(Luận văn thạc sĩ) sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học sinh học 11 trung học phổ thông

Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “ truyền thụ một chiều” sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em xin được bày tỏ lòng kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS

Nguyễn Đức Thành, người thầy đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt nhiều

kinh nghiệm quý báu cho em, giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Giáo dục –Đại học Quốc gia Hà Nội; các thầy giáo, cô giáo trong Ban Giám hiệu và tổ Hóa Sinh - trường THPT Quang Trung Hà Đông-Hà Nội và trường THPT Trần Hưng Đạo Hà Đông - Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm nghiên cứu

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ để em có thể hoàn thành tốt luận văn

Một lần nữa, em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 11 năm 2016

Học viên

Trần Ngọc Dung

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TÊN VIẾT TẮT TÊN ĐẦY ĐỦ

MỤC LỤC

Lời cảm ơn……….i

Danh mục các chữ viết tắt……… ……… ii

Mục lục……… ……….iii

Danh mục bảng……….vi

Danh mục sơ đồ, biểu đồ……….vii

MỞ ĐẦU……….………… ……… 1

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……… 6

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI……… 6

1.1.Tổng quan về vấn đề nghiên cứu……….6

1.1.1 Nghiên cứu ở nước ngoài……… ……….6

1.1.2 Nghiên cứu ở trong nước……….8

1.2 Cơ sở lý luận……….10

1.2.1 Thí nghiệm Sinh học……… ……… 10

1.2.2 Hoạt động học tập……… 14

1.2.3 Quan hệ học tập và thí nghiệm……… …… 17

1.2.4 Năng lực nghiên cứu……… ……… 18

1.2.5 Quan hệ giữa học tập và nghiên cứu khoa học……… 22

1.3 Cơ sở thực tiễn……… 22

1.3.1.Mục đích xác định cơ sở thực tiễn 22

1.3.2 Phương pháp xác định 22

1.3.3 Nội dung xác định cơ sở thực tiễn 23

Kết luận chương 1 28

CHƯƠNG 2 SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ĐỂ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 29

2.1 Xác định mục tiêu, cấu trúc nội dung của chương trình Sinh học 11Trung học phổ thông THPT 29

2.1.1 Mục tiêu của chương trình Sinh học 11 29

2.1.2 Cấu trúc nội dung của chương trình Sinh học 11 30

2.2 Các thí nghiệm cần có để dạy học Sinh học 11 – THPT 32

2.2.1 Các nội dung cần có thí nghiệm 32

2.2.2 Thiết kế thí nghiệm 34

2.2.3 Tóm tắt cách thực hiện một số thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11 Trung học phổ thông 38

2.3 Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11 48

2.3.1 Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm 48

2.3.2 Quy trình sử dụng thí nghiệm 49

2.3.3 Ví dụ minh họa 51

2.4 Biện pháp sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu 53

2.4.1 Một số biện pháp sử dụng trong mỗi bước của quá trình sử dụng thí nghiệm 53

2.4.2 Biện pháp sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu trong khâu hình thành kiến thức mới 56

2.4.3 Biện pháp sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu trong khâu củng cố ôn tập 60

2.4.4 Một số giáo án dạy học Sinh học 11 có sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu của học sinh 61

Kết luận chương 2 82

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM……… ….83

3.1 Mục đích thực nghiệm 83

3.2 Nội dung thực nghiệm 83

3.2.1 Các bài dạy sử dụng thí nghiệm 83

3.2.2 Nội dung đánh giá 83

3.3 Phương pháp thực nghiệm 84

3.3.1 Chọn địa bàn và đối tượng thực nghiệm 84

3.3.2 Công thức thực nghiệm 85

3.3.3 Phương pháp bố trí thực nghiệm 85

3.3.4 Phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm 85

3.3.5 Kết quả thực nghiệm 86

Kết luận chương 3 96

PHẦN 3 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 97

1 Kết luận 97

2 Khuyến nghị 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

PHỤ LỤC 102

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Kết quả quan niệm của giáo viên về sử dụng thí nghiệm trong dạy

học Sinh học 23

Bảng 1.2 Kết quả mong muốn học tập bằng thí nghiệm của học sinh đối với môn Sinh học ở trường THPT 26

Bảng 2.1 Các nội dung cần có thí nghiệm 32

Bảng 2.2 Biện pháp sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu 54

Bảng 3.1 Tên các bài dạy có sử dụng thí nghiệm 83

Bảng 3.2 Bảng tiêu chí, chỉ tiêu, mức đạt được của năng lực nghiên cứu 84

Bảng 3.3 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần1 86

Bảng 3.4 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 2 87

Bảng 3.5 Phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra lần 3 88

Bảng 3.6 Tổng hợp các tham số đặc trưng trong 3 lần kiểm tra 89

Bảng 3.7 Phát triển NLNC của HS trong dạy học Sinh học 11 theo hướng sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập 91

Bảng 3.8 Kết quả tham khảo ý kiến HS câu 1 94

Bảng 3.9 Kết quả tham khảo ý kiến HS câu 2 94

Bảng 3.10 Kết quả tham khảo ý kiến HS câu 3 94

DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung của chương trình Sinh học 11 30

Sơ đồ 2.2 Quy trình thiết kế thí nghiệm 35

Sơ đồ 2.3 Quy trình sử dụng thí nghiệm để rèn luyện năng lực nghiên cứu 50

Hình 3.1 Đường lũy tích bài kiểm tra lần 1 87

Hình 3.2 Đường lũy tích bài kiểm tra lần 2 88

Hình 3.3 Đường lũy tích bài kiểm tra lần 3 89

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi mới giáo dục

Chúng ta đang sống trong thế kỉ XXI, thế kỉ mà tri thức và kĩ năng của con người được coi là yếu tố quyết định đến sự phát triển của xã hội Sự phát triển của xã hội loài người đặt ra cho giáo dục của mọi quốc gia trên thế giới

là phải nhanh chóng đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp đào tạo nguồn nhân lực cho tương lai

Cùng với xu thế phát triển chung của nền giáo dục thế giới, sự nghiệp giáo dục và đào tạo ở nước ta đã được Đảng và nhà nước rất quan tâm và được nêu rõ trong Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa XI (Nghị quyết số 29- NQ/TW ngày 4/11/2013) yêu cầu: “ Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, hoạt động trải nghiệm, nghiên cứu khoa học” Đến Đại hội Đảng khóa XII

tiếp tục khẳng định: “ Giáo dục là quốc sách hàng đầu Phát triển giáo dục và

đào tạo nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài

Chuyển mạnh quá trình giáo dục chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học; học đi đôi với hành, lý luận gắn với thực tiễn” [2]

Tại kỳ họp thứ 7, Quốc hội khóa XI của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã sửa đổi Luật Giáo dục 2005, trong đó nhấn mạnh các yêu cầu về nội dung giáo dục: “ Bảo đảm tính cơ bản, toàn diện, thiết thực, hiện đại và có

hệ thống” , yêu cầu về phương pháp giáo dục: “ Phải phát huy tính tích cực,

tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên”

Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “ truyền thụ một chiều” sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng , hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển cách đánh giá kết quả giáo dục từ kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng lực vận dụng kiến thức, coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để

có thể tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng của các hoạt động dạy học

và giáo dục”…[8]

