Bài viết đề cập đến sự đổi mới giảng dạy thực hành trong chương trình đào tạo giáo viên sinh học tại đại học Sài Gòn. Ngoài việc tiếp cận với các phương pháp dạy học tích hợp, chúng tôi còn hướng tới trang bị cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng dạy các bài học thực hành để đáp ứng sự đổi mới giáo dục trong tương lai gần.
BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ NÂNG CAO TẦM QUAN TRỌNG CỦA THỰC HÀNH TRONG CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN SINH HỌC TẠI ĐẠI HỌC SÀI GÒN LÊ MINH ĐỨC *, NGUYỄN ĐỨC HƯNG **, NGUYỄN VĂN DUY Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Sài Gòn * Email: leminhduc2000@gmail.com ** Email: duchung@sgu.edu.vn Tóm tắt: Bài viết đề cập đến đổi giảng dạy thực hành chương trình đào tạo giáo viên sinh học đại học Sài Gịn Ngồi việc tiếp cận với phương pháp dạy học tích hợp, chúng tơi cịn hướng tới trang bị cho sinh viên kiến thức kỹ dạy học thực hành để đáp ứng đổi giáo dục tương lai gần Từ khóa: Giáo viên sinh học, giảng dạy sinh học, thực hành thí nghiệm, chương trình đào tạo MỞ ĐẦU 1.1 Vai trò giảng dạy Sinh học thời kỳ Sinh học ngành khoa học thực nghiệm Các thí nghiệm thực hành thí nghiệm nghiên cứu có chất lượng cao, phù hợp với chương trình giảng dạy chìa khóa để tăng cường khả học tập, minh họa củng cố lý thuyết sinh học cho học sinh bậc trung học Những năm gần đây, phát triển lớn mạnh không lĩnh vực kiến thức sinh học mà lĩnh vực đào tạo giáo viên dạy sinh học, dẫn tới cách mạng việc đào tạo sinh viên sư phạm sinh học Điều thúc đẩy lo ngại khả thích ứng với đổi chương trình dạy học mơn sinh học [1] Ngồi kỹ sư phạm, giáo viên sinh học thời đại cần phải có khả giúp học sinh thảo luận đạo đức sinh học tác động xã hội sinh học, điều gây tranh cãi [2] Đặc biệt, với phát triển nhanh chóng lĩnh vực cơng nghệ sinh học, sinh viên sư phạm sinh học cần xây dựng kỹ đặt câu hỏi xây dựng vấn đề công nghệ sinh học; có tay nghề cao việc thực thí nghiệm; có kỹ việc thu thập thơng tin liên quan từ nhiều nguồn khác nhau; kỹ xử lý, phân tích diễn giải liệu [3] Điều cho thấy việc tăng cường tổ chức thực hành thí nghiệm chương trình đào tạo giáo viên sinh học cần phải thay đổi để đáp ứng với yêu cầu đổi giáo dục [4] Các hoạt động thực hành thí nghiệm sinh học khơng động lực học tập thú vị mà giúp học sinh áp dụng mở rộng hiểu biết sinh học tình thực tế, ngồi kích thích quan tâm trì niềm đam mê lâu dài với khoa học tự nhiên 1.2 Những khó khăn giảng dạy thực hành thí nghiệm sinh học bậc phổ thơng Một khó khăn thực tế khách quan mà hầu hết giáo viên sinh học dạy thực hành gặp phải phân phối không hiệu thời lượng tiết học, thiếu công nhận cách công quản lý dạy thực hành thí nghiệm người giáo viên tăng cường thực hành giáo viên không tham gia dạy thực hành Tuy nhiên, nhận thức chủ quan 113 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ vai trò thực hành cần phải nghiên cứu bổ sung chương trình đào tạo giáo viên sinh học [5] Sinh viên sư phạm sinh học đào tạo thực hành khơng gian phịng thí nghiệm chuyên dụng trường đại học vốn thiết kế tốt phù hợp, nên việc thực hoạt động thực hành khơng gặp nhiều khó khăn bậc đại học Tuy nhiên, trở thành giáo viên sinh học bậc phổ thông, họ phải tiếp cận với hệ thống phịng thí nghiệm cụ thể địa phương, chênh lệch phương tiện, thiết bị, hóa chất vấn đề quan trọng Việc thiếu thiết bị, hóa chất vật liệu phịng thí nghiệm yếu tố xác nhận kìm hãm việc tiến hành hoạt