Trên cơ sở quy trình triển khai NCKH của HS trung học, bài báo trình bày việc kết hợp dạy học theo dự án (DHTDA) và NCKH thông qua một đề tài cụ thể nhằm giúp trang bị cho HS bước đầu biết vận dụng kiến thức vào trong thực tiễn thông qua việc thực hiện dự án nghiên cứu.
JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci., 2013, Vol 58, No 10, pp 11-19 KẾT HỢP DẠY HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH LỚP 12 THÔNG QUA MƠN HĨA HỌC Ở TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Phạm Thị Thủy1 , Đặng Thị Oanh2 Trường THPT Thành Đông, Hải Dương; Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt Bản chất đổi phương pháp dạy học cách làm cho HS bước tiếp cận với NCKH để biến trình đào tạo thành trình tự đào tạo Bài báo đề cập đến vai trò hướng dẫn, tổ chức, định hướng GV phối hợp nhà trường phổ thông gắn với trường đại học, viện nghiên cứu để giúp em bước đầu biết triển khai đề tài NCKH Trên sở quy trình triển khai NCKH HS trung học, báo trình bày việc kết hợp dạy học theo dự án (DHTDA) NCKH thông qua đề tài cụ thể nhằm giúp trang bị cho HS bước đầu biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn thông qua việc thực dự án nghiên cứu Từ khóa: Tự đào tạo, nghiên cứu khoa học, mơn Hố học trường phổ thơng Mở đầu Với ưu điểm vượt trội, DHTDA thu hút quan tâm nhiều nhà nghiên cứu, nhiều GV sử dụng hiệu góp phần đổi PPDH theo hướng tích cực hóa hoạt động HS triển khai khuôn khổ Dự án giáo dục Việt-Bỉ [1] Cơ sở lí luận cơng tác NCKH, cách thực trình bày đề tài NCKH hầu hết dành cho đối tượng sinh viên Còn với HS trung học, công tác NCKH HS thực trọng từ Việt Nam tham gia Hội thi KHKT dành cho HS trung học Thế giới, khẳng định khả sáng tạo HS Việt Nam với nhiều dự án sáng tạo độc đáo Nội dung nghiên cứu Việc tiến hành DHTDA không đảm bảo chất lượng học tập HS mà tạo khơng khí học tập sơi nổi, hút HS vào hoạt động học tập, đồng thời trang bị cho em nhiều kĩ thuyết trình, làm việc nhóm, vấn, thu thập tài liệu Ngày nhận bài: 14/2/2013 Ngày nhận đăng: 15/8/2013 Liên hệ: Phạm Thị Thủy, e-mail: thuyboi83@gmail.com 11 Phạm Thị Thủy, Đặng Thị Oanh tảng quan trọng cho HS làm quen dần với phương pháp NCKH Trong khuôn khổ báo, tập trung nghiên cứu phương pháp hướng dẫn HS NCKH sau tiến hành DHTDA 2.1 Quy trình nghiên cứu khoa học học sinh trung học Trong thi Khoa học kĩ thuật cho HS trung học, hai loại dự án nghiên cứu nhiều dự án khoa học dự án kĩ thuật Hình 1a Sơ đồ quy trình thực dự án khoa học Hình 1b Sơ đồ quy trình thực dự án kĩ thuật 2.2 Công tác hướng dẫn nghiên cứu khoa học cho học sinh THPT Tạo điều kiện để HS tham gia NCKH góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, thúc đẩy đổi PPDH, kiểm tra đánh giá, phát triển lực HS; giúp HS tiếp cận vận dụng phương pháp NCKH, vận dụng kiến thức học vào giải vấn 12 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thơng qua mơn Hóa học đề thực tiễn sống Sản phẩm hướng tới HS có tư sáng tạo, làm việc khoa học, lực giải vấn đề Trong hoạt động yêu cầu phải phù hợp với khả nguyện vọng HS, không ép buộc mà cần khơi dậy niềm đam mê khoa học, sức sáng tạo HS; phù