1.2 Xuất phát từ vai trò của thí nghiệm trong dạy học sinh học

Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm Nhiều hiện tượng, khái niệm, quy luật, quá trình trong sinh học đều bắt nguồn từ thí nghiệm B.P.Exipop có viết: “ không thể hình dung được việc giảng dạy sinh vật học trong nhà trường

mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm học tập”[9] Vì vậy, việc sử dụng thí nghiệm trong dạy và học các bài Sinh học là một biện pháp nâng cao chất lượng dạy và học

Thí nghiệm Sinh học giúp học sinh đào sâu, mở rộng những kiến thức đã học Tiến hành thí nghiệm sẽ rèn luyện cho học sinh những đức tính như chính xác, cẩn thận, khoa học đặc biệt là phương pháp phát triển tư duy, trong

đó có tư duy quy nạp[15]

Thí nghiệm góp phần làm cho học sinh huy động được cách học tích cực, gây hứng thú học tập cho HS.Thí nghiệm giúp làm sáng tỏ lý thuyết, khơi dạy tính tò mò khoa học cho HS, rèn luyện kỹ năng thực hành, nghiên cứu khoa học, thói quen giải quyết vấn đề bằng khoa học[10]

Tục ngữ có câu “ Trăm nghe không bằng một thấy”, đủ nói lên vai trò của thí nghiệm Người Ấn Độ và người Trung Hoa cũng đã nói “ Nghe thì

quen, nhìn thì nhớ, làm thì hiểu”

Thực hiện thí nghiệm Sinh học sẽ đưa việc học tập của học sinh tiến

gần đến cách nghiên cứu của các nhà khoa học, vì rằng bản thân thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải phát hiện ra những vấn đề mới, có thể chỉ là vấn đề nhỏ

mà các nhà khoa học đã phát hiện ra, nhưng nó cũng là yếu tố lôi cuốn học sinh hứng thú với công việc [15]

Với việc đổi mới mục tiêu dạy học là từ truyền thụ kiến thức một chiều sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, hình thành năng lực và phẩm chất thì sử dụng thí nghiệm sẽ đáp ứng được yêu cầu trên, học sinh được rèn luyện từ khâu lập kế hoạch thực hiện, thu thập số liệu, xử lý

và viết báo cáo tổng kết, do vậy người học được đặt vào vị trí người nghiên cứu đáp ứng mục tiêu dạy học hiện nay

1.3.Xuất phát từ thực trạng việc sử dụng thí nghiệm Sinh học 11 hiện nay

Qua thăm dò, điều tra thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm vào việc tổ chức hoạt động trong dạy học ở các trường THPT hiện nay cho thấy số lượng

và chất lượng thí nghiệm Sinh học chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học nói chung và đặc biệt là yêu cầu việc đổi mới dạy học nói riêng Tình trạng đó có thể có nhiều lí do, trong đó có lí do điều kiện cơ sở vật chất không đáp ứng được yêu cầu bài thí nghiệm như không có đủ dụng cụ tiến hành thí nghiệm hoặc nếu có đủ thì không dùng được, dùng được thì cũng chóng hỏng Phần vì thiếu một sự quản lí chỉ đạo, động viên những người tốt, việc tốt trong sử dụng và cải tiến sáng tạo thí nghiệm Sinh học hiện có Ngoài ra GV còn ngại mất thời gian chuẩn bị, đa số giáo viên tự tiến hành thí nghiệm có minh họa trong SGK mà không hướng dẫn học sinh tự làm hay học sinh tự nghiên cứu SGK để tự thiết kế thí nghiệm Như đã phân tích, hiệu quả dạy học còn tùy thuộc vào phương pháp sử dụng các thí nghiệm Nếu một bức tranh, một thí nghiệm chỉ được sử dụng để minh họa và củng cố những điều giáo viên đã trình bày về phương diện lý thuyết sẽ hạn chế tư duy sáng tạo của HS, HS hầu như không thu lượm được thêm gì về kiến thức, nếu không chỉ rèn luyện kĩ năng quan sát

Nhưng nếu được sử dụng theo con đường tìm tòi nghiên cứu để đi đến

kiến thức lĩnh hội sẽ có ý nghĩa khác biệt cơ bản so với loại hình thí nghiệm nêu trên, nó giúp HS có cơ hội phát triển tư duy sáng tạo Từ những lí do trên

tôi lựa chọn và nghiên cứu đề tài: “ Sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học 11 – Trung học phổ thông”

2 Mục đích nghiên cứu

Xác định được cách xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11 – THPT nhằm phát triển năng lực nghiên cứu cho học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.2 Xác định thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học

11 hiện nay

cho học sinh

3.6.Thực nghiệm sư phạm để đánh giá giả thuyết của đề tài

4 Đối tƣợng, khách thể nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Biện pháp sử dụng thí nghiệm để phát triển năng lực nghiên cứu cho HS

4.2 Khách thể nghiên cứu

Quá trình dạy học Sinh học 11 – THPT

5 Vấn đề nghiên cứu

Cách xây dựng và sử dụng thí nghiệm Sinh học trong dạy học Sinh học

11 – THPT có thể phát triển năng lực học tập cho HS

6 Giả thuyết khoa học

Nếu các thí nghiệm Sinh học được thiết kế như đề tài nghiên cứu và sử dụng như con đường phát hiện kiến thức thì năng lực nghiên cứu của học sinh được phát triển

7 Phạm vi nghiên cứu

Tập trung sử dụng thí nghiệm dạy học nội dung sinh lý thực vật trong Sinh học 11 – THPT

8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

8.1 Ý nghĩa khoa học

Đề tài nghiên cứu sẽ góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận về việc sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học 11 – THPT, theo hướng xây dựng và phát hiện năng lực nghiên cứu cho học sinh

9 Phương pháp nghiên cứu

9.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu các tài liệu, công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài

9.2.Phương pháp điều tra sư phạm

Sử dụng phiếu điều tra giáo viên và học sinh về thực trạng dạy, học có

sử dụng thí nghiệm

9.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết của đề tài

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu , kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn được trình bày theo 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2 Sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học 11 – THPT

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1.Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Nghiên cứu ở nước ngoài

1.1.1.1 Những nghiên cứu về thí nghiệm

Trong giáo dục, vấn đề sử dụng thực hành thí nghiệm đã được nghiên cứu từ rất lâu và được xem là một vấn đề quan trọng, cơ bản nhất trong quá trình dạy học Nhà giáo dục kiệt xuất J.A Comenxki (1592 – 1670) cho rằng:

“ Sẽ không có gì hết trong não nếu như trước đó không có gì trong cảm giác”[24] Vì vậy, dạy học bắt đầu không thể từ sự vật giải thích về các sự vật

mà phải từ sự quan sát trực tiếp chúng Nếu chúng ta muốn dạy cho HS biết các sự vật một cách vững chắc, đúng đắn thì càng phải dạy quan sát và qua chứng minh bằng cảm tính…

Ông Galilei (1564 – 1642) là một nhà vật lý học người Italia cho rằng

“ Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải hỏi thiên nhiên chứ không phải hỏi Aristotles hoặc kinh thánh…” Về sau các nhà khoa học khác đã kế thừa và phát triển phương pháp này hoàn chỉnh hơn Hiện nay phương pháp TN thực hành được thâm nhập vào nhiều ngành khoa học tự nhiên cũng như khoa học xã hội

