tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề âm thanh khoa học tự nhiên 7 nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên của học sinh

Trong đó, năng lực khoa học tự nhiên chú trọng nhận thức khoa học, thực hành, thí nghiệm, hoạt động trải nghiệm và vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn kích thích sự tìm tòi, hứng t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN THỊ THÚY HẰNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “ÂM THANH” – KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NHẰM BỒI DƯỠNG

NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2023

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN THỊ THÚY HẰNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “ÂM THANH”- KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 NHẰM BỒI DƯỠNG

NĂNG LỰC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CỦA HỌC SINH

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

BỘ MÔN VẬT LÍ Mã số: 8140211.01

HÀ NỘI – 2023

i

LỜI CẢM ƠN

Sau một khoảng thời gian tập trung nghiên cứu, nỗ lực học tập và làm việc một cách chăm chỉ, tôi đã hoàn thành bài luận này Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu và các giáo viên tại Khoa Sư phạm, Trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội, người đã hướng dẫn và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình nghiên cứu và viết luận văn này

Đặc biệt, tôi muốn tỏ bày lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Thuần vì sự tận tâm trong việc hướng dẫn, chỉ dạy và cung cấp cho tôi những lời khuyên vô cùng hữu ích trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn

Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến quý đồng nghiệp và các em học sinh tại trường PTLC Dewey, người đã nhiệt tình hỗ trợ tôi trong quá trình tìm hiểu thực tế về dạy học và thực hiện các thí nghiệm

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2023

Học viên

Trần Thị Thúy Hằng

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC QUY ƯỚC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ CƯƠNG DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Giả thuyết khoa học 4

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

4.1 Đối tượng nghiên cứu 4

4.2 Phạm vi nghiên cứu 4

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 5

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 5

6.2 Phương pháp nghiên cứu điều tra thực tiễn 5

6.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khoa học 5

7 Đóng góp mới của đề tài 6

8 Dự kiến kết quả đạt được 6

9 Cấu trúc của luận văn 6

CHƯƠNG 1 7

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC 7

DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG 7

iii

1.2.1 Khái niệm 7

1.2.2 Cấu trúc năng lực khoa học tự nhiên 8

1.2.3 Các nguyên tắc bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên 11

1.3 Đánh giá năng lực khoa học tự nhiên 13

1.3.1 Đánh giá năng lực 13

1.3.2 Nguyên tắc đánh giá năng lực 13

1.3.3 Một số phương pháp kiểm tra đánh giá năng lực 15

1.3.4 Các tiêu chí đánh giá năng lực 15

1.4 Dạy học tìm tòi khám phá ở Trung học cơ sở 16

1.4.1 Khái niệm dạy học tìm tòi khám phá 16

1.4.2 Bản chất và đặc trựng của dạy học tìm tòi khám phá 17

1.4.3 Các giai đoạn trong dạy học tìm tòi khám phá 18

1.4.5 Những vấn đề cần lưu ý khi tổ chức dạy học tìm tòi khám phá 19

1.5 Điều tra thực tiễn 20

1.5.1 Mục đích điều tra 20

1.5.2 Đối tượng điều tra 20

1.5.3 Phương pháp điều tra 20

1.5.4 Kết quả điều tra 20

1.6 Kết luận chương 1 25

CHƯƠNG 2 26

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ 26

CHỦ ĐỀ “ ÂM THANH” – KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 26

2.1 Nguyên tắc thiết kế chương trình bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên 26 2.2 Dạy học chủ đề “ Âm thanh” 27

2.2.1 Mục tiêu dạy học chủ đề “Âm thanh” – Khoa học tự nhiên 7 27

2.2.2 Nội dung kiến thức chủ đề “Âm thanh” 29

2.3 Tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề “ Âm thanh” 31

2.3.1 Sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức 31

2.3.2 Tiến trình dạy học cụ thể một số nội dung về “ Âm thanh” 31

2.4 Xây dựng công cụ đánh giá năng lực khoa học tự nhiên của học sinh 50

iv

2.4.1 Các tiêu chí đánh giá năng lực khoa học của học sinh 50

2.4.2 Công cụ đánh giá năng lực khoa học của học sinh 56

2.5 Kết luận chương 2 63

CHƯƠNG 3 64

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 64

3.1 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 64

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 64

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 64

3.1.3 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 64

3.1.4 Phương pháp triển khai thực nghiệm 64

3.1.5 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 65

3.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 65

3.2.1 Phân tích diễn biến của HS trong tiến trình dạy học 65

3.2.2 Phân tích kết quả định lượng tính hiệu quả 80

v

QUY ƯỚC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ CƯƠNG

Viết tắt Viết chữ đầy đủ

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng chỉ số hành vi và biểu hiện của năng lực KHTN 9

Bảng 2 1 Bảng nhiệm vụ tìm tòi khám phá chủ đề “Chống ô nhiễm tiếng ồn” 41 Bảng 2 2 Bảng nhiệm vụ tìm tòi khám phá chủ đề “Nhà cách âm” 47

Bảng 2.3 Rubic đánh giá năng lực bài học “Chống ô nhiễm tiếng ồn” 56

Bảng 2.4 Phiếu đánh giá của GV 59

Bảng 2.5 Thang đo NLKH thông quá tự đánh giá và đánh gia đồng đẳng 61

Bảng 2.6 Thang đo NLKH thông qua đánh giá hợp tác 62

Bảng 3.1 Tiến trình thực nghiệm sư phạm chủ đề “Âm thanh” 65

Bảng 3 2 Kết quả đánh giá NL giải thích hiện tượng một cách khoa học 81

Bảng 3 3 Kết quả đánh giá NL đánh giá, thiết kế và thực hiện nhiệm vụ TTKP nghiên cứu khoa học 82

Bảng 3 4 Kết quả đánh giá NL trình bày, giải thích dữ liệu và bằng chứng KH 83

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Phương pháp dạy học tích cực được GV sử dụng nhằm phát triển

năng lực khoa học cho HS 21

Hình 1.2 Mức độ sử dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá của GV 21

Hình 1.3 Sự khác biệt của phương pháp dạy học tìm tòi khám phá và phương pháp dạy học truyền thống 22

Hình 1.4 Khó khăn trong dạy học tìm tòi khám phá 22

Hình 1.5 Sự sẵng sàng của GV trong việc áp dụng phương pháp dạy học TTKP để bồi dưỡng năng lực cho HS 23

Hình 2.1 Sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức chủ đề Âm thanh 31

Hình 3.2 Sản phẩm của HS khi tiến hành khảo sát âm thanh trong các môi trường 67

Hình 3.3 Các phương án đề xuất của HS khi nghiên cứu môi trường truyền âm 67

Hình 3.4 HS thí nghiệm khảo sát độ to của âm 68

Hình 3.5 HS hoàn thành phiếu học tập 69

Hình 3.6 Sản phẩm của HS (nhóm 1) về chống ô nhiễm tiếng ồn 72

Hình 3.7 Sản phẩm của HS (nhóm 2) về chống ô nhiễm tiếng ồn 73

Hình 3.8 Sản phẩm của HS (nhóm 3) về chống ô nhiễm tiếng ồn 74

Hình 3 9 Quá trình thực hiện nhiệm vụ của HS 74

Hình 3.10 Sản phẩm HS tìm kiếm thông tin vật liệu cách âm 76

Hình 3.11 Bản thiết kế mô hình nhà cách âm 3D của HS 78

Hình 3.12 Sản phẩm mô hình “Nhà cách âm” và báo cáo của HS (nhóm 1) 78

Hình 3.13 Sản phẩm mô hình “Nhà cách âm” và báo cáo của HS (nhóm 2) 79

viii Hình 3.14 Sản phẩm mô hình “Nhà cách âm” và báo cáo của HS (nhóm 3) 80 Hình 3 15 Biểu đồ kết quả đánh giá NL giải thích hiện tượng một cách khoa học 81 Hình 3 16 Biểu đồ kết quả đánh giá NL đánh giá, thiết kế và thực hiện nhiệm vụ TTKP nghiên cứu khoa học 82 Hình 3 17 Biểu đồ kết quả đánh giá NL trình bày, giải thích dữ liệu và bằng chứng KH 83

