Phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống qua thực hành Sinh học cơ thể thực vật 11

Luận văn nghiên cứu giải pháp phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống cho học sinh qua thực hành thí nghiệm Sinh học 11 phần cơ thể thực vật.

• Người hướng dẫn: TS. Trương Thị Thanh Mai
• Trường học: Đại học Đà Nẵng, Trường Đại học Sư phạm, Khoa Sinh – Môi trường
• Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
• Đề tài: Phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống thông qua dạy học thực hành thí nghiệm phần “Sinh học cơ thể thực vật” – Sinh học 11
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Khái niệm về Phát triển Năng lực Tìm hiểu Thế giới Sống

Phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống là một trong những mục tiêu trọng tâm của chương trình giáo dục phổ thông hiện đại. Năng lực này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức sinh học mà còn phát triển kỹ năng thực hành, tư duy phê phán và khả năng giải quyết vấn đề. Thông qua dạy học thực hành thí nghiệm, học sinh được tiếp xúc trực tiếp với các hiện tượng sinh học, từ đó xây dựng nền tảng khoa học vững chắc. Việc học sinh tham gia vào các hoạt động thực nghiệm giúp họ hiểu sâu hơn về cấu trúc và chức năng của các cơ thể sống, đặc biệt là sinh học cơ thể thực vật ở lớp 11.

1.1. Định nghĩa Năng lực Tìm hiểu Thế giới Sống

Năng lực tìm hiểu thế giới sống là khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ để tìm hiểu, giải thích các hiện tượng sinh học trong tự nhiên. Đây là năng lực tổng hợp bao gồm năng lực nhận thức, kỹ năng thực hành, và khả năng tư duy logic. Thông qua phát triển năng lực này, học sinh phát triển toàn diện, từ kiến thức đến kỹ năng và phẩm chất cá nhân.

1.2. Vai trò của Thực hành Thí nghiệm trong Phát triển Năng lực

Thực hành thí nghiệm là phương pháp dạy học hiệu quả nhất để phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống. Qua các hoạt động thực hành, học sinh có cơ hội quan sát trực tiếp, đặt giả thuyết, thiết kế và thực hiện thí nghiệm. Điều này giúp họ phát triển kỹ năng thực hành toàn diện, bao gồm khả năng sử dụng dụng cụ, ghi chép kết quả, và phân tích dữ liệu.

II. Cấu trúc và Nội dung Thực hành Sinh học 11

Chương trình Sinh học 11 phần Sinh học Cơ thể Thực vật bao gồm nhiều nội dung thực hành quan trọng giúp phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống cho học sinh. Các bài thực hành này được thiết kế sao cho học sinh có thể liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn. Mỗi bài thực hành thí nghiệm được cấu trúc rõ ràng với mục đích, dụng cụ, quy trình và phương pháp ghi chép kết quả cụ thể. Điều này giúp học sinh phát triển tư duy khoa học, khả năng quan sát và phân tích một cách hệ thống.

2.1. Các Bài Thực hành Chính trong Phần Sinh học Cơ thể Thực vật

Các bài thực hành sinh học 11 bao gồm: quan sát cấu trúc của lá, thân, rễ thực vật; thí nghiệm về quang hợp; thực hành về hô hấp và thoái hóa chất; quan sát quá trình sinh sản thực vật. Mỗi bài thực hành đều có mục đích rõ ràng để phát triển năng lực thực hành của học sinh thông qua các hoạt động cụ thể và có ý nghĩa khoa học.

2.2. Tiêu chí Đánh giá Năng lực Tìm hiểu Thế giới Sống

Để đánh giá phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống của học sinh, cần xem xét các tiêu chí: khả năng đặt câu hỏi và giả thuyết, thiết kế thí nghiệm, thực hiện thí nghiệm, quan sát và ghi chép kết quả, giải thích và rút ra kết luận. Tiêu chí đánh giá này giúp giáo viên nhận diện được mức độ phát triển năng lực của từng học sinh.

III. Phương pháp Dạy học Thực hành Hiệu quả

Để phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống một cách hiệu quả, giáo viên cần áp dụng những phương pháp dạy học phù hợp. Phương pháp dạy học thực hành không chỉ tập trung vào kết quả mà còn chú trọng quá trình học tập của học sinh. Việc tổ chức thực hành thí nghiệm một cách khoa học, với sự hướng dẫn rõ ràng nhưng vẫn để học sinh khám phá độc lập, sẽ giúp phát triển toàn diện các năng lực. Giáo viên cần tạo điều kiện để học sinh có thể làm việc theo nhóm, thảo luận, chia sẻ ý kiến và học hỏi từ nhau.

