Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục: Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh trung học sơ sở

Luận án gồm 4 chương được trình bày như sau: Tổng quan lịch sử các vấn đề nghiên cứu; Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của HS; Thiết kế tiến trình DH tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống”; Thực nghiệm sư phạm.

NGUYỄN THỊ THUẦN

Tæ CHøC D¹Y HäC T×M TßI KH¸M PH¸ CHñ §Ò

“N¦íC TRONG CUéC SèNG” NH»M BåI D¦ìNG N¡NG LùC KHOA HäC

CñA HäC SINH TRUNG HäC c¥ Së

Chuyên ngành: LL và PPDH bộ môn Vật lý

Mã số: 9.14.01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đỗ Hương Trà

Hà Nội, 2019

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tác giả Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào

Hà Nội, tháng 04 năm 2019

Tác giả

Nguyễn Thị Thuần

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được Luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Ban Giám hiệu, Phòng Khoa học công nghệ, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lí, các thầy cô trong bộ môn LL và PPDH bộ môn Vật

lí - Khoa Vật lí, Trường đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Ban Giám hiệu Trường đại học Thủ đô Hà Nội, Lãnh đạo Khoa KHTN, Bộ môn Vật lí đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần và thời gian cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu

Quý thầy (cô) giáo, quý đồng nghiệp và các em HS tại các trường: THCS Ngọc Thụy, THCS Cát Linh, THCS Vân Hồ, THCS Phan Chu Trinh

đã giúp đỡ nhiệt tình cho tôi trong quá trình tìm hiểu thực tiễn dạy học và triển khai thực nghiệm

Đặc biệt, bằng cả tấm lòng và sự tôn kính của mình, tôi xin cảm ơn và gửi lời tri ân tới GS.TS Đỗ Hương Trà, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án bằng tất cả sự tận tâm và nhiệt huyết của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, cảm ơn bạn bè, cảm ơn những người thân yêu đã luôn khuyến khích, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện LA

Hà Nội, tháng 04 năm 2019

Tác giả

Nguyễn Thị Thuần

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các chữ viết tắt vi

Danh mục bảng vii

Danh mục hình viii

Danh mục sơ đồ ix

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học của đề tài 4

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Những đóng góp mới của luận án 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 Các nghiên cứu về năng lực, năng lực khoa học 6

1.1.1 Các nghiên cứu về năng lực và cấu trúc năng lực 6

1.1.2 Các nghiên cứu về năng lực khoa học và cấu trúc năng lực khoa học 8

1.2 Các nghiên cứu về dạy học tìm tòi khám phá 17

1.2.1 Khái niệm 17

1.2.2 Các nghiên cứu về mô hình và các mức độ của dạy học tìm tòi khám phá 19

1.2.3 Các nghiên cứu về qui trình dạy học tìm tòi khám phá 20

1.2.4 Nghiên cứu dạy học kiến thức về Nước ở THCS 22

Chương 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC 24

2.1 Năng lực 24

2.1.2 Cấu trúc năng lực 24

2.2 Năng lực khoa học 26

2.2.1 Khái niệm 26

2.2.2 Cấu trúc năng lực khoa học 27

2.2.3 Các nguyên tắc bồi dưỡng NLKH 32

2.3 Đánh giá năng lực khoa học 34

2.3.1 Đánh giá năng lực 34

2.3.2 Nguyên tắc đánh giá năng lực 35

2.3.3 Một số phương pháp kiểm tra, đánh giá năng lực khoa học 36

2.3.4 Quy trình đánh giá năng lực khoa học 37

2.4 Dạy học tìm tòi khám phá ở THCS 38

2.4.1 Đặc điểm tâm sinh lí và nhận thức của HS THCS 38

2.4.2 Tổ chức dạy học TTKP 40

2.5 Điều tra thực tiễn 47

2.5.1 Mục đích điều tra 47

2.5.2 Đối tượng điều tra 47

2.5.3 Phương pháp điều tra 47

2.5.4 Kết quả điều tra 47

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 51

Chương 3 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ CHỦ ĐỀ “NƯỚC TRONG CUỘC SỐNG” 52

3.1 Nguyên tắc thiết kế chương trình bồi dưỡng năng lực khoa học 52

3.2 Dạy học chủ đề “Nước trong cuộc sống” 52

3.2.1 Lý do lựa chọn chủ đề 52

3.2.2 Dạy học chủ đề 55

3.2.3 Chủ đề “Nước trong cuộc sống” 56

3.2.4 Xây dựng mục tiêu dạy học của chủ đề 58

3.3 Tổ chức các hoạt động dạy học chủ đề Nước trong cuộc sống 60

3.3.2 Sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức 65

3.3.3 Tiến trình dạy học cụ thể nội dung “Nước là gì” 67

3.4 Xây dựng công cụ đánh giá năng lực khoa học của HS 99

3.4.1 Đánh giá năng lực khoa học qua bài học 99

3.4.2 Đánh giá NLKH qua dự án 101

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 104

CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 105

4.1 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 105

4.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 105

4.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 105

4.1.3 Đối tượng thực nghiệm và thời gian thực nghiệm 105

4.1.4 Phương pháp triển khai thực nghiệm 106

4.1.5 Lựa chọn thiết kế 107

4.1.6 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 107

4.2 Kết quả thực nghiệm sư phạm 107

4.2.1 Phân tích diễn biến của học sinh trong tiến trình dạy học 108

4.2.2 Phân tích thái độ của HS với những vấn đề của xã hội, cộng đồng 130

4.2.3 Phân tích kết quả định lượng 131

4.3.Ý kiến HS về nhận thức, lợi ích và sự thay đổi trách nhiệm của bản thân với xã hội, cộng đồng 143

KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 145

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 147

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 150

TÀI LIỆU THAM KHẢO 152

PHỤ LỤC

Trang

Bảng 2.1 Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của NLKH 29

Bảng 2.2 Nguyên nhân khó khăn của GV trong việc bồi dưỡng NLKH 49

Bảng 3.1 Các vấn đề cơ bản cần giải quyết và kiến thức hình thành sau khi giải quyết vấn đề 57

Bảng 3.2 Thang đo NLKH thông qua tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng 102

Bảng 3.3 Thang đo NLKH thông qua đánh giá hợp tác 102

Bảng 4.1 Thống kê các trường và lớp thực nghiệm 106

Bảng 4.2 Tiến trình thực nghiệm sư phạm chủ đề “Nước trong cuộc sống” 107

Bảng 4.3 Các chỉ số thống kê bài test đo lường năng lực trước TN 135

Bảng 4.4 Năng lực ước tính của HS 137

Bảng 4.5 Kết quả của lớp đối chứng và thực nghiệm trước khi TN 137

Bảng 4.6 Các chỉ số thống kê bài test đo lường năng lực sau TN 140

Bảng 4.7 Năng lực ước tính của HS 142

Bảng 4.8 Kết quả điểm đánh giá NL của HS lớp đối chứng và thực nghiệm sau khi TN 142

Bảng 4.9 Kết quả hỏi HS về thế nào là sống có trách nhiệm với xã hội 144

Bảng 4.10 Kết quả hỏi HS về lợi ích từ việc sống có trách nhiệm với xã hội 144

Bảng 4.11 Kết quả hỏi HS về nguyên nhân sự thay đổi trách nhiệm xã hội của HS 144

Trang

Hình 2.1 Ý kiến của GV về các năng lực thành phần của NLKH 48

Hình 2.2 Khó khăn của GV trong việc bồi dưỡng NL thành tố của NLKH 49

Hình 2.3 Hứng thú của HS với các môn khoa học tự nhiên 50

Hình 4.1 Sản phẩm của học sinh sau khi quan sát một số hình ảnh trạng thái của nước 108

Hình 4.2 HS so sánh hình dạng và thể tích của nước ở các trạng thái khác nhau 110 Hình 4.3 Học sinh đề xuất các giải pháp quan sát nước ở TT khí 110

Hình 4.4 Các phương án đề xuất của HS khảo sát khối lượng, thể tích, nhiệt độ trong quá trình chuyển trạng thái 111

Hình 4.5 HS khảo sát thể tích và khối lượng của nước khi chuyển trạng thái từ lỏng sang rắn và ngược lại 112

Hình 4.6 HS khảo sát sự sôi của nước 113

Hình 4.7 Sản phẩm vẽ sơ đồ từ duy của học sinh về nội dung Nước là gì 113

Hình 4.8 Sản phẩm HS vẽ mô hình phân tử nước 114

Hình 4.9 HS tiến hành thí nghiệm đo độ pH của nước 128

Hình 4.10 Năng lực thành tố: Đánh giá và thiết kế giái pháp nghiên cứu khoa học 132

Hình 4.11 Năng lực thành tố: Trình bày các dữ liệu và bằng chứng một cách KH 132

Hình 4.12 Năng lực khoa học: Trình bày các dữ liệu và bằng chứng một cách KH 133

Hình 4.13 Đường cong thông tin của đề kiểm tra 134

Hình 4.14 Bản đồ cân bằng độ khó 16 câu hỏi và năng lực học sinh 136

Hình 4.15 Đường cong thông tin của đề kiểm tra sau TNg 139

Hình 4.16 Bản đồ cân bằng độ khó 16 câu hỏi và năng lực học sinh 141

Trang

SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1 Qui trình đánh giá năng lực khoa học 38

Sơ đồ 2.2 Tiến trình dạy học tìm tòi khám phá 41

Sơ đồ 2.3 Tiến trình dạy học TTKP trong dạy học chủ đề các môn KHTN ở THCS 44

Sơ đồ 2.4 Bồi dưỡng NLKH trong dạy học TTKP 46

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nước ta đang trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, vì vậy chất lượng nguồn nhân lực càng trở nên có ý nghĩa quan trọng, quyết định tới sự phát triển của đất nước Sự cạnh tranh giữa các quốc gia hiện nay thực chất là sự cạnh tranh về chất lượng nguồn nhân lực Chính vì vậy, đổi mới giáo dục đang là một xu thế tất yếu mang tính toàn cầu Nhiều quốc gia đã và đang tiến hành cải cách để hướng tới một nền giáo dục hiện đại Vì vậy, hệ thống GD nước ta nói chung, GD PT nói riêng đã và đang có nhiều thay đổi đáng kể cả về nội dung, PPDH Tuy nhiên, một trong những VĐ mà nền giáo dục của chúng ta đang phải đối mặt đó là

sự phát triển tư duy, khả năng GQVĐ của HS và tính thực tiễn của những kiến thức phổ thông vẫn còn hạn chế