hợp với đòi hỏi thực tiễn xã hội khơng ảnh hưởng đến việc học tập khóa HS Đề tài HS phải đề tài mới, ý tưởng mới, cách tiếp cận Khi HS tham gia thực đề tài, cần có người giám sát, hướng dẫn, người bảo trợ HS phải trung thực, chấp hành quy định hoạt động khoa học cơng nghệ GV thường xun động viên, khích lệ, giúp đỡ, định hướng cho HS dừng lại mức độ gợi ý, GV làm thay HS Với đề tài mang tính chun mơn sâu cần có phối hợp chun gia, nhà khoa học 2.3 Quy trình triển khai hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học - Bước1 Tổ chức tập huấn, tuyên truyền Nhận thức đắn mục đích, yêu cầu việc tổ chức triển khai hoạt động NCKH HS trường trung học yếu tố then chốt đảm bảo thành công Cần tổ chức tuyên truyền, tổ chức tốt hoạt động tập huấn mục đích, yêu cầu, ý nghĩa hoạt động NCKH HS; trang bị cho HS kiến thức phương pháp luận NCKH - Bước Ý tưởng nghiên cứu Ý tưởng nghiên cứu yếu tố cần có để thực dự án NCKH Ý tưởng nghiên cứu độc đáo, sáng tạo dự án đánh giá cao Có thể tổ chức cho HS trường tham gia thi “Ý tưởng khoa học”; mở chuyên mục, diễn đàn; GV trao đổi với HS vấn đề thời sự, khoa học; tổ chức cho HS tham quan, quan sát thực tế; gắn kết với thi vận dụng kiến thức liên mơn để giải tình thực tiễn để có thêm ý tưởng cho dự án nghiên cứu Sau cần tổ chức lựa chọn ý tưởng để tiến hành triển khai Khi xem xét ý tưởng HS cần có GV có chuyên mơn tốt có kinh nghiệm NCKH - Bước Người hướng dẫn nghiên cứu, người bảo trợ, người giám sát Trong nhà trường phổ thông, để thuận lợi phần lớn dự án có GV nhà trường người hướng dẫn HS NCKH GV thường xuyên gặp gỡ HS để trao đổi vấn đề nghiên cứu; mời nhà khoa học, chuyên gia tham gia cố vấn Bước Lập kế hoạch triển khai dự án NCKH Kế hoạch thực gồm phần việc nhằm quản lí tốt quỹ thời gian kiểm soát tiến độ thực cách khoa học Khi lập kế hoạch cần tính tốn khối lượng cơng việc, phân bố thời gian cho phần việc, tính tốn chi phí, dự kiến trang thiết bị thí nghiệm, sở vật chất Kế hoạch cần chi tiết có phân cơng rõ ràng Bước Triển khai thực dự án nghiên cứu GV phải đảm bảo an tồn cho HS q trình nghiên cứu; phải liên lạc thường xuyên với HS Yêu cầu HS thể tư duy, nghiêm túc, cần cù, tỉ mỉ, số liệu nghiên cứu phải trung thực, kết luận phải rút cách thuyết phục Quan trọng GV 13 Phạm Thị Thủy, Đặng Thị Oanh khuyến khích HS khám phá, tự tin tích cực nghiên cứu, khơng nản chí gặp khó khăn, bế tắc Cần nắm vững quy trình thực dự án (dự án kĩ thuật hay dự án khoa học) Trong q trình thu thập thơng tin, số liệu đề tài, hay q trình thí nghiệm, ghi chép chi tiết tất thí nghiệm, số liệu đo đạc tượng quan sát vào sổ ghi - Bước Trình bày báo cáo khoa học Báo cáo khoa học cần đảm bảo tính trung thực NCKH, cần hướng dẫn GV nội dung, bố cục, ngơn ngữ trình bày Báo cáo nghiên cứu phải chuẩn bị với sổ lưu liệu cơng trình, tóm tắt đề tài tài liệu hay giấy tờ cần thiết khác Với đề tài có sản phẩm mơ hình nhóm nghiên cứu cần phải chuẩn bị thật chu đáo, thử nghiệm nhiều lần - Bước Công bố kết nghiên cứu Thuyết minh phần quan trọng, thể hiểu biết lực NCKH HS HS cần tự tin, bình tĩnh, lưu lốt, ngắn gọn, khúc chiết, thuyết phục người