Sự phát triển kinh tế xã hội trong bối cảnh toàn cầu hóa đang đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động và với quá trình giáo dục, đào tạo nguồn nhân lực trẻ. Một trong những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ giáo dục mang tính hàn lâm, lí thuyết sang giáo dục chú trọng phát triển năng lực toàn diện cho người học. Phương pháp dạy học cần được thay đổi theo hướng tích cực hóa, tiếp cận dần với chuẩn quốc tế. Sự thay đổi được diễn ra ở tất cả các môn học, trong đó có môn Sinh học. Vì vậy, đổi mới phương pháp dạy học môn Sinh học là một yếu tố then chốt, quyết định chất lượng dạy học Sinh học trong nhà trường trung học phổ thông hiện nay.
1 PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài 1.1 Xuất phát từ mục tiêu đổi giáo dục phổ thông Sự phát triển kinh tế - xã hội bối cảnh tồn cầu hóa đặt yêu cầu người lao động với trình giáo dục, đào tạo nguồn nhân lực trẻ Một định hướng việc đổi giáo dục chuyển từ giáo dục mang tính hàn lâm, lí thuyết sang giáo dục trọng phát triển lực toàn diện cho người học Phương pháp dạy học cần thay đổi theo hướng tích cực hóa, tiếp cận dần với chuẩn quốc tế Sự thay đổi diễn tất môn học, có mơn Sinh học Vì vậy, đổi phương pháp dạy học môn Sinh học yếu tố then chốt, định chất lượng dạy học Sinh học nhà trường trung học phổ thông Theo Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể, mục tiêu phát triển giáo dục tổng quát nước ta “bảo đảm phát triển phẩm chất và năng lực người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại; hài hoà đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết vấn đề học tập và đời sống…” [5, tr 5] Trong bối cảnh thay đổi mục tiêu phát triển giáo dục tổng quát nhằm phát triển lực cho HS, để tiếp thu kiến thức cách toàn diện, cốt lõi, HS cần trực tiếp trải nghiệm, tìm hiểu vật tượng thơng qua tìm hiểu nguồn gốc phát sinh, trình sinh trưởng phát triển chúng qua thời gian, từ đó, rút quy luật phát triển từ trải nghiệm Khi hiểu quy luật phát triển tri thức, HS tự nghiên cứu, khám phá chất quy luật tự nhiên, đồng thời xem xét vật, tượng nhiều khía cạnh khác nhau, kể khía cạnh đối lập 1.2 Xuất phát từ thực trạng giáo dục nước ta Một cách tiếp cận hiệu quả, nhằm cung cấp kiến thức cách đầy đủ, có hệ thống, mang tính kế thừa, từ nâng cao lực tồn diện cho người học dạy học theo quan điểm TCLS Thay truyền đạt kiến thức chiều, thụ động từ người dạy sang người học, HS “đóng vai” nhà khoa học tự tái cách thức tìm quy luật phát triển vật, tượng công bố, tự phát điều kiện nghiệm ưu, khuyết điểm, hạn chế quy luật Qua đó, HS tiếp thu kiến thức cách chủ động toàn diện, hệ thống Vận dụng quan điểm TCLS dạy học giúp kích thích thích thú tìm tịi, sáng tạo tri thức khoa học mới, khám phá chất quy luật vận động tự nhiên người học Việc học xuất phát từ nhu cầu nội người học hiệu mang tính logic cao 1.3 Xuất phát từ đặc thù môn Sinh học Môn Sinh học với đặc thù môn khoa học thực nghiệm, kiến thức xây dựng dựa tượng quan sát kết thực nghiệm thông qua đề tài nghiên cứu khoa học gắn với thực tiễn, đó, người học cần thử nghiệm để kiểm nghiệm kiến thức học Do vậy, với đặc thù vậy, dạy – học môn Sinh học hiệu người học tìm hiểu kiến thức, quy luật theo tiếp cận lịch sử, tức “đóng vai” nhà khoa học, tái lại thí nghiệm, hướng dẫn người dạy, rút quy luật, định luật, công thức, đồng thời tự phát điểm mạnh, điểm hạn chế định luật quy luật, từ tìm hướng phát triển Có vậy, HS nắm vững kiến thức có phương pháp nghiên cứu để khám phá kiến thức Tri thức khoa học Sinh học cập