Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ "Xây dựng và sử dụng các chủ đề tích hợp giáo dục môi trường và biến đổi khí hậu trong dạy học Sinh học cấp độ tổ chức sống trên cơ thể ở trường phổ thông" do nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Quyên thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Dương Tiến Sỹ tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (năm 2021), thuộc chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Sinh học (mã số: 9140111).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

  • Cơ sở pháp lý và văn bản chỉ đạo: Đề tài xuất phát từ các định hướng pháp lý của Nhà nước và ngành giáo dục, bao gồm Luật Bảo vệ môi trường năm 2014; Quyết định số 1363/QĐ-TTg (2001) của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đề án "Đưa các nội dung bảo vệ môi trường vào hệ thống giáo dục quốc dân"; Nghị quyết số 41-NQ/TW (2004) của Bộ Chính trị về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; Chỉ thị số 1813/CT-BGDĐT (2013) và Quyết định số 329/QĐ-BGDĐT (2014) của Bộ Giáo dục và Đào tạo phê duyệt đề án "Thông tin, tuyên truyền về ứng phó với biến đổi khí hậu và phòng chống thiên tai trong trường học giai đoạn 2013-2020".
  • Bối cảnh thực tiễn: Theo kịch bản biến đổi khí hậu thế kỷ 21 của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) theo kịch bản phát thải RCP8.5, nhiệt độ trung bình toàn cầu vào cuối thế kỷ 21 dự báo tăng 2,6°C đến 4,8°C so với giai đoạn 1986–2005, nhiệt độ ngày nóng nhất tăng 5°C đến 7°C và Bắc Cực có thể không còn băng vào năm 2100. Tại Việt Nam, kịch bản RCP8.5 dự báo nhiệt độ trung bình năm tăng 3,3°C đến 4,0°C ở phía Bắc và 3,0°C đến 3,5°C ở phía Nam, lượng mưa năm tăng trên 20% ở hầu hết các vùng và hạn hán khắc nghiệt hơn. Thực trạng phân phối chương trình giáo dục phổ thông không cho phép đưa thêm môn học độc lập về giáo dục môi trường (GDMT) và biến đổi khí hậu (BĐKH).
  • Cơ sở lý luận và đổi mới chương trình: Chương trình Giáo dục phổ thông môn Sinh học năm 2006 tiếp cận kiến thức theo các phân ngành hẹp (Di truyền học, Tiến hóa, Sinh thái học) mà chưa thể hiện mạch lạc cấu trúc theo các cấp độ tổ chức sống (CĐTCS). Chương trình Giáo dục phổ thông năm 2018 yêu cầu phát triển năng lực thích ứng với BĐKH, bảo vệ môi trường và tiếp cận sâu các CĐTCS trên cơ thể (Quần thể, Quần xã – Hệ sinh thái, Sinh quyển). Các CĐTCS trên cơ thể gắn liền với các chu trình sinh địa hóa, tuần hoàn vật chất, năng lượng và vi khí hậu.
  • Khoảng trống nghiên cứu: Trước thời điểm nghiên cứu của tác giả, chưa có công trình nào nghiên cứu việc cấu trúc hóa nội dung kiến thức chuyên ngành Sinh thái học thành hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể để tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học ở trường phổ thông.