Nghị quyết trung ương 8 khóa XI nêu lên các mục tiêu, quan điểm chỉ đạo, những nhiệm vụ và GP đổi mới căn bản, toàn diện GD & ĐT; trong đó khẳng định:

“Phải chuyển đổi căn bản toàn bộ nền GD từ chủ yếu nhằm trang bị KT sang phát triển phẩm chất và NL người học, biết vận dụng tri thức vào giải quyết các VĐ thực tiễn; chuyển nền GD nặng về chữ nghĩa, ứng thí sang một nền GD thực học, thực nghiệp” Riêng đối với GD PT: “Chương trình GD PT nhằm giúp HS phát triển khả năng vốn có của bản thân, hình thành tính cách và thói quen; phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần; trở thành người học tích cực, tự tin, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp

và HT suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và các NL cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động cần cù, có tri thức và sáng tạo” [2]

Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XII đã xác định: ”Đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ mục tiêu, chương trình, nội dung, PP, hình thức GD, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển NL và phẩm chất của người học Tiếp tục đổi mới nội dung GD theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và ngành

nghề, tăng thực hành, vận dụng KT vào thực tiễn” [3]

Chương trình hướng tới mục tiêu phát triển năng lực không chỉ dựa vào tính hệ thống, logic của khoa học tương ứng khi xác định nội dung học tập mà còn

gắn với các tình huống thực tiễn, chú ý đến khả năng học tập và nhu cầu, phong cách học của mỗi cá nhân học sinh Các yêu cầu này đòi hỏi chương trình cần được phát triển theo xu hướng tích hợp nhằm tạo điều kiện cho người học liên tục huy động kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực môn học và thuộc các hoạt động giáo dục khác nhau để thực hiện các nhiệm vụ học tập Qua đó, các năng lực chung cơ bản cũng như năng lực chuyên biệt của người học được phát triển

Thực tiễn dạy học của nước ta hiện nay cho thấy, các kiến thức còn bị phân mảnh trong một môn học, các môn học được biên soạn và dạy học riêng biệt, gần như ít có liên hệ với nhau, sự liên môn, liên lĩnh vực còn yếu, do đó dẫn đến sự lặp lại trong các môn, thiếu sự thống nhất giữa các kiến thức Đây là một trong những nguyên nhân làm cho các môn học riêng biệt khá xa rời thực tiễn mà người học đang sống, xa rời nhu cầu học tập của đa số người học và đôi khi lãng phí thời gian học, thậm chí dẫn đến sự nhàm chán đối với người học bởi sự chồng chéo các nội dung kiến thức, dẫn đến việc học sinh học còn thụ động, chỉ ghi nhớ các sự kiện, thiếu tính liên hệ giữa các kiến thức Do vây, việc vận dụng kiến thức gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là những kiến thức gắn với đời sống thực tiễn Chương trình môn KHTN đã cấu trúc các kiến thức dựa trên các nguyên lý của KHTN Tuy nhiên, vẫn cần thiết cấu trúc một số nội dung dạy học có liên quan tới các phân môn thành các chủ đề tích hợp và tổ chức các hoạt động tìm tòi khám phá khi dạy học các chủ đề

đó nhằm cho phép học sinh hiểu được sự có mặt của các kiến thức đó trong mối liên

hệ mật thiết giữa các môn học thuộc các lĩnh vực khác nhau và có thể sử dụng hiểu biết vào giải quyết các vấn đề của thực tiễn vốn luôn có tính liên môn, liên lĩnh vực

Khám phá là hoạt động để học sinh tìm tòi và lĩnh hội kiến thức Có nhiều cách khám phá như quan sát, bằng cách tổng hợp kinh nghiệm của cá nhân và nhân loại hoặc bằng cách triển khai quy trình nghiên cứu khoa học, chúng tôi thấy rằng tổ chức hoạt động tìm tòi khám phá ở người học khi học các chủ đề rõ ràng là một giải pháp thích hợp, là xu thế tất yếu để đổi mới nội dung

và phương pháp dạy khoa học trong nhà trường phổ thông Việt Nam, đặc biệt ở THCS

Nước có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của con người Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò quan trọng Sự có mặt của nước

là điều kiện đầu tiên để xác định sự tồn tại của sự sống Ở đâu có nước thì ở đó có sự sống Đối với sự sống của con người, nước là nền tảng cho tất cả các hoạt động Kiến thức về nước có liên quan đến những hiện tượng rất gần gũi với đời sống hàng ngày xung quanh chúng ta, liên quan đến nhiều vấn đề trong mọi lĩnh vực của thực tiễn cuộc sống Kiến thức phần nước là một phần nội dung quan trọng trong chương trình trung học cơ sở, cho học sinh thấy rõ tầm quan trọng của vấn đề nước đối với đời sống, sản xuất, thấy được bức tranh chung của thế giới vật chất và mọi biến đổi trong tự nhiên

Ở THCS hiện hành những kiến thức về nước được học rải rác trong nhiều phần của chương trình Vật lí lớp 6 và lớp 8, ngoài chương trình Vật lí, kiến thức về nước có mặt cả trong môn Sinh học, hóa học và địa lý Nghiên cứu nhận thấy rằng, nếu thiết kế được chủ đề “Nước trong cuộc sống” trong chương trình bậc THCS thì

sẽ hình thành ở người học bức tranh tổng thể về Nước trên cơ sở các kiến thức về nước có ở trong các môn học hiện hành ở bậc THCS cũng như trong chương trình môn KHTN Qua đó, giúp HS tích hợp các kiến thức và kĩ năng đã lĩnh hội, HS vận dụng phối hợp các tri thức và kĩ năng riêng rẽ của các kiến thức nước trong các phân môn vào giải quyết các vấn đề trong cuộc sống, từ đó có nhiều cơ hội để phát triển năng lực khoa học ở người học

Vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh trung học sơ sở”.

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh THCS

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Chủ đề “Nước trong cuộc sống”

- Hoạt động của GV và HS trong tiến trình dạy học tìm tòi khám phá

- Năng lực khoa học

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Dạy học chủ đề “Nước trong cuộc sống”

- Không gian giới hạn: Đối tượng HS thuộc địa bàn các quận huyện của thủ đô

Hà Nội

4 Giả thuyết khoa học của đề tài

Nếu dựa trên cơ sở lí luận về dạy học tìm tòi khám phá, cơ sở lí luận của năng lực khoa học cùng với việc phân tích nội dung cần dạy chủ đề “Nước trong cuộc sống”

ở THCS, thì có thể tổ chức dạy học tìm tòi khám phá nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về dạy học tìm tòi khám phá, về bồi dưỡng năng lực khoa học của HS

- Điều tra thực tiễn về dạy học nội dung kiến thức về Nước ở THCS

- Điều tra thực tiễn về khó khăn khi dạy học tìm tòi khám phá chủ đề

- Phân tích nội dung kiến thức về Nước ở THCS từ đó xây dựng chủ đề “Nước trong cuộc sống”

- Xây dựng công cụ đánh giá NLKH và cụ thể hóa vào các nội dung cụ thể của chủ đề “Nước trong cuộc sống”

- Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” THCS

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình đã soạn thảo để đánh giá hiệu

quả của nó đối với việc phát huy năng lực khoa học của người học

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các tài liệu về tâm lí học, lý luận dạy học hiện đại, lý luận dạy học Vật lý, các văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, các bài báo, tạp chí đặc biệt đề cập đến dạy học tìm tòi học khám phá dạy học chủ đề làm cơ sở lí luận cho

đề tài

- Nghiên cứu chương trình THCS hiện hành, chương trình GDPT mới, trọng tâm là các kiến thức môn Vật lí, Hóa học, Sinh học và các tài liệu khoa học liên quan đến kiến thức thuộc phần môn Khoa học Tự nhiên

6.2 Phương pháp nghiên cứu điều tra thực tiễn

Dự giờ, quan sát, điều tra thực trạng dạy học một số kiến thức môn Khoa học

Tự nhiên

6.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm trên đối tượng là học sinh THCS

Dùng thống kê toán học để phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê Từ đó khẳng định hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo đối với việc phát huy năng lực khoa học của người học

7 Những đóng góp mới của luận án

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

- Xây dựng cấu trúc NLKH và công cụ đánh giá NLKH, xác định được các năng lực thành tố, các mức độ biểu hiện hành vi của năng lực khoa học trong dạy học chủ đề “Nước trong cuộc sống”

- Thiết kế được chủ đề “Nước trong cuộc sống” ở THCS nhằm bồi dưỡng NLKH của HS

- Tiến trình dạy học đã được phân tích qua các dữ liệu thực nghiệm, từ đó cung cấp số liệu và thông tin khoa học làm phong phú thêm tài liệu tham khảo phục vụ cho dạy học và nghiên cứu khoa học bồi dưỡng cho học sinh trong dạy học các môn khoa học khoa học tự nhiên bậc THCS

8 Cấu trúc luận án

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, danh mục các bài báo liên quan đến luận án, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan lịch sử các vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở lí luận và thực tiễn về dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học của HS

Chương 3: Thiết kế tiến trình DH tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống”

Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Các nghiên cứu về năng lực, năng lực khoa học

1.1.1 Các nghiên cứu về năng lực và cấu trúc năng lực

Hiện nay, khái niệm năng lực được sử dụng với nhiều thuật ngữ tiếng Anh khác nhau như competency, ability, possibility và literacy….Trong mỗi thuật ngữ