nghe Cần phối hợp, phân công rõ ràng công việc thành viên nhóm - Bước Đánh giá dự án NCKH Theo thang đánh giá Cuộc thi KHKT dành cho HS trung học năm học 20132014 dựa tiêu chí sau: Câu hỏi/ vấn đề nghiên cứu: 10 điểm Kế hoạch nghiên cứu phương pháp nghiên cứu: 15 điểm Tiến hành nghiên cứu: 20 điểm Tính sáng tạo: 20 điểm Trình bày (gian trưng bày trả lời vấn): 35 điểm 2.4 Xây dựng đề tài nghiên cứu khoa học cách hướng dẫn học sinh thực Dưới trình thực kết dự án: “Xử lí nước thải sở sản xuất bánh đậu xanh quy mô hộ gia đình đá vơi, xỉ than, than trấu hoạt tính bèo tây” - Dự án kĩ thuật Lĩnh vực nghiên cứu: Khoa học mơi trường Nhóm thực hiện: 2HS lớp 12 Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thị Thủy- GV Hóa học Chuyên gia hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thế Mạnh – Phó phịng Tư vấn chuyển giao cơng nghệ - Trung tâm Tư vấn Quan trắc Môi trường - Bước Tổ chức tập huấn, tuyên truyền: GV tiến hành tổ chức ngoại khóa để tập huấn hoạt động NCKH cho HS nhằm cung cấp cho HS hiểu mục đích, ý nghĩa hoạt động này, phương pháp NCKH Thành phần tham gia Ban giám hiệu, thầy cô tổ chuyên môn nhiều HS yêu thích khoa học 14 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thơng qua mơn Hóa học - Bước Tìm kiếm ý tưởng nghiên cứu thông qua bản đề cương nghiên cứu, GV tổ chức cho nhóm nghiên cứu trình bày ý tưởng Từ GV lựa chọn đề tài nghiên cứu phù hợp - Bước Người hướng dẫn nghiên cứu Người hướng dẫn HS thực đề tài GV Hóa học GV thường xuyên gặp gỡ HS để trao đổi vấn đề nghiên cứu, theo dõi tiến độ nghiên cứu, giám sát hỗ trợ hoạt động NCKH HS Vì dự án có chun mơn sâu liên quan đến lĩnh vực môi trường nên GV mời chuyên gia môi trường tham gia cố vấn khoa học ơng Nguyễn Thế Mạnh-phó phịng cơng nghệ – Thạc sĩ Khoa học môi trường - Trung tâm quan trắc phân tích mơi trường - Sở Tài ngun Môi trường tỉnh Hải Dương - Bước Lập kế hoạch triển khai dự án NCKH Thời gian Người thực Tên công việc 21-22/9 Ngọc Anh, Định Thu thập tài liệu 23/9 sáng Cơ, nhóm Báo cáo 24/9 chiều 16h40-18h Cơ nhóm Phỏng vấn 24/9 sáng Cơ nhóm Họp nhóm 27/9 chiều 16h40 Cơ nhóm Phỏng vấn Nhiệm vụ cụ thể Phương tiện Tài liệu về: -Tổng quan xử lí nước thải -Ngun liệu, quy trình làm BĐX -Các số đặc trưng cho nước thải công nghiệp Ngọc Anh Định báo cáo kết tìm kiếm thông tin liên quan đến đề tài Phỏng vấn chủ sở sản xuất BĐX Bảo Hưng GV liên hệ trước Phỏng vấn về: Nguyên liệu, quy trình làm BĐX, lượng nước sử dụng, thời gian làm việc công nhân, nguồn nước thải, đặc trưng nước thải, Lấy mẫu nước thải, quan sát mẫu nước thải Tổng kết công việc làm, kết đạt Đề xuất thiết kế thiết bị xử lí nước thải BĐX Dự kiến câu hỏi vấn ông Nguyễn Trọng Việt Phỏng vấn Nguyễn Thế Mạnhtrung tâm quan trắc phân tích mơi trường -Nguồn nhiễm nước thải -Các số đặc trưng nước thải công nghiệp -Các phương pháp xử lí nước thải cơng nghiệp -Tham vấn mơ hình thiết bị xử lí nước cho nhóm Tìm báo, mạng Ghi rõ vào sổ nhật kí Sổ nhật kí Mang máy ảnh, số nhật kí, chai nhựa đựng nước (1 lít) Số nhật kí Mang máy ảnh, số nhật kí, bạn chuẩn bị nội dung câu hỏi - Bước Triển khai thực dự án nghiên