MỞ ĐẦU 1 Lí do chọn đề tài

Trong quá trình chuyển đổi cơ bản và với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, lượng kiến thức mà nhân loại đang tích lũy ngày càng gia tăng nhanh chóng Sự dồi dào về chất lượng nguồn nhân lực đồng thời đặt ra thách thức cho hiệu quả của các phương pháp dạy học truyền thống, không còn đáp ứng đúng nhu cầu của xã hội Do đó, toàn diện nền giáo dục Việt Nam nói chung, nền giáo dục Trung học cơ sở nói riêng đã đưa ra rất nhiều các giải pháp để nhằm nâng cao chất lượng đào tạo, trong đó giải pháp đổi mới phương pháp dạy học được xem là vô cùng quan trọng ở tất cả các cơ sở giáo dục

Tồn tại của phương pháp dạy học hiện nay là việc giáo viên thường cung cấp cho HS những kiến thức dưới dạng có sẵn, thiếu đi yếu tố tìm tòi, phát hiện hay việc giáo viên áp dụng phương pháp dạy học truyền thống, dạy chay, áp đặt các kiến thức khiến HS thu động trong quá trình lĩnh hội tri thức, không còn cảm thấy hứng thú với việc học Một trong những định hướng cơ bản của đổi mới phương pháp giảng dạy là chuyển từ nền giáo dục hàn lâm và phi thực tiễn sang nền giáo dục tập trung vào việc hình thành năng lực hành động và phát huy tính chủ động, tích cực, tự chủ và sáng tạo, thông qua việc phát triển năng lực hành động, năng lực hợp tác làm việc của người học Những xu hướng trên là không thể tránh khỏi trong quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy tại mỗi cơ sở giáo dục, đặc biệt là ở các trường Trung học cơ sở Theo nghị quyết của Hội nghị Trung ương lần thứ 8, khóa XI, về đổi mới căn bản và toàn diện trong giáo dục và đào tạo, có nhấn mạnh vào việc "tăng cường đổi mới mạnh mẽ các phương pháp giảng dạy và học theo hướng hiện đại; thúc đẩy tính tích cực, tính chủ động, sáng tạo và áp dụng kiến thức và kỹ năng của người học; vượt qua lối truyền thụ áp đặt một chiều và hình thành thói quen ghi nhớ máy móc Tập trung chú trọng vào việc giảng dạy cách học, cách tư duy, khích lệ tự học, và xây dựng nền tảng để học viên có thể tự cập nhật và đổi mới kiến thức, kỹ năng, cũng như phát triển năng lực Chuyển

từ mô hình giảng dạy truyền thống trên lớp sang việc tổ chức các hình thức học tập đa dạng, tập trung vào các hoạt động xã hội, ngoại khóa, và nghiên cứu khoa học Quan trọng là thúc đẩy sự sử dụng hiệu quả của công nghệ thông tin và truyền thông trong quá trình giảng dạy và học tập Để hiện thực hóa mục tiêu đổi mới căn bản theo Nghị quyết số 29-NQ/TW trong toàn bộ hệ thống Giáo dục và Đào tạo, chúng ta cần nhận thức chính xác về bản chất của quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy, theo hướng tập trung vào việc phát triển năng lực của học sinh, và cần thực hiện một số biện pháp đổi mới trong việc áp dụng phương pháp giảng dạy này

Động lực của quá trình học tập tích cực chính là lòng ham muốn được học tập và động lực học tập này gắp liền với quá trình hoạt động nhận thức của người học Người học, khi có khao khát tìm kiếm giải đáp cho một thách thức cụ thể, đều sẵn sàng nỗ lực nghiên cứu và khám phá vấn đề đó Sự hài lòng khi thành công trong việc giải quyết vấn đề không chỉ kích thích sự phát triển của trí tuệ mà còn đánh thức và nâng cao động lực hiểu biết Trong thời gian gần đây, trên khắp thế giới, các buổi học về các môn khoa học tự nhiên và xã hội dần chuyển từ hình thức truyền thống sang các khóa học hướng nghiên cứu và khám phá, tạo điều kiện cho học viên tham gia trực tiếp vào quá trình khám phá khoa học

Phương pháp giảng dạy tìm tòi và khám phá khuyến khích học sinh tự đặt ra câu hỏi và tự mình tìm kiếm câu trả lời Hoặc người học có thể suy luận ra những nguyên tắc và kiến thức từ các ví dụ và trải nghiệm thực tế Phương pháp giảng dạy này cũng có thể được mô tả như một tình huống học tập, trong đó nội dung chính không được giới thiệu trước, mà học sinh phải tự mình tìm tòi và khám phá, từ đó tham gia tích cực vào quá trình học tập Từ các hoạt động khám phá này, HS có thể tự điều chỉnh và chuyển hóa những nhận định, quan điểm trước đây của mình thành những kiến thức mới; đồng thời, HS cũng có được cơ hội để phát triển tư duy phản biện, tư duy sáng tạo, rèn luyện các kỹ năng làm việc nhóm, năng lực giải quyết vấn đề và thêm nhiều các kỹ năng khác cho HS

Âm thanh có vai trò rất quan đối với đời sống con người, âm thanh là nền tảng cho mọi hoạt động trong cuộc sống Âm thanh giúp con người trao đổi thông tin, giao lưu văn hóa, văn nghệ, trao đổi tâm tư, tình cảm, trò chuyện với nhau; âm thanh giúp con người nghe được các tín hiệu quy định: tiếng trống trường, tiếng các loại nhạc cụ, tiếng còi xe, tiếng còi báo hiệu,…; âm thanh giúp con người thư giãn, thêm yêu cuộc sống: nghe được tiếng chim hót, tiếng mưa rơi, tiếng nhạc cụ, Âm thanh là tất cả những gì gần gũi nhất với đời sống, hoạt động hàng ngày xung quanh chúng ta, âm thanh liên quan đến nhiều vấn đề trong các lĩnh vực thực tiễn của cuộc sống Vì vậy, kiến thức phần âm thanh là một phần nội dung quan trọng trong bộ môn Khoa học tự nhiên 7 của chương trình Trung học cơ sở

Môn KHTN góp phần gắn kết khoa học với cuộc sống thực tiễn, liên hệ tới những nội dung kiến thức nhằm giải thích các hiện tượng xảy ra trong đời sống hàng ngày của HS Trong đó, năng lực khoa học tự nhiên chú trọng nhận thức khoa học, thực hành, thí nghiệm, hoạt động trải nghiệm và vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn kích thích sự tìm tòi, hứng thú của học sinh, giúp học sinh có được nhận thức về khoa học tự nhiên, được tìm hiểu tự nhiên và vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học về khoa học tự nhiên vào cuộc sống