3.1. Quy trình Tổ chức Dạy học Thực hành Thí nghiệm

Quy trình dạy học thực hành bao gồm các bước: chuẩn bị (xác định mục tiêu, chuẩn bị dụng cụ); hướng dẫn (giải thích mục đích, quy trình); thực hiện (học sinh thực hiện dưới sự hướng dẫn); ghi chép và phân tích (ghi lại kết quả, phân tích dữ liệu); kết luận (rút ra kết luận khoa học). Quy trình này giúp phát triển năng lực một cách toàn diện và có hệ thống.

3.2. Kỹ năng Giáo viên trong Dạy học Thực hành

Giáo viên cần có kỹ năng hướng dẫn tốt, biết cách gợi mở để học sinh tư duy độc lập. Cần chuẩn bị kỹ lưỡng dụng cụ và hóa chất; có khả năng xử lý các tình huống bất ngờ; biết cách đánh giá quá trình học tập. Kỹ năng dạy học thực hành này sẽ tạo nền tảng vững chắc để phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống cho học sinh.

IV. Kết quả và Hướng phát triển trong Tương lai

Các nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm đã chứng minh rằng dạy học thực hành thí nghiệm là cách hiệu quả để phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống cho học sinh Sinh học 11. Những học sinh tham gia các hoạt động thực hành có thành tích học tập cao hơn, khả năng tư duy phê phán tốt hơn, và thái độ học tập tích cực hơn. Tuy nhiên, vẫn còn những thách thức như thiếu dụng cụ, không gian phòng thí nghiệm hạn chế, và thời gian học tập. Trong tương lai, cần tiếp tục cải tiến phương pháp dạy học và trang bị đầy đủ hơn cho các trường.

4.1. Kết quả Đạt được từ Phát triển Năng lực

Qua phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống thông qua thực hành thí nghiệm, học sinh đã đạt được: nâng cao kiến thức sinh học, phát triển kỹ năng thực hành, tăng cường tư duy logic, khả năng giải quyết vấn đề. Kết quả học tập của học sinh có sự cải thiện đáng kể so với học sinh không tham gia thực hành thí nghiệm thường xuyên.

4.2. Đề xuất Hướng phát triển và Cải tiến

Để phát triển tốt hơn năng lực tìm hiểu thế giới sống, cần: tăng cường đầu tư trang bị dụng cụ và hóa chất; mở rộng không gian và thời gian thực hành; đào tạo giáo viên có kỹ năng dạy học thực hành tốt; tích hợp công nghệ số vào dạy học; phát triển các bài thực hành nâng cao để học sinh có thêm cơ hội khám phá.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài + Chương 2: Tổ chức dạy học thực hành thí nghiệm theo hướng phát triển năng lực tìm hiểu thế giới sống trong dạy học chủ đề sinh học cơ thể thực vật – sinh học 11 + Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 11 PHẦN 2 - NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lí luận của đề tài 1. Khái niệm thực hành Theo Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành (2006), “TH là HS tự mình trực tiếp tiến hành quan sát, tiến hành các TN, tập triển khai các qui trình kĩ thuật chăn nuôi, trồng trọt” [14]. TH được xem là PP đặc trưng và quan trọng nhất trong DH, nghiên cứu SH.

TH có vai trò giúp HS lĩnh hội được tri thức SH, rèn luyện KN tư duy, NL nghiên cứu SH, vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn cuộc sống; tìm hiểu mối quan hệ giữa cấu trúc với chức năng, giữa bản chất và hiện tượng, giữa nguyên nhân và kết quả, giúp các em nắm vững tri thức một cách sâu sắc, củng cố niềm tin vào khoa học; huy động tối đa các giác quan, suy nghĩ nhiều hơn từ đó có điều kiện phát triển tư duy; rèn luyện các KN nghiên cứu SH, đặc biệt là KN đặt vấn đề, giải quyết vấn đề, vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống [14]. Trong quá trình TH, HS sử dụng các giác quan để tri giác trực tiếp và có mục đích đối tượng nghiên cứu, theo dõi, ghi chép các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên mà không can thiệp vào chúng [14]. Như vậy, từ những khái niệm trên, thực hành SH là hoạt động của HS tác động lên đối tượng “sống” nhằm đạt được mục tiêu học tập (khám phá, hình thành kiến thức và rèn KN hoặc củng cố, hoàn thiện kiến thức). Thực hành SH được xem là việc vận dụng các kiến thức lý thuyết của môn SH vào việc kiểm chứng các lí thuyết, các nguyên lí đã được phát hiện trước đó hoặc vận dụng để giải quyết các vấn đề trong học tập và trong thực tiễn sản xuất.