nhật nhanh nhiều Do vậy, kiến thức Sinh học tổ chức theo quan điểm lịch sử giúp cho người học tiếp thu kiến thức cách đầy đủ, logic, có hệ thống Đồng thời, tiếp cận vấn đề từ nảy sinh, người học có nhìn toàn cảnh, nắm bắt luận điểm ưu, nhược quan điểm khoa học, từ hỗ trợ đắc lực cho hoạt động nghiên cứu khoa học mà người học tham gia 1.4 Xuất phát từ giá trị tiếp cận lịch sử phương pháp, cách thức, biện pháp dạy học phát triển lực toàn diện cho học sinh TCLS không giúp người học tiếp thu kiến thức cách logic, hệ thống; vận dụng quan điểm lịch sử để tổ chức dạy học Sinh học góp phần giúp người học phát triển tính sáng tạo, đồng thời nâng cao số lực chung lực giải vấn đề, lực chuyên biệt môn Sinh học lực nhận thức tri thức khoa học lực nghiên cứu khoa học sinh học thông qua khả tư phản biện người học Hiện nay, số lượng cơng trình tìm hiểu thay đổi, cải tiến phương pháp, hình thức dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học trung học phổ thông nhiều Tuy nhiên, nay, chưa có nhiều nghiên cứu việc áp dụng quan điểm lịch sử vào dạy học nói chung dạy học Sinh học cấp trung học phổ thơng nói riêng Vì vậy, đề tài chọn nghiên cứu: “Vận dụng tiếp cận lịch sử dạy học Sinh học cấp Trung học phổ thơng” có tính cấp thiết, có giá trị lí luận giá trị thực tiễn đổi dạy học theo hướng tiếp cận phát triển lực người học Mục đích nghiên cứu Xây dựng quy trình thiết kế chủ đề dạy học phần DTH theo quan điểm TCLS quy trình dạy học chủ đề nhằm hình thành phát triển NL TDPB cho HS, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức DTH Giới hạn nghiên cứu Nghiên cứu DTH có tính kế thừa, kiến thức DTH nhà khoa học phát minh, phát triển theo thời gian có tính chất lịch sử, phát minh sau bổ sung, hồn thiện cho phát minh trước Do vậy, luận án lựa chọn nghiên cứu vận dụng TCLS để tổ chức dạy học phần DTH, nhằm phát triển NL TDPB cho HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh học Đối tượng khách thể nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Quy trình thiết kế dạy học chủ đề DTH vận dụng TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS 4.2 Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học phần DTH trường THPT vận dụng TCLS Giả thuyết khoa học Nếu nội dung kiến thức phần DTH chương trình Sinh học phổ thơng xây dựng thành chủ đề dạy học theo hướng vận dụng TCLS đề xuất quy trình tổ chức dạy học chủ đề hình thành phát triển NL TDPB cho HS, góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức phần DTH Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận: nghiên cứu khái niệm (về TCLS, Dạy học vận dụng TCLS, Dạy học DTH vận dụng TCLS, NL TDPB), phương pháp vận dụng TCLS dạy học Sinh học nói chung dạy học phần DTH nói riêng - Nghiên cứu sở thực tiễn cho việc vận dụng TCLS vào dạy học Sinh học nói chung phần DTH nói riêng nhằm phát triển NL TDPB cho HS - Xác định nguyên tắc quy trình thiết kế chủ đề DTH theo TCLS - Xây dựng quy trình dạy học chủ đề DTH theo TCLS - Xác định cấu trúc NL TDPB biện pháp dạy học theo TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS - Xác định tiêu chí đánh giá NL TDPB HS dạy học theo TCLS - Tiến hành TNSP nhằm khẳng định, đánh giá giả thuyết khoa học nêu Phương pháp nghiên cứu Luận án nghiên cứu thông qua phương pháp nghiên cứu sau: 7.