Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp được thực hiện trong bối cảnh nền giáo dục Việt Nam đang triển khai thực hiện Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018 theo tinh thần Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa XI). Nghị quyết đặt ra yêu cầu đổi mới căn bản phương pháp dạy học theo hướng hiện đại, chuyển từ lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc sang phát huy tính chủ động, tích cực, rèn luyện kĩ năng vận dụng tri thức và phát triển năng lực tư duy của người học. Trong hệ thống các thao tác trí tuệ, kĩ năng suy luận giữ vai trò cốt lõi, giúp học sinh dựa vào những tri thức đã biết để đề xuất phán đoán logic, hình thành kiến thức mới và phát triển các thao tác tư duy bậc cao như phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa.
Phần nội dung "Cảm ứng ở sinh vật", trọng tâm là "Cảm ứng ở thực vật" trong chương trình Sinh học 11 chứa đựng hệ thống kiến thức phong phú về cơ chế sinh học, các hình thức vận động cảm ứng, tính hướng động và ứng dụng thực tiễn gắn liền với hệ sinh thái thực vật Việt Nam (nơi có hơn 20.000 loài thực vật bậc cao). Các nội dung này gắn liền với các hiện tượng thực nghiệm và đời sống, đòi hỏi học sinh phải sử dụng suy luận để làm sáng tỏ bản chất sinh học thay vì ghi nhớ máy móc.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khám phá các phương pháp và biện pháp rèn luyện kĩ năng suy luận hiệu quả nhằm nâng cao khả năng suy luận ở học sinh trung học phổ thông (THPT) trong dạy học phần Cảm ứng ở thực vật, từ đó nâng cao chất lượng dạy học môn Sinh học cấp THPT.
Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể qua 6 nội dung:
- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết: Tổng hợp tài liệu liên quan đến kĩ năng suy luận, hệ thống hóa các kĩ năng suy luận trong dạy và học môn Sinh học.
- Xác định thực trạng rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh cấp THPT.
- Hệ thống mục tiêu, cấu trúc và nội dung của phần Cảm ứng ở thực vật để xác định các nội dung cần rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh.
- Xây dựng quy trình và đề xuất các phương pháp, biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh trong dạy học phần Cảm ứng ở thực vật.
- Xây dựng các tiêu chí đánh giá làm cơ sở xác định mức độ đạt được của học sinh khi rèn luyện kĩ năng suy luận trong dạy học phần Cảm ứng ở thực vật.
- Thực nghiệm sư phạm để xác định hiệu quả của các giải pháp trong việc rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh.
Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy học môn Sinh học cấp THPT. Đối tượng nghiên cứu là các phương pháp, biện pháp rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh khi học phần Cảm ứng ở thực vật, Sinh học 11 cấp THPT. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở việc phát triển kĩ năng suy luận thông qua nội dung dạy học Cảm ứng ở thực vật thuộc chương trình Sinh học 11.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khóa luận dựa trên khung lý thuyết tâm lý học và giáo dục học về cấu trúc hoạt động học tập của A. N. Leontiev (Hoạt động - Động cơ, Hành động - Mục đích, Thao tác - Phương tiện), các quan điểm lý luận dạy học của Trần Bá Hoành, Thái Duy Tuyên, Nguyễn Đình Chỉnh, Leviton, K. K. Platonov và G. G. Golubev. Khung pháp lý triển khai căn cứ trên Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ban hành Chương trình Giáo dục phổ thông tổng thể và môn Sinh học, cùng Thông tư số 13/2022/TT-BGDĐT sửa đổi, bổ sung của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
Về bản chất logic học, suy luận được xác định là hình thức tư duy đi từ một hoặc nhiều tri thức đã biết (tiền đề) để rút ra tri thức mới (kết luận). Cấu trúc của một suy luận bao gồm ba thành tố: tiền đề, lập luận và kết luận; gắn liền với các từ chỉ thị tiền đề (vì, do, bởi) và từ chỉ thị kết luận (do đó, vậy, suy ra). Các hình thức suy luận được khai thác gồm suy luận diễn dịch, suy luận quy nạp và suy luận tương tự (loại suy).
Tác giả phối hợp đồng bộ 5 phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục:
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp văn kiện, thông tư của Bộ Giáo dục và Đào tạo, các công trình tâm lý học, giáo dục học và tài liệu chuyên môn Sinh học 11.
- Phương pháp quan sát thực tiễn: Quan sát hoạt động dạy học, dự giờ, trao đổi với giáo viên; kiểm tra giáo án, bài kiểm tra và vở ghi của học sinh tại các trường THPT ở TP. Hồ Chí Minh.
