(Luận án) THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN THEO TIẾP CẬN PISA CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ

Nghị quyết số 29NQTW ngày 04112013 Hội nghị Trung ƣơng 8 (khóa XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo xác định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”; “Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh (HS). Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lí tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kĩ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” 1. Quốc hội ban hành Nghị quyết số 882014QH13 về đổi mới chƣơng trình, sách giáo khoa (SGK), góp phần đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo 2. Ngày 2732015, Thủ tƣớng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 404QĐTTg phê duyệt Đề án đổi mới chƣơng trình, SGK giáo dục phổ thông 3. Theo tinh thần đó, giáo dục phổ thông nƣớc ta đang thực hiện từng bƣớc chuyển từ chƣơng trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực ngƣời học, nghĩa là từ quan tâm đến việc HS học đƣợc cái gì đến quan tâm HS vận dụng đƣợc cái gì qua việc học.

BGIÁODỤCVÀÐÀOTẠO TRƯNGÐẠIHỌCVINH NGUYỄNTHỊDIỄMHẰNG THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬPPHÁTTRIỂNNĂNGLỰCKHOAHỌCTỰNHIÊN THEOTIẾPCẬNPISACHOHỌCSINH TRUNGHỌCCƠSỞ LUẬNÁNTIẾNSĨKHOAHỌCGIÁO DỤC NGHỆAN –2021 NGUYỄNTHỊDIỄMHẰNG THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬPPHÁTTRIỂNNĂNGLỰCKHOAHỌCTỰNHIÊN THEOTIẾPCẬNPISACHOHỌCSINH TRUNG HỌCCƠSỞ Chuyên ngành: Lý luận Phvơng pháp dạy học bmơn Hố họcMãsố:9140111 LUẬNÁNTIẾNSĨKHOAHỌCGIÁODỤC Ngườihướngdẫnkhoahọc: PGS.TS.CaoCựGiác TS.Lê DanhBình NGHỆAN–2021 LI CAMÐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tơi dƣới sựhƣớng dẫn PGS.TS Cao Cự Giác, TS Lê Danh Bình, kết nghiên cứu củaluậnánlàtrungthựcvàchƣacóaicơngbốtrongbấtkìcơngtrìnhkhoahọcnàokhác Tácgiả NguyễnThịDiễmHằng LICẢMƠN Trong q trình hồn thành luận án, tơi nhận đƣợc giúp đỡ vô quý báucủacác tập thể cá nhân Trƣớc hết, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Cao Cự Giác, TS LêDanh Bình, ngƣời thầy định hƣớng đề tài, nhiệt tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện,giúpđỡ,đồnghànhcùngtơitrong qtrìnhthựchiệnvàhồnthànhluậnán Tơi xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, ngành Hóahọc Viện Sƣ phạm