Mục tiêu, giả thuyết và nhiệm vụ nghiên cứu

  • Mục đích nghiên cứu: Xây dựng và sử dụng hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể để tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học ở trường phổ thông, nhằm vừa nâng cao chất lượng dạy học bộ môn, vừa tích hợp GDMT và BĐKH có hiệu quả.
  • Giả thuyết khoa học: Nếu xây dựng được hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể và xác định được nội dung, phương pháp tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học các chủ đề đó ở trường phổ thông thì sẽ vừa nâng cao chất lượng dạy học, vừa tích hợp GDMT và BĐKH có hiệu quả.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu (đánh số theo văn bản):
    • Nhiệm vụ 6.1: Nghiên cứu lý thuyết về cơ sở lý luận của việc xây dựng và sử dụng các chủ đề tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học Sinh học các CĐTCS trên cơ thể ở trường phổ thông.
    • Nhiệm vụ 6.2: Nghiên cứu thực tiễn qua khảo sát, đánh giá thực trạng tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học Sinh học các CĐTCS trên cơ thể thuộc phần Sinh thái học – Sinh học 12 (chương trình GDPT 2006).
    • Nhiệm vụ 6.3: Nghiên cứu xây dựng các sản phẩm của đề tài, bao gồm các nguyên tắc tích hợp, cấu trúc hóa nội dung hệ thống chủ đề, xác định nội dung và địa chỉ tích hợp, quy trình sử dụng chủ đề, đề xuất phương pháp tích hợp và thiết kế ví dụ minh họa.
    • Nhiệm vụ 6.4: Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của giả thuyết khoa học.

Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể ở trường phổ thông; Phương pháp tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể ở trường phổ thông.
  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Sinh học các CĐTCS trên cơ thể ở trường phổ thông.
  • Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể phần Sinh thái học, sách giáo khoa Sinh học 12 trung học phổ thông (THPT).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

  • Về giáo dục môi trường: Hội nghị Stockholm (1972) của Liên Hợp Quốc xác lập Ngày Môi trường Thế giới (05/06); Hiến chương Belgrade (1975) của UNESCO và UNEP xác định mục tiêu nâng cao nhận thức, tri thức, hành vi và kỹ năng BVMT; Tuyên ngôn Tbilixi (1977) ban hành 41 khuyến nghị về chiến lược GDMT; Hội thảo Bangkok (1980) định hướng tích hợp GDMT xuyên suốt các cấp học chính quy và không chính quy. Các tổ chức như OECD (1989), Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên (WWF), Hội nghị Rio de Janeiro (1992 với Hiến chương 21) thúc đẩy GDMT vào chương trình giáo dục. Luận án điểm lại mô hình của các quốc gia: Hoa Kỳ với Liên đoàn quốc gia bảo vệ cuộc sống hoang dã (NWF) và dự án CLASS (33 tiết học thực hành); Đức với phương thức gắn bài học dã ngoại tại các vùng ô nhiễm; Ấn Độ ban hành sách riêng chiếm 20% thời lượng ở THCS; Trung Quốc đưa GDMT vào Đại học Sư phạm Bắc Kinh và các trường phổ thông; Pháp lồng ghép vào môn Sinh vật, Địa lý, Hóa học.
  • Về giáo dục biến đổi khí hậu: Khái niệm phát triển bền vững được định hình từ giai đoạn 1980–1987 bởi UNEP, IUCN, WWF và WCED; Ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) thành lập năm 1988; Khung hành động Hyogo (HFA 2005–2015, Kobe) nhấn mạnh lồng ghép giảm nhẹ rủi ro thiên tai vào giáo dục; Thỏa thuận Paris tại COP-21 (2015) ràng buộc nghĩa vụ cắt giảm phát thải khí nhà kính. Các công trình tiêu biểu gồm: Shaw (2010) về giáo dục nâng cao sức chống chịu; Yi và Wu (2009) tại Trung Quốc; Chantra Tantipongsanuruk (2009) tại Thái Lan nghiên cứu tích hợp BĐKH vào môn Khoa học và tiếng Thái cho 145 học sinh lớp 1–6 (1 giờ/tuần); Nazir và cộng sự (2009) tại Canada; Breiting và cộng sự (2009) tại Đan Mạch; Chambers (2009) tại Australia với mô hình trường học năng lượng mặt trời; các mô hình trường học hầm trú ẩn tại Bangladesh và Ấn Độ; đào tạo giảm nhẹ rủi ro tại Madagascar.