cứu Trước hết cần xác định rõ dự án kĩ thuật, nên cần nắm vững thực 15 Phạm Thị Thủy, Đặng Thị Oanh theo quy trình nghiên cứu Hình Quy trình nghiên cứu (1) Xác định vấn đề Xử lí nước thải sở sản xuất BĐX nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm, hiệu xử lí tốt, dễ vận hành, thân thiện với môi trường (2) Nghiên cứu tổng quan Nghiên cứu tổng quan nước thải, công nghệ xử lí nước thải, tính chất nước thải Nghiên cứu nguyên liệu, quy trình làm bánh, nguồn gốc nước thải, phương pháp xử lí nước thải (3) Xác định yêu cầu Trên sở việc phân tích quy trình, giải pháp hay ý kiến vấn, nhóm đề yêu cầu đề tài: - Xác định, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước thải sản xuất BĐX từ đưa tính cấp thiết đề tài lựa chọn phương pháp hợp lí - Thiết bị xử lí nước mà nhóm nghiên cứu phải đảm bảo yêu cầu: dễ thiết kế, hiệu xử lí cao, thân thiện với mơi trường, khơng sử dụng hóa chất độc hại, thời gian xử lí ngắn, nguyên liệu dễ kiếm, rẻ tiền, tái sử dụng (4) Đề xuất giải pháp Tìm hiểu qua mạng, báo, vấn chuyên gia môi trường để hiểu giải pháp xử lí nước thải cơng nghiệp, áp dụng với đặc tính cụ thể nước thải để lựa chọn phương pháp phù hợp (5) Lựa chọn giải pháp Trên sở giải pháp đề xuất nhóm lựa chọn phương pháp hóa học, vật lí sinh học phù hợp với yêu cầu đặt thiết kế hệ thống gồm xỉ than, đá vơi, than trấu hoạt tính xử lí ổn định nước thải dùng bèo tây (6) Hoàn thiện giải pháp Mặc dù chọn, giải pháp thực cần xem xét qua ý kiến nhà 16 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thơng qua mơn Hóa học chun gia mơi trường Những ý kiến đóng góp q báu giúp cho hệ thống nhóm hồn thiện (7) Xây dựng mẫu Nhóm thiết kế hồn thiện thiết bị xử lí nước thải, đưa vào thử nghiệm thực tế Kết cho hiệu đáng ghi nhận (8) Đánh giá hoàn thiện thiết kế Đánh giá thiết bị xử lí nước thải, đề hướng nghiên cứu nhóm - Bước Trình bày báo cáo khoa học (do khn khổ báo, chúng tơi xin trình bày tóm tắt theo dạng đề mục) MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Giới hạn phạm vi nghiên cứu Câu hỏi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10 Nội dung đề tài KẾT LUẬN 11 Kết luận kiến nghị 12 Tài liệu tham khảo - Bước Công bố kết nghiên cứu GV phối hợp Ban giám hiệu, tổ chuyên môn tổ chức cho nhóm nghiên cứu báo cáo kết HS chuẩn bị nội dung thuyết trình, trình chiếu, mơ hình thiết bị xử lí nước, - Bước Đánh giá dự án NCKH Tóm tắt đánh giá chuyên gia môi trường Nguyễn Thế Mạnh: Nội dung đề tài thiết thực với sống, đóng góp phần BVMT trình phát triển kinh tế địa phương TP Hải Dương Quá trình nghiên cứu công phu với sử dụng nhiều tài liệu tham khảo thể qua sở lí thuyết chặt chẽ mơ hình thử nghiệm tính tốn cách khoa học Mặc dù với nguồn kinh phí khơng lớn thời gian hạn chế, tác giả thực nhiều thí nghiệm để kiểm chứng lí thuyết với thực tế làm cho đề tài có tính thuyết phục cao kết xử lí thực Sự thành công 17 Phạm Thị Thủy, Đặng Thị Oanh Hình Hoạt động nhóm nghiên cứu kết đề tài đề tài minh chứng cho sáng tạo học sinh việc “học” đôi với “hành” Tác giả biết áp dụng kiến thức học sách giáo khoa vào giải vấn đề thực tiễn cách linh hoạt sáng