Tự nhiên, mơn Lí luận Phƣơng pháp dạy học Hóa học - ViệnSƣ phạm Tự nhiên, Trƣờng Đại học Vinh; Trƣờng CĐSP Nghệ An tạo điều kiện giúpđỡtơihồnthànhluậnánnày Tơi xin chân thành cám ơn giáo viên vàh ọ c s i n h t i c c t r ƣ n g T H C S N h â n Thành - Yên Thành, THCS Đại Sơn - Đô Lƣơng, THCS Lê Lợi - Thành phố Vinh (NghệAn); THCS Cƣơng Gián - Nghi Xuân, THCS Nam Hà - Thành phố Hà Tĩnh (Hà Tĩnh);THCS Lê Quý Đôn - Bỉm Sơn, THCS Xuân Trƣờng - Thọ Xuân (Thanh Hóa); THCSTrần Bội Cơ - Q Bình Tân (Thành phố Hồ Chí Minh); THCS Vũng Tàu - Thành phốVũng Tàu (Bà Rịa - Vũng Tàu), … tạo điều kiện thuận lợi để tiến hànht h ự c nghiệmđềtài Xing i l i c ả m n s â u s ắ c đ ế n g i a đ ì n h , đ n g n g h i ệ p , b n b è đ ã đ ộ n g v i ê n , khuyếnkhíchvàhỗtrợtơitrongsuốtq trìnhhọctậpvànghiêncứu NghệAn,tháng07năm 2021 Tácgiả NguyễnThịDiễmHằng DANHMỤCCHỮVIẾTTẮT STT 10 CHỮVIẾTTẮT ĐC GV HS KHTN SGK TC TN TNSP THCS THPT CHỮVIẾTÐẦYÐỦ Đốichứng Giáoviên Họcsinh Khoahọctựnhiên Sáchgiáokhoa Tiêuchí Thựcnghiệm Thựcnghiệmsƣphạm Trunghọccơsở Trunghọc phổthơng DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ,BẢNG Hình1.1.CácnănglựctổngqttrongchƣơngtrìnhgiáodụcphổthơngÚc Hình1.2.PhẩmchấtvànănglựccốtlõicủaHStheochƣơngtrìnhgiáodụcphổthơng2018Hình1.3.Líthu yếtvùngpháttriểngần Hình1.4.ĐƣờngpháttriểnnănglựcGlaser Hình1.5 QuytrìnhđánhgiáHStheotiếpcậnnănglực Hình1.6 Biểuđồ nhậnthứccủaGVvềdạyhọctiếpcậnnănglựcHS Hình1.7.BiểuđồkhókhăncủaGVkhichuyểnsangphƣơngphápdạyhọctiếpcậnnănglựcHình1.8.Biểuđồhi ểu biếtcủaGVvềđánhgiánănglựcHS Hình1.9.BiểuđồhiểubiếtcủaGVvềvaitrịkiểmtrađánhgiákếtquảhọctậpHSHình1.1 0.BiểuđồmứcđộsửdụngcácphƣơngphápđểđánhgiákếtquảhọctậpHSHình1.11.Biểuđồcơn gcụGVsử dụngđểđánhgiákếtquảhọctậpHS Hình 1.12 Biểu đồ thành phần lực khoa học tự nhiênHình 1.13 Biểu đồ hiểu biết GV tập tiếp cận PISAHình1.14 BiểuđồđánhgiácủaGVvềbàitập tiếpcậnPISA Hình 1.15 Biểu đồ đánh giá GV sử dụng tập tiếp cận PISA dạy họcHình1.16.Biểuđồkhó khăncủaGVkhithiếtkếbàitậptiếpcậnPISA Hình 1.17 Biểu đồ mức độ sử dụng tập tiếp cận PISA dạy học mơn KHTNHình2.1 MốiquanhệChủđềkhoahọc-Ngunlí-Pháttriểnnănglực Hình 2.2 Quy trình xây dựng tập tiếp cận PISAHình2.3 Sơđồ cấutrúcnănglựcKHTNcủa HSTHCS Hình2.4.Quytrìnhxâydựng bộcơngcụđánhgiánănglựcKHTN Hình3.1a.BiểuđồtổnghợpkếtquảđánhgiánănglựcKHTNtheotừngTCởvịngTNSPthămdịHình3.2a Đồ thịlũytíchbiểudiễnđiểmbàikiểmtravịngTNSPthămdị Hình3.3a Biểuđồ biểudiễnđiểmbàikiểmtravịngTNSPthămdị Hình3.1b.Tổnghợpkếtquảđánh giánănglựcKHTNtheotừngTCởvịngTNSP1Hình3.2b.