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

  • Về giáo dục môi trường: Đề tài cấp nhà nước 52-02; tài liệu của Nguyễn Dược (1985, 1986); đề tài cấp Bộ của Đinh Quang Báo và Dương Tiến Sỹ (1999) về hướng dẫn GDMT trong dạy học Sinh học - Kỹ thuật nông nghiệp; Dự án VIE98/018 do Bộ Giáo dục và Đào tạo phối hợp với Hồ Ngọc Đại triển khai tại các trường sư phạm trọng điểm. Trong nghiên cứu sư phạm Sinh học: Dương Tiến Sỹ (1999) bảo vệ luận án tiến sĩ về tiếp cận cấu trúc – hệ thống để tích hợp GDMT trong dạy học Sinh thái học lớp 11; Đặng Thị Dạ Thuỷ (2009) nghiên cứu hình thành và phát triển các khái niệm về CĐTCS trên cơ thể trong dạy học Sinh học THPT; Nguyễn Kỳ Loan nghiên cứu GDMT trong dạy học Sinh học 6 THCS.
  • Về giáo dục biến đổi khí hậu: Các hoạt động đào tạo của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội phối hợp với Ủy ban quốc gia Thập kỷ Giáo dục vì sự phát triển bền vững; các nghiên cứu tích hợp của Bùi Thị Thanh Hương và Bùi Thị Hoa (2009), Nguyễn Thị Việt Hà (2010), Hoàng Thị Việt Hà (2010), Phạm Thị Hải Yến (2010), Nguyễn Tất Thắng (2010, 2017), Trịnh Phi Hoành (2010), Đỗ Hạnh Nga (2009), Lê Văn Khoa và cộng sự (2012). Đề tài cấp Bộ của Dương Tiến Sỹ và cộng sự (2015) đã xây dựng các chủ đề quy tụ tích hợp BĐKH trong dạy học Sinh học phổ thông (công bố 07 bài báo trên Tạp chí Giáo dục, 01 bài báo quốc tế trên Asian Journal of Education and e-Learning, 38 chuyên đề và 03 kỷ yếu hội thảo). Nguyễn Tất Thắng (2017) bảo vệ luận án tiến sĩ về tích hợp giáo dục BĐKH qua 3 chủ đề: Đất và BĐKH, Nước và BĐKH, Không khí và BĐKH.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Các nghiên cứu trước đây thường tiếp cận GDMT hoặc giáo dục BĐKH một cách riêng rẽ, rời rạc, chưa gắn kết GDMT và BĐKH thành mối quan hệ nhân – quả trong tổng thể giáo dục phát triển bền vững. Đồng thời, các nghiên cứu chưa cấu trúc hóa nội dung Sinh học 12 phần Sinh thái học thành hệ thống chủ đề các CĐTCS trên cơ thể dựa trên các đặc trưng sống để khai thác trọn vẹn tiềm năng tích hợp cả hai nội dung trên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và hệ thống khái niệm