Qua hoạt động TH thì người học hình thành được KN, NL. Phân loại thực hành Sinh học Dựa vào dạng HĐ thực hành và nội dung thực hành, chúng tôi xác định thực hành SH THPT bao gồm: Thực hành thí nghiệm; Thực hành quan sát. * Thực hành quan sát 12 • Khái niệm Năm 2019, Đỗ Thành Trung cho rằng: Thực hành quan sát là HĐ người học tác động trực tiếp lên đối tượng cần quan sát, thông qua các giác quan tri giác trực tiếp để hình thành kiến thức mới, củng cố và hoàn thiện kiến thức đã học, đồng thời rèn luyện được các KN. • Phân loại thực hành quan sát - Theo đối tượng quan sát + Thực hành quan sát trong thiên nhiên: Loại thực hành này gắn với những hoạt động quan sát ngoài thiên nhiên, quan sát trên một không gian rộng, cần nhiều kiến thức thuộc các lĩnh vực khác nhau để giải quyết nhiệm vụ thực hành.

+ Thực hành quan sát mẫu vật: Thực hành quan sát – nhận biết, xác định mẫu vật (các kiến thức thông báo); Thực hành quan sát – giải phẫu, so sánh. + Thực hành quan sát quá trình (các kiến thức quy trình): Loại TH này được dùng phổ biến trong nghiên cứu quá trình sinh lí, các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sinh lí. Tham gia loại hình TH này, HS hình thành được tri thức về tiến trình, xác định các thuộc tính chức năng theo thứ tự thời gian của các hiện tượng SH gắn với cấu trúc không gian. - Theo mục đích dạy học + Thực hành quan sát để khám phá kiến thức (hình thành kiến thức mới): Là dạng TH, trong đó GV tổ chức cho người học tiến hành quan sát để chiếm lĩnh tri thức mới.

Trong loại thực hành này, GV là người hướng dẫn HS xác định mục đích quan sát, đối tượng quan sát, thực hiện các thao tác quan sát để từ đó hình thành kiến thức. + Thực hành quan sát củng cố kiến thức: Là dạng bài TH mà GV sử dụng trong các HĐ củng cố, ôn tập, minh họa kiến thức. Loại TH này thường đặt ở cuối chương, cuối mỗi phần học. + Thực hành quan sát rèn KN: là dạng TH mà GV sử dụng trong việc rèn các KN của người học như KN quan sát, KN phân tích, KN so sánh, đối chiếu… * Thực hành thí nghiệm • Khái niệm 13 Theo Bùi Hiển (2013) và các cộng sự, TN là một thủ pháp DH, nghiên cứu khoa học được thực hiện bằng cách làm thay đổi trong thực tiễn hay trên lí thuyết các điều kiện diễn biến của một hiện tượng nào đó để quan sát, tìm hiểu, kiểm tra và chứng minh một luận điểm hay một giả thuyết khoa học [6].

Theo Từ Điển Tiếng Việt (Hoàng Phê, 2005), TN được hiểu là việc gây ra hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh. Hoặc TN được hiểu là làm thử để rút kinh nghiệm [18]. Xuất phát từ khái niệm thực hành, khái niệm TN, Đỗ Thành Trung cho rằng: “THTN là HĐ trong đó người học tự mình thực hiện các TN để hình thành kiến thức mới, củng cố hoặc hoàn thiện kiến thức đã được học, đồng thời rèn KN làm TN” • Phân loại THTN - Có nhiều nghiên cứu về THTN, đặc biệt là trong lĩnh vực khoa học thực nghiệm, các tác giả cũng phân chia theo nhiều cách khác nhau: Các tác giả Nguyễn Đức Thâm (2003), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003) trong giảng dạy vật lí đã chia TN thành: TN biểu diễn và TN thực tập. Trong TN biểu diễn chia thành TN mở đầu, TN nghiên cứu hiện tượng (TN nghiên cứu khảo sát, TN nghiên cứu minh họa), TN củng cố.