Đồthịlũytíchbiểudiễnđiểmbàikiể mtravịngTNSP1 Hình3.3b Biểuđồ biểudiễnđiểmbàikiểmtravịngTNSP1 Hình 3.1c Tổng hợp kết đánh giá lực KHTN theo TC vịng TNSP 2Hình3.2c.ĐồthịlũytíchbiểudiễnđiểmbàikiểmtravịngTNSP2 Hình3.3c Biểuđồ biểudiễnđiểmbàikiểmtravịngTNSP2 Hình 3.4 Biểu đồ so sánh tiến HS qua vịng TNSP thăm dị - vịng TNSP 1Hình3.5.Biểuđồsosánhsự tiếnbộcủaHSquavịngTNSP1-2 Hình3.6.MộtsốhìnhảnhHSthựchiệndựánkhảosátpHnƣớc Hình 3.7 Một số hình ảnh HS thực dự án làm giấy thị acid baseHình3.8.Mộtsốhình ảnhtiếtdạyTNSPtạicáctrƣờngTHCS Bảng1.1 Bảng môtảnănglựckhoahọcPISA2018 Bảng 1.2 Các thành phần lực mơn KHTN mức độ biểu hiệnBảng1.3.NộidungđánhgiácủaPISAquacáckì Bảng1.4 ĐộtincậycủasốliệuthốngkêSpearman-Brown Bảng 2.3 Bảng TC, mức độ phát triển lực KHTN HS THCSBảng3.1.CáclớpTNvàĐCvòngTNSPthămdò Bảng 3.2 Các lớp TN ĐC vòng TNSP 1Bảng 3.3 Các lớp TN ĐC vòng TNSP 2Bảng3.4.Phƣơngánthựcnghiệmsƣphạm Bảng 3.5a Tổng hợp kết đánh giá lực KHTN theo từngtiêu chí vịng TNSP thăm dòBảng3 a T ổ n g h ợ p k ế t q u ả đ n h g i n ă n g l ự c K H T N t h e o n ă n g l ự c t h n h p h ầ n v ò n g TNSPthămdò Bảng 3.7a Tổng hợp tham số đặc trƣng kết đánhgiá lực KHTN vòng TNSP thăm dòBảng3.8a.BảngđánhgiáđộtincậySpearmanBrowncủanănglựcKHTNvòngTNSPthămdòBảng3.9a.Tổnghợp điểm bàikiểmtraởvòngTNSPthămdò Bảng3.10a.Bảng phânloạiđiểmbàikiểmtravòngTNSPthămdò Bảng3.11a.Bảng tổng hợpkếtquả bàikiểmtratheoTCvòngTNSPthămdò Bảng 3.12a Bảng tổng hợp tham số đặc trƣng điểm kiểm tra vòng TNSP thăm dòBảng 3.5b.TổnghợpkếtquảđánhgiánănglựcKHTNtheotừngTCởvòngTNSP1Bảng3.6b.Tổnghợpkết quảđánhgiánănglựcKHTNtheonănglựcthànhphầnởvòngTNSP1Bảng3.7b.Tổnghợpthamsốđặctrƣngkếtquảđánhgiá nănglựcKHTNvòngTNSP1Bảng 3.8b Bảng đánh giá độ tin cậy Spearman-Brown lực KHTN vòng TNSP 1Bảng3.9b.TổnghợpđiểmbàikiểmtraởvòngTNSP1 Bảng3.10b.Bảng phânloạiđiểmbàikiểmtravòngTNSP1 Bảng3.11b.Bảngtổng hợpkếtquảbàikiểmtratheoTCvòngTNSP Bảng 3.12b Bảng tổng hợp tham số đặc trƣng điểm kiểm tra vòng TNSP 1Bảng3.5c.TổnghợpkếtquảđánhgiánănglựcKHTNtheotừngTCởvòngTNSP2Bảng3.6c.T ổnghợpkếtquảđánhgiácácthànhphầnnănglựcKHTNvòngTNSP2 Bảng3.7c.TổnghợpcácthamsốđặctrƣngkếtquảđánhgiánănglựcKHTNvòngTNSP2Bảng3.8c.Bảng