  • Khái niệm môi trường và khí hậu: Môi trường được định nghĩa theo Điều 3, Luật Bảo vệ Môi trường (2014). Khí hậu theo Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) là trạng thái thống kê mô tả thời tiết trung bình trong khoảng thời gian xác định (chuẩn 30 năm), bao gồm 5 thành phần: khí quyển, thủy quyển, băng quyển, thạch quyển và sinh quyển.
  • Khái niệm ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu: Ô nhiễm môi trường xác định theo Điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường 2014. Biến đổi khí hậu theo Công ước Khung của Liên Hợp Quốc (UNFCCC, 2008) là sự thay đổi khí hậu do hoạt động của con người làm biến đổi thành phần khí quyển toàn cầu kết hợp với biến động tự nhiên qua các giai đoạn so sánh được.
  • Bảo vệ môi trường và ứng phó với BĐKH: Căn cứ báo cáo IPCC (2001) và Burton (1992), Ứng phó BĐKH = Thích ứng + Giảm nhẹ. Thích ứng bao gồm các giải pháp dự phòng, bảo vệ và tăng sức chống chịu; giảm nhẹ bao gồm giảm phát thải khí nhà kính và tăng bể chứa carbon.
  • Lý thuyết tích hợp và dạy học tích hợp (DHTH): Vận dụng định nghĩa của Hội nghị Varna (UNESCO, 1968), Hội nghị Maryland (1973), Dương Tiến Sỹ (2002, 2017) và quan điểm sư phạm tích hợp của Xavier Roegiers (1996) với 4 phương thức tích hợp môn học. Áp dụng phân loại tích hợp dọc, tích hợp ngang và 3 mức độ tích hợp theo Dương Tiến Sỹ (2001):
    • Mức độ 1 - Tích hợp (Integration): Khai thác mối quan hệ hữu cơ, có hệ thống giữa kiến thức Sinh học các CĐTCS với kiến thức GDMT và BĐKH thành nội dung thống nhất.
    • Mức độ 2 - Kết hợp/Lồng ghép (Infusion): Chọn lọc các nội dung liên quan trực tiếp để đưa vào vị trí phù hợp sau mỗi khái niệm, bài học hoặc chủ đề.
    • Mức độ 3 - Liên hệ (Permeation): Sử dụng các hiện trạng thực tế tại địa phương để liên hệ, làm sáng tỏ bài học.
  • Lý thuyết dạy học theo chủ đề: Tiếp cận theo Dương Tiến Sỹ (2015), xác định chủ đề mang bản chất tích hợp, kết nối kiến thức phản ánh logic khách quan và giải quyết các tình huống thực tiễn, đáp ứng yêu cầu Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH và Công văn số 5512/BGDĐT-GDTrH của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
  • Tiếp cận Sinh học hệ thống (Systems biology): Kế thừa lý thuyết hệ thống của Ludwig von Bertalanffy (1940), đối chiếu quan điểm phân chia CĐTCS của Zavatxki (1961), Lavorenco (1961), Odum (1975), Campbell, A.Iusufov (1989) và bộ tiêu chuẩn xác định CĐTCS của Dương Tiến Sỹ (2006).
Tiêu chuẩn xác định CĐTCS (Dương Tiến Sỹ, 2006) Nội hàm khoa học
Tiêu chuẩn 1 Phải là hệ thống sống có cấu trúc và chức phận tương đối độc lập.
Tiêu chuẩn 2 Phải là hệ thống mở, có khả năng tự điều chỉnh và tiến hóa.

Dựa trên 2 tiêu chuẩn này, hệ thống sống được phân định thành 6 cấp độ: (1) Phân tử, (2) Tế bào (cơ thể đơn bào), (3) Cơ thể (cơ thể đa bào), (4) Quần thể, (5) Quần xã / Hệ sinh thái, (6) Sinh thái quyển. Mỗi cấp độ đều thể hiện 7 đặc trưng sống cơ bản: Hình thái, Cấu trúc, Chuyển hóa vật chất và năng lượng, Sinh trưởng và phát triển, Cảm ứng / Tự điều chỉnh, Sinh sản, Tiến hóa và thích nghi.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp, phân loại và hệ thống hóa các nguồn tài liệu lý luận, chương trình, sách giáo khoa, các văn bản pháp quy và công trình nghiên cứu trong và ngoài nước.
  • Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Điều tra bằng phiếu hỏi đối với giáo viên và học sinh; nghiên cứu sản phẩm hoạt động giáo dục; quan sát sư phạm tại các trường THPT và THPT chuyên thuộc Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Lâm Đồng.
  • Phương pháp tham vấn chuyên gia: Lấy ý kiến các chuyên gia thuộc lĩnh vực Giáo dục học, Khí hậu – Khí tượng học, Sinh thái học thông qua phỏng vấn trực tiếp, tọa đàm xemina và trao đổi với giáo viên dạy thực nghiệm.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy thực nghiệm và đối chứng song song trên các nhóm lớp có trình độ tương đương; kiểm tra đánh giá chất lượng kiến thức (trong thực nghiệm và kiểm tra độ bền kiến thức sau thực nghiệm); đánh giá trước – sau về tri thức, thái độ và hành vi bảo vệ môi trường, ứng phó với BĐKH.
  • Phương pháp xử lý thống kê toán học: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính toán các tham số thống kê mô tả (điểm trung bình, độ lệch chuẩn, phương sai), phân phối tần số, tần suất, tần suất hội tụ tiến; thực hiện kiểm định giả thuyết thống kê $H_0$ và phân tích phương sai (ANOVA).