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Thu thập, phân tích, tổng hợp, khái quát tài liệu nghiên cứu (bài báo khoa học, sách, giáo trình,…) ngồi nước về: - Mục tiêu, nội dung, chuẩn kiến thức, kĩ năng, phân phối chương trình phần DTH thuộc chương trình mơn Sinh học THPT để làm sở xác định chủ đề dạy học vận dụng TCLS - TCLS, dạy học theo TCLS nói chung dạy học theo TCLS phần DTH nói riêng để xây dựng sở lí luận cho việc vận dụng TCLS dạy học DTH theo hướng TCLS - NL TDPB, biện pháp phát triển NL TDPB, đặc biệt phát triển NL TDPB thông qua dạy học theo TCLS - Các tài liệu kiểm tra, đánh giá lực HS để thiết kế công cụ đánh giá NL TDPB mức độ lĩnh hội kiến thức DTH HS 7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra giáo dục phương pháp nghiên cứu xã hội học, khảo sát số lượng mẫu lớn đối tượng nghiên cứu nhiều khu vực, vào nhiều thời điểm, nhằm thu thập rộng rãi số liệu, tượng, quan điểm,… để từ phát vấn đề cần giải (xác định tính phổ biến, nguyên nhân, giải pháp) Trong luận án này, thực điều tra thông qua phiếu khảo sát để đánh giá được: 1) mức độ hứng thú HS GV việc dạy học phần DTH; 2) thực trạng mức độ hứng thú, quan tâm HS GV biện pháp dạy học phần DTH theo TCLS, qua phát triển NL TDPB; 3) mức độ NL TDPB HS Chúng xây dựng phiếu khảo sát thực điều tra 510 HS 45 GV dạy môn Sinh học trường THPT 7.3 Phương pháp tham vấn chuyên gia Tham vấn chuyên gia nhà nghiên cứu lí luận phương pháp dạy học Sinh học, cụ thể phần DTH, GV có nhiều kinh nghiệm giảng dạy Sinh học Những nội dung cần trao đổi, xin ý kiến là: - Nguyên tắc quy trình thiết kế chủ đề DTH theo TCLS; - Quy trình tổ chức dạy học chủ đề DTH theo TCLS nhằm phát triển NL TDPB cho HS dạy học phần DTH cấp THPT - Hệ thống chủ đề DTH theo TCLS để đưa vào giảng dạy phần DTH - Hệ thống tiêu chí, cơng cụ để phát triển đánh giá NL TDPB HS dựa cấu trúc NL TDPB Việc thu thập ý kiến chuyên gia thực phương pháp vấn trực tiếp phân tích, nghiên cứu, làm để điều chỉnh, bổ sung, chuẩn hoá cho nội dung luận án 7.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Đề tài luận án tiến hành triển khai thử nghiệm năm học 2020 – 2021 trường THPT Khoa học Giáo dục TNSP thức năm học 2021- 2022 03 trường THPT gồm: trường THPT Trần Hưng Đạo (Hà Nội), trường THPT Khoa học Giáo dục (Hà Nội), trường THPT chuyên Hoàng Văn Thụ (Hoà Bình) - Phương án thực nghiệm thiết kế để đánh giá tiến NL TDPB kiến thức DTH đối tượng giáo dục nhằm kiểm định giả thuyết khoa học 7.5 Phương pháp xử lý số liệu thống kê toán học Các số liệu điều tra đánh giá định lượng phần mềm SPSS 23.0 Áp dụng phương pháp thống kê toán học nghiên cứu khoa học giáo dục để phân tích kết TNSP nhằm xác định tham số thống kê có liên quan để rút nhận xét, kết luận Đóng góp luận án - Nghiên cứu xây dựng sở lí luận sở thực tiễn việc vận dụng TCLS dạy học Sinh học, đặc biệt dạy học phần DTH - Nghiên cứu xây dựng sở lí luận sở thực tiễn NL TDPB, vận dụng TCLS dạy học nhằm phát triển NL TDPB cho HS - Xác định nguyên tắc quy trình thiết kế chủ đề DTH vận dụng TCLS - Hệ thống chủ đề phần DTH theo TCLS xây dựng để dạy học phần DTH - Đề xuất quy trình sử dụng chủ đề dạy học phần DTH vận dụng TCLS để phát triển NL TDPB cho HS - Xác định cấu trúc lực NL TDPB biện pháp rèn luyện NL TDPB, công cụ đánh giá NL TDPB cho HS thông qua dạy học vận dụng TCLS Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, đề nghị, tài liệu tham khảo phụ lục, luận án trình bày thành chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề lí luận thực tiễn liên quan đến đề tài Chương 2: Vận dụng tiếp cận lịch sử dạy học phần Di truyền học trường THPT nhằm phát triển lực tư phản biện cho học sinh Chương 3: Thực nghiệm sư phạm CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu Việt Nam giới có liên quan đến đề tài 