- Phương pháp khảo sát: Sử dụng phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp đối với 40 giáo viên dạy Sinh học tại 11 trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh; khảo sát 120 học sinh lớp 11 tại Trường THPT Ngô Gia Tự.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy thực nghiệm và đối chứng tại Trường THPT Ngô Gia Tự và Trường THPT Tân Thông Hội (TP. Hồ Chí Minh), tiến hành đo lường 2 đợt (lần 1 trước thực nghiệm và lần 2 sau thực nghiệm) để kiểm chứng giả thuyết khoa học.
- Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu khảo sát thực trạng và kết quả thực nghiệm sư phạm.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
Chương 1 hệ thống hóa lịch sử nghiên cứu về rèn luyện tư duy và kĩ năng học tập trên thế giới (từ Khổng Tử, J. A. Komensky, John Dewey đến T. A. Kozlova, Xavier Roegiers) và tại Việt Nam (Trần Bá Hoành, Nguyễn Ngọc Quang, Đoàn Thị Diệp, Nguyễn Văn Hòa, Lê Thị Thủy, Danh Thị Ngọc Quí, Lương Thị Lan Hương). Tác giả phân tích các khái niệm kĩ năng, kĩ năng học tập, kĩ năng tư duy và đi sâu vào bản chất logic của suy luận.
Kết quả điều tra thực trạng tại các trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh cung cấp số liệu thực nghiệm về nhận thức và thực tế giảng dạy:
| Nhóm đối tượng |
Chỉ số khảo sát chính |
Tỷ lệ ghi nhận |
| Giáo viên (n = 40) |
Chú trọng rèn luyện kĩ năng suy luận trong tiết học |
87,5% |
|
Đánh giá kĩ năng suy luận rất quan trọng đối với học sinh |
82,5% |
|
Lựa chọn biện pháp sử dụng tình huống có vấn đề |
92,5% |
|
Lựa chọn biện pháp dùng sơ đồ, hình ảnh |
60,0% |
|
Đánh giá kĩ năng suy luận của học sinh hiện tại còn hạn chế |
57,5% |
|
Đánh giá kĩ năng suy luận của học sinh ở mức rất tốt |
12,5% |
|
Khó khăn: Thời lượng tiết học quá ngắn |
67,5% |
|
Khó khăn: Số lượng học sinh yêu thích môn Sinh học không nhiều |
57,5% |
| Học sinh (n = 120) |
Mong muốn giáo viên tổ chức dạy học rèn luyện kĩ năng tư duy |
95,8% |
|
Tự nhận thấy bản thân còn yếu kém về kĩ năng suy luận |
97,5% |
|
Tự đánh giá kĩ năng suy luận bản thân chưa tốt |
66,7% |
|
Nhận định việc rèn luyện kĩ năng tư duy là quan trọng và cần thiết |
98,3% |
Kết quả khảo sát khẳng định mâu thuẫn thực tiễn: Giáo viên và học sinh đều nhận thức rõ tầm quan trọng của kĩ năng suy luận, nhưng việc triển khai bị hạn chế bởi quỹ thời gian tiết học và sự thiếu hụt quy trình rèn luyện bài bản.
Chương 2. Các biện pháp rèn luyện kĩ năng tư duy cho HS trong dạy học phần Cảm ứng ở thực vật, Sinh học 11, THPT
Chương 2 trình bày giải pháp trọng tâm của khóa luận. Trên cơ sở yêu cầu cần đạt của chương trình, tác giả xác lập 4 nguyên tắc sư phạm khi thiết kế và tổ chức hoạt động học tập:
- Đảm bảo mục tiêu, nội dung dạy học (bám sát yêu cầu cần đạt của Chương trình GDPT 2018).
- Đảm bảo tính logic hệ thống, khoa học (nội dung trước làm tiền đề cho nội dung sau; tuân thủ chuỗi thao tác: tiền đề - lập luận - kết luận).
- Đảm bảo tính sư phạm (vừa sức, nâng dần độ khó, giảm dần sự hỗ trợ của giáo viên).
- Đảm bảo phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo (xây dựng tình huống có vấn đề để kích thích tư duy).
Quy trình sư phạm được xây dựng gồm hai giai đoạn độc lập:
Mức độ rèn luyện được nâng dần qua 3 nấc: Giáo viên định hướng và cùng thực hiện -> Giáo viên định hướng, học sinh tự thực hiện -> Học sinh tự định hướng và tự thực hiện.