Nội dung chính theo từng chương

Cấu trúc toàn văn của luận án gồm phần Mở đầu, Kết luận và Khuyến nghị, Tài liệu tham khảo, Phụ lục và 3 chương nội dung chính:

Chương Tên chương trong văn bản Trọng tâm nội dung
Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Tổng quan tài liệu; hệ thống khái niệm; lý thuyết tích hợp, dạy học theo chủ đề; Sinh học hệ thống; kết quả khảo sát thực trạng trên GV và HS.
Chương 2 Xây dựng và sử dụng các chủ đề tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học Sinh học các cấp độ tổ chức sống trên cơ thể ở trường phổ thông Cấu trúc hóa nội dung Sinh học 12; xác định nội dung và địa chỉ tích hợp; 5 nguyên tắc tích hợp; quy trình sử dụng chủ đề; phương pháp tích hợp và kế hoạch bài dạy minh họa.
Chương 3 Thực nghiệm sư phạm Thiết kế thực nghiệm; phân tích định lượng kết quả các bài kiểm tra, bài kiểm tra độ bền kiến thức; đánh giá sự tiến bộ về tri thức, thái độ, hành vi; phân tích định tính.

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

  • Hệ thống hóa các cơ sở lý luận về giáo dục môi trường, giáo dục biến đổi khí hậu, dạy học tích hợp và dạy học theo chủ đề; phân tích tiếp cận Sinh học hệ thống và các tiêu chuẩn phân chia 6 CĐTCS cùng 7 đặc trưng sống.
  • Kết quả điều tra thực trạng trên mẫu giáo viên và học sinh tại các trường THPT thuộc Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Lâm Đồng cho thấy:
    • Giáo viên đã nhận thức được tầm quan trọng của GDMT và BĐKH nhưng việc khai thác nội dung tích hợp trong dạy học Sinh học phần lớn mới dừng ở mức độ liên hệ rời rạc, thiếu tính hệ thống.
    • Các biện pháp bảo vệ môi trường đưa vào bài giảng thường thuần túy mang tính kỹ thuật hoặc liệt kê hiện trạng, chưa gắn kết với các nguyên lý cân bằng sinh thái của các CĐTCS.
    • Học sinh còn thiếu hụt tri thức hệ thống về nguyên nhân, hệ quả của BĐKH và chưa hình thành rõ nét các kỹ năng hành động ứng phó tại địa phương.

Chương 2: Xây dựng và sử dụng các chủ đề tích hợp giáo dục môi trường và biến đổi khí hậu trong dạy học Sinh học các cấp độ tổ chức sống trên cơ thể ở trường phổ thông