Trong cuốn “ Giáo dục học” của N.V Savin ông đã nhấn mạnh mục

đích của công tác thí nghiệm thực hành là để đảm bảo việc củng cố và cụ thể hóa các tri thức lý luận mà HS đã thu nhận được, thực hiện đầy đủ hơn mối quan hệ giữa lý luận và thực tiễn Thông qua việc quan sát HS thực hành mà ông nhận thấy trong quá trình thực hiện những công việc mang tính chất tổng hợp dễ nảy sinh ở HS những nhu cầu áp dụng độc lập những tri thức Nó có thể là những tri thức mà HS đã tiếp nhận đưa vào sử dụng trong tình huống quen thuộc hoặc là những sáng tạo mới, từ đó khả năng sáng tạo phát triển

Như vậy, N.V Savin đã khẳng định rõ mục đích, ý nghĩa của hoạt động thí nghiệm thực hành trong dạy học

Tư tưởng nhấn mạnh vai trò tích cực, chủ động của người học Xem người học là chủ thể của quá trình nhận thức đã có từ lâu Đặc biết, trào lưu giáo dục hướng vào người học xuất hiện đầu tiên ở Mỹ, sau đó lan sang Tây

Âu và châu Á mà chủ yếu là ở Nhật Bản, thể hiện ở thuật ngữ “ Dạy học theo hướng vào người học”, “ Dạy học lấy học sinh làm trung tâm”…Khái niệm

dự án đã đi từ lĩnh vực kinh tế, xã hội vào lĩnh vực giáo dục, đào tạo không chỉ với ý nghĩa là các dự án phát triển giáo dục mà còn được sử dụng như một phương pháp hay hình thức dạy học Các nhà sư phạm Mỹ từ đầu thế kỷ 20 đã xây dựng lý luận cho phương pháp dự án ( Project method) và coi đó là phương pháp dạy học quan trọng để thực hiện quan điểm dạy học định hướng vào học sinh, nhằm khắc phục nhược điểm của dạy học truyền thống coi thầy giáo là trung tâm Theo phương pháp này, người học thực hiện nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn, thực hành Người học cần tham gia tích cực và tự lực vào các giai đoạn của quá trình dạy học Giáo viên chủ yếu đóng vai trò tư vấn, hướng dẫn giúp đỡ [11]

Các tác giả nêu trên sử dụng TN dùng trong dạy học ở các môn tự nhiên, nhưng sử dụng TN để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học 11 chưa có công trình nào nghiên cứu

1.1.1.2 Những nghiên cứu về năng lực

Ở thế kỉ XVII, A.Komenxki đã viết: “ Giáo dục có mục đích đánh thức năng lực nhạy cảm, phán đoán đúng đắn, phát triển nhân cách… hãy tìm ra phương pháp cho phép giáo viên dạy ít hơn, học sinh học nhiều hơn” Tư tưởng này bắt đầu rõ rệt từ thế kỷ XVII – XIX và đã trở nên rất đa dạng trong thế kỷ XX Vào những năm 70 của thế kỷ XX, tại Liên Xô ( cũ) vấn đề rèn luyện năng lực cho học sinh trong trường học được quan tâm đặc biệt Người

đi sau nghiên cứu vấn đề này là I.Ia.Lerner, nhà giáo dục học người Nga, ông

đã đưa ra một công trình nghiên cứu về vấn đề này mang tên “ Bài tập nhận

thức” [23] Tiếp đó, nhiều nhà nghiên cứu, nhà giáo dục đã làm sáng tỏ khái

niệm về năng lực như John Erpenbeck ( 1996), Xavier Roegier ( 2002) [36] Tác giả Weitnert ( 2001) năng lực là những kỹ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt [13]

Từ những khái niệm năng lực cho thấy khả năng thực hiện, phải biết vận dụng, biết làm chứ không chỉ hiểu và biết

Giáo dục dựa vào năng lực nổi lên từ những năm 1970 ở Mỹ, giáo dục hướng tới đo lường chính xác kiến thức, kĩ năng và thái độ của người học [30] Nhiều quốc gia thiết kế chương trình giáo dục dựa vào năng lực trong

đó chú trọng xây dựng chương trình, mục tiêu, phương pháp thực hiện cũng như đánh giá người học như Đức, Anh, Mỹ, Australia[14] OECD ( tổ chức

các nước kinh tế phát triển) ( 2002) đã xác đinh “ Năng lực là khả năng cá

nhân đáp ứng các yêu cầu phức tạp và thực hiện thành công nhiệm vụ trong bối cảnh cụ thể” Việc đánh giá năng lực người học cũng được làm sáng tỏ

hơn trong “ nghiên cứu đánh giá trong giáo dục” ( 2006) của nhóm tác giả Liesbeth K.J Baartman, J Bastianens, Paul A Kirschner và Cees P.M van der Vleuten [29]

1.1.2 Nghiên cứu ở trong nước

1.1.2.1 Những nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học

Ở Việt Nam, đã có rất nhiều nhà lý luận dạy học nghiên cứu về sử dụng thí nghiệm, nhằm cải tiến phương pháp dạy học theo hướng tích hoạt động học tập nhận thức như: Đinh Quang Báo, Dương Tiến Sỹ, Nguyễn Văn Duệ, Trần Bá Hoành, Nguyễn Cương, Võ Chấp, Tô Xuân Giáp, Trịnh Nguyên Giao…Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học ở trường THPT đã được nghiên cứu rộng rãi và vận dụng có hiệu quả như: Trần Sinh Thành, Đặng Quang Khoa( 2003) với đề tài “ Hình thành kĩ năng phán đoán cho sinh viên

sư phạm kĩ thuật, thông qua dạy học thực hành” [19]

Năm 2011, Nguyễn Vinh Hiển từ sự phân tích vai trò của hoạt động quan sát, TN trong quá trình dạy học nói chung và dạy học Sinh học nói riêng

đã đề xuất biện pháp, quy trình sử dụng TN trong dạy học kiến thức Sinh học

tế bào – Sinh học 10 THPT [18]

Cao Cự Giác ( 2004) – Trường Đại học Sư phạm Vinh có bài viết “ Phát triển khả năng tư duy và thực hành thí nghiệm qua các bài tập hóa học thực nghiệm ( Tạp chí giáo dục số 88 – 2004) Theo tác giả, việc sử dụng bài tập thực nghiệm không chỉ cung cấp kiến thức, củng cố kiến thức mà còn rèn luyện được các kĩ năng tư duy thực nghiệm và thao tác thực hành [19]

Năm 2005, Hoàng Thị Kim Huyền đã xây dựng cấu trúc bài thực hành phương pháp dạy học SH nhằm nâng cao chất lượng thực hành và bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên trường đại học sư phạm [22]

Nguyễn Thị Dung – Trường Cao đẳng Sư phạm Hà Nội có bài “ Tích cực hóa hoạt động học tập trong giờ thực hành củng cố môn SH ở phổ thông” ( tạp chí Giáo dục số 6 – 2006) Tác giả cho rằng việc tích cực hoạt động học tập trong giờ thực hành củng cố cần được coi trọng, bằng cách tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm con đường chứng minh những kiến thức được học Năm 2007, Dương Tiến Sỹ trên cơ sở phân tích những khó khăn trong quá trình dạy học SH , đặc điểm tâm lí nhận thức của HS lớp 6, những hạn chế của các TN nên đã đề xuất biện pháp sử dụng TN ảo để tích hợp giáo dục môi trường trong dạy học SH 6 [26]