đánhgiáđộtincậySpearman-BrowncủanănglựcKHTNvòngTNSP 2Bảng3.9c.TổnghợpđiểmbàikiểmtraởvòngTNSP2 Bảng3.10c.Bảng phânloại điểmbàikiểmtravòngTNSP2 Bảng3.11c.Bảngtổng hợp điểmbàikiểmtratheoTCvòngTNSP2 Bảng 3.12c Bảng tổng hợp tham số đặc trƣng điểm kiểm tra vòng TNSP 2Bảng 3.13 Bảng so sánh tiến HS qua vòng TNSP thăm dò - vòng TNSP 1Bảng3.14.BảngsosánhsựtiếnbộcủaHSquavòngTNSP1-TNSP Bảng 3.15 Bảng tổng hợp kết đánh giá theo TC nhóm TN qua vịng TNSPBảng3.16 BảngtổnghợpđiểmbàikiểmtratheoTCnhómTNquacácvịngTNSP MỤCLỤC LỜICAMĐOAN LỜICẢM ƠN DANHMỤCCÁCCHỮVIẾTTẮT DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ,BẢNG MỤCLỤC MỞĐẦU 1.Lídochọnđềtài 2.Mụcđíchnghiêncứu 3.Nhiệmvụnghiêncứu 4.Kháchthểvàđốitƣợngnghiêncứu 4.1.Khách thểnghiên cứu 4.2.Đốitƣợngnghiêncứu 5.Phạmvinghiên cứu 6.Giảthuyếtkhoa học 7.Phƣơngphápnghiêncứu 7.1.Nhómphƣơngphápnghiêncứulíthuyết 7.2.Nhómphƣơngphápnghiêncứuthựctiễn 7.2.1.Khảosátthựctrạng 7.2.2.Thực nghiệm sưphạm 7.2.3.P h n g pháp chungia 7.3.Phƣơngphápxửlíthơngtin 8.Điểmmớicủaluậnán Chƣơng1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC KHOA HỌCTỰNHIÊNTHEOTIẾPCẬN PISACHOHỌCSINHTRUNGHỌCCƠSỞ 1.1.Tổng quanvềvấnđềnghiêncứu 1.1.1.Trênthếgiới 1.1.2.ỞViệtNam 1.2.Địnhhƣớngđổimớichƣơngtrìnhgiáodụcphổthơng 1.2.1.Đổi mớichương trìnhgiáo dụctrunghọccơsở 1.2.2.Địnhhướngvềđổimớimụctiêu,nội dunggiáodục 1.2.3.Địnhhướngđổimớiphươngphápgiáodụcnhằmhìnhthànhvàpháttriểnphẩm chất,nănglựcchohọcsinhtrunghọccơsở 1.2.4.Địnhhướngđổimớiphươngphápkiểmtra,đánhgiáhoạtđộnghọctậpcủahọc sinhtrunghọccơsở i ii iii iv vi 1 3 3 3 3 4 4 4 6 11 11 12 13 13 1.3.Một sốvấnđềvềnănglực,pháttriểnnănglựcvàđánhgiánănglựchọcsinh 1.3.1.Nănglực 1.3.2.Nănglựckhoahọctựnhiên 1.3.3.Một sốlíthuyếtcóbảnlàm cơsởpháttriểnnănglựccủahọcsinh 1.3.4.Một sốphương phápdạyhọctíchcựcgópphầnpháttriểnnănglựccủahọcsinh 1.3.5.Đánhgiánănglựccủahọcsinh 1.4.BàitậpKhoa họctựnhiên 1.4.1.VaitrịcủabàitậptrongdạyhọcmơnKhoahọctựnhiên 1.4.2.Các ucầuchungkhisửdụngbài tập trongdạy học 1.4.3.Địnhhướngxâydựnghệthốngbàitậppháttriểnnănglựckhoahọctựnhiêntiếp cậnPISAchohọcsinh trunghọccơsởphùhợpvớichươngtrìnhgiáodụcphổthơng2018 1.5.Tổng quanvề PISA 1.5.1.Tìm hiểuchungvềchươngtrình đánh giáhọcsinh quốctếPISA 1.5.2.Cấu trúccủabài tậpPISA 1.5.3.Nhữngưuđiểmcủabàitập PISAtrong việcđánhgiánăng lựccủahọcsinh 1.6.ThựctrạngcủaviệcsửdụnghệthốngbàitậptiếpcậnPISApháttriểnnănglựckhoa họctựnhiêncủahọcsinhtrongdạyhọcởtrƣờngtrunghọccơsởhiệnnay 1.6.1.Mụcđíchkhảosát 1.6.2.Nội dungkhảosát 1.6.3.