động thực hành theo yêu cầu chương trình dạy học Việt Nam [6] giới [7] Trong thực tế, việc thiết kế thực hành thí nghiệm đào tạo giáo viên sinh học không thực thực học thực hành chưa phù hợp với kỳ vọng chương trình dạy học, yếu tố đề cập số nghiên cứu nước [8] 1.3 Giới thiệu ngành sư phạm Sinh học – Đại học Sài Gòn Trường đại học Sài Gòn trường đại học đa ngành, mạnh việc đào tạo giáo viên phổ thông khoa học tự nhiên xã hội Trong tiến trình thúc đẩy đổi giáo dục phát triển nghề nghiệp, Nhà trường cam kết thúc đẩy đổi giảng dạy sinh học xây dựng chương trình đào tạo giai đoạn 2016-2020 với định hướng đẩy mạnh vai trị thực hành nghiệm, khuyến khích niềm đam mê nghiên cứu sinh học sinh viên Với mong muốn đào tạo lực lượng giáo viên phổ thông vừa giỏi lý thuyết, đồng thời có khả tổ chức tốt hoạt động thực hành bậc trung học, Ban lãnh đạo Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên Nhà trường quan tâm, trọng vấn đề nâng cao chất lượng giảng dạy thực hành nhằm mục đích đào tạo đội ngũ giáo viên sinh học có kỹ sư phạm, kỹ thực hành thí nghiệm tốt Với mong muốn đó, chúng tơi giới thiệu số định hướng chương trình đào tạo Thơng qua việc giới thiệu định hướng này, chúng tơi phân tích cần thiết phải đổi giảng dạy thực hành thí nghiệm cấp phổ thông, giúp giáo viên chủ động thích ứng q trình chuyển tiếp việc học thực hành thí nghiệm bậc đại học với việc tổ chức dạy thực hành thí nghiệm bậc phổ thơng Qua đó, định hướng việc quản lý hoạt động dạy học môn sinh học công tác tổ chức, phân công nhiệm vụ, đầu tư hợp lý phịng thí nghiệm trường trung học NỘI DUNG Một số chỉnh lý đào tạo nhằm hướng tới hình thành cho sinh viên nhận thức vai trị thực hành thí nghiệm sinh học công tác giảng dạy môn sinh học bậc trung học phổ thông khoa học tự nhiên bậc trung học sở nhằm đáp ứng yêu cầu chương trình giáo dục 2.1 Xây dựng định hướng tầm quan trọng thực hành sinh học bối cảnh đổi chương trình giáo dục phổ thông 2.1.1 Định hướng nhận thức tầm quan trọng thực hành giảng dạy khoa học tự nhiên Ở lứa tuổi học sinh trung học, hoạt động thực hành yếu tố quan trọng để lôi tham gia nhiệt tình truyền cảm hứng, từ kích thích quan tâm lâu dài đến khoa học tự nhiên Định hướng tầm quan trọng giảng dạy khoa học tự nhiên xem kiến thức niềm tin giáo viên mục đích mục tiêu giảng dạy khoa học tự nhiên Các đề cương mơn học sinh học, hóa học vật lý trường trung học sở trung học phổ thông so sánh với để thống mục tiêu giảng dạy khoa học tự nhiên 114 BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ Mặc dù tất đề cương xây dựng theo khuôn khổ, khác biệt lớn môn liên quan đến thực hành thí nghiệm điều tất yếu Các thực hành thí nghiệm thực hành hóa học vật lý thường trọng để chứng minh đánh giá phương pháp nghiên cứu bản, thí nghiệm sinh học lại trọng đến xây dựng cố khái niệm sinh học [9] Để thống tầm quan thực hành giảng dạy khoa học tự nhiên nói chung, số yêu cầu định hướng xác định sau: - Kích thích sáng tạo, tị mị tư phê phán người học khoa học tự nhiên - Khai thác minh họa khái niệm, kiến thức trình sinh học - Khuyến khích tham gia sinh viên với phương pháp khoa học giải vấn đề - Nâng cao khả làm việc nhóm, cộng tác thành viên nhóm thực hành - Cung cấp hội thu thập phân tích liệu áp dụng kỹ toán học, đặc biệt xác suất thống kê 2.1.2 Các biện pháp định hướng nhận thức tầm quan trọng thực hành giảng dạy sinh học Trong sinh học, việc hiểu rõ cấp độ tổ chức sống từ cấp độ phân tử đến tế bào