CHƯƠNG 1 Cơ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN cứu 1. Tổng quan nghiên cứu vấn đề 1. Lịch sử nghiên cứu và các vấn đề liên quan trên thế giới Từ những năm 90 của thế kỉ trước, khi dạy học theo tiếp cận nội dung không thể đáp ứng với các yêu cầu phát triển cùa xã hội, dạy học phát triển năng lực người học trở thành tâm điểm của giáo dục trên toàn thế giới. Mỗi quốc gia dựa trên cơ sở bổi cảnh hiện tại, yêu cầu phát triển nguồn năng lực, mục tiêu phát triền cùa quốc gia, dân tộc cùng với xu thế phát triển nguồn năng lực quốc tế để xây dựng hệ thống các năng lực cần hình thành, phát triển cho người học.
Do đó, các quốc gia khác nhau sẽ có hệ thống năng lực khác nhau, tuy nhiên năng lực khoa học có thể với các cách gọi tên khác nhau đều xuất hiện trong chương trình giáo dục của các quốc gia. Nhận thấy tầm quan trọng của hiểu biết khoa học đối với thế hệ trẻ, ở nhiều nước có nền giáo dục phát triển như như úc, Đức, Anh, Hà Lan, Nhật Bản, Mỹ, Singapore, Đài Loan. giáo dục khoa học trở thành môn học bắt buộc trong nhà trường từ bậc giáo dục mầm non cho đến khi hoàn thành chương trình giáo dục bắt buộc. Ở các quốc gia này khung chương trình môn khoa học đều đã đề cập đến mục tiêu, nội dung, chuẩn kiến thức và kĩ năng cần đạt, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học cũng như kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS.
Một số nghiên cứu về năng lực khoa học như định nghĩa, cấu trúc, biểu hiện được các nhà khoa học và tổ chức nghiên cứu giáo dục quan tâm. Hurd đã liệt kê 7 biếu hiện hành vi của cá nhân có năng lực giải quyết vấn đề. Hackling và Prain cho rằng năng lực giải quyết vấn đề được xây dựng từ kiến thức khoa học, ứng dụng kiến thức khoa học vào cuộc sống, năng lực nghiên cứu khoa học, thái độ tích cực và yêu thích khoa học. Một cá nhân có năng lực khoa học là có khả năng mô tả và giải thích các hiện tượng tự nhiên; đánh giá thông tin khoa học trên cơ sở nguồn và cách thức được tạo ra; tổ chức, đánh giá và áp 6 dụng các lập luận dựa trên băng chứng.
NLKH trong chưong trình đánh giá Quốc tế - PISA được OECD xây dựng và phát triển qua các kì đánh giá từ năm 2000 đến nay với chu kì 3 năm. PISA 2015 xác định năng lực khoa học phổ thông bao gôm: Xác định vân đê khoa học; Giải thích hiện tượng khoa học; Sử dụng bằng chứng khoa học. PISA 2018 xây dựng khung năng lực khoa học: Giải thích hiện tượng một cách khoa học; Đánh giá và thiết kế nghiên cứu khoa học; Diễn giải dữ liệu và bằng chứng một cách khoa học. Nhu cầu nghiên cứu năng lực giải quyết vấn đề trở nên rõ ràng khi thế giới ngày càng quan tâm đến phương pháp tiếp cận năng lực, hai chương trình khảo sát quốc tế phổ biến đánh giá năng lực giải quyết vấn đề là PISA và Nghiên cứu về các xu hướng toán và khoa học (Trends in Mathematics and Science Study - TIMSS).
Thang đo PISA chú trọng đến khả năng vận dụng kiến thức đã học của HS độ tuổi 15 vào xử lí, giải quyết các tình huống thực tiễn. Mục đích của TIMSS là kiểm tra, đánh giá mức độ hiểu của HS lóp 4 và lóp 8 đối với các khái niệm cơ bản và kĩ năng suy nghĩ độc lập trước các vấn đề đã được học. Một hướng nghiên cứu được các nhà giáo dục quan tâm là các yếu tố để gia tăng hiệu quả rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học. Một nhóm nghiên cứu ở Trường Đại học Islam Nusantara, Indonesia cho rằng để phát triển ba khía cạnh NL của HS, bao gồm kiến thức, kĩ năng và thái độ thì cần có một công cụ học tập, công cụ nghiên cứu và thiết kế ban đầu dựa vào tài liệu học tập môn Toán.
Việc thiết kể bài tập phát triển và đánh giá năng lực giải quyết vấn đề cũng đã được nhóm tác giả lưu ý trong các tài liệu học tập môn Toán. Một nghiên cứu phát triển mô hình học tập KHTN trên thực tế khu vực bảo tồn ở Đại học Bengkulu, Indonesia cũng đã được tiến hành. Các phương pháp nghiên cứu đã đề cập đến các giai đoạn là: (a) phân tích nhu cầu, (b) quan sát các khía cạnh sinh thái của khu bảo tồn như một tài nguyên học tập, (c) thiết kế giảng dạy dựa trên khu vực bảo tồn cho HS trung học. Các kết quả quan sát về các khía cạnh sinh thái cho thấy sự đa dạng của thực vật và động vật, tại khu 7 vực bảo tồn đã đủ như một nguồn tư liệu sống để học tập.
