Sử Dụng Thí Nghiệm Trong Dạy Học Sinh Lý Thực Vật Cho Sinh Viên Ngành Sư Phạm

Khám phá cách sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật cho sinh viên ngành sư phạm sinh học tại các trường cao đẳng sư phạm.

• Tác giả: Đỗ Thị Loan
• Người hướng dẫn: GS. Đinh Quang Báo
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
• Đề tài: Thí Nghiệm Trong Dạy Học Sinh Lý Thực Vật Cho Sinh Viên Sư Phạm
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật

Thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng giáo dục. Việc áp dụng thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ hơn về các quy luật sinh học và phát triển kỹ năng thực hành. Thí nghiệm không chỉ là phương pháp giảng dạy mà còn là công cụ để sinh viên tự khám phá kiến thức. Theo nghiên cứu của Đỗ Thị Loan (2018), việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học giúp sinh viên phát triển tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề.

1.1. Lợi ích của thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật

Thí nghiệm giúp sinh viên hình thành kiến thức lý thuyết và rèn luyện kỹ năng thực hành. Việc thực hiện thí nghiệm tạo cơ hội cho sinh viên trải nghiệm thực tế, từ đó nâng cao khả năng tư duy và phân tích.

1.2. Vai trò của thí nghiệm trong giáo dục sư phạm

Thí nghiệm không chỉ giúp sinh viên hiểu sâu về sinh lý thực vật mà còn trang bị cho họ kỹ năng cần thiết để trở thành giáo viên. Việc sử dụng thí nghiệm trong giảng dạy giúp sinh viên phát triển năng lực sư phạm và khả năng tổ chức hoạt động học tập.

II. Thách thức trong việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Mặc dù thí nghiệm có nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng trong dạy học sinh lý thực vật vẫn gặp nhiều thách thức. Nhiều giảng viên chưa có đủ kỹ năng và kinh nghiệm để tổ chức thí nghiệm hiệu quả. Hơn nữa, cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm tại các trường cũng còn hạn chế, ảnh hưởng đến chất lượng dạy học.

2.1. Khó khăn trong việc tổ chức thí nghiệm

Nhiều giảng viên gặp khó khăn trong việc thiết kế và tổ chức thí nghiệm. Điều này dẫn đến việc thí nghiệm không đạt được hiệu quả như mong muốn, ảnh hưởng đến quá trình học tập của sinh viên.

2.2. Thiếu hụt cơ sở vật chất cho thí nghiệm

Cơ sở vật chất không đầy đủ là một trong những nguyên nhân chính khiến việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật gặp khó khăn. Nhiều trường không có đủ thiết bị thí nghiệm cần thiết, làm giảm tính thực tiễn của quá trình học tập.

III. Phương pháp sử dụng thí nghiệm hiệu quả trong dạy học

Để nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật, cần áp dụng các phương pháp giảng dạy hiện đại. Việc kết hợp lý thuyết và thực hành sẽ giúp sinh viên tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả hơn. Các phương pháp như học tập dựa trên dự án và học tập trải nghiệm có thể được áp dụng để tăng cường tính tích cực của sinh viên.

3.1. Kết hợp lý thuyết và thực hành

Việc kết hợp lý thuyết và thực hành trong dạy học giúp sinh viên hiểu rõ hơn về các khái niệm sinh học. Thí nghiệm thực hành sẽ củng cố kiến thức lý thuyết và giúp sinh viên áp dụng vào thực tế.

3.2. Áp dụng phương pháp học tập dựa trên dự án

Học tập dựa trên dự án khuyến khích sinh viên tự tìm tòi và nghiên cứu. Phương pháp này giúp sinh viên phát triển kỹ năng làm việc nhóm và khả năng giải quyết vấn đề.

IV. Ứng dụng thực tiễn của thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật

Việc áp dụng thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật đã mang lại nhiều kết quả tích cực. Sinh viên không chỉ nắm vững kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành. Các nghiên cứu cho thấy sinh viên có khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn tốt hơn khi tham gia vào các hoạt động thí nghiệm.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu quả thí nghiệm

Nghiên cứu cho thấy sinh viên tham gia thí nghiệm có kết quả học tập cao hơn so với những sinh viên chỉ học lý thuyết. Thí nghiệm giúp sinh viên phát triển tư duy phản biện và khả năng phân tích.