đến khu hệ sinh học, vấn đề quan trọng then chốt cấp độ tổ chức tương tác sinh vật với điều kiện môi trường ln biến đổi Sự tiến hóa sống ln có liên quan đến nghiên cứu thực tế vật chất sống trình sinh học, đòi hỏi giảng dạy thực hành cụ thể toán học, thống kê thu thập mẫu vật, kỹ làm tiêu mẫu vật cần xây dựng Để thống tầm quan trọng thực hành giảng dạy sinh học, số yêu cầu định hướng xác định sau: - Minh họa tính đa dạng tính thống giới sống - Tăng cường hiểu biết cách thu nhận thông tin từ hệ thống sống - Hình thành kinh nghiệm phân tích đánh giá liệu thực hành sinh học - Tăng cường thảo luận vấn đề đạo đức sinh học - Cung cấp cho sinh viên kỹ để giải thách thức mang tính tồn cầu 2.1.3 Định hướng nhận thức tầm quan trọng hỗ trợ chuyên nghiệp cho giáo viên sinh học Trợ lý phịng thí nghiệm người đóng góp quan trọng việc thực hoạt động thực hành Như vậy, họ cần đào tạo, phải có lực, tự tin để phản ứng tích cực với vấn đề nằm ngồi dự kiến phải làm việc với vật liệu hay trình sinh học Để hỗ trợ cho giáo viên việc giảng dạy thực hành sinh học đạt chất lượng cao, số yêu cầu định hướng xác định sau: - Xây dựng quan hệ đối tác giáo viên sinh học giáo viên toán học để hỗ trợ giảng dạy toán học phù hợp cho việc dạy thực hành sinh học - Giáo viên, nhân viên hỗ trợ kỹ thuật sinh viên có quyền tiếp cận phương thức hướng dẫn thực nghiệm để thực kỹ thuật theo yêu cầu chuyên môn - Nhân viên hỗ trợ kỹ thuật phải hướng dẫn rõ ràng sức khỏe an tồn phịng thí nghiệm kể quyền tiếp cận tài nguyên liên kết khác giảng dạy thực hành thí nghiệm giáo viên 115 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ 2.1.4 Các biện pháp cần cải thiện chuyển tiếp môi trường thực hành thí nghiệm sinh học bậc đại học bậc phổ thông - Giảng viên phụ trách môn thực hành chuyên ngành cần tiếp cận giảng dạy theo định hướng đào tạo giáo viên phù hợp với mơi trường, điều kiện, chương trình nhà trường phổ thông,nhằm rút ngắn khoảng cách đào tạo trường đại học với thực tiễn giảng dạy phổ thông - Ý kiến giáo viên chiến lược giảng dạy thực hành phịng thí nghiệm đóng vai trị quan trọng việc xác định chất thực hành - Sự lựa chọn giáo viên dạy thực hành cần thông báo, giám sát cán quản lý chuyên môn - Các thiết bị giảng dạy thực hành, phần mềm chuyên dụng, công tác đào tạo hỗ trợ kỹ thuật phù hợp cần đề xuất, mua sắm - Trợ lý phịng thí nghiệm thiết bị phù hợp với quy mô lớp học điều giáo viên tham gia dạy thực hành cần phải hiểu đề xuất với ban giám hiệu nhằm đưa yêu cầu 2.2 Ví dụ minh họa hoạt động thực hành thí nghiệm sinh học đại học Sài Gòn đổi đào tạo giáo viên Sinh học 2.2.1 Mục tiêu thí nghiệm - Sinh viên thiết kế thí nghiệm chứng minh vai trị áp suất thẩm thấu tế bào vi tảo - Thực thành cơng thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ muối đến thẩm thấu tảo Nitzchia sp - Xử lý, phân tích kết thí nghiệm phần mềm SPSS - Dự kiến, xử lý hiệu tình xảy thực thí nghiệm - Thiết kế thí nghiệm giảng dạy kiến thức ảnh hưởng áp suất thẩm thấu đến sinh vật trường phổ thông đối tượng khác 2.2.2 Nội dung thí nghiệm Tổ chức thực hành tìm hiểu vai trị áp suất thẩm thấu sinh vật sống Trong hoạt động thực hành này, chuẩn bị loại vi tảo đơn bào (diatom, tảo lục…) mơi trường có độ mặn khác Đặt tế bào vi tảo vào môi trường có độ mặn khác nhau, quan sát ảnh hưởng thẩm thấu, tế bào bị vỡ màng sinh chất, nội chất tràn khỏi tế bào sống Thực quan sát định tính, tính trung bình số tế bào bị vỡ nội chất, phân tích