  • Cấu trúc hóa nội dung Sinh học 12 (phần Sinh thái học): Luận án tiến hành tái cấu trúc nội dung từ cách trình bày chuyên ngành sang hệ thống các chủ đề theo 3 CĐTCS trên cơ thể: Cấp độ Quần thể; Cấp độ Quần xã / Hệ sinh thái; Cấp độ Sinh thái quyển. Mỗi CĐTCS được phân tích theo 7 đặc trưng sống để xác định các đơn vị kiến thức có khả năng tích hợp GDMT và BĐKH.
  • Xác định 5 nguyên tắc tích hợp GDMT và BĐKH:
    1. Nguyên tắc 1: Đảm bảo mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung và phương pháp giáo dục môi trường và biến đổi khí hậu với quá trình dạy học môn Sinh học phổ thông.
    2. Nguyên tắc 2: Hiểu biết nguyên lý về môi trường và biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu, nhưng hành động bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu tại địa phương.
    3. Nguyên tắc 3: Không làm thay đổi tính đặc trưng của môn học, không biến tiết học thành bài giáo dục môi trường và biến đổi khí hậu.
    4. Nguyên tắc 4: Khai thác nội dung giáo dục môi trường và biến đổi khí hậu có chọn lọc, có tính hệ thống, không tràn lan, tuỳ tiện.
    5. Nguyên tắc 5: Phát huy cao độ tính tích cực của học sinh, phát triển năng lực của học sinh, tận dụng tối đa mọi khả năng và vốn sống của các em.
  • Xây dựng quy trình sử dụng chủ đề tích hợp: Đề xuất quy trình chung gồm các bước thiết kế và triển khai kế hoạch bài dạy học tích hợp theo chủ đề; giải thích logic triển khai và phối hợp các phương pháp dạy học tích cực (dạy học khám phá, dạy học giải quyết vấn đề, dạy học hợp tác).
  • Thiết kế kế hoạch bài dạy minh họa: Tác giả xây dựng các bài dạy thực nghiệm minh họa cụ thể cho cấp độ Sinh thái quyển:
    • Hoạt động dạy học tích hợp theo chủ đề: Hình thái và cấu trúc ở cấp độ tổ chức sống Sinh thái quyển.
    • Hoạt động dạy học tích hợp theo chủ đề: Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cấp độ tổ chức sống Sinh thái quyển.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

  • Tổ chức thực nghiệm: Chọn các trường THPT tham gia, tiêu biểu như THPT chuyên Nguyễn Huệ, THPT chuyên Hà Nội – Amsterdam (Hà Nội) cùng các trường THPT tại Thái Bình, Nam Định, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Lâm Đồng. Tiến hành phân chia các cặp lớp thực nghiệm (TN) và đối chứng (ĐC) tương đương về trình độ ban đầu.
  • Kết quả phân tích định lượng các bài kiểm tra trong thực nghiệm: Số liệu điểm số của các bài kiểm tra được thống kê qua bảng tần số, bảng tần suất và bảng tần suất hội tụ tiến. Kết quả tính toán các giá trị đặc trưng thống kê và phân tích phương sai (ANOVA) cho thấy điểm trung bình của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC có ý nghĩa thống kê; kiểm định giả thuyết $H_0$ bị bác bỏ với mức xác suất tin cậy.
  • Kết quả đánh giá độ bền kiến thức: Bài kiểm tra sau thực nghiệm một khoảng thời gian cho thấy đường cong tần suất hội tụ tiến của nhóm TN nằm lệch về phía điểm cao hơn so với nhóm ĐC, chứng minh học sinh học theo các chủ đề tích hợp ghi nhớ và duy trì kiến thức tốt hơn.
  • Kết quả đánh giá sự chuyển biến về tri thức, thái độ và hành vi: So sánh kết quả khảo sát trước và sau thực nghiệm cho thấy nhóm TN có sự tăng trưởng rõ rệt về điểm số tri thức môi trường – BĐKH, đồng thời có chuyển biến tích cực trong nhận thức và các hành vi tự giác bảo vệ môi trường, ứng phó BĐKH tại địa phương.
  • Phân tích định tính: Khẳng định học sinh nhóm TN hứng thú hơn trong học tập, tích cực tham gia thảo luận nhóm, phát triển kỹ năng tư duy hệ thống và năng lực vận dụng kiến thức sinh học vào giải quyết các tình huống môi trường thực tế.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận

  • Hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về tích hợp và dạy học tích hợp; lý thuyết về chủ đề và dạy học theo chủ đề; vận dụng tiếp cận Sinh học hệ thống để xác lập cấu trúc 6 CĐTCS và 7 đặc trưng sống.
  • Đề xuất 5 nguyên tắc sư phạm mang tính định hướng cho việc tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học Sinh học phổ thông.
  • Xác lập luận điểm gắn kết GDMT với giáo dục BĐKH theo quan hệ nhân – quả trong khuôn khổ giáo dục vì sự phát triển bền vững.