Vì vậy, tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Âm thanh” – khoa học tự nhiên 7 nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên của học sinh”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng quy trình tổ chức tổ chức dạy học tìm tòi khám phá và vận dụng vào dạy học một số kiến thức của chủ đề “ Âm thanh”- Khoa học tự nhiên 7 nhằm

góp phần phát triển năng lực khoa học tự nhiên của học sinh

3 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được quy trình tổ chức dạy học tìm tòi khám phá và vận dụng vào dạy học một số kiến thức của chủ đề “ Âm thanh” – Khoa học tự nhiên 7 thì sẽ góp phần phát triển được năng lực khoa học tự nhiên của học sinh

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Chủ đề “Âm thanh ” – Khoa học tự nhiên 7 - Hoạt động của GV và HS trong tiến trình dạy học tìm tòi khám phá - Năng lực khoa học tự nhiên

- Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Âm thanh” – Khoa học tự nhiên 7 để phát triển năng lực khoa học tự nhiên cho HS

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã được xây dựng để đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học tìm tòi khám phá đối với việc phát huy

năng lực khoa học tự nhiên của người học 6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Để xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài, tôi đã tiến hành nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, lý thuyết dạy học hiện đại, lý thuyết dạy học trong lĩnh vực Vật lí, cũng như các văn kiện đại hội Đảng liên quan đến đổi mới giáo dục Đồng thời, tôi đã tham khảo các thông tin từ các tạp chí và bài báo, đặc biệt là những nguồn tài liệu tập trung vào phương pháp giảng dạy tìm tòi và khám phá trong quá trình dạy học chủ đề

- Nghiên cứu chương trình THCS hiện hành, chương trình GDPT mới, trọng tâm là các kiến thức môn Vật lí, Hóa học, Sinh học, sách giáo khoa Khoa học Tự nhiên 7 và các tài liệu khoa học liên quan đến kiến thức chủ đề “Âm thanh”

6.2 Phương pháp nghiên cứu điều tra thực tiễn

+ Phương pháp quan sát: Dự giờ, quan sát thái độ và sự hứng thu của học sinh thông qua tiết học Khoa học Tự nhiên chủ đề “Âm thanh”

+ Phương pháp điều tra: Tiến hành cuộc phỏng vấn với một số giáo viên và học sinh sau buổi học môn Khoa học Tự nhiên nhằm đánh giá mức độ hiệu quả của buổi học và đánh giá thái độ cũng như sự hứng thú của học sinh đối với buổi học

6.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khoa học

GV tiến hành thực nghiệm giáo dục trên học sinh lớp 7 và áp dụng phương pháp thống kê toán học để đánh giá và phân tích kết quả của thực nghiệm Sau đó,

- Về thực tiễn: + Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Âm thanh” – Khoa học tự nhiên 7 nhằm phát triển năng lực khoa học tự nhiên cho HS

+ Hoàn thành sản phẩm STEM với chủ đề “Âm thanh”

8 Dự kiến kết quả đạt được

- Đề xuất được tiến trình dạy học tìm tòi khám phá nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên cho HS THCS để cụ thể hóa cơ sở lí luận về dạy học tìm tòi khám phá

- Thiết kế được chủ đề “Âm thanh” ở THCS nhằm bồi dưỡng năng lực KHTN của HS

9 Cấu trúc của luận văn

Nghiên cứu này bao gồm phần mở đầu, phần kết luận, danh sách các bài báo liên quan đến nghiên cứu, tài liệu tham khảo và các phụ lục

Ngoài ra luận văn còn gồm các chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức dạy học tìm tòi khám phá với việc bồi dưỡng năng lực khoa học

Chương 2: Thiết kế tiến trình dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Âm thanh”

– Khoa học Tự nhiên 7

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG

NĂNG LỰC KHOA HỌC 1.1 Năng lực

1.1.1 Khái niệm năng lực

Năng lực là một đặc điểm cá nhân được hình thành và phát triển thông qua sự kết hợp của các phẩm chất có sẵn và quá trình học tập, rèn luyện Nó giúp người học kết hợp ba yếu tố chủ yếu: kiến thức, kỹ năng và thái độ, cùng với các thuộc tính cá nhân như niềm tin, ý chí, sở thích, để thành công trong việc thực hiện một loại hoạt động cụ thể và đạt được kết quả mong muốn trong các điều kiện và bối cảnh nhất định [6]

1.1.2 Cấu trúc năng lực

Có hai cách hiểu về năng lực phổ biến hiện nay: - Theo quan điểm của Anh, năng lực bao gồm các thành phần: + Kiến thức: thuộc về năng lực tư duy của người học, là những gì người học lĩnh hội được

+ Kỹ năng: kỹ năng thao tác, giao tiếp, làm việc nhóm, + Thái độ: thuộc về phạm vi cảm xúc, tình cảm

- Năng lực theo trường phái Mỹ: bất kỳ yếu tố tâm lí cá nhân nào giúp hoàn thành công việc, hành động nhanh chóng, hiệu quả (năng lực theo vai trò, năng lực chuyên môn, năng lực cốt lõi, năng lực hành vi)

1.2 Năng lực khoa học tự nhiên

1.2.1 Khái niệm

Năng lực khoa học là vốn kiến thức, kỹ năng khoa học và các thuộc tính tâm lí, thái độ,…của cá nhân người học có được để trình bày các luận điểm khoa học, giải thích các hiện tượng và vận dụng tiến trình khoa học để giải quyết các

vấn đề của thực tiễn trong đời sống Sự sẵn sàng của học sinh tham gia vào các vấn đề liên quan đến khoa học được hiểu là khả năng của họ trở thành công dân có hiểu biết và tư duy khoa học, cũng như lòng chu đáo [9]

1.2.2 Cấu trúc năng lực khoa học tự nhiên

Theo Chương trình Giáo dục Phổ thông - Chương trình Tổng thể, năng lực trong lĩnh vực khoa học tự nhiên được thể hiện qua ba thành phần năng lực chính, bao gồm: Năng lực nhận thức khoa học, năng lực nghiên cứu tự nhiên và năng lực áp dụng kiến thức và kỹ năng đã học [4] Trong đó:

- Năng lực nhận thức khoa học: đòi hỏi khả năng làm chủ kiến thức có liên quan đến KHTN của HS để vận dụng giải thích các tình huống khác nhau trong đời sống Năng lực này được thể hiện qua khả năng:

+ Ghi nhớ và trình bày thông tin khoa học + Xây dựng và chứng minh các giả thuyết có liên quan + Giải thích và phân loại các hiện tượng khoa học + Phân tích và so sánh các thông tin khoa học - Năng lực tìm hiểu tự nhiên: thể hiện khả năng tìm tòi và khám phá sự vật, hiện tượng thông qua hoạt động điều tra, thu thập, phân tích dữ liệu, xử lí số liệu và thực hiện các câu hỏi tìm tòi khám phá để nghiên cứu khoa học Năng lực này đòi hỏi người học phải có vốn kiến thức về tìm tòi khám và khả năng nghiên cứu khoa học

+ Phát triển đề xuất vấn đề và đặt câu hỏi cho nghiên cứu + Xây dựng giả thuyết khoa học và đưa ra dự đoán