1.1.1 Về tiếp cận lịch sử dạy học 1.1.1.1 Trên giới Nhiều cơng trình nghiên cứu vận dụng TCLS giảng dạy mơn khoa học tự nhiên lĩnh vực Hóa, Lí,… Thay đơn giản tiếp nhận kiến thức khoa học “khô cứng” SGK, đối tượng thực nghiệm mở rộng phạm vi tìm hiểu trình phát minh, bối cảnh phát minh, thành tựu nghiên cứu từ lĩnh vực khác hỗ trợ việc tìm hiểu đối tượng kiến thức học,…; mơ lại thí nghiệm tiến hành nhà khoa học trước Các cơng trình nghiên cứu cho thấy HS tìm hiểu kiến thức khoa học tiến trình phát minh tái thí nghiệm lịch sử giúp phần nâng cao khả tiếp thu kiến thức khoa học cho HS, qua HS biết phải trải qua trình gian khổ khám phá phát minh khoa học, thái độ HS môn khoa học cải thiện Tác giả Rachel Mamlok-Naaman phát triển mơ hình “Science: An Ever Developing Entity” [69], [70], có kết hợp kiến thức khoa học, cơng nghệ, chí kiến thức xã hội để giải thích “cấu trúc vật chất” (structure of matter) Mơ hình khảo sát phát triển nhận thức người cấu trúc vật chất, tập trung chủ yếu vào câu hỏi “tại sao” “như nào”, câu hỏi “bao nhiêu” Trong mơ hình học tập này, tác giả hạn chế giới thiệu cơng thức tốn học mà thay vào kiến thức lịch sử, kiến thức xã hội kiến thức khác có liên quan tới chủ đề “cấu trúc vật chất” Các HS đồng ý sau trải nghiệm với cách thức dạy học có tích hợp kiến thức lịch sử, em bắt đầu tìm hiểu thơng tin khoa học sách báo, tạp chí hay chương trình truyền hình Các em xây dựng cách nhìn nhận tồn diện, thực tế, cụ thể khoa học, có hứng thú tích cực việc tìm hiểu khoa học tự nhiên Kết tương tự ghi nhận Fouad Abd-El-Khalick [35] thực số hoạt động nhằm giúp HS trung học sở tìm hiểu khoa học tự nhiên, cụ thể thuyết nguyên tử dựa việc tái thí nghiệm “hộp đen” Rutherford Phân tích liệu cho thấy hoạt động hiệu việc giúp người học có cách nhìn nhận tổng quát khoa học tự nhiên, bao gồm kiến thức thực nghiệm, kiến thức dựa suy luận kiến thức mang tính sáng tạo Các nhà khoa học sử dụng kiến thức thu từ thí nghiệm quan sát, trí tưởng tượng sáng tạo họ quan trọng việc xử lí số liệu rút kết luận mang tính tảng từ số liệu Tác giả Irwin [64] thử nghiệm vận dụng TCLS vào dạy học khoa học, cụ thể tìm hiểu cầu tạo nguyên tử quy luật tuần hồn hố học ngun tử ngun tố Tác giả giúp HS tìm hiểu thuyết nguyên tử cách tích hợp kiến thức lịch sử thuyết từ thời Hy Lạp cổ phát minh đại Mặc dù kết thu khả tiếp thu kiến thức nhóm HS thực nghiệm nhóm HS đối chứng khơng có nhiều chênh lệch (mâu thuẫn với kì vọng tác giả tăng cường lực nhận thức HS), kết chứng tỏ tích hợp kiến thức khơng nằm khung chương trình khơng làm giảm khả nhận thức kiến thức khoa học người học Đồng thời, HS thể thái độ tôn trọng, biết ơn nhà khoa học trước trình xây dựng nên nhận thức người cấu trúc vật chất Bên cạnh đó, nghiên cứu cho thấy tính hiệu việc làm giảm bớt chủ nghĩa thực đà đa số học sinh Các phát minh khơng phải ln ln xác mà nghiệm số điều kiện/bối cảnh đinh Sự “không chắn” kiến thức khoa học không gây cản trở mà cịn trợ giúp cho phát triển trí tưởng tượng, sụ sáng tạo, phát ý tưởng mới, kích thích người học hình thành lập luận chứng minh lập luận với sở khoa học Với môn Sinh học, tác giả Phillip Eichman [47] áp dụng TCLS để dạy kiến thức tế bào, cụ thể q trình khám phá mơ hình màng tế bào, ghi nhận số thay đổi tích cực thái độ học tập HS HS đưa câu hỏi mang tính nghi vấn “Liệu mơ hình màng tế bào mà sử dụng có thực đúng, thay đổi tương lai hay không?” Với phần DTH, SGK tiếng “Sciences as a Way of Knowing”, tác giả John A Moore [75] tích hợp cấu trúc kiến thức Sinh học theo đường