Như vậy, việc tìm hiểu về sử dụng thí nghiệm trong dạy học đã được nghiên cứu và chú ý từ rất sớm cả trong nước và trên thế giới Tuy nhiên, theo tôi việc sử dụng thí nghiệm để phát triển hoạt động nhận thức của HS còn hạn chế Vì vậy việc nghiên cứu các biện pháp, quy trình sử dụng các thí nghiệm

để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học cho học sinh THPT là rất cần thiết

1.1.2.2 Những nghiên cứu về năng lực

Vào những năm đầu thế kỉ XXI, giáo dục Việt Nam đang triển khai

đổi mới chương trình giáo dục Chiến lược phát triển giáo dục 2001 – 2010 xác định phát triển giáo dục phổ thông “ Đổi mới mục tiêu, nội dung, chương trình giáo dục… Thực hiện chương trình hợp lí đảm bảo kiến thức phổ thông

cơ bản, tạo điều kiện phát triển năng lực của mỗi học sinh, nâng cao năng lực

tư duy, kỹ năng thực hành, tính thực tiễn…”

Nghị quyết 29 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khẳng định: Phải chuyển đổi căn bản toàn bộ nền giáo dục từ chủ yếu nhằm trang bị kiến thức sang phát triển phẩm chất, năng lực người học…

Tác giả Nguyễn Hồng Thuận (2012) đề cập đến khái niệm, các thành tố của năng lực Theo đó, năng lực được cấu thành từ những bộ phận cơ bản là: tri thức về lĩnh vực hoạt động hay quan hệ đó; Kĩ năng tiến hành hoạt động hay xúc tiến, ứng xử với quan hệ nào đó; những điều kiện tâm lí [8]

Theo GS.TS Đinh Quang Báo đã nghiên cứu phát triển năng lực tư duy trong một số vấn đề về mục tiêu và chuẩn trong chương trình phổ thông sau

2015 cho rằng “ Năng lực là khả năng vận dụng 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 đa dạng của cuộc sống”

1.2 Cơ sở lý luận

1.2.1 Thí nghiệm Sinh học

1.2.1.1 Khái niệm về thí nghiệm

Theo từ điển Tiếng Việt, thí nghiệm có 2 nghĩa; nghĩa thứ nhất là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh; nghĩa thứ 2 là “làm thử để rút kinh nghiệm”[32] Theo đại từ điển tiếng Việt NXB Văn hóa thông tin 1999, thí nghiệm là “ làm thử theo những điều kiện, nguyên tắc đã được xác định để nghiên cứu, chứng minh”[35]

Nếu quan sát là phương pháp nghiên cứu các đối tượng và hiện tượng có sẵn trong tự nhiên, thì TN là phương pháp nghiên cứu đối tượng và hiện tượng trong điều kiện nhân tạo TN là phương pháp cơ bản trong nghiên cứu

khoa học Sinh học nhằm phát hiện những kiến thức về hoạt động sinh lý, về những yếu tố tác động qua lại, vì vậy nó cũng được sử dụng trong dạy học Sinh học, vì nó là phương pháp tìm ra kiến thức

Thí nghiệm có ưu thế hơn quan sát ở chỗ, người nghiên cứu chủ động sáng tạo ra các hiện tượng, thay đổi điều kiện quan sát và tạo khả năng đi sâu hơn vào việc tìm hiểu nguyên nhân của các hiện tượng, nó cho phép tìm hiểu bản chất của các hiện tượng, mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng Vì vậy I.P.Paplop ( 1549 – 1936) đã nói: “ Quan sát chỉ thu lượm những gì mà tự nhiên tạo ra, còn thí nghiệm cho phép giành lấy ở tự nhiên những gì mà con người cần” [15]

Khi được xét là một danh từ, Thí nghiệm nó bao gồm mẫu vật, dụng cụ, phòng thí nghiệm, hóa chất được cung cấp từ hiện thực khách quan

Còn khi xét là một động từ, thí nghiệm là việc gây ra một hiện tượng , một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh [15]

1.2.1.2 Các loại thí nghiệm Sinh học

* Theo mục đích của lý luận dạy học

- Thí nghiệm hình thành kiến thức mới

- Thí nghiệm củng cố và hoàn thiện kiến thức

- Thí nghiệm để kiểm tra – đánh giá

- Thí nghiệm để vận dụng kiến thức

* Theo thời gian cho kết quả TN

- Thí nghiệm dài hạn

- Thí nghiệm ngắn hạn

* Theo địa điểm tiến hành TN

- Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm

- Thí nghiệm ở vườn trường

- Thí nghiệm ở ngoài đồng ruộng

1.2.1.3 Vai trò thí nghiệm trong nghiên cứu Sinh học và dạy học

Sinh học là ngành khoa học tự nhiên , nghiên cứu về sự sống Đối tượng nghiên cứu của Sinh học là thế giới sống Do đó, thí nghiệm là phương pháp

cơ bản, đặc trưng cho hoạt động nghiên cứu và dạy học Sinh học Chính vì vậy trong dạy học Sinh học thí nghiệm có vai trò đặc biệt quan trọng

*Vai trò của thí nghiệm trong nghiên cứu Sinh học

Khi học sinh chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì thí nghiệm được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó, các dữ liệu này tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết Việc thiết kế quy trình thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả là cơ sở cho những khái quát về tính chất, quy luật, hiện tượng sinh học được nghiên cứu Như vậy, thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức [28]

Mọi giả thuyết khoa học trong quá trình nghiên cứu sinh học đều được kiểm tra bằng thực nghiệm trước khi coi chúng là quy luật Trong nhiều trường hợp, kết quả thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác Nhờ vậy, HS sẽ thu được những tri thức có tính khái quát hơn.Từ những đặc điểm trên cho thấy thí nghiệm là phương pháp phát hiện kiến thức sinh học cho học sinh

Hiện nay với mục tiêu đổi mới phương pháp dạy học, phương tiện dạy học được mở rộng thêm là các phương tiện được sử dụng trong quá trình dạy học để hình thành các tình huống có vấn đề trong giờ học giúp học sinh tìm hiểu, củng cố, so sánh, vận dụng kiến thức Do đó, thí nghiệm sẽ là phương tiện dạy học hữu ích Thí nghiệm là phương tiện trực quan bao gồm các dụng

cụ, thiết bị kĩ thuật từ đơn giản đến phức tạp được dùng trong quá trình tiến hành thí nghiệm Quá trình diễn biến của thí nghiệm được học sinh quan sát, qua đó nhận ra kết quả và rút ra kết luận khoa học

Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là cơ sở xuất phát cho quá trình nhận thức của học sinh [3] Trong thí nghiệm có nhiều yếu

tố con người có thể chủ động sáng tạo, vì vậy cho phép đi sâu tìm hiểu bản chất, hiện tượng, các mối quan hệ có nguyên nhân – kết quả của hiện tượng

Từ đó hình thành tri thức cho HS, đặc biệt qua TN học sinh sẽ lĩnh hội được tri thức mới qua các hiện tượng được biểu hiện