đó lại có các khuynh hướng sử dụng nội hàm khác nhau

* Cụ thể như với thuật ngữ năng lực (Competency) cũng có hai khuynh

hướng định nghĩa khác nhau

- Nhóm thứ nhất, nhấn mạnh năng lực thuộc khả năng thực hiện

Competency - trong tiếng Anh, năng lực hành động: khả năng thực hiện hiệu quả

các hành động, các vấn đề liên quan đến một lĩnh vực nhất định dựa trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và sự sẵn sàng hành động [75] Quan điểm này được đưa ra bởi các tác giả M.Romainville (1996),[72]; F.E.Weinert ((OECD, 2001), [71]; P.Perrenond (1997) [83]

- Nhóm thứ hai thì nhấn mạnh năng lực được xem như thuộc phạm trù phẩm chất, tâm lí, thuộc tính cá nhân…và được đưa ra bởi nhiều tác giả khác nhau như A.G Covaliop, N.X Lâytex, P.A Rudik… A.G Covaliop định nghĩa: “Năng lực là tập hợp hoặc tổng hợp những thuộc tính của cá nhân con người, đáp ứng những nhu cầu lao động và đạt được những kết quả cao” N.X Lâytex cho rằng: “Năng lực là thuộc tính tâm lí của cá nhân đảm bảo điều kiện để hoàn thành tốt đẹp những loại hoạt động nhất định” Các định nghĩa này nói đến thuộc tính cá nhân coi đó là điều kiện cho hoạt động cụ thể [13] Theo P.A Rudich, khái niệm năng lực bao gồm các điều kiện tâm sinh lý chi phối các hoạt động hiệu quả của con người [13]

Cả hai khuynh hướng định nghĩa trên đều chưa thực sự mô tả được đặc trưng

cơ bản của năng lực Các nhà nghiên cứu khác thấy không thể tách rời khả năng thực hiện ra khỏi các phẩm chất tâm lí Do vậy, nhiều nghiên cứu và các tổ chức giáo dục như SOCCOM, Quebec….đã đưa ra định nghĩa bao gồm cả 2 đặc trưng

SOCCOM viết tắt từ Le socle commun de connaissances et de compétences (Nghị định ban hành nền tảng chung các năng lực và kiến thức vận dụng trong chương trình giáo dục phổ thông Pháp) [72] đưa ra định nghĩa năng lực như sau «Mỗi một

năng lực (compétence) lớn được thiết kế như là tổ hợp của những kiến thức cơ bản

của thời đại, của khả năng sử dụng các kiến thức ấy trong những tình huống khác nhau và cả các thái độ cần thiết cho toàn bộ cuộc đời » Trong chương trình giáo dục của Quebec (Canada) nhấn mạnh: Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và

có hiệu quả trong các tình huống phong phú của cuộc sống”[84] Cho tới nay, khái niệm competency đã được sử dụng rộng rãi và cũng được sử dụng trong giáo dục phổ thông

Với các định nghĩa trên, năng lực bao hàm khả năng thực hiện hành động và thái độ trong việc thực hiện các hành động đó

* Với thuật ngữ Literacy, từ thập kỉ 60 của thế kỉ XX, khái niệm “literacy”

được hiểu là khả năng biết đọc, viết của cá nhân [75] Cách hiểu này tập trung vào việc mã hóa và giải mã tín hiệu ngôn ngữ (âm thanh - chữ viết) Năm 1958, tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên hiệp quốc (UNESCO) quan niệm: “Một người không biết chữ nếu họ không có hai khả năng đọc và viết một tuyên bố ngắn

và đơn giản liên quan đến cuộc sống hằng ngày của họ” [51] Theo đó, năng lực

“literacy” cũng được hiểu là khả năng biết đọc, viết của cá nhân Đến năm 1978,

UNESCO coi nội hàm “literacy” ở mức độ rộng và phức tạp hơn: “Khả năng nhận biết, hiểu, sáng tạo, truyền đạt, tính toán và dùng chữ được in ra và viết ra liên kết cùng các văn cảnh khác nhau” [40]

Theo PISA, Literacy là năng lực bao hàm cả kiến thức, kĩ năng và qui trình nhận thức Tổ chức này cũng nhấn mạnh đến việc sử dụng kiến thức, kĩ năng

tích lũy được ở trường học vào bối cảnh, tình huống thực trong đời sống nhằm góp phần thay đổi thái độ của người học [41][72][73]

Theo quan điểm của người nghiên cứu, thuật ngữ Literacy đề cập đến sự hiểu biết

nói chung và vận dụng những hiểu biết đó vào trong tình huống thực, bối cảnh thực

để nhấn mạnh đến tính trách nhiệm của các công dân tương lai với các vấn đề của

xã hội, của cộng đồng Thuật ngữ này (Literacy) có những điểm khác so với thuật ngữ năng lực (competency) Nếu với năng lực (competency) bao gồm một tổ hợp các năng lực thành tố có cấu trúc khá chặt chẽ thì với năng lực (Literacy) không phân chia thành các năng lực thành tố mà chỉ đưa ra được các biểu hiện của chúng, trong đó nhấn mạnh đến việc hiểu biết nhằm giải quyết các vấn đề trong bối cảnh thực với tư cách là công dân có trách nhiệm với tương lai, với xã hội

Vậy, với việc sử dụng các thuật ngữ khác nhau để mô tả khái niệm năng lực, do

đó, khi dịch sang tiếng Việt sẽ dẫn đến các cách hiểu khác nhau, các cấu trúc khác nhau, cần sử dụng một thuật ngữ gốc thống nhất mô tả năng lực Luận án

sử dụng thuật ngữ Literacy

1.1.2 Các nghiên cứu về năng lực khoa học và cấu trúc năng lực khoa học

a Khái niệm

* Trên thế giới: Từ hai thuật ngữ định nghĩa năng lực, dẫn đến hai cách mô

tả khác nhau về năng lực khoa học

- Nhóm thứ nhất với thuật ngữ “Scientific competency” - năng lực khoa học

là khả năng thực hiện các hoạt động khoa học để tạo ra khái niệm mới, phương pháp mới, công cụ mới của một nhà khoa học hay một nhà khoa học tương lai Khái niệm này nhấn mạnh năng lực khoa học gắn với qui trình khoa học Do vậy, bồi dưỡng năng lực khoa học cho HS nhấn mạnh đến việc bồi dưỡng qui trình nghiên cứu khoa học Vì vậy, dạy học theo qui trình khoa học đã trở thành vấn đề trung tâm trong cải cách giáo dục ở môt số nước như Mỹ, Pháp, Canada… [59] [49] [65]

- Nhóm thứ hai với thuật ngữ “scientific literacy” trong tiếng Anh, có

nghĩa là văn hóa khoa học hay hiểu biết khoa học [51] Pisa cũng cùng quan điểm này [86] và cho rằng Scientific litericy là khả năng sử dụng những kiến thức khoa học, phân tích câu hỏi và rút ra những kết luận hợp lí có cơ sở nhằm đưa ra những quyết định đúng đắn về thế giới tự nhiên và những thay đổi con người tạo ra đối với thế giới tự nhiên Khái niệm này nhấn mạnh việc dạy học gắn với giáo dục

công dân có trách nhiệm với xã hội Tuy nhiên, PISA mới chỉ đánh giá qua các bài viết mà chưa đánh giá hiểu biết khoa học của người học qua hoạt động học và qua các hoạt động thực tiễn của người học

* Ở Việt Nam: Có nhiều tác giả nghiên cứu và có nhiều cách tiếp cận khác

nhau về năng lực khoa học như Đặng Thị Thuận An và Trần Trung Ninh (2017); Bùi Thị Thanh Xuân, Đinh Quang Báo (2016), Nguyễn Đức Dũng, (2017); Cao Thị Thặng, Cao Cự Giác,, [1][18][20][30][39]… Hầu hết các tác giả này đều sử dụng thuật ngữ “scientific litericy” và nhấn mạnh đến kĩ năng tiến trình khoa học

Nhóm tác giả Nguyễn Đức Dũng đưa ra khái niệm “năng lực khoa học” của học sinh phổ thông là khả năng thực hiện việc tiếp nhận và vận dụng kiến thức khoa học để giải quyết các vấn đề khoa học được định trước trong những tình huống cụ thể, hoặc các vấn đề thực tiễn đơn giản một cách hiệu quả, từ đó có thể đề xuất ý tưởng khoa học mới sáng tạo và hiệu quả hơn NLKH của HS được đánh giá qua phương thức và kết quả hoạt động của HS đó khi giải quyết vấn đề khoa học [18] Với định nghĩa này, nghiên cứu đã sử dụng bài tập để đánh giá năng lực KH mà chưa đề cập đến việc tổ chức các hoạt động học bồi dưỡng NLKH Nhóm tác giả sử dụng quan điểm về năng lực khoa học trong chương trình đánh giá học sinh Quốc tế

do tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế thế giới (OECD: Organisation for Economic Co-Operation and Development) đã định nghĩa năng lực khoa học (sciencific literacy) như sau: “Năng lực khoa học là kiến thức khoa học của một cá nhân và khả năng sử dụng kiến thức khoa đó để nhận biết các câu hỏi, tiếp thu kiến thức mới, giải thích các hiện tượng khoa học và rút ra các kết luận có vấn đề, khả năng nhận dạng vấn đề và khả năng rút ra kết luận có cơ sở về các vấn đề liên quan đến khoa học; hiểu biết của cá nhân về đặc điểm đặc trưng của khoa học là một hình thái kiến thức và khoa học nghiên cứu của con người; nhận thức của cá nhân đó về những ảnh hưởng của khoa học và công nghệ tới đời sống, vật chất, tinh thần và văn hóa của con người Sự sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là một công dân có hiểu biết và tư duy khoa học” [23] Theo quan điểm này, một người có năng lực khoa học cần phải có các yếu tố sau: Có kiến thức khoa học;