tạo Tóm tắt đánh giá Hiệu trưởng: Đây lần làm quen thực việc NCKH nên em cịn gặp nhiều khó khăn, nhìn chung cơng trình nghiên cứu HS mang tính cơng phu, nhóm nghiên cứu GV hướng dẫn nỗ lực đầu tư trí tuệ, cơng sức, thời gian Nhà trường ghi nhận đánh giá cao tinh thần nghiêm túc thực NCKH trị Ý tưởng, tính thực tiễn tính khả thi đề tài đáng ghi nhận Mặc dù điều kiện thực hành, thực nghiệm nhà trường hạn chế mà em có ý tưởng triển khai nghiên cứu hiệu hướng dẫn GV điều đáng trân trọng cần động viên, khích lệ làm điển hình việc phát triển, nhân rộng hoạt động NCKH HS trường 18 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thông qua mơn Hóa học Kết luận Sự kết hợp việc triển khai PPDHTDA hoạt động NCKH trường trung học rèn luyện cho em sáng tạo, khéo léo việc vận dụng kiến thức, kĩ nhiều môn học khác kinh nghiệm HS vào giải tượng, vấn đề đặt Từ tạo nên gắn kết kiến thức học nhà trường với thực tiễn sống Sự kết hợp góp phần thực chủ trương dạy học phân hóa, tăng cường thí nghiệm, thực hành; đóng góp sở lí luận, thực tiễn cho việc triển khai đổi đồng hình thức tổ chức dạy học, PPDH kiểm tra đánh giá kết giáo dục TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dự án Việt Bỉ (nhiều tác giả), 2012 Dạy học tích cực - Một số phương pháp kĩ thuật dạy học Bộ GD&ĐT [2] Vũ Cao Đàm, 2011 Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu khoa học Nxb Giáo dục [3] Phạm Trung Thanh, Nguyễn Thị Lí, 2000 Phương pháp thực đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên Nxb Khoa học Kĩ thuật [4] Vũ Anh Tuấn, 2012 Giới thiệu khung nghiên cứu hướng dẫn học sinh trung học nghiên cứu khoa học kĩ thuật Vụ Giáo dục trung học - Bộ Giáo dục & Đào tạo [5] Vụ Giáo dục trung học - Bộ Giáo dục & Đào tạo (nhiều tác giả), 2013 Tài liệu tập huấn tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật học sinh trường trung học ABSTRACT Combining teaching and scientific research among 12th grade chemistry students A way to renovate teaching methods is to have the teacher encourage the students to engage in self-teaching This article mentions the role of the teacher guidance, organization, orientation and coordination between high schools and universities and institutes in order to help students carry out scientific research Based on the high school students’ scientific study implement, the article presents the coordination of project-based learning and scientific research on a specific topic such that students can apply their knowledge and implement scientific study 19 ... thích khoa học 14 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thơng qua mơn Hóa học - Bước Tìm kiếm ý tưởng nghiên cứu thơng qua bản đề cương nghiên cứu, GV tổ chức cho nhóm nghiên cứu. .. dụng kiến thức học vào giải vấn 12 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thông qua mơn Hóa học đề thực tiễn sống Sản phẩm hướng tới HS có tư sáng tạo, làm việc khoa học, lực giải... pháp thực cần xem xét qua ý kiến nhà 16 Kết hợp dạy học nghiên cứu khoa học cho học sinh Lớp 12 thông qua môn Hóa học chun gia mơi trường Những ý kiến đóng góp quý báu giúp cho hệ thống nhóm hồn