Thí nghiệm là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn: Thí nghiệm rất gần gũi với đời sống, với các quy trình công nghệ Chính vì vậy, thí nghiệm giúp HS vận dụng các điều đã học vào thực tế cuộc sống Học là để phục vụ cuộc sống, ứng dụng kiến thức đã học vào cuộc sống, do đó quá trình dạy học phải gắn liền với thực tế cuộc sống, ứng dụng kiến thức đã học vào cuộc sống Khi quan sát thí nghiệm ( tự mình hoặc GV làm) HS ghi nhớ các thí nghiệm Nếu gặp lại hiện tượng trong tự nhiên HS sẽ hình dung lại kiến thức và giải thích được hiện tượng một cách dễ dàng Từ đó, HS phát huy được tính tích cực sáng tạo và ứng dụng kiến thức nhạy bén trong những trường hợp khác nhau Như vậy, việc dạy học Sinh học đã thực hiện được mục tiêu chung của giáo dục, đó là đào tạo những con người toàn diện về mọi mặt, hình thành những

kĩ năng cần thiết, khả năng thích ứng trong mọi tình huống

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức hoạt động tích cực của HS trong dạy học SH: Thí nghiệm không chỉ đơn thuần là minh họa cho kiến thức bài giảng

mà thí nghiệm còn là phương tiện rất hữu ích trong việc hình thành kiến thức cho HS Nếu thí nghiệm được tổ chức dưới hình thức tìm tòi, nghiên cứu thì

HS không chỉ quan sát mà còn tự mình rút ra kinh nghiệm, nhận xét và tự mình giải thích TN Thông qua đó giúp HS phát triển tính độc lập, tự giác, tích cực sáng tạo trong hành động và nhận thức

Sử dụng thí nghiệm trong dạy học làm cho bài học không chỉ thêm phần sinh động mà còn khơi dậy học sinh hứng thú học tập môn học, giúp học sinh hoàn thiện kĩ năng, kĩ xảo mà còn củng cố niềm tin ở kiến thức vừa lĩnh hội Như vậy, thí nghiệm vừa là phương tiện tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh, vừa là phương tiện để học sinh rèn luyện năng lực nghiên cứu theo phương pháp tư duy của nhà khoa học Thí nghiệm là một phương tiện

trực quan có tác dụng giáo dục học sinh một cách toàn diện, đáp ứng được nhiệm vụ trí – đức dục tốt nhât [26]

và rút ra kết luận chính xác và đầy đủ về vấn đề học tập [13]

* Theo thuyết kiến tạo: Học tập là sự tự kiến tạo tri thức:

Trong mô hình học tập theo thuyết kiến tạo thì học sinh tự tìm hiểu thu nhận kiến thức, tự tạo thế giới riêng cho mình Tất cả những gì mỗi người trải nghiệm sẽ được sắp xếp chúng vào trong vốn kiến thức đã có và biến chúng thành tài sản riêng của mình, tức là tự kiến tạo riêng cho mình một bức tranh thế giới [13]

*Theo thuyết hoạt động: Học tập diễn ra trong hoạt động, học tập là một chuỗi các hoạt động của HS có liên hệ mật thiết với mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học; thông qua các hoạt động này rèn cho HS có ý thức tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo Người học chỉ có thể phát huy sáng tạo khi họ được học tập trong hoạt động và bằng hoạt động [11]

* Theo thuyết nghiên cứu : Trong dạy học nếu cho HS tự nghiên cứu khoa học sẽ giúp cho bản thân HS không chỉ thu được kết quả mình nghiên cứu mà còn rèn luyện phẩm chất và năng lực của bản thân [ 11]

Ngoài những quan điểm nêu trên khái niệm học tập còn có những quan điểm khác:

Học tập là quá trình tương tác giữa cá thể và môi trường, kết quả dẫn đến

sự biển đổi về nhận thức, thái độ hay hành vi của cá thể đó [20]

Học tập là việc học có chủ ý, có mục đích định trước, được tiến hành

bởi một hoạt động đặc thù – hoạt động học, nhằm thỏa mãn nhu cầu người học của cá nhân [ 20]

Ta có thể khái quát lại quan điểm về học ngày nay là: Học là một quá

trình trong đó chủ thể tự biến đổi mình, tự làm phong phú mình bằng cách thu lượm và xử lí thông tin từ môi trường sống xung quanh mình [15]

1.2.2.2 Hoạt động

Theo từ điển tiếng Việt của Viện Ngôn ngữ học thì: “ Hoạt động là tiến hành những việc làm có quan hệ với nhau chặt chẽ, nhằm một mục đích nhất

định trong đời sống xã hội” [32]

Theo Phạm Minh Hạc “ Hoạt động là quá trình tác động qua lại giữa con người với thế giới xung quanh để tạo ra sản phẩm về phía thế giới và sản phẩm về phía con người Trong quá trình tác động qua lại đó, có hai chiều tác

động diễn ra đồng thời, thống nhất và bổ sung cho nhau” [17]

Trong tâm lý học, hoạt động được hiểu là “ Một tổ hợp tác động vào đối tượng nhằm đạt mục đích thỏa mãn một nhu cầu nhất định và chính kết quả

hoạt động là sự cụ thể hóa nhu cầu của chủ thể” [1]

Như vậy, hoạt động của con người chính là quá trình tác động đến đối tượng nhằm mục đích thỏa mãn nhu cầu của mình Khi nhu cầu này được thỏa mãn sẽ xuất hiện một nhu cầu mới và ở mức độ cao hơn Khi ấy con người lại tiến hành các hoạt động mới khác Cứ như vậy con người không chỉ tồn tại

mà ngày càng phát triển đến những trình độ cao hơn

1.2.2.3 Hoạt động học tập

Đối với con người thì học tập là một trong những hình thức hoạt động chính, không thể thiếu nhằm tiếp thu, lĩnh hội những thành tựu, tri thức, kinh nghiệm xã hội - lịch sử của xã hội loài người đã được tích lũy qua các thế hệ Trong tâm lý sư phạm Đại học thì A.V Petrovxki cho rằng “ hoạt động học tập là vấn đề phẩm chất tư duy và kết hợp các loại hoạt động trong việc thực hiện mục đích và nhiệm vụ giảng dạy”[27]

N.V Cudomina lại coi hoạt động học tập là loại học tập nhận thức

cơ bản của HS được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy cô Trong quá trình này việc nắm vững nội dung cơ bản các thông tin mà thiếu nó thì không thể tiến hành được hoạt động học tập trong tương lại [27]

Các quan niệm trên về hoạt động học tập mặc dù chưa có sự thống nhất giữa các tác giả, song các tác giả khác nhau ít nhiều đều xem xét hoạt động học tập có liên quan đến nhận thức hoặc tư duy

Về phía các tác giả Việt Nam, như tác giả Lê Văn Hồng khi nghiên cứu

về hoạt động học tập đã có quan niệm như sau : Hoạt động học tập là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục đích tự giác và lĩnh hội tri thức, kỹ xảo mới, những phương thức hành vi và những dạng hoạt động nhất định [21]

Trong nghiên cứu khoa học hoạt động học tập thể hiện ở bốn đặc điểm

- Hoạt động vận hành theo nguyên tắc gián tiếp: Trong hoạt động lao động, người ta dùng công cụ lao động để tác động vào đối tượng lao động Công cụ lao động đứng vai trò trung gian giữa chủ thể và đối tượng lao động, tạo ra tính chất gián tiếp cho hoạt động lao động

- Hoạt động bao giờ cũng mang tính mục đích: Trong mọi hành động của con người, tính mục đích được nổi lên rõ rệt

Tóm lại, hoạt động học tập có thể hiểu như sau : Hoạt động học tập là

hoạt động có mục đích của chủ thể nhằm lĩnh hội, tiếp thu những tri thức, kinh nghiệm của xã hội loài người được kết tinh trong nền văn hóa xã hội, qua đó giúp chủ thể phát triển và hoàn thiện nhân cách