thống kê 2.2.3 Thiết bị, hóa chất, mẫu vật Hình Kính hiển vi có kết nối với camera hình để quan sát thẩm thấu vi tảo Nitzchia sp 116 BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ - Thiết bị: Máy đo độ mặn (khúc xạ kế); kính hiển vi quang học Nikon có camera hình (Hình 1); buồng đếm Neubauer cải tiến - Hóa chất: Dung dịch nước biển nhân tạo với nồng độ 2,5‰; 5‰; 10‰; 15‰ - Mẫu vật: Vi tảo Nitzchia sp nuôi môi trường nước biển nhân tạo có độ mặn 22‰ 2.2.4 Tiến trình tổ chức thí nghiệm Khi tiến hành giảng dạy, giảng viên cần định hướng trước cho sinh viên cách thức tổ chức thí nghiệm, lựa chọn biến, cỡ mẫu, thiết kế nghiệm thức, cách thức quan sát, ghi nhận, xử lý số liệu thống kê phần mềm chuyên dụng Sinh viên cần trang bị kỹ dự kiến xử lý tình phát sinh tiến hành giảng dạy thí nghiệm trường phổ thông Bước 1: Sinh viên cần trả lời câu hỏi trước tiến hành thí nghiệm: - Để tổ chức thí nghiệm quan sát tượng thẩm thấu tảo silic sống môi trường tự nhiên có độ mặn 22‰, cần chuẩn bị mẫu vật, thiết bị, hóa chất nào? - Hãy dự kiến cách thức bố trí thí nghiệm, nghiệm thức, kết thí nghiệm? - Trình bày cách quan sát, ghi nhận phân tích kết quả, xử lý số liệu thí nghiệm - Bạn dự kiến đối tượng, cách thức tổ chức, tiến hành thí nghiệm để giảng dạy kiến thức tượng thẩm thấu trường phổ thơng Bước 2: Sinh viên tiến hành thí nghiệm theo nhóm (2-3 người) thực cá nhân - Các bước tiến hành: Dùng pipette hút dịch tảo đặt dung dịch có độ mặn khác nhau; lắc dung dịch, hút mẫu tảo nhỏ lên buồng đếm Neubauer cải tiến Germany, đậy lamen, quan sát ngẫu nhiên 50 tế bào kính hiển vi; ghi nhận số lượng tế vi tảo có tượng bị vỡ màng sinh chất - Gợi ý quan sát: Tế bào trạng thái bình thường: khơng bào nhỏ khó quan sát, nội chất màu vàng tươi Tế bào trạng thái bị vỡ áp suất thẩm thấu: nhìn thấy rõ khơng bào, phần nội chất bị tràn ngồi tế bào, phần nội chất cịn lại tế bào có màu vàng đậm (Hình 2) (a) (b) Hình Tế bào tảo Nitzchia sp trạng thái bình thường (a) có tượng bị vỡ màng sinh chất (b) quan sát độ phóng đại 400X 117 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ - Ghi nhận kết quan sát theo Bảng 1: Bảng Ghi nhận kết quan sát tượng vỡ màng sinh chất tảo Nitzchia sp.trong môi trường có độ mặn khác Độ mặn ( ‰) Số lần lặp lại Lần Số tế bào bị vỡ /50 tế bào quan sát Lần Lần Trung bình 15 10 2,5 6 26 37 27 37 7 26 37 6,33a ± 0,58 6,67a ±0,58 26,33b ± 0,58 37,00c ± 00 - Hướng dẫn sinh viên cách thức nhập xử lý số liệu, phân tích thống kê kết phần mềm SPSS Bảng Bảng Mô tả số liệu phân tích từ phần mềm xử lý thông kê SPSS N 95% Confidence Interval for Mean Std Std Error Deviation Lower Bound Upper Bound Mean Min Max 6.3333 57735 33333 4.8991 7.7676 6.00 7.00 6.6667 57735 33333 5.2324 8.1009 6.00 7.00 3 26.3333 57735 33333 24.8991 27.7676 26.00 27.00 37.0000 00000 00000 37.0000 37.0000 37.00 37.00 Total 12 19.0833 13.72760 3.96282 10.3612 27.8054 6.00 37.00 - Hướng dẫn phân tích phương sai chiều ANOVA, phép kiểm định Duncan để so sánh khác biệt giá trị trung bình, nghiệm thức có số lần lặp lại Bảng điền kết phân hạng vào Bảng Bảng Kết trắc nghiệm phân hạng Duncan Duncan a Subset for alpha = 0.05 [C] N 15‰ 6.3333 10‰ 6.6667 5‰ 2.5‰ 3 26.3333 37.0000 Sig .438 1.000 1.000 Các giá trị trung bình có ký hiệu chữ theo sau khác biệt khơng ý nghĩa mức α = 0.05 Dựa vào bảng phân hạng Duncan đánh giá khác biệt giá trị trung bình, thể bảng kết báo cáo ký hiệu chữ a, b, c Bảng Với việc xử lý