TCLS, đặc biệt kiến thức DTH Tiến hoá Tác giả phân chia kiến thức thành phần theo mức độ nhận thức: Hiểu biết sơ tự nhiên (Understanding Nature), Sự phát triển ý tưởng Tiến hoá (The Growth of Evolutionary Thought), DTH cổ điển (Classical Genetics), Bí ẩn phát triển (The Enigma of Development) Trong đó, TCLS thể rõ phần DTH cổ điển (Classcal Genetics) Các kiến thức DTH xếp theo logic khám phá xuyên suốt gene thời kỳ khác theo thời kì phát triển DTH, từ Thuyết mầm (Panagenesis) đến khám phá Học thuyết tế bào, có trình xảy với NST chu kì tế bào; Học thuyết di truyền Mendel; DTH Tế bào học năm 1900 – 1910; Các Học thuyết di truyền Morgan; Cấu trúc chức gene Năm 2007, Gericke Hagberg [57] coi gene khái niệm cốt lõi mà từ đó, khái niệm khác lĩnh vực DTH phát triển thêm Các tác giả đã thiết kế năm mơ hình gene, dựa nghiên cứu chức gene Năm mơ hình gene là: mơ hình Mendel (Mendelian model), mơ hình DTH cổ điển (Classical model), mơ hình Hố sinh – Cổ điển (Biochemical-Classical model), mơ hình Tân cổ điển (Neoclassical model) mơ hình Hiện đại (Modern model) Sự khác giống mơ hình làm rõ [57] Sau đó, mơ hình gene nghiên cứu sâu cập nhật với hai thành tựu Dự án Giải mã gene người (Human Genome Sequencing Project- HPG) dự án ENCylopedia Of DNA Elements (ENCODE Project) - tiếp tục tiến hành [84] Năm 2010, Lin cộng [66], [67], nghiên cứu TCLS thiết kế mơ hình Historical Episodes Map (HEM), nhằm mục đích cung cấp nhìn đầy đủ phát triển thuyết DTH cổ điển với 20 chương, dựa bốn mạch theo tiến trình nghiên cứu DTH, bao gồm mạch Di truyền (Genetic line), mạch Sinh sản (Reproductive line), mạch Tế bào (Cytology line), mạch Công nghệ (Technology line) So sánh kết kiểm tra đánh giá trước thực nghiệm kiểm tra cuối 10 cùng, nhóm đối chứng cho thấy tăng lên rõ ràng điểm số trung bình trước sau thí nghiệm so với nhóm đối chứng, chứng tỏ có cải thiện hiệu lực nhận thức khoa học Bên cạnh đó, kết cho thấy mơ hình HEM HS có thái độ tích cực việc học môn khoa học tự nhiên Tuy nhiên, có nhiều ưu điểm trình bày dạy học theo quan điểm TCLS chưa áp dụng rộng rãi hạn chế khách quan lẫn chủ quan thời gian học tập khối lượng kiến thức truyền tải Trong trình giảng dạy nay, thời lượng dạy học khơng đủ để tích hợp nhiều thơng tin kiến thức hoạt động thí nghiệm [66], [67], [90] Đồng thời, mặt chủ quan, quan điểm dạy học theo TCLS, yêu cầu người dạy cao Người dạy vừa phải chắn tri thức khoa học cần truyền đạt, vừa phải có kiến thức tồn diện thơng tin bối cảnh, q trình phát minh vừa phải thiết kế hoạt động học tập để người học “tái hiện” lại nhà khoa học trước tiến hành nhiều Điều quan trọng GV chưa có nhiều kinh nghiệm, lực dạy học theo TCLS, quan tâm GV dạy học theo TCLS chưa nhiều [64] Tóm lại, nhiều nhà khoa học giới nghiên cứu đề xuất nhiều cách thức, thử nghiệm nhiều mơ hình vận dụng TCLS vào dạy học cho thấy kết khả quan việc nâng cao khả tiếp thu tri thức khoa học người học Đồng thời, khảo sát thái độ HS việc tích hợp kiến thức lịch sử q trình dạy học mơn khoa học tự nhiên, hầu hết HS khẳng định hứng thú, tích cực chủ động học tập, tiếp thu thức tư duy, suy nghĩ để đưa kết luận nhà khoa học trước, ln có tâm nghi ngờ, tạo nghi vấn khoa học, lập luận tư để giải nghi vấn này, từ dự đốn hướng phát triển TCLS giúp thu hẹp khoảng cách khoa học đời sống, giúp HS thấy phát minh, định luật, định lí “khơ khan” trở nên gần gũi, “đời thường” Thông qua tìm hiểu đời phát minh, HS thấu hiểu, trân trọng nỗ lực cố gắng nhà khoa học, từ có thái độ tơn trọng nghiêm túc việc tìm hiểu tri thức khoa học