Đối tượngkhảosát 1.6.4.Phương phápkhảosát 1.6.5.Địabànkhảosát 1.6.6.Phântíchvàđánhgiákếtquảkhảosát TIỂUKẾTCHƢƠNG1 Chƣơng2 THIẾTKẾVÀSỬDỤNGHỆTHỐNGBÀITẬPPHÁTTRIỂNNĂNGLỰCKHOAHỌCTỰ NHIÊN THEOTIẾPCẬNPISACHOHỌC SINHTRUNGHỌCCƠSỞ 2.1.TìmhiểucấutrúcchƣơngtrìnhmơnKhoahọctựnhiênởtrƣờngtrunghọccơsởtheo chƣơngtrìnhgiáodụcphổthơngmới 2.1.1.MụctiêucủachươngtrìnhgiáodụcKhoahọctựnhiênởtrườngtrunghọccơsở 2.1.2.CấutrúcnộidungchươngtrìnhgiáodụcKhoahọctựnhiênởtrườngtrunghọc cơsở 2.2.XâydựngkhungnănglựckhoahọctựnhiêntheotiếpcậnPISAchohọcsinhtrung họccơsở 2.2.1.Cơsở khoahọc 2.2.2.Nguyêntắc 2.2.3.Quytrình 14 14 18 22 24 26 28 28 29 30 30 30 33 34 34 34 35 35 35 35 35 46 47 47 47 48 50 50 50 51 2.2.4.Cấu trúckhung nănglựckhoahọctựnhiên theotiếpcậnPISAchoHS THCS 2.3.Thiếtkếhệthốngbà i tậpphát triểnnă ng lực khoa họctựnhiênt h e o tiếpcậnPISA chohọcsinhtrung họccơsở 2.3.1.Cơsở nguyêntắc 2.3.2.Quytrình 2.3.3.Xâydựnghệthốngbàitập pháttriểnnănglựckhoahọctựnhiêntheotiếpcận PISAchohọcsinh trunghọccơsở 2.3.4.Hướng dẫnđánh giánănglựckhoahọctựnhiên quahệthống bàitập 2.4.SửdụnghệthốngbàitậppháttriểnnănglựckhoahọctựnhiêntheotiếpcậnPISA chohọcsinhtrung họccơsở 2.4.1.Sửdụngbài tậppháttriểnnănglựckhoahọctựnhiêntheotiếpcậnPISAtrong cáckhâucủatiếntrình dạyhọc 2.4.2.Sửdụngmộtsốphươngdạyhọctíchcựckếthợpbàitậpphát triểnnănglựckhoa họctựnhiêntiếpcậnPISA 2.5.Xâydựngbộcơng cụđánhgiánănglựckhoahọctựnhiêntheotiếpcậnPISAcho họcsinhtrunghọccơsở 2.5.1.Cơsở 2.5.2.Nguntắc 2.5.3.Quytrình 2.5.4.Bộcơngcụđánh giánănglực khoa họctựnhiêntheotiếpcận PISA chohọcsinh trunghọccơ sở TIỂUKẾTCHƢƠNG2 Chƣơng3.THỰCNGHIỆMSƢPHẠM 3.1.Mụcđíchthựcnghiệm 3.2.Nhiệmvụthựcnghiệm 3.3.Đốitƣợngthựcnghiệm 3.3.1.Đối tượngthựcnghiệmthămdị 3.3.2.Đối tượngthựcnghiệmvịng1 3.3.3.Đối tượngthựcnghiệmvịng2 3.4.Nộidungvàtiếntrìnhthựcnghiệmsƣphạm 3.4.1.Chọnphương phápthựcnghiệmsưphạm 3.4.2.Traođổichun mơnvớigiáoviêndạythựcnghiệm 3.4.3.Tiếnhànhthựcnghiệm 3.5.Phƣơngphápxửlíkếtquảthựcnghiệmsƣphạm 3.5.1.Phântíchđịnhtính 3.5.2.Phântíchđịnhlượng 3.6.Kếtquảthựcnghiệmsƣphạm 53 56 56 57 62 85 87 87 90 93 93 94 95 95 116 117 117 117 117 117 117 118 118 118 119 120 120 120 121 123