kết thống kê, kết luận nồng độ muối thấp 10‰, trung bình số tế bào bị vỡ màng sinh chất có khác biệt so với nồng độ 15‰ (ở mức ý nghĩa α = 0.05) 118 BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ KẾT LUẬN Một số định hướng nhận thức vai trò giảng dạy thực hành khoa học tự nhiên sinh học thực chương trình đào tạo ngành Sư phạm sinh học trường đại học Sài Gòn giai đoạn 2016-2020 Những thay đổi có tiềm để đáp ứng cho thay đổi chương trình giáo dục tương lai gần Để thích ứng với xu hướng nâng cao chất lượng đào tạo, việc tiếp cận phương pháp dạy học tích hợp, chúng tơi cịn hướng tới trang bị cho sinh viên kiến thức kỹ giảng dạy học thực hành Sinh học thông qua việc xây chương trình đào tạo theo định hướng cụ thể tầm quan trọng thực hành sinh học bậc phổ thông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] W B Wood (2009) Innovations in teaching undergraduate biology and why we need them Annu Rev Cell Dev Biol., 25, 93–112 M J Reiss (2006) Teacher Education and the New Biology, Teach Educ., 17, 2, 121–131 M S Hayat and N Y Rustaman (2017) How is the Inquiry Skills of Biology Preservice Teachers in Biotechnology Lecture?, J Phys Conf Ser., 895, 1, 012135 P V Ngọt (2017) Phát triển lực thực hành thí nghiệm mục tiêu quan trọng đào tạo giáo viên khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm TP.HCM Hội thảo khoa học Phát triển lực thực hành thí nghiệm dạy học Sinh học, TP HCM K Subramaniam (2014) 'Student teachers’ conceptions of teaching biology, J Biol Educ., 48, 2, 91–97 P Đ Văn (2017) Thực trạng biện pháp nâng cao hiệu thực hành thí nghiệm dạy học Sinh học trường THPT khu vực Đồng sông Cửu Long, Hội thảo khoa học Phát triển lực thực hành thí nghiệm dạy học Sinh học, TP HCM, 2017 D Cheung (2008) Facilitating Chemistry Teachers to Implement Inquiry-based Laboratory Work, Int J Sci Math Educ., 6, 1, 107–130 E C Mwangu and L Sibanda (2017) Teaching Biology Practical Lessons in Secondary Schools: A Case Study of Five Mzilikazi District Secondary Schools in Bulawayo Metropolitan Province, Zimbabwe,” Acad J Interdiscip Stud., 6, 3, 47–55 [9] A Šorgo and A Špernjak (2012) Practical Work in Biology, Chemistry and Physics at Lower Secondary and General Upper Secondary Schools in Slovenia,” Eurasia J Math Sci Technol Educ., 8, 1, 11–19 Title: ENHANCING THE IMPORTANCE OF PRACTICAL WORK IN THE BIOLOGY TEACHER CURRICULUM AT SAIGON UNIVERSITY Abstract: This article mentions the innovation of practical works teaching in the biology teacher curriculum at the Saigon University In addition to accessing integrated teaching methods, we also aim to equip our students with the knowledge and skills to teach the lessons of practical works that could respond to the educational reform in the near future Keywords: Biology teacher, biology teaching, practical works, curriculum 119 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ vai trò thực hành cần phải nghiên cứu bổ sung chương trình đào tạo giáo viên sinh học [5] Sinh viên sư phạm sinh học đào tạo thực hành khơng gian... ngành sư phạm Sinh học – Đại học Sài Gòn Trường đại học Sài Gòn trường đại học đa ngành, mạnh việc đào tạo giáo viên phổ thông khoa học tự nhiên xã hội Trong tiến trình thúc đẩy đổi giáo dục phát... hướng tầm quan trọng thực hành sinh học bối cảnh đổi chương trình giáo dục phổ thơng 2.1.1 Định hướng nhận thức tầm quan trọng thực hành giảng dạy khoa học tự nhiên Ở lứa tuổi học sinh trung học,