+ Gợi ý các giải pháp để khám phá một câu hỏi khoa học và lựa chọn giải pháp

+ Lập kế hoạch thực hiện quá trình tìm hiểu và khám phá

+ Thực hiện kế hoạch nghiên cứu và khám phá + Viết và trình bày báo cáo khoa học, cũng như thảo luận về các vấn đề nghiên cứu

- Năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học: khả năng HS kết hợp kiến

thức và các kĩ năng khám phá khoa học để giải quyết và có thái độ đúng đắn với các vấn đề trong trong tự nhiên Trình bày quan điểm cá nhân nhằm áp dụng kiến thức khoa học đã học để giải quyết các thách thức liên quan đến bảo vệ môi trường và bảo tồn thiên nhiên Cụ thể:

+ Ra quyết định và đề xuất ý kiến + Đánh giá và điều chỉnh giải pháp + Thái độ và hành động đối với thế giới xung quanh

Bảng 1.1 Bảng chỉ số hành vi và biểu hiện của năng lực KHTN [7]

Năng lực nhận

thức khoa học

tự nhiên

Nhớ và trình bày được kiến thức khoa học

Phân biệt và gán tên cho các sự vật, hiện tượng, khái niệm, quy luật và quá trình trong tự nhiên Diễn đạt về các sự vật, hiện tượng và vai trò của chúng qua nhiều hình thức bày tỏ như ngôn ngữ nói, viết, công thức, sơ đồ, đồ thị

Đưa ra và chứng minh cho các giả thuyết liên quan

Áp dụng các công thức và sơ đồ,…để mô tả về các hiện tượng, quy trình khoa học

Giải thích và phân loại hiện tượng khoa học

Hiểu rõ mối quan hệ giữa các sự vật và hiện tượng Phân định được các sự vật, hiện tượng và quy trình tự nhiên theo nhiều tiêu chí khác nhau

Phân tích, so sánh các kiến thức khoa học

Phân tích những đặc điểm của một số đối tượng trong tự nhiên theo quy luật logic nhất định

So sánh được sự vật và hiện tượng dựa trên các tiêu chí đã được đưa ra

Năng lực tìm hiểu tự nhiên

Đề xuất vấn đề, đặt câu hỏi cho vấn đề nghiên cứu

Nhận ra và đưa ra được câu hỏi khám phá liên quan đến vấn đề đang cần nghiên cứu

Phân tích bối cảnh để đề xuất vấn đề thông qua việc liên kết kiến thức và kinh nghiệm có sẵn, và sử dụng ngôn ngữ cá nhân để trình bày vấn đề được đề xuất

Đưa ra phán đoán và xây dựng giả thuyết khoa học

Phân tích vấn đề để đưa ra được phán đoán Xây dựng và phát biểu được vấn đề cần tìm tòi khám phá

Đề xuất giải pháp khám phá một câu hỏi khoa học và lựa chọn giải pháp

Đề ra cách thức tiến hành thực hiện nhiệm vụ tìm tòi khám phá hợp lí, giải thích được cơ sở đề xuất

Lập kế hoạch tìm tòi khám phá

Xây dựng được nội dung tìm tòi khám phá Lựa chọn phương pháp thích hợp dựa trên quá trình quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn,… Lập kế hoạch triển khai tìm tòi khám phá

Thực hiện kế hoạch tìm tòi khám phá

Thu thập các dữ liệu từ kết quả tổng quan, thử nghiệm và điều tra khảo sát

Đánh giá kết quả thông qua việc phân tích và xử lí dữ liệu bằng các thông số thống kê đơn giản

Tiến hành so sánh kết quả với giả thuyết, diễn giải, rút ra kết luận và điều chỉnh nếu cần thiết

Viết, trình bày báo cáo khoa học và thảo luận các vấn đề nghiên cứu

Sử dụng ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, và bảng để truyền đạt quá trình và kết quả nghiên cứu

Có khả năng viết báo cáo sau quá trình nghiên cứu Hợp tác chặt chẽ với đối tác bằng cách tích cực lắng nghe và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá của người khác để tích cực thấu hiểu, thảo luận, và thuyết phục hiệu quả về kết quả nghiên cứu Năng

lực vận dụng

kiến thức, kỹ năng đã

học

Quyết định và đề xuất ý kiến

Đưa ra quyết định và đề xuất giải pháp cho vấn đề đã tìm hiểu

Đánh giá, điều chỉnh giải pháp

Đánh giá các phương án, kết quả cuối cùng, điều chỉnh từng giải pháp và chi tiết nguyên nhân dẫn đến kết quả cuối cùng

Cách nhìn nhận và các hành vi đối với môi trường xã hội và văn hóa xung quanh

Dựa trên các dự liệu điều tra, nêu được các giải pháp và thực hiện được một số giải pháp để bảo vệ môi trường, tự nhiên

1.2.3 Các yêu cầu bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên

- Để phát triển thành phần năng lực KHTN, GV cần tạo cho HS cơ hội huy động những vốn kiến thức, kinh nghiệm đã có để có thể tham gia vào việc hình thành kiến thức mới Chú ý trong việc tổ chức các hoạt động, giáo viên tạo cơ hội cho học sinh thể hiện sự hiểu biết của họ theo cách riêng biệt; thực hiện so sánh, phân loại, và hệ thống hóa kiến thức; áp dụng kiến thức đã học để giải thích các sự vật, hiện tượng hoặc giải quyết các vấn đề đơn giản

- Để phát triển khả năng tìm hiểu tự nhiên, giáo viên cần tạo cơ hội cho học sinh đặt câu hỏi và đề xuất vấn đề cần nghiên cứu Họ cũng cần tạo nhiều cơ hội để học sinh tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức mới, đưa ra và kiểm tra dự đoán, giả thuyết của mình Học sinh được khuyến khích chủ động trong việc thu thập bằng chứng, phân tích và xử lý dữ liệu để đưa ra kết luận và đánh giá kết quả thu được [4]

GV cần vận dụng một số phương pháp có ưu thế phát triển năng lực thành phần này như: thực nghiệm, điều tra dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án,…Học sinh có thể tự tìm các bằng chứng để kiểm tra các dự đoán, các giả thuyết qua việc thực hiện thí nghiệm, hoặc tìm kiếm, thu thập thông tin qua sách, internet, điều tra,…; phân tích, xử lí thông tin để kiểm tra dự đoán Phát triển năng lực thành phần này cũng liên quan đến việc tạo cơ hội cho học sinh xây dựng và phát triển kỹ năng lập kế hoạch, hợp tác trong các hoạt động nhóm, và kỹ năng giao tiếp thông qua các hoạt động trình bày, báo cáo hoặc thảo luận Ngoài ra, xử lí dữ liệu khi làm các bài tập lí thuyết và thực hành để rút ra kết luận

