cải tiến giáo dục, nhiều nhà giáo dục lớn như: B.N Veczelin (Nga), Skinner (Mỹ), Okon (Ba Lan) đã vận phương pháp thí nghiệm vào dạy học rất thành công. Skinner (1904- 1990) trong tác phẩm “Công nghệ dạy học” (1968) đã cho rằng: dạy học là quá trình tự khám phá, và ông đã đưa ra mô hình dạy học khám phá bằng việc sử dụng thí nghiệm. Từ đầu thế kỷ 20, dạy học bằng phương pháp thí nghiệm đã được sử dụng ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới như: Anh, Pháp Mỹ, Đức.
Vào những năm 1980-1990, ở Pháp đã có nhiều trường sử dụng phương pháp thực hành thí skkn nghiệm trong dạy học và được xem là phương pháp trọng tâm của các môn khoa học tự nhiên ở các trường trung học. Năm 1980, ông Pie Giôliô Quiri - Viện trưởng viện hàn lâm Pháp đã khởi xướng phương pháp Lamap - “bàn tay nặn bột”, bắt nguồn từ thực trạng xuống cấp của sinh viên các ngành khoa học tự nhiên. Với phương pháp này Viện hàn lâm mong muốn mang đến một cơ hội để người học tiếp cận khoa học bằng các bài học thực tiễn chứ không phải các bài giảng thuần túy lí thuyết. Theo phương pháp này, lớp học được chia thành nhiều nhóm (4 học sinh/ nhóm).
Mỗi nhóm được giao các tài liệu và các yêu cầu khác nhau liên quan đến các bài học. Căn cứ vào yêu cầu, các nhóm sẽ lựa chọn các vật dụng cần thiết cho việc thí nghiệm. Các vật dụng thường đơn giản dễ tìm. Các nhóm sẽ thảo luận cách thức thực hiện các bài thí nghiệm, trình bày các hiểu biết mà mình khám phá được.
Trong suốt quá trình các nhóm làm việc, giáo viên chỉ đóng vai trò là người quan sát hướng dẫn. Tại một số nước châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Malaysia, bộ Giáo dục và đào tạo các nước này cũng đã đưa phương pháp Lamap vào chương trình học chính khóa trong trường phổ thông [27], [28]. Trong nước Ở Việt Nam, có rất nhiều nhà lí luận dạy học nghiên cứu về phương pháp thí nghiệm, thực hành, nhằm cải tiến phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức như: Nguyễn Ngọc Quang, Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành, Nguyễn Văn Duệ, Trần Bá Hoành, Trịnh Nguyên Giao, Lê Văn Lộc, Nguyễn Cương, Nguyễn Đức Thâm.Việc sử dụng phương pháp thí nghiệm trong giảng dạy để phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh đã thu hút một số tác giả nghiên cứu như: Trần Sinh Thành, Đặng Quang Khoa, (2003) với đề tài “ Hình thành kỹ năng phán đoán cho sinh viên sư phạm kỹ thuật, thông qua dạy học thực hành skkn Cao Cự Giác (2004) - Trường Đại học Sư phạm Vinh có bài viết “Phát triển khả năng tư duy và thực hành thí nghiệm qua các bài tập hóa học thực nghiệm” (Tạp chí giáo dục số 88- 2004)). Theo tác giả, việc sử dụng bài tập thực nghiệm không chỉ cung cấp kiến thức, củng cố kiến thức mà còn rèn luyện được các kỹ năng tư duy thực nghiệm và thao tác thí nghiệm, thực hành.
Nguyễn Thị Liên, “Khai thác sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh trong dạy học phần Quang học lớp 7 Trung học sơ sở”- Luận văn thạc sĩ, Đại học Sư phạm Huế, 2004. Theo tác giả, một trong những yếu tố tăng cường tính tích cực sáng tạo của học sinh là sử dụng các bài tập thí nghiệm. Cao Ngọc Sằng (2005), “Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm hóa học theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh trong dạy học phần Vô cơ ở trường trung học phổ thông”- Luận văn thạc sĩ, Đại học Sư phạm Huế. Nguyễn Thị Dung - Trường Cao đẳng Sư phạm Hà Nội có bài “Tích cực hóa hoạt động học tập trong giờ thực hành củng cố môn Sinh học ở phổ thông” (Tạp chí Giáo dục số 6 - 2006).
Tác giả cho rằng với quan niệm dạy học mới hiện nay, việc tích cực hoạt động học tập trong giờ thí nghiệm,thực hành củng cố cần được coi trọng, bằng cách tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm con đường chứng minh cho các vấn đề được học. Nguyễn Tiến Dũng, (2007) với đề tài “Tác dụng của bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thông” [8], [9], [12], [20], [25]. Như vậy, việc sử dụng phương pháp thí nghiệm trong dạy học đã được nghiên cứu và chú ý từ rất sớm. Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập thí nghiệm để rèn luyện các kĩ năng học tập của học sinh còn rất hạn chế.
Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu lý luận, sử dụng các bài tập thí nghiệm để rèn luyện kĩ năng tư duy thực nghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học là rất cần thiết. Thí nghiệm và bài tập thí nghiệm 1. Thí nghiệm Theo quan điểm của lí luận nhận thức, việc áp dụng, triển khai các thí nghiệm trong dạy học có vai trò quan trọng vì: - Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận và xử lí thông tin, hình thành kiến thức khoa học. Thông qua thí nghiệm, các dữ liệu của hiện tượng tự nhiên được học sinh đưa ra những giả thuyết, thiết kế phương an và tiến hành các thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, khái quát về tính chất cũng như mối liên hệ phổ biến, có tính quy luật.
Nên thí nghiệm là cơ sở phân tích hiện tượng tự nhiên một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan. - Thí nghiệm là cơ sở để kiểm tra tính đúng đắn của kiến thức đã thu được. Trong nghiên cứu khoa học, mọi giả thuyết đặt ra đều cần được kiểm tra bằng thực nghiệm (thí nghiệm) trước khi xác định các quy luật tự nhiên. Thậm chí, một số kiến thức đã được rút ra nhờ suy luận logic song vẫn cần tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng độ chính xác và tính đúng đắn của chúng.
- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào thực tiễn thí nghiệm được sử dụng với tư cách như mô hình, như một phương tiện tạo cơ sở cho việc vận dụng các tri thức đó. - Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức khoa học tự nhiên. Việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức được dùng phổ biến trong nghiên cứu khoa học tự nhiên (phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình) là một nội dung của việc hình thành những kiến thức các môn khoa học tự nhiên ở trường phổ thông.
Theo quan điểm lí luận dạy học hiện đại, thí nghiệm là phương tiện quan trọng giúp người học chiếm lĩnh các kiến thức khoa học. Trong quá trình làm thí nghiệm học sinh có điều kiện nâng cao chất lượng kiến skkn thức và phát triển các kỹ năng, kỹ xảo của học sinh, giúp học sinh khám phá những điều mới mẻ thông qua việc ứng dụng các kiến thức đã học. Thí nghiệm là một trong những phương pháp quan trọng nhất để tổ chức học sinh nghiên cứu các hiện tượng sinh học vì: - Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là nguồn cung cấp thông tin, là điểm xuất phát cho quá trình nhận thức của học sinh. - Thí nghiệm là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn, là dạng rút gọn của quá trình nghiên cứu khoa học.
- Thí nghiệm là phương tiện duy nhất giúp học sinh hình thành kĩ năng, kĩ xảo thực hành và tư duy khoa học. - Thí nghiệm giúp học sinh nắm vững kiến thức lí thuyết đầy đủ, vững chắc hơn nhờ đi sâu tìm hiểu bản chất của các hiện tượng, quá trình sinh học [2], [15]. Bài tập thí nghiệm 1. Định nghĩa Theo Nguyễn Đức Thâm bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi học sinh khi giải phải làm thí nghiệm, qua đó hình thành nên các kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo.
Nguyễn Thượng Chung cho rằng, bài tập thực nghiệm là bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc và chân tay để tự mình giải quyết vấn đề, đề ra phương án, lựa chọn phương tiện, tiến hành thí nghiệm…nhằm rút ra kết luận khoa học [2], [15]. Trong dạy học Sinh học, bài tập thí nghiệm được sử dụng khi nghiên cứu các quá trình sinh lí, ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên sinh vật. Học sinh tự mình khám phá ra những điều mới mẻ từ tác động chủ ý của các em lên đối skkn tượng thí nghiệm, qua đó kích thích hứng thú học tập, tạo sự say mê, niềm tin yêu khoa học. Các em thấy được vai trò của con người trong việc chinh phục cải tạo tự nhiên, giúp các em yêu thích môn học hơn.
Vai trò của bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo, trong việc hình thành nhân cách của học sinh và phát huy được tính tự giác, tự lực, sáng tạo của học sinh, cụ thể: - Qua bài tập thí nghiệm, học sinh có điều kiện tự tìm mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng, giữa hiện tượng và bản chất, giữa nguyên nhân và kết quả, do đó giúp các em nắm vững tri thức, phát triển các khái niệm. - Bài tập thí nghiệm tạo sự tò mò, ham hiểu biết của học sinh trong quá trình học tập. Trong khi lập các phương án để tiến hành thí nghiệm, học sinh thường dự đoán quá trình xảy ra của hiện tượng hay kết quả thí nghiệm.