Hiểu những đặc tính của khoa học như là một dạng tri thức của loài người và là hoạt động tìm tòi khám phá của con người.; Sử dụng kiến thức để xác định, chiếm lĩnh kiến thức mới, nhận ra được các vấn đề khoa học, giải thích hiện tượng khoa học và rút ra kết luận trên cơ sở chứng cứ về các vấn đề liên quan tới khoa học; Nhận thức được vai trò của khoa học và công nghệ đối với việc hình thành môi trường văn hóa, tinh thần, vật chất.; Sẵn sàng tham gia như một công dân tích cực, vận dụng hiểu biết khoa học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn [5] Chương trình giáo dục phổ thông mới ban hành cũng xây dựng năng lực môn khoa học tự nhiên cấp THCS

theo hướng tiếp cận thuật ngữ scientific litericy với các yêu cầu hình thành và phát

triển các năng lực chung, năng lực chuyên môn về tìm hiểu tự nhiên, hình thành và phát triển các kỹ năng thực nghiệm và kỹ năng tiến trình: quan sát, đặt câu hỏi và trả lời, lập luận, dự đoán, chứng minh hay bác bỏ giả thuyết bằng thực nghiệm, mô hình hóa, giải thích,… vận dụng tổng hợp kiến thức khoa học để giải quyết các vấn

đề trong cuộc sống [10]

Trong nghiên cứu, chúng tôi cũng sử dụng thuật ngữ scientific litericy với nghĩa là năng lực khoa học Điều này phù hợp với học sinh đầu cấp trung học cơ

sở mà không chỉ quá nhấn mạnh vào tiến trình nghiên cứu khoa học

b Các nghiên cứu cấu trúc của năng lực khoa học

Trên thế giới: Các nghiên cứu về cấu trúc năng lực khoa học được đưa ra bởi

các tác giả, các tổ chức giáo dục khác nhau với các mục đích khác nhau như: Wenning (2005), chương trình GD Singapore, Đại học Rutgets (Hoa kỳ), chương trình giáo dục của Pháp, chương trình giáo dục Hoa Kì, Đại học Victoria (Úc), chương trình giáo dục của Đức…… [67][70][74][72][69]

Một số các nghiên cứu gắn năng lực khoa học với tiến trình khoa học như

Wenning (2005) [70] đã đưa ra tổ hợp các năng lực của nghiên cứu bao gồm: Xác định một vấn đề để nghiên cứu; sử dụng quy nạp, xây dựng một giả thuyết hay mô hình kết hợp logic và bằng chứng; sử dụng suy luận, tạo ra một dự đoán từ giả thuyết hoặc mô hình; thiết kế quy trình thực nghiệm để kiểm tra dự đoán; tiến hành một thí nghiệm KH, quan sát hay mô phỏng để kiểm tra giả thuyết; thu thập dữ liệu

có ý nghĩa, sắp xếp và phân tích dữ liệu chính xác; áp dụng các PP tính toán và thống kê số liệu số để tiếp cận và hỗ trợ kết luận; giải thích kết quả

Chương trình giáo dục Singapore coi kỹ năng và quá trình khoa học là một thành tố của môn Khoa học, phương pháp dạy học đặc trưng của môn Khoa học là khám phá khoa học Thông qua các hoạt động khám phá, HS được rèn luyện các kỹ năng về tiến trình khoa học Singapore đề xuất năng lực khoa học của học sinh bao gồm các thành tố: Đặt câu hỏi và xác định vấn đề; Phát triển và

sử dụng mô hình; Lập kế hoạch và tiến hành khảo sát; Phân tích và trình bày số liệu; sử dụng tư duy toán học; Xây dựng lời giải và thiết kế giải pháp; Thu thập đánh giá và trao đổi thông tin [12]

Bên cạnh đó, một số nghiên cứu lại đề xuất cấu trúc NLKH là các biểu hiện hành vi của năng lực mà không nhất thiết là các hành vi đó phải được biểu hiện

trong qui trình chặt chẽ - đó là qui trình nghiên cứu khoa học

Cụ thể, Đại học Rutgets (Hoa kỳ) [62] đã chỉ ra các thành tố cơ bản của năng lực khoa học (Scientific competency) : - Khả năng diễn đạt thông tin dưới nhiều cách khác nhau;- Khả năng sử dụng thiết bị khoa học để tiến hành điều tra thực nghiệm và thu thập dữ liệu thích hợp để nghiên cứu hiện tượng, để kiểm tra giả thuyết hoặc giải quyết các vấn đề thực tiễn;- Khả năng thu thập và trình bày dữ liệu

để xây dựng mô hình và đặt câu hỏi;- Khả năng đưa ra nhiều giải thích cho các mô hình và điều chỉnh chúng.;- Khả năng đánh giá thiết kế và các kết quả thí nghiệm hoặc một giải pháp cho một vấn đề;- Khả năng giao tiếp

Trong chương trình của Pháp, năng lực khoa học được định nghĩa và đưa ra các thành tố và hành vi như sau: Làm hiện rõ vấn đề (nghi vấn) cần giải quyết; Nhận diện được các đặc trưng và xác nhận được các hướng nghiên cứu phù hợp với từng tình huống; Đối chiếu các giải pháp giải quyết vấn đề với nhau, xác định và lựa chọn được các tiêu chí, các hướng nghiên cứu phù hợp với vấn đề cần giải quyết; Thu thập thông tin qua các thí nghiệm, thực nghiệm, quan sát, đo đạc;- Tập hợp, thu thập và tổ chức các thông tin dưới các dạng dễ hiểu và dễ trao đổi, thảo luận;- Mở rộng, soạn thảo một bản tổng hợp kết quả nghiên cứu và xây dựng các

kiến thức mới.Với việc mô tả các năng lực thành tố như vậy thì điều quan trọng là các biểu hiện hành vi của năng lực mà không nhất thiết là các hành vi đó phải được biểu hiện trong qui trình chặt chẽ - đó là qui trình nghiên cứu khoa học [87]

Một số nghiên cứu lại đề xuất cấu trúc NLKH theo các nhóm thành tố, như

hệ thống các năng lực Vật lý theo nghiên cứu đề xuất của trường Đại học Victoria (Úc) thì lại bao gồm 4 nhóm thành tố chính như sau: - Tri thức về Vật lý: Kiến thức và kỹ năng cần thiết để có thể đảm nhận một công việc trong lĩnh vực Vật lý (GV vật lý, nhà nghiên cứu vật lý) hoặc có thể tiếp tục học sau đại học về lĩnh vực vật lý.;- Năng lực nghiên cứu: Hiểu biết và sử dụng được các nguyên lý của quy trình KH, áp dụng được các PP thực nghiệm để giải quyết các vấn đề KH.;- Năng lực thực địa: Sử dụng được các quy tắc và kỹ thuật an toàn để thực hiện các nghiên cứu trong môi trường thực tế.;- Năng lực thực hiện trong phòng thí nghiệm: Sử dụng được các quy tắc và kỹ thuật an toàn để thực hiện các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm [72]

Chương trình giáo dục của Đức đưa ra mô hình năng lực các KHTN bao gồm

4 lĩnh vực năng lực: Tri thức chuyên môn: HS có khả năng mô tả, giải thích, cấu

trúc hóa và sử dụng tri thức chuyên môn trong việc giải quyết các vấn đề, năng lực

này gắn với các cơ sở KH Khám phá tri thức: quan sát, so sánh, sắp xếp, tiến hành

nghiên cứu khoa học tự nhiên, sử dụng các mô hình, vận dụng kiến thức toán học

Giao tiếp: Phát triển thông tin - tiếp nhận văn bản (nói và viết); truyền đạt thông tin

– tạo lập văn bản ( nói và viết); tranh luận – tương tác; cân nhắc về ngôn ngữ

chuyên môn – ý thức ngôn ngữ Đánh giá: thảo luận và lựa chọn các phương án

hành động; đánh giá các hành động; đánh giá các giá trị và chuẩn mực [16]

Theo PISA, NLKH được mô tả gồm bốn yếu tố liên quan đến nhau: kiến thức, năng lực, bối cảnh và thái độ

PISA có cách tiếp cận rộng hơn về việc đánh giá kiến thức, kĩ năng, thái độ của học sinh, đó là hướng tới đánh giá các năng lực sử dụng kiến thức vào giải quyết các nhiệm vụ và thách thức thường nhật Cách tiếp cận bao quát và thực tiễn này giúp PISA phản ánh kịp thời các thay đổi trong chương trình học, cụ thể hơn đó

là phương thức dựa trên mô hình học tập suốt đời, trong đó việc tích lũy các kiến thức và kĩ năng mới cần thiết để thích nghi trong một thế giới luôn thay đổi và một quá trình diễn ra suốt đời, không chỉ bó hẹp trong phạm vi trường học

PISA tập trung vào những điều mà học sinh ở độ tuổi 15 cần cho tương lai và đánh giá năng lực học tập suốt đời, một mặt PISA đánh giá kiến thức của học sinh, mặt khác đánh giá ở khả năng tư duy và áp dụng kiến thức, kinh nghiệm vào các vấn đề thực tế Ví dụ, để hiểu và đánh giá một lời khuyên về nguồn nước địa phương đang bị ô nhiễm, một người trưởng thành cần phải không những hiểu biết

về nguyên nhân gây ô nhiễm mà còn phải biết đề xuất ra các biện pháp chống ô nhiễm nguồn nước và đề xuất ra các biện pháp cải tạo nguồn nước

Ở Việt Nam, nhóm tác giả Nguyễn Đức Dũng [18] đã đề xuất được những

tiêu chí/biểu hiện của NLKH của HS phổ thông, trong đó cấu trúc của năng lực khoa học có 10 biểu hiện cụ thể Nhóm tác giả Cao Thị Thặng [30] đề xuất cấu trúc năng lực tìm tòi, nghiên cứu khoa học của học sinh trung học phổ thông trong dạy học môn hóa học Tác giả Nguyễn Văn Biên đã đề xuất cấu trúc năng lực Vật lý dựa trên năng lực khoa mà chương trình giáo dục của Mỹ và của Singapore đưa ra [11]