1.2.3 Quan hệ học tập và thí nghiệm

1.2.3.1 Học tập cần sử dụng thí nghiệm

Học tập có rất nhiều phương tiện để phát hiện kiến thức, trong đó thí nghiệm là phương tiện phát hiện kiến thức có hiệu quả vì:

- Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức:

Khi học sinh chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì thí nghiệm được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó, các dữ liệu này tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết Việc thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lí kết quả quan sát được từ thí nghiệm là cơ sở cho những khái quát về tính chất, liên hệ phổ biến, tính quy luật của hiện tượng và sự vật

Như vậy, thí nghiệm được sử dụng như là công cụ phân tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri thức [28]

- Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu

được

Mọi giả thuyết khoa học trong quá trình nghiên cứu đều được kiểm tra bằng thực nghiệm trước khi coi chúng là quy luật Trong nhiều trường hợp, kết quả thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác Nhờ vậy, người ta sẽ thu được tri thức có tính chất khái quát hơn, bao gồm các tri thức đã biết trước đó Một số kiến thức có thể được rút ra nhờ suy luận logic chặt chẽ từ kiến thức đã biết, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng [28]

- Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực

1.2.3.2 Thí nghiệm trong sinh học là phương pháp phát hiện kiến thức

Thí nghiệm có thể góp phần làm xuất hiện vấn đề, xuất hiện một mâu thuẫn: đó là một hiện tượng lạ mà học sinh chưa từng biết đến hoặc đã biết, đã gặp nhưng không hiểu nguyên nhân tại sao; Gợi hứng thú nhu cầu nhận thức, làm học sinh ngạc nhiên hoặc đáp ứng được nhu cầu thực tế mà họ quan tâm Việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức được dùng phổ biến trong nghiên cứu Sinh học ( Phương pháp thực nghiệm) là một nội dung của việc hình thành những kiến thức cơ bản Sinh học ở THPT Thí nghiệm là một bộ phận của phương pháp phát hiện kiến thức Sinh học nên trong quá trình thí nghiệm học sinh sẽ được làm quen và vận dụng có ý thức các phương pháp nhận thức này

Do đó học tập và thí nghiệm có mối quan hệ mật thiết với nhau, thí nghiệm là phương pháp nghiên cứu để phát hiện kiến thức mới Thí nghiệm còn là phương tiện học tập hữu ích nhất giúp học sinh phát huy được năng lực nghiên cứu đồng thời thí nghiệm cũng là một nội dung học tập Trong học tập Sinh học nhất thiết phải sử dụng thí nghiệm để chứng minh được những quy luật, hiện tượng và sự vật

1.2.4 Năng lực nghiên cứu

1.2.4.1 Năng lực

Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc tiếng Latinh

“competentia” Ngày nay khái niệm năng lực được hiểu nhiều nghĩa khác

nhau Năng lực được hiểu như sự thành thạo, khả năng thực hiện của cá nhân

đối với một công việc

Theo từ điển tâm lý học ( Vũ Dũng, 2000) năng lực là tập hợp các tính chất hay phẩm chất của tâm lý cá nhân, đóng vai trò là điều kiện bên trong, tạo thuận lợi cho việc thực hiện tốt một dạng hoạt động nhất định [13]

Theo Weitnert năng lực là những kỹ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn

có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng

về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một

cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt [36]

Bernd Meier và Nguyễn Cường ( 2012) cho rằng năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm

vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động

Năng lực là một khái niệm bao hàm cả những nội dung, những hoạt động cần thực hiện và những tình huống trong đó diễn ra các hoạt động [36] Nguyễn Minh Đức cho rằng: “ Năng lực là tổ hợp các thuộc tính nhân cách đáp ứng yêu cầu của một loạt hoạt động nhất định và đảm bảo cho loại hoạt động đó đạt đến kết quả tốt và chất lượng cao” [28] Theo John Erpenbeck , năng lực được tri thức làm cơ sở, được sử dụng như khả năng, được quy định bởi giá trị, được tăng cường qua kinh nghiệm và được thực hiện hóa qua chủ định[36]

Từ những quan điểm nêu trên cho thấy, năng lực là sự tích hợp các kĩ năng, tác động một cách tự nhiên lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết những tình huống đặt ra

Theo Vũ Cao Đàm cho rằng, nghiên cứu khoa học nói chung là nhằm thỏa mãn về nhu cầu nhận thức và cải tạo thế giới đó là: “ Khám phá những thuộc tính bản chất của sự vật và hiện tượng; phát hiện quy luật vận động của

sự vật và hiện tượng; vận dụng quy luật để sáng tạo giải pháp tác động lên sự

vật hiện tượng Nghiên cứu khoa học là một quá trình sử dụng những phương pháp khoa học, phương pháp tư duy để khám phá những hiện tượng, phát hiện quy luật để nâng cao trình độ hiểu biết, để giải thích những nhiệm vụ lý luận hay thực tiễn, các đề xuất trên cơ sở kết quả nghiên cứu [14].Mục đích của NCKH là vừa tìm lời giải cho tình huống có vấn đề vừa có tính giáo dục cao Bởi việc tìm được lời giải cho các tình huống có vấn đề là một hoạt động cao cấp mang tính giáo dục do nó phải tuân thủ theo những yêu cầu nghiêm ngặt

để đảm bảo tính khách quan, tính chính xác và tính sáng tạo [29]

Như vậy yêu cầu của NCKH là cao, nhưng do tác dụng giáo dục của nó nên cần phải đưa vào giáo dục càng sớm càng tốt Do đó dạy học phát triển năng lực nghiên cứu cho HS THPT thực chất là quá trình dạy học sinh tập dượt NCKH Trong quá trình học HS được đặt vào vị trí người nghiên cứu, đóng vai trò như nhà khoa học để phát hiện kiến thức cho bản thân vì người học phải nhận ra vấn đề học tập, nêu giả thuyết nghiên cứu, thiết kế thí nghiệm, nghiên cứu tài liệu từ đó rút ra kết luận

Theo Nguyễn Cương (2007), nghiên cứu khoa học là thực hiện các nội dung theo trình tự các bước như sau [12]:

- Bước 1 Xác định vấn đề nghiên cứu

Xác định vấn đề nghiên cứu thực chất là tìm đối tượng để nghiên cứu tính cấp thiết, thời sự của vấn đề nghiên cứu

- Bước 2 Lập đề cương nghiên cứu

Lập đề cương nghiên cứu nhằm sơ bộ xác định đề tài nghiên cứu

- Bước 3 Thiết kế quy trình nghiên cứu

Ở bước này, quan trọng nhất là việc xậy dựng giả thuyết khoa học cho vấn đề nghiên cứu, từ đó xác định tác động vào đối tượng nghiên cứu và xây dựng mô hình lý tưởng về đối tượng Cuối cùng tổng hợp thành sơ đồ tổng quát của quy trình nghiên cứu

- Bước 4 Triển khai việc nghiên cứu thông qua các thực nghiệm KH

Thực chất, đây là quá trình điều chỉnh, tiếp tục phát triển và kiểm chứng

hệ thống giả thuyết khoa học đã đề ra Chủ yếu là thực hiện các thí nghiệm khoa học để xác nhận giả thuyết, thu thập các tài liệu lý thuyết và thực tế chứng minh cho giả thuyết đã được nêu ra, xây dựng hệ thống các kết luận và đánh giá vấn đề nghiên cứu thông qua các kết luận đã rút ra từ quá trình thực nghiệm kiểm chứng giả thuyết khoa học