4.2. Thí nghiệm như một công cụ đánh giá

Thí nghiệm có thể được sử dụng như một công cụ đánh giá hiệu quả học tập của sinh viên. Qua việc thực hiện thí nghiệm, giảng viên có thể đánh giá được mức độ hiểu biết và kỹ năng thực hành của sinh viên.

V. Kết luận và định hướng tương lai cho thí nghiệm trong dạy học

Thí nghiệm trong dạy học sinh lý thực vật là một phương pháp hiệu quả giúp nâng cao chất lượng giáo dục. Để phát huy tối đa hiệu quả của thí nghiệm, cần có sự đầu tư vào cơ sở vật chất và đào tạo giảng viên. Tương lai, việc áp dụng công nghệ mới vào thí nghiệm sẽ mở ra nhiều cơ hội cho sinh viên trong việc học tập và nghiên cứu.

5.1. Đầu tư vào cơ sở vật chất

Đầu tư vào cơ sở vật chất là cần thiết để nâng cao chất lượng dạy học. Các trường cần trang bị đầy đủ thiết bị thí nghiệm để sinh viên có thể thực hành hiệu quả.

5.2. Đào tạo giảng viên về kỹ năng thí nghiệm

Đào tạo giảng viên về kỹ năng thí nghiệm là rất quan trọng. Giảng viên cần được trang bị kiến thức và kỹ năng cần thiết để tổ chức thí nghiệm hiệu quả trong dạy học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu mỗi bài tác giả đều đưa ra mục đích của TN và yêu cầu cần đạt được của SV. Tiếp đó, các TN đều được trình bày với các nội dung sau: cơ sở của TN, dụng cụ, nguyên liệu cần dùng trong TN và cách tiến hành TN [21]. Cuốn giáo trình Sinh lí thực vật (dành cho các Trường CĐSP Kĩ thuật nông nghiệp) của tác giả Hoàng Minh Tấn (chủ biên), Vũ Quang Sáng, Nguyễn Kim Thành 14 (2003) trình bày 8 chương lý thuyết SLTV và cuối cùng là các bài thực hành nhằm minh họa, bổ sung cho các kiến thức trong bài giảng và cung cấp các phương pháp nghiên cứu SLTV. Trong đó, có 5 bài thực hành gồm 18 TN.

Mỗi TN, các tác giả đều trình bày cụ thể về: nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ, nguyên lí của phương pháp TN, cách tiến hành cụ thể của TN, kết luận và các câu hỏi cho từng TN. Sau mỗi bài thực hành, SV cần làm bài tường trình với các nội dung sau:1- Tên TN, 2– Nguyên lí của phương pháp, 3– Giải thích và trình bày các kết quả đạt được trong TN sau khi tính toán, 4– Trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của TN và rút ra kết luận [49]. Các tài liệu này đều trình bày chi tiết về cấu trúc của một TN: mục tiêu, nguyên lí, dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu và cách tiến hành TN. Đây chỉ là quy trình thực hiện TN về mặt kĩ thuật.

SV thực hiện TN theo mẫu sẵn trong giáo trình nhằm củng cố, minh họa kiến thức. Tuy nhiên, các tài liệu lại chưa đề cập đến quy trình tổ chức dạy kiến thức lý thuyết SLTV có sử dụng TN như thế nào. Qua nghiên cứu tổng quan ở trên, chúng tôi thấy có rất nhiều công trình nghiên cứu việc sử dụng TN trong quá trình dạy học chủ yếu ở cấp học phổ thông nhằm phát huy tính tích cực của HS và nâng cao chất lượng dạy học bộ môn. Còn ở cấp Cao đẳng, Đại học thì trong đào tạo GV ở các môn Vật lí, Hóa học, Sinh học đã có những nghiên cứu về lí luận phương pháp sử dụng TN trong dạy học, tuy nhiên, ở các bộ môn cơ bản, các TN được đưa ra theo một quy trình về mặt kĩ thuật để củng cố, minh họa kiến thức mà chưa được khai thác theo hướng nghiên cứu phát huy tư duy sáng tạo của SV thông qua các bài TN thực hành.