Điều đó cũng chứng tỏ để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cần có sự trải nghiệm thực tế và được đánh giá qua các bài tập có bối cành hoặc tình huống gắn với thực tiễn. Như vậy, dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề là xu thể chung của nền giáo dục toàn cầu đáp ứng yêu cầu phát triển của xã hội. Hệ thống bài tập khoa học có vai trò quan trọng và hiệu quả trong quá trình rèn luyện, bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho HS. Việc thiết kế bài tập phát triển năng lực giải quyết vấn đề là cần thiết và được nhiều cá nhân, tổ chức giáo dục quan tâm trên thế giới quan tâm.
Lịch sử nghiên cứu và các vấn đề liên quan tại Việt Nam Từ thập niên 90 của thế kỉ trước đến nay, hòa nhịp cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước và sự hội nhập quốc tế, giáo dục nước ta từng bước chuyến từ dạy học định hướng nội dung sang định hướng tiếp cận năng lực. Từ đó đến nay đã có nhiều cố gắng, nồ lực trong toàn hệ thống giáo dục từ đổi mới nội dung, phương pháp dạy học và giáo dục đến kiểm tra, đánh giá nhằm đạt mục tiêu phát triển phẩm chất và năng lực người học. Vào các năm 2013 - 2014, đã có một số nghiên cứu và hội thảo, hội nghị khoa học đã diễn ra với mục đích bàn luận về xu hướng dạy học phát triển năng lực, đổi mới kiểm tra, đánh giá năng lực HS ở Việt Nam. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2014) phát hành bộ tài liệu nhằm cung cấp cho cán bộ quản lí giáo dục, GV trung học về nhận thức và kĩ thuật biên soạn câu hởi/bài tập để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS theo định hướng năng lực.
Từ năm 2014 đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về dạy học phát triển năng lực HS được công bố là cơ sở cho quá trình triển khai dạy học tiếp cận năng lực trong thực tiễn nền giáo dục nước ta. Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường giới thiệu công trình nghiên cứu về các chủ đề cơ bản của lí luận dạy học hiện đại theo định hướng tiếp cận năng lực người học trên cơ sở kinh nghiệm quốc tế. Lê Đình Trung, Phan Thị Thanh Hội công bố công trình nghiên 8 cứu về quy trình, các biện pháp, phương pháp, cách tổ chức quá trình dạy học minh họa đề hình thành phát triển các năng lực chung và năng lực chuyên biệt cho từng môn học. Nhóm tác giả Nguyễn Lăng Bình, Đồ Hương Trà cung cấp một số phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực, đồng thời giới thiệu chung về đánh giá năng lực và một số công cụ đánh giá.
Các tài liệu này đều cho thấy vấn đề về năng lực, phát triển năng lực, đánh giá năng lực đang được các nhà nghiên cứu giáo dục Việt Nam quan tâm. Để thực hiện có hiệu quả trong việc dạy học theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018, đã có một số tác giả trong nước công bố các nghiên cứu liên quan đến năng lực của HS thông qua dạy học các môn học KHTN. Tác giả Đồ Hương Trà và các cộng sự đã cung cấp một số cơ sớ lí luận về dạy học tích hợp theo định hướng phát triển năng lực và giới thiệu một số chủ đề minh họa giúp cho GV có cơ sờ để rèn luyện các kì năng khi tiến hành dạy học môn Toán theo chương trình giáo dục phổ thông 2018. Hà Thị Lan Hương đã đưa ra bối cảnh để chứng minh vì sao cần phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của HS thông qua dạy học lĩnh vực K.HTN ở THCS, cấu trúc năng lực nghiên cứu khoa học và việc phát triển năng lực này cho HS thông qua dạy học lĩnh vực KHTN ở THCS.
Nhóm tác giả Ngô Thị Ngọc Mai, Nguyễn Đức Dũng, Phạm Hữu Điển đã xây dựng 4 dạng bài tập về Hóa học Hữu cơ để phát triển năng lực khoa học cho HS trung học phổ thông (THPT). Các tác giả Cao Thị Thặng, Phạm Thị Kim Ngân đã nghiên cứu và giới thiệu quy trình xây dựng bộ công cụ đánh giá năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học của HS với một số ví dụ minh họa cụ thể. Chu Văn Tiềm, Đào Thị Việt Anh đã đề xuất các biểu hiện và thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS THCS trong dạy học môn Toán. Tác giả Nguyễn Văn Nghiệp đã vận dụng tiến trình NCKH nhằm phát triển năng lực khoa học cho HS THCS thông qua dạy học bộ môn Vật lí.
Năm 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo công bố Chương trình GDPT mới, trong đó môn Toán THCS với mục tiêu hình thành và phát triển năng lực giãi 9 quyêt vân đê cho HS. Sau đó các tác giả đã đê xuât các thành tô và các biêu hiện cụ thể của năng lực giải quyết vấn đề: Nhận thức KHTN; Tìm hiểu tự nhiên; Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, tuy nhiên chua có hướng dẫn cụ thể cũng như các công cụ đánh giá. Một số nhà nghiên cứu giáo dục trong nước đã công bố các nghiên cứu về dạy học phát triển và đánh giá năng lực giải quyết vấn đề. Tác giả Đặng Thị Oanh đã tổng hợp các vấn đề liên quan đến dạy học theo định hướng phát triển năng lực HS, cập nhật về đổi mới chương trinh GDPT tổng thể, định hướng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực phù hợp với chương trình 2018 với ví dụ cụ thể kèm theo, các vấn đề liên quan đến kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS qua môn Hóa học ở trường THCS.