- Bước 5 Viết, bảo vệ công trình nghiên cứu và đề xuất các ứng dụng

Viết công trình nghiên cứu khoa học là trình bày tất cả các kết quả nghiên cứu bằng một văn bản

1.2.4.3 Năng lực nghiên cứu

Theo A Seberova (2008), năng lực nghiên cứu đó là một hệ thống mở và không ngừng phát triển bao gồm các kiến thức tuyên bố và kiến thức quy trình trong lĩnh vực nghiên cứu các thái độ và sự sẵn sàng của cá nhân cho phép các giảng viên thực hiện một nghiên cứu khoa học trong khuôn khổ hoạt động nghề nghiệp của họ

Năng lực nghiên cứu của HS ở đây được hiểu là năng lực tập dượt nghiên cứu, thực chất là năng lực học tập kiểu nghiên cứu Người học được đặt vào vị trí người nghiên cứu, do đó hoạt động học tập là hoạt động dưới dạng nghiên cứu khoa học

Năng lực nghiên cứu sinh học 11 – THPT cần có ở HS

Từ những quan niệm về năng lực, nghiên cứu, năng lực nghiên cứu , học tập và mối quan hệ giữa học tập và năng lực nghiên cứu chúng tôi cho rằng NLNC cần có trong học tập Sinh học 11 – THPT là:

Thứ nhất: Phát hiện vấn đề nghiên cứu trong chương trình Sinh học 11 Thứ hai : Nêu giả thuyết khoa học về vấn đề nghiên cứu

Thứ ba: Lập kế hoạch nghiên cứu để chứng minh cho giả thuyết đã nêu Thứ tư: Thực hiện kế hoạch để tìm được các cứ liệu khoa học chứng minh cho giả thuyết và lý giải kết quả

Thứ năm: Tổng kết và rút ra kết luận khoa học Từ kết quả, các cứ liệu, xây dựng kết luận tức là vấn đề nghiên cứu được giải quyết

1.2.5 Quan hệ giữa học tập và nghiên cứu khoa học

1.2.5.1 Học tập là nghiên cứu khoa học ở mức thấp ( phát hiện lại)

Ngày nay học không chỉ có mục đích kế thừa những kiến thức mà loài người đã biết, mà còn có mục đích là rèn luyện trí thông minh sáng tạo và những đức tính cần thiết khác để còn phát triển vốn tri thức mà nhân loại đã

có Vì vậy học tập không chỉ đơn thuần là tiếp thu kiến thức đã có sẵn mà còn

là quá trình tập dượt để tự mình làm ra cái mới cho riêng mình Như vậy học tập mang tầm vóc thấp hơn quá trình nghiên cứu khoa học nhưng về bản chất thì học tập là nghiên cứu khoa học nhưng ở mức độ thấp vì đều tìm được cái mới đối với bản thân

1.2.5.2 Nghiên cứu khoa học là con đường học tập tích cực và sáng tạo( Học tập ở mức độ cao)

Nghiên cứu khoa học thực chất là một phương pháp học tập nhưng ở mức

độ cao Một phương pháp học tập mang tính biện chứng và khoa học , học tập thông qua nghiên cứu khoa học giúp học sinh phát triển tư duy, tư duy phân tích tổng hợp, tư duy phán đoán, hình thành kĩ năng nhận xét và rút ra kết luận khoa học Do đó tư duy khoa học được phát triển, năng lực nghiên cứu được hình thành nghĩa là năng lực học tập được phát triển ở mức độ cao

1.3 Cơ sở thực tiễn

1.3.1 Mục đích xác định cơ sở thực tiễn

Để chuẩn bị cho việc đề xuất các biện pháp sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học ở trường THPT, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu tình hình dạy và học Sinh học của một số giáo viên và học sinh của một số trường trên địa bàn Hà Đông, TP Hà Nội Từ đó rút ra các ưu nhược điểm của việc dạy học này, đồng thời rút ra kinh nghiệm và xây dựng tiến trình dạy học sao cho phù hợp với phương án đề ra

1.3.2 Phương pháp xác định

Để điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong Sinh học tôi đã dùng phiếu điều tra ( Phụ lục 1)

1.3.3 Nội dung xác định cơ sở thực tiễn

1.3.3.1 Thực trạng quan niệm của giáo viên về sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học

Để xác định thực trạng hiểu biết của giáo viên về sử dụng thí nghiệm trong dạy học ở các trường THPT, chúng tôi đã sử dụng phiếu điều tra với 30

GV thuộc 5 trường THPT trên địa bàn Hà Đông- Hà Nội (Xem phụ lục 1) Sau đây là kết quả thu được:

Bảng 1.1 Kết quả quan niệm của giáo viên về sử dụng thí nghiệm trong

dạy học Sinh học

Nội dung câu hỏi

Số

GV đƣợc hỏi

Kết quả điều tra

Nội dung trả lời

Số

GV trả lời

độc lập, sáng tạo của HS 25 83,3 Đảm bảo kiến thức vững

Câu 4: Theo Thầy

trong thi tốt nghiệp 3 10 Câu 5 Thầy ( Cô)

Khâu kiểm tra đánh giá 6 20

Câu 6 Thầy ( Cô) sử

Củng cố, mở rộng kiến thức 20 66,7 Kiểm tra, đánh giá kết quả

học tập của HS 1 3,3 Câu 7 Thầy ( cô) đã

rèn luyện cho học sinh

năng lực nghiên cứu

bằng thí nghiệm ở

mức nào?

30

Rất thường xuyên 1 3,3 Thường xuyên 5 16,7 Không thường xuyên

24 80 Câu 8 Thầy ( cô) có

những khó khăn gì

trong việc sử dụng thí

nghiệm để tổ chức

hoạt động học tập

nhằm nâng cao năng

lực nghiên cứu cho

Nhiều thí nghiệm khó mang lại kết quả trong tiết dạy 7 23,3

Qua kết quả khảo sát cho thấy:

Về mức sử dụng thí nghiệm: Đa số GV đều đánh giá cao sự cần thiết và tầm quan trọng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Đến 93.3% GV được khảo sát khẳng định sử dụng TN trong dạy học sinh học là cần thiết

Theo đánh giá của GV việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học chủ yếu được dùng trong khâu ôn tập, củng cố kiến thức ( 66.7%) để đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức vững chắc ( 66.7%), tạo hứng thú cho học sinh ( 90%) Từ những phân tích trên cho thấy GV đã có sự nhận thức đúng đắn về tầm quan trọng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Điều này khẳng định sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học ở mức cần thiết và có

ý nghĩa quan trọng trong dạy học hiện nay

Tuy nhiên khi tìm hiểu về mức độ sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học không nhiều Dạy những bài thực hành theo chương trình chỉ được (80%) vẫn còn GV không dạy các bài thực hành( 6.7%) Về những khó khăn trong việc sử sụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập nhằm nâng cao năng lực nghiên cứu cho học sinh, trong số 30 GV được hỏi còn 10% GV thao tác thí nghiệm còn lúng túng; 23.3% GV cho rằng nhiều thí nghiệm khó mang lại kết quả trong tiết dạy Ngoài ra còn khó khăn do cơ sở vật chất thí nghiệm còn thiếu (50%), gặp nhiều khó khăn về thời gian (33.3%) Từ đó, cần

có biện pháp khắc phục khuyến khích GV sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học Sinh học

