Tổng quan nghiên cứu

Việc đổi mới phương pháp dạy học là yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Việt Nam, đặc biệt trong bối cảnh đổi mới căn bản và toàn diện nền giáo dục được nêu rõ trong Văn kiện Đại hội lần thứ XI của Đảng. Theo đó, việc tập trung phát triển năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành và khả năng lập nghiệp cho người học được đặt lên hàng đầu. Trong bậc đại học, đặc biệt là các trường Cao đẳng Sư phạm (CĐSP), việc sử dụng thí nghiệm (TN) trong dạy học Sinh học, cụ thể là Sinh lí thực vật (SLTV), đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành kiến thức và rèn luyện kỹ năng thực hành cho sinh viên (SV).

Tuy nhiên, thực tế tại các trường CĐSP cho thấy hoạt động dạy và học thực hành TN SLTV chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới. TN chủ yếu được sử dụng để minh họa kiến thức cuối bài hoặc cuối chương, chưa khai thác theo hướng tìm tòi, nghiên cứu nhằm phát huy tính tích cực và sáng tạo của SV. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng và áp dụng quy trình sử dụng TN trong dạy học SLTV nhằm giúp SV vừa lĩnh hội kiến thức lý thuyết, vừa rèn luyện kỹ năng làm TN, từ đó phát triển kỹ năng sử dụng TN trong dạy học Sinh học ở trường THCS.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các trường CĐSP tại các địa phương như Sơn La, Hưng Yên, Nam Định, Nghệ An trong giai đoạn 2014-2017. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng đào tạo SV ngành Sư phạm Sinh học, góp phần phát triển năng lực nghề nghiệp và đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về phương pháp dạy học thực nghiệm, kỹ năng làm thí nghiệm và kỹ năng dạy học thí nghiệm. Hai lý thuyết trọng tâm gồm:

  1. Lý thuyết về phương pháp dạy học thí nghiệm: TN được xem là phương tiện trực quan giúp truyền tải kiến thức, hình thành kỹ năng và phát triển tư duy sáng tạo cho người học. Các phương pháp sử dụng TN trong dạy học bao gồm biểu diễn TN (do giáo viên thực hiện) và thực hành TN (do học sinh hoặc sinh viên tự tiến hành), với mục đích hình thành kiến thức mới, củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá.

  2. Mô hình phát triển kỹ năng làm thí nghiệm: Kỹ năng làm TN được phân thành các thành phần gồm kỹ thuật phòng thí nghiệm, thực hiện quy trình TN, thu thập và xử lý số liệu, phân tích kết quả và đánh giá, cải tiến TN. Mô hình này dựa trên quy trình thực hiện TN gồm 5 bước logic, giúp SV phát triển kỹ năng một cách hệ thống.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: thí nghiệm, kỹ năng làm thí nghiệm, kỹ năng thiết kế thí nghiệm, kỹ năng dạy học thí nghiệm, biến độc lập và biến phụ thuộc trong TN, quy trình sử dụng TN trong dạy học.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp nghiên cứu lý thuyết, điều tra thực trạng, tham vấn chuyên gia và thực nghiệm sư phạm.

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập từ các trường CĐSP Sơn La, Hưng Yên, Nam Định, Nghệ An; đối tượng gồm 32 giảng viên và 128 sinh viên ngành Sư phạm Sinh học.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phiếu điều tra qua Google Docs Forms, phỏng vấn trực tiếp, xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và SPSS 18.0. Các phân tích bao gồm thống kê mô tả (mean, median, mode, độ lệch chuẩn, tần số, tỷ lệ phần trăm) và thống kê suy luận (kiểm định Chi bình phương, T-test, hệ số tương quan Pearson).

  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện điều tra và thực nghiệm sư phạm trong các năm học 2014-2017, với các giai đoạn thu thập dữ liệu trước, trong và sau thực nghiệm để đánh giá hiệu quả sử dụng TN trong dạy học SLTV.

  • Thực nghiệm sư phạm: Áp dụng quy trình và giáo án được xây dựng theo hướng đề tài, đánh giá qua các công cụ đã phát triển nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học về hiệu quả của việc sử dụng TN trong dạy học SLTV.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức về vai trò TN trong dạy học SLTV: 62,5% giảng viên (GV) đánh giá việc sử dụng TN là rất cần thiết, 21,88% cho là cần thiết, không có GV nào cho rằng không cần thiết. 84,38% GV đồng ý TN giúp rèn luyện kỹ năng làm TN, 87,5% cho rằng TN giúp SV làm quen với nghiên cứu khoa học, 78,13% nhận định TN tăng hứng thú học tập và phát triển tư duy sáng tạo.