Trên cơ sở các nghiên cứu ở trên, chúng tôi đi chú trọng đến phát triển KN thiết kế TN và KN làm TN để người học hiểu bản chất logic TN, tiến hành TN, từ đó, SV tự chiếm lĩnh kiến thức từ các TN, đồng thời, trong quá trình giảng dạy SLTV, GV cũng chú ý đến tích hợp rèn luyện KN dạy học TN ở phổ thông giúp SV có tâm thế tốt để giảng dạy Sinh học sau này. Tình hình nghiên cứu về kĩ năng, rèn luyện kĩ năng cho người học Có nhiều tác giả trên thế giới và trong nước nghiên cứu về KN thực hiện thí nghiệm và năng lực thực nghiệm của GV các môn khoa học tự nhiên. Trên thế giới Các tác giả James và Schaff (1975); Voltmer và James (1982) qua khảo sát một số trường Đại học, Cao đẳng ở Hoa Kì đã chia thành nhóm KN TN chung cho 15 các môn khoa học tự nhiên và nhóm KN riêng cho từng môn riêng biệt trong 70 KN thực hiện TN cần thiết ở GV dạy các môn khoa học tự nhiên (dẫn theo Phạm Kim Chung) [5].Kixegof và các cộng sự (1977) đã thiết kế hơn 100 KN giảng dạy trong đó tập trung vào 50 KN cần thiết nhất được phân phối theo từng KN thực hành, thực tập sư phạm [53]. Peter Nonnon (2005) đã nghiên cứu “các KN học tập và giảng dạy các môn khoa học thực nghiệm” tại trường Đại học Montreal (Canada) cho thấy sự cần thiết của việc cải cách chương trình đào tạo GV dạy các môn khoa học tự nhiên, chú trọng việc rèn luyện các KN dạy các môn khoa học thực nghiệm.

Tuy nhiên, tác giả chưa đề cập đến các KN sử dụng TN cần hình thành và phát triển ở SV sư phạm (dẫn theo Phạm Kim Chung) [5].C Pavlova (2010) nghiên cứu “Năng lực thực nghiệm của GV vật lý tương lai” đã nhận định một GV vật lý tương lai cần được phát triển KN thực nghiệm. KN đó bao gồm (dẫn theo Phạm Kim Chung) [5]: (i) – Hiểu biết về thiết bị TN và khả năng sử dụng TN ở trường phổ thông; (ii) – Thiết kế các TN sử dụng trong dạy học, bố trí, lắp đặt, tiến hành TN trên cơ sở các hiểu biết về phương pháp thực nghiệm; (iii) – Tổ chức TN biểu diễn, nắm vững các kĩ thuật triển khai và tiến hành được các kĩ thuật đó, chỉ ra được mối quan hệ giữa các TN với các vấn đề lý thuyết; (iv) – Vận dụng một số phương pháp dạy học để tổ chức hoạt động học tập HS với TN; (v) – Thực hiện TN theo đúng nguyên tắc đảm bảo an toàn trong phòng TN. Theo tác giả Wieslaw Stawinski (1986), Sinh học là một lĩnh vực nghiên cứu khoa học cần được học một phần thông qua các phương pháp thực nghiệm. Hầu hết các khóa học Sinh học không thể được coi là hoàn chỉnh nếu không có thực hành TN.

Do đó, các lớp thực hành giúp hình thành và phát triển các KN chuyên biệt Sinh học và KN chung sẽ có giá trị trong quá trình học đại học và sự nghiệp tương lai của họ. Phòng thí nghiệm Sinh học là nơi đầu tiên phát triển các KN và năng lực của SV Sinh học [59]. Theo nghiên cứu đề xuất của trường Đại học Victoria (Úc) thì năng lực Sinh học gồm 4 nhóm năng lực chính là: tri thức về sinh học, năng lực nghiên cứu, năng lực thực địa và năng lực thực hiện trong phòng TN. Để có được hệ thống năng lực này, HS cần được trang bị các nhóm KN về: KN khoa học, các KN sinh 16 học cơ bản và các phương pháp sinh học, vật lý, hóa học, vi sinh vật, phương pháp thống kê [67].

Tác giả Phan Thị Thanh Hội (2007) đã xây dựng các tiêu chí cụ thể đánh giá năng lực thực nghiệm của HS. Năng lực này gồm 3 thành tố: hình thành giả thuyết, thiết kế thực nghiệm và phân tích kết quả TN. Tác giả đã nghiên cứu đề xuất phương pháp đánh giá năng lực thực nghiệm trong dạy học Sinh học bằng câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn và đã thử nghiệm đánh giá thành công trên đối tượng HS lớp 5-6 ở Cộng hòa Liên bang Đức [18]. Moni và cộng sự (2007) đề xuất rằng SV sẽ học các KN hiệu quả hơn nếu được đánh giá riêng về từng KN thao tác cốt lõi của phòng TN và những KN này nên được đánh giá từ năm đầu tiên của chương trình học [58].