Tác giả cụ thể hóa giải pháp bằng hệ thống bài tập tình huống, câu hỏi hình vẽ và phiếu học tập. Đồng thời, văn bản định hình quy trình 5 bước tư duy để học sinh giải quyết nhiệm vụ: (1) Xác định tiền đề; (2) Thiết lập mối quan hệ nội dung giữa các tiền đề; (3) Đề xuất phán đoán mới; (4) Sắp xếp thông tin trong phán đoán theo trật tự logic; (5) Đưa thêm lập luận để diễn đạt phán đoán theo hướng quy nạp hoặc diễn dịch. Hệ thống tư liệu vận dụng bao gồm: Phiếu học tập về phản ứng điều nhiệt ở người (Hình 2.2); Thí nghiệm chứng minh tính hướng nước (Hình 2.3); Thí nghiệm chứng minh tính hướng sáng trong hộp kín (Hình 2.4 - Thùng A, Thùng B); Sơ đồ cơ chế phản ứng hướng sáng với sự tham gia của Auxin và quang thụ thể Phototropin nhạy cảm ánh sáng xanh dương (Hình 2.5); Bài tập giải thích hiện tượng trồng xen canh cây ưa bóng với cây ưa sáng và hiện tượng uốn cong của rễ cây cạnh bờ ao.
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
Nội dung chương 3 ghi nhận quá trình triển khai thực nghiệm sư phạm tại Trường THPT Ngô Gia Tự và Trường THPT Tân Thông Hội nhằm kiểm chứng tính hiệu quả và tính khả thi của quy trình đề xuất. Quá trình đánh giá được thực hiện qua 2 giai đoạn: đánh giá lần 1 (trước thực nghiệm khi chưa áp dụng biện pháp) và đánh giá lần 2 (sau thực nghiệm khi đã áp dụng quy trình rèn luyện).
Khóa luận xây dựng hệ thống 4 tiêu chí đánh giá kĩ năng suy luận:
- Tiêu chí 1: Khả năng xác định và khai thác tiền đề đúng đắn từ dữ kiện bài học.
- Tiêu chí 2: Khả năng thiết lập mối liên hệ logic giữa các tiền đề.
- Tiêu chí 3: Khả năng đề xuất phán đoán và lập luận xác thực.
- Tiêu chí 4: Khả năng rút ra kết luận chính xác, diễn đạt mạch lạc bằng ngôn ngữ khoa học.
Kết quả thực nghiệm được phân tích qua bảng tổng hợp điểm số các lần kiểm tra, bảng phân loại mức độ đạt được theo từng tiêu chí và hệ thống đồ thị biểu diễn tương ứng (Đồ thị Hình 3.1 đến Hình 3.5). Phân tích định lượng và định tính cho thấy học sinh các lớp thực nghiệm có sự cải thiện rõ nét về điểm số, khả năng diễn đạt lập luận chặt chẽ và sự chủ động phát hiện bản chất vấn đề so với các lớp đối chứng.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể:
- Xác lập cơ sở lí luận và làm rõ thực trạng dạy học rèn luyện kĩ năng suy luận với số liệu khảo sát từ 40 giáo viên và 120 học sinh THPT tại TP. Hồ Chí Minh.
- Xây dựng quy trình 2 giai đoạn (5 bước thiết kế bài dạy và 5 bước tổ chức trên lớp) cùng khung thao tác 5 bước định hướng tư duy suy luận cho học sinh.
- Thiết kế hệ thống câu hỏi, bài tập tình huống thực tiễn và sơ đồ cơ chế (Auxin, Phototropin, hướng sáng, hướng nước) bám sát yêu cầu cần đạt của phần Cảm ứng ở thực vật trong Chương trình GDPT 2018.
- Xây dựng bộ công cụ kiểm tra và thang đo gồm 4 tiêu chí đánh giá mức độ thuần thục kĩ năng suy luận của học sinh.
- Đóng góp của đề tài: Khắc phục tính trừu tượng của lí luận dạy học bằng cách cụ thể hóa thành hệ thống bài tập và quy trình tổ chức dạy học tường minh trong một chủ đề Sinh học cụ thể, cung cấp tài liệu thực chứng về phương pháp dạy học phát triển năng lực cho giáo viên phổ thông.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số điểm giới hạn:
- Phạm vi nội dung kiến thức mới chỉ dừng lại ở phần Cảm ứng ở thực vật thuộc chương trình Sinh học 11, chưa mở rộng sang các nội dung cảm ứng ở động vật hoặc các mạch kiến thức sinh thái, di truyền.
- Phạm vi không gian và thời gian thực nghiệm còn hẹp, tiến hành tập trung tại hai trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh (THPT Ngô Gia Tự và THPT Tân Thông Hội) trong khuôn khổ thời gian giới hạn của một khóa luận tốt nghiệp đại học.