- Để phát triển khả năng áp dụng kiến thức, kỹ năng đã đọc, giáo viên cố gắng tạo nhiều cơ hội cho HS đề xuất hoặc tiếp cận với các tình huống ngoài đời sống thực tiễn HS có thể đọc, giải thích và trình bày thông tin về các vấn đề thực tiễn cần giải quyết trong đó có thể vận dụng kiến thức KHTN và đề xuất giải pháp Điều này bao gồm việc xác định vấn đề cần nghiên cứu, chuyển đổi vấn đề thành một dạng có thể giải quyết được bằng cách áp dụng kiến thức KHTN, giải quyết vấn đề (bao gồm việc thu thập, trình bày thông tin và xử lý thông tin để đưa ra kết luận), và cung cấp các giải pháp hiệu quả để khắc phục hoặc cải thiện vấn đề [4] GV cần vận dụng một số phương pháp có ưu thế phát triển thành phần năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học như: dạy học giải quyết vấn đề, thực nghiệm, dạy học dự án,…Cần tạo HS những cơ hội để liên hệ, vận dụng phối hợp kiến thức, kĩ năng từ các lĩnh vực khác nhau trong môn học cũng như với các môn học khác vào giải quyết những vấn đề thực tế GV cần chú trọng vào việc áp dụng

các bài tập đòi hỏi sự tư duy phản biện và khả năng sáng tạo cho học sinh (bài tập có câu hỏi mở, có nhiều cách giải, liên quan đến sự phản hồi trong quá trình học), nhằm thúc đẩy sự phát triển của tư duy của học sinh Cần kết hợp giáo dục STEM trong dạy học nhằm phát triển cho HS khả năng tích hợp các kiến thức, kĩ năng của HS từ các lĩnh vực khoa học tự nhiên, công nghệ, kĩ thuật và toán học để vào giải quyết một số tình huống trong đời sống thực tiễn

1.3 Đánh giá năng lực khoa học tự nhiên

1.3.1 Đánh giá năng lực

Theo quan điểm giáo dục hướng tới việc đặt người học ở trung tâm, quá trình đánh giá kết quả giáo dục nên đảm bảo rằng sau khi kết thúc quá trình học, học sinh có thể áp dụng kiến thức và kỹ năng đã học ở trường vào cuộc sống hàng ngày, thay vì chỉ đánh giá từng phần riêng lẻ của kiến thức và kỹ năng của từng học sinh Vì vậy, cần tiến hành đánh giá từ nhiều góc độ khác nhau, có thể dựa trên cách tiếp cận năng lực

Đánh giá năng lực của người học chủ yếu dựa trên sự hiểu biết và kỹ năng mà họ đã tích luỹ và thể hiện trong việc áp dụng vào thực tế hoặc trong các tình huống gần gũi với đời sống hàng ngày Phương pháp này khác biệt so với cách tiếp cận trước đây, không chỉ yêu cầu người học thể hiện sự hiểu biết và kỹ năng thông qua các công việc cụ thể, mà còn tập trung vào câu trả lời lý thuyết từ người học thông qua bài kiểm tra

1.3.2 Nguyên tắc đánh giá năng lực

Kết quả đánh giá năng lực của người học cần cung cấp thông tin hữu ích và chính xác để người đánh giá có thể đưa ra quyết định đúng đắn Để đảm bảo đánh giá được thực hiện một cách chính xác và công bằng, quá trình đánh giá cần phải tuân thủ một số nguyên tắc chung nhất định, chúng bao gồm:

Nguyên tắc 1: Đánh giá là một phương tiện để cải thiện giáo dục Điều này

có nghĩa là cần xác định những giá trị mang lại cho cho người học sau khi thực hiện quá trình đánh giá bằng cách đo lường các kỹ năng, chỉ số hành vi, chẳng

hạn bằng cách đưa ra những phản hồi giúp mỗi cá nhân hoàn thiện bản thân ở một năng lực nào đó [13]

Nguyên tắc 2: Việc đánh giá năng lực đạt hiệu quả cao nhất khi kết quả

đánh giá phản ánh lên được sự hiểu biết tổng hợp, đa chiều, về bản chất của các hành vi của người được đánh giá như chúng đã được bộc lộ theo thời gian Năng lực là một tổ hợp phức tạp, không chỉ đòi hỏi sự hiểu biết mà còn cả những gì có thể làm được, nó không chỉ bao gồm kiến thức, kỹ năng mà còn cả thái độ và biểu hiện hành vi ảnh hưởng đến mọi hoạt động thực hiện Do vậy, kết quả đánh giá cần phản ánh kiến thức bằng nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá năng lực của người học một cách chính xác nhất

Nguyên tắc 3: Cả người đánh giá và người được đánh giá cần đồng thuận

với nhau về ý nghĩa chính xác của tiêu chí và hành vi đánh giá Công cụ đánh giá không được thiên vị theo chủng tộc, dân tộc, khu vực, hoặc đối tượng Phương pháp phân tích và xử lý kết quả cần được chuẩn hóa để tránh ảnh hưởng từ các mối quan hệ cá nhân Kết quả đánh giá cần có sự khách quan và không phụ thuộc vào ý kiến chủ quan của người đánh giá Kết quả đánh giá, khi được thực hiện nhiều lần, cần phải đạt được mức độ nhất quán

Nguyên tắc 4: Đánh giá nên xem xét kinh nghiệm của người học để đạt

được những kết quả này Không thể phủ nhận tầm quan trọng của thông tin về kết quả học tập Tuy nhiên, để cải thiện kết quả học tập, chúng ta cần hiểu về những trải nghiệm của người được đánh giá Điều này giúp xác định các lĩnh vực phát triển hiệu quả mà người học đã đạt được Đánh giá có thể giúp xác định các điều kiện cho phép các cá nhân đạt được kết quả tốt hơn; phát huy năng lực nâng cao của HS trong hoạt động này đồng thời cũng để điều chỉnh hoạt động dạy học sao cho phù hợp với HS

Nguyên tắc 5: Đánh giá trong bối cảnh thực tế nhằm phản ánh chính xác khả

năng của người học trong môi trường thực tế và vì sự phát triển của người được

đánh giá Đánh giá diễn ra trong quá trình hoạt động, không chờ đến khi nó kết thúc Đây là một quá trình liên quan đến thời gian, và kết quả đánh giá được hình thành theo trình tự thời gian [13]

1.3.3 Một số phương pháp kiểm tra đánh giá năng lực

- Đánh giá thông qua bài kiểm tra: trắc nghiệm khách quan, tự luận, bài tiểu luận hoặc báo cáo,…

- Đánh giá thông qua vấn đáp: câu hỏi vấn đáp, phỏng vấn, thuyết trình,… - Đánh giá đồng đẳng: HS được tham gia vào việc đánh giá năng lực, sản phẩm của những HS khác Đây là quá trình mà HS được trực tiếp tham gia vào hoạt động đánh giá

- Tự đánh giá: HS tự đánh giá lại quá trình hoạt động của chính mình và đưa ra kết quả đạt được theo những tiêu chí đã có

- Đánh giá thông qua quan sát: quan sát thái độ, hoạt động của học sinh qua bài thực hành thí nghiệm thảo luận nhóm, học ngoài thực địa, tham quan các cơ sở khoa học, cơ sở sản xuất, thực hiện dự án vận dụng kiến thức vào thực tiễn,…bằng một số công cụ như sử dụng quan sát, bảng điểm, hồ sơ học tập,…

1.3.4 Các tiêu chí đánh giá năng lực

- Đặt câu hỏi dựa trên hiện tượng HS quan sát được

- Đưa ra được các giả thuyết về hiện tượng - Đưa ra các kế hoạch khả thi, có tính khám phá dựa trên câu hỏi - Tìm kiếm các biến liên quan đến hiện tượng, biến độc lập, biến phụ thuộc - Thực hiện thí nghiệm dựa trên kế hoạch đã trình bày

- Thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn tin cậy khác nhau: sách, báo, tài liệu tham khảo,

- Ghi chép dữ liệu từ các công cụ khác nhau - So sánh, phân tích và phân loại dữ liệu thu được từ thí nghiệm