  2. Mức độ sử dụng TN trong dạy học SLTV: Chỉ 6,25% GV thường xuyên sử dụng TN trong khâu hình thành kiến thức mới, 15,63% trong khâu củng cố kiến thức, và 3,13% trong khâu kiểm tra đánh giá. Trong các buổi thực hành, 87,5% GV thường xuyên sử dụng TN. Việc sử dụng TN trong giờ lý thuyết còn hạn chế, chủ yếu là TN trong tư duy, video TN và TN ảo, với tỷ lệ sử dụng thường xuyên lần lượt là 18,75%, 9,38% và 6,25%.

  3. Hình thành kỹ năng thiết kế TN cho SV: Chỉ 12,5% GV thường xuyên tổ chức cho SV thiết kế TN, 46,88% ít khi và 15,62% chưa bao giờ. Các kỹ năng thành phần được chú trọng gồm xác định mục tiêu TN (88,89%), xác định các bước TN (100%) và xác định dụng cụ, hóa chất, mẫu vật (92,59%). Tuy nhiên, kỹ năng xác định biến độc lập, biến phụ thuộc (14,81%) và cách thu thập, xử lý số liệu (22,22%) còn bị xem nhẹ.

  4. Hình thành kỹ năng làm TN cho SV: 87,5% GV tổ chức hình thành kỹ năng làm TN qua các bài thực hành tại phòng TN, trong khi việc hình thành qua bài giảng lý thuyết có sử dụng TN chỉ chiếm 25%. Công cụ đánh giá kỹ năng làm TN chủ yếu là bài tường trình TN (96,88%) và sản phẩm TN (75%), các công cụ đánh giá chi tiết như phiếu quan sát, bảng hỏi, tiêu chí đánh giá ít được sử dụng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy nhận thức của GV về vai trò quan trọng của TN trong dạy học SLTV là tích cực, nhất là trong việc rèn luyện kỹ năng và phát triển tư duy nghiên cứu cho SV. Tuy nhiên, mức độ sử dụng TN trong các khâu dạy học lý thuyết còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào các buổi thực hành. Điều này phản ánh thực trạng TN được sử dụng chủ yếu để minh họa kiến thức, chưa khai thác tối đa tiềm năng của TN trong việc hình thành kiến thức mới và kiểm tra đánh giá.

Việc hình thành kỹ năng thiết kế và làm TN cho SV còn chưa được chú trọng đầy đủ, đặc biệt là các kỹ năng liên quan đến xác định biến và xử lý số liệu. Điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng tự nghiên cứu và sáng tạo của SV trong tương lai. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc phát triển kỹ năng làm TN và dạy học TN là yếu tố then chốt để nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên khoa học tự nhiên.

Việc sử dụng các công cụ đánh giá kỹ năng làm TN còn hạn chế cũng làm giảm hiệu quả đánh giá và phát triển kỹ năng của SV. Các biểu đồ thể hiện tỷ lệ sử dụng TN trong các khâu dạy học và mức độ phát triển kỹ năng thiết kế TN có thể minh họa rõ nét sự phân bố này, giúp nhận diện các điểm cần cải thiện.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường sử dụng TN trong tất cả các khâu dạy học SLTV: Khuyến khích GV thường xuyên áp dụng TN không chỉ trong thực hành mà còn trong giờ lý thuyết để hình thành kiến thức mới, củng cố và kiểm tra đánh giá. Mục tiêu đạt 50% GV sử dụng TN thường xuyên trong khâu hình thành kiến thức trong vòng 2 năm tới.

  2. Phát triển kỹ năng thiết kế TN cho SV: Tổ chức các khóa đào tạo, workshop chuyên sâu về kỹ năng thiết kế TN, tập trung vào xác định biến, thiết kế quy trình và thu thập xử lý số liệu. Mục tiêu 70% SV đạt kỹ năng thiết kế TN ở mức thành thạo trong 3 học kỳ.

  3. Rèn luyện kỹ năng làm TN cho SV qua thực hành có hướng dẫn: Xây dựng bộ giáo án thực hành TN SLTV theo hướng tăng cường tự thiết kế và thực hiện TN, kết hợp đánh giá chi tiết từng kỹ năng thành phần. Thời gian triển khai trong 2 năm học.

  4. Ứng dụng công cụ đánh giá đa dạng và khoa học: Phát triển và áp dụng phiếu quan sát, bảng tiêu chí đánh giá kỹ năng làm TN để đánh giá chính xác và toàn diện hơn năng lực của SV. GV cần được tập huấn sử dụng các công cụ này trong vòng 1 năm.