Đóng góp về mặt thực tiễn

  • Cấu trúc hóa nội dung phần Sinh thái học (Sinh học 12) thành hệ thống chủ đề Sinh học các CĐTCS trên cơ thể (Quần thể, Quần xã/Hệ sinh thái, Sinh thái quyển) theo 7 đặc trưng sống.
  • Xác định hệ thống nội dung và bảng địa chỉ tích hợp GDMT và BĐKH cụ thể trong chương trình Sinh học 12.
  • Xây dựng quy trình sử dụng chủ đề tích hợp GDMT và BĐKH và thiết kế các kế hoạch bài dạy minh họa có tính ứng dụng thực tế.
  • Chứng minh bằng thực nghiệm sư phạm mối quan hệ logic giữa việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức môn học với sự chuyển biến tích cực về thái độ, hành vi bảo vệ môi trường và ứng phó BĐKH của học sinh.

Khuyến nghị và giải pháp đề xuất

  • Khuyến nghị các cơ sở giáo dục THPT áp dụng quy trình dạy học theo chủ đề tích hợp các CĐTCS trên cơ thể để thực hiện mục tiêu kép: nâng cao chất lượng môn Sinh học và giáo dục phát triển bền vững.
  • Tăng cường bồi dưỡng giáo viên về phương pháp tiếp cận Sinh học hệ thống và kỹ thuật thiết kế kế hoạch bài dạy tích hợp theo tinh thần đổi mới của Chương trình GDPT 2018.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án giới hạn phạm vi nghiên cứu thực nghiệm ở các CĐTCS trên cơ thể (Quần thể, Quần xã – Hệ sinh thái, Sinh quyển) thuộc phần Sinh thái học – sách giáo khoa Sinh học 12 THPT, chưa mở rộng thực nghiệm trên toàn bộ các CĐTCS dưới cơ thể (Phân tử, Tế bào) và cấp độ Cơ thể trong toàn bộ chương trình Sinh học phổ thông.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục nghiên cứu cấu trúc hóa và xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp GDMT và BĐKH ở các cấp độ tổ chức sống dưới cơ thể (Phân tử, Tế bào) và cấp độ Cơ thể thuộc các khối lớp khác (Sinh học 10, Sinh học 11) trong chương trình giáo dục phổ thông mới.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Nghiên cứu sinh, học viên cao học: Tham khảo khung lý thuyết về Sinh học hệ thống, phương pháp luận nghiên cứu dạy học tích hợp và kỹ thuật xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm bằng thống kê toán học.
    • Giảng viên các trường đại học sư phạm: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy học phần Phương pháp dạy học Sinh học và chuyên đề Dạy học tích hợp.
    • Giáo viên Sinh học THPT: Tham khảo các chủ đề bài dạy minh họa, ma trận địa chỉ tích hợp và quy trình tổ chức dạy học để triển khai kế hoạch bài dạy theo Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH.
    • Cán bộ quản lý giáo dục: Tham khảo định hướng cấu trúc hóa nội dung dạy học phát triển năng lực học sinh và tích hợp liên môn.
  • Nội dung có giá trị tham khảo cao: Ma trận địa chỉ tích hợp GDMT và BĐKH trong Sinh thái học 12; hệ thống 5 nguyên tắc tích hợp; quy trình thiết kế chủ đề tích hợp; bộ công cụ phiếu điều tra và đề kiểm tra đánh giá tri thức, thái độ, hành vi.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao luận án lựa chọn các cấp độ tổ chức sống trên cơ thể để tích hợp GDMT và BĐKH mà không chọn các cấp độ dưới cơ thể?
Trả lời: Theo luận án, chỉ ở các CĐTCS trên cơ thể (Quần thể, Quần xã/Hệ sinh thái, Sinh thái quyển) mới diễn ra các chu trình sinh địa hóa và sự chu chuyển của các dạng vật chất cơ bản (chất khoáng, $H_2O$, các chất khí $CO_2, N_2$). Các chu trình này gắn liền với các vòng tuần hoàn nhiệt và ẩm tạo ra vi khí hậu và khí hậu toàn cầu. Mọi biến đổi về môi trường và BĐKH tác động trực tiếp và rõ nét nhất đến cấu trúc và chức năng của các CĐTCS trên cơ thể, tạo ưu thế khai thác tri thức GDMT và BĐKH cho học sinh.