Hunt và cộng sự (2012) đã thực hiện một dự án nghiên cứu để đánh giá các KN phòng TN trong một khóa học sinh học phân tử bằng cách thay thế một cuộc kiểm tra duy nhất với sự quan sát trực tiếp sự tham gia của HS học tập trong các phòng thí nghiệm hàng tuần. Tác giả cho rằng các KN thực hành thí nghiệm nên được đánh giá trong phòng TN bằng cách quan sát những gì HS thực sự hoạt động hơn là đánh giá qua các báo cáo trong phòng TN hoặc qua các kì thi [56]. Về quy trình hình thành kĩ năng: Mỗi KN mà chủ thể có được đều phải trải qua quá trình hình thành gồm tập hợp các giai đoạn, các bước, các thao tác được sắp xếp theo trình tự nhất định. Nhiều tác giả nghiên cứu và đưa ra những quy trình hình thành KN khác nhau như các tác giả X.

Abbatt, Geoffrey Petty,…Theo các tác giả, tùy từng kĩ năng cụ thể mà trình tự hay thời lượng cho mỗi bước là khác nhau nhưng cần đảm bảo đủ các thành phần thì việc đào tạo kĩ năng mới có hiệu quả. Về đánh giá kĩ năng: Đánh giá KN là một quá trình phức tạp và khó khăn nên người ta đã nghiên cứu và sử dụng phối hợp nhiều các công cụ đánh giá khác nhau. Và đánh giá KN là xem xét đánh giá từng KN thành phần trong cả quá trình thực hiện KN, sau đó căn cứ vào các mức độ thành thạo của KN để đưa ra nhận định về mức độ thành thạo của KN của người học.Goolubev đưa ra các giai đoạn hình thành KN theo mức độ từ thấp đến cao là: có KN sơ đẳng; Biết cách làm nhưng chưa đầy đủ; 17 Có những KN chung nhưng còn mang tính chất riêng lẻ; Có những KN phát triển cao; Có tay nghề (dẫn theo Nguyễn Như An) [1]. Mô hình của Dreyfus (1980) về 5 giai đoạn thu nhận KN của người học từ thấp đến cao là: Ban đầu; Ban đầu ở mức độ cao cấp; Có năng lực; Thành thạo; Chuyên gia.

Mô hình này được sử dụng để đánh giá sự tiến bộ trong sự phát triển các KN, hỗ trợ trong việc xác định một mức độ mong muốn của năng lực, hiểu được nhu cầu và phong cách học tập ở các cấp độ khác nhau của việc thu nhận KN [69]. Mô hình về các giai đoạn thu nhận KN của Dreyfus sẽ được chúng tôi sử dụng là cơ sở để xây dựng thang đo mức độ phát triển KN làm TN trong dạy học SLTV. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, tình hình nghiên cứu về kĩ năng, rèn luyện kĩ năng cho người học cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Tác giả Nguyễn Đức Thâm (1998) đã đưa ra cấu trúc năng lực thực nghiệm của GV Vật lí tương lai cần có KN: KN xác định đúng vai trò của TN trong quá trình hoạt động nhận thức của HS; KN vận hành những thiết bị TN chủ yếu thường dùng ở trường phổ thông; KN sử dụng TN vào dạy học; KN thiết kế phương án TN, KN chế tạo những thiết bị dụng cụ đơn giản phục vụ dạy học.

Các tác giả Thái Duy Tuyên [44], Võ Hoàng Ngọc (2008) [29] đã phân tích cấu trúc KN làm TN vật lí là một hành động có chủ định gồm 3 giai đoạn: chuẩn bị làm TN, thực hiện và kiểm tra đánh giá kết quả. Mỗi giai đoạn gồm một nhóm các hành động thành phần. Tác giả Phạm Kim Chung (2011) đã hệ thống các KN làm TN và biện pháp phát triển những KN đó cho SV Sư phạm Vật lí. Theo tác giả KN sử dụng TN nghiên cứu vật lí gồm KN thành phần là thiết kế phương án TN và thực hiện phương án TN.

Các KN thành phần này lại được chia thành các KN cụ thể.