  5. Tích hợp rèn luyện kỹ năng dạy học TN cho SV ngành Sư phạm Sinh học: Đưa nội dung dạy học TN vào chương trình nghiệp vụ sư phạm, giúp SV có tâm thế và kỹ năng tổ chức hoạt động TN cho học sinh phổ thông. Mục tiêu hoàn thiện chương trình đào tạo trong 2 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giảng viên các trường Cao đẳng, Đại học Sư phạm: Nghiên cứu giúp cải tiến phương pháp giảng dạy, phát triển kỹ năng thực hành TN cho SV, nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên.

  2. Sinh viên ngành Sư phạm Sinh học: Tài liệu tham khảo để hiểu rõ quy trình sử dụng TN trong dạy học SLTV, phát triển kỹ năng thiết kế và làm TN, chuẩn bị năng lực nghề nghiệp.

  3. Nhà quản lý giáo dục và chuyên gia đào tạo giáo viên: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, chương trình đào tạo và bồi dưỡng GV về phương pháp dạy học thực nghiệm.

  4. Giáo viên phổ thông dạy môn Sinh học: Tham khảo các phương pháp sử dụng TN hiệu quả trong dạy học, nâng cao kỹ năng tổ chức hoạt động thực hành cho học sinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao thí nghiệm lại quan trọng trong dạy học Sinh lí thực vật?
    Thí nghiệm giúp sinh viên trực tiếp quan sát, tìm hiểu các quá trình sinh lí thực vật, từ đó hình thành kiến thức chắc chắn và phát triển kỹ năng thực hành, tư duy sáng tạo. Ví dụ, TN về ảnh hưởng ánh sáng đến quang hợp giúp SV hiểu rõ cơ chế quang hợp.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá kỹ năng làm thí nghiệm của sinh viên?
    Đánh giá kết hợp qua bài tường trình TN, sản phẩm TN, phiếu quan sát và bảng tiêu chí đánh giá kỹ năng thành phần. Việc sử dụng đa dạng công cụ giúp đánh giá toàn diện và chính xác hơn.

  3. Làm thế nào để phát triển kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho sinh viên?
    Thông qua việc tổ chức các hoạt động thiết kế TN theo quy trình gồm xác định mục tiêu, biến, quy trình, dụng cụ và cách thu thập số liệu. GV cần hướng dẫn chi tiết và tạo điều kiện cho SV thực hành thiết kế TN.

  4. Tại sao mức độ sử dụng thí nghiệm trong giờ lý thuyết còn thấp?
    Nguyên nhân do thiếu kỹ năng tổ chức dạy học TN của GV, hạn chế về thời gian và thiết bị, cũng như thói quen sử dụng TN chủ yếu trong thực hành. Cần đào tạo GV và cải tiến chương trình giảng dạy.

  5. Làm thế nào để tích hợp rèn luyện kỹ năng dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm?
    Bằng cách đưa nội dung dạy học TN vào chương trình nghiệp vụ sư phạm, tổ chức các buổi tập huấn, thực hành và đánh giá kỹ năng dạy học TN, giúp SV có khả năng tổ chức hoạt động TN cho học sinh phổ thông.

Kết luận

  • Thí nghiệm đóng vai trò thiết yếu trong dạy học Sinh lí thực vật, vừa là phương tiện truyền tải kiến thức, vừa là công cụ phát triển kỹ năng và tư duy sáng tạo cho sinh viên ngành Sư phạm Sinh học.
  • Thực trạng sử dụng TN trong dạy học SLTV tại các trường CĐSP còn hạn chế, đặc biệt trong các khâu hình thành kiến thức mới và kiểm tra đánh giá.
  • Kỹ năng thiết kế và làm TN của sinh viên chưa được phát triển đồng đều, cần tập trung nâng cao kỹ năng xác định biến và xử lý số liệu.
  • Việc áp dụng các công cụ đánh giá kỹ năng làm TN còn hạn chế, cần đa dạng hóa và chuẩn hóa công cụ đánh giá để nâng cao hiệu quả đào tạo.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm tăng cường sử dụng TN trong dạy học, phát triển kỹ năng thiết kế, làm TN và dạy học TN cho sinh viên, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Sinh học.

Hành động tiếp theo: Các trường CĐSP cần triển khai các chương trình đào tạo, bồi dưỡng GV về phương pháp dạy học TN, đồng thời cập nhật chương trình đào tạo SV để tích hợp kỹ năng thiết kế và làm TN một cách hiệu quả. Độc giả quan tâm có thể liên hệ để nhận bản đầy đủ luận văn và tài liệu hướng dẫn thực hành.

Hãy bắt đầu áp dụng phương pháp dạy học thí nghiệm để nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Sinh học ngay hôm nay!