- Mô tả và đọc dữ liệu bằng ngôn ngữ khoa học - Đưa ra kết luận dựa trên dữ liệu đã phân tích - Trình bày và mô tả dữ liệu bằng các phương pháp khác nhau - Giải thích các hiện tượng liên quan trong đời sống tự nhiên - Lựa chọn, thực hiện các giải pháp giải quyết vấn đề liên quan trong đời sống tự nhiên

- Điều chỉnh kiến thức khoa học thông qua hoạt động trải nghiệm thực tiễn - Nhận thức được mối quan hệ giữa phát triển và ứng dụng khoa học công nghệ và sự phát triển bền vững

1.4 Dạy học tìm tòi khám phá ở Trung học cơ sở

1.4.1 Khái niệm dạy học tìm tòi khám phá

Thuật ngữ "dạy học tìm tòi khám phá" đã xuất hiện và được sử dụng trong một khoảng thời gian không ngắn như một phương pháp dạy học tích cực Hiện nay có hai quan điểm về phân loại dạy học tìm tòi khám phá: (1) Dạy học tìm tòi khám phá là phương pháp tiếp cận Bruner đã đề xuất rằng "dạy học tìm tòi khám phá" là một phương pháp giảng dạy mà qua đó, học sinh tương tác với môi trường của họ bằng cách nghiên cứu hoặc sử dụng các đối tượng khoa học, giải đáp những thắc mắc thông qua thảo luận hoặc thực hiện các thí nghiệm [10] Dựa theo cách định nghĩa trên thì dạy học tìm tòi khám phá được coi là phương pháp tiếp cận năng lực trong dạy học tích cực; (2) Dạy học tìm tòi khám phá là một phương pháp dạy học Theo quan điểm này, Ngô Hiệu định nghĩa "dạy học tìm tòi khám phá" như sau: "Là một phương pháp dạy học trong đó, dưới sự định hướng của giáo viên, học sinh tích cực tìm tòi và sử dụng nhiều quá trình tư duy, từ đó chuyển đổi các trải nghiệm thành kiến thức"[7]

Theo quan điểm của Trịnh Nguyên Giao, "Dạy học tìm tòi khám phá là quá trình dạy học trong đó, dưới sự tổ chức và điều khiển của giáo viên, học sinh

sẽ tự giác và chủ động trong việc đạt được tri thức và kỹ năng bằng cách tự tìm tòi, khám phá những thuộc tính bản chất bên trong các sự vật, hiện tượng, khái niệm, định luật và tư tưởng khoa học." [12]

1.4.2 Bản chất và đặc trựng của dạy học tìm tòi khám phá

Có thể thấy, bản chất của phương pháp dạy học tìm tòi khám phá đó là khi được GV hướng dẫn đầy đủ, HS tự mình thực hiện các thao tác, tương tác với đối tượng, từ đó tìm ra được những kiến thức và kỹ năng mới Dạy học tìm tòi khám phá là một phương pháp dạy học, trong đó qua sự thống nhất giữa giáo viên và học sinh, các hoạt động sẽ giải quyết các vấn đề học tập xuất phát từ nội dung của tiết học Được hiểu là phương pháp dạy học trong đó, dưới sự hướng dẫn của giáo viên thông qua việc đưa ra câu hỏi, bài tập, tình huống khám phá, và thông qua các hoạt động và nhiệm vụ, học sinh tự khám phá kiến thức, tích cực và chủ động trong việc nắm bắt kiến thức đó

Tại Hoa Kỳ, giáo dục các môn khoa học phù hợp với tiếu chuẩn quốc gia đã xác định rằng dạy học tìm tòi khám phá được bắt đầu bằng việc HS đặt câu hỏi nghi vấn, hình thành các giả thuyết và sau đó tiến hành quá trình điều tra, tìm hiểu để tìm ra kiến thức mới HS thực hiện vai trò của một điều tra viên, những điều mà họ thu được thông qua quá trình học tập tìm tòi khám phá không chỉ là kiến thức và kỹ năng, mà còn là cách tiếp cận vấn đề, quá trình thiết kế và thực hiện điều tra, phân tích và diễn giải dữ liệu, cũng như việc tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi Những nghiên cứu của National Research Council (2000) chỉ ra cho chúng ta thấy dạy học tìm tòi khám phá đặc trưng bởi các đặc điểm sau: HS hướng tới các câu câu hỏi, giả thuyết khoa học và đưa ra bằng chứng, đề xuất hướng giải quyết từ các thông báo, đánh giá giải thích, bằng chứng và chứng minh cho hướng giải quyết

Theo Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội (2016), dạy học tìm tòi khám phá có một số đặc trưng sau: (1) từ những giả thuyết, hiện tượng xảy ra trong đời sống hằng ngày nên HS được thu hút bởi một số câu hỏi, một số vấn đề định

hướng khoa học; (2) HS được chủ động tiến hành tìm kiếm, thu thập các bằng chứng và sử dụng chúng để xây dựng và đánh giá cách giải thích cho những câu hỏi và vấn đề định hướng đã đặt ra ban đầu; (3) HS công bố kết quả tìm kiếm, kết quả đánh giá cùng thảo luận để chính xác hóa kiến thức khoa học [6]

1.4.3 Các giai đoạn trong dạy học tìm tòi khám phá

Quá trình dạy học tìm tòi khám phá được chia thành 5 giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Đặt ra các câu hỏi

Trong quá trình nghiên cứu khoa học, trước khi tìm hiểu về đối tượng nghiên cứu, các nhà khoa học thường đặt ra các câu hỏi Dạng câu hỏi đầu tiên thường mở đầu với từ "Tại sao", ví dụ: Tại sao khi chà xát hai bàn tay vào nhau trong mùa đông, lòng bàn tay lại ấm lên? Dạng câu hỏi thứ hai thường đề cập đến các sự kiện cụ thể xảy ra, thường sử dụng từ "như thế nào", ví dụ: Làm thế nào để tạo ra dòng điện mà không cần nguồn điện như pin, ác quy? Nghiên cứu khoa học tổng quát hay dạy học tìm tòi khám phá thường bắt đầu bằng việc đặt ra những câu hỏi khoa học

- Giai đoạn 2: Đưa ra các giả thuyết khoa học tạo tiền để cho việc trả lời câu hỏi

Các nhà khoa học đã tìm cách thu thập các bằng chứng, dữ liệu khoa học thông qua cách ghi chép dữ liệu những gì quan sát và đo lường được Trong quá trình học tập, học sinh sẽ phân tích dữ liệu thu thập để xây dựng các giả thuyết, làm cơ sở cho việc giải đáp câu hỏi khoa học và diễn giải các quá trình, hiện tượng khoa học đã được nghiên cứu và quan sát

- Giai đoạn 3: Thực hiện các thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết đã được đưa ra

Mọi giả thuyết nào đưa ra cũng phải cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm Giả thuyết được kiểm chứng bằng thực nghiệm có nghĩa là giả thuyết hay

hệ quả mà HS dựa trên những quan sát và bằng chứng từ các thí nghiệm mới do HS đề xuất và thực hiện Nếu kết quả được suy luận từ giả thuyết ban đầu không tương ứng với các quan sát và bằng chứng mới xuất hiện trong các thí nghiệm, điều này chỉ ra rằng giả thuyết đó là không chính xác Do đó, HS phải bắt đầu lại phân tích quá trình và hiện tượng đang nghiên cứu để đưa ra giả thuyết khác