Trong TN thực tập tác giả chia thành: TN trực diện và TN thực hành [27]. - Theo tác giả Đỗ Thị Loan (2017) tuỳ vào các tiêu chí, TN được phân loại thành các loại khác nhau [15]: + Dựa vào chủ thể làm TN: TN biểu diễn của GV, TN của HS. + Dựa vào mục đích của lí luận DH: TN hình thành kiến thức mới; TN củng cố, minh họa; TN KTĐG. + Dựa vào dữ liệu thu được (nội dung TN): TN định tính; TN định lượng + Dựa vào địa điểm tiến hành TN: TN trong phòng TN; TN ngoài đồng ruộng + Dựa vào thời gian cho kết quả TN: TN ngắn hạn, TN dài hạn + Dựa vào hình thức thực hiện: TN thực; TN ảo; bài tập TN.

- Theo Đỗ Thành Trung (2019), TH thí nghiệm được chia thành các loại sau: 14 + Theo thời gian cho kết quả TN: THTN ngắn hạn (có kết quả ngay trong tiết học); THTN dài hạn là TN diễn ra trong khoảng thời gian dài – trường diễn (không quan sát ngay được trong tiết học). + Theo địa điểm tiến hành TN: THTN trong phòng; Thực hành TN ở vườn trường; THTN ở ngoài đồng ruộng. + Theo mục đích của DH: THTN nhằm hình thành kiến thức mới; THTN nhằm củng cố, minh họa, hoàn thiện kiến thức; THTN KTĐG; THTN nhằm rèn luyện KN. Khái niệm Vào khoảng thế kỉ XVII, lần đầu tiên khái niệm “thí nghiệm” ra đời với nội dung là: “biến đổi yếu tố nào đó của hệ thống trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu và nghiên cứu hệ thống” [45].

Theo Từ điển Tiếng Việt, “TN là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát nhằm nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh” [18]. Theo tác giả Thái Duy Tuyên, “TN là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan nhằm phát hiện ra những hiện tượng mới, những quy luật mới, tri thức mới” [39]. Theo tác giả, TN là một hành động có chủ định, bao gồm ba giai đoạn: chuẩn bị làm TN, thực hiện TN và KTĐG kết quả. Mỗi giai đoạn là một nhóm thao tác.

Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm: “TN là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được tri thức mới” [27]. Theo từ điển Oxford: “TN là một quy trình khoa học được thực hiện để khám phá, thử nghiệm một giả thuyết hoặc chứng minh một thực tế được biết”. Theo Từ điển Giáo dục học,“TN là một thủ pháp DH, nghiên cứu khoa học được thực hiện bằng cách làm thay đổi trong thực tiễn hay trên lý thuyết các điều kiện diễn biến của một hiện tượng nào đó để quan sát, tìm hiểu, kiểm tra và chứng minh một luận điểm hay một giả thuyết khoa học”.

Phân loại thí nghiệm Theo tác giả Nguyễn Ngọc Quang thì TN có thể coi là một hệ thống thông tin hoặc một hệ điều khiển [25]: Nếu coi TN là hệ thông tin thì hệ được lệnh điều khiển I+ truyền đến thiết bị. Nhận được lệnh, thiết bị tác động một thông tin đã được mã hóa vào hiện thực, cung cấp trở lại cho thiết bị một thông tin Id. Thông tin được thiết bị giải mã để truyền ra ngoài hệ I0. Người thực hiện TN thu nhận thông tin I0.

Thí nghiệm coi như hệ thông tin. Trong đó: TB: Thiết bị HT: hiện thực khách quan I+: Lệnh điều khiển truyền vào thiết bị Im: Thông tin truyền từ thiết bị đến hiện thực khách quan Id: thông tin hiện thực khách quan cung cấp lại cho thiết bị I0: thông tin được truyền từ hệ thống ra ngoài hệ Nếu coi TN là hệ điều khiển thì hệ gồm 2 bộ phận: nhà thực nghiệm TN - giữ vai trò là bộ phận điều khiển, hệ TN (gồm thiết bị TN và hiện thực khách quan) là bộ phận bị điều khiển. Thí nghiệm là hệ điều khiển. Ngay sau khi ra đời, PP TN đã được sử dụng nhiều trong các ngành khoa học, đặc biệt trong các ngành khoa học tự nhiên để tìm hiểu, khám phá những đặc điểm, tính chất của sự vật, hiện tượng.

Trong quá trình DH các môn khoa học tự nhiên, các nhà nghiên cứu đã phân loại TN theo các cách khác nhau: Theo tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng và Phạm Xuân Quế [27], TN được sử dụng trong DH vật lý ở trường phổ thông được chia thành hai loại: TN biểu diễn và TN thực tập. Hai loại TN này được phân chia tiếp như sơ đồ 1. Phân loại thí nghiệm trong dạy học Vật lý (theo tác giả Nguyễn Đức Thâm và cộng sự).