Hướng phát triển của đề tài: Mở rộng việc xây dựng biện pháp và quy trình rèn luyện kĩ năng suy luận cho các phần kiến thức khác trong chương trình Sinh học cấp THPT; nghiên cứu số hóa bộ công cụ đánh giá tiêu chí kĩ năng suy luận để áp dụng trên diện rộng.
Giá trị tham khảo
Công trình là nguồn tài liệu hữu ích cho:
- Giáo viên Sinh học tại các trường THPT: Tham khảo trực tiếp quy trình 5 bước tổ chức bài học, kế hoạch bài dạy mẫu và hệ thống câu hỏi, bài tập tình huống thực tiễn về hướng động, ứng động để sử dụng trong dạy học chính khóa hoặc bồi dưỡng học sinh.
- Sinh viên chuyên ngành Sư phạm Sinh học và học viên cao học: Sử dụng làm mẫu tham khảo về phương pháp luận nghiên cứu khoa học giáo dục, kĩ thuật thiết kế phiếu điều tra thực trạng, phương pháp xây dựng tiêu chí đánh giá năng lực tư duy và kĩ thuật xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm.
- Phần đáng tham khảo nhất: Quy trình 5 bước thao tác giải bài tập suy luận cho học sinh tại Chương 2 và bộ 4 tiêu chí đánh giá kĩ năng suy luận tại Chương 3.
Câu hỏi thường gặp
1. Khóa luận định nghĩa kĩ năng suy luận dựa trên cấu trúc logic nào?
Khóa luận xác định suy luận là hình thức tư duy đi từ những tri thức đã biết để rút ra tri thức mới. Bất kì suy luận nào cũng cấu thành từ ba bộ phận: tiền đề (tri thức đã biết, gắn với từ chỉ thị vì, do, bởi), lập luận (quá trình liên kết logic) và kết luận (tri thức mới rút ra, gắn với từ chỉ thị do đó, vậy, suy ra).
2. Khó khăn lớn nhất mà giáo viên THPT gặp phải khi rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh theo kết quả khảo sát là gì?
Theo kết quả khảo sát 40 giáo viên tại Bảng 1.1, khó khăn lớn nhất là thời lượng tiết học quá ngắn (chiếm 67,5% ý kiến giáo viên), tiếp đến là số lượng học sinh yêu thích môn Sinh học không nhiều (chiếm 57,5%) và yêu cầu thời gian đầu tư tiết học của giáo viên quá nhiều (chiếm 45,0%).
3. Khung hướng dẫn học sinh thực hiện một thao tác suy luận gồm những bước nào?
Học sinh được hướng dẫn thực hiện qua 5 bước: (1) Xác định tiền đề (dữ kiện đề bài cho biết); (2) Thiết lập mối quan hệ về mặt nội dung giữa các tiền đề; (3) Đề xuất các phán đoán mới dựa vào tiền đề; (4) Sắp xếp các thông tin trong phán đoán theo trật tự logic; (5) Đưa thêm lập luận để diễn đạt nội dung phán đoán mới theo hướng quy nạp hoặc diễn dịch.
4. Dữ liệu thí nghiệm nào được tác giả sử dụng để rèn luyện suy luận về cơ chế hướng sáng?
Tác giả sử dụng sơ đồ cơ chế phản ứng hướng sáng ở thực vật (Hình 2.5), trong đó cung cấp dữ kiện tiền đề về sự nhạy cảm của thụ thể Phototropin đối với ánh sáng xanh dương và sự vận chuyển, tích lũy Auxin về phía đối diện với nguồn sáng kích thích tế bào dãn dài, làm cơ sở cho học sinh lập luận giải thích hiện tượng thân cây cong về phía có ánh sáng.
5. Hệ thống tiêu chí đánh giá kĩ năng suy luận của đề tài gồm những tiêu chí nào?
Hệ thống gồm 4 tiêu chí: Tiêu chí 1 đánh giá việc xác định tiền đề; Tiêu chí 2 đánh giá việc xác lập mối quan hệ giữa các tiền đề; Tiêu chí 3 đánh giá khả năng xây dựng lập luận; Tiêu chí 4 đánh giá tính chính xác và logic của kết luận rút ra.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Trần Bảo Ngọc đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ nghiên cứu lí luận và thực tiễn về việc rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh thông qua dạy học phần Cảm ứng ở thực vật, Sinh học 11. Đề tài xây dựng thành công hệ thống nguyên tắc, quy trình 2 giai đoạn (thiết kế và tổ chức hoạt động) cùng hệ thống bài tập tình huống bám sát Chương trình GDPT 2018. Kết quả thực nghiệm sư phạm tại hai trường THPT trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh khẳng định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp trong việc nâng cao năng lực tư duy logic và chất lượng học tập môn Sinh học của học sinh.