- Giai đoạn 4: Rút ra kết luận Sau khi thực hiện thí nghiệm để xác minh giả thuyết và chứng minh rằng nó là chính xác, chúng ta có thể đưa ra kết luận khoa học về vấn đề nghiên cứu

- Giai đoạn 5: Báo cáo và bảo vệ kết quả nghiên cứu HS thực hiện việc trình bày kết quả nghiên cứu trước toàn bộ lớp, đồng thời trả lời các câu hỏi liên quan đến nội dung nghiên cứu, được đặt ra bởi GV và các bạn học sinh khác Điều này nhằm bảo vệ tính chính xác của kết luận khoa học đã được đưa ra

1.4.5 Những vấn đề cần lưu ý khi tổ chức dạy học tìm tòi khám phá

- Liệt kê được các bài học có thể áp dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá được

- GV cần chuẩn bị trước các thí nghiệm dự kiến từ trước - Sử dụng CNTT hỗ trợ cho bài dạy đúng lúc, đúng chỗ, hợp lí - Không chọn hoàn toàn các các quan niệm khoa học đúng ban đầu để đưa ra thảo luận

- Không đưa ra các bình luận hay nhận xét tính đúng sai của các ý kiến ban đầu

- Chấp nhận các quan niệm – dự đoán vừa đúng vừa sai

1.5.2 Đối tượng điều tra

Nghiên cứu được tiến hành trên nghiệm thể gồm học sinh khối 7 đang học tại trường PTLC Dewey và giáo viên THCS dạy bộ môn KHTN của các trường nội thành và ngoại thành Hà Nội, chuyên viên bộ môn KHTN của trường PTLC Dewey

1.5.3 Phương pháp điều tra

Để thực hiện đánh giá, chúng tôi đã sử dụng phương pháp điều tra bằng việc phát phiếu hỏi, bao gồm hai loại phiếu, một dành cho giáo viên và một dành cho học sinh Ngoài ra, chúng tôi đã tiến hành phỏng vấn GV Kết quả của cuộc điều tra đã được mô tả và xử lý thống kê bằng phương pháp toán học thống kê

1.5.4 Kết quả điều tra

Quá trình điều tra đối với 30 GV, trong đó có 22 GV giảng dạy ở khu vực thành phố và 8 GV giảng dạy ở khu vực nông thôn

Hình 1.1 Phương pháp dạy học tích cực được GV sử dụng nhằm phát triển

năng lực khoa học cho HS

Hình 1.2 Mức độ sử dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá của GV

Hình 1.1 Sự sẵng sàng của GV trong việc áp dụng phương pháp dạy học TTKP

để bồi dưỡng năng lực cho HS

Kết quả điều tra cho thấy:

- Hiện nay việc sử dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá nhằm phát triển năng lực khoa học cho HS đã được chú trọng và sử dụng trong quá trình giảng dạy tại cả các trường khu vực thành phố và nông thôn Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá tại khu vực nông thôn còn nhiều hạn chế GV còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình dạy học: chưa đáp ứng được cơ sở vật chất, HS xử lí tình huống chưa được linh hoạt, chiếm quá nhiều thời gian chuẩn bị và bố trí tiết học Dù vậy, nhưng hầu hết GV đều nhận thức được sự cấp thiết phải bồi dưỡng năng lực khoa học cho HS và họ luôn sẵn sàng trong việc áp dụng phương pháp dạy học TTKP để bồi dưỡng năng lực cho HS

- Sự cần thiết phải bồi dưỡng năng lực khoa học cho HS trong dạy học các môn KHTN: KHTN là môn học có tính thực tiễn cao, thông qua môn học HS được tạo cơ hội quan sát, thực nghiệm; tìm hiểu và khám phá khoa học; vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề lý thuyết và thực tiễn là điều rất cần thiết Vì

vậy, việc tìm kiếm giải pháp giúp khơi gợi hứng thú trong môn học, bồi dưỡng NLKH sẽ giúp cho người học hiểu thêm về những gì họ đã biết, khám phá những gì cần học và phát triển năng lực của bản thân

- Lứa tuổi THCS là một lứa tuổi thích khám phá, ham tò mò Vì vậy, việc vận dụng dạy học tìm tòi khám phá sẽ giúp HS được chủ động, tích cực trong các hoạt động tạo ra kiến thức Thay bằng việc chỉ lắng nghe bài giảng, HS sẽ có cơ hội được vận dụng nhiều kỹ năng khác nhau khi tìm hiểu nội dung kiến thức HS được đóng vai trò làm chủ việc học tập, được trải qua quá trình quan sát, thử - sai, kiểm chứng giả thuyết

1.6 Kết luận chương 1

Thông qua quá trình phân tích về câu trúc năng lực và năng lực khoa học của HS, có thể thấy rằng việc áp dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá môn KHTN sẽ tạo nên nhiều cơ hội để HS được phát triển năng lực khoa học

Để đạt được hiệu quả cao của quá trình HS lĩnh hội kiến thức, khi áp dụng dạy học tìm tòi khám phá thì sự hướng dẫn của GV cho mỗi hoạt động ở mức vừa đủ, GV có thể chuẩn bị các câu hỏi mang tính gợi mở từng bước, giúp HS tự lực, chủ động đi tới mục tiêu của hoạt động học tập Nội dung của nghiên cứu còn cho thấy phương pháp dạy học tìm tòi khám phá sẽ thúc đẩy việc phát triển tư duy của HS bởi quá trình khám phá đòi hỏi HS phải biết phân tích, tổng hợp, phải có sự suy xét và đưa ra đánh giá Khi khám phá ra các vấn đề cần tìm hiểu, HS sẽ cảm thấy hứng thú, kích thích ham muốn hướng tới những nhiệm vụ có mức độ cao hơn Từ đó, học sinh cũng sẽ thu nhận cách tự khám phá và phát triển trí nhớ cá nhân, linh hoạt xử lý trước các tình huống nảy sinh trong quá trình học tập và cuộc sống

Với lứa tuổi THCS ham thích khám phá, ham tò mò thì việc vận dụng phương pháp dạy học tìm tòi khám phá để xây dựng các hoạt động học trong chủ đề Âm thanh là hoàn toàn phù hợp Các kiến thức khoa học thu được sẽ có ý nghĩa gắn liền với đời sống thực tiễn của HS, giúp HS chủ động trong việc phát triển năng lực khoa học

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ

CHỦ ĐỀ “ ÂM THANH” – KHOA HỌC TỰ NHIÊN 7 2.1 Nguyên tắc thiết kế chương trình bồi dưỡng năng lực khoa học tự nhiên

- Để phát triển thành phần năng lực Khoa học Tự nhiên (KHTN), giáo viên (GV) cần tạo điều kiện cho học sinh (HS) khai thác những hiểu biết và kinh nghiệm có sẵn để tham gia vào quá trình hình thành kiến thức mới GV nên tổ chức các hoạt động học tập, trong đó HS có cơ hội thể hiện sự hiểu biết theo cách riêng của họ; HS tự chủ thực hiện so sánh, phân loại, hệ thống hóa kiến thức, và áp dụng kiến thức đã học để giải thích các sự vật, hiện tượng, hoặc giải quyết các vấn đề đơn giản

- Để phát triển thành phần năng lực tìm hiểu tự nhiên, giáo viên (GV) tạo điều kiện để học sinh (HS) có thể đặt ra câu hỏi, nêu vấn đề họ muốn tìm hiểu thêm; GV cung cấp cơ hội cho HS tham gia vào quá trình hình thành kiến thức mới bằng cách đề xuất và kiểm tra các dự đoán, giả thuyết; HS được khuyến khích tham gia tích cực vào việc thu thập bằng chứng, phân tích và xử lí thông tin để rút ra kết luận và đánh giá kết quả thu được