2. Luận án xác định những nguyên tắc nào khi tích hợp GDMT và BĐKH trong dạy học Sinh học phổ thông?
Trả lời: Tác giả xác lập 5 nguyên tắc: (1) Đảm bảo mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung và phương pháp GDMT và BĐKH với quá trình dạy học môn Sinh học; (2) Hiểu biết nguyên lý về môi trường và BĐKH trên phạm vi toàn cầu, nhưng hành động bảo vệ môi trường và ứng phó với BĐKH tại địa phương; (3) Không làm thay đổi tính đặc trưng của môn học, không biến tiết học thành bài GDMT và BĐKH; (4) Khai thác nội dung có chọn lọc, có tính hệ thống, không tràn lan; (5) Phát huy cao độ tính tích cực và năng lực của học sinh.

3. Khái niệm ứng phó với BĐKH được luận án định nghĩa và phân chia như thế nào?
Trả lời: Dựa trên báo cáo tổng hợp của IPCC (2001), luận án xác định: Ứng phó với BĐKH = Thích ứng + Giảm nhẹ. Trong đó, thích ứng là quá trình con người làm giảm tác động bất lợi của khí hậu và khai thác cơ hội thuận lợi (gồm giải pháp dự phòng, bảo vệ, tăng sức chống chịu); giảm nhẹ là việc giảm phát thải và tăng bể chứa khí nhà kính (kết hợp sử dụng bền vững, phát triển năng lượng sạch, bảo vệ rừng).

4. Hai tiêu chuẩn cơ bản nào được luận án sử dụng để xác định một cấp độ tổ chức sống theo tiếp cận Sinh học hệ thống?
Trả lời: Dựa trên nghiên cứu của Dương Tiến Sỹ (2006), luận án xác định 2 tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn 1: CĐTCS phải là hệ thống sống có cấu trúc và chức phận tương đối độc lập; Tiêu chuẩn 2: CĐTCS phải là hệ thống mở, có khả năng tự điều chỉnh và tiến hóa. Từ đó loại bỏ các tổ chức trung gian và phân chia sinh giới thành 6 cấp độ cơ bản.

5. Luận án đã sử dụng những công cụ và kỹ thuật thống kê nào để xử lý số liệu thực nghiệm sư phạm?
Trả lời: Luận án sử dụng phần mềm Microsoft Excel để phân tích các tham số thống kê đặc trưng mẫu (điểm trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn), lập bảng phân phối tần số, tần suất, tần suất hội tụ tiến của các bài kiểm tra trong thực nghiệm và bài kiểm tra độ bền kiến thức sau thực nghiệm; thực hiện kiểm định giả thuyết vô hiệu $H_0$ và phân tích phương sai (ANOVA).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Quyên đã giải quyết yêu cầu kết hợp giáo dục môi trường và giáo dục biến đổi khí hậu trong môn Sinh học THPT thông qua cách tiếp cận Sinh học hệ thống. Bằng việc cấu trúc hóa phần Sinh thái học lớp 12 thành hệ thống chủ đề các cấp độ tổ chức sống trên cơ thể theo 7 đặc trưng sống, tác giả đã đề xuất hệ thống 5 nguyên tắc, quy trình dạy học và các bài dạy thực nghiệm minh họa cụ thể. Kết quả thực nghiệm sư phạm được phân tích định lượng qua các công cụ thống kê toán học đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của đề tài trong việc đồng thời nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức môn học và thúc đẩy sự chuyển biến tích cực về tri thức, thái độ, hành vi bảo vệ môi trường của học sinh.