1.3.3.2 Thực trạng về mong muốn học tập bằng thí nghiệm của học sinh đối với môn Sinh học ở trường THPT

Để xác định thực trạng khả năng học tập bằng thí nghiệm của HS chúng tôi đã sử dụng phiếu điều tra 100 HS thuộc khối lớp 11 – THPT ( Xem phụ lục 1) Sau đây là kết quả thu được:

Bảng 1.2 Kết quả mong muốn học tập bằng thí nghiệm của học sinh đối với

môn Sinh học ở trường THPT

Câu hỏi

Kết quả tìm hiểu Nội dung trả lời Số

thú nhất đó là: Giáo viên sử dụng máy chiếu 10 10

Câu 2 Nếu trong giờ dạy

25 25

Thí nghiệm do học sinh tự làm,

tự nghiên cứu 68 68 Thí nghiệm ảo do giáo viên giới

70 70

Em thích thầy ( cô) giáo mô tả sâu để em nhớ kết quả và kết luận

20 20

Câu 4 Để chứng minh rễ

là cơ quan hút nước và

muối khoáng cho cây cách

thí nghiệm nào sau đây em

và việc sử dụng thí nghiệm sinh học trong dạy học hiện nay là cơ sở khẳng định việc cần phải sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong quá trình dạy học

Kết luận chương 1

1 - Trong chương này, luận văn đã xác định cơ sở lý luận để làm cơ sở đề xuất các biện pháp được xác định ở chương 2 như cơ sở lý luận về thí nghiệm Sinh học; Hoạt động học tập; Năng lực nghiên cứu

2 – Xác định thực trạng sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học, mong muốn được học bằng tự làm thí nghiệm của học sinh Đó

là cơ sở quan trọng cho luận văn tìm cách sử dụng phù hợp

Từ cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn khẳng định việc sử dụng thí nghiệm

để tổ chức hoạt động học tập trong dạy học là cần thiết và đáp ứng được nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay

3 – Qua chương 1, luận văn đã từ xác định mục tiêu, xây dựng giả thuyết khoa học dẫn đến chọn được vấn đề cốt lõi mà luận văn phải thực hiện như lí luận về thí nghiệm, hoạt động học tập, năng lực nghiên cứu Những cơ sở lí luận của luận văn này là cơ sở để triển khai việc sử dụng thí nghiệm để phát triển được năng lực nghiên cứu cho học sinh

CHƯƠNG 2

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ĐỂ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP

TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

2.1 Xác định mục tiêu, cấu trúc nội dung của chương trình Sinh học 11

THPT

2.1.1 Mục tiêu của chương trình Sinh học 11

Sau khi học xong chương trình sinh học 11 THPT, học sinh có khả năng

- Về kiến thức :

+ Trình bày được những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, thực tiễn về

cấp độ tổ chức cơ thể của sự sống chủ yếu là Sinh học cơ thể Thực vật và

Động vật

+ Nêu được những kiến thức cơ bản và các khái niệm về trao đổi chất và năng

lượng, về tính cảm ứng, về sự sinh trưởng và phát triển, về sinh sản của Thực

vật và Động vật

+ Nêu và giải thích được các cơ chế tác động, các quá trình sinh lý trong hoạt

động sống ở mức độ cơ thể (thực vật và động vật) có sự liên quan đến cấp độ

phân tử, cấp độ tế bào cũng như mối quan hệ giữa cơ thể với môi trường

sống

+ Xác định được sự thống nhất và khác biệt về các quá trình sống giữa Động

vật và Thực vật

+ Nêu được những giá trị ứng dụng của kiến thức vào thực tiễn sản xuất và

đời sống, hiểu và vận dụng các biện pháp kĩ thuật nhằm nâng cao năng suất

cây trồng và vật nuôi

+ Hình thành quan điểm duy vật biện chứng về thế giới sống, bồi dưỡng cho

học sinh hiểu ra lòng yêu thiên nhiên và bảo vệ môi trường thiên nhiên

+ Rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy biện chứng, tư duy hệ thống

- Về kỹ năng:

Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng : + Kỹ năng quan sát, phân tích các hiện tượng, bản chất của sự vật thông qua

quan sát tranh vẽ, hình ảnh trực quan, thí nghiệm và các bài thực hành

+ Kỹ năng thực hành Sinh học

+ Kỹ năng tự học tích cực như phân tích, lập biểu bảng, thu thập, xử lý thông

tin, làm việc theo nhóm, làm báo cáo

+ Phát triển năng lực tư duy logic như phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát

hóa … đặc biệt là kỹ năng giải quyết vấn đề phức hợp, những vấn đề mới phát

sinh trong quá trình học tập

+ Hình thành những kỹ năng xã hội như cộng tác làm việc, giao tiếp, thảo

luận nhóm… + Vận dụng lí thuyết giải thích các hiện tượng thực tế

+ Hình thành năng lực tự kiểm tra đánh giá cho học học sinh

- Về thái độ: + Có ý thức bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống

+ Có ý thức vận dụng kiến thức cảm ứng để giải thích các hiện tượng trong tự

nhiên và ứng dụng trong thực tiễn sản xuất

+ Luôn có tinh thần chủ động, thái độ tích cực học tập, nâng cao tinh thần

hợp tác, tôn trọng ý kiến cá nhân để có thể tạo ra những sản phẩm học tập tốt

+ Có ý thức bảo vệ thiên nhiên và môi trường sống xung quanh

2.1.2 Cấu trúc nội dung của chương trình Sinh học 11

Chương trình Sinh học 11 nghiên cứu các hoạt động sống ở cấp độ cơ

thể, thông qua đối tượng là Thực vật và Động vật có thể tóm tắt bằng sơ đồ

sau:

Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung của chương trình Sinh học 11

Sinh học cơ thể

Chuyển hóa vật Sinh trưởng Cảm ứng Sinh sản

chất và năng lượng và phát triển ở TV và ĐV ở TV và ĐV

TV và ĐV ở TV và ĐV

Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng

Ở chủ đề này có những nội dung chính sau:

- Phân biệt chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cấp độ cơ thể và cấp độ tế bào

- Vai trò chuyển hóa vật chất và năng lượng đối với cơ thể Thực vật và Động vật

- Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở Thực vật và Động vật

- Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở Thực vật và Động vật

- Cơ chế chuyển hóa vật chất và năng lượng ở Thực vật và Động vật

- So sánh quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở Thực vật và Động vật, từ đó xác định được khái niệm và quá trình chuyển hóa và năng lượng ở cấp độ cơ thể

- Ứng dụng kiến thức về chuyển hóa vật chất và năng lượng ở Thực vật và Động vật vào thực tiễn sản xuất và đời sống

Cảm ứng

Ở chủ đề này có những nội dung chính sau:

- Khái niệm về cảm ứng, vai trò của cảm ứng đối với cơ thể Thực vật và Động vật

Ở chủ đề này có những nội dung chính sau:

- Khái niệm sinh trưởng và phát triển

- Đặc điểm sinh trưởng ở Thực vật và Động vật

- Ảnh hưởng của môi trường đối với sự sinh trưởng và phát triển của Thực vật và Động vật