GV cần vận dụng một số phương pháp có ưu thế phát triển năng lực thành phần này như: thực nghiệm, điều tra dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án,…Học sinh có thể tự tìm các bằng chứng để kiểm tra các dự đoán, các giả thuyết qua việc thực hiện thí nghiệm, hoặc tìm kiếm, thu thập thông tin qua sách, internet, điều tra,…; phân tích, xử lí thông tin để kiểm tra dự đoán Phát triển năng lực thành phần này cũng liên quan đến việc tạo cơ hội cho học sinh (HS) phát triển và hình thành kỹ năng lập kế hoạch, hợp tác trong các hoạt động nhóm, cũng như kỹ năng giao tiếp thông qua các hoạt động trình bày, báo cáo, hoặc thảo luận Ngoài ra, xử lí dữ liệu khi làm các bài tập lí thuyết và thực hành để rút ra kết luận cũng giúp HS phát triển năng lực tìm hiểu tự nhiên

- Để khuyến khích sự phát triển của khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng đọc, giáo viên nên tạo điều kiện cho học sinh tham gia hoặc tiếp cận với các tình huống thực tế ngoại trời Sau đó, học sinh có nhiệm vụ đọc, giải thích và trình bày thông tin liên quan đến vấn đề thực tế cần giải quyết, sử dụng nguồn thông tin từ internet, sách báo và các nguồn tư liệu khác Trong quá trình này, học sinh có thể áp dụng kiến thức Khoa học Tự nhiên và đề xuất các giải pháp phù hợp GV cũng cần đảm bảo rằng học sinh phát triển các kỹ năng giúp hình thành và mở rộng năng lực giải quyết vấn đề, bao gồm khả năng phát hiện vấn đề, chuyển đổi vấn đề thành dạng có thể giải quyết thông qua việc áp dụng kiến thức KHTN, và đề xuất các giải pháp hiệu quả hoặc cải tiến vấn đề

GV cần vận dụng một số phương pháp có ưu thế phát triển thành phần năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học như: dạy học giải quyết vấn đề, thực nghiệm, dạy học dự án,…Cần tạo HS những cơ hội để liên hệ, vận dụng phối hợp kiến thức, kĩ năng từ các lĩnh vực khác nhau trong môn học cũng như với các môn học khác vào giải quyết những vấn đề thực tế Cần tăng cường sử dụng các bài tập yêu cầu tư duy phản biện và sáng tạo, như câu hỏi mở, có nhiều cách giải, và tích hợp sự phản hồi trong quá trình học Cần hội nhập giáo dục STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán học) vào quá trình giảng dạy để phát triển khả năng tích hợp của học sinh đối với kiến thức và kỹ năng từ các lĩnh vực khoa học tự nhiên, công nghệ, kỹ thuật và toán học, nhằm giải quyết các tình huống thực tế

2.2 Dạy học chủ đề “ Âm thanh”

2.2.1 Mục tiêu dạy học chủ đề “Âm thanh” – Khoa học tự nhiên 7

Từ nghiên cứu chương trình KHTN và phân tích kiến thức về chủ đề “Âm thanh”, yêu cầu cần đạt về năng lực gắn với nội dung dạy học được thể hiện ở bảng sau:

Nội dung dạy học Yêu cầu cần đạt về năng lực KHTN

- Nêu rõ khả năng truyền âm trong các môi trường khác nhau như chất rắn, chất lỏng, khí và không truyền trong chân không - Chỉ ra rằng tốc độ truyền âm thay đổi tùy thuộc vào môi trường cụ thể

Độ to và độ cao của âm

- Từ hình ảnh hoặc đồ thị xác định được biên độ và tần số sóng âm

- Trình bày được sự liên quan của độ to của âm với biên độ âm

- Nêu đơn vị của tần số là hertz (kí hiệu là Hz) - Sử dụng nhạc cụ (hoặc học liệu điện tử, dao động kí) chứng tỏ được độ cao của âm có liên hệ với tần số âm

- Chỉ ra rằng tốc độ truyền âm thay đổi tùy thuộc vào môi trường cụ thể

- Phân biệt âm lớn có biên độ dao động lớn, âm nhỏ có biên độ dao động nhỏ

- Phân loại âm cao (bổng) có tần số dao động lớn và âm thấp (trầm) có tần số dao động nhỏ

- Đưa ra ví dụ về âm trầm và âm bổng, liên quan đến tần số dao động của các vật

Phản xạ âm - Định rõ khái niệm về tiếng vang, hiểu đó là một dạng của

hiện tượng âm phản xạ

- Nhận biết được các vật cứng có bề mặt nhẵn thường tạo ra phản xạ âm tốt, trong khi một số vật mềm hoặc xốp với bề mặt gồ ghề thường tạo ra phản xạ âm kém

- Liệt kê các ứng dụng có liên quan đến hiện tượng âm phản xạ

- Giải thích tại sao người ta có thể nghe thấy tiếng vang, trong đó tai nghe nhận âm phản xạ được tách biệt hoàn toàn từ âm phát ra trực tiếp từ nguồn

Chống ô nhiễm tiếng ồn

- Nêu rõ một số ví dụ về ô nhiễm tiếng ồn và đặc điểm của chúng

- Liệt kê các vật liệu cách âm thường được sử dụng để giảm ô nhiễm tiếng ồn

- Đề xuất biện pháp cụ thể để chống ô nhiễm tiếng ồn với từng trường hợp cụ thể

- Kể tên các vật liệu có khả năng cách âm tiếng - Giải thích được một số hiện tượng đơn giản thường gặp trong thực tế sóng âm; đề xuất được phương án đơn giản để hạn chế tiếng ồn ảnh hưởng đến sức khỏe

2.2.2 Nội dung kiến thức chủ đề “Âm thanh”

* Sóng âm: - Các chuyển động đi lại xung quanh một vị trí cân bằng được biểu hiện qua hiện tượng gọi là dao động

- Sóng là sự truyền đi của dao động trong môi trường - Nguồn âm là nguồn phát ra âm thanh, và tất cả các nguồn âm đều tạo ra các dao động

- Tần số là số dao động trong 1 giây - Đơn vị của tần số là héc (Hz) - Sóng âm có tần số càng lớn thì nghe thấy âm càng cao (và ngược lại) - Sóng âm có biên độ càng lớn thì nghe thấy âm càng to (và ngược lại) * Môi trường truyền âm:

- Âm thanh có thể truyền qua các chất rắn, lỏng, và khí, nhưng không thể truyền qua chân không

- Tốc độ truyền âm thanh thường thay đổi tùy thuộc vào môi trường nơi nó lan truyền

* Phản xạ âm, chống ô nhiễm tiếng ồn: - Âm phản xạ là hiện tượng âm được dội lại khi chạm vào một mặt chắn - Các vật liệu cứng với bề mặt nhẵn thường có khả năng phản xạ âm tốt, trong khi vật liệu mềm, xốp và có bề mặt sần sùi thường có khả năng phản xạ âm kém

- Một số biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn: hạn chế nguồn gây ra tiếng ồn; phân tán tiếng ồn; ngăn cản bớt sự lan truyền của tiếng ồn đến tai