Chương trình giáo dục phổ thông môn KHTN mới [10], năng lực khoa học

tự nhiên với cấu trúc gồm có 3 thành tố (1) nhận thức khoa học tự nhiên, (2) tìm

hiểu tự nhiên, (3) vận dụng kiến thức KHTN đã học Như vậy, theo phân tích cấu trúc năng lực khoa học của Pisa và chương trình khoa học tự nhiên có những nét tiếp cận tương đồng, đó là cấu trúc dựa trên 3 yếu tố: yếu tố đầu tiên là kiến thức về bản chất, khái niệm, nội dung, lý thuyết của thế giới khách quan khoa học, loại tri thức này được gọi là “tri thức nền tảng của khoa học” (content knowledge) Yếu tố thứ hai là tri thức về các tiến trình mà các nhà khoa học dùng để hình thành nên tri thức khoa học được gọi là “tri thức kĩ thuật nghiên cứu” hoặc “ tiến trình tìm hiểu khoa học” (procedural knowledge)[87] Đây là một tri thức liên quan giữa thực hành và lý thuyết mà yêu cầu thực hành làm nền tảng như: lặp lại các phương pháp để làm giảm tối thiểu lỗi, kiểm soát các biến

cố, và các qui trình có chất luợng được trình bày và công bố số liệu Yếu tố thứ ba: “tri thức nhận thức luận” (epistemic knowledge), tri thức này được hiểu như việc xác định cho các nội dung cần thiết trong quá trình xây dựng tri thức trong khoa học Tri thức nhận thức luận bao gồm: hiểu chức năng của các câu hỏi, sự quan sát, các lý thuyết, các giả thuyết, các mẫu, các tranh luận trong khoa học,

và đóng vai trò tổng hợp trong việc xây dựng kiến thức Những người có tri thức nhận thức luận có thể giải thích, đưa ra ví dụ, đưa ra sự khác nhau một lý thuyết khoa học và giả thuyết hoặc một quan sát khoa học Tri thức nhận thức luận là nền tảng cho tri thức về kĩ thuật nghiên cứu và đồng thời là nền tảng cho cơ sở niềm tin vào tuyên bố khoa học

Tóm lại, dù các nghiên cứu dựa trên tiến trình để đề xuất cấu trúc năng lực khoa học (Scientific literacy), hay không dựa trên tiến trình khoa học mà dựa vào các nhóm thành tố cùng với biểu hiện của năng lực khoa học, thì vẫn cần quan tâm đến việc tổ chức hoạt động học như thế nào để các biểu hiện của năng lực khoa học có thể thể hiện ra được

Trong luận án này, trên cơ sở dựa vào đánh giá năng lực khoa học của PISA

và cấu trúc năng lực tìm hiểu tự nhiên trong chương trình giáo dục phổ thông của môn khoa học tự nhiên, chúng tôi đề xuất xây dựng một cấu trúc riêng cho năng lực khoa học trong dạy học môn khoa học tự nhiên ở THCS

c Biện pháp bồi dưỡng năng lực khoa học

Trên thế giới, có nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu bồi dưỡng năng lực khoa

học bằng nhiều biện pháp khác nhau như Jack Holbrook và Miaranikmae; Helen L.Gipson và Christopher chase; Derek Hodson Ontario; Janice D Gobert &Barbara

C Buckley; Reinders Duit &David F Treagust; Bev France và Jan Taylor; Richard

A Duschl… [49][50] [51], [52][68][62] Tuy nhiên các tác giả tập trung vào các biện pháp chính sau:

Thứ nhất, các nghiên cứu nhấn mạnh việc bồi dưỡng NLKH thông qua chính hoạt động của người học Jack Holbrook và Miaranikmae [51] đề xuất một

mô hình về bản chất của dạy khoa học có nền tảng dựa trên lý thuyết hoạt động,

bao gồm sự hiểu biết về bản chất của khoa học, liên kết với việc đạt được các mục tiêu trong lĩnh vực cá nhân, thúc đẩy nhân cách và thái độ tích cực, trách nhiệm công dân cùng với việc đạt được các mục tiêu trong lĩnh vực giáo dục xã hội, nhấn mạnh học tập hợp tác Nghiên cứu này nhấn mạnh việc bồi dưỡng năng

lực khoa học thông qua hoạt động

Thứ hai, các nghiên cứu nhấn mạnh việc đưa người học vào bối cảnh thực

để làm thay đổi thái độ và trách nhiệm của người học đối với xã hội Derek Hodson

Ontario [50] cho rằng đã đến lúc phải hành động trong chương trình dạy học khoa học của nhà trường, cần thiết có một chương trình dạy học khoa học hướng tới hành động gắn với trách nhiệm xã hội, tác giả cho rằng muốn các vấn đề xã hội và môi trường hiện nay được giải quyết, chúng ta cần một thế hệ công dân có hiểu biết khoa học, tác giả đề xuất một chương trình khoa học tập trung vào bảy lĩnh vực quan tâm (sức khoẻ con người, lương thực và nông nghiệp, đất đai, nước và tài nguyên khoáng sản, nguồn năng lượng và tiêu dùng, công nghiệp, truyền thông và giao thông, đạo đức và trách nhiệm xã hội) và cần có sự tham gia của cộng đồng

Vì vậy, cần phải hướng tới việc chọn nội dung dạy học như thế nào để hướng người học tới trách nhiệm xã hội, với cộng đồng

Thứ ba, các nghiên cứu nhấn mạnh đến vai trò của tương tác xã hội trong việc bồi dưỡng năng lực khoa học Janice D Gobert &Barbara C Buckley [52] cho

rằng các mô hình và mô hình hóa là công cụ chủ yếu để giải thích khoa học, họ chứng minh rằng việc sử dụng các mô hình và sự tương tự trong giáo dục khoa học

là một biện pháp để hiểu bản chất khoa học Học tập càng hiệu quả hơn khi người học có thể tự xây dựng mô hình và đánh giá mô hình của riêng mình, của người khác và của các nhà khoa học Nghiên cứu cũng cho thấy rằng thảo luận nhóm và thảo luận đồng đẳng là những biện pháp để nâng cao kỹ năng tư duy nhận thức và siêu nhận thức của học sinh

Thứ tư, các nghiên cứu đề cập đến việc làm thay đổi quan niệm của học sinh trong việc giải thích các hiện tượng một cách khoa học Reinders Duit &David F

Treagust [68] cho rằng một trong những biện pháp để cải tiến mạnh mẽ dạy và học

khoa học là thay đổi quan niệm của người học, trong đó đã thảo luận về các nghiên cứu nhằm thay đổi quan niệm, từ đó kiểm tra, giải thích các hiện tượng thực tiễn bằng kiến thức khoa học

Thứ năm, Helen L.Gipson và Christopher chase [49] nghiên cứu tác động của

một chương trình khoa học dựa trên câu hỏi về thái độ của học sinh đối với môn khoa học Trong đó, họ đã chỉ ra rằng sau một thời gian, điều họ được tham gia chương trình khoa học theo cách tiếp cận khám phá, học sinh tham gia vào chương trình này được xây dựng các câu hỏi của riêng mình, có thể được thực hiện thí nghiệm hoặc thông qua quan sát Họ cũng phân tích dữ liệu thông qua việc kiểm tra các thí nghiệm của chính họ và của người khác, qua đó họ vận dụng lý giải kiến thức khoa học trong

thực tế Nghiên cứu cũng cho thấy người học được tham gia chương trình khoa học

dựa trên sự khám phá những kỹ năng cải tiến về khoa học và có thái độ tích cực hơn

đối với khoa học so với những học sinh học cách sử dụng cách tiếp cận truyền thống,

từ đó nhấn mạnh tới việc dạy học khoa học thế nào bồi dưỡng trách nhiệm cho người học

Ở Việt Nam, một số tác giả cũng đã vận dụng các biện pháp khác nhau để bồi

dưỡng năng lực khoa học cho học sinh và đạt được hiệu quả nhất định với đối tượng các cấp học, bậc học khác nhau như việc tổ chức cho học sinh thực hiện các nghiên cứu khoa học, sử dụng bài tập, vận dụng các phương pháp dạy học tích cực…

Tác giả Nguyễn Đức Dũng [18] đề xuất biện pháp bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh Trung học phổ thông qua việc sử dụng hệ thống bài tập gắn với thực tiễn trong quá trình dạy học hóa học và cũng đã thu được một số hiệu quả nhất định trong việc phát triển năng lực khoa học Tuy nhiên, việc chỉ sử dụng bài tập phần nào hạn chế việc huy động sự tham gia tích cực của học sinh ở tất cả các khâu của quá trình học

Tác giả Lê Đình Trung [36] đề xuất qui trình dạy học khám phá qua đề tài khoa học môn Sinh học, thực chất là tổ chức cho học sinh NCKH, qui trình này chỉ đạt được hiệu quả nhất định với đối tượng học sinh khối các trường chuyên cấp THPT

Tác giả Đặng Thị Thuận An, Trần Trung Ninh [1] cũng đưa ra biện pháp bồi dưỡng năng lực khoa học qua dạy học các chủ đề, tuy nhiên, nghiên cứu chưa đưa

ra một qui trình dạy học cụ thể để làm rõ vai trò của giáo viên và học sinh, đặc biệt chưa làm rõ được nhiệm vụ của học sinh để từ đó đưa học sinh vào hoạt động ở mức tự lực cao trong việc bồi dưỡng năng lực khoa học

Qua nghiên cứu các biện pháp bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh, nghiên cứu nhận thấy rằng việc đưa học sinh vào các hoạt động, tổ chức tương tác nhóm, tiếp cận với qui trình tòi khám phá xuất phát từ bối cảnh tình huống cuộc sống, gắn với cá nhân, địa phương, quốc gia và vấn đề toàn cầu là vấn đề đang được các nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm Vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu là lựa chọn chủ đề dạy học và tổ chức các hoạt động học như thế nào

để có thể bồi dưỡng năng lực khoa học cho người học

1.2 Các nghiên cứu về dạy học tìm tòi khám phá

1.2.1 Khái niệm

DH TTKP được miêu tả và định nghĩa rất khác nhau bởi những tác giả và các

tổ chức giáo dục khác nhau như: Barrow L H; H Banchi; Bell.R; JS Bruner ; C Cuneo, Inglis, S., Justice, C., Lee, B., Miller, S., Rice, J,; J.Schwab; Leslie J W Jenny.W; Hakins; Rodger W Bybee J.Richard Suchman; C.JWenning; Dewey; [42][43][44][48][54][59][61][64][77]……

Trong tiếng Anh các cụm từ khóa để miêu tả cho cách DH này đó là

“discovery learning”, “discovery by learning”, “inquiry learning”, “inquiry based learning”, discovery based learning, Discovery learning [75][76][78]

Cụ thể, theo tác giả J.Schwab [61] DH TTKP bắt đầu bằng cách đặt ra các câu hỏi, các VĐ hoặc tình huống - chứ không phải chỉ đơn giản là trình bày KT Do vậy cốt lõi của DH TTKP là dựa trên các câu hỏi của HS, yêu cầu của DH TTKP là

HS phải tự lực đi tìm lời giải cho VĐ J Richard Suchman, khởi nguồn của chương trình học tập tìm tòi ở Mĩ, đã từng nói rằng: "tìm tòi là cách mọi người học khi họ

đơn độc" Đối với Suchman [64], học tập tìm tòi (Inquiry - based learning) "là sự

tìm hiểu tích cực những ý nghĩa liên quan tới các quá trình tư duy giúp biến những kinh nghiệm thành vốn kiến thức" Hakins [63]… quan niệm DH TTKP như chu

kỳ tìm tòi, được đề xuất để mọi người tham gia vào quá trình tìm tòi Quá trình DH TTKP là một chu trình HT mà người học: Đặt câu hỏi; Điều tra và NC; Thu thập và

tổ chức thông tin để tạo ra các kết nối; Thảo luận và chia sẻ với những người khác

để phát hiện;

Wilson Jenny và Jan Wing Leslie [66] quan niệm: Học tập tìm tòi là một quá trình, trong đó người học được tham gia tích cực vào việc học tập, đưa ra các câu hỏi, điều tra rộng rãi, từ đó xây dựng nên kiến thức mới Kiến thức đó là mới đối với người học và họ có thể sử dụng nó để trả lời cho một vấn đề nhất định, đưa

ra một giải pháp, hoặc ủng hộ cho một quan điểm

Tuy có sử dụng các thuật ngữ khác nhau, các khái niệm khác nhau nhưng các tác giả đều thống nhất là cách DH chú trọng đến việc dạy cách học hơn là việc dạy cái gì KT chỉ thực sự trở thành của người học khi họ tự TTKP ra nó, KT thu được bằng con đường tự khám phá là KT vững chắc nhất, đáng tin cậy nhất

Ở Việt Nam, nhiều nhà sư phạm đã quan tâm, tìm hiểu về dạy học tìm tòi

khám phá với các thuật ngữ khác nhau nhau như: “Dạy học tự phát hiện” (Đỗ Đình

Hoan), “Phương pháp phát hiện lại” (Nguyễn Kỳ), “Kiến tạo tìm tòi” (Đặng Thành Hưng, Lê Nguyên Long), “Dạy học khám phá”, “Dạy học khám phá có hướng dẫn”,

“Dạy học bằng các hoạt động khám phá” (Trần Thúc Trình, Trần Bá Hoành, Bùi Văn Nghị, Lê Võ Bình, Nguyễn Văn Hiến, …), “Dạy học khám phá theo thuyết kiến tạo”, “Dạy học phát hiện theo thuyết kiến tạo” (Phó Đức Hòa, Nguyễn Thị Lan

Anh)…[14][15][28][29][20][21][22][37]…Tuy nhiên, các tác giả đều có chung một quan điểm về bản chất của DH TTKP và nhấn mạnh việc HS tự mình phát hiện ra tri thức mới thông qua điều tra, khảo sát, tìm tòi, làm thực nghiệm dưới sự tổ chức, hướng dẫn, điều khiển của GV

Nhìn chung, các tác giả đều có chung một quan điểm về bản chất của dạy học tìm tòi khám phá, cũng như nhấn mạnh việc học sinh tự mình phát hiện ra tri thức mới thông qua điều tra, khảo sát, tìm tòi, làm thực nghiệm dưới sự tổ

chức, hướng dẫn, điều khiển của giáo viên Luận án sẽ đề cập đến hoạt động tìm tòi khám phá trong quá trình xây dựng kiến thức cũng như trong việc vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề gắn với bối cảnh thực của xã hội để làm thay đổi thái độ và trách nhiệm của người học

1.2.2 Các nghiên cứu về mô hình và các mức độ của dạy học tìm tòi khám phá

Theo Klahr (2000) [53], trong mô hình SDDS (Scientific Discovery as Dual Search) - Khám phá khoa học như sự nghiên cứu kép - mô hình này gồm có: tìm kiếm giả thuyết, kiểm chứng giả thuyết và đánh giá bằng chứng

Theo Shulman (1986) [64], tất cả các hoạt động - quan sát, đưa ra giả thuyết, tiến hành thí nghiệm, kiểm tra giả thuyết - là biểu hiện của sự khám phá

Theather Banchi và Randy Bell (2008) [43] đã chỉ rõ bốn mức độ của tìm

tòi khám phá : Mức độ 1: Xác nhận tìm tòi; Mức độ 2: Cấu trúc tìm tòi; Mức độ

3 Tìm tòi hướng dẫn; Mức độ 4 Tìm tòi mở Trong đó, đề xuất giáo viên nên hướng dẫn việc tìm tòi của HS từ cấp thấp đến cấp cao hơn, sau đó cho HS tìm tòi

mở theo cách riêng của mình nhằm phát triển kỹ năng tìm tòi của học sinh có hiệu quả Hoạt động tìm tòi mở chỉ thành công nếu học sinh được thúc đẩy bởi lợi ích nội tại và nếu họ được trang bị những kỹ năng để tiến hành nghiên cứu riêng của mình Giáo viên cần tạo điều kiện cho các mức độ TT của HS, do vậy GV cần có một sự hiểu biết sâu sắc về việc hướng dẫn hoạt động TTKP sao cho họ có được phương pháp nghiên cứu đáp ứng mong muốn học tập suốt đời

J.Schwab 1960 [67] đã chỉ ra học sinh cần phải có kĩ năng và chiến lược tìm tòi trước khi họ làm khoa học Các kĩ năng này chính là phát hiện ra vấn đề, tìm ra giải pháp và rút ra kết luận

Tiêu chuẩn Quốc gia khoa học giáo dục (NSES) 1996 [56] chỉ ra 6 khía cạnh quan trọng của dạy học TTKP là: Học sinh có thể nhận ra khoa học không chỉ là ghi nhớ và biết sự thật; học sinh sẽ có cơ hội phát triển kiến thức mới dựa trên quan niệm về khoa học và vốn kiến thức đã có; HS sẽ phát triển kiến thức bằng cách cơ cấu lại những hiểu biết vốn có của họ về khoa học và những thông tin mới học

được; việc học tập của mỗi học sinh bị chi phối bởi các học sinh khác và chúng có

cơ hội học hỏi lẫn nhau; HS sẽ kiểm soát việc học của mình; việc hiểu biết sâu sắc kiến thức sẽ thể hiện ở việc Hs vận dụng vào bối cảnh thực tế

Các nghiên cứu này chưa đưa ra một khuyến nghị về việc sử dụng mức độ tìm tòi khám phá phù hợp với đối tượng học sinh đầu cấp THCS

1.2.3 Các nghiên cứu về qui trình dạy học tìm tòi khám phá

Trên thế giới: Có rất nhiều tiến trình DH TTKP đưa ra bởi các tác giả và tổ

chức giáo dục khác nhau, các tiến trình được khớp nối, tạo nên bởi sự hiểu biết sâu sắc của người học khi họ tự tìm ra tri thức

Alberta (2004)[66] , đưa ra DH TTKP bao gồm 6 bước: lập kế hoạch, thu thập thông tin, tiến hành, sáng tạo, chia sẻ và đánh giá Trường đại học McMaster ở Canada [65] cũng đã áp dụng phương pháp dạy học theo PPKH với quy trình như sau : Kết nối chủ đề và phát triển những kiến thức cơ bản; Phát triển câu hỏi; Xác định những gì cần biết; Xác định nguồn dữ liệu, thu thập dữ liệu; Đánh giá dữ liệu; Tổng hợp; Kết nối những hiểu biết mới; đánh giá sự thành công Shulman (1986) [64] đã xây dựng mô hình dạy học theo PPKH gồm 5 bước: Bước 1 GV trình bày vấn đề, HS xác định vấn đề; bước 2 Học sinh thu thập thông tin; bước 3 HS đưa ra giả thiết và kiểm tra Bước 4 HS sắp xếp lại các dữ liệu và giải thích Bước 5 HS phân tích các loại câu hỏi và đề xuất các cải tiến cho câu trả lời của mình Mô hình dạy 5E chỉ ra (Tham gia - Engage, Khám phá - Explore, giải thích -Explain, Vận dụng - Elaborate và đánh giá-Evaluate) Đây là một mô hình thực hành DH thúc đẩy bởi các sở GD và phát triển trẻ thơ (DEECD) và sử dụng trong nhiều trường công lập bang Victoria Theo Hội đồng nghiên cứu quốc gia Hoa Kì [55A], dạy học khám phá vận hành theo 5 bước sau: Câu hỏi định hướng khoa học, tìm kiếm các bằng chứng cần thiết để trả lời câu hỏi, tạo ra các giải thích từ bằng chứng thu thập, kết nối giải thích với kiến thức khoa học, công bố kết quả, chia sẻ và đánh giá các giải

thích Các NC này mới chỉ đề cập đến quan niệm về tiến trình tìm tòi khám phá của người học mà chưa đề cập tới việc làm thế nào để đạt được điều đó

Ở Việt Nam có nhiều tiến trình được đưa ra bởi các tác giả khác nhau như

Lê Phước Lộc, Đỗ Hương Trà, Lê Thị Hồng Chi, Nguyễn Thị Vân Hương, Nguyễn

Thị Hồng Quí….[26][33][15]

Tác giả Lê Phước Lộc [26] với quan niệm DH TTKP có một sắc thái riêng quy định rõ về mức độ khó và do đó thời gian quyết định tình huống đưa ra trong giờ học (gọi là nhiệm vụ KP), từ đó đưa ra qui trình thiết kế một NVKP gồm 4 bước: 1 Tìm vị trí thích hợp trong bài để ra NVKP; 2 Lựa chọn kiến thức, kĩ năng phù hợp; 3 Cấu trúc “thô” NVKP; 4 Kiểm tra NVKP về mặt ngôn ngữ, đặt câu, thêm từ gợi ý, hoàn chỉnh NVKP, qui trình này chỉ ra 4 bước rõ ràng để thiết kế một nhiệm vụ tìm tòi, khám phá Tuy nhiên chưa đưa ra các bước để giải quyết nhiệm

vụ tìm tòi, khám phá cụ thể Như vậy, hoạt động tìm tòi khám phá không nhất thiết phải cấu trúc chặt chẽ theo một qui trình xuyên suốt từ đầu đến cuối mà cần thiết kế các nhiệm vụ khám phá tùy từng thời điểm của quá trình học

Nhóm tác giả Lê Thị Hồng Chi, Vũ Trọng Rỹ, Phó Đức Hòa [15] cũng đưa ra quy trình dạy học tìm tòi khám phá ở Tiểu học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin gồm các bước sau: Bước 1 Chuẩn bị (Lựa chọn, xây dựng các chủ đề tìm tòi; Thiết

kế các hoạt động tìm tòi; Xây dựng kiến thức và kinh nghiệm nền tảng cho HS.) Bước 2 Định hướng tìm tòi với sự hỗ trợ của CNTT ( Đưa ra tình huống xuất phát, nêu vấn đề - Giao nhiệm vụ tìm tòi) Bước 3 Quan sát và hướng dẫn HS tìm tòi, phát hiện với sự hỗ trợ của CNTT - Hướng dẫn HS nêu giả thuyết, lập kế hoạch - Điều khiển HS thực hiện kiểm tra, khẳng định hay bác bỏ giả thuyết Bước 4 Hướng dẫn

HS so sánh, nhận xét, kết luận bản chất tri thức với sự hỗ trợ của CNTT (Hướng dẫn

HS rút ra kết luận - Phát biểu bản chất tri thức) Bước 5 Tổ chức cho HS thực hành, vận dụng với sự hỗ trợ của CNTT (Tổ chức cho HS thực hành, luyện tập - Hướng dẫn

HS vận dụng tri thức vừa phát hiện) Bước 6 Đánh giá hoạt động tìm tòi với sự hỗ trợ

của CNTT (Đánh giá quá trình tìm tòi - Đánh giá kết quả tìm tòi), qui trình ưu điểm

rõ ràng về mặt nhiệm vụ đối với GV và HS nhưng chỉ phù hợp với học sinh tiểu học

Theo tác giả Đỗ Hương Trà [33] bản chất của tiếp cận tìm tòi - khám phá trong dạy học là tổ chức cho người học lĩnh hội nội dung dạy học theo logic của tiến

trình nghiên cứu khoa học Tiến trình nghiên cứu khoa học có thể được mô hình hóa qua các giai đoạn cơ bản như sau: - Phát hiện vấn đề (Đặt câu hỏi nghiên cứu); đề xuất giả thiết (Tìm câu trả lời sơ bộ); lập phương án thu thập thông tin (luận chứng); luận cứ lí thuyết (xây dựng cơ sở lí luận); luận cứ thực tiễn (Quan sát, thực nghiệm); phân tích và bàn luận kết quả, xử lí thông tin

Nhìn chung, quy trình DH TTKP mà các nhà NC trên thế giới cũng như ở Việt Nam đề xuất, tuy có thể khác nhau về hình thức nhưng không khác nhau nhiều ở nội dung, chúng đều có điểm chung đó là qui trình dạy học khám phá gần với qui trình nghiên cứu khoa học Vì thế, nó có nhiều cơ hội để phát triển năng lực khoa học của học sinh Luận án sẽ dựa trên quan điểm này để thiết kế tiến trình dạy học tìm tòi khám phá phù hợp với đặc điểm dạy học môn khoa học

tự nhiên

1.2.4 Nghiên cứu dạy học kiến thức về Nước ở THCS

Ở tiểu học, chương trình môn khoa học cũng đã có đưa vào các nội dung

về Nước ở mức độ đơn giản, cho HS mới đầu nhận biết một số tính chất đơn giản của Nước

Một số nghiên cứu khác cũng có thiết kế chủ đề về Nước như Nguyễn Anh

Dũng (2017), Cao Thị Thặng [30] , hướng dẫn học VNEN 6,… Tuy nhiên, đa số các

các kiến thức về nước vẫn được thiết kế dạy học ở những chủ đề tích hợp trong nội

bộ môn học, chưa tích hợp mạch để đáp ứng chương trình mới

Tác giả Đỗ Hương Trà và nhóm tác giả [34] cũng đã nghiên cứu và xây

dựng chủ đề liên quan đến kiến thức về Nước “Nước – Bạn của nhà nông” được

xây dựng trên cơ sở tích hợp liên môn với các môn Sinh học, Vật lý, Hóa học nhằm tổ chức cho học sinh thông qua hoạt động sẽ sử dụng được các năng lực của mình để tìm hiểu về nước Tuy nhiên chủ đề này cũng chỉ dừng lại nghiên cứu ở mức độ hẹp và được thiết kế trên cơ sở trọng tâm, chủ đạo là kiến thức của phân môn Sinh học

Chương trình môn khoa học tự nhiên - giáo dục phổ thông tổng thể ban hành

tháng 12 năm 2007 [6] các kiến thức về Nước ở các chủ đề năng lượng, vật chất, trạng thái của các chất…Tuy nhiên, hiện nay mới dừng ở cấu trúc khung chương trình và các yêu cầu cần đạt

Từ các nghiên cứu đã phân tích ở trên, cho thấy Nước là một chủ đề khá

hấp dẫn, có liên quan đến kiến thức của nhiều môn học Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đề cập đến việc tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề Nước nhằm bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh THCS Chúng tôi thấy, có thể thiết kế tiến trình dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước với đời sống” trên cơ

sở tích hợp kiến thức các môn học ở các mức độ khác nhau và quan tâm đến việc vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn để bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh THCS

Từ phân tích tổng quan ở trên cho thấy, một số vấn đề luận án phải giải quyết:

- Khái niệm năng lực khoa học (Scientific Literacy) được định nghĩa như thế nào?

- Cấu trúc của năng lực khoa học với các biểu hiện hành vi được xác định như thế nào?

- Tổ chức dạy học tìm tòi khám phá chủ đề “Nước trong cuộc sống” như thế nào để bồi dưỡng năng lực khoa học cho học sinh với các mức độ tìm tòi khám phá phù hợp với học sinh THCS?

Chương 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ TỔ CHỨC DẠY HỌC TÌM TÒI KHÁM PHÁ VỚI VIỆC BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC KHOA HỌC 2.1 Năng lực

2.1.1 Khái niệm năng lực

Như phần tổng quan đã trình bày, NL là một khái niệm rộng và rất phức tạp, nếu tổng hợp tất cả các hướng tiếp cận NL để tìm ra một khái niệm chung nhất như: tất cả khả năng trí óc, tất cả các kĩ năng học tập, chiến lược, toàn bộ động cơ học tập, thành tích và tất cả các kĩ năng nghề nghiệp quan trọng… điều này tất nhiên sẽ tạo ra một khái niệm NL rộng nhưng sẽ ít có giá trị thực tiễn, nghiên cứu khoa học

và khó trong việc đánh giá Để giúp cho việc bồi dưỡng năng lực của HS, chúng tôi tiếp cận NL theo các dấu hiệu sau:

- Về tính chất: NL là thuộc tính tâm lý của cá nhân

- Về cấu trúc: NL bao gồm các thành phần: tri thức (khả năng trí tuệ và kiến thức),

kĩ năng, thái độ (tình cảm,ý chí, động lực…) thể hiện trong một bối cảnh cụ thể

- Về kết quả: NL có thể giúp các cá nhân thực hiện tốt các hành động, đồng thời giúp các cá nhân ứng phó linh hoạt, hiệu quả trong những điều kiện mới, không quen thuộc Vì vậy NL được thể hiện trong hoạt động và gắn liền với hoạt động ở một thời điểm nhất định nào đó

- Về sự hình thành và phát triển: NL được hình thành do nguồn gốc di truyền (bẩm sinh, năng khiếu) và do tập luyện (tác động của xã hội và môi trường giáo dục), trong đó NL của HS được hình thành và phát triển chủ yếu là do quá trình đào tạo [6]

Từ cách tiếp cận này, LA sử dụng khái niệm NL như sau:

Năng lực (Literacy) là khả năng huy động sự hiểu biết vào thực hiện thành công các hoạt động trong các bối cảnh nhất định – đặc biệt là các bối cảnh gắn với thực hiễn - nhờ sự huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí, thái độ,….nhằm đào tạo các công dân tương lai có trách nhiệm trước những vấn đề của cuộc sống, của xã hội

2.1.2 Cấu trúc năng lực

Tương tự như khái niệm năng lực, có nhiều ý kiến khác nhau về cấu trúc năng lực tùy vào cách phân tích khái niệm năng lực Dựa vào khái niệm và đặc điểm trên, LA tiếp cận cấu trúc năng lực theo các phương diện sau:

- Về bản chất: Năng lực là khả năng mỗi cá nhân kết hợp linh hoạt và có tổ chức các kiến thức, kĩ năng với thái độ, giá trị, động cơ,… nhằm đáp ứng yêu cầu phức tạp của một hoạt động, đảm bảo cho hoạt động đó có chất lượng trong một bối cảnh (tình huống) nhất định

- Về biểu hiện: Năng lực thể hiện qua cách sử dụng các kiến thức, kĩ năng kết hợp với thái độ, giá trị, động cơ,… trong một tình huống thực chứ không phải là

sự tiếp thu các tri thức rời rạc, tách rời tình huống thực tức là thể hiện trong hành vi, hành động và sản phẩm….có thể quan sát được, đo đạc được

- Về cấu trúc: Năng lực được cấu thành bởi các thành tố kiến thức, kĩ năng, thái độ, tình cảm, động cơ, tư chất…

Mô hình tảng băng (hình 2.1) [6] về cấu trúc NL thể hiện được khá bản chất của NL, của mối liên hệ, quan hệ giữa các yếu tố nằm trong cấu trúc, của yếu tố tự nhiên và xã hội, của yếu tố ẩn tàng và yếu tố có thể quan sát được, của yếu tố tình cảm và ý chí…

Mô hình tảng băng về cấu trúc năng lực

1 Làm Hành vi (Quan sát được)

2 Suy nghĩ Kiến thức; Kĩ năng; Thái độ;

Chuẩn, giá trị, niềm tin

3 Mong muốn Động cơ: Nét nhân cách; Tư chất

Hình 2.1

Cấu trúc NL gồm 3 tầng: tầng 1 là tầng LÀM, tầng những gì mà cá nhân thực hiện được, làm được vì thế nên có thể quan sát được Tầng 2 là SUY NGHĨ, tầng tiền đề, tức là những KT, kỹ năng tư duy cùng với giá trị niềm tin là cơ sở quan trọng để phát triển tư duy, suy nghĩ… là điều kiện để phát triển NL, chúng ở dạng tiềm năng, không quan sát được Tầng 3 là tầng MONG MUỐN, tầng sâu nhất, quyết định cho sự khởi phát và tính độc đáo của NL được hình thành, trong đó động

cơ và tính tích cực của nhân cách có tính quyết định Bởi nếu người học thực sự mong muốn, có thể đạt được những điều ở tầng 2 và 1; nếu người học không muốn thì không gì có thể thay đổi họ.[25]

Ngoài ra, năng lực còn có cấu trúc đa thành tố, đa tầng bậc, nó có thể thể hiện qua mô hình các đơn vị của năng lực

a) Các thành tố của năng lực (Elements of Competency) là các kỹ năng cơ bản, kết hợp với nhau tạo nên mỗi hợp phần , thường được bắt đầu với động từ mô

tả rõ ràng giá trị của hoạt động

b) Tiêu chí thực hiện (Performance Criteria) chỉ rõ: yêu cầu cần thực hiện của mỗi thành tố, gọi là các chỉ số hành vi (Behavioral indicator); và mức độ thành thạo ở mỗi yêu cầu đó, gọi là gọi là tiêu chí chất lượng (quality criteria)

Tuy nhiên, với khái niệm năng lực (Literacy) luận án sử dụng, các thành tố của năng lực (các hợp phần) thực chất chỉ là xác định các biểu hiện hành vi của năng lực mà không có cấu trúc chặt chẽ giữa các năng lực thành tố này

2.2 Năng lực khoa học

2.2.1 Khái niệm

Như đã trình bày, LA hiểu năng lực khoa học (Scientific Literacy) như sau:

“NLKH là năng lực cá nhân sử dụng hiệu quả vốn kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí như niềm tin, thái độ… để giải thích các hiện tượng khoa học, trình bày bảo vệ các luận điểm khoa học và vận dụng tiến trình khoa học để giải quyết các vấn đề của thực tiễn trong đời sống và kĩ thuật với tư cách là công dân

có trách nhiệm với XH”

Với HS đầu THCS, năng lực khoa học được hiểu là:

- Kiến thức khoa học của một cá nhân và khả năng sử dụng kiến thức đó để nhận biết các câu hỏi, tiếp thu kiến thức mới;

- Giải thích các hiện tượng khoa học, rút ra các kết luận có cơ sở về các vấn

đề liên quan đến khoa học;

- Nhận ra và vận dụng được các bước trong tiến trình NCKH;

- Nhận thức được về những ảnh hưởng của khoa học và công nghệ tới đời sống vật chất tinh thần và văn hóa của con người;

- Sự sẵn sàng tham gia vào các vấn đề liên quan tới khoa học với tư cách là một công dân có hiểu biết, có trách nhiệm và có tư duy khoa học

2.2.2 Cấu trúc năng lực khoa học

✓ Dựa trên khái niệm về năng lực khoa học đã đề xuất ở trên, dựa trên đặc điểm tâm lý của HS ở THCS, LA đề xuất các thành tố NLKH của HS như sau:

✓ Cấu trúc NLKH trong dạy học KHTN

Năng lực

Giải thích hiện tượng KH (1)

Đánh giá, lập kế hoạch và thực hiện nhiệm vụ TTKP, NCKH (2)

Trình bày, giải thích dữ liệu và bằng chứng KH (3)

- Giải thích hiện tượng khoa học: NL này đòi hỏi HS phải nhớ lại kiến thức

thích hợp trong một tình huống nhất định và sử dụng nó để giải thích một hiện tượng quan tâm Thể hiện qua khả năng:

+ Nhớ lại và vận dụng kiến thức khoa học

+ Xác định, sử dụng và tạo ra các mô hình giải thích

+ Đưa ra và chứng minh cho các giả thuyết

3 Trình bày, giải thích dữ liệu và bằng chứng KH

+ Lý giải ý nghĩa của kiến thức khoa học đối với đời sống xã hội

- Đánh giá, thiết kế và thực hiện nhiệm vụ TTKP, NCKH: Mô tả, thẩm

định, đề xuất cách giải quyết và thực hiện các câu hỏi tìm tòi khám phá nghiên cứu khoa học NL này rất cần thiết để vận dụng tiến trình trong môn KHTN và đòi hỏi người học phải có kiến thức về tiến trình tìm tòi khám phá, nghiên cứu khoa học

Cụ thể:

+ Xác định các câu hỏi có thể trả lời trong nhiệm vụ TTKP khoa học

+ Phân biệt câu hỏi có thể điều tra bằng TTKP khoa học

+ Đề xuất cách TTKP một câu hỏi khoa học

+ Đánh giá những cách TTKP một câu hỏi khoa học

+ Thực hiện các nhiệm vụ TTKP khoa học

+ Mô tả và đánh giá các cách mà các nhà khoa học sử dụng để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu và tính khách quan

- Trình bày, giải thích dữ liệu và bằng chứng KH: Xây dựng những lập

luận và kết luận dựa trên bằng chứng khoa học NL này đòi hỏi phải sử dụng các công cụ toán học để phân tích hoặc tổng hợp dữ liệu và khả năng sử dụng các phương pháp để chuyển đổi dữ liệu NL này cũng bao gồm việc truy cập thông tin khoa học, đưa ra và đánh giá lập luận, kết luận cơ bản dựa trên bằng chứng khoa học Nó cũng có thể thay đổi kết luận hay bác bỏ một kết luận và xác định các giả định trong việc đạt được kết luận Cụ thể:

+ Chuyển đổi dữ liệu

+ Phân tích, diễn giải dữ liệu và rút ra kết luận

+ Xác định các giả định, bằng chứng, và lý luận trong văn bản khoa học + Phân biệt giữa lập luận dựa trên bằng chứng khoa học và lý thuyết dựa trên những căn cứ khác

+ Trình bày được kết quả nghiên cứu

+ Đánh giá luận cứ khoa học và bằng chứng từ các nguồn khác nhau

Dưới đây là chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng trong cấu trúc NLKH mà LA đề xuất và xây dựng :

Bảng 2.1.Chỉ số hành vi và tiêu chí chất lượng của NLKH

M1.1.2 Nhớ lại và vận dụng kiến thức một cách riêng rẽ các bước để giải thích hiện tượng KH

M1.1.3 Nhớ lại và vận dụng kiến thức một cách riêng rẽ các bước để giải thích hiện tượng KH nhưng chưa phù hợp

M1.2.4 Từng bước xác định, sử dụng và tạo ra các mô hình giải

thích hiện tượng KH nhưng chưa được phù hợp

M2.2.2 Đề xuất ra một số các cách thức tiến hành thực hiện nhiệm vụ TTKP, giải thích được cơ sở đề xuất nhưng chưa chưa lựa chọn được giải pháp tối ưu

M2.2.3 Đề xuất ra cách thức tiến hành thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu và nêu được cơ sở đề xuất chưa hợp lý, chưa lựa chọn được giải pháp tối ưu

HV2.3 Lập kế

hoạch TTKP

M2.3.1 Lập được kế hoạch đầy đủ, chi tiết, chỉ rõ bước trung gian một cách hợp lý

M2.3.2 Lập được kế hoạch đầy đủ nhưng chưa chi tiết , chưa chỉ

ra các bước trung gian

M2.3.3 Lập kế hoạch nhưng chưa đầy đủ, chưa hợp lý, chưa chỉ ra được các bước trung gian

M2.4.2 Thu thập nhiều thông tin đều liên quan đến chủ đề nghiên cứu từ nhiều kênh khác nhau, cập nhật và có độ tin cậy cao nhưng chưa nảy sinh được vấn đề trong quá trình thực hiện nhiệm vụ TTKP

M2.4.3.Thu thập được thông tin liên quan đến chủ đề nghiên cứu